遥控器盒盖的塑料模具设计.docx
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遥控器盒盖的塑料模具设计
本科毕业设计（论文）
题目：
遥控器盒盖的塑料模具设计
系别：
机电信息系
专业：
机械设计制造及自动化
班级：
学生：
学号：
指导教师：
2013年05月
遥控器盒盖的塑料模具设计
摘要
塑料注射模具是工业生产的基础工艺设备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。
它不仅直接影响工业产品的水平，也是一个国家工业化程度和机械制造工业技术水平的综合体现。
本文详细介绍了遥控器盒盖的塑料模具设计，主要包括：
塑件材料的分析与设计方案的论证；注塑机的选择；模具结构的设计；成型零件的设计；导向机构的设计；脱模机构的设计；侧向分型与抽芯机构的设计等。
本次设计为一模两腔，塑件材料选用了丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（即工程材料ABS），浇口形式选用了侧浇口。
通过以下计算和设计是可行的，并可以应用到实际生产中。
通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对PROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
关键词：
注塑模具；导向机构；脱模机构；遥控器
PlasticMoldDesignandRemoteControl
Abstract
Plasticinjectionmoldisindustrialproductionprocessandequipment,basedinelectronics,automobile,motor,electrical,instrumentation,homeapplianceandcommunications,andotherproducts,60%-80%parts,allwanttorelyonthatofdieforming.Itnotonlydirectlyinfluencesthelevelofindustrialproducts,andalsoisacountrydegreeindustrializationandmachinerymanufacturingindustrytechnologylevelofcomprehensiveembodiment.
Thispaperintroducesthemoulddesignofremotecontroller.Mainlyincludeanalysisofplasticmaterialandargumentationofdesignproject;selectinginjectionmachine;devisingmoldstructure;devisingmoldingparts;devisingorientedframework;devisingstrippingframework;devisingsidepartingandpullingframework.Themoldisconsistedoftwocavities.Theplasticmaterialselectacrylonitrilebutadiene-styrenecopolymer（i.e.engineeringmaterialABS）.Thesprueformchooseasidegate.Bythefollowingcalculationanddesignisfeasible,andcanbeappliedtopracticalproduction.
Throughthisdesign,maytocastthemoldtohaveapreliminaryunderstanding,notesinthedesigncertaindetailquestion,understandsthemoldstructureandtheprincipleofwork;ThroughtothePROGRAMstudy,mayestablishthesimplecomponentsthecomponentsstorehouse,thuseffectiveenhancementworkingefficiency.
KeyWords:
InjectionMold;DevisingOrientedFramework;PullingFramework;RemoteControl
主要符号表
公称压力
注射压力
最大注射量
收缩率
体积流量
锁紧块的斜角
斜导柱倾斜角
开模行程
最大收缩率
模具制造公差
模具制造公差
模具磨损量
传热膜系数
斜导柱直径
抽芯距
材料的许用应力
模具最大闭合高度
模具最小闭合高度
导滑槽施加的压力
模具型腔的总热量
流道中各段流程的厚度
塑件包紧型芯的侧面积
L斜导柱的有效工作长度
流道中各段流程的长度
结晶型塑料溶解潜热
塑料脱模温度
抽拔阻力
塑件对型芯产生的单位正压力
为脱模板中心允许的最大变形量
斜导柱与滑块之间的摩擦阻力
导滑槽与滑块之间的摩擦阻力
目录
1绪论1
1.1概述1
1.2题目国内外相关研究情况1
1.3塑料模具的发展趋势2
1.4研究本课题的意义3
2塑件材料分析和工艺分析4
2.1塑件的工艺分析4
2.1.1塑件的材料4
2.1.2ABS的成型性能4
2.1.3塑件的基本特性5
2.1.4苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数5
2.2塑件的成型工艺及原理6
2.2.1塑件的结构设计6
2.2.2塑件的尺寸及精度7
2.2.3塑件的尺寸及精度7
2.2.4塑件的体积和质量7
2.3注塑模的机构组成7
2.4模具的方案选择7
3注塑机的选择9
3.1型腔数目的确定9
3.2浇口种类确定9
3.3选择注射机及注射机的主要参数9
3.3.1注射机的类型9
3.3.2注射机成型工艺分析10
3.3.3注塑机的校核11
3.3.4塑件在分型面上的投影面积和锁模力的核12
3.3.5模具与注射机安装模具部分相关尺寸核.12
4模具结构的设计14
4.1浇注系统13
4.1.1浇注系统的作用13
4.1.2浇注系统布置13
4.2浇注系统设计14
4.2.1浇注系统的组成14
4.2.2浇注系统的设计原则15
4.2.3主流道的设计15
4.2.4分流道的设计16
4.2.5浇口的设计16
4.2.6冷料穴的设计16
4.2.7浇口的位置设计17
5成型零件设计18
5.1分型面的设计18
5.2成型零件应具备的性能189
5.3成型零件的结构设计19
5.3.1凹模（型腔）结构设计19
5.3.2型芯的结构设计20
5.4成型零件工作尺寸计算20
5.4.1影响塑件尺寸和精度的因素22
5.4.2成型零件工作尺寸的计算22
5.4.3成形型腔壁厚的计算25
5.5模架的选择20
6导向机构的设计28
6.1导向机构的作用28
6.2导柱导向机构28
6.2.1导向机构的总体设计28
6.2.2导柱的设计29
6.2.3导套的设计29
7脱模机构的设计29
7.1脱模机构的结构组成30
7.1.1脱模机构的设计原则30
7.1.2脱模机构的结构30
7.1.3脱模机构的分类30
7.2脱模力的计算31
7.3脱模机构31
7.3.1推杆机构的设计31
8侧向分型与抽芯机构设计33
8.1侧向分型与抽芯机构的分类33
8.2液压油缸侧向抽芯机构设计32
8.2.1导滑槽设计33
8.2.2滑块定位装置设计33
8.2.3楔紧块设计33
8.3抽芯的计算33
8.3.1抽芯距的计算33
8.3.2抽芯力的计算33
9排气系统的设计35
10温度调节系统的设计36
10.1温度调节系统的作用36
10.1.1温度调节系统的要求36
10.1.2温度调节系统对塑件质量的影响36
10.2冷却系统的机构37
10.2.1模具冷却系统的设计原则37
10.2.2模具冷却系统的结构38
11塑料模具用钢39
12模具可行性分析40
12.1本模具的特点40
12.2市场效益及经济效益分析40
12.3模具爆炸图40
12.4模具装配图41
13总结42
致谢44
参考文献45
毕业设计（论文）知识产权声明46
毕业设计（论文）独创性声明47
附录48
设计图纸和说明书联系QQ2576636538
3注塑机的选择
3.1型腔数目的确定
因为遥控器盒盖的塑件的尺寸不大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模四腔，进行加工生产。
3.2浇口种类的确定
注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。
其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。
浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。
它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。
其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。
由于本设计中遥控器壳塑件外表面质量要求不是特别高，所以选用侧浇口。
侧浇口直接在中间的圆端面处进，遥控器壳组装后，浇口被遮挡起来。
3.3选择注塑机及注塑机主要参数
3.3.1注塑机的类型
遥控器盒盖是中批量生产，采用一模四腔，需要至少注射量19.6x4=78.4g，流道水口废料9.3g，总注塑量达到87.7g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为HTF300XA。
注射方式为螺杆式，其有关性能参数如表3.1：
表3.1HTF300XA
型号/参数
单位
300×A
螺杆直径
mm
60
理论注射容量
cm3
727
注射重量PS
g
662
注射压力
Mpa
213
注射行程
mm
257
螺杆转速
r/min
0~160
料筒加热功率
KW
17.25
锁模力
KN
3000
拉杆内间距（水平×垂直）
mm
660×660
续表
允许最大模具厚度
mm
660
允许最小模具厚度
mm
250
移模行程
mm
660
移模开距（最大）
mm
1260
液压顶出行程
mm
160
液压顶出力
KN
62
液压顶出杆数量
PC
13
油泵电动机功率
KW
30
油箱容积
l
580
机器尺寸（长×宽×高）
m
6.9×2.0×2.4
机器重量
t
11.5
最小模具尺寸（长×宽）
mm
460×460
3.3.2注塑机成型的工艺分析
注射成型工艺过程分析：
根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：
第一步：
为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作：
a.成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，ABS材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。
如有需要，可在70～80
下干燥2～4h。
b.料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。
柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。
对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。
c.脱模剂的选用脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。
一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。
在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：
硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对ABS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。
第二步：
注射成型过程
完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。
第三步：
制件的后处理
注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。
制件的后处理主要有退火和调湿处理。
该塑料制件材料为ABS，就采用退火处理1～3小时。
3.3.3注射量的校核
模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。
校核公式为：
（3.1）
式中
--型腔数量
--单个塑件的体积（
）
--浇注系统所需塑料的体积（
）
本设计中：
n=4
19.6
=9.3
M=4x19.6+9.3=87.7g（3.2）
注塑机额定注塑量为662g，注射量符合要求。
3.3.4塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核
注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。
如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。
（3.3）
式中n--型腔数目
--单个塑件在模具分型面上的投影面积
--浇注系统在模具分型面上的投影面积
n=2
=8572.5
=4025
=4x8572.5+4025=38315
（3.4）
注射成型时为了可靠的锁模，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：
（
）PP—塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）
F—注射机额定锁模力（N）
其它意义同上。
型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MP
（
）P=38315x30x1.1x0.001=1264.4KN<3000KN
（3.6）
锁模力符合要求。
3.3.5模具与注射机安装模具部分尺寸
a.模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式
（3.7）
式中
--注射机允许的最大模厚
--注射机允许的最小模厚
本设计中模具厚度为370mm250符合要求
b.开模行程（S）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。
注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。
对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于单分型面注射模应有：
+模厚（3.8）
式中
--推出距离
--包括浇注系统凝料在内的塑件高度
=（水口料的长度+20~30）
本设计中
=1260
=60mm
=130+30=160mm（3.9）
总的开模距离需要H=590mm以上，经计算符合要要求。
c.顶出装置的校核在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。
300XA型注射机为两侧推出机构。
经检查能满足将模具脱出的要求。
4模具结构设计
4.1浇注系统
浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴到型腔的必经通道，它直接关系到成型的难易和塑件的质量，是注射模设计中的重要组成部分。
浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通侧浇口浇注系统。
正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。
4.1.1浇注系统的作用
浇注系统的作用是使熔融塑料平稳、有序地填充到型腔中去，且把压力充分地传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、美观的塑件。
对浇注系统设计的具体要求是：
a.对模腔的填充迅速有序；
b.可同时充满各个型腔；
c.对热量和压力损失较小；
d.尽可能消耗较少的塑料；
e．能够使型腔顺利排气；
f.浇注道凝料容易与塑料分离或切除；
g.不会使冷料进入型腔；
浇口痕迹对塑料外观影响很小。
4.1.2浇注系统布置
在此次设计的遥控器盒盖多模腔中，分流道的布置选择平衡式。
型腔应与模板中心对称。
使型腔和流道的投影中心与注射机锁模力中心重合，避免注射时产生附加的倾侧力矩。
4.2浇注系统设计
流道系统包括主流道、分流道和冷料井以及结构设计。
4.2.1浇注系统组成
普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。
1－主浇道2－第一分浇道3－第二分浇道4－第三分浇道5－浇口6－型腔7－冷料穴
4.2.2浇注系统设计的原则
在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：
a.塑料成型特性设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。
b.模具成型塑件的型腔数设置浇注系统还应考虑到模具是一模四腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。
c.塑件大小及形状根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。
d.塑件外观设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。
e.冷料在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。
4.2.3主流道的设计
流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
a.主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天300XA，它的喷嘴的直径为3.5
，喷嘴球面半径为16
，主流道各具体尺寸如下：
（4.1）
（4.2）
b.主流道衬套的形式选用如图所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。
将主流道衬套和定位球设计成两个零件，然后
配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用
。
如图4.1所示：
a.
浇口套三维图b.浇口套二维图
图4.1浇口套
c.主流道衬套的固定主流道衬套的固定，采用2个M6X20的螺丝直接锁附固定。
4.2.4分流道的设计
分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。
本设计中由于塑件排布比较紧凑,且采用侧浇口。
如图4.2所示：
a.分流道位置三维图b.分流道位置二维图
图4.2分流道位置
4.2.5浇口的设计
浇口又叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。
它有两个功能：
一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。
常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。
浇口的位置选择原则：
a.熔体在型腔内流动时，其动能损失最
要做到这一点必须使：
（1）流程（包括分支流程）为最短；
（2）每一股分流都能大致同时到达其最远端；
（3）应先从壁厚较厚的部位进料；
（4）考虑各股分流的转向越小越好。
b.有效地排出型腔内的气体
根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用侧浇口。
4.2.6冷料穴的设计
主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。
因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。
冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为
，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。
冷料穴的z形式有多种，这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。
它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。
4.2.7浇口的位置
浇口的位置对塑件的质量有极大的影响，浇口的位置选择时应遵循如下原则：
a.浇口应开设在塑件较厚的部位，以利于熔体流动，型腔的排气和塑料的补塑，避免塑件产生缩孔或表面凹陷；
b.浇口的设置应避免塑件表面产生熔接痕，影响塑件的外观；
c.浇口应设置在能使型腔的各个角落同时充满的位置；
d.浇口应设置在有利于排出型腔中的气体的位置；
e.浇口应设计在能避免塑件表面产生熔接痕的部位；
f.模具的型芯细小时，浇口设计应注意不能使熔融塑料直接冲击型芯，以免型芯被冲击变形。
g.浇口不要设置在塑件使用中的承受弯曲载荷和冲击载荷的部位[11]。
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