电话机上盖模具设计说明书.doc

郑州城市职业学院模具设计实训说明书 题 目 电话机上壳的模具设计说明书专业班级 模具设计与制造1班 学生姓名 王 小 鹏 学 号 20111042105 总评成绩 指导教师 张老师 机电工程系 2013年06月郑州城市职业学院模具设计实训任务书设计题目：电话机上壳的模具设计产品（零件）图：产品技术要求：1. 材料：聚苯乙烯（ps）2. 生产批量：大批量生产郑州城市职业学院目录 第1章序言-1 第2章塑件的工艺分析-3 2.1模具的成型工艺性分析-3 2.2塑件的成型工艺参数确定-4 第3章模具基本结构及模架的确定-5 3.1模具的基本结构-5 3.2选择浇注系统-6 3.3成型设备选择-8 3.4选择模架-9 第4章模具结构的尺寸的设计计算-11 第5章模具的总装图及模具的装配、试模-13 5.1模具总装图及模具的装配-13 5.2模具的试模-14 总结-15 参考文献-15 致谢-16 第1章序言我国塑料模具工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大的发展。模具水平有了较大提高。在大型模具方面，已经生产大屏幕彩电塑壳注塑模具等。精密塑料模具方面，已经生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。近年来，我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量己超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。建筑、建材业塑料建材可大量代钢、代木、替代传统建材，将在今后得到越来越多的应用。预测2005年建筑用塑料制品的占总产量16%，约400万吨，因此塑料建材模具需求量将增长较快。由于国家己明令限制使用铸铁管道，代之以塑料管材，预计2010年全国新建住宅室内排水管80%及城市供水50%将采用塑料管。同时，国家正在大力发展塑料门窗，到2010年塑料门窗和塑料管的普及率将达到30%-50%，塑料排水管的市场占有率将超过50%。用这些模具生产的一些塑料制品制件达到了国外同类产品的水平，但总体和国外相比仍有较大差距。在成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气辅注射成型技术的使用更加成熟。热流道模具开始推广，有些企业的采用率20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位还采用了具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不道10%，与国外的50%-60%相比，差距较大。在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、cad技术、capp技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；cad、cae、flow cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。美国上市公司是专业从事注塑成型cae 软体和谘询公司，自1976 年发行了世界上第一套流动分析软体以来，一直主导塑胶成型cae软体市场。近几年，在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域得到了广泛应用。利用cae技术可以在模具加工前，在电脑上对整个注塑成型过程进行类比分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以後再返修模具。这不仅是对传统塑胶模具的设计方法一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。塑料模发展趋势 (1)出于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度的要求，而适应高生产率而发展的一模多腔的原因，今后应该重点提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。 (2)在模具设计制造中全面推广应用cad/cam/cae技术。 (3)推广应用热流道技术，气辅注射成型技术和高压注射成型技术。 (4) 开发新的成型工艺和快捷经济模具，以适应多品种、少批量的生产方式。 (5) 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。 (6) 应用优质材料和先进的表面处理技术来提高模具寿命和质量。第2章 塑件的工艺性分析2.1塑件的成型工艺性分析2.1.1塑料材料特性聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于pp、pe，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于f-4、ppo。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。热性能：最高工作温度为6080。当加热至以上，ps转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，这就使其热成型提供方便。ps的热变形温度为7080，脆化温度为-30，ps在高真空和330380下剧烈降解。2.1.2塑料材料成型性能无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生内应力。流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形.。 可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件。脱模斜度大，顶出均匀。塑件壁厚均匀，最好不带镶件，如有镶件应预热。1.吸水性极小，成型前可不干燥。模温30-60度，料温140-200度。2.性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力。3.流动性较好，应注意模具间隙，防止缩孔、飞边。4.宜采用高料温、高模温、底注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形，但料温过高，容易出现银丝，料温底或脱模剂多则透明性差。5.可采用各种形式的浇口，脱模斜度宜大，顶出力均匀，以防开裂。6.塑件壁厚均匀，最好不带嵌件，各面应圆弧连接，不宜有缺口、尖角。2.2.3塑料设计要求 该产品应用比较普遍，且对塑料产品有精度及表面粗糙要求为一般精度。但在塑件的加工生产制造过程中要求对工件个部分配合之间有一定的配合精度。2.2塑件的成型工艺参数确定密度： 收缩率： 0.30.6预热温度 6080预热时间 t料筒温度: 喂料区 3050 后段 160250 中段 200300 前段 220300 喷嘴温度 220300模具温度 1550注射压力 80140mpa成型时间： 注射时间： 高压时间： 冷却时间： 总周期： 第3章 模具基本结构及模架确定3.1模具的基本结构3.1.1确定成型方法 该产品精度及表面粗糙度要求一般，塑件采用注射成型法生产。该产品大批量生产。故在设计模具要有较高的注射效率，浇注系统要能自动脱模，可采用潜伏试浇口自动脱模机构。3.1.2型腔布置由于该塑件较大，生产批量较大。模具采用一模一腔结构，浇口形式采用潜伏试浇口。3.1.3确定脱模方向和脱模力的计算 由于塑件较小，材料工艺性能好。而且塑件较厚形状不易变形，所以采用推杆推出机构。脱模力可用下式计算： 式中 脱模力，单位n 型芯的脱模斜度，单位（） a塑件包容型芯的面积，单位为该模具为3.65 f塑件对钢的摩擦系数，通常取取0.2 p塑件对型芯单位面积上的包紧力，模外冷却时p=（2.4-3.9）pa 故 塑件内部有两个侧空，应选用顶杆式侧向抽芯：如下图1 1局部视图3.1.4确定分型面塑件分型面的位置选择要有利于模具加工、排气、脱模及成型操作，塑件的表面质量等要求。所以选择a-a面有利塑件的脱模（参考总装图）3.1.5模具的导向机构为确保模具的闭合高度，模具的定模部分和动模部分之间采用导柱和导套导向定位，推出制件时，导套在导柱上运动没保证推板的运动精度。3.1.6模具结构形式模具结构为双分型面注射模。采用拉杆和限位杆控制分型面b-b的打开距离，方便取出废料；分型面a-a的打开距离应大于40mm，以便取出塑件。3.2选择浇注系统浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。3.2.1主流道和定位圈的设计1、主流道的基本参数：主流道是连接注射机喷嘴与分流道的塑料熔体通道，其基本参数包括：主流道小端直径、主流道长度、主流道锥度。1） 主流道小端直径d：主流道小端直径d =（注射机喷嘴直径0d+ 0.51）。2）主流道长度l：主流道长度l应根据模具具体结构确定，越短越好。3）主流道锥度r：主流道锥度r对于小型铸件一般取24；3、主流道的设计计算： 根据模具设计手册查得pd118型注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴前端孔径：=3；喷嘴前端球面半径为：= 10。 根据模具的主流道尺寸与喷嘴直径之间的尺寸关系式：r = + (12)及d =+ (0.51)，计算后取主流道球面半径：r = 12；小端直径：d = 3.5。 启模时，为了便于将凝料从主流道中拔出，应将主流道设计成圆锥形，其锥度为3。经换算得出主流道的大端直径：d = 6.5；同时，为了使熔料顺利的进入分流道，可在主流道出料端设计半径r = 1的圆弧过渡。定位圈是安装模具时做定位用的，查资料得szy-300型柱塞式注射机的定位圈直径为125 mm，一般定位圈高出定模座板表面510 mm. 由于浇口套与定位圈均属于注射模具的通用件，所以设计者应尽量采用推荐尺寸的浇口套和定位圈。3.2.2分流道的设计分流道是主流道与浇口的连接通道，分流道的设计要点及分流道的截面形状及尺寸的确定如下：1. 分流道的设计要点： 流经分流道的熔体温度和压力损失要少。为此，分流道一要短；二要光洁，表面粗糙度低；三是容积要小；四是应避免弯折； 分流道要使熔料能迅速而又均匀的进入各型腔，应力求采用平衡进料； 分流道便于加工，便于使用标准刀具。2. 分流道的截面形状及尺寸的确定：铸型中常见的分流道截面形状有圆形、梯形、u形和半圆形四种。分流道的形状和尺寸，应根据塑件体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道的长度因素来确定。本塑件形状不太复杂，熔料填充比较容易，为了便于加工起见，选用截面为半圆形分流道，查模具设计手册取分流道半径r=5。3.2.3浇口的设计1.浇口的截面尺寸的确定要点：浇口截面尺寸及形状的确定要根据制件的尺寸、壁厚、塑料品种以及制件的结构和相应的浇口形式而定。可采用先取小值，试模后再根据实际情况修正的方法。2. 浇口位置确定要点： 浇口应设计在制件壁厚最厚之处，并力求浇口至各型腔的距离尽可能接近。 应避免在浇口处产生喷射及在成型中产生蛇流现象。 应充分考虑制件的尺寸和精度要求。由于塑料凝固收缩，在流动方向及垂直于流动方向的收缩率不相同，所以应充分考虑收缩的方向性及由收缩引起的变形。3. 浇口的设计： 根据塑件的成型要求及型腔的排列形式选用侧浇口较为理想。设计时确定从上型腔的分型面处进料，模具采用镶拼式型芯及采用哈夫块，这样有利于铸型的填充及排气。为了便于控制熔液浇注的压力，确定侧浇口截面为锥形，初选小口直径为1，试模时再根据实际情况进行修正。3.3成型设备选择在设计模具时，首先应根据现有的设备选择合适的注射机。初选注塑机的主要依据是成型所需的注射容量，因此，必须计算出塑件的体积和质量，初步确定型腔的数目以及浇注系统的体积。3.3.1注射容量的估算 经计算电话机上壳的体积总质量另外估计浇注系统凝料体积约为，即初步估计成型所需的注射总量约为。3.3.2注射剂的选定及其技术参数 为保证注射质量的充分发挥设备的功能，根据注射模一次成型的塑料体积应在注射机理论注射量的80左右，并结合塑件尺寸的大小、型腔数及其布局，查注塑模具设计师速查手册p571，表14.2.选择注塑机 xs-zy250/180螺杆直径 50mm 注塑容积 250注塑量 228g 顶出行程 90mm注塑压力 147mpa 喷嘴球半径 18mm 锁模力 1800kn 定位孔径 100mm开模行程 500mm 模具厚度 250mm3.4选择模架参考注塑模具设计师速查手册p619选择eai型模架，如下图第4章 模具结构的尺寸的设计计算收缩率： 取制造公差：1、 型腔径向尺寸: 2、型腔深度尺寸： 3、 型芯径向尺寸： 4、 型芯高度尺寸： 第5章模具的总装图及模具的装配、试模5.1模具总装图及模具的装配5.1.1模具总装图5.1.2模具的装配模具的调试参考文献塑料模设计及案例精选p2921、 导柱、导套的装配；2、 圆锥定位件的装配；3、 浇口套的装配；4、 型芯的装配；5、 楔紧块的装配和修磨；6、 脱模推板的装配；7、 推出机构的装配。5.2模具的试模模具装配完成后在交付生产之前应进行试模。试模的主要目的是：检查模具在设计制造上是否存在缺陷，若有缺陷则需查明原因并进行排除；对模具成型工艺条件进行试验，以有利于模具成型工艺的确定和提高。主要内容参考文献塑料模设计及案例精选p303.总结四周的课程设计在匆忙与疲惫之中结束了，虽然仅仅四周时间，但对我来说却受益浅。从专业知识上来说，通过这次课程设计，不仅加深了我对专业知识的理解，也加强了我们对以前所学知识的综合应用。刚开始接到老师的任务，由于从未有过设计经验，并且对以前所学的有关知识遗忘了很多，我一时间手足无措，不知该如何下手。于是，我把以前的书籍翻出来，比如：塑料成型工艺与模具设计等，先大概回顾一下主要内容。然后，去图书馆借阅了有关课程设计的书籍，参考了解了主要设计步骤。然后制定了自己的设计计划，之后就逐步实施。在设计的过程中，不断遇到新的问题，在老师和同学的帮助下，还有自己的努力下，我逐一克服，但是疏忽和遗漏总是难免的，其中还有一些问题需要完善和改进，虽然世界上没有完美的事，但我们要有一颗追求完美的心，这样才能把事情做到更好。抱着这样的心里，我一步步走了过来，终于完成了此次设计。除了专业知识，这次设计过程中，还需要掌握一定的计算机绘图和技术标准、规范、设计手册等有关资料的查阅。在绘图过程中，我的计算机绘图能力得到了很大的提升，因为这方面的技能主要靠实践经验。总之，通过这次课程设计我学到了很多东西，这些东西对我以后的工作很有帮助，我将会带上这次深刻的设计经验，在