課程設(shè)計(jì)----電氣箱外殼注塑模設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：電氣箱外殼注塑模設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè) 計(jì) 人： </b></p><p>　　院 、 系：材料學(xué)院材料成型系</p><p>　　班級(jí)學(xué)號(hào)：06級(jí)3班03號(hào)</p><p>

2、;<b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　2009年12月30日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一.產(chǎn)品工藝性分析·············&#

3、183;····································

4、············3</p><p>　　1.1塑件工藝分析···················&

5、#183;····································

6、;······3</p><p>　　1.2結(jié)構(gòu)工藝性·························&

7、#183;····································

8、;·3</p><p>　　擬定模具結(jié)構(gòu)式······························&#

9、183;·······························4</p><p>　　2.1分型面

10、的選擇····································&

11、#183;·························4</p><p>　　2.2型腔數(shù)目選擇及其布局式····

12、83;····································&

13、#183;··········5</p><p>　　注塑成型機(jī)的選擇····················

14、83;····································&

15、#183;··5</p><p>　　3.1模具所需塑料熔體的注射量···························&#

16、183;······················5</p><p>　　3.2選擇注塑機(jī)的型號(hào)········&

17、#183;····································

18、;············5</p><p>　　3.3注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核··················&#

19、183;··································6</p>

20、<p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·································

21、83;····························6</p><p>　　4.1主流道的設(shè)計(jì)··

22、3;····································&#

23、183;······················6</p><p>　　4.2主流道襯套的形式及固定形式·······&#

24、183;····································

25、····7</p><p>　　4.3分流道的設(shè)計(jì)···························&

26、#183;·································7</p><

27、p>　　4.4澆口的設(shè)計(jì)··································&

28、#183;·····························8</p><p>　　五.成型零件的設(shè)計(jì)·&#

29、183;····································

30、························9</p><p>　　5.1成型零件的結(jié)構(gòu)及尺寸計(jì)算······&

31、#183;····································

32、;·······9</p><p>　　5.2模具型腔側(cè)壁的計(jì)算·······················

33、83;·······························11</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)的設(shè)

34、計(jì)····································

35、83;························12</p><p>　　6.1脫模力的計(jì)算······

36、83;····································&

37、#183;·················12</p><p>　　6.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)·············

38、····································

39、3;·········12</p><p>　　6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)—推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)····················

40、;····················13</p><p>　　6.4復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)··········

41、3;····································&#

42、183;···········14</p><p>　　七.模架的確定和校核···················&

43、#183;····································

44、;···14</p><p>　　7.1模架的選擇步驟···························

45、3;·······························14</p><p>　　7.2模架的結(jié)

46、構(gòu)····································

47、83;·························15</p><p>　　八.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·····&

48、#183;····································

49、;···············15</p><p><b>　　一.產(chǎn)品工藝分析</b></p><p><b>　　1.1塑件工藝分析</b></p><p>　　1.

50、材料性能 ( ABS )</p><p>　　熱塑性塑料，抗拉強(qiáng)度為30-50MPa，抗彎強(qiáng)度為41-76MPa，彎曲彈性模量為1380-2690MPa.綜合性能好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度性能較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電氣性能較好；易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。</p><p>　　2. 成型特性及條件</p><p&g

51、t;　　（1）無定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型特性及成型方法</p><p>　　（2）吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0、3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥</p><p>　?。?）流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）</p><p>　?。?）比聚苯

52、乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊樹脂，料溫更宜取高）。料溫對(duì)物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250度左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件，模溫宜取50℃-60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60℃-80℃。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯較高，一般用柱塞式注塑機(jī)時(shí)料溫為180℃-230℃注射壓力為180-140MPa</p><p>　?。?）模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料形式、

53、位置。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。脫模斜度宜取2℃以上</p><p>　　預(yù) 熱：80-85℃ 2-3h</p><p>　　模具溫度：50-80℃</p><p>　　注射壓力：60-100MPa</p><p>　　成型時(shí)間：注射時(shí)間：20-90s</p><p&g

54、t;<b>　　高壓時(shí)間：0-5s</b></p><p>　　冷卻時(shí)間：20-120s</p><p>　　總周期：50-220s</p><p>　　成型收縮率S（%）：0.4-0.7</p><p>　　拉伸彈性模量E/1000MPa:1.91-1.98</p><p>　　與鋼的摩擦系數(shù)f

55、：0.20-0.25</p><p>　　注射熔體溫度：200-270℃</p><p>　　模腔表面溫度：50-90℃ </p><p><b>　　1.2結(jié)構(gòu)工藝條件</b></p><p>　　一般結(jié)構(gòu)零件，強(qiáng)度與耐熱性等無特殊要求。</p><p>　　厚度：1.2mm

56、 零件精度：見圖1</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　整件壁厚均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，注塑成型時(shí)應(yīng)不會(huì)發(fā)生填充不足的現(xiàn)象。</p><p>　　二.擬定模具結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　根據(jù)塑件的要求，壁厚較薄，且對(duì)于電器外殼來說，塑件的外觀質(zhì)量要求嚴(yán)格，適宜采用點(diǎn)澆

57、口的形式，雙分型面模具能更好的與之相配合。在開模時(shí)由于有足夠的限制，中間板與定模板作定距離分開，以便取出這兩塊板之間的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件推出。</p><p><b>　　2.1分型面的選擇</b></p><p><b>　　分型面的選擇原則：</b></p><p>　　1.分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最

58、大輪廓處</p><p>　　2.分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的留模及脫模</p><p>　　3.保證塑件的精度要求</p><p>　　4.滿足塑件外觀的要求</p><p><b>　　5.便于模具的制造</b></p><p><b>　　6.減小成型面積</b><

59、/p><p><b>　　7.增強(qiáng)排氣效果</b></p><p>　　8.應(yīng)使側(cè)抽芯行程較短</p><p>　　2.2型腔數(shù)目的確定</p><p>　　設(shè)計(jì)要求材料為ABS塑料，要求注射方式為螺桿式，選XS-2Y—125型臥式注射機(jī)，零件為小型件，單個(gè)體積為11.62cm3，為滿足注射要求選擇多型腔數(shù)目，而高精度塑件的

60、型腔數(shù)原則上不超過4個(gè)，否則將不滿足此范圍，故選擇一模四腔。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)見圖2：</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　塑件成型機(jī)的選擇</b></p><p>　　3.1模具所需塑料熔體的注射量</p>

61、<p>　　1.單個(gè)塑件 v（用）=11.62cm³</p><p>　　2.四個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料的估算 v（總）=56.48cm³</p><p>　　3.2選擇注塑機(jī)型號(hào)</p><p>　　從實(shí)際的注射量應(yīng)在額定注射量的10%~80%之間考慮，初選額定注射量在125g以上的臥式注射機(jī)，即：XS-2Y—125型臥式注射機(jī)&

62、lt;/p><p><b>　　其技術(shù)參數(shù)如下：</b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)形式:臥式</p><p>　?。?）注射方式：螺桿式</p><p>　?。?）螺桿（柱塞）直徑/mm：42</p><p>　?。?）最大注射量/g：125</p><p>　　（5）注

63、射壓力/MPa：119</p><p>　?。?）鎖模力/KN：900 </p><p>　　（7）最大注射面積/cm³：320</p><p>　?。?）模具最大厚度/mm：300</p><p>　　（9）模具最小厚度/mm：200</p><p>　　(10) 最大開模行程/mm：300</p&g

64、t;<p>　?。?1）噴嘴：球半徑/mm：12 孔半徑/mm：φ4.0</p><p>　?。?2）定位圈直徑/mm：φ100.0</p><p>　?。?3）兩側(cè)頂出：孔徑/mm：φ22.0 孔距/mm：230</p><p>　?。?4）模板尺寸/mm×mm：420×450</p><p>　

65、?。?5）機(jī)器外形尺寸/mm×mm×mm：3340×750×1550</p><p>　　3.3注射機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核</p><p>　　1.注射量的校核 v（用）=0.37v（公稱），符合要求</p><p>　　鎖模力的校核 F（鎖）=P（平均）A=50*1746=87300<900000,符合要求</p>

66、;<p>　　注射壓力的校核 P（注）<P（額），符合要求</p><p>　　模具的高度與注射機(jī)的閉合高度關(guān)系的校核</p><p>　　模具的高度應(yīng)該在注射機(jī)的最大與最小閉合高度之間，即</p><p>　　Hmin<H<Hmax</p><p>　　200mm<H<300mm</p&g

67、t;<p><b>　　5.開模行程校核</b></p><p>　　注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于脫模取出塑件所需的開模距離，即</p><p>　　雙分型面模具 Smax>H1+H2+a+(5-10)mm</p><p>　　H1—塑件脫模時(shí)所需的頂出距離; H2—塑件高度；</p><p>　　a—

68、取出澆注系統(tǒng)凝料所需固定模板與澆口板之間距離。</p><p><b>　　6.頂出裝置校核</b></p><p>　　模具設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)注塑機(jī)頂出裝置的形式，頂出直徑，配置和頂出距離，校核模具的推出機(jī)構(gòu)是否與之相適應(yīng)。</p><p>　　7.注塑機(jī)定位孔與模具定位圈配合校核</p><p>　　為了使模具安裝在注

69、塑機(jī)上，其主流道中心線應(yīng)與注射機(jī)噴嘴中心線重合，其模具的定位圈與注塑機(jī)定模板上的定位孔應(yīng)呈較松的間隙配合，定位圈的高度對(duì)于小型的模具8-10mm，對(duì)于大型的模具為10-15mm。</p><p><b>　　8.噴嘴的校核 </b></p><p>　　噴嘴的主流道球面半徑應(yīng)與注射機(jī)噴嘴球頭半徑相吻合或稍大，以便于脫模卸主流道凝料，主流道小端孔徑應(yīng)較噴嘴前端孔徑小。&

70、lt;/p><p><b>　　四.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1主流道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主流道垂直于分型面，設(shè)計(jì)成圓錐形，以便于使凝料順利從主流道拔出。</p><p>　　查《模具設(shè)計(jì)與加工手冊(cè)》，可得</p><p>　　1.主

71、流道小端直徑 2mm</p><p>　　2.主流道錐角 3°</p><p>　　3.球面配合高度 2mm</p><p>　　4.主流道球面半徑 12mm</p><p>　　5.主流道長度L 8mm</p><p>　　6.主流道大端直徑 3mm</p><p><b&

72、gt;　　結(jié)構(gòu)見圖3：</b></p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　4.2主流道襯套的形式及其固定 </p><p>　　將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成整體式，定位圈外徑按注塑機(jī)的定位直徑確定，由M6~M8的螺釘固定在定模座板上。</p><p><b>　　其結(jié)構(gòu)見圖4：&l

73、t;/b></p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　4.3分流道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　此模具分流道適宜采用梯形截面，加工方便，流動(dòng)性好。</p><p>　　根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與加工手冊(cè)》可查：</p><p>　　1. 分流道長

74、度 L=（1~1.5）D =5mm</p><p>　　2. 分流道與澆口套過渡的圓角半徑 2mm </p><p>　　3. 分流道截面尺寸 底邊長L=4mm 高H=3mm R=1mm 傾斜角=4°</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)見圖5：</b></p><p><b>　　圖5</b

75、></p><p><b>　　4.4澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)前面擬定的模具結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)成點(diǎn)澆口，能自動(dòng)切斷澆口溢料，澆口截面積一般為分流道截面積的3%~9%,截面形狀為圓形，澆口長度為1mm。</p><p>　　澆口截面結(jié)構(gòu)見圖6：</p><p><b>　　圖6</b&

76、gt;</p><p><b>　　成型零件的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　5.1成型零件的結(jié)構(gòu)及尺寸計(jì)算</p><p>　　1.成型零件尺寸，見圖7：</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　2.凹模工作尺寸 Lm=[（1+Scp）Ls-1/2

77、（Δ+δz+δc）] +δz</p><p>　　則將零件尺寸轉(zhuǎn)化，通過計(jì)算可得 </p><p>　　凹模工作尺寸為 47.57 +0.3</p><p>　　40.53+0.3 </p><p><b>　　54.4 +0.1</b>

78、;</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)見圖8:</b></p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　3.凸模工作尺寸 Lm=[（1+Scp）Ls+1/2（Δ+δz+δc] -δz</p><p>　　通過計(jì)算可得 凸模工作尺寸為</p><p><b

79、>　　36.09-0.3</b></p><p><b>　　39.310.2</b></p><p>　　30.24-0.04</p><p><b>　　54.6-0.1</b></p><p>　　4.331 -0.04</p><p>　　22.12

80、-0.44</p><p>　　45.75 -0.3</p><p>　　4.中心距尺寸 Lm=[（1+Scp）Ls]±δz/2</p><p>　　通過計(jì)算可得中心距尺寸為 6.03±0.06</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)見圖9：</b></p>

81、<p><b>　　圖9</b></p><p>　　5.2模具型腔側(cè)壁的計(jì)算</p><p>　　側(cè)壁厚度 按剛度計(jì)算 </p><p>　　S=(Cp H 4 /E[δ]) 1/3</p><p>　　C=0.177 p=35Mp H=40.53mm E=210000MP [δ]=0.05&

82、lt;/p><p>　　計(jì)算得 S=11.68mm</p><p><b>　　按強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　S=[3pL1 2（1+wa）/2[σ]] 1/2</p><p>　　L1 =54.4 w=0.176 a=0.87 [σ]=160Mp</p><p>　　計(jì)算得 S=33.4

83、6mm</p><p>　　選取較大值 側(cè)壁厚度為 33.46mm</p><p>　　底板厚度 按剛度計(jì)算 </p><p>　　h=（C＇pL24/E[δ]）1/3</p><p>　　C＇=0.188 L2=47.57mm </p><p>　　計(jì)算得 h

84、=14.75mm</p><p>　　按強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　h= L2（p/2[σ](1+a)）1/2</p><p>　　計(jì)算得 h=11.5mm</p><p>　　選取較大值 底板厚度為 14.75mm</p><p><b>　　推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)&

85、lt;/b></p><p>　　推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：使塑件在推出過程中不會(huì)損壞變形;保證塑件在開模過程中留在設(shè)置在有推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)；若塑件需要留在定模內(nèi)，則要在定模上設(shè)置推出機(jī)構(gòu)，并保證推出機(jī)構(gòu)不與其它模具零件發(fā)生干涉，使其動(dòng)作靈活，可靠，制造方便。</p><p>　　6.1脫模力的計(jì)算 Q=8πEScptLcosφ（f-tanφ）/（1-μ）k</p><

86、;p>　　E=1980 Scp=0.55% t=1.5 L=28.74 f=0.25 φ=40＇</p><p>　　計(jì)算得 Q=29.48KN</p><p>　　6.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于塑件孔較深，壁厚較薄，兩側(cè)耳環(huán)需要合理的脫出，且脫模力大，為了保證順利脫模，采用多推桿推出機(jī)構(gòu)</p><p>　　推桿設(shè)計(jì)：

87、選用材料為T8的碳素工具鋼，圓形截面的推桿20根，每個(gè)塑件由5根推桿推出，中間一根，其他四根均勻布置在四周。</p><p><b>　　其結(jié)構(gòu)見圖10：</b></p><p><b>　　圖10</b></p><p>　　推件板的設(shè)計(jì)： 結(jié)構(gòu)見圖11：</p><p><b&

88、gt;　　圖11</b></p><p>　　6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)—推板導(dǎo)柱，導(dǎo)套設(shè)計(jì) </p><p>　　推桿一般裝配在推板與推板固定板之間，脫模機(jī)構(gòu)工作時(shí)，由推板將注射劑的頂出力傳遞給推桿，為保證傳力平穩(wěn)，防止推桿變形折斷，推板應(yīng)處于被導(dǎo)向狀態(tài)，推板導(dǎo)向通常利用推板和島主導(dǎo)套來實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)見圖12：</

89、b></p><p><b>　　圖12</b></p><p><b>　　L長度視情況而定</b></p><p><b>　　導(dǎo)套結(jié)構(gòu)見圖13：</b></p><p><b>　　圖13</b></p><p><

90、;b>　　6.4復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了使推出元件合模后能回到原來的位置，在推桿固定板的四周位置上設(shè)置四根圓形截面的復(fù)位桿。</p><p><b>　　其結(jié)構(gòu)見圖14：</b></p><p><b>　　圖14</b></p><p><b>　

91、　模架的確定和校核</b></p><p>　　7.1模架的選則步驟</p><p>　　1 確定模架的組合形式，根據(jù)型腔的尺寸，型腔布置及澆注系統(tǒng)的等確定模具的總體結(jié)構(gòu);</p><p>　　2 確定型腔壁厚，前面的章節(jié)也計(jì)算；</p><p>　　3 計(jì)算型腔模板周界，型腔模板周界尺寸和厚度，這是選擇模架的標(biāo)準(zhǔn)；</p&

92、gt;<p>　　4 確定模板厚度，根據(jù)型腔深度確定；</p><p>　　5 選擇模架尺寸，根據(jù)確定下來的模板周界尺寸，配合板厚查表；</p><p><b>　　6 檢驗(yàn)所選模架。</b></p><p><b>　　7.2模架結(jié)構(gòu) </b></p><p><b>　　

93、其結(jié)構(gòu)見零件圖紙</b></p><p><b>　　尺寸確定：</b></p><p>　　定模固定板 長350 寬350 高30</p><p>　　脫澆板 長350 寬350 高20</p><p>　　流道板 長350

94、寬350 高20</p><p>　　定模板 長350 寬350 高40</p><p>　　推件板 長350 寬350 高20</p><p>　　動(dòng)模板 長350 寬350 高20</p><p>　　支撐板 長350

95、寬350 高30</p><p>　　推桿固定板 長350 寬350 高15</p><p>　　推板 長350 寬350 高15</p><p>　　推板 長350 寬400 高20</p><p>　　動(dòng)模固定板 長350 寬3

96、50 高20</p><p>　　八.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　冷卻水道盡可能多，孔徑盡可能大;</p><p>　　冷卻水道距模腔表壁的距離S;當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，S宜相等；當(dāng)壁厚不均勻時(shí)，壁越厚，S越小；水道壁距型腔壁的距離應(yīng)不小于8mm，常取8-12

97、mm;</p><p>　　澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻，冷卻水道入口應(yīng)開在澆口附近，出口應(yīng)遠(yuǎn)離澆口，并要求在模具上應(yīng)有的出入水口的標(biāo)記；</p><p>　　冷卻水道方向應(yīng)盡量沿著塑件收縮的方向布置；冷卻水應(yīng)盡量避免靠近塑件的熔接痕位置；</p><p>　　應(yīng)保證冷卻通道不發(fā)生泄漏，密封性好；</p><p>　　冷卻水道應(yīng)避免與模具結(jié)構(gòu)的其他部件發(fā)

98、生干涉；</p><p>　　冷卻水道的布置應(yīng)便于制造與清理，水管街頭應(yīng)盡量位于模具的同一側(cè)，并設(shè)在注射機(jī)的背面，以便于生產(chǎn)操作。</p><p>　　在凹模板上開設(shè)冷卻水道，采用水嘴進(jìn)入冷卻水進(jìn)行冷卻，查表選Ｉ型水嘴結(jié)構(gòu)見圖15：</p><p><b>　　圖15</b></p><p><b>　　參 考

99、 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1.齊曉杰主編,塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　2.王文平，池成忠主編,塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),北京大學(xué)出版社，2005</p><p>　　3.齊衛(wèi)東主編,簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè),北京理工大學(xué)出版社，2008</p><p>　　4.吳升緒主編,塑料成型模

100、具設(shè)計(jì)手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　5.鄧明主編,實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　6塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組,塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　7許發(fā)樾編著,模具標(biāo)準(zhǔn)化與圓形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　8楊占堯編著,復(fù)雜，精密，高