大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业塑料壳罩注射模设计.docx

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1、2011届毕业论文塑料罩壳注射模设计系、部：机械工程系先生姓名：唐晓波指点教师：张蓉职称副教授专业：材料成型及控制工程班级:0702班完成工夫：2011年5月17号对塑料罩壳注射模结构采用点浇口进料，采用一模四腔的模具结构，材料采用活动功能中等的ABS塑料，经过对塑件的分析，注射机的选定，浇注系统的设计，成型零件的设计计算，脱模推出机构的设计，以及冷却系统的设计和导向地位机构的设计，给出了消费塑料罩壳的一个实践参考设计消费流程。关键词：ABS；一模四腔；侧浇口；模具设计ABSTRACTTop1asticcovershe11injectionmou1dstructureadoptspointru

2、nnerfeeding;Se1ectedamou1dforfourcavitydiestructure,andse1ectedthemediumf1owpropertyABSp1asticforfi11ingmo1d,improvethedesigncompactandpractica1efficiency;Basedontheana1ysisofthep1asticparts,injectionmachinese1ectionofthedesignoftheshuntway,1ord,mo1dingpartsdesignca1cu1ationofmechanismdesign,strippi

3、ngout,andthecoo1ingsystemdesignandguidemechanismdesign,statusaregivenaproductionofp1asticcovershe11actua1referencedesignoftheproductionprocess.Keywords:ABS;P1asticcovershe11s;Injectionmou1d;Mo1ddesign.目录1塑件成型工艺性分析51.1 塑件的分析51.2 ABS工程塑料的功能分析51.2. 1基本功能51.2.2ABS物理功能61.2. 3ABS热功能61.3. 4ABS力学功能：61.4. AB

4、S的注射成型过程及其工艺参数71.4.1 注射成型过程71.4.2 注射工艺参数72.拟定模具的结构方式和初选注射机81. 1分型面地位的确定82. 2型腔数量和陈列方式的确定83. 3注射机型号的确定94. 3.1注射量的计算92. 3.2浇注系统凝料提及的初步估算93. 3.3选择注射机94. 3.4注射机的相关参数的校核103.浇注系统的设计103. 1.主流道的设计103.1.1 主流道尺寸103.1.2 主流道的凝料体积113.1.3 主流道当量半径113. 1.4主流道交口套的方式113. 2,分流道的设计113. 2.1分流道的布置方式113. 2.2分流道的长度113. 2.3

5、分流道的当量直径123. 2.4分流道的截面外形123. 2.5分流道界面尺寸121.1.1 2.6凝料体积123.2.7 校核剪切速率133.2.8 分流道的表面粗糙度和脱模斜度133. 3.浇口的设计133. 3.1侧浇口尺寸的确定133. 3.2侧浇口剪切速率的校核145. 4校核主流道的剪切速率146. 5冷料穴的设计计算144.成型零件的结构设计及计算151. 1.成型零件的结构设计154. 2.成型零件钢材的选用155. 3成型零件工作尺寸的计算154. 3,1凹模内尺寸的计算155. 3.2凹模深度尺寸的计算166. 3.3型芯尺寸的计算167. 3.4型芯高度尺寸的计算168.

6、 3.56、8、10型芯径向尺寸的计算169. 3.6成型孔的高度1710. 3.7成型孔间距的计算174. 4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算171 .1.1凹模侧壁厚度的计算174 .1.2动模垫板厚度的计算185.脱模推出机构的设计185.1 脱模力的】I算185. 2.推出方式的确定195. 2.1采用推杆推出196 .模架的确定196.1 各模板厚度尺寸的确定196.2 计算并选择模架型号196.3 3模架尺寸的校核207 .排气槽的设计208 .冷却系统的设计218.1 冷却介质218. 2冷却系统的计算218. 2,1单位工夫内注入模具中的塑料熔体的总质量W219. 2.2确定单

7、位质量的塑件在凝结时所放出的热量2110. 2.3Vh算冷却水的体积流量2211. 2.4确定冷却旱路的直径2212. 2.5冷却水在管内的流速2213. 2.6求冷却管壁与水交界的膜转热系数2214. 2.7计算冷却水道的导热总面积A2215. 2.8计算冷却模具水管的总长度12216. 2.9冷却旱路的根数229.导向与定位机构的设计229. 1导柱导向机构2310模具总活动过程阐明2311.设计小结23参考文献25致谢26塑料罩壳注射模设计1塑件成型工艺性分析1.1 塑件的分析(I)外形尺寸该塑件壁厚为1.5mm,塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不长，其材料为ABS塑料，为热塑性塑料，活动

8、性较好，合适于注射成型。(2)精度等级塑件一切尺寸公差在义务书中未能给出，未注公差的尺寸取为MT7.(3)脱模斜度ABS的成型功能良好，成型收缩率较小，参考文献1中表1-12,选择塑件上型芯和凹模的一致脱模斜度为10o1.2 ABS工程塑料的功能分析1.2.1 基本功能ABS是由丙烯懵、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯曙有高强度、热波动性及化学波动性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从外形上看，ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯懵的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性次要取决

9、于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵敏性，并且由此产生了市场上百种不同质量的ABS材料。这些不同质量的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温歪曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,优秀的尺寸波动性以及很高的抗冲击强度。适于制造普通机械零件、减摩耐磨零件，专动零件和电信结构零件。成形特性：1 .无定形料，其种类牌号很多，各种类的机电功能及成形特性也各有差异,应按种类确定成形方法及成形条件。2 .吸湿性强，含水量应小于0.3%,必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应长工夫干燥。3 .活动性中等，溢边料0.04mm左右（活动

10、性比聚苯乙烯，AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。4 .比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度在250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模具温度宜取5060C,要求光泽及耐热型塑件宜取6080C,注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，普通用柱塞式注射机时料温为180230C,注射压力为100140MPa,螺杆式注射机则取160220C,70100MPa为宜。1.2.2 ABS物理功能密度：比体积:吸水率:1.2.3 ABS热功能熔点：熔融指数：0.41-0.82g/IOmin维卡针入度；马丁耐热：热变

11、形温度：线收缩系数：计算收缩率：比热容：熄灭性：热导率：1.2.4 ABS力学功能屈服强度：抗拉强度：断裂伸长率：拉伸强性模量:抗弯强度：1O31.O8g/Cm30.86-0.98cm3g0.20.4%130160C200负荷50N,喷嘴2.0971-122C6390-108C(45Ncm2)83-103C(180Ncm2)7.0x10-5oC0.40.7%1470J/(kgK)慢0.263W/(m.k)50MPa38MPa35%1.8GPa80MPa1.4GPa53MPa弯曲弹性模量:抗压强度：抗剪强度：冲击韧度：无缺口有缺口布氏硬度:24MPa261k/Jm211k/Jm29.7HBS阐明

12、：该成形条件为加工通用级ABS料时所用，苯乙烯-丙烯懵共聚物（即AS）成形条件与上类似。查参考文献1中表1-3得其次要功能目的，见表1。密度1.03-1.07比体积0.86-0.98吸水率0.20.4收缩率0.30.8热变形温度90108熔点130-160抗拉屈服强度50拉伸弹性模量1.8抗弯强度80冲击韧度（缺口）11硬度9.7,R121体积电阻系数6.9表1ABS的功能目的1.3 ABS的注射成型过程及其工艺参数1.3.1 注射成型过程（1）成型前预备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS含有鼠基等吸水性集团，故吸水性较大，因此成型前须进行充分干燥，使其水分含量降至0.1%以

13、下，常用方法是循环鼓风干燥，温度控制是7080C,工夫4h以上。也可以采用烘箱干燥，温度控制在80-100,工夫2h,干燥粒层厚度不超过50mmO（2）注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到活动形态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。（3）塑件的后处理（退火）。退火处理的方法为红外线灯、烘箱，处理温度为70,处理工夫为2h4h01.3.2 注射工艺参数（1）注射机：螺杆式，螺杆转速为30rmin.0(2)料筒温度t/：(3)模具温度t/：前段180-200；中段165-180；后段150770。50-80；(4)注射压力(p/Mpa)

14、：60-100；20-90S0-5S20-120S50-220S(5)成型工夫(s)：注射工夫高压工夫冷却工夫总周期2拟定模具的结构方式和初选注射机2.1分型面地位的确定经过对塑件结构方式的分析，分型面应选在塑件截面积最大，且有利于开模取出塑件的底立体上，其地位如图2所示。图2分型面的选择2.2型腔数量和陈列方式的确定(1)型腔数量的确定由于该塑件精度要求不高，塑件尺寸较小，且为大批量消费，可采用一模多腔的结构方式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等要素，初步定为一模四腔的结构方式。(2)型腔陈列方式的确定由于该模具选择的是一模四腔，其型腔中心距的确定故流道采用H型对称陈列，使型腔进料均衡，如图3所示。图3型腔数量的陈列布置(3)模具结构方式的初步确定由以上分析可知，本模具设计是一模四腔，对称H型直线陈列，根据塑件结构外形，推出机构初选推件板推出或是推出杆推出方式。浇注系统设计时，流道采用对称均衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需求单独开设分型面取出凝料，动模部分需求添加型芯固定板、支撑板或推件板。由上综合分析可确定采用大水口(或带推件板)的单分型面注射模。2.3.1注射量的计算经过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图4所示