电机端盖注塑模设计

1、毕业设计/论文设计/论文题目:电机端盖注塑模设计班级:学号:姓名:指导老师完成时间摘要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、通讯产品制造中具有很重要的作用,应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法,因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化,使之成为高黏度的流体,用柱塞或螺杆作为加压工具,使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中,经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。本次的毕业设计是端盖的注塑模依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产,故设计的模具要有较高的注塑

2、效率,浇注系统要能够自动脱模,此外为保证塑件表面质量采用侧浇口,因此选用单分型面注射模,侧浇口自动脱模结构。模具的型腔采用一模两腔平衡布置,浇注系统采用侧浇口成形,推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统,因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中不仅参考了大量纸质文献,而且在互联网上查阅资料,设计过程比较完整。关键词单分型面注射模具端盖 ABS目录前言 (41模塑工艺规程的编制 (51.1塑件的工艺分析 (51.2计算塑件的体积和质量 (51.3塑件注塑工艺参数的确定5-61.4塑件成型设备的选取 (62注塑模的结构设计 (62.1分型面选择 (72.

3、2确定型腔的数目及排列方式7-92.3绕注系统的设设计9-112.4抽芯机构设计11-122.5推出机构设计12-132.6成型零件结构设计13-143端盖注塑模具的有关计算 (143.1凹模尺寸计算14-164模具加热和冷却系统的设计.16-17 5模具闭合高度的确定 (175.1计算模具闭合高度 (175.2校核注塑机的开,合模空间 (176注塑机有关参数的校核 (176.1模具合模的校核 (186.2模具开模的校核 (187绘制模具总装配图和非标准零件工作图 (187.1本模具总装图和非标零件工作见附图 (187.2本模具的工作原理 (18结论 (19参考文献 (20致谢 (21前言我国

4、塑料模具工业的发展现状及特点:近年来,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

5、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。我国塑料模具工业今后的主要发展方向:提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例;在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术;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;开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式;提高塑料模标准化水平和标准件的使用率;应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要;研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。本设计内容;端盖的结构工艺分析;端盖注射模设计;对有关参数的校核;绘制模具总

6、装图;画出非标零件图。设计的目的意义:本设计的是电机端盖,只要是用来安装电机时起到一个固定作用,而且也对电机后端起到一个很好的保护作用,电机后端接的电机线,若安装上本产品,那么久更加安全保护,让其使用寿命大大增加。设计上遇到的主要问题:滑块与斜导柱的配合计算,精度要高,而且要预留量,否则滑块与斜导柱就无法完成开模合模的动作,滑块,斜导柱都会撞坏,对整个模具都会受到很大的影响,模具设计完毕,还要对模具进行试模,模具的压力,温度,时间,材料都是模具的主要因素,压力达不到要求,产品就会不完整,有飞边,多料的现象,温度时间不够就会出现产品硬度光滑度不够。1. 模塑工艺规程的编制该塑件是端盖产品,本塑件

7、的材料采用尼龙1010,生产类型为大批量生产。1.1塑件的工艺性分析1.1 1塑件的原材料分析塑件的材料采用ABS,属热塑性塑料。从使用性能上看,该塑件具有高强度,良好的耐水、耐油性,其介电性能与温度和频率无关,使优良的绝缘材料;从成型性能上看,该塑料具有很好的加工性,成型容易,收缩率较小,制件尺寸容易控制,但是其吸水性较大,易使成型后制件上产生气泡,银丝、斑纹等缺陷,因此应注意注塑前对原料的干燥。另外,在成型时应采用较高的成型温度和注射压力,以提高熔料的流动性,减小收缩率。1.1 2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析(a结构分析:从零件图上分析,该零件总体形状为矩形,在两端有两个凸台,其厚

8、度为2mm,该零件结构简单。(b尺寸精度分析:该零件各个尺寸均未注明公差,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ABS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。(c表层质量分析:该零件的表面质量除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质外,没有特别的表面质量要求,因此表面要求易于实现。综上分析,可以看出,注塑时在工艺参数控制的较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。1.2.计算塑件的体积和重量计算塑件的体积:用体积分割法求得V=50×60×3+5×3.14×2×2=3062.83mm计算塑件的质

9、量:根据设计手册查得ABS的密度为=1.0g/3cm,故塑件的质量为:W=V=3062.8×1.0×310=3.1g经计算塑件体积和质量,根据手册,采用一模两件的模具结构,考虑其外形尺寸,注塑时所需压力和设备等情况,初选用注塑机XSZ30型。1.3.塑件注塑工艺参数的确定查相关文献资料,ABS塑料的成型工艺参数可作如下选择:(试模时,可根据实际情况作适当调整注塑温度:包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度:后段温度1t选用200;中段温度2t选用220;前段温度3t选用240;喷嘴温度:选用200;注塑压力:选用100Mpa(相当于注塑机表压35kgf;注塑时间:选用15s;保压

10、:选用72Mpa(相当于注塑机表压25kgf;保压时间:选用10s;冷却时间:选用15s。1.4.塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为XS-ZY-125查材料知:标称注射量: 192cm3螺杆直径/cm 42mm注射容量/克: 125克注射压力/105Pa: 1500Mpa锁模力10kN: 90kN最大注射面积/: 3202模具厚度/mm: 200300mm模板行程/mm: 300mm喷嘴球半径: 12mm孔半径: 4mm定位孔直径/ 10006.0推出两侧孔径/mm 22mm孔距/mm 230mm2.注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括:分型面选择模具型腔数目的确定

11、型腔的排列方式冷却水道布局浇口位置设置模具工作零件的结构设计侧向分型与抽芯机构的设计推出机构的设计等内容。2.1分型面选择模具设计中,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要求来选择分型面。该塑件为端盖,表面无特殊的要求,其分型面选择如下图所示: 图2-1如图2-1所示取A-A向为分型面,不影响零件外观质量,抽芯在动模构简单。 图2-2如图2-2所示取A-A向为分型面,抽芯在定模,抽芯机构复杂,应当避免定模抽芯。从以上两个分型面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法,有利于模具成型。2.2确定型腔的数目及排列方式2.2.1模腔数量的确定塑件的生产属大批量

12、生产,宜采用多型腔注塑模具,其型腔个数与注塑机的塑化能力,最大注射量以及合模力等参数有关,此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响,有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量;2.2.1.1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1=(F/PC/A-B/A其中: F 注塑机的锁模力 NPC 型腔内的平均压力MPaA 每个制件在分型面上的面积(2B 流道和浇道在分型面上的投影面积(2B 在模具设计前为未知量,根据多型腔模具的流动分析B为(0.20.5,常取B=0.35,熔体内的平均压力取决于注射压力,一般为2540MPa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力,为保险起见常用0.8F则N1=0.

13、6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2 (个2.2.1.2.注射机注塑量确定型腔数目N2N2=(G-C/V其中: G 注射机的公称注塑量(3V 单个制件体积(3C 流道和浇口的总体积(3生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.750.45倍,取0.6倍计算,同时流道和浇道的体积为未知量,据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.21倍,现取C=0.6则N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=60×0.375=10.7(个从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1,N2中的较小值,在这里可以选取的个数是2,4,6,8,10个,考虑的制件的取出和模

14、具的开模等情况,以及模具的主流道长度最好小于60mm,以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模两腔的方案,即N=22.2.2型腔的排列方式 图2-2-2-1本塑件在注塑时采用一模两腔,综合考虑浇注系统,模具结构的复杂程度等因素采取如图2-2-2-1所示的型腔排列方式。采用2-2-2-1的型腔排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构,其缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较大,但因本塑件较小,故对成型没有太大影响。 图2-2-2-2若采用如图2-2-2-2所示的型腔排列方式,显然料流长度较短,但侧向分型抽芯机构设置则相当困然,势必成倍增大模具结构

15、的复杂程度。所以应该采用2-2-2-1的排列方式。2.3浇注系统设计2.3.1 主流道设计根据XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径: d0=4mm喷嘴前端球面半径: R0=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(12mmD=d0+(0.51mm取主流道的球面半径: R=13mm取主流道的小端直径d=4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出,将主流道设计为圆锥形式其斜度取13度经换算得主流道大端直径D=8.5mm,为了使料能顺利的进入分流道,可在主流道的出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。2.3.2分流道设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积,壁厚和形状的复杂程度来确定分流

16、道的长度的。由于塑件的形状比较简单,尼龙1010的流动性好,冲型能力比较好,因此可采取梯形分流道,便于加工。根据主流道大端直径D=8.5mm,则梯形可选用上底为b=5.5mm,高为h=8mm的截面。截面形状为U型,在流道设计中要减小压力损失,则希望流道的面积大。要减少传热损失,又希望流道的面积小。因此可用流道的面积与周长的比值来表示流道的效率。U型实质上是一种双梯形流道截面。效率为0.195D分流道的尺寸:尼龙1010 分流道直径/mm 3.8-7.5选取6mm分流道表面粗糙度:m,这可增加对外层分流道表面不要求太光洁,表面粗糙度常取1.252.5Ra塑料熔体流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,

17、形成绝热层。有利于保温。但表面不得凸凹不平,以免对分型不利。2.3.3浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从塑件的表面进料,而且在模具结构上采取镶拼型腔型心,有利于填充排气。故采用截面为矩形的侧浇口,查表初选尺寸为(b×l×h1mm×0.8mm×0.6mm,试模时修正.2.3.4排气结构的设计在注塑模具的设计过程中,必须考虑排气结构的设计,否则,熔融的塑料流体进入模具型腔内,气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡,甚至会产生很高的温度使塑料烧焦,从而出现废品。排气方式有两种:开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于端

18、盖注塑模是小型镶拼式模具,可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气,而不需在模具上开设排气槽。(尼龙1010塑料的最小不溢料间隙为0.03mm,间隙较小,再加上尼龙1010的流动性较好,也不宜开排气槽.2.3.5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。2.4抽芯机构设计此设计的塑件侧壁有两个修袄突台,它们均垂直于脱模方向,阻碍成型后塑件从模具脱出.因此成型小突台的零件必须做成活动的型心,即必须设置抽芯机构.本模具采用斜销抽芯机构.2.4.1确定抽芯

19、距抽芯距一般大于侧凹的深度本副模具设计中必须高于制件最小高度的一半H1=B2/2=22.5/2=11.25mm另加35mm的抽芯安全系数,可取抽芯距为15mm2.4.2确定斜销的倾角斜导柱的倾角a是斜销机构的主要技术参数,它与抽拔距和抽芯距有直接关系,一般取15°25°本副模具取a=20°2.4.3确定斜销的尺寸斜导柱的直径取决于抽拔力及倾角可按设计资料有关公式进行计算,本例可采用经验估值,取斜导柱的直径d=16mm2.4.4斜导柱的长度可根据抽拔距,固定端模板的厚度,斜销直径及斜角大小确定:L=L1+L2+L3+L4+L5=D/2×tana+h/cos

20、a+d/2tana+H/sina+(1015=99.6mm取: L=100mm2.4.5 滑块和导滑槽设计由于侧凹的尺寸较小型芯滑块可采用整体式加工增加强度,导滑槽的导滑长度和定位装置的设计可采用经验法,侧向抽芯的抽拔距较小,也无须滑块的定位装置。2.5推出机构设计 图2-5-1如图2-5-1所示模具开模后,塑件包紧动模型心的力并不大,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. 图2-5-2如图2-5-2所示是采用推管和顶杆联合顶出,顶出平稳,塑件不会变形,但推管与中间的型心想配合,会造成制造和装配上的困然.由以上两种方法的比较不然看出图7-6的方法比图7-7的方法更经济也

21、可以给制造带来方便.2.6成型零件结构设计2.6.1凹模的设计本副模具采用整体式凹模结构,由于制件结构简单,模具牢固,不易变形,制件没拼界逢,适用用于本制件的模具。如图所示: 材料选用T8A, 硬度在50HRC以上.根据分流道与浇口的设计要求,分流道与浇口设在凹模型腔上其结构见上图所示。凹模板尺寸:根据矩形凹模最小壁厚经验曲线知,此塑件的成型压力小于30MPA,那么尺寸见下图 由经验可知【3】:长为250 mm. 宽为260 mm.凹模高为 h=45mm 17mm为制件高加工可以直接用铣刀铣出,也可以用成型电极。为了节约成本。在这里我选用铣刀铣,而且在实际中使用由4个抽芯合并成2个抽芯滑块。3

22、.端盖注塑模具的有关计算3.1凹模尺寸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率来计算。查常用塑料的收缩率塑料尼龙1010的成型收缩率为S=0.54.0%,故平均我们取为Scp=0.5%。考虑到工厂模具制造的现有条件,模具制造公差取=/3。表一:凹模工作尺寸的计算: 成型34mm的型芯: 成型10mm孔的型芯: 材料选用T8A, 硬度在50HRC以上.成型零部件的制造误差:成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差,配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右,通常取IT69级,综合考虑取IT8级。4.模具加热

23、和冷却系统的设计塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却,塑料制件不能有太高的温度(防止出模后制件发生翘曲,变形冷却系统设计可按下式进行计算:设该模具平均工作温度为60°,用20°的常温水作为模具的冷却介质,其出口温度为30°,产量为(1分钟2模1000g/h。求塑件在硬化时每小时释放的热量为Q3,查有关文献得尼龙1010的单位热流量为Q2=314.3398.1J/g ,取Q2=350J/g:Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J求冷却水的体积流量VV=WQ1/Pc1(T1-T2=352800/60×1/1000&#

24、215;4.2-(30-20=140cm3温度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面:变形尺寸精度力学性能表面质量在选择模具温度时,应根据使用情况着重满足制件的质量要求。在注射模具中溶体从200 0C,左右降低到600C左右,所释放的能量5%以辐射,对流的方式散发到大气中,其余95%由冷却介质带走,因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中,在湍流下的热传递是层流的1020倍。在次我选择湍流。 5.模具闭合高度确定在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定:定模板厚度H1=42m

25、m,斜楔块厚度为H2=34mm,腔板型芯固定板厚度为H3=28mm,推件板厚度为H4=16mm,垫块厚度H5=73mm动模板厚度H6=27mm(考虑模具的抽芯距如下图所示:5.1计算模具的闭合高度:H=H1+H2+H3+H4+H5=25+46+23+70+25+31=220mm5.2.校核注塑机的开,合模空间5.2.1:模具合模时校核:110mm<220mm<277mm (模具符合注塑机的要求5.2.2:模具开模时校核:110mm<220mm+15mm<200mm (模具符合注塑机的要求6.注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为250mm×270mm×

26、;220mm, XS-ZY-125型注塑机模板最大安装尺寸是370mm×350mm。由于上述计算的模具闭合高度为220mm,XS-ZY-125型注塑机的最小模具厚度为200mm,最大模具厚度为300mm6.1:模具合模时校核:200mm<220mm<300mm6.2:模具开模时校核:200mm<220mm+15mm<300mm其中:15mm为模具的抽拔距经校核XS-ZY-125型注塑机能满足使用要求故可以采用。7.绘制模具总装图和非标零件工作图7.1本模具总装图和非标零件工作图见附图7.2本模具的工作原理:模具安装在注塑机上,定模部分固定在注塑机的定模板上,动

27、模固定在注塑机的动模板上。合模后,注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔,经保压,冷却后塑件成型,注塑完成。开模时动模部分随动模板一起渐渐将分型面打开,与此同时在斜导柱的作用下侧抽芯滑块从型腔中退出,完成侧抽芯动作当分型面打开到20mm时,动模运动停止,在注塑机顶出作用下,推动顶杆运动将塑件顶出。合模时,随着分型面的闭合侧型心滑块,同时复位杆也对顶杆进行复位。结论时光如电,岁月如梭,三年的大学生活即将结束,而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际,作为一名工科院校的学生,做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作,它涉及的知识非常广泛,很多都是书上