課程設計----電氣箱外殼注塑模設計

1、<p><b>　　課程設計任務說明書</b></p><p>　　設計題目：電氣箱外殼注塑模設計</p><p><b>　　設 計 人： </b></p><p>　　院 、 系：材料學院材料成型系</p><p>　　班級學號：06級3班03號</p><p>

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

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

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

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

6、;······3</p><p>　　1.2結構工藝性·························&

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

8、;·3</p><p>　　擬定模具結構式······························&#

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

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

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

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

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

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選擇注塑機的型號········&

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

18、;············5</p><p>　　3.3注塑機技術參數的校核··················&#

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

20、<p>　　澆注系統(tǒng)的設計·································

21、83;····························6</p><p>　　4.1主流道的設計··

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分流道的設計···························&

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

27、p>　　4.4澆口的設計··································&

28、#183;·····························8</p><p>　　五.成型零件的設計·&#

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

30、························9</p><p>　　5.1成型零件的結構及尺寸計算······&

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

32、;·······9</p><p>　　5.2模具型腔側壁的計算·······················

33、83;·······························11</p><p>　　推出機構的設

34、計····································

35、83;························12</p><p>　　6.1脫模力的計算······

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

37、#183;·················12</p><p>　　6.2推出機構的設計·············

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

39、3;·········12</p><p>　　6.3合模導向機構—推板導柱、導套的設計····················

40、;····················13</p><p>　　6.4復位機構的設計··········

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

46、構····································

47、83;·························15</p><p>　　八.溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計·····&

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

49、;···············15</p><p><b>　　一.產品工藝分析</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，抗拉強度為30-50MPa，抗彎強度為41-76MPa，彎曲彈性模量為1380-2690MPa.綜合性能好，沖擊韌度、力學強度性能較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電氣性能較好；易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，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，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成型特性及成型方法</p><p>　?。?）吸濕性強，含水量應小于0、3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥</p><p>　?。?）流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）</p><p>　　（4）比聚苯

52、乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、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℃。注射壓力應比加工聚苯乙烯較高，一般用柱塞式注塑機時料溫為180℃-230℃注射壓力為180-140MPa</p><p>　?。?）模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料形式、

53、位置。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現“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 熱：80-85℃ 2-3h</p><p>　　模具溫度：50-80℃</p><p>　　注射壓力：60-100MPa</p><p>　　成型時間：注射時間：20-90s</p><p&g

54、t;<b>　　高壓時間：0-5s</b></p><p>　　冷卻時間：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結構工藝條件</b></p><p>　　一般結構零件，強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，注塑成型時應不會發(fā)生填充不足的現象。</p><p>　　二.擬定模具結構形式</p><p>　　根據塑件的要求，壁厚較薄，且對于電器外殼來說，塑件的外觀質量要求嚴格，適宜采用點澆

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.分型面應選擇在塑件外形的最

58、大輪廓處</p><p>　　2.分型面的選擇應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.增強排氣效果</b></p><p>　　8.應使側抽芯行程較短</p><p>　　2.2型腔數目的確定</p><p>　　設計要求材料為ABS塑料，要求注射方式為螺桿式，選XS-2Y—125型臥式注射機，零件為小型件，單個體積為11.62cm3，為滿足注射要求選擇多型腔數目，而高精度塑件的

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

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

62、lt;/p><p><b>　　其技術參數如下：</b></p><p>　?。?）結構形式:臥式</p><p>　　（2）注射方式：螺桿式</p><p>　?。?）螺桿（柱塞）直徑/mm：42</p><p>　　（4）最大注射量/g：125</p><p>　?。?）注

63、射壓力/MPa：119</p><p>　　（6）鎖模力/KN：900 </p><p>　?。?）最大注射面積/cm³：320</p><p>　?。?）模具最大厚度/mm：300</p><p>　?。?）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、　（15）機器外形尺寸/mm×mm×mm：3340×750×1550</p><p>　　3.3注射機技術參數的校核</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的閉合高度關系的校核</p><p>　　模具的高度應該在注射機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>　　注射機的開模行程應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>　　模具設計時，需要根據注塑機頂出裝置的形式，頂出直徑，配置和頂出距離，校核模具的推出機構是否與之相適應。</p><p>　　7.注塑機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、塑機上，其主流道中心線應與注射機噴嘴中心線重合，其模具的定位圈與注塑機定模板上的定位孔應呈較松的間隙配合，定位圈的高度對于小型的模具8-10mm，對于大型的模具為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與注射機噴嘴球頭半徑相吻合或稍大，以便于脫模卸主流道凝料，主流道小端孔徑應較噴嘴前端孔徑小。&

70、lt;/p><p><b>　　四.澆注系統(tǒng)的設計</b></p><p><b>　　4.1主流道的設計</b></p><p>　　主流道垂直于分型面，設計成圓錐形，以便于使凝料順利從主流道拔出。</p><p>　　查《模具設計與加工手冊》，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;　　結構見圖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計成整體式，定位圈外徑按注塑機的定位直徑確定，由M6~M8的螺釘固定在定模座板上。</p><p><b>　　其結構見圖4：&l

73、t;/b></p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　4.3分流道的設計</b></p><p>　　此模具分流道適宜采用梯形截面，加工方便，流動性好。</p><p>　　根據《模具設計與加工手冊》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>　　結構見圖5：</b></p><p><b>　　圖5</b

75、></p><p><b>　　4.4澆口的設計</b></p><p>　　根據前面擬定的模具結構方案，設計成點澆口，能自動切斷澆口溢料，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>　　澆口截面結構見圖6：</p><p><b>　　圖6</b&

76、gt;</p><p><b>　　成型零件的結構</b></p><p>　　5.1成型零件的結構及尺寸計算</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>　　則將零件尺寸轉化，通過計算可得 </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>　　結構見圖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>　　通過計算可得中心距尺寸為 6.03±0.06</p><p><b>　　結構見圖9：</b></p>

81、<p><b>　　圖9</b></p><p>　　5.2模具型腔側壁的計算</p><p>　　側壁厚度 按剛度計算 </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>　　計算得 S=11.68mm</p><p><b>　　按強度計算</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>　　計算得 S=33.4

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

84、=14.75mm</p><p>　　按強度計算 </p><p>　　h= L2（p/2[σ](1+a)）1/2</p><p>　　計算得 h=11.5mm</p><p>　　選取較大值 底板厚度為 14.75mm</p><p><b>　　推出結構的設計&

85、lt;/b></p><p>　　推出機構的設計原則：使塑件在推出過程中不會損壞變形;保證塑件在開模過程中留在設置在有推出機構的動模內；若塑件需要留在定模內，則要在定模上設置推出機構，并保證推出機構不與其它模具零件發(fā)生干涉，使其動作靈活，可靠，制造方便。</p><p>　　6.1脫模力的計算 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>　　計算得 Q=29.48KN</p><p>　　6.2推出機構的設計</p><p>　　由于塑件孔較深，壁厚較薄，兩側耳環(huán)需要合理的脫出，且脫模力大，為了保證順利脫模，采用多推桿推出機構</p><p>　　推桿設計：

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

88、gt;　　圖11</b></p><p>　　6.3合模導向機構—推板導柱，導套設計 </p><p>　　推桿一般裝配在推板與推板固定板之間，脫模機構工作時，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，推板應處于被導向狀態(tài)，推板導向通常利用推板和島主導套來實現。</p><p><b>　　導柱結構見圖12：</

89、b></p><p><b>　　圖12</b></p><p><b>　　L長度視情況而定</b></p><p><b>　　導套結構見圖13：</b></p><p><b>　　圖13</b></p><p><

90、;b>　　6.4復位結構設計</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置四根圓形截面的復位桿。</p><p><b>　　其結構見圖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構;</p><p>　　2 確定型腔壁厚，前面的章節(jié)也計算；</p><p>　　3 計算型腔模板周界，型腔模板周界尺寸和厚度，這是選擇模架的標準；</p&

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

93、其結構見零件圖紙</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>　　動模固定板 長350 寬3

96、50 高20</p><p>　　八.溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)設計原則</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;當塑件壁厚均勻時，S宜相等；當壁厚不均勻時，壁越厚，S越小；水道壁距型腔壁的距離應不小于8mm，常取8-12

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

98、生干涉；</p><p>　　冷卻水道的布置應便于制造與清理，水管街頭應盡量位于模具的同一側，并設在注射機的背面，以便于生產操作。</p><p>　　在凹模板上開設冷卻水道，采用水嘴進入冷卻水進行冷卻，查表選Ｉ型水嘴結構見圖15：</p><p><b>　　圖15</b></p><p><b>　　參 考

99、 文 獻</b></p><p>　　1.齊曉杰主編,塑料成型工藝與模具設計,機械工業(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計,北京大學出版社，2005</p><p>　　3.齊衛(wèi)東主編,簡明塑料模具設計手冊,北京理工大學出版社，2008</p><p>　　4.吳升緒主編,塑料成型模

100、具設計手冊,機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　5.鄧明主編,實用模具設計簡明手冊,機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　6塑料模具設計手冊編寫組,塑料模具設計手冊,機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　7許發(fā)樾編著,模具標準化與圓形結構設計,機械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　8楊占堯編著,復雜，精密，高