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-鬧鐘后蓋模具設計-注塑模具設計

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更新時間：2016-01-15
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00388-鬧鐘后蓋模具設計-注塑模具設計.rar
目錄
前言. ………………………………………………………………………………1 緒論…………………………………………………………………………………2 1 塑料的工藝分析…………………………………………………………………4
1.1塑件成形工藝分析………………………………………………………………4
1.2鬧鐘后蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數…………………………………4
2 注塑設備的選擇…………………………………………………………………7
2.1 估算塑件體積…………………………………………………………………7
2.2 選擇注射機……………………………………………………………………7
2.3 模架的選定…………………………………………………………………7
2.4 最大注射壓力的校核…………………………………………………………8
3 塑料件的工藝尺寸的計算……………………………………………………10
3.1 型腔的徑向尺寸……………………………………………………………10
3.2 型芯的計算…………………………………………………………………10
3.3 模具型腔壁厚的計算………………………………………………………11
4 澆注系統的設計………………………………………………………………12
4.1 主流道的設計………………………………………………………………12
4.2 冷料井的設計………………………………………………………………13
4.3 分流道的設計………………………………………………………………13
4.4 澆口的選擇…………………………………………………………………14
5 分型面的選擇與排氣系統的設計…………………………………………17
5.1 分型面的選擇………………………………………………………………17
5.2 排氣槽的設計…………………………………………………………………17
6 合模導向機構的設計…………………………………………………………18
7 脫模機構的設計………………………………………………………………20
8 溫度調節系統的設計…………………………………………………………21
8.1 模具冷卻系統的設計………………………………………………………22
8.2 模具加熱系統的設計……………………………………………………22
9 模具的裝配 …………………………………………………………………23
9.1 模具的裝配順序 ……………………………………………………………23
9.2 開模過程分析………………………………………………………………24
設計總結 ………………………………………………………………………25
參考資料………………………………………………………………………26
致謝…………………………………………………………………………………27
緒論

{一} 【模具在加工工業中的地位】
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。
對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。
模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。
現代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發展
[二] 【模具的發展趨勢】
近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發展趨勢可分為以下幾個方面：
（1）加深理論研究
在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經有經驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發展，使得產品的產量和質量都得到很大的提高。
（2）高效率、自動化
大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。
（3）大型、超小型及高精度
由于產品應用的擴大，于是出現了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優異的制模材料。
（4）革新模具制造工藝
在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。
（5）標準化
開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。
[三] 【設計在學習模具制造中的作用】
通過對模具專業的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。
畢業設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。

1 塑件的工藝分析
1.1 【塑件成型工藝分析】如圖1.1所示：

圖1.1 鬧鐘后蓋
鬧鐘后蓋的形狀較復雜，帶有很多不同形狀的孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。鬧鐘后蓋的注塑材料首先選用ABS，鬧鐘的后蓋絕大部分的決定了鬧鐘的重心的位置的所在。所以我們必須很好多處理后蓋壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調節收縮率。由于鬧鐘后蓋的主體作用是起固定作用，它的內部結構就相應的給注塑帶來了一定的難度。主要是它螺釘孔的壁厚相對壁厚有一定的差距，勢必會在注塑的時候到來很大的牛頓減力，造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用雙澆口，但應用了Pro/E的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后，發現會給鬧鐘后蓋的表面帶來更多的熔接痕和氣孔。也可以利用模具的可靠的精度來定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因為考慮到凹凸模形狀的復雜，用整體形式是不利于損壞后的維修，適當的使用嵌件就可以解決這些問題，但不能利用過多的嵌件，不然的話就會造成型腔的強度與剛度不夠。

1.2 【鬧鐘后蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數】
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標：

密度 (Kg.dm-3) 1.13——1.14
收縮率 % 0.3~0.8
熔點 ℃ 130~160
熱變形溫度 45N/cm 65~98
彎曲強度 Mpa 80
拉伸強度 MPa 35~49
拉伸彈性模量 GPa 1.8
彎曲彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強度 Mpa 18~39
缺口沖擊強度 kJ/㎡ 11~20
硬度 HR R62~86
體積電阻系數 Ωcm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數 60Hz3.7
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數:
注塑機類型：螺桿式
噴嘴形式：通用式
料筒一區 150——170
料筒二區 180——190
料筒三區 200——210
噴嘴溫度 180——190
模具溫度 50——70
注塑壓 60——100
保壓 40——60
注塑時間 2——5
保壓時間 5——10
冷卻時間 5——15
周期 15——30
后處理紅外線烘箱
溫度（70）
時間（0.3——1）
由為重要的是因為目前原油價格的下降，導致ABS的市場價格大幅度的下跌。
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