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浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文
徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
課題名稱： 支腳保護(hù)殼塑料注射模設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 盧雪
學(xué) 號 1132203317
所在學(xué)院 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級 模具111 班
指導(dǎo)教師 苑愛峰
起訖時(shí)間： 2013 年9月17日～2013年10月30日
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徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
摘 要
根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模二件，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天80XB型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。最后使用UG對模具3D設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、CAD繪制二維圖、UG繪制3D圖、注射機(jī)的選擇
徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
Abstract
According to the requirements of plastic products, understand the purpose of the plastic parts, the analysis technology of plastic parts, dimensional accuracy and other technical requirements, choose plastics product size. This mould with one module and two parts, the side gate feed, injection machine adopts Haitian 80 xb model, set up the cooling system, CAD and UG rendering 2 d assembly drawing and part drawing, choose mold reasonable processing methods. Attached instructions, use brief words system, concise diagram and calculation and analysis of plastic parts, so as to make a reasonable mold design. Finally using UG to mould 3 d design.
Keywords: mechanical design； mold design； CAD drawing 2 d figure； UG rendering 3 d map； selection of injection machine.
目 錄
摘 要 2
第1章 塑料材料分析 6
1．1 塑料材料的基本特性 6
1．2 塑件材料成型性能 6
1．3 塑件材料主要用途 6
第2章 塑件的工藝分析 7
2．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
2．2 塑件尺寸及精度 7
2．3 塑件表面粗糙度 8
2．4 塑件的體積和質(zhì)量 8
第3章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 9
3．1、注射成型工藝過程分析[5] 9
3．2 澆口種類的確定 9
3．3型腔數(shù)目的確定 9
3．4 注射機(jī)的選擇和校核 9
3.4.1注射量的校核 10
3.4.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 10
3．4．3模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 11
第4章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
4．1 分型面的設(shè)計(jì) 12
4．2 型腔的布局 12
4．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
4．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 13
4．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 14
4．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 14
4．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 14
4．4．2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 15
4．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
4．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16
4．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 16
4．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 16
4．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 16
4．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 17
4．7．1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 17
4．9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 18
4．9．1 模架的選用 18
4.10.側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 20
第5章 模具材料的選用 24
5．1 成型零件材料選用 25
5．2 注射模用鋼種 25
總結(jié) 25
致謝 26
參考文獻(xiàn) 27
第1章 塑料材料分析
1．1 塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。 ABS有一定的硬度，易于成型加工。其缺點(diǎn)是耐熱性不高。
ABS的性能指標(biāo)：
密度 1.02——1.05（），收縮率，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃。
1．2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，采用側(cè)澆口形式；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。。
1．3 塑件材料主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造支腳保護(hù)殼、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、產(chǎn)品、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板。
第2章 塑件的工藝分析
支腳保護(hù)殼如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
圖（1）3D視圖
2．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
（2） 、塑件的壁厚。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為3左右。
2．2 塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，反正成型出的制品尺寸就比較小。該塑件的材料為ABS，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。
根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度。
2．3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
2．4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，可以測得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.5），即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為17.4克。
第3章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
3．1、注射成型工藝過程分析[5]
第一步：成型前對原材料的預(yù)處理
對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。
第三步：制件的后處理
該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。
3．2 澆口種類的確定
由于本設(shè)計(jì)中支腳保護(hù)殼塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，支腳保護(hù)殼組裝后，澆口被遮擋起來。
側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。
3．3型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
3．4 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模二腔，需要至少注射量為8.9x2=17.8g，流道水口廢料5g，總注塑量達(dá)到22.8g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
海天HTF80XB
型號
單位
80×B
參數(shù)
螺桿直徑
mm
36
理論注射容量
cm3
124
注射重量PS
g
113
注射壓力
Mpa
183
注射行程
mm
122
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~220
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365×365
允許最大模具厚度
mm
360
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
11
油箱容積
l
200
機(jī)器尺寸(長×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機(jī)器重量
t
3.22
最小模具尺寸(長×寬)
mm
240×240
3.4.1注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的體積（）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（）
本設(shè)計(jì)中：n=2 17.4 =10
M=4x17.4+10=45g
注塑機(jī)額定注塑量為124g
注射量符合要求
3.4.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=2 =31111 =300
=2x3111+300=6522
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=6522x30x1.1=215.2KN<800KN
鎖模力符合要求
3．4．3模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為300mm 160
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