φ4012电器盖注塑模具设计大学论文.docx
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φ4012电器盖注塑模具设计大学论文
摘要
随着经济的发展和人们生活水平的提高,对一些小的物品就像一个小小的按钮都有独到的要求,不仅要方便使用而且对外观的要求也很高.所以对塑料模具的要求也很高也越来与越高。
随着现代工业发展的需要，模具是重要的工艺装备之一,它在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用。
由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并可保证一定的加工质量要求，所以在电子，汽车、电机、电器、飞机、仪表，家电和通讯等产品中大部分零部件都采用模具进行加工。
塑料模具设计则是模具的主要部分，塑料模具的设计与制造水平的普及提高，是塑料成型加工工业，发展必不可少的重要条件.模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志.此次，通过对端盖注塑模具的设计，可以使我对注塑模有更深刻的理解而且可以熟练掌握相关软件，同时也锻炼了我综合运用所学知识解决实际问题的能力。
.
对于塑料模具来说,目前市场上的百分之九九的外壳类产品都采用塑料,因为它不用承受很大的负载,塑料又起到了绝缘的效果.塑料的颜色多变,能满足人们不同的喜好。
本次设计的是的电器盖注塑模具设计，分析可知该零件的外形比较小，因此采用浇注系统为侧浇口模式，一个模具两个型腔，单分型面注射成为本次设计的结构模式。
本次设计的具体操作如下：
首先是对于本次所要设计的塑件进行一系列的分析。
其中包括了对塑件结构的尺寸分析和材料分析。
然后是是对本次设计的塑件设计一个合理的方案。
其中包括了分型面的确定，型腔数量的确定以及浇注系统和顶出系统的设计。
对于该模具的设计，先要选定一台符合本次设计要求的注塑机。
然后是设计该塑件的浇注系统。
接着是对成型零部件的结构设计和工作尺寸的计算。
以及对排气系统和冷却系统的优化。
最后是对于整个模具的装配的要求和过程，并且使用CAD软件绘制了本次设计的模具的装配图和各个零件图。
总结了设计说明书。
关键字：
注塑模具；侧浇口；CAD。
Abstract
Withtheeconomicdevelopmentandpeople'slivingstandardsimprove,onanumberofsmallitemslikeasmallbuttonhasuniquerequirements,shouldnotonlyhastheadvantagesofconvenientuseandappearancerequirementsareveryhigh.Sotherequirementofplasticmoldisalsoveryhighandandhigher.
Withthedevelopmentofmodernindustry,themoldisoneoftheimportanttechnologicalequipment,ithasbeenwidelyusedinindustrialandagriculturalproductionanddailylife.Homeappliancesandcommunicationproductssuchasmostofthepartsofthemoldprocessing.Plasticmolddesignisthemoldofthemainpart,improvethepopularityoftheplasticmolddesignandmanufacturinglevel,plasticsprocessingindustry,essentialforthedevelopmentofanimportantcondition.Levelofmoldproductiontechnicallevelhasbecomethemeasureofanationalproductmanufacturelevelofanimportantsymbolof.Thistime,bytheendcoverinjectionmolddesigncanenablemetocastthemoldtohavemoreprofoundunderstandingandmasteryoftherelevantsoftware,butalsoexercisetheintegrateduseofmyknowledgetosolvepracticalproblems.
Forplasticmould,atpresentmarketof99percentofshellproductsaremadeofplastic,becauseitdoesn'thavetobeargreatload,plasticandinsulation.Plasticcolorchangeable,meetpeople'sdifferentpreferences.
Thisdesignistheelectricalcoverinjectionmolddesignandanalysisshowsthatthepartsoftheshapeisrelativelysmall,sotheuseofgatingsystemforsidegatepatternandamoldtwocavity,asingletypeofinjectionintothedesignmodesofthestructure.Thedesignofthespecificoperationareasfollows:
first,thedesignoftheplasticpartstocarryoutaseriesofanalysis.Thedimensionanalysisandmaterialanalysisofthestructureoftheplasticpartsareincluded.Thenisthedesignoftheplasticpartsofthedesignofareasonablesolution.Itincludesthedeterminationofthepartingsurface,thedeterminationofthenumberofcavitiesandthedesignofthegatingsystemandtheejectionsystem.
Forthedesignofthemold,wemustfirstselectamachinethatmeetstherequirementsofthedesignoftheinjectionmoldingmachine.Thenthecastingsystemoftheplasticpartisdesigned.Thenthestructuredesignoftheformingpartsandthecalculationoftheworkingdimensionsarefollowed.Optimizationofexhaustsystemandcoolingsystem.Finally,therequirementsandprocessfortheentiremoldassembly,andtheuseofCADsoftwaretodrawthedesignofthemoldassemblydrawingandpartsdrawing.Thedesignspecificationissummarized.
Keywords:
injectionmoldsidegate;CAD.
结论……………………………………………………………………………….38
第1章.绪论
在五十年前，中国的模具行业取得了长足的进步，大大提高了模具制造的水平。
在制造技术方面，我们的应用程序级的CAD/CAM/CAE技术上下足功课，但也取得了很大的进展，如中国生产的家电企业，引进了一批国外先进的CAD/CAM系统，如UGⅡ，PROE，CADS5，DOCT5和MPA等塑料薄膜分析软件。
虽然引进这些系统消耗了大量的资金，但它使中国的模具行业的发展已经上升到一个新的水平，是中国模具行业的重要组成部分，这些技术的融合，不仅实现了CAD/CAM和CAE技术也为成型工艺支持，这些年来，我们国家在国外这些先进的软件的基础上，还开发了塑料模具CAD/CAM系统，如注塑HSC5.0CAXA系统和CAE系统和软件，这些国内，国外软件相比，先进的软件有很多好处，它不仅适用于中国的模具制造市场，更重要的是，该软件仍然是非常便宜的。
国外一些先进国家塑料模具，塑料模具制造行业中的比例达到30％的发展高度重视，40％和更加专业化的设计和做工在这些国家，如CAD/CAM技术的使用阶段的普及相对较高的国内设备NC和那些先进国家以及高效率，周期短的优势。
大多数欧洲国家比在利用CAE技术更加成熟。
在注射模具由熟练使用这些技术和CAE软件的设计可以提前预测国家塑造这些技术真的不是很多见。
许多德国的模具热流道技术，采用热流道技术，产品质量好，循环时间短，精度高。
这次毕业设计是为了让我们能够学到更多的东西，更多的知识以及对这些知识的整合和理解。
其目的是为了能让我们进行独立的毕业设计，我们要学会从各个方面收集信息，获取信息，以便使自己的知识量扩大，并且要学会从不同的角度解决问题，最后要学会使用综合设计手册，书籍和其他材料使自己的动手能力得到提升，奠定我们以后的工作基础。
第2章塑料制件的分析
2.1成型塑料件的工艺性分析
本次设计制件是电器盖，工件的尺寸和形状如图1:
图1塑件图
该塑件形状不仅有规则轮廓，而且在分模方向没有阻碍，容易模塑，所以采用单分型面，有部分的锐角需要一点的圆角设计，另外侧壁的通孔也可以进行倒圆角。
2.2成型塑件的材料分析
塑料件一般选取ABS来做材料，因为ABS材料具有较好的易加工性，而且成型后尺寸比较稳定，最后就是ABS具有较强的抗冲击强度，而且ABS制件的外观比较光滑。
所以ABS的注塑工艺以及属性如图2所示：
图2材料属性
第3章注塑设备的选择
3.1估算塑件体积质量
建模，三维零件设计：
利用UG软件。
进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量，如图3
图3体积说明
V=4455mm³
3.2注塑机的选择
根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80％左右。
即有
Vs≦aV1
式中：
V1—理论注塑容量，cm3;
VS—实际注塑容量，g;
a—注塑系数，一般取值为0.8。
经计算可得实际注塑量V=2×1.2×4455mm³≈11cm³
根据制品结构选择立式注射机，查表《塑料制品及其成型模具设计》0.10初步选用SZ-100/60立式注射机，主要参数如表1
表1SZ-100/60立式注射机
参数
SZ-100/60
结构类型
立式注射机
理论注射容量/cm3
60
螺杆直径/mm
30
注射压力/MPa
150
琐模力/KN
400
拉杆内间距/mm
295×185
移模行程/mm
260
最大模具厚度/mm
340
最小模具厚度/mm
10
喷嘴球半径/mm
12
喷嘴口直径/mm
4
模具定位孔直径/mm
50
第4章成型零件设计和计算
确定塑料模具的几何外形和大小尺寸的零件被称为成型零件，包括型芯，型腔。
在模具的成型件工作时，精炼和塑料，材料熔体压力直接碰触，流和当释放也是塑料部分之间的摩擦。
因此，模制零件，需要正确的几何形状，尺寸精度高和低表面粗糙度，另外，模制部件还要求结构合理，高强度，刚性和良好的耐磨损性。
模制零件的设计，要依据材料的架构和要求的塑件的性质，以设计腔体，选择分形面和浇口位置的整个结构，确认释放形式，排气和其它地方，然后模制零件加工，热处理，装配等其他地方的规格。
模制件的设计，该模制件的尺寸的计算，模制零件为键的强度和刚度检查。
4.1凸模的结构设计
本次设计的电器盖有2个对称的侧孔，需要设计测抽芯机构，整个制件包裹的部分叫做型芯，型芯凸模材料选用T8A,硬度在50HRC以上。
型芯凸模我们采取组合式结构，其结构如图4：
图4型芯凸模
4.2凹模的结构设计
由于模具采用一模2穴的布局形式，由于塑料模具在成形过程中受到高压力的挤压，要使强度和刚度符合要求，如型腔侧壁和板厚度过小，可能因强度不符合要求让塑件发生变形甚至被破坏，还可能因为刚度不符合要求进而发生大变形，造成溢料产生飞边，减少塑件的尺寸精度，并造成无法顺利脱模的后果。
凹模采取整体式，其外形如图5所示：
图5型腔凹模
4.3型芯型腔尺寸计算
该塑件的材料ABS是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。
查手册得的收缩率为0.3%~0.8%,故平均收缩率为0.55%。
表2公差数值表[5.9-
精度等级表：
表3精度尺寸的选用[2-3
类别
塑件种类
建议采用的精度等级
高精度
一般精度
低精度
ABS
根椐塑件的要求，由以上表2可查得：
该塑件可按精度等级为
级精度选取。
此产品采用4级精度，属于一般精度制品。
因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.5~0.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT７～IT８级，综合参考，相关计算具体如下：
4.3.1型腔凹模尺寸的计算
（一）、型腔径向尺寸的计算：
LＭ-——凹模径向尺寸（mm）
LS——塑件径向公称尺寸（mm）
Scp——塑料的平均收缩率（％）
Δ——塑件公差值（mm）
δz——凹模制造公差（mm）
由：
LS1=40mmLs2=20mm
又查表知4级精度时塑件公差值
Δ1=0.28mmΔ2=0.2mm
实践证明：
成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3～1/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/3～1/4。
为了保持较高精度选1/4。
由于：
δz=1/4Δ
得：
δz1=1/4×0.28=0.07mmδz2=1/4×0.2=0.05mm
则：
=[（1+0.55%）×40-3/4×0.28]+0.08
=40.01+0.08mm
=[（1+0.55%）×20-3/4×0.2]+0.08
=19.96+0.08mm
（二）、型腔深度尺寸的计算：
凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法：
HＭ——凹模深度尺寸（mm）
δz——凹模深度制造公差（mm）
其余符号同上
由：
HS1=9mmHS1=3mm
取4级精度时Δ1=0.16mmΔ1=0.14mm
由δz=1/4Δ得：
δz1=0.04mmδz1=0.035mm
则：
=[（1+0.55%）×9-2/3×0.16]+0.04
=8.94+0.04mm
=[（1+0.55%）×3-2/3×0.14]+0.04
=2.92+0.04mm
4.3.2型芯凸模尺寸的计算
运用平均收缩率法：
LＭ——型芯径向尺寸（mm）
δz——型芯径向制造公差（mm）
其余符号同上
由：
LS1=36mmLS2=16mm
取4级精度时Δ1=0.26mmΔ2=0.2mm
由δz=1/4Δ得：
δz1=0.065mmδz2=0.05mm
则：
=[（1+0.55%）×36+3/4×0.26]–0.08
=36.39–0.08mm
=[（1+0.55%）×16+3/4×0.2]–0.08
=16.23–0.08mm
（二）型芯高度尺寸的计算
运用平均收缩率法：
HＭ–δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
HＭ——型芯高度尺寸（mm）
δz——型芯高度制造公差（mm）
其余符号同上
由：
HＳ1=7mmHＳ1=3mm
取4级精度时Δ1=0.16mmΔ2=0.14mm
由δz=1/4Δ得：
δz1=0.04mmδz2=0.035mm
则：
[（1+0.55%）×7+2/3×0.16]–0.04
=7.145–0.04mm
=[（1+0.55%）×3+2/3×0.14]–0.035=3.11–0.035mm
第5章浇注系统的设计
我们知道的注塑模的结构系统设计，其中结构主要包括了：
分析分型面的选择、计算模具型腔的排列方法以及排列冷却水路的布局位置及设计浇口的设置、设计导向机构、设计推出机构的设计等六部分的内容。
5.1分型面的选取
分型面的选择是在模具设计结构中是非常重要的一部分，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑料的脱模和模具制造过程等环节紧密相连，更是选择分模注塑模具设计中的重中之重。
（1）分型面应选择最大的轮廓外形的塑料件，决定了塑料件的规格，定模的方向之后，我们要根据塑料件的最大的一个分型面外形形状来选用，不然塑料件无法从类型腔脱出，这是选用的基本规则。
（2）分型面应该利于塑料件的成功发布。
因为注射机出装置的顶移向模侧，因此我们选用分割应该尽量使塑料部件，在模具中在可动模具侧，这有助于发射机构部分设置在可移动模提供，否则设置为发射一个给定的组织内将增加所述模具的复杂性。
（3）选择分型面的时候我们要注意可以确保塑件的精度值。
（4）分型面的整体外表面应符合塑件的规定。
难免会留下胶痕迹溢出毛刺的模型线，所以分型面尽可能不要提供在塑件或明亮的圆弧拐角处，防止塑料件因为外观不达标而产生的不利因素。
（5）为了节省制造整个模具的花费。
通常在模具设计过程中，选择水平分型面的时候更多一些。
但是，也要考虑一些特殊性狂，要考虑实际情况选择模具的适合分型面。
（6）要有利于排气。
在设计中的子表面应能够使塑料的端部熔化，以填补在分模腔，这是一个良好的排气。
产品的几何形状，释放模式，模具和排气要求和其他相关类别，都和分型面的确定关系很大，我们常见的分型面：
水平的，垂直的，斜向的，阶梯分型面的和平面的，曲面的分型面。
分析我们所要设计的东西的结构后，并根据上面我们所列出的分型面的选择办法，经过和同学的探讨，以及向老师的咨询，我们决定选择分型面在最大截面的地方，也是水平的一个面具体的我们可以看下面的插图6：
图6分型面
5.2模具型腔排列方式
型腔数目的确定主要有以下几种因素：
型腔数目的决定与下列条件有关。
（1）塑件尺寸精度:
型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。
3、4级的精密级塑件，最多一模四腔。
（2）模具制造成本:
多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。
从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。
（3）注塑成形的生产效益:
多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。
但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。
（4）制造难度:
多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。
（5）注射机的选用:
不同型号的注射机对应的锁模力和注射压力以及注射量都对型腔数量的确定有着很大的影响。
模具设计中可以采取单型腔设计，也可以多型腔，多型腔设计产品的精度较低，但是一般制件要求大批量生产，所以必须设计为多型腔，因此该设计中按注射机的最大注射量计算型腔数目型腔数目n
n≤（Kmp-m1）/m
式中K:
注射机最大注射量的利用系数，取0.8
mp：
注射机最大注射量，g
m1：
浇注系统凝料量，g
m：
单个塑件的质量，g
通过计算和产量的要求，n取2，采纳一模2件的模式。
5.3浇口套的选用
在卧式注射机的模具中，主流道应设计成垂直的分型面，为使凝料从主流道拔出，故设计成圆锥形，要有2°～6°的锥角，内壁有△8以上的光洁度，其小端直径常见为4mm~8mm，看制品重量和补料需要而定，但是小端直径应大于喷嘴直径约1mm，否则主流道中的凝料将无法顺利脱出，主流道的长度由定模板厚度而定的。
由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复的接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材进行加工和热处理，主流道与喷嘴接触处多成半球形的凹坑，二者严密的配合，避免高压以至塑料从缝隙处溢出。
一般凹坑的半径R2应比R1大1-2毫米。
主流道衬套大端的圆凸出定模端面5-10毫米，并与注射机定模板的定位孔成功配合，起定位环作用。
通过查身边的一些资料，我知道了XS-ZY-125型的注塑机的喷嘴的尺寸数值：
喷嘴前端小端的直径数：
；
喷嘴前端的球面的半径为：
；
通过喷嘴和浇口套的关系公式：
所以通过计算，主流道衬套的球面的半径
；
则小端的直径.
通过以上的计算以及向老师确认，最后我得出了主流道的尺寸以及设计方式如图7：
图7浇口套
5.4冷料井的设计
根据实际,采用底部带有拉料杆的冷料井，推杆装于推杆固定板上，具体结构如图8。
注射成型制品的尺寸收到注射机的公称注射量、合模力和模板尺寸的限制、压缩成型制品尺寸、压缩成型制品尺寸受到压力机最大压力以及台面尺寸的限制。
图8冷料井
5.5分流道的设计
分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比称为比表面积），塑料熔体的温度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。
但加工较困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。
本次设计采取圆形截面。
截面直径d=6mm
5.6分流道的布置
1、在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面面积与长度尽量取小值，分流道转折处应圆弧过度。
2、分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。
3、分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。
4、分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡。
该模具是一模2腔，所以要设计分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，从前两点出发，分流道应该短而粗，但是不能太粗，该模具采用圆形断面分流道，因为这样分流道易与机械加工，分流道尺寸视该塑件的大小和塑料品种，注射速率，以及分流道长度而定，
对多数塑料，分流道直径为6mm。
该设计中使用了圆形断面形状的分流道。
截面直径为6mm。
图9所示：
图9分流道
5.7浇口设计
设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。
因此浇口位置的开设，对成型性能及成型质量的影响是很大的。
一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结
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