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1、罩盒注塑模具设计目录1.摘要22.前言23件工艺分析34计算制件体积、质量和注塑机选择45制件成型分析56注塑模的结构设计57成型零件结构设计88成型零件工作尺寸计算99模具闭合高度的确定1110模具的冷却系统1311模具的加热系统1512排气系统的设计15后记17主要参考文献17摘要阐述了塑料模具的结构设计及其工作过程，通过工艺分析确定模具的排样和模具结构的设计，也了解塑料模在注射时的注意事项。材料为 ABS 树脂，根据 ABS 树脂的热塑性来选择的制件的制品的要求，在注射成型中要注意塑料的流速和注射的压力。在所设计的型腔压力范围内注射成制品不至于破坏制件，影响制件的质量。关键词：罩盒，塑料
2、模，注射压力，型腔型芯设计前 言光阴似箭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次毕业设计以热塑性注射模具为设计主线，依据模具的基本组成部分。采取理论与实际相结合，并将自己在校学到的基础知识新的技术和新的方法纳入其中，体现了本次设计的新颖性。本次的设计中得到得到了同学们的帮助和老师的指导。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望
3、各位老师批评指正。方盒注塑模具设计3.工艺分析作用,材料,制件的材料采用 ABS 塑件。（ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）改塑料加热时化以至流动，冷却时固化成型，可以反复加热而仍有可塑性的合成树脂制的塑料。ABS 树脂呈微黄色，外观是不透明粒状或粉状热塑性树脂，无毒、无味，其制品可成五颜六色，并具有 60%的高光泽度。ABS 的相对密度为 1.05，吸水率底。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS 具有优秀的力学性能，其冲击强度极好。可在低温下使用；即使 ABS 制品被破坏也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS 的冲击强度随纬度的降低下降缓慢，即使在40的温度时，仍
4、能保持原冲击强度的 1/3 以上。ABS 的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，显示了较好的综合性能，应而被广泛的用作工程塑料。ABS 的耐热性一般，在 1.86MPa 压力下热变形温度为 85左右，制品经退火处理还可提高 10左右；大多数 ABS 在40时仍具有一定的冲击强度，表现出韧性，可在 4085的温度范围内使用。ABS 能耐水、无机盐、碱及弱酸和稀酸，但不耐强酸。如泷硝酸；大多数类和醇类、矿物油、植物油等化学介质与 ABS 长接触时会引起应力开裂，但对无应力制品影响不大。 由于结构有双键存在，ABS 树脂的耐候性较差，在紫外线和热氧的作用下易发生氧化降解。如 ABS 塑料制品在室
5、外暴露于气中半年，其冲击强度即降低 45%。一般变硬发脆是 ABS 在紫外线和热氧作用下发生老化的特征。为提高其耐热性，常加入碳黑和酚类等抗氧剂。ABS 具有良好的电性能，可以作为要求不很苛刻的电绝缘材料使用。温度、湿度和频率变化对 ABS 电性能的影响不显著。一 般 选 用 柱 塞 式 注 塑 机 的 成 型 温 度 为 180230 ， 对 薄 壁 制 品 注 塑 压 力 为130150MPa，而对厚壁制品注射压力为 6070MPa。4. 计算之间的体积质量和注射机的确定4.1 质量与体积该制件为罩盆，其内部结构是空心的，则该制件的体积为 842544802340=19900mm查手册可知
6、 ABS 塑料制件的密度为 1.05g/cm可得知制件的治疗为 19.74g4.2 注射机的确定根据图纸的要求，制件的年产量无要求，该制件采用一摸一腔的摸具结构来注射。则可选用的注射机有：SYS-30、XS-2-30、XS-2-60.三种注射机的主要参数如下表：表 31 射机的主要技术参数注射机型号SYS-30XS-2-30XS-2-60理论注303060选用模内压力/Mpa38.427.738.5最大注射面积/cm13090130锁模力/KN500250500最大模具厚度/mm200180200最下模具厚度/mm756070模板行程/mm180160180拉杆空间（长宽）190*300235
7、300*190定位孔直径/mm5563.555喷嘴球半径/mm121212喷嘴孔径/mm324顶出孔径/mm5050孔距/mm170结论：通过上表分析可以选择 XS-Z-30 的注射机。5.注射成型工艺参数ABS 的液态湿度：180230压力为：130150MPa时间：30s保压：72MPa保压时间：10S冷却时间：30S模温：50606注射模的结构设计6.1分型面的选择给制件为罩盒。表面质量为特殊要求.外表面与工人的手接触比较多，因此制作的外表面最好为圆角。该制件选择水平分型方式 。如图61 所示6.2 分型面的确定如图 61所示：图 61 分型面6.3 确定型腔的排列方式综合考虑浇注系统.
8、模具结构的简单及制作采用一模一腔。 如图 62 所示：图 62 型腔的排列6.4 浇注系统的设计主流道采用浇口套,由于注射机喷嘴口径为 2mm.故可选择进料口直径为 3mm 的浇口套。浇口采用举行截面的侧浇口.设计时从罩盒的底部进料.料有底部经四周均匀流动.而且模具采用整体式型腔和型芯。整体式型腔是直接加工而成.用于形状简单的中小型模具特点是强度高、刚度好。整体式型芯是用整体材料加工而成，结构简单、牢固。制件成型质量好，但刚才消耗大，适用于小型模具。6.4.1 直接浇口的优点：1、浇口截面积大,流动阻力小，常用于成型深腔塑件壁厚塑件，或聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等高年度.流动性差的壳类塑件。2、模
9、具结构简单紧凑,流动渠道短,便于加工。3、保压补缩作用强,易于完整成型。4、有利于排气及消除焊接痕。6.4.2 直接浇口的缺点：1、去浇口凝料比较困难, 塑件上有明显的浇口痕迹。2、浇口附近熔料冷却较慢,延长注射成型周期,影响成型效率,因此在可能条件下,浇口尺寸选的小一些。3、易产生内应力,引起塑件变形,或产生气泡.开裂.缩孔等缺陷。4、用于单腔模具。65 浇注口如图 6 - 3 所示：图 63浇注口图 5-37.成型零件的结构设计7.1 材料选用 45。其原因是：以为将钢加热到亚共析钢或共析钢和过共析钢以上温度,保温后快速冷却。以获得马氏体组织的热处理工艺，由于马氏体的不稳定。淬火后都要配合
10、进行一定的回火工艺,以保证钢的强度。硬度、耐磨性和综合力学性的提高.改善钢的使用性能。7.2 型腔壁厚度的确定7.2.1 壁厚的分析在塑料模注射过程中,型腔从合模到注射保压过程中将受到高压的冲击力,因此模具型腔应该有足够的强度和刚度。总的说来,型腔所承受的力大体如下几种：1、模时的应力2、注射过程中塑料流动的注射压力3、浇口封闭前一瞬间的保压压力4、开模时的拉应力但型腔所承受的力主要是注射压力和保压压力,并在注射过程中总在变化。7.2.2 矩形型腔的厚度计算整体式矩型腔受力变形情况(1)型腔侧壁厚度计算 整体式矩形型腔可视为三那边固定,一边自由,受到平均布载荷的平板.当其侧壁受到单位注射压力的
11、作用时,其最大变形量发生在自由边的中点。当 H=(0.250.3) 时,型腔侧壁厚度为：S=10(mm) (2)型腔腔底的厚度计算1、刚度条件计算H=20(mm)2、通过强度条件计算可以知道该型腔的壁厚是合格的。8. 成型零件的工作尺寸计算该制件采用平均收缩率法进行计算.ABS 最大收缩率为 0.7%最小收缩率伪 0.4%平均收缩率 S=(%0.7+0.4%)/2=0.55。表 8-1 型芯型腔的计算公式尺寸名称计算公式凹摸型腔的尺寸D m =Ds（1+S CP ）-1/2（+ Z C ） +d 凸模的尺寸dm =ds（1+S CP ）-1/2（+ Z C ）凸模深度尺寸h m =hs （1+
12、S CP ）-1/2（+ Z+） -d 成型中心距尺寸L m =hs（1+S CP ）/2 zd符号说明S CP 为塑料平均收缩（%） d； z为模具制造公差（mm） d， 公差（mm）下标 s.m 分别代表制件和模具，一般取z=/38.1 型腔的计算通过上式可以得到：D m =D S （1+S CP ）-1/2（+z+d C） D 长 =84.04D 短 =43.83型腔的选择如图 81 所示图 81 型腔8.2 型芯的计算8.2.1 型芯的选择选用整体式型芯:它结构简单,强度和刚性都较好,只是浪费刚才和工时,不易修复和更换,只适用于形状比较简单的单腔或要求强度或刚度很高的注射模。如图 82
13、 所示：d图 82 型芯8.2.2 型芯的计算d m =ds（1+S CP ）-1/2（+z+c） d d 长 =80.04d 短 =40.649.模具闭合高度的确定根据支撑与固定两件设计中提供的数据和查阅的一些资料可以确定模架板。上.下固定板.动模座板的厚度.根据推出形成和推出机的结构确定垫板的厚度和模具闭合高低就完全确定下来。如图 91 所示：图 91 导柱9.1 导柱的长度及导柱的选择采用无导柱的导向孔L 导 =凸模长度+(68)=5+7=32(mm)导柱的滑动部分按 H8/f8 间隙配合.表面粗糙 Ra0.4um9.2 脱模机构根据图纸分析.该制件是薄壁制件,模断面是矩形则q=3.55
14、69.3 推出机构9.3.1 设计原则1、尽量设置在动膜侧2、保证塑件不因推出而变形损坏3、机构简单动作可靠4、较好的塑件外观5、合模时的正确位置9.3.2 推出力推板的厚度计算该制件截面积为矩形在脱模时,推板的受力情况简化成为冲间受集中载荷的简支梁的力学模型.最大扰度产生在板的中心。由公式得H=8.99.3.3 推出力的计算F=PACF*(cosa-sina) +9.8KPaBF=65MPa式中：P-单位面积塑件对型芯的正力、一般取 Pa=(4.8411.46)A-塑件包紧型芯的侧面积F-塑件与模体刚度的摩擦系数.一般 f=0.10.3a-脱模斜度 （a=30）B-塑件垂直于模面方向的投影面
15、积.9.3.4 确定顶出方式和顶杆位置图 82 顶出机构分析：该制件是长方行制件，在保证没边的距离一样的情况下选择推杆的直径为20mm，因为制件的长度比较长，应该选择双推杆推出制件。就可以保证制件的质量，顶出机构。图 82 顶出机构如图 92 所示：图 92 顶出机构10.模具的冷却系统10.1 冷却时间图 92 顶出机构由公式得q 2=30S 式中： q 2 - 制件平均温度达到顶出温度时的冷却时间(s)q -制件中心温度达到规定值所需的冷却时间(s)3注意.：结晶塑料的热扩散系数随着模壁的温度变化而变化=K/( r c)*10,其中,K 为聚合物的热传导率,单位 W/(m*k),r 为聚合
16、物的密度,单位为 Kg/m .c 为热熔.单位为 J(Kg*K)。10.2 冷却介质总和的传热面积计算A= Gq k (TW-Tq)式中：A-冷却介质孔中的传热面积(m )TW-模壁的平均温度( C )Tq -冷却介质的平均温度( 0 C )K-冷却介质在圆直管内满流状态时,冷却管道冷却壁与冷却介质间的传热系数(J/10.3 冷却介质流动检验RC=vd/h h 600010000式中：V-冷却介质的流速d-冷却回路孔径h -冷却介质的运动精度10.4 冷却系统的结构形式凹模的简单冷却系统如图 101 所示：图 101 冷却系统11.加热系统模具的加热装置有很多 该模具采用的是电加热装置其原因是
17、:电加热方式清洁.简单.可调节的温度范围大模具加热要注意的问题有： 1、如果没有所计算出来的电功率的电热元件，可以选用稍大于计算电功率的电热元件(尽量选用标准件)。在时间中可以采取降低电压的方法将所有用电热元件的电功率调节到所需要的数值，或采取缩短加热时间的方法进行调节； 2、电热元件应摆布均匀，以利于模具的均衡加热； 3、注意绝缘措施,防止漏电、漏水等现象的发生； 4、当模具温度声高时会使模具局部区域产生膨胀现象,特别是相对滑动的部位的间隙过小时会因为热膨胀造成无法滑动的现象。因此在模具设计时应注意在滑动部位预留出热膨胀的滑动间隙。12.排气系统的设计12.1 概述排气系统排气系统的作用是在
18、注射工程中，将腔中的气体有序而顺利的排出，以免塑件产生气泡。疏松等缺陷.注射过程中需排出的气体有以下几种：1、浇注系统和型腔中原有的空气；2、塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气；3、塑料熔体在受热或凝固时分解产生的低分子挥发气体；4、塑料在熔体中某些添加剂和化学反映所生成的气体；5、因此在注射过程中,即使将这些气体有序地排出模外是十分必要的。12.2 排气系统的设计要点要注意以下几点： 1、排气系统应保证迅速、有序，通畅，排气速度应与注射速度相适应； 2、排气槽应设在塑料流的末端，如塑料，流道，冷料穴的浇注终端； 3、排气槽应设置在主分裂面的凹模一侧，一是便于加工和修正，二是如果产生
19、排气飞边，凝料也较容易脱模活去除；4、排气槽应尽量设在塑料较厚的成型部位；5、排气槽应设在便于起模的位置，以防止积存冷料；6、排气槽的排气方向应避开操作区，防止注射时高温熔料的溢出而伤人；7、排气槽的深度与塑料品种的流动性以及注射压力，注射温度有关。123 排气系统的形式如图 121 所示：图 121 排气系统 结束语模具毕业设计设计终于告一段落，这几个月中有成功也有失败，回想这些日子更多的是一种成就感，因为这里凝聚了许多自己的努力。从这次设计中培养了我独立思考解决问题的能力，通过参考查阅各种有关模具方面的资料，向指导老师请教有关模具方面的知识问题，充分地考虑模具在实际运用过程中可能遇到的问题
20、，使我在这短暂的时间对模具的认识夸进了一大步，对塑料模具设计的成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺，主要工艺参数的计算，产品的缺点方法，特别是模具的结构设计及零件的设计有了进一步的了解和掌握，而这些恰是我们在课本知识学习中所不能学到的，使模具的设计大大的简单化。感谢给我指导的老师，感谢给我帮助的同学。主要参考文献1 杨海鹏 主编 塑料成型工艺及模具设计 江门职业技术学院出版 20102 史铁粱 主编 模具设计指导 机械工业出版社 20033 阎亚林 主编 冲压与塑压设备 机械工业出版社 20104 张定华 主编 工程力学.少学时 高等教育出版社 20005 蒋敏球 主编 模具材料与热处理 中国劳动社会保障出版社 2005- 12 -