毕业设计（论文）-隔弧板塑料模设计.doc

设计题目产品名称：隔弧板材料：三聚氰胺甲醛玻璃纤维生产批量：大批量生产毕业设计/论文说明书目录 前言 .3一、 模具工艺规程的编制 6二、 注塑模的结构设计 7三、 模具设计的有关计算 .11四、模具加热与冷却系统的计算 13五结构与辅助零部件的设计 13六模具闭合高度的确定 15七注塑机有关参数的校核 .15八模具的装配与调试 .15九绘制模具总装配图和非标零件图 .18十注塑模主要零件加工工艺规程的编制 .19十一致谢 .22十二参考文献 .23前言随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 模具成型具有优质，高产，低消耗，低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。 根据业内专家预测，今年中国塑料模具市场总体规模将增加13%左右，到2005年塑料模具产值将达到460亿元，模具及模具标准件出口将从现在的9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。 相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在。 据悉目前全世界年产出模具约650亿美元，其中塑料模具约为260亿美元。我国1999年模具总产值245亿元其中塑料模具约为82亿元，2000年近100亿元。七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，约占全部塑料模具的80%左右。塑料模具的主要用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业及各种塑料制品行业等。目前国内年需塑料模具约130-140亿元，真中有30多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。本次设计题目“隔弧板的产品造型与模具设计”。该模具属于侧向抽芯的注射模。本说明书将分项阐述该塑件注射成型和模具设计的全过程。 由于本人设计水平有限，错误的不妥之处在所难免，肯请老师批评指正。 设计者：李后兵 1模塑工艺规程的制定1.1塑件的工艺性分析（1）材料性能分析 隔弧板选用三聚氰胺甲醛玻璃纤维塑料成型，三聚氰胺甲醛玻璃纤维是一种具有良好综合性能的工程塑料，它具有具有质地坚硬、耐刮痕、无色、半透明等优点，加入色料可制成彩色鲜艳的制品，俗称电玉。由于它耐油,不受弱碱和有机溶剂的影响（但不耐酸）,可在70下长期使用，短期可耐110120，可用于电工制品。三聚氰胺甲醛塑料比脲甲醛塑料硬度高，有更好的耐水、耐热、耐电弧性，可作耐电弧绝缘材料。三聚氰胺甲醛颗粒原料时相对密度 1.5 g/ 吸水性() 0.15, 收缩率 () 0.4-0.5 马丁耐温（）110190（2）注塑制件结构和尺寸精度及表面质量分析 1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形，其厚度为12mm，中间部分为直径为52mm的圆形凹槽，该零件属于中等复杂程度。 2 尺寸精度该零件各个尺寸均为注明公差，为提高经济效益，则按未注明公差尺寸来处理，根据表214查得三聚氰胺甲醛玻璃纤维材料的适用未注公差等级为mt5级，对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证。 综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型要求可1.2计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积：用体积分割法求得v=1284843.14/4-852523.14/4-3.1420204/4-12553.14/4=47995计算塑件的质量：根据设计手册查得三聚氰胺甲醛玻璃纤维三聚氰胺甲醛玻璃纤维的密度为=1.0g/,故塑件的质量为：w=v =479951.0=72g1.3注塑模结构分析与注塑机的选用 根据以上计算，采用一模一件的结构设计，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机ys-zy-45型。1.4塑件注塑工艺参数的确定 查找相关文献和参考工厂实际应用的情况，abs的成型工艺参数可作如下选择：（适模时，可根据实际情况作适当调整） 螺杆转速：4050r/min； 注塑温度：前段温度t选用80155； 后段温度t选用4555； 模具温度：150190； 喷嘴温度：选用8595；注塑压力：选用5978mpa；注塑时间：选用312s；保 压：选用65 mpa；保压时间：选用510s；冷却时间：选用2070s；2 注塑模的结构设计注塑模的结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、模具工作零件的结构设计、推出机构的设计等内容。2.1分型面的选择 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型来选择分型面.该塑料表面质量无特殊要求。该零件高度为12mm，且垂直于轴线的截面形状比较简单，可选用如下图所示的水平分型方式，即可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度，又便于成型取件。型面宣择如下图。2.2确定型腔的排列方式 本塑件在注塑时采用一模一件，即模具需要一个型腔，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采用型腔布置图1所示的型腔排列方式。其最大优点是便于设置斜滑块抽芯机构，缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较长，但是塑件尺寸较大，故对成型没有太大的影响。若采用其他的型腔排列方式，显然料流长度较短，但是会增大侧向抽的距离，势必会增大模具整体尺寸。3浇注系统设计（1）主流道设计。：根据设计手册查得xsz30型注塑机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔直径： =2mm；喷嘴前端球面半径：=12mm；根据模具主流道与喷嘴的关系：=+（12）mm d=+（0.51）mm取主流道球面半径r=14mm;主流道的小端直径d= 2.5mm.为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成锥形，其斜度为。经换算得主流道大端直径d=4.5mm，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。 (2)分流道设计。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度，注塑速度、分流道长度等因素来确定。本塑件形状简单对成，熔料填充型腔比较容易，根据型腔的排列方式，可知分流道长度较长，为便于加工起见，选截面形状为梯形的分流道，根据制件壁厚、体积和形状等，初确定梯形尺寸=4mm,=2.5mm,=1mm. （3）浇口设计。根据塑件的成型要求、型腔的排列方式及模具结构，拟选轮辐式浇口较为理想，熔融塑料从浇口经过与轮辐式流道相连的浇口进入型腔。这种浇口切除凝料比较方便，但容易产生拼裂痕。4抽芯机构设计塑件成型面积大，侧凹较浅，所需抽拔距较小。本采用斜滑块抽芯机构。（1）确定抽芯距。抽芯距一般应大于成型孔（或凸台）的深度，本题中凸台高度为12mm,另加3mm的抽芯安全系数，可取抽拔距=15mm。（2）确定斜滑块倾角。斜滑块倾斜角是倾斜机构的主要技术数据之一，它与抽拔力与抽芯距有直接关系。一般取=1525，在这里选用20。（3）滑块与导滑槽设计 (a)滑块与侧型芯的连接方式设计。本题侧向抽芯机构主要是用于成型零件的侧向孔合侧向凸台。(b)滑块的导滑方式。为使模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，拟采用整体式滑块和整体式导向槽的形式。其结构见装配图。(c)滑块的导滑长度和定位装置设计。导滑长度要保证侧向抽芯后，滑块与导滑槽的配合长度不小于其总长度的，滑块的定位装置采用弹簧滚珠形式（见装配图）。5主流道衬套的选取为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为t8a，热处理以后的硬度为5357hrc，主流道衬套和定模的配合形式为h7/m6的过渡配合。6推出机构设计如图2-4-1所示模具开模后,塑件留在动模一侧,适当考虑脱模斜度,采用顶杆并不会将塑件顶变形,且模具结构简单，制造方便。 图2-4-13模具设计的有关计算本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得三聚氰胺甲醛玻璃纤维地收缩率s=0.40.5，故平均收缩率为0.45，考虑到工厂模具现有条件，模具制造公差取。1.型腔、型芯工作尺寸计算塑件尺寸计算公式型腔工作尺寸84lm=(ls+lsscp3/4) 0+83.885221.861211.863433.904hm=(hs+hsscp2/3) 0+ 3.902625.902.型腔滑块底板厚度计算根据组合式型腔底板厚度计算公式进行计算：式中：=13mm;=40mpa;=13mm;=125mm (根据模具初选外形尺寸确定) ;=160mpa（底板材料选用45钢）。代入计算得：h=8.5mm。考虑模具整体结构的协调，取h=25mm。4.模具加热与冷却系统的计算 本塑件在注射过程中不要求有太高的模温，因而模具上可不开设加热系统，是否需要冷却系统可作如下计算。 设定模具平均工作温度为65用20常温水作为模具冷却介质，其出口温度为25，产量为（处算2分钟一套），0.27/h。1求塑件在每小时释放的热量q，查有关文献三聚氰胺玻璃纤维单位若流量为3.98j/g.q=wq=0.273.98j/g=1.074610 j/2求冷却水的体积流量vv=0.8510m/min由体积流量v查表可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。 5 结构与辅助零部件的设计1. 导柱的选用导柱选用带头导柱，由导柱直径与模板外形尺寸关系，其尺寸选用1610025，材料选用20钢。gb/t4169.4-1984其结构形式如下图1-5所示： 图1-5 导柱的结构形式 其导柱的安装时与模板之间的配合的公差取it7级，安装沉孔直径比导柱直径大（12）。2.导套的选用导套选用直导套，与导柱的配合。尺寸选1640，材料选用20钢。gb/t4169.2-1984 其结构形式如下图1-6所示： 图1-6 导套的结构形式 导套与模板的安装孔径之间的配合公差it7级，安装后下平面磨平。 该模具由于塑件的精度要求较低，可以采用两根导柱即可满足塑件的精度，两根导柱，导套尺寸选用相同直径，不对称布置。其布置形式如零件图定模固定板上所示。 6模具闭合高度的确定在支撑和固定零件的设计过程中，根据经验确定：定模座板：=25mm,上固定板：=25mm，下固定板：=40mm，支撑板： =25mm动模座板6=25mm。根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块：=50mm因而模具闭合高度 + 6=25mm+25mm+40mm+25mm+50mm+25mm=185mm7注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为100mm125mm155mm. xsz30型注塑机模板最大安装尺寸为200mm190mm，故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度=185mm，xsz30型注塑机所允许模具的最小厚度=60mm，最大厚度=180mm，即模具满足的安装条件。经查资料xsz30型注塑机的最大开模行程s=160mm，满足下式顶出塑件的要求：=14+35+10=59mm此外，侧向分型抽芯距不是很大，因此不会过大增加开模距离，注塑机的开模行程足够。经验证，xsz30型注塑机能满足使用要求，故可采用8塑料模的装配、试模与维修 1模具装配 模具设有斜滑块机构，先安装斜导柱，作为模具的装配基准，装配顺序如下；（1） 装配前按图检验主要工作零件及其零件的尺寸。（2） 将导柱8压入定模固定板10中，保证两导柱的对称度。（3） 装配型芯，将型芯固定在定模座板9上，保证垂直度。将座板9固定在固定板10上。（4） 将凹模压入动模固定板23中，保证垂直度。（5） 将侧滑块7装在固定板的导滑槽上。（6） 以凹模为基准，斜导柱起导向定位作用，将侧滑块装配在斜导柱上，使分型面密合。（7） 以凹模为基准将动模基准板26固定在动模故定板上。（8） 装配其他辅助零件。（9） 装配完成，试模。使配时以分型面密合作为模具的装配基准 2试模（1） 试模前，先对设备的油路，水路以及电路进行检查；（2）选取的原料必须合格，根据选用的工艺参数将料筒和喷嘴加热；（3）开始试模时，应该先选择选定的压力，温度和注塑时间的条件下成型，制品不符合要求然后按压力，注塑时间，温度， 这样的先后顺序变动，注意一次只改变一个参数；（4） 在试模过程中作出详细的记录，并将结果填入试模记录卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意见；（5）通过不断的试模和返修，生产出合格的制件后，将模具清理干净，涂上防锈油，入库。3 试模可能产生的问题及改善措施试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。3.1 粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：（1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。（2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。（3） 冷却时间过短，物料未能固化。（4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。（5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。3.2 粘着模芯（1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模。 （2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。（3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。（4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。（5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。1.10.3.3 粘着主流道（1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。（2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。（3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。（4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51 。（5） 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。3.4 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。（1） 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：a. 熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b. 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。c. 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。（2） 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射过量b. 锁模力不足c. 流动性过好d. 模具局部配合不佳e. 模板翘曲变形（3） 制件尺寸不准确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因:a. 尺寸变大注射压力过高，保压时间过长，此条件下产