复读机后盖注射模具设计.docx

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复读机后盖注射模具设计

摘要

塑料成型制品是以塑料为主要结构材料经成型加工获得的制品，又称塑料制件，简称塑件。

塑料成型制品应用广泛，特别是在电子仪表、电器设备、通信工具、生活用品等方面获得大量应用。

如各种受力不大的壳体、支架、机座、结构件、装饰件等；建筑用各种塑料管材、板材和门窗异型材；塑料中空容器和各种生活用塑料制品等。

塑料制件的主要加工方法是塑料成型加工。

塑料成型是将各种形态的塑料原料（粉状、粒状、熔体或分散体）熔融塑化或加热达到要求的塑性状态，在一定压力下经过要求形状模具或填充到要求模具模腔内，待冷却定型后，获得要求形状、尺寸几性能塑料制件的生产过程。

其特点是生产制品形状尺寸稳定，可实现连续生产，一模多件生产，生产效率高。

常用的塑料成型工艺有注射成型、压缩成型、中空成型等，注射成型是塑料模塑成型的一种主要成型方法。

注射成型技术出现了许多新的工艺方法，如无流道凝料注射成型、热固性塑料注射成型、排气注射成型、反应注射成型以及多品种塑料的共注射成型。

关键词：

塑料制件注塑成型

Repetitionmachinebackinjectiongmold

Abstract:

Plasticmoldingplasticproductsisthemainstructuralmaterialobtainedbyformingproducts,alsoknownasplasticparts,plasticpartsforshort.Plasticmoldingproductsarewidelyused,especiallyintheelectronicinstruments,electricalequipment,communicationtools,dailynecessities,suchasalargenumberofapplicationsreceived.suchasalargeshell,frame,base,structuralparts,decorativeparts;allkindsofplasticpipeusedinconstruction,sheetmetalandprofilewindowsanddoors;hollowplasticcontainersandplasticproductssuchaslife.

Themainprocessingofplasticpartsaremadeofplasticprocessingmethod.Plasticmoldingistovarioustypesofplasticrawmaterials（powder,granular,meltordispersion）plasticsmeltorheatingplastictomeettherequirementsofstate,toacertainshapeunderpressureafterarequesttotherequirementsofmoldormold-filledcavity,stereotypestobecoolingafterithasbeenrequestedtheshape,size,numberofpropertiesofplasticpartsoftheproductionprocess.Characterizedbytheshapeoftheproductionofdimensionallystableproducts,canrealizecontinuousproduction,morethanonemodeofproduction,highproductivity

Commontypeofplasticmoldingprocessesareinjectionmolding,compressionmolding,BlowMoldingandsoon,plasticinjectionmoldingisamoldingmethodofformingamajor.Injectionmoldingtechnologytherearemanynewtechnicalmethods,suchasmaterialnon-condensateflowinjectionmolding,thermosetplasticinjectionmolding,theexhaustinjectionmolding,reactioninjectionmolding,aswellasthetotalnumberofvarietiesofplasticinjectionmolding

Keywords:

PlasticpartsInjectionmolding

目录

摘要………………………………………………………………..2

前言………………………………………………………………..5

第一部分设计课题及设计目的

一设计内容………………………………………………………6

二设计目的………………………………………………………6

第二部分模具设计

一、产品工艺性分析……………………………………………7

二、注射机的选择……………………………………………….8

三、确定模具基本结构…………………………………………10

四、模具结构设计………………………………………………..10

五、模具整体设计………………………………………………......19

总结……………………………………………………………….....21

参考文献……………………………………………………………22

致谢…………………………………………………………………..23

前言

模具是工业生产中使用极为广泛的重要工艺装备，采用模具生产制品及零件，具有市场效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量等一系列优点，是现代工业生产的重要手段和主要发展方向。

塑料制品已进入到人们生活的各个领域，电器的很大部分都采用塑料制品。

塑料以其密度小、机械性能好等优点独领风骚，未来的世界必将是塑料的世界，而模具是塑料工业的基石。

本次毕业设计，在蒋育华老师的精心指导下，通过对复读机后盖注射模的设计，深入学习了Proe，掌握了注射模具设计的一般方法、模具制造的专用设备及注射机的工作原理，为今后工作打下了坚实的基础。

本次设计历时5周，进程如下：

第一周、在指导老师的带领下去工厂参观，了解产品的注塑过程和模具的制造方法，初步知道在设计过程中所需注意的问题；第二周、彻底弄清自己的具体工作，设计所要达到的要求。

计算数据，确定每个零件用什么材料、热处理。

第三周、用Proe对产品进行开模，完成三维造型。

第四周，对各个零件出工程图，整理资料并编写设计说明书；第五周、交指导教师审阅，并作修改，最后定稿。

最后，由于水平有限，加之经验不足，疏漏和错误之处在所难免，恳请各位老师指正。

第一部分设计内容及设计目的

本次设计内容：

复读机后盖注射模具，对产品（图1）设计一副注射模具。

-图1

本次设计的目的：

1、掌握注射模设计的一般方法。

2、了解注射机的工作原理。

3、了解模具加工方法。

4、进一步掌握设计的一般方法，熟练设计的一般过程。

5、基本掌握proe和cad机械绘图软件。

第二部分模具设计

一、产品工艺性分析

1、材料性能

所设计产品采用的材料为ABS，全称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名全称Acrylonitrile-butadiene-styrene。

ABS为热塑性材料，其密度为1.03～1.07g/cm3，抗拉强度30~50Mpa，抗弯强度41~76Mpa，收缩率为0.3～0.8%，常取0.5%。

该材料综合性能好，冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性能也较好，并有良好的耐寒性。

2、结构工艺性

零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚1.5mm，根据pro/e模拟分析，注射成型时不会发生填充不足现象。

3、成型特性

1）其吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，其含水量应小于0.3%。

2）流动性中等，溢边值0.04mm。

3）塑料的加热温度读塑件的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度为250℃）。

成型是宜采用较高的加热温度（模温50～80℃）和较高的注射压力。

4、ABS成型条件

注射机类型：

柱塞式、螺杆均可

密度：

1.03~1.05g/cm3

收缩率：

0.003~0.008

预热：

80~85°C

料筒温度：

前段150~170°C

中段165~180°C

后段180~200°C

喷嘴温度：

170~180°C

模具温度：

50~80°C

注射压力：

60~100Mpa

成型时间：

注射时间：

20~90s

高压时间：

0~5s

冷却时间：

20~120s

总周期：

50~220s

二、注射机的选择

一个产品的质量为21克,根据以下公式，选择注射机的最大注射量：

KG公≥NG件+G废

式中K=0.8

N为型腔数量

G公为注射机公称注射量

G件为产品重量

G废为各部分冷料的质量

由于根据设计要求和加工的经济性取N=1，通过proe得到G废=5.628g

G公≥（21+5.628）×1.25

=33.285（g）

也就是说注射机的注射量要大于33.285克。

参照《模具设计与制造简明手册》选择公称注射量为60㎝3的注射机，机型为XZ-60/40，也就是说这台注射机的公称注射量为大约为60克。

XZ-60/40注射机参数如下：

螺杆直径：

30㎜

理论注塑容量：

60㎝3

注射压力：

180Mpa

锁模力：

400KN

模板行程：

250mm

模具厚度：

最大250㎜

最小80㎜

顶出行程：

70㎜

喷嘴：

球半径R10

孔直径D3

定位孔直径：

D800+0.06

顶出（中心孔）直径：

D50

下面校核各部分参数：

1、注射量

KG公=0.8×60

=48（g）

NG件+G废=1×21+5.628

=33.285（g）

很明显KG公>NG件+G废，符合条件

2、注射压力校核

P公=180MPa

产品要求注射压力P注在70~100MPa之间

3、锁模力校核

F≥KPmA

式中F——注射机额定锁模力（KN）

Pm——型腔的平均计算压力（MPa）

K——安全系数,取1.1~1.2

A——塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积C㎡

通过计算得A=9492mm2≈94.8C㎡

F=400KN

KPmA=1.2×35×106×9492×106=398664N

所以F>KPmA，符合条件

4、模板安装尺寸

320×320的最大安装尺寸完全可以安装250×250的模具

5、模具厚度

所设计的模具厚度为245㎜，小于模具的最大厚度250mm。

三、确定模具基本结构

经分析，该零件成型是必须采用双侧向外抽芯，而该零件为外壳类零件，要求外表面光滑，无明细痕迹，可选用的浇口形式有重叠式浇口、点浇口和潜伏式浇口。

点浇口去除浇口留下的痕迹在制品外表面，产品为后盖可以接受。

因此必须采用双分型面注射模，又称为三板式注射模具，它增加了一个可移动的中间板（又名浇口板）。

在开模时由于定距拉环的限制，中间板与定模座板做定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，而利用推杆将型芯上的塑件脱出。

综上，选择双分型面注射模具，点浇口进料，采用斜导柱在定模、滑块在动模的斜导柱抽芯机构，推杆一次顶出。

四、模具结构设计

1、确定型腔数目及配置

本产品从最大注射量和经济性考虑，宜采用单型腔。

该产品成型面积较大，形状复杂，为了使产品每个部分得到稳定相同的压力，因此应该让型腔与流道之间的距离尽可能短，使塑料熔体快速均匀充满每个部分，使模具整体达到平衡稳定。

2、选择分型面

模具闭合是型腔与型芯相接触的表面称之为分型面。

为了便于拖模，分型面应该设在塑件断面尺寸最大的地方，尽量不影响制品的外观。

根据该塑件的结构特征，主分型面设在塑件的上表面，垂直于开模方向。

模具采用的是点浇口，为了取出浇道内的凝料，在定模于定模座板之间增加一块推流道板，在此设置一个竖直分型面，垂直于开模方向，具体情况见总装图。

3、浇注系统设计

1）主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流道通道。

由于选的是卧式注塑机，主流道垂直于分型面。

大头并为倒锥形，锥角为3°，浇口套内为锥形，其锥角为2°。

（如图2）

图2

2）浇口设计

浇口亦称进料口，是连接主流道与型腔的通道，根据该产品的结构特点，采用点浇口。

如图3所示为点进料结构形式，又称点浇口。

适用于成型腔壳类零件，点浇口一般设在型腔底部这样排气顺畅，成型良好。

由于进料口小，故去浇口后残留余量小，塑件上不易留有痕迹。

在图中设置有倒锥，可以使点浇口在拉断时不会拉伤产品。

图3

为了塑件熔体能快速地充满型腔，浇口表面粗糙度很小，一般为Ra0.4以下,现取Ra0.4作为浇口的表面粗糙度。

这样不致产生较大的摩擦阻力，有利于充型。

3）冷料穴

本模具采用凹槽型冷料穴，如图4所示

图4

4）定位圈及浇口套根据注射机定模板中心孔尺寸，选取定位圈直径为80mm，浇口套公称直径为50mm。

其它尺寸根据相关情况选定。

4、排溢系统设计

排溢是指排出充模冷料中的前锋冷料和模具内的气体等。

广义的注射模排溢系统应包括浇注系统部分的排溢和成型部分的排溢。

通常指的排溢是指成型部分的排溢。

模具充型过程程中，除了型腔内原有的空气外，还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，必须考虑如何将多余的气体排出模外，否则被压缩的气体产生高温引起塑件局部炭化，或使塑件产生气泡的工艺缺陷。

因此必要时可开设排气槽等办法.但是对于ABS这种材料,排气间隙不得高于0.05㎜。

该零件为小型零件，所以利用分型面间隙以及推杆之间的缝隙排气即可，不必单独考虑排气方式。

5、确定型腔、型芯的结构及固定方式

1）型芯、型腔的结构设计为了便于热处理和节约优质钢材，型芯和型腔都采用整体镶块式结构；另外，为便于制造，局部还采用镶拼式结构，型腔的四根吊杆，型芯的两个吊块，以及电池盒的吊块。

2）固定方式型芯和型腔均采用螺钉固定方式固定，型芯固定在支承板上，型腔固定在推流道板上，所有镶块都采用铆接形式固定。

6、侧向分型与抽芯机构的设计抽芯结构为斜导柱，固定在定模板上，滑块固定在动模板上。

1）抽芯距的计算将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离叫抽芯距。

抽芯距通常比侧孔或侧凹大2～3mm。

这里，S1＝2＋2＝4，S2＝6＋3＝9。

2）斜导柱和锲紧块的倾斜角α斜导柱的倾斜角通常取15°～20°,一般不大于25°。

S1的抽芯距不大，这里取12°，S2的抽芯距为9因此取18°，锲紧块的锲角比斜导柱的倾斜角大2°。

3）斜导柱的直径考虑到抽拔力和倾斜角不大，这里工作部分的直径初步设定为12mm。

4）最小开模行程：

H1=S1cot

=4cot12°=18.82mm

H2=S2cot

=9cot18°=27.70mm

斜导柱工作部分长度：

L1=H1/cos

=19.22mm

L2=H2/cos

=39.13mm

5）滑块的设计滑块与型芯采用镶拼结构，采用如图5所示的连接形式。

图5

滑块的导滑形式：

该模具采用组合式导滑形式，导滑槽为“T形”，开设在动模固定板上，滑块与导滑槽之间的导滑部位采用H7/f7的间隙配合。

该模具侧抽芯1采用挡块定位，侧抽芯2采用弹簧定位形式。

7、确定顶出机构类型顶出机构的结构的基本要求是使塑件在顶出过程中不会损坏变形，本模具选用一次顶出机构。

1）推杆数量及结构形式根据推杆布置许可空间，制品设8根推杆，推杆采用A型推杆，其公称直径为6mm。

2）复位装置设计顶出机构在完成塑件的顶出动作后，为了进行下一步循环必须回到其初始位置。

所以必须设置复位装置，此处选用复位杆复位。

3）顶出机构的导向推杆一般装配在推板和顶杆固定板之间，为了防止推杆变形或折断，必须在动模座板和支承板之间设置导向机构。

顶出机构的导向装置选用推板导柱和导套导向，导柱、导套的公称直径为16mm。

4）拉料杆如前面浇注系统所示，采用凹槽型拉料杆，公称直径为4mm。

5）顶出距离为了确保侧抽芯和顶出时塑件能完全脱离动模，顶出距离不小于30mm。

8、型芯和型腔具体结构设计

1.型芯设计

1）、型芯的尺寸计算

a）、型芯的尺寸按以下公式计算

D

=〈〔1+

〕d

+xΔ〉

式中D

—型芯外径尺寸

d

—塑件内形尺寸

Δ—塑件公差

—塑料平均收缩率

—成形零件制造公差,取Δ/2。

2.型腔设计

1）、型腔径向尺寸按以下公式计算

D

=〈〔1+

〕d

－xΔ〉

式中D

—型腔的内形尺寸

d

—塑件外形基本尺寸

Δ—塑件公差

—塑料平均收缩率

—成形零件制造公差,取Δ/2。

2）、型腔深度尺寸按以下公式计算

=

式中

—型腔深度

—塑件外形高度尺寸

Δ—塑件公差

—塑料平均收缩率

—成形零件制造公差,取

3.由于该产品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。

一般取Ra1.6,在机床上加工就可以直接投入使用，不需要经过其它的特殊加工。

考虑模具的修模以及型芯的磨损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值。

而型腔则取大值，型腔的表面粗糟将决定产品的外观，因此型腔的表面粗糙度则要求较高，一般取Ra0.8～0.4。

在本次设计中，型腔取Ra0.8。

4.X——综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度低、批量较小时，X取1/2；塑件精度高、批量比较大，X取3/4，根据设计要求取X为0.5。

9、型腔、型芯工作尺寸的计算

要计算型芯、型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差。

根据要求塑件精度取五级精度。

根据塑料制件公差数值表（SJ1372—78）塑件在五级精度下，基本尺寸对应的尺寸公差如下：

基本尺寸㎜

公差㎜

基本尺寸㎜

公差㎜

＜3

0.16

3~6

0.18

6~10

0.20

10~14

0.22

14~18

0.24

18~24

0.28

24~30

0.32

30~40

0.36

40~50

0.40

50~65

0.46

65~80

0.52

80~100

0.60

100~120

0.68

1、型腔：

宽度方向d

=84；取

=0.5%（以下收缩率都取0.5%）

D

=[（1+0.005）×84－0.5×0.60]

=84.12

长度方向d2’=113;

D2’=[（1+0.005）×113－0.5×0.68]

=113.225

2、型腔深度：

H=3;X=0.4

H

=[（1+0.005）×3+0.4×0.18]=3.09

3、型芯：

1）宽度方向d

=84

D

=[（1+0.005）×84+0.5×0.60]=84.72

2）长度方向d

=113

D

=[（1+0.005）×113+0.5×0.68]=113.905

10、型腔壁厚计算

1.型腔的强度及刚度要求

塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。

目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不许刚度不足而变形过大的情况，因此要求对强度和刚度加以考虑。

对于型腔主要受到的力是塑料熔体的压力，在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。

如果型腔侧壁和底壁厚度不够。

当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔发生强度破坏，与此同时，刚度不足则发生弹性变形，从而产生溢料现象，将影响塑件成型质量，所以模具对强度和刚度都有要求。

但是，实践证明，模具对强度和刚度的要求并非同时兼顾，对大型腔，按刚度条件，对小型腔则按强度条件计算即可。

（在本设计中按强度条件来计算）

1）对长方形型腔壁厚和底板厚度的计算

a、型腔底板厚度：

式中

——型腔内塑料熔体的压力（MPa），一般取25~45MPa

L——型腔侧壁边长（mm）

b——型腔宽度（mm）

B——凹模宽度（mm）

[σ]——材料的许用应力，一般取100Mpa

——型腔侧壁长边尺寸（mm）

=23.65mm

由于根据标准模架查得定模板的厚度为25mm，综合各方面考虑，现确定定模板厚为25mm，可以满足型腔的强度要求。

b、确定型腔的壁厚

型腔宽度

镶拼式腔壁厚

40

9

＞40～50

9～10

＞50～60

10～11

＞60～70

11～12

＞70～80

12～13

＞80～90

13～14

＞90～100

14～15

＞100～120

15～17

＞120～140

17～19

＞140～160

19～21

11、导向机构的设计

注射模的导向机构与定位机构，主要用来保证动模与定模两大部分或模内其它零件之间的准确配合和可靠地分开，以避免模内各零件发生碰撞和干涉，并确保塑件的形状和尺寸精度。

导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。

根据模具的形状和大小，一副模具一般使用4根导柱。

在此设计中采用了8根导柱，4根在定模部分，四根在定模部分，由于模具的凸模与凹模在装配时有方位要求，在设计时采用等直径不对称结构。

加工定模部分的4个导柱、导套孔时，应将定模板、推流道板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模座板上加工沉头孔，动模部分导柱同理。

本模具采用有导柱导套配合要求的导向机构，且在导柱导套上设有油槽，便于润滑，使用寿命长。

12、冷却系统设计

因塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高容易分解，成型时要控制模温在50~80℃。

考虑到模具的具体结构，安装冷却水通道是一个既实惠又简单的解决方法。

本模具比较复杂，零件较多，定模板已无空间放置冷却水管，因此冷却回路从定模直通型腔，在定模和型腔的配合部位加入防漏圈，装配时应该注意。

五、模具整体设计

模具的整体设计也就是模具的综合设计，依据塑件的性能要求，综合设计模具，以达到低成本、高效率、高效益的目的。

而标准化设计可降低成本，根据塑料注射模中小型模架GB/T1255.6~12556.2━1990,选取定模板、动模板、定模座板、动模座板、垫块、顶杆固定板、推板、导柱、导套、复位杆、浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴、定位销等标准件。

塑件在脱模后应进行调湿处理，调湿处理是将刚脱模的制品放在热水中（60～75℃），不仅可以隔绝空气进行防止氧化的退火处理，