XX05911026康宇dvd遥控器前盖塑料成型工艺及模具设计.docx
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XX05911026康宇dvd遥控器前盖塑料成型工艺及模具设计
XX05911026康宇dvd遥控器前盖塑料成型工艺及模具设计
四川理工学院成人教育学院
毕业设计（论文）
题目―DVD遥控器前盖塑料成型工艺
及模具设计
教学点重庆科创职业学院
专业机械设计制造及自动化
年级2011级
姓名康宇
指导教师唐建敏
定稿日期：
2020年4月25日
四川理工学院成人教育学院
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
康宇
专业班级
机械模具BK311101
设计（论文）题目
DVD遥控器前盖塑料成型工艺及模具设计
同意任务日期
2020年12月18日
完成任务日期
2020年4月25日
指导教师（签名）
唐建敏
指导教师单位
重庆科创职业学院
设计（论文）内容目标
要紧内容：
本课题要紧是塑料成型件的设计，也确实是塑料模的工艺方案分析及确定工艺运算，模具结构设计运算等内容。
生产为了提高生产效率，因此在设计时要求力求结构简单，然而一定要保证其精度要求。
目标：
使学生能得到充分运用所学的知识解决实际生产的能力。
从而得到锤炼的机会。
设计（论文）要求
1.绘制出完整的装配图一张
2.绘制出要紧型芯型腔工件图
3.培养和训练设计能力（包括实际动手能力、查阅文献与撰写论文能力）。
4.严格按照设计要求去做，力求数据准确，结构合理，并在保证要求的前提下，力求结构简单。
参考资料
《塑料成型模具》
《塑料模设计手册》
《塑料模技术手册》
《注射模具设计要点与图例》
《模具设计与制造实力指导》
注：
此表由指导教师填写后发给学生，学生按此表要求开展毕业设计（论文）工作。
DVD遥控器前盖塑料成型工艺及模具设计
摘要
本文要紧介绍了DVD遥控器前盖塑料成型工艺及模具设计，依照ABS塑料成型的工艺特性和产品的使用要求，对产品进行详细的工艺分析，在设计工作前进行大量的资料搜集汇总，然后开始着手于模具设计。
其中包括利用Pro/e软件绘制零件的三维图并由此进行3D开模、工件的工艺分析、注塑机的选用和校核、模具设计和确定了型腔的排布的难点，浇注系统的设计和模具总体结构。
专门详细介绍了型芯、型腔、推件装置等零部件的设计和制造。
同时，并通过Moldflow模拟分析软件对变形、填充、浇口、排气、冷却、压力和注射成型时刻等参数进行分析和优化，推测产品在成型过程中可能显现的问题。
关键词：
DVD遥控器前盖；塑料模；模具设计；模拟分析；
PLASTICFORMINGTECHNOLOGYANDDIEDESIGNFORTELEVISIONREMOTECONTROLTHEFRONTCOVER
ABSTRACT
Thistextmainlyintroducedtheinjectionmolddesignoftelevisionremotecontrolthefrontcover.AccordingtothefashionedprocessingpropertyofABSandtheoperatingrequirementoftheproduct,theproductwasproceeddetailedtechnicalanalysis.Beforedesigningworkheadwaytogoagreatdealofdatacollectiontogather,thenenterupontodesigninthemoldingtool.Pro/eincludingtheuseofthesoftware3Drenderingpartsofthemapandthusopenfor3Dmodel,theprocessworkpiece,InjectionMoldingMachineSelectionandVerification,molddesignanddifficulttodeterminethecavityofthearrangement,Gatingsystemdesignandmoldoverallstructure.Detailsonthecore,cavityandpushingpiecesofequipment,andotherpartsofthedesignandmanufacturing.Atthesametime,andthroughMoldflowsimulationsoftwareonthedeformation,filling,gate,exhaust,cooling,pressureandtimeparametersofinjectionmoldinganalysisandoptimization,forecastproductsinthemoldingprocessproblemsthatmayarise.
Keywords：
televisionremotecontrolthefrontcoverPlasticmould;Molddesign;Moldflow
名目
第一章绪论
1.1模具工业的概况
在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的进展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。
第一要对模具有一个整体的认识。
模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。
作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的进展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济进展起着不容质疑的作用。
模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业进展的隐秘”，是“进入富裕社会的原动力”。
在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。
塑料模具工业是随塑料工业的进展而进展的。
塑料工业是一门新兴工业。
自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业进展专门快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。
目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。
专门是在办公设备、照相机、汽车、仪器外表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都差不多向塑料化方向进展。
目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。
塑料模具确实是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。
用塑料模具生产的要紧优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，专门是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济成效。
塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的进展有极紧密的关系。
随着塑料工业的飞速进展，塑料模具工业也随之迅速进展。
1.2我国模具工业技术概况及其要紧进展方向
在中国，人们差不多越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在专门大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。
我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了专门大进展，模具水平有了较大提高。
我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有专门大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业进展迅速。
目前我国模具年生产总量尽管已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多。
纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业进展滞后的直截了当缘故。
模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。
因此，模具是国家重点鼓舞与支持进展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。
提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。
模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。
在科技进展中，人是第一因素，因此我们要专门注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。
在教学中积极采纳多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的灵敏制造、动态联盟与系统集成。
我国模具工业是一个完全信息化的、充满着朝气和期望而又实实在在的新时代立即到来。
在信息社会和经济全球化不断进展的进程中，模具行业进展趋势要紧是模具产品向着更大型、更周密、更复杂及更经济快速方面进展，技术含量不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面进展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、治理信息化、经营国际化方向进展。
第二章塑件分析
2.1产品的零件图
塑料件为电视机遥控器上盖的产品（如图2-1），所用材料为ABS。
图2-1电视机遥控器上盖塑料零件
2.2塑料成型工艺性能分析
塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，下面，对注塑材料ABS工艺特性进行分析：
（1）收缩性塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。
收缩性的的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。
一样关于大型模具的收缩率运算，我们采纳实际收缩率进行运算：
SS=a-b/b×100%（SS:
实际收缩率；a:
模具或塑件在成型温度时的尺寸；b：
塑件在室温时的尺寸；c：
模具在室温时的尺寸）对我所设计的零件属于小型的模具，因此采纳SJ=c-b/b×%（Sj：
为运算收缩率）由于本次毕业设条件的缘故，没有方法自己去测量出：
cb值。
因此我们通过查找资料《塑料成型工艺与模具设计》附录B常用塑料的收缩率，可得：
ABS塑料成型收缩率为：
0.003-0.008，由于塑件的结构，模具的结构，成型工艺条件等都会阻碍塑料的收缩率变化。
我们取一个相对平均值：
0.004。
（2）流淌性塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力，称为塑料的流淌性。
塑料的流淌性差，就不容易充满开腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷。
但流淌性太好，又会在成型时主生严峻的飞边。
ABS材料属于热塑性塑料，分子成线型，具有良好的流淌性。
其次：
料温，压力，模具结构都会阻碍塑料的流淌及充模能力。
（3）吸湿性吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。
按吸湿或粘附水分能力的大小分类，ABS塑料属于吸湿性塑料，吸水率为:
0.05%-0.5%。
在注塑成型过程中比较容易发生水降解，成型后塑件上显现气泡，银丝与斑纹等缺陷。
因此，在成型前必须进行干燥处理。
一样干燥温度取80-90℃，干燥时刻为两小时。
（4）热敏锐性塑料的化学性质对热量的敏锐程度称为热敏性。
热敏性塑料在成型过程中专门容易在不太高的温度下发生热分解、热降解，从而阻碍到塑件的性能，色泽和表面质量等，另处，塑料熔体发生热分解或热降解时，会开释出一些挥发性气体，这些气体一样具有腐蚀性，或有毒，不管是对人，依旧模具都会造成一定的阻碍。
ABS塑料成型温度为210℃-250℃，经查中国人力资源专家网提供的材料编体会值得，到达260℃变色，于料温达到280℃时，塑料显现分解。
因此注塑成型是，一样取210℃-250℃。
综上所述：
ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值：
型腔40′～1°40′型芯30′～１°ABS溶融时具有良好的流淌性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。
因此在成型是需要操纵好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等。
2.3塑件的工艺性分析
2.3.1塑件的表面质量分析
该塑件要求外行美观，外表面要求专门光滑，没有斑点及熔接痕现象，内表面相对光滑点，内、外表面粗糙度分别可取Ra0.4μm、Ra0.2μm。
塑件制品内、外表面成型后方不可见边缘有缺陷，边缘面要求平坦。
2.3.2塑件的结构工艺性能分析
（1）塑件的形状较为复杂，中间有个专门小深度的沉积面，在最别处使用了小圆弧过渡，四条棱也分别使用了圆弧过渡，侧面进行了抽抽芯，另外在上表面打了专门多有规率一样的圆孔以及一些椭圆孔，其内部结构因考虑到有用性以及机构特点因而较为复杂。
（2）由工件可知，该塑件有许多中不同的壁厚，如2mm、1.5mm、0.8mm等，。
壁厚不平均，这就造成塑料熔体的充模速率和冷却收缩不平均，并由此产生许多质量问题。
如凹陷、真空包、翘曲、甚至开裂。
为防止此类现象显现，这就要求防止显现突变与截面厚薄悬殊的设计，故我在壁厚不同处采取过渡设计，例如：
采纳圆弧过渡等措施。
但由于工件整体结构较小，且超过了ABS塑料的最小成型壁厚，则可注塑成型
（3）从塑件可知，该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角。
其采纳圆角不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且改善了塑料熔体的流淌充性能，减少了流淌阻力。
降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑料件外形流畅美观。
而且成型模具型腔也有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。
第三章模具设计
3.1模具加工精度的确定
本次设计的遥控器是日常用品，其外壳要能承担磨损。
关于制件的外观要求合表面精度等级要求比较高。
现初定制品精度等级为4级。
经分析，现确认模具的制造加工精度为IT7级，而型芯和型腔的加工精度均为IT6，型腔采纳机械粗加工后电火花精加工，其它采纳机械加工。
3.2型腔数目的决定
注射模的型腔数目，能够是一模一腔，每一次注射生产一个塑件，也能够是多腔，每一次注射生产多个塑件。
每一副模具中，型腔数目的多少与下列条件有关系。
（1）塑件尺寸精度
型腔数目越多时，精度也相对地降低。
这不仅由于型腔加工精度的参差，也由于熔体在模具内的流淌不均所致。
按照SJ1372—78标准中规定的1、2级超周密级塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少（形状简单）能够是一模二腔。
3、4级的周密级的周密塑料件，最多是一模四腔。
（2）模具制造成本
多腔模的制造成本高于单腔模，但非简单的倍数比。
四腔模并非单腔模的四倍。
因此，从塑件成本中所占模费比例来看，多腔模比单腔模要低。
（3）注塑成型的生产效益
多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高，然而多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而修理费用高，因此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。
当其中一腔先损坏（或磨损超差）时，应赶忙停机修理，阻碍生产。
综合以上几个方面综合考虑，我的设计采纳一模两腔结构形式。
就精度而言，我的塑件属于四级精度，它能够使用一模四腔；但从模具制造成本以及模具成型的生产效益来看，他比单型腔模具降低了生产成本提高了生产效率；而且塑件的注射量比较小；但从制造难度来讲，这套模具的型腔十分复杂差不多专门难加工，必须采纳较多的镶块才能实现，假如型腔过多，就会阻碍各个镶块之间的装配关系，造成塑件成型困难，尺寸精度以及表面粗糙度难以保证。
而一模两腔恰好解决了这一问题，不仅使得模具有了较好的精度，而且便于加工，便于注塑，适应了现代化大规模高效率生产高周密零件的要求。
3.3注射机型号的确定
除了模具的结构、类型和一些差不多参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，假如两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。
3.3.1锁模力运算
锁模力是指注射机构在工作中对模具所能施加的最大夹紧力。
锁模力与注射容量全面地反映了设备的要紧特点和加工能力。
在实际注射成型中，由于制品形状不同，所采纳树脂品种不同，注射工艺条件及模具结构不同，所需要的合模力大小也各不相同。
因此，在选用注射机时,要对其合模力进行运算。
通常，可采纳下列公式进行：
F≥Pm（NAs+Aj）（4.1-1）
式中:
F-----注射机最大合模力（MN）;
N------型腔个数;
Pm----成型时模腔平均压力（MPa）;
As-----塑件在开模方向的最大投影面积（㎡）.
Aj-----浇注系统在开模方向的最大投影面积（㎡）
从前面可知:
N=2
采纳PRO/E测得浇注统以及塑件在开模方向上的投影面积为
0.025．
因此：
F≥nPcA
=2×40×0.025
=2MN
=2000KN
3.3.2注射容量运算
注射机的理论注量，指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量（㎝3）.模具安装后，对模腔注射容量的运算,能够制件产品为主,运算其体积量，然后确认总体积注射量，从而可得:
Vg>n（Vs+Vj）（cm3）
式中：
Vg-----注射机额定注射量（cm3）；
Vs----单个塑件的容积量（cm3）；
Vj-----浇注系统和飞边所需要的容积量（cm3）；
N-----型腔数。
其中：
Vs=24cm3
Vj=3cm3
因此：
V>n（Vs+Vj）
=2×（24+3）
=54cm3
3.3.3注射机型号的确定
依照塑件的体积初步选定用XS-ZY-500（卧式）型注塑机。
XS-ZY-500（卧式）型注塑机的要紧技术规格如下表：
表3-1注塑机的要紧参数
理论注射容积（cm³）
500
螺杆直径（mm）
65
注射压力（MPa）
145
注射速率（g/s）
70
塑化能力（g/s）
35
螺杆转速（r/min）
30—60
锁模力（kN）
3500
拉杆有较距离（mm）
540×440
移模行程（mm）
250
模具最大厚度（mm）
450
模具最小厚度（mm）
300
锁模形式
双曲肘
模具定位孔直径（mm）
￠80
喷嘴球半径（mm）
SR18
喷嘴口孔径（mm）
￠5
模板尺寸（mm）
200×315
3.3.4注射机及型腔数量的校核
1、主流道的体积约为：
V（cm³）=3.14×0.632×2.5=3.988
2、分流道与浇口的体积约为：
V（cm³）=13×1.1304=14.6952
3、该模具总共需填充塑件的体积约为：
V（cm³）=2×24+3.988+14.6952=66.6832
3.3.5注射机及参数量的校核
（1）注射量的校核
注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。
在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即
V=nVz+Vj
或M=nmz+mj
式中V（m）——一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量（cm³或g）；
n——型腔数目
Vz（mz）——单个塑件的容量或质量（cm³或g）。
Vj（mj）——浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量（cm³或g）。
故应使
nVz+Vj≤0.8Vg
或nmz+mj≤0.8mg
式中
Vg（mg）——注射机额定注射量（cm³或g）。
依照容积运算
nVz+Vj=66.6832≤0.8Vg
可见注射机的注射量符合要求
（2）型腔数量的确定和校核
型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数阻碍。
可依照注射机的最大注射量确定型腔数n
式中K——注射机的最大注射量的得用系数，一样取0.8；
mN——注射机承诺的最大注射量；
m2——浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm³）；
m1——单个塑件的质量或体积（g或cm³）。
因此需要
n=2符合要求
（3）塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核
注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是阻碍锁模力的要紧因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。
假如这一数值超过了注射机承诺使用的最大成型面积，则成型过程中将会显现溢漏现象。
因此，设计注射模时必须满足下面关系：
nA1+A2﹤A
式中A——注射机承诺使用的最大成型面积（mm2）
其他符号意义同前。
注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中显现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：
（nA1+A2）p﹤F
式中符号意义同前。
因此需要
2×40×95+9×80=83200﹤A
查得ABS的平均成型压力为30（cm2/MPa）
（2×4×9.5+0.9×8）×30=83.2×30=2.5﹤F
符合要求
（4）最大注射压力校核
注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：
pmax﹥Kp0
专门明显，上式成立，符合要求。
（5）模具与注射机安装部份的校核
喷嘴尺寸注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。
模具厚度模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：
Hmin﹤H﹤Hmax
式中Hmin——注射机承诺的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距；
Hmax——注射机承诺的最大模厚。
注射机承诺厚度
150﹤H﹤250
符合要求。
（6）开模行程校核
开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。
注射机的最大开模行程与模具厚度无关，关于单分型面注射模：
Smax≥s=H1+H2+5—10mm
式中H1——摧出距离（脱模距离）（mm）；
H2——包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。
开模距离取H1=20
包括浇注系统凝料在内的塑件高度取H2=40
余量取8
则有：
Smax≥s=20+20+28=68
符合要求。
3.4分型面位置的确定
分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有紧密关系，同时直截了当阻碍着塑料熔体的流淌特性及塑料的脱模。
合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。
选择分型面时，应从以下几个方面考虑：
（1）使塑件在开模后留在动模上；
（2）分型面的痕迹不阻碍塑件的外观；
（3）浇注系统，专门是浇口能合理的安排；
（4）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；
（5）使塑件易于脱模。
由于本塑件的结构形状较为专门，依照选择分模面时，应遵守以上的原则。
再综合我的塑件形状的考虑，以及模具整体设计、制造、加工的要求，我选择采纳平面分型面，如图3-1所示。
图3-1分型面是proe示范图
这是PRO/E分模时作的单面分模面，由于上表面要求较高，必须要求塑件留在动模一侧
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