塑料机壳模具课程设计说明书

课程设计设计（论文）题目：学院名称：机械工程学院专业：材料成型及控制工程班级：姓名：学号指导教师：职称定稿日期：年月日目录2目录1引言.........................................................12塑件成形工艺性分析...........................................22.1塑件的分析..........................................................22.2塑件材料的确定......................................................52.3塑件材料的性能分析..................................................52.4塑件的脱模斜度......................................................62.5分型面的设计........................................................72.6确定型腔数量及型腔布局..............................................82.7模架的选择..........................................................92.8模具零件材料的选择.................................................112.9注射机型号的选择...................................................112.10注射机有关工艺参数的校核..........................................132.11本章小结..........................................................153浇注系统的设计..............................................163.1主流道的设计.......................................................163.2冷料穴的设计.......................................................183.3分流道的设计.......................................................193.4浇口的设计.........................................................213.5本章小结...........................................................224模具成型零部件的设计........................................234.1型腔的结构设计.....................................................234.2型芯的结构设计.....................................................24目录34.3成型零部件的工作尺寸的计算.........................................265合模导向机构的设计..........................................295.1导向机构的总体设计.................................................295.2导柱设计...........................................................295.3导套的设计.........................................................305.4本章小结...........................................................316脱模顶出机构的设计..........................................326.1脱模推出机构的设计原则.............................................326.2顶杆顶出机构.......................................................326.3脱模力的计算与校核.................................................336.4本章小结...........................................................337冷却系统的设计..............................................347.1冷却水管的工艺计算................................................347.2冷却水管的结构设计................................................358模具的工作过程原理..........................................36参考文献......................................................38宁波工程学院模具课程设计说明书11引言在现代化的生产当中，模具是用来生产各种大批量产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状经过一定的方式方法使原料成型。由于模具成型具有质量好、产量多、省材料和成本低等特点，现如今已经在国民经济各个部门得到应用，特别是汽车、航天航空、机械制造、家用电器、仪器仪表和石油化工以及轻工日用品等部门。因为模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，因此模具生产的最终产品的价值是模具自身价值的几十倍、上百倍，所以说国民经济的基础工业是模具工业，模具的生产技术水平的高低，无形之中已经变成衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展，我国今后塑料模具的发展速度必将大于模具工业总体的发展速度。塑料模具生产在向着规模化和现代化发展的同时，更加专业和精度高是一个必然的发展趋势。从技术层次上来说，是为了满足用户对模具制造的“精度高”、“质量好”、“交货期短”、“价格低”的要求。[1]我们需要通过对塑件材料、质量、体积的分析与计算，合理的选用注塑机型号，并对注塑机各个参数进行校核，设计出一副经济，合理，适用的塑料注塑模具。我国的模具标准化程度与国外相比较，还有一定的差距，国外通常为七成到八成，而我国只有三成左右。假如可以广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期四分之一以上，而且可减少由于使用者自制模具件而导致的工时浪费。应用计算机辅助绘图技术设计模具已经较为普遍，推广和使用模具标准件，能够在一定程度上实现部分资源的共享，这将会大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展计算机辅助绘图技术、提高模具的精密度有着重要的意义。宁波工程学院模具课程设计说明书22塑件成形工艺性分析2.1塑件的分析2.1.1塑件如图2-1所示：图中尺寸为塑料机壳塑件实际测量尺寸。宁波工程学院模具课程设计说明书3图2-1塑料机壳塑件产品图2.1.2塑件的结构及成形工艺性分析（1）结构分析如下：该塑件是塑料机壳，外形为薄壁不规则体，制件表面有加强筋、孔、锥柱圆柱等一系列结构，所以在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。由于该塑件为中型薄壁件，为保证在顶出塑件时不在产品显眼处留下痕迹影响美观，所以在塑件底面腹部用18根顶针同时顶出塑件，见图2-2。宁波工程学院模具课程设计说明书4图2-2塑件顶针顶出示意图（2）成型工艺分析如下：由于该塑件产品的外表面要求平整、光洁、美观棱角清晰，所以将分型面设置在塑件产品的底面最大截面处，具体见下一章节分型面的分析。精度等级：采用高精度MT2级；脱模斜度：该塑料件长度为198mm，宽度为98mm，虽然由于原料在注射时流动性比较好，但是型腔和型芯与塑件接触面积较大,顶针顶出塑件需要克服塑件与型腔和型芯之间的摩擦力较大，因此，塑件脱模斜度为3°。（3）塑件的成型工艺参数确定的三大要素：温度、压力和时间。温度：注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。料筒温度：料筒温度的选择应保证塑料塑化良好顺利注射，而不会引起塑料分解喷嘴温度：料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。模具温度：模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等确定的。压力：注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，它们都直接影响塑料的塑化和塑件的质量。宁波工程学院模具课程设计说明书5塑化压力:注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。注射压力:注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。时间：一次注射成型周期包括注射时间（充模时间和保压时间）、闭模冷却时间。生产中充模时间为3～5s。注射时间中的保压时间所占比例较大，约为20～120s。在浇口处熔料凝结之前，保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响，而浇口处凝结之后则无影响。保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。冷却时间取决于塑件厚度，塑件的热性能和结晶性能，以及模具温度。冷却时间约为30～120s。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素都需要根据塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来选定。[2]2.2塑件材料的确定考虑到塑料机壳的工作条件，是在日常用品中使用，且与人们生活有关，因此必须要无毒，无臭，无味的材料制成。又由于是用手触摸使用，必须耐酸、稳定性要好；硬度、耐磨性、抗拉强度要高，综合的机械性能要好。拥有这些条件的塑料一般第一考虑：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:AcrylonitrileButadieneStyrene，称：ABS）。2.3塑件材料的性能分析2.3.1使用性能综合性能良好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、家用塑料制品件、传动零件和电讯结构零件。2.3.2成型性能（1）无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为0.04毫米左右。（2）吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。（3）成型时宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为≧250℃）。宁波工程学院模具课程设计说明书62.3.3ABS的主要性能指标ABS塑料主要的性能指标：密度(g.cm-3)1.02-1.14收缩率%0.3~0.8熔点℃130~160热变形温度45N/cm65~98弯曲强度Mpa80拉伸强度MPa35~49拉伸弹性模量GPa1.8弯曲弹性模量Gpa1.4压缩强度Mpa18~39缺口冲击强度kJ/㎡11~20硬度HRR62~86[3]2.4塑件的脱模斜度2.4.1脱模斜度的意义和影响通常情况下塑件在冷却后会产生一定的收缩，会产生包紧力，该力作用在凸模或者成型的型芯上；也可粘附作用，塑件是紧贴在凹模的型腔内或包在型芯上。为了容易脱模，还要防止塑件表面在脱模时刮伤和擦毛，在设计的时候塑件表面沿脱模方向一般具有合理的脱模斜度。2.4.2脱模斜度的确定本设计中采用3°的拔模斜度，这样从外表面到