PE塑料外殼注塑模具設(shè)計(jì)

PE塑料外殼注塑模具設(shè)計(jì),pe,塑料,外殼,注塑,模具設(shè)計(jì) 摘 要本次模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容是“外殼注射模的設(shè)計(jì)”。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較，最終設(shè)計(jì)一副注塑模，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是外殼注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)外殼塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。對(duì)外殼的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到外殼的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞：外殼，注塑模，分型面目 錄摘 要1引 言21 塑件工藝分析31.1 塑件設(shè)計(jì)要求31.2 塑件的材料特征41.2.1 PE塑料41.2.3 主要性能52 塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu)73 注射機(jī)及模架的選用93.1 注射機(jī)的選用93.2 模架的選用93.3 模架周界尺寸選擇104 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)114.1 制品成型位置及分型面的選擇114.2 模具型腔數(shù)的確定、排列和流道布局114.3 主流道、主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì)124.4分流道的形狀及尺寸144.5 澆口的形狀及其位置選擇164.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)174.7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)184.8 拉料桿的形式選擇194.9 模具排氣槽設(shè)計(jì)195 模具型腔、型芯的有關(guān)計(jì)算205.1 型腔工作尺寸計(jì)算205.2 型芯的工作尺寸計(jì)算206 注塑機(jī)參數(shù)校核236.1 最大注射量校核236.2 鎖模力校核236.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核236.5 開(kāi)模行程校核247 模具冷卻系統(tǒng)計(jì)算257.1 冷卻回路所需的總面積計(jì)算257.2 冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算267.3 冷卻水體積流量的計(jì)算268 注射模零件及總裝技術(shù)要求288.1 零件的技術(shù)要求288.2 總裝技術(shù)要求289 模具裝配圖及工作原理30參考文獻(xiàn)31摘 要本次模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容是“外殼注射模的設(shè)計(jì)”。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較，最終設(shè)計(jì)一副注塑模，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是外殼注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)外殼塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。對(duì)外殼的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到外殼的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞：外殼，注塑模，分型面目 錄摘 要1引 言21 塑件工藝分析31.1 塑件設(shè)計(jì)要求31.2 塑件的材料特征41.2.1 PE塑料41.2.3 主要性能52 塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu)73 注射機(jī)及模架的選用93.1 注射機(jī)的選用93.2 模架的選用93.3 模架周界尺寸選擇104 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)114.1 制品成型位置及分型面的選擇114.2 模具型腔數(shù)的確定、排列和流道布局114.3 主流道、主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì)124.4分流道的形狀及尺寸144.5 澆口的形狀及其位置選擇164.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)174.7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)184.8 拉料桿的形式選擇194.9 模具排氣槽設(shè)計(jì)195 模具型腔、型芯的有關(guān)計(jì)算205.1 型腔工作尺寸計(jì)算205.2 型芯的工作尺寸計(jì)算206 注塑機(jī)參數(shù)校核236.1 最大注射量校核236.2 鎖模力校核236.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核236.5 開(kāi)模行程校核247 模具冷卻系統(tǒng)計(jì)算257.1 冷卻回路所需的總面積計(jì)算257.2 冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算267.3 冷卻水體積流量的計(jì)算268 注射模零件及總裝技術(shù)要求288.1 零件的技術(shù)要求288.2 總裝技術(shù)要求289 模具裝配圖及工作原理30參考文獻(xiàn)31引 言 近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，塑料成型加工機(jī)械和成型模具發(fā)展十分迅速，高效，自動(dòng)化，大型，微型，精密，高壽命的模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占的比例越來(lái)越大。我國(guó)大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了一個(gè)新臺(tái)階，不少種類(lèi)模具已能替代進(jìn)口模具，模具CAD/CAM技術(shù)得到了較快推廣應(yīng)用并取得了良好效果，快速成形制造技術(shù)和設(shè)備有了長(zhǎng)足發(fā)展并已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用推廣階段，高速銑等新一代制造技術(shù)已被人們重視并開(kāi)始應(yīng)用。從模具使用角度來(lái)說(shuō)，要求高效，自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理，制造容易，低成本?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素。模具與其他機(jī)械產(chǎn)品比較，一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)的模具工業(yè)近年來(lái)一直以每年1315左右的增長(zhǎng)速度高速發(fā)展，而各行業(yè)對(duì)模具的要求也越來(lái)越高。面對(duì)市場(chǎng)的變化，有著高技術(shù)含量的模具正在市場(chǎng)上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來(lái)越多；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美，華氣。因此，結(jié)合中國(guó)具體情況，學(xué)習(xí)國(guó)外模具工業(yè)建設(shè)和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，宣傳、推行科學(xué)合理化的模具生產(chǎn)，才能推進(jìn)模具技術(shù)的進(jìn)步 本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要從實(shí)用、簡(jiǎn)單型的角度出發(fā)，并結(jié)合學(xué)校里現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本畢業(yè)設(shè)計(jì)在滿足其性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還滿足其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低、操作維護(hù)方便等。在使用過(guò)程中也真正體現(xiàn)了實(shí)用性。11 塑件工藝分析1.1 塑件設(shè)計(jì)要求外殼在我們生活中非常的普遍，幾乎每家都要用到。此次設(shè)計(jì)的外殼的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要是在外殼的底部打長(zhǎng)條形的間隙，這樣可以讓積累在里面的水自然流出省去人工進(jìn)行操作，也可以提高外殼的使用壽命。為滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。澆口的分流道位于分型面上，而澆口卻斜向開(kāi)設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過(guò)型腔的側(cè)面或推桿的頂端部注入型腔，因而塑件表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 塑件表面質(zhì)量：Ra0.32塑件顏色：白色塑件要求：塑件外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡,塑件允許最大脫模斜度。1.2 塑件的材料特征1.2.1 PE塑料1、PE介紹（1）聚乙烯是高分子有機(jī)化合物，由乙烯聚合而成，分為低分子量和高分子量?jī)煞N，低分子量的一般呈液體狀，無(wú)色、無(wú)味，不溶于水，密度為092克厘米3，可做潤(rùn)滑油和涂料；高分子量的一般呈固體狀，乳白色，熱塑性大，手摸有蠟感，密度在092096克厘米3之間。它耐腐蝕，絕緣性能好。高密度的聚乙烯具有剛性、硬度和機(jī)械強(qiáng)度大的特性，可以做容器、管道，也可以做高頻的電絕緣材料，用于雷達(dá)和電視。它不溶于水，吸水性很小，就是對(duì)一些化學(xué)溶劑，如甲苯、醋酸等，也只有在70以上溫度時(shí)才略有溶解。但是微粒狀的聚乙烯，可以在1540之間隨溫度的變化熔化或凝固，溫度升高時(shí)熔化，吸收熱量；溫度降低時(shí)凝固，放出熱量。又因?yàn)樗亢苄?，不易潮濕，有絕緣性能，因此是很好的建筑材料。把微粒狀的聚乙烯摻在水泥中，可做墻壁和地板。利用它在正常溫度吸熱熔化和放熱凝固的特性，房間溫度升高時(shí)，它就熔化吸收熱量；溫度降低時(shí)它就凝固放出熱量。這樣就可以使房間溫度保持穩(wěn)定。因此是一種較好的儲(chǔ)熱材料。根據(jù)它的其他特性，這種建筑材料還有防漏電、防熱、防潮和防腐蝕的作用（2）物化性能PE是典型的非極性、低結(jié)晶型的高分子材料。在注塑中最常用的有LDPE和HDPE兩種樹(shù)脂。PE樹(shù)脂的吸水率很低( 熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力（7090 Mpa）80 ，選取型腔內(nèi)壓力的平均值為35Mpa ，所以，計(jì)算得582 KN 。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和：計(jì)算為14000mm2注塑機(jī)的額定鎖模力 故 =815KN 所以選定的注塑機(jī)為：900KN 滿足條件6.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核即 模具長(zhǎng)x寬拉桿間距 6.5 開(kāi)模行程校核我們所選的注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足下式： H1推出距離 單位H2包括注射系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 單位S機(jī)注射機(jī)最大開(kāi)模行程故 滿足要求7 模具冷卻系統(tǒng)計(jì)算冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通,無(wú)滯留部位.7.1 冷卻回路所需的總面積計(jì)算 冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算 式中 -冷卻回路總表面積，-單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹(shù)脂的質(zhì)量， -單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量，值可查表； -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， -模具成形表面的溫度，; - 冷卻水的平均溫度， 。 ABS成形時(shí)放出的熱量 故 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用下式計(jì)算 式中 -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，; -冷卻水在該溫度下的密度， -冷卻水的流速，; -冷卻水孔直徑, -與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)， 值查表7.1表9 水的值與其溫度的關(guān)系平均水溫/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05 故 7.2 冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算 冷卻回路總長(zhǎng)度可用下式計(jì)算 式中 -冷卻回路總長(zhǎng)度，; -冷卻回路總表面積，; -冷卻水孔直徑，。 故 確定冷卻水孔的直徑時(shí)應(yīng)注意，無(wú)論多大的模具，水孔的直徑不能大于14，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來(lái)確定。平均壁厚為2時(shí)，水孔直徑可取1014。本模具取10 。所以由模具的長(zhǎng)度可知需要排布8根水道才滿足冷卻水道長(zhǎng)度要求。7.3 冷卻水體積流量的計(jì)算塑料樹(shù)脂傳給模具的熱量與自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機(jī)熱量的差值，即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。假如塑料樹(shù)脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量則可由公式計(jì)算： 式中 -冷卻水體積流量，; -單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹(shù)脂質(zhì)量，; -單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量，; -冷卻水比熱容，; -冷卻水的密度， -冷卻水出口處溫度， -冷卻水入口處溫度， 。當(dāng)注射成形工藝要求模具溫度在80以上時(shí)，模具必需有加熱裝置，由于ABS注射成形工藝要求模具溫度在5070，因此模具中不用設(shè)置加熱裝置即可滿足需要。8 注射模零件及總裝技術(shù)要求8.1 零件的技術(shù)要求塑料注射模具應(yīng)優(yōu)先按GB/T12555.190和GB4169.111選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件。模具成形零件 材料和熱處理要求，優(yōu)先按表10內(nèi)容選用。表10 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù)零件名稱(chēng)模具材料熱處理硬度牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)HBSHRC型腔、型芯定模鑲件、動(dòng)模鑲件、活動(dòng)鑲件Q235GB69921626040454CrGB3077216260404540CrNiMOAGB307721626040453Cr2MoGB1299預(yù)硬狀態(tài)35454Cr 5MoSiV1GB129924628045553Cr13GB122024628045558.2 總裝技術(shù)要求表11 總裝技術(shù)要求條目編號(hào)條目?jī)?nèi)容1定模（式定模板）與動(dòng)模（式動(dòng)模應(yīng)板）安裝平面的平行度按GB/T12555.2和GB/T125556.2規(guī)定2導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)定、動(dòng)模安裝面（式定、動(dòng)模座半安裝面）的垂直度按GB/T12555.2和GB/T125556.23模具所有活動(dòng)部分應(yīng)保證位置準(zhǔn)確動(dòng)作可靠，不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象。要求固定的零件不得相對(duì)竄動(dòng)4塑件的嵌件或機(jī)外脫模的成形零件在模具上安放位置應(yīng)定位準(zhǔn)確、安放可靠，具有防止錯(cuò)位措施5流道轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑圓弧連接、鑲拼處應(yīng)密合，澆注系統(tǒng)表面粗糙度為Ra0.8um6熱流道模具，其澆注系統(tǒng)不允許有樹(shù)脂泄露現(xiàn)象7滑塊運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，合模后鑲塊應(yīng)壓緊，接觸面積不少于3/4，開(kāi)模后定位準(zhǔn)確可靠8合模后分型面應(yīng)緊密結(jié)合，成形部位的固定鑲件配合處應(yīng)緊密貼合，其間隙應(yīng)小于塑料的額最大不落料間隙，其值應(yīng)符合如下規(guī)定：塑料流動(dòng)性好一般較差塑料間隙/mm0.030.050.089冷卻加熱（不包括電加熱）系統(tǒng)應(yīng)暢通，不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象10氣動(dòng)式液壓系統(tǒng)應(yīng)暢通，不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象11電氣系統(tǒng)應(yīng)絕緣可靠，不允許有漏電式短路現(xiàn)象。12在模具上裝有吊環(huán)螺釘時(shí)，應(yīng)用符號(hào)GB825的規(guī)定。13分型面上應(yīng)盡可能避免有螺釘式銷(xiāo)釘?shù)拇┛祝悦夥e存溢料。9 模具裝配圖及工作原理工作原理：注射機(jī)從噴嘴中注射出的塑料熔體經(jīng)由開(kāi)設(shè)在定模上的主澆道進(jìn)入模具，再由分澆道及澆口進(jìn)入型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過(guò)保壓、補(bǔ)縮和冷卻定型后開(kāi)模。開(kāi)模時(shí)，注射機(jī)開(kāi)合模系統(tǒng)便帶動(dòng)動(dòng)模后退，這時(shí)動(dòng)模和定模兩部分從分型面分開(kāi)，塑件包在凸模7上隨動(dòng)模一起后退，拉料桿15將主澆道凝料從澆口套6中拉出。當(dāng)動(dòng)模退到一定位置時(shí)，安裝在動(dòng)模內(nèi)的推出機(jī)構(gòu)在注射機(jī)頂出裝置的作用下，使推桿18和拉料桿15分別將塑件及澆注系統(tǒng)的凝料從凸模7和冷料穴中推出，塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，至此完成一次模具注射。參考文獻(xiàn)1 虞傳寶.冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，19932 張如彥.塑料注射成型與模具.北京.中國(guó)鐵道出版社，19873 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編著.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).模具手冊(cè)之二第二版.北京工業(yè)出版社，19944 閻亞林.塑料模具圖冊(cè).北京.高等教育出版社，20045 葉偉昌.刀量模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，19956 齊衛(wèi)東.塑料模具設(shè)計(jì)與制造.北京.高等教育出版社，20047 付利.塑料模具技術(shù)手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，19978 馮炳堯.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).上海.上海科學(xué)技術(shù)出版社，1985 9 李秦蕊.塑料模具設(shè)計(jì).西安.西安工業(yè)大學(xué)出版社，198810 李德群.塑料成型模具設(shè)計(jì).武漢.華中理工大學(xué)出版社，199011 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