空调零件盖注塑模毕业设计说明书.docx

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空调零件盖注塑模毕业设计说明书

空调零件盖注塑模设计

摘要：

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。

塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。

通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。

此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。

最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件土及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。

关键词：

塑料模具、分型面、浇口、型腔，型芯，脱摸力。

InjectionMoldDesignforthepartofAirConditioner

Abstract:

plasticindustryisintheworldgrowsnowoneofquickestindustryclasses,butcaststhemoldisdevelopmentquicktype,therefore,theresearchcaststhemoldtounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.

Thisdesignprimarilypassesestopieceviabilityassessmentforrequestforofshape,sizeanditsaccuracycomingproceedinginjectingtypecraft.Thepiecethewallforoftypecraftprimarilyincludingthepieceisthick,slopeandcircleangleandwhethertohavecore-pullingornotmechanism.Passtheaboveanalysistocomethecertainmoldingtoolcentthetypethesurface,typethenumber,gatetheform,placethesize;Theamongthemandmostimportantisacertaintypecoreandtheconstructionofthetype,forexampleadoptthewholethetypeoftypestill,andtheirfixedpositionandtightwayof.Inadditionandstillanalyzedthemoldingtooltosufferforce,moldthatdesignthatthedesignofthepatterndrawmechanism,matchthedesignetc.toleadtothemechanism,coolingsystem.Finallydrawtheproductionthatcompletemoldingtoolassemblethegeneraldrawingsumthesoilandestablishmentofprinipalmoldingtoolpartstypezerothepartsprocessthecraftprocessthecard.

Keywords:

Theplasticmold,partingline,thegate,slideblock,heelblock,core-pulling,gate.

前言…………………………………………………………………………1

第一章塑件工艺性分析……………………………………………………3

1.1塑件材质工艺性……………………………………………………3

1.2塑件的尺寸精度分析………………………………………………4

1.3塑件工艺性分析……………………………………………………4

1.4塑件结构工艺型……………………………………………………4

第二章设备的初步选择……………………………………………………6

2.1初选设备……………………………………………………………6

第三章确定模具结构………………………………………………………9

3.1分型面及型腔的确定………………………………………………9

3.2浇注系统设计………………………………………………………11

3.3成型零件结构设计…………………………………………………13

3.4导向和顶出机构……………………………………………………14

3.5冷却系统设计………………………………………………………19

3.6模具装配示意图……………………………………………………19

第四章模具参数的计算和校核……………………………………………21

4.1成型零件工作尺寸计算……………………………………………21

4.2锁模力的校核………………………………………………………24

4.3注射量的校核………………………………………………………24

4.4脱模机构的尺寸的校核……………………………………………24

致谢及小结…………………………………………………………………25

主要参考文献………………………………………………………………26

附件英语文献原文…………………………………………………………27

附件英语文献译文…………………………………………………………31

前言

随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,如:

家用电器,仪器仪表,建筑器材,汽车工业,日用五金等众多领域,塑料制品所占的比例正迅速增加,由于在工业产品中,一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件,加上利用工程塑料特有的性质,可以一次成型非常复杂的形状,并且还能设计成卡装结结构,成倍的减少整个产品中各种紧固件,大胆的降低了金属材料消耗量和加工及装配件工时,因此,近年来工业产品塑料化的趋势不断上升.

注塑成型使塑料加工中最普遍采用的方法。

该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。

由于注塑成型加工不仅实现生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。

作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效益等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。

与其他机械行业相比，模具制造业只要有以下三个特点：

第一，模具不能像其它机械那样可以作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。

这是因为每副模具都是针对特定塑料制品的规格而生产的，由于塑料制品的形状、尺寸各异，差距甚大，其模具结构也是大相径庭，所以模具制造不可能成批量生产，换句话说，模具是单件生产的，其寿命越长，重复加工的性越小，因此，模具的制造成本较高。

第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的，作为产品，除质量、价格等因素外，很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于塑料制品而特殊订制的模具来说，其制造周期一定要短。

第三，模具制造是一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中先进技术部分精华与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对于企业来说要求培养“全能工人”，使其适应多工种的要求，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。

综上所述，模具制造业存在成本高，要求制造周期短，技术性强等特点，目前，随着科学技术的不断发展和计算机的应用，这些问题得到了很大的改善，由于有了计算机辅助设计和计算机辅助加工，从根本上改变了模具生产的面貌，可靠地保证了模具所需要的精度与质量、预硬、易切削以及高光亮等，新型模具材料的应用，大大地方便了加工及热处理。

另外，模具标准件和以标准件为基体的特殊定制零件的普及，明显地缩短了模具制造周期。

在模具设计方面，正逐渐把理论设计提高到日益重要的位置，即采用了理论与经验相结合的方法，改变了以往的经验——类比——实验的方法。

使我国的塑料模具设计水平进入了新阶段。

第1章塑件工艺分析

1.1塑件材质工艺性

此盖件是采用PE（聚苯乙烯）注塑成的。

查相关手册可知

1、基本特性

PE为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01％，因此在加工前无需进行干燥处理。

分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。

PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22％左右，HDPE收缩率在1.5％左右。

因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。

PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。

模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。

熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。

PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量。

PE制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。

PE熔体的非牛顿性不明显，剪切速率的改变对粘度的影响较小，PE熔体粘度受温度的影响也较小。

PE熔体的冷却速度较慢，因此必须充分冷却。

模具应该有较好的冷却系统。

若PE熔体在注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生搜索不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。

PE的成型温度较宽，在流动状态下，温度的少许波动对注塑成型没有影响。

PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。

PE的主要成型条件：

料筒温度：

料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关，另外还与注塑机的类型和性能，一级塑件的形状有关。

由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。

度于LDPE来说，料筒温度控制在140-200℃，HDPE的料筒温度控制在220℃，料筒后部取最小值，前端取最大值。

模具温度：

模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收缩率也会增大。

通常LDPE的模具温度控制在30℃-45℃，而HDPE的温度相应再高10-20℃。

注塑压力：

提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为60-100MPa。

形状简单。

壁后较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。

2、成型特点

结晶型塑料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解；流动性极好，溢边值为0.02mm左右；冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢；成型收缩范围大，收缩率打，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；注意控制成形温度，料温低反方向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于50°C以下塑件不光泽，易产生熔接不良、流痕；90°C以上时易发生翘曲、变形；塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以免应力集中。

1.2塑件的尺寸精度分析

影响塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收缩和模具的制造误差。

查教材得此材料的收缩率为2.2%~2.8%。

塑料制品的公差也可通过教材查得，塑料的精度等级选择5级精度。

1.3塑件工艺性分析

1、该塑件尺寸较大，塑件表面精度等级为一般。

采用直浇口注射模。

2、注塑成型制品的生产纲领属大批量生产，对于大批量生产，由于模具价格在整个生产费中所占的比较小，生产率和模具寿命比较突出，因此可考虑使用自动化程度较高的复杂模具结构，以及对成型零部件采用较好的模具材料。

3、塑件较大，选择一模一件。

1.4塑件结构工艺性

本制品为盖件。

采用直浇口，推板推出。

本制品结构尺寸未标注公差，查教材得塑件的公差为MT5。

取相应的模具制造公差为IT11级。

塑件图和尺寸如下：

图1塑件图

第2章设备的初步选择

2.1初选设备

通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯：

　模具尺寸（宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等；

　使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）；

　注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等；

　成型要求，如品质条件、生产速度等。

　在获得以上资讯后，即可按照下列步骤来选择合适的注射机：

1、由产品及塑料决定机种及系列

　由于注射机有非常多的种类，因此一开始要先正确判断此产品应由哪一种注塑机，或是哪一个系列来生产，例如是一般热塑性塑胶或电木原料或PET原料等，是单色、双色、多色、夹层或混色等。

此外，某些产品需要高稳定（闭回路）、高精密、超高射速、高射压或快速生产（多回路）等条件，也必须选择合适的系列来生产。

2、由模具尺寸判定模具大小是否合适

　模具的宽度及高度需小于或至少有一边小于大柱内距；

　模具的宽度及高度最好在模盘尺寸范围内；

　模具的厚度需介于注塑机的模厚之间；

　模具的宽度及高度需符合该注塑机建议的最小模具尺寸，太小也不行。

3、由模具及成品判定“开模行程”及“托模行程”是否利于取件

　开模行程至少需大于成品在开关模方向的高度的两倍以上，且需含竖浇道的长度；托模行程需足够将成品顶出。

4、由产品及塑料决定“锁模力”吨数

　当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。

锁模力需求的计算如下：

由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积；

撑模力量＝成品在开模方向投影面积（cm²）×模穴数×模内压力（kg/cm²）;

模内压力随原料而不同,一般原料取350~400kg/cm²;

机器锁模力需大于撑模力量，且为了保险起见，机器锁模力通常需大于撑模力量的1.17倍以上。

本塑料件注射量：

本模具使用一模一件，故塑件总体积为

根据塑件图取壁厚为：

3mm

体积：

（设

为塑件的体积，

为浇口废料的体积，V为塑料总体积）

＝3.14×91×91×35-3.14×85×85×22-3.14×85×85×10+3.14×43×43×10-3.14×27×27×10=55

考虑浇口废料，所需的注射量为：

=55×70%=38.5

塑料总体积V=

+

=55+38.5=93.5

.

初步计算撑模力：

P×A/1000

p:

模具内压力（kgf）A:

产品投影面积（cm²）

成品在开关模方向的投影面积（cm²）×模穴数×模内压力（kg/cm²）;

65cm²×1×380kg/cm²=24700kg

撑模力为：

24700×10=247000N=247KN。

根据计算及原材料的注塑成型工艺参数，初选注射机型号，选择的注塑机的注塑压力必须大于成型制品所需的注射压力，注射机额定注射量必须大于塑件注射量，锁模力必须大于撑模力，综上初选型号为SZ-60/450，其各项参数如下：

结构型式为卧式，理论注射容积为106

，螺杆直径为35mm，注射压力152Mpa，注射速率75g/s，塑化能力10g/s，螺杆转速14~200r/min,锁模力为450KN，拉杆内间距280×250

，移模行程220mm，模具最大厚度300mm，模具最小厚度100mm，锁模型式为双曲肘，模具定位孔直径55mm，喷嘴球直径20mm，喷嘴口直径4mm。

5、确定成型工艺参数

查教材表得注射成型机类型为螺杆式，密度为

0.9~0.91g/

，计算收缩率S=2.2%~2.8%,预热温度为80~100°C，时间为t为1~2h，料简温度：

140~200°C，模具温度60~70°C，注射压力为P为70~120Mpa,注射时间为2~10s,保压时间为10~30s，冷却时间为20~90s，成型总周期为32~130s，螺杆转速48r/min，使用注射机类型为螺杆。

第3章确定模具结构

3.1分型面及型腔的确定

3.1.1分型面的确定

如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。

选择分型面时一般应遵循以下几项原则：

1、保证塑料制品能够脱模

这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。

根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。

分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。

2、使型腔深度最浅

模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：

1）目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。

2）模具型腔深度影响着模具的厚度。

型腔越深，动、定模越厚。

一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。

3）型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。

若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。

因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。

3、使塑件外形美观，容易清理

尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。

即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上。

4、尽量避免侧向抽芯

塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用。

.

5、使分型面容易加工

分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。

因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。

如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。

6、使侧向抽芯尽量短

抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。

本塑件不需要侧抽芯，故只需要考虑抽芯距离。

7、有利于排气

对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。

因此，选择分型面时应有利于排气。

按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。

综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。

当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。

考虑以上因素，分型面确定如下图：

3.1.2确定型腔的数量及排列方式

1、型腔数量的确定

塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模，其型腔数量与注塑机的塑化能力，最大注塑量以及合模力等参数有关，此外还受制品的精度和生产的经济性等因素影响。

在确定型腔数时应考虑以下问题：

1）长期大批量生产适于采用多型腔结构

2）制品较小时适于采用多型腔结构

3）供货日期集中，量大，适于采用多型腔结构

4）制品批量小，不集中，宜采用单腔结构

5）制品体积较大时宜采用单腔结构

6）制品复杂或精度高，多腔一致性差，制造困难，故适宜单腔结构

由上述参数和因素，故选定模具为一模一腔。

2、型腔的排列

 本模具采用直浇口，一模一件，型腔排列在模具中央

3.2浇注系统设计

浇注系统是指模具中从注射机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道。

作用：

输送流体和传递压力。

浇注系统设计的评价标准是：

在塑料熔体填充时，压力损失应尽量小；防止倒流；提高材料利用率；要求塑件与凝料容易分离。

3.2.1浇注系统的组成及设计原则

1、组成：

由主流道，分流道，内浇口，冷料井等结构组成。

2、浇注系统的设计原则

浇注系统的设计原则：

浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。

1）考虑塑料的流动性，保证流体流动顺利，快速，不紊乱。

2）避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件。

3）一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。

4）进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。

5）流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。

3.2.2主流道设计

1、便于流道凝料从主流道衬套中拔出，同时为了减小塑料熔体在主流道内的压力损失，将主流道设计成圆锥形。

锥角=2°~6°,本设计取6°C，粗糙度Ra0.8与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半经。

2、浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径大1~2mm，本设计取4.5mm。

浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须温和,注射机球面半径r=10mm,浇口套球角半径R取r+1mm=11mm,浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra0.8,浇口套外壁表面粗糙度也为Ra0.8，保证料流顺利,易脱模。

3、主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选用优质材料单独加工和热处理，材料T10A钢，热处理淬火后表面硬度为HRC52-55.

4、衬套大端高出定模端面12mm，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。

5、主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住。

浇口套衬套如下图：

图2主流道衬套

3.2.3分流道设计

本模具采用直浇口，一模一件，故无分流道。

3.3成型零件结构设计

构成模具型腔的零件统称为成型零件，它主要包括凹模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆、各种成型环。

由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件的质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以及承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度，以保证塑料制品表面的光亮美观、容易脱模。

3.3.1型芯的设计、选材和热处理

由于塑件的形状简单，壁厚一般，所以选择简单结构的型芯。

型芯的固定方式为压入式，采用固定板固定，螺钉紧固，其具体尺寸见零件图图示。

由于型芯是受力零件，所