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耳機(jī)塑料注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一 而注塑模具是其中發(fā)展較 快的種類 因此 研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很 大意義 注射模技術(shù)的不斷發(fā)展需要越來越多的工藝流程 注射成型過程中最重 要的問題是模具的正確設(shè)計(jì) 從根本上說 注射模具包括澆口和澆注系統(tǒng) 另一部分是放置頂出系統(tǒng) 模 具零件是在分型面被定位的 注射模具型腔選擇等設(shè)計(jì)計(jì)算要求掌握加工材料 注射機(jī)和模具等方面的準(zhǔn) 確知識(shí) 模具的制造成本隨著型腔數(shù)目的增加而增加 而相關(guān)的加工費(fèi)用減少了 一個(gè)給定的模具零件的生產(chǎn)周期取決于壁厚 注射速度 收縮率 模內(nèi)材料的冷 卻時(shí)間 冷卻的效能及必要的輔助時(shí)間 如壓力持續(xù)時(shí)間 排氣時(shí)間及延遲時(shí)間 等 本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理 特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作 原理 對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則 詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程 通過本設(shè)計(jì) 可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步 的認(rèn)識(shí) 注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題 了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理 關(guān)鍵詞 塑料模具 參數(shù)化 分型面 澆注系統(tǒng) 模具型腔 I THE PLASTIC INJECT MODLE DESIGN ABSTRACT plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes but casts the mould is development quick type therefore the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance The continuing development of injection mold technology demands more and more of the processes The most important problem in the process of injection molding is undoubtedly the correct design of injection mold Basically the injection mold consists of two halves One mold half contains the sprue bushing and runner system the other half houses the ejection system The molded part is located at the parting line To set up a calculation conceiving the choice of cavities in an injection mold requires accurate knowledge of the matrrial to be processed of the injection molding machine and of the molds The mold costs increase with the rising number of cavities and the relative machine costs decrease The production time required for a given molded part depends on the wall thicknes the injection speed the recovery rate the time required to coll the molded material the cooling capacity of the mold and the necessary incidental time such as duration of pressure holding time ejection time delay time ect This design introduced the injection takes shape the basic principle specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of eork to cast the product to propose the basic principle of design Introducted in detail the cold flod channel injection evil spirit mold pours the system the temperature contral system and goes against the system the design process and has given the explanation to the mold intensity request Through this design may to cast the mold to have a preliminary understanding notes in the design certain detail question understands the mold structure and the principle of work Through to the PROGRAM study may establish the simple components the components storehouse thus effective enhancement eorking II efficiency KEY WORDS The plastic mold the parameterization inlays divides the profile III 目 錄 前 言 1 第一章 制件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析 2 1 1 制件相關(guān)信息 2 1 2 材料的相關(guān)性質(zhì) 3 1 2 1 基本特性 3 1 2 2 主要用途 3 1 2 3 成型特點(diǎn) 3 1 3 塑件的脫模斜度 4 1 4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量要求 4 第二章 初選注射機(jī) 6 2 1 計(jì)算塑件體積和最大投影面積 6 2 2 選擇壓力機(jī) 6 2 3 確定型腔數(shù)目 7 第三章 模具設(shè)計(jì) 9 3 1 型腔的分布設(shè)置 9 3 2 分型面的確定 9 3 3 澆口的確定原則 10 3 4 澆注系統(tǒng)的確定 11 3 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 11 3 4 2 分流道的設(shè)計(jì) 12 3 4 3 冷料穴的設(shè)計(jì) 13 3 4 4 澆口的相關(guān)參數(shù)選擇 14 3 5 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3 5 1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3 5 2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3 6 模具成型零部件尺寸計(jì)算 15 3 5 1 計(jì)算成型零部件尺寸要考慮的因素 16 3 5 2 制件尺寸的公差轉(zhuǎn)換 16 3 5 3 成型零部件尺寸計(jì)算 17 IV 3 7 模架的選用 20 3 7 1 模架型號(hào)的確定 20 3 7 2 模架具體尺寸的確定 21 3 8 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 22 3 8 1 支承板的設(shè)計(jì) 22 3 8 2 墊塊的設(shè)計(jì) 22 3 8 3 定模座板和動(dòng)模座板的設(shè)計(jì) 22 3 8 4 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 23 3 8 5 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 24 3 8 6 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng) 24 3 9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 3 9 1 推桿的設(shè)計(jì) 25 第四章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 4 1 冷卻水孔直徑的確定 28 4 2 冷卻水回路的布置原則 28 第五章 注射機(jī)的相關(guān)校核 29 5 1 注射機(jī)額定注射量的校核 29 5 2 注射壓力的校核 29 5 3 鎖模力的校核 29 5 4 模具安裝尺寸的校核 30 5 41 噴嘴尺寸校核 30 5 4 2 模具厚度校核 30 5 5 開模行程的校核 31 結(jié) 論 32 謝 辭 33 參考文獻(xiàn) 34 0 前 言 塑料工業(yè)是新興的工業(yè) 是隨著石油工業(yè)的發(fā)展因應(yīng)運(yùn)而生的 目前塑料制 件幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域 塑料工業(yè)又是一個(gè) 飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域 塑料作為一種新的工程材料 其不斷被開發(fā)與應(yīng)用 加之 成型工藝的不斷成熟 完善和發(fā)展 極大的促進(jìn)了塑料成型方法的研究與運(yùn)用和 塑料模具的開發(fā)與制造 隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料之間的品種和需求量日益 增加 這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期越來越短 因此對(duì)塑料的品種 產(chǎn)量和質(zhì)量都 提出了越來越高的要求 對(duì)塑料制件提出高要求的同時(shí)意味著對(duì)塑料模具提出了 很高的要求 因?yàn)槟＞呤撬芰瞎I(yè)生產(chǎn)中重要的工藝設(shè)備 因此模具設(shè)計(jì)顯得越 來越重要 塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作 通過合理設(shè)計(jì)制造出來的模具不 僅能順利的成型高質(zhì)量的塑件 還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生 產(chǎn) 從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目的 近幾年來塑料成型工藝迅速發(fā)展 塑料模具種類不斷增加 結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜 在該套模具的設(shè)計(jì)中采用的是一模四腔的模具結(jié)構(gòu) 該套模具的澆口采用的是側(cè) 澆口 側(cè)澆口又稱標(biāo)準(zhǔn)澆口 這種澆口一般開設(shè)在分型面上 塑料熔體內(nèi)側(cè)或外 側(cè)注入型腔 其截面形狀多為矩形 改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切 速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間 這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置 加工和 修正方便 普遍用于中小型塑件的多型腔模具 且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較 強(qiáng) 其澆口截面小 減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量 同時(shí)去除澆口容易 且不留 明顯痕跡 因此塑件的表面不受損傷 不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與 美觀效果 該套模具的工作原理是當(dāng)注射結(jié)束時(shí) 模具在開模力的作用下從 D D 分型面分型 當(dāng)動(dòng)模向后移動(dòng)一定距離后推出機(jī)構(gòu)開始工作 推桿推動(dòng)推件板把 塑 件從型芯上推下 完成整個(gè)開模過程 1 第一章 制件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析 1 1 制件相關(guān)信息 名稱 耳機(jī) 材料 PBT 精度 一般 零件如圖 1 1 所示 圖 1 1 制件圖 用途 利用 PHT 的特點(diǎn) 制造儀器耳機(jī) 一方面防塵 阻擋異物進(jìn)入儀器 另一方面可從頂部區(qū)域 觀察儀器內(nèi)部油面 以便隨時(shí)掌握油量 及時(shí)添加 側(cè) 壁上長條形孔洞 用于扣緊耳機(jī) 保證耳機(jī)與儀器牢固結(jié)合 表面質(zhì)量要求 要求頂面必須光滑平整 無澆口痕跡及頂出痕跡 四壁光滑 無明顯痕跡 1 2 材料的相關(guān)性質(zhì) 1 2 1 基本特性 PS 聚苯乙烯 是無色透明并有金屬光澤的非結(jié)晶型線性結(jié)構(gòu)的高聚物 落 地式發(fā)出類似金屬的聲音 密度為 1 054g cm3 聚苯乙烯的透明度好 透光率高 2 在塑料中期光學(xué)性能僅次于有機(jī)玻璃 聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能 尤其是高頻絕 緣性能 并具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性 聚苯乙烯能耐除硝酸以外的酸及堿 醇 油 水等 但對(duì)與氧化劑 苯 四氯化碳 酮類 酯類等的抵抗力較差 聚苯乙烯的 著色性能優(yōu)良 能染成各種鮮艷的顏色 但其耐熱性低 熱變形溫度一般在 70 90 所以只能用在不高的溫度下 聚苯乙烯質(zhì)地硬而脆 有較高的熱膨脹系數(shù) 塑件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力易開裂 因此限制了它在工程上的應(yīng)用 近幾十年來 由于有 了改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯為基體的共聚物 從而擴(kuò)大了它的用途 1 2 2 主要用途 聚苯乙烯是僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料品種 在工業(yè)上可用作制 作儀表外殼 燈罩 化學(xué)儀器零件 透明模型等 在電器方面用于制作良好的絕 緣材料 如電視機(jī)的結(jié)構(gòu)零件 接線盒和電池盒等 在日用品方面則廣泛用于制 作包裝材料 各種容器和玩具等 1 2 3 成型特點(diǎn) 聚苯乙烯成型性能優(yōu)良 吸水性小 可不進(jìn)行干燥處理 由于熱膨脹系數(shù)較 高 故而塑件中不宜含有嵌件 否則會(huì)因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大而導(dǎo)致開裂 宜采用高料溫 高模具溫度 低注射壓力成型并延長注射時(shí)間 以防止縮孔和變 形 降低內(nèi)應(yīng)力 由于聚苯乙烯流動(dòng)性很好 故而在模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口 進(jìn)料 聚苯乙烯可采用注射 擠出 真空等多種方法成型 1 3 塑件的脫模斜度 由于塑件成型冷卻過程中產(chǎn)生收縮 使其緊箍在凸?；蛐托旧?為了便于脫 模 防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損 與脫模方向平行的塑件內(nèi) 外表面都應(yīng)具有合理的斜度 以下是 PS 的脫模斜度推薦值 型腔 35 1 30 型芯 30 40 對(duì)于本制件而言 型腔取 1 脫模斜度 型芯取 30 脫模斜度 3 1 4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量要求 該制件為簡單的殼類零件 側(cè)面有一成型孔 表面粗糙度為 0 6 屬于一般的 粗糙度要求 由于上表面要求不能出現(xiàn)任何形式的不光整現(xiàn)象 側(cè)面也要求盡量平整 故 而最初大致確定 制件注塑成型時(shí) 從底部耳邊處進(jìn)料 即澆口開在耳邊 同時(shí) 剛好開在最大分型面處 制件各個(gè)尺寸的相關(guān)要求如下 制件內(nèi)輪廓徑向尺寸 44 和側(cè)壁成型孔尺寸 18 4 為 MT3 其余尺寸 為一 般精度 MT5 4 第二章 初選注射機(jī) 2 1 計(jì)算塑件體積和最大投影面積 考慮到制件形狀簡單 體積較小 批量不大 故而初定模具生產(chǎn)為一模兩腔 一次開模 耗費(fèi)塑料的總體積 可以分兩部分 制件部分的體積 V1 和料把的體 積 V2 V1KPCA 248 1kN 公式 5 2 故注塑機(jī)的額定鎖模力符合要求 5 4 模具安裝尺寸的校核 5 41 噴嘴尺寸校核 注塑模澆口套始端凹坑的球面半 R2 應(yīng)大于注塑機(jī)噴嘴球頭半徑 R1 以利用同 心和緊密接觸 本設(shè)計(jì)按半徑 R2 R1 0 5 2 計(jì)算 故符合要求 主流道的始 端直徑 d1 應(yīng)大于注塑機(jī)噴嘴孔直徑 d2 本設(shè)計(jì)按 d1 d2 0 5 1 mm 關(guān)系計(jì)算 亦符合要求 5 4 2 模具厚度校核 模具厚度 閉合高度 必須滿足下式 maxminH 式中 所設(shè)計(jì)的模具高度 mm H 注塑機(jī)所允許的最小模具厚度 mm in 注塑機(jī)所允許的最大模具厚度 mm max 結(jié)合注塑機(jī)的參數(shù) 模具總高度為 235mm XS Z125 型號(hào)注射機(jī)的裝模高度介 于 200mm 與 300mm 之間 因此本設(shè)計(jì)符合要求 5 5 開模行程的校核 27 注塑機(jī)模座間距是指注塑機(jī)動(dòng)模座和定模座之間的間距 對(duì)于所選用的注塑 機(jī) 模具的閉模高度必須滿足 maxminH 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程 本設(shè)計(jì)選用 注塑機(jī)為液壓 機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu) 液壓 機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)的最大開模行程由屈肘機(jī) 構(gòu)的最大行程決定 與模具厚度決定無關(guān) 本設(shè)計(jì)為單分型面注塑模具 其開模行程按下式校核 m105H21 S 式中 S 注塑機(jī)最大開模行程 移動(dòng)模板臺(tái)面行程 mm 塑件的脫模距離 mm 1 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 mm 2 本設(shè)計(jì)中 為 24mm 為 88mm 選用的注塑機(jī)的開程12 行程 S 為 325mm 代入式中 易知符合上式 28 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)前后經(jīng)歷了 10 周 由于之前所學(xué)的課程 塑料成型工藝與模具設(shè) 計(jì) 和在模具拆裝實(shí)驗(yàn)室對(duì)于模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理都有了一定的了解 因此也為本設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ) 本次設(shè)計(jì)中我查閱了大量的文獻(xiàn) 資料 搜集了很 多有關(guān)模具設(shè)計(jì)的信息和例子 從中不但將以前學(xué)過的有關(guān)模具的知識(shí)加以回顧 和進(jìn)一步理解 而且還將模具設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)系統(tǒng)化 對(duì)于我所作課題塑料蓋注塑模模具設(shè)計(jì) 在選用設(shè)計(jì)方案時(shí) 我比較了多種 方案 在本次設(shè)計(jì)中 我也遇到了很多困難 特別是在制圖過程中出現(xiàn)了很多錯(cuò) 誤 最后在老師和同學(xué)們的幫助下都得到了解決 總之 經(jīng)過本次設(shè)計(jì)我學(xué)到了 很多知識(shí) 懂得了在面對(duì)實(shí)際問題如何解決問題 并對(duì)以前的學(xué)過的知識(shí)有了比 較系統(tǒng)的復(fù)習(xí) 尤其是 機(jī)械制圖 公差與檢測(cè) 和 塑料成型工藝與模具設(shè) 計(jì) 這幾門課 29 謝 辭 時(shí)間過得真快 轉(zhuǎn)眼間大學(xué)生活已經(jīng)漸進(jìn)尾聲 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)里我學(xué)到了 很多東西 可謂受益匪淺 首先 畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固了我三年來所學(xué)的知識(shí) 由于時(shí)間的緣故 造成了我對(duì) 以前所學(xué)知識(shí)的遺忘和生疏 而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 讓我進(jìn)一步復(fù)習(xí)了課本 是對(duì) 所學(xué)知識(shí)的一次溫習(xí) 也是一次重新的學(xué)習(xí) 從而達(dá)到了鞏固學(xué)習(xí)的目的 其次 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提高了我發(fā)現(xiàn)問題 分析問題和解決問題的能力 由于 此次設(shè)計(jì)的規(guī)模超過了以往的任何一次課程設(shè)計(jì) 所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們綜 合能力的一次考驗(yàn) 這次設(shè)計(jì)大大提高了我們動(dòng)手操作能力 邏輯思維能力等等 這次設(shè)計(jì)加深了我對(duì)模具知識(shí)的了解 對(duì)模具的四大系統(tǒng)及開合模過程都有了更 深的認(rèn)識(shí) 由于時(shí)間的緣故和自己模具知識(shí)的不足 在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中會(huì)有很多不恰當(dāng) 的地方 請(qǐng)各位老師多多指教 多提寶貴意見 首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo) 特別要感謝沈俊芳老 師給我的指導(dǎo) 在設(shè)計(jì)和說明書的寫作過程中 我得到沈老師的細(xì)心教導(dǎo)和認(rèn)真 指點(diǎn) 使我的理論知識(shí)和動(dòng)手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步 對(duì)模具設(shè)計(jì)與 制造的整個(gè)工藝流程也有了一個(gè)基本的掌握 在他身上 時(shí)刻體現(xiàn)著作為科研工 作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范 勇于探索的工作態(tài)度和求同思變 不斷創(chuàng)新 的治學(xué)理念 他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求 端正了我的學(xué)習(xí)態(tài) 度 使我受益匪淺 另外 還要感謝和我同組的其他同學(xué) 他們?cè)趯ふ屹Y料 解答疑惑 實(shí)驗(yàn)操 作 論文修改等方面 都給了我很大幫助和借鑒 最后 感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè) 計(jì) 感謝各位老師和同學(xué) 感謝學(xué)校這三年對(duì)我的培養(yǎng)和教導(dǎo) 感謝各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師的諄諄教導(dǎo) 參考文獻(xiàn) 1 陳于萍 周兆元 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 第二版 北京 機(jī)械工業(yè)出版 30 社 2005 2 劉小年 陳婷 機(jī)械制圖 第三版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 3 許德珠 機(jī)械工程材料 第二版 北京 高等教育出版社 2001 4 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 第二版 北京 高等教育 出版社 2007 5 黃毅宏 李明輝 模具制造技術(shù) 北京 高等教育出版社 2002 6 楊成美 模具專業(yè)英語 大連 大連理工大學(xué)出版社 2007 7 梁俊有 CAD 工程設(shè)計(jì) 呼和浩特 遠(yuǎn)方出版社 2005 8 許發(fā)樾 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 9 王孝培 塑料成型工藝及模具簡明手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 10 北京科技大學(xué) 東北大學(xué) 工程力學(xué) 北京 高等教育出版社 1997 11 許洪斌 樊澤興 塑料注射成型工藝及模具 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 12 閻亞林 塑料模具圖冊(cè) 北京 高等教育出版社 2004 13 劉昌祺 塑料模具設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 14 陳世煌 陳可娟 塑料注射成型模具設(shè)計(jì) 北京 國防工業(yè)出版社 2004 15 程燕軍 柳舟通 沖壓與塑料成型設(shè)備 北京 科學(xué)出版社 2006 16 楊占堯 注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000