散热壳塑料模毕业设计

1湖南汽车技师学院毕业设计说明书设计课题：散热壳注射模设计设 计 人：x x x班 级：高模 10-1 班专 业：模具设计与制造设计时间：2012 年 9 月指导老师：x x x2目 录第一章 绪论3设计说明书.4第二章 注射模设计5一、编制塑件成型工艺卡5二、塑件成型工艺分析与设计.6三、塑件成型模具设计7第三章 致谢18参考文献.193第一章绪 论我国模具技术的现状： 我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产 34“、48“ 大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑 料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸 模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具 CAD/CAM/CAE 技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具 CAD/CAE 软件。我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。快速经济模具的前景十分广阔现在是多品种、少批量生产的时代，未来，这种生产方式占工业生产的比例 将达 75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制 各种超塑性材料(环氧、聚脂等 )制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低 熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速 原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外，采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。在模具设计制造中将全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE 技术已基本成熟。由于模具 CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普4及模具 CAD/CAM 技术创造了良好的条件。设计说明书1. 产品图图 1-12. 产量：1 万件3. 未标注公差取 MT5 级精度4. 设计要求：设计散热壳注射模具，绘制注射模装配图 1 张、工作零件和非标零件图 23张，编制塑件成型工艺卡 1 份，成型零件机械加工工艺过程卡 23 份，编写设5计说明书 1 份（20 页以上） ，并提交电子文档。第 二 章一、编制塑件成型工艺卡表 1-1 散 热 壳 注 射 成 型 工 艺 卡 片（厂 名） 资料编号车 间塑 料 注 射 成 型 工 艺 卡 片共 1 页 第 1 页零件名称 散 热 壳 材 料 牌 号 ABS 设备型号 XS-ZY500装配图号 材 料 定 额 每 模制 件 数 2 件零件图号 单 件 质 量 159.5g 工 装 号设 备 红外线烘箱温度（） 90110材 料干 燥 时间（h） 23后 段 200220中 段 220240前 段 190200料 筒温 度() 喷 嘴 190200模 具 温 度（） 6085注 射 35保 压 1530时 间-(s) 冷 却 1550注 射压 力 85120压 力MPa 保 压 5080温 度（） 鼓风烘箱 100110 辅 助 0.5后 处 理 时 间（h） 23时 间 定 额：（min） 单 件 0.5 1检 验6编 制 校 对 审 核 组 长 车 间 主 任 检 验 组 长 主管工程师二、塑件成型工艺分析与设计3.1 ABS 的特性ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单元合成，每种单体都有其不同的特性；丙稀腈有高强度，热稳定性及化学稳定性，丁二烯具有坚韧性，抗冲击性，苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看，ABS 是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。这就决定了 ABS 材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。并有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能等特性。ABS 的平均收缩率为 0.55%。有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工且易着色，几乎不受酸、碱、盐及水和无机化合物的影响。密度为 1.081.2g/ 3 使用温度在 40100，在紫外线作用下容易氧化分解。1.分析制件材料使用性能ABS 属热塑性非结晶型塑料，不透明。ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的，这 3 种组分各自的特性，使 ABS 具有良好的综合力学性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使 ABS 坚韧，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。ABS 无毒、无味，呈微黄色，成型的制件有较好的光泽，密度为1.021.05g/cm 3。ABS 有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 ABS 几乎无影响，但在酮、醛、酯、氯代烃中 ABS 会溶解或形成乳浊液。ABS 不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等的侵蚀会引起应力开裂。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS 的缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70左右，热变形温度为93左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。7根据 ABS 中 3 种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而可以适应各种不同的需要。根据使用要求的不同，ABS 可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。2.分析塑料成型工艺性能查表 2-3 及相关资料可知：ABS 属无定形塑料，流动性中等；在升温时黏度增高，所以成型压力较高，故制件上的脱模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理，预热干燥 80100，时间 23h；ABS 易产生熔接痕，模具设计时应注意减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，其壁厚、熔料温度对收缩率影响极小，在要求制件精度高时，模具温度可控制在5060，而在强调制件光泽和耐热性时，模具温度应控制在 6080；如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采用高料温、高模温，或者改变浇注口位置等方法；成型耐热级或阻燃级材料，生产 37 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具进行及时清理，同时模具表面需增加排气位置。1.无定型料，其品种牌号很多，各品种的性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方案及成型条件。2. 吸湿性强，含水量应小于 0.1%，必须充分干燥，要求表面光泽 2 的塑件应要求长时间预热干燥。3.流动性中等，溢边料 0.04mm 左右（流动性比聚苯乙烯差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好） 。4.比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高） ，料温对塑件影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250左右，比聚苯乙烯易分解） ，对要求精度较高的塑件模温宜取 5060，要求光泽及耐热型料模温宜取 6080，注射压力为 100140MPa，螺杆式注射机则取 160220，70100MPa。5.模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口出外观不良，已发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工是塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失） ，查教科书中表 3-11 可知，材料为ABS 的塑件，其型腔脱模斜度一般为 35130，型芯脱模斜度为3540，而该塑件为开口壳类零件，深度较浅且大圆弧过度，脱模容易，脱模斜度取 1即可。6 加强筋该塑件高度较小，壁厚适中，使用过程中承受压力不大，可不设加强筋.通过以上分析可见，该塑件结构属于中等复杂程度，结构工艺性合理，不需对塑件的结构进行修改；塑件尺寸精度中等，对应的模具零件的尺寸加工容8易保证。注射时在工艺参数控制得较好的情况下，塑件的成型要求可以得到保证。7.该散热壳要求中等精度，外表面无瑕疵、美观、性能可靠。采用 ABS 材料，产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺。3.确定成型方式及成型工艺流程（1）.塑件成型方式的选择所生产的制品选择 ABS 工程塑料，属于热塑性塑料，制品需要中批量生产。注射成型模具结构较简单，成本不高，生产周期短、效率高，容易实现自动化生产，大批量生产模具成本对于单件成本影响不大。而压缩成型、压注成型主要用于生产热固性塑件和小批量生产热塑性塑料；挤出成型主要用以成型具有恒定截面形状的连续型材；气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒、箱类塑件。所以图 1-1 所示散热壳塑件应选择注射成型生产。4.注射成型工艺过程的确定一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件的后处理3 个过程。（1） 成型前的准备a. 对 ABS 原料进行外观检验：检查原材料，要求色泽一致、细度均匀。b. ABS 是吸湿性强的塑料，成型前应进行充分的预热干燥，建议干燥条件为 8090下最少干燥 2 小时。材料湿度应小于 0.1%。除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银丝等缺陷。c. 生产开始如需改变塑料品种、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，则应对注射机料筒进行清洗。d. 为了使塑料制件容易从模具中脱出，模具型腔或型芯还需涂上脱模剂，根据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、液体石蜡或硅油等。注射过程一般包括：加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。（2）.ABS 常用范围水箱外壳、蓄电池槽、电机外壳、齿轮、把手等。5.ABS 注塑模工艺条件熔化温度：210280，模具温度：2570，6mm 以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm 以上壁厚的塑件应使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异而影响塑件的质量。对于最优的加工周期，冷却腔道的直径应不小于 8mm，并且距塑件表面的距离应在 1.3d 左右（d 为冷却腔道的直径） 。注射压力：60100MPa，注射速度：使用高速注射。96.塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析（1）.结构分析：从零件图上分析，零件总体为一个长方形壳类零件，基本尺寸 200mm100mm，顶部有 6 个直径为 20 的孔。（2）.尺寸精度：塑件的精度为 5 级，精度要求中等。（3）.表面质量分析：塑件的表面粗糙度ABS 注射成型时，表面粗糙度的范围在 Ra0.11.6m，而该塑件表面粗糙度无要求，取为 Ra0.8。 7.塑件成型方法的确定综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺好，可以采用注射成型方法生产。三、 塑件成型模具设计1.型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高、属小型塑件，且形状简单，又为中小批量生产，初定为一模两腔平衡的模具形式，其布置方式如下图所示：为了保证塑件表面质量要求，选择点浇口，双分型面注射模。2.选择注射机型号及其参数的确定根据最大注射量初选设备通常保证制品所需注射量小于或等于注塑机允许的最大注射量的 80%，否则就会造成制品形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小注射机利用率就偏低，浪费电能，而且塑化长时间处于高温状态会导致塑料 分解变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的 20%。初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据。计算单个塑件体积： V=（20100.5-3.14120.56+201.80.52+101.80.52）cm 3=（100-9.42+36+18）cm 3145 cm 3计算单个塑件质量：ABS 的密度为 1.081.2g/ 3 计算时取 1.1 g/ 3M=V 1451.1=159.5g 该模具设计为一模两腔，所以塑件成型每次总注射量为：102M+10=2159.5+10329g （凝料的质量初步估算约为 10g）根据注射量，查塑料模具设计书（卜建新 主编）表 3-2-1 选择 XSZY500 型号的柱塞式注射机，满足注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的 80%。设备主要参数如表 2-1 所示：表 2-1 注 射 机 主 要 技 术 参 数项 目 设 备 参 数 项 目 设 备 参 数额 定 注 射 量（cm 3） 500模 板 行 程（mm） 500螺 杆 直 径 （mm） 65最 大 模 厚 （mm） 450注 射 压 力 (MPa) 104最 小 模 厚 （mm） 300注 射 行 程 （mm） 200喷 嘴 圆 弧 半 径（mm） 18锁 模 力 (kN) 3500喷 嘴 孔 直 径 （mm） 43. 确定型腔数及布置根据以