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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 永城职业学院毕业设计题目：插板底座注塑模具的设计与制作Socket plate injection mold design and manufacture 指导老师 ：范虎军焦志峰邵文庆薛飞职称： 助 教路绳超刘晨刘冬同学姓名 ：刘阳学 号：2022131025 2022131026 2022131022 2022131023 专 业：模具设计与制造院,这三者的比例为 20：30：50 熔点为 175；ABS为浅黄色粒状或珠状不透亮树脂,无毒、无味、吸水率低,具有良好的综合物理机械性能,如优良的电性能、耐磨性,尺寸稳固性、耐化学性和表面光泽等,
2、且易于加工成型；缺点是耐候性,耐热性差,且易燃；2.2.2 分析塑料成型性能ABS是由丙烯腈、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：丙烯腈有高强度、热稳固性及化学稳固性；丁二烯具有坚强性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光滑度及高强度；ABS在比较宽广的温度范畴内具有较高的冲击强度,热变形温度比 PA、PVC高,尺寸稳固性好,收缩率在 0.4%0.8%范畴内,如经玻纤增强后可以削减到 0.2%0.4%,而且绝少显现塑后收缩；ABS具有良好的成型加工性,制品表面光滑度高,且具有良好的涂装性和染色性,可电镀成多种色泽；ABS尚具有良好的配混性,可与多种树脂配混成合金 共混物 ,如
3、 PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,使之具有新的性能和新的应用领域,ABS如与 MMA掺混可制成透亮 ABS,透光率可达 80%；ABS 是吸水的塑料,于室温下,24 小时可吸取 0.2%0.35% 水分,虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响,但注塑时如湿度超过 0.2%,塑料表面会受大的影响,所以对 ABS 进行成型加工时,肯定要事先干燥,而且干燥后的水分含量应小于 0.2%；7 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2.3 ABS的成型工艺特点熔融温度高,
4、需要高料温、高压注射成型；模具流道的阻力应小,模具要加热；塑 件易产生内应力,原料要干燥,顶出力要匀称,塑件需要后处理；2.2.4 结论本制品为插板底座,要求耐高温,强度和韧性较好,耐磨、耐腐蚀,中等精度,美 观、性能牢靠；使用 ABS 材料,产品的使用性能基本满意要求,但在成型时,要留意选 择合理的成型工艺及成型前的干燥处理；3确定成型方式及成型工艺流程3.1 塑件成型方式所生产制品挑选 ABS工程塑料 , 属于热塑性塑料,制品需要大批量生产；虽然注射 成型模具结构较为复杂,成本较高,但生产周期短、效率高,简洁实现自动化生产,大 批量生产模具成本对于单件制品成本影响不大；而压缩成型、压注成型
5、主要用于生产热 固性塑件和小批量生产热塑性塑料；挤出成型主要用以成型具有恒定截面外形的连续型 材；气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒、箱类塑件；所以该制件应挑选注射成 型；3.2 注射成型工艺过程的确定一个完整的注射成型工艺过程包括成型前预备、注射过程及塑件后处理 3 个过程；成型前的预备；a、对 ABS原料进行外观检验：检查原料的色泽、粒度匀称等,要求色泽匀称、细度 匀称度；b、生产开头如需要转变塑料品种、调换颜色,或发觉成型过程中显现了热分解或降 解反应,就应对注射机料筒进行清洗；c、为了使塑料制件简洁从模具内脱出,模具型腔或模具型芯仍需要涂上脱模剂,根 据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、
6、液体石蜡或硅油等；注射过程一般包括：加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤；塑件后处理；ABS 易产生应力集中,严格掌握成型条件,采纳以下退火处理工艺；a、烘箱把产品放入红外线烘箱里,用烘箱以8085烘 24 小时；4确定成型工艺参数并编制成型工艺卡片 8 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 采纳螺杆式塑料注射机,螺杆转速为 2. 温度3060 r/min ；材料预干燥 0.5h 以上；料筒前端： 150 170,料筒中部：180 190,料筒后端：200 210,喷嘴：180 190,模具： 5
7、070；3. 压力 注射压力： 60100MPa,保压压力： 4060 MPa；4. 时间 材料牌号ABS 每模制件数1 件零件图号单件质量9.45g 工装号红外线烘设备材料干燥箱温度）7090 时间 料筒二区 料筒三区180190 200210 喷嘴）180190 红外线烘箱 7090 模具温度 ）5070 注射 s）25 时间 s）保压 s）510 冷却 s）515 注射压力60100 压力 MPa）保压压力4060 塑化压力24 帮助min）0.5 后处理时间 min）0.3 1 时间额定 min）单件min）12 检验名师归纳总结 编制校对审核10 / 49 组长车间主任检验组长编制第
8、 10 页,共 49 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5模具设计5.1 确定成型工艺设备规格初选注射机规格通常依据注射机答应的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素 确定；习惯上依据其中一个设计依据,其余都作为校核依据；5.1.1 依据最大注射量初选设备通常保证制品所需要注射量小于或等于注射机答应的最大注射量的 80%,否就就会 造成制品的外形不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小,注射机利用率 偏低,铺张电能,而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质,因此,应留意 注射机能处理的最小注射量,最小注射量通常应大于额定注射量的 20%
9、； 单个塑件体积；V=9 由于塑件尺寸太小,生产中通常选用一模两腔,加上凝料的质量 依据注射量,查表挑选SYS -30 型号的立式注射机,满意注射量小于或等于注射机答应的最大注射量的80%；表 2）设备参数 设备参数见下表 2；1注射机主要技术参数工程额定注射量 cm3）30 螺杆直径 mm）28 注射压力 Mpa）157 锁模力 kN）500 最大开合模行程 mm）80 最大模厚 mm）200 最小模厚 mm）70 喷嘴圆弧半径 mm）12 喷嘴孔直径 分型面应取在塑件尺寸的最大处,有利于脱模；2 使塑件留在动模部分,这是由于推出机构通常设在动模一边,将型芯设在动模部 分,塑件冷却收缩后包紧
10、型芯,使塑件留在动模边；3 有利于保证塑件的外观精度和精度要求；4 模具结构简洁,使用便利,制造简洁；5 成型效率及成型操作；6 分型面应当有利于排气；分型面挑选如图 3 所示；12 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3 5.4 浇注系统设计5.4.1 主流道设计依据之前运算结果,可得 SYS-30型号的立式注射机的有关尺寸；喷嘴球半径： R=12mm,喷嘴孔直径： d=3mm；依据模具主流道与喷嘴的关系：R=13mm,d=3.5mm；取主流道球面半径： R=13mm；取主流道的小端直径： d=4.
11、5mm 为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,如右图所示,其锥角 =2 6 ,表面粗糙度Ra 0.4um,抛光时沿轴向进行,以便于浇注系统凝料其中顺当拔出；同时为了使熔料顺当进入分流道,在主流道出料端设计 r=2mm的圆弧过 渡；5.4.2浇口设计浇口形式的挑选；由于该塑件外观质量要求较高,浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前 提；同时,也应尽量使模具结构更简洁；依据对塑件结构的分析及已确定的分型面的位 置,综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较,确定成型该塑件的模具采纳侧 浇口形式；进料位置的确定；由于塑件的外观质量要求较高,浇口位置和大小以不影响塑件外观质量为前
12、提,尽 量使模具结构简洁,依据对塑料成型性能,浇口和模具结构的分析比较,确定成型该塑 件的模具采纳点浇口；13 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 寸；浇口尺寸的确定；查表 6-3 可知点浇口尺寸要求,依次设计浇口尺寸点浇口尺5.4.3冷料穴设计冷料穴有“Z” 形、球头形、菌头形和倒锥形等,其中“Z” 字形拉料杆冷料穴,应用较普遍,其,但当塑件被推出以后做侧向移动时不能采纳,而带球头形、菌头形拉料杆的冷料穴,其拉料杆固定在型芯固定板上,凝料在推件板推出塑件的同时从拉料杆上强制脱出；一般用于推件板脱模的注射
13、模中；该塑件包紧力不大,无须用推件板；而分流锥形拉料杆靠塑件收缩的包紧力将主流“5.4.4 排气和引气系统设计Z” 字形拉料杆的冷料穴；由于塑件整体较薄,排气量较小,同时,采纳点浇口模具结构,属于中型模具,最 后布满的地方位于分型面,因此可利用分型面进行排气,当然推杆与模板的协作间隙也能起到排气的作用；其协作间隙不能超过0.04mm,一般为 0.03 0.04mm；该塑件开模及脱模过程中不会形成真空负压现象,因此不需要设计引气系统；5.5 成型零件的设计直接与塑料接触确定塑件外形的零件称为成型零件,包括凹模和凸模 型腔用于成型塑件的外表面,该塑件分型面设在接近下表面处,结构比较简单,所以型腔设
14、计成整体式的；2 型芯用于成型制件的内部结构,型芯结构较复杂,因此需要设计成整体式型14 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 芯,可节约体积、降低加工难度；5.5.2 成型零件工作尺寸的运算型腔和型芯径向尺寸的运算型腔径向尺寸的运算：由于 z、 c 与 的关系随塑件的精度等级和尺寸大小的不同而变化,因此式中前的系数 X 在塑料件尺寸较大,精度级别较低时 z 和 c 可 忽视不计,就X=0.5；当塑件尺寸较小、精度级别较高时, c 可取 1 、 z 可取 61 ,此时, X=0.75,塑 3件的基本尺寸 L
15、s 是最大尺寸,其公差 为负偏差；180 0.6 =1.2 z =1 =0.4 3Lm1错误 .= 错误 . = 180错误 .= 错误 . = 60 = 15+ 错误 .= 错误 . = 20+错误 .=1+）Hs-X 错误 .=14.460 = 错误 .=1+）hs+x 错误 . = 22+0.75 0.44 ）00. 15 =22.5300. 15中心距尺寸的运算由于： Cm=1+）Cs 所以 : 标注制造公差后的： Cm1 z=1+）Cs21 z 2 90 0.53 =1.06 z=1 =0.35 3Cm=1+）Cs1 z 2 = 901 0.35 2 =90.56 0.175 16
16、/ 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5.6 冷却系统设计5.6.1 冷却水体积流量查表 9-1 成型 PC塑料的模具平均工作温度为235,用常温 20的水作为模具冷却介质,其出口温度为 60,每次注射质量 m=0.20g,注射周期 30s ；5查表 9-2 ,取 ABS注射成型固化时单位质量放出去热量h=3.5 10冷却水的体积流量运算如下： 1V=nm h/60pCpt1 t2式中： V 所需冷却水的体积, m3/min ； m 包括浇注系统在内的每次注入模具的塑料质量； n每小时注射次数； p冷却水在
17、使用状态下的密度,1000kg/m3； Cp 冷却水的比热容, 4187J/ 定位作用,为防止模具在装配时,因方向搞错而损坏成型零件,并在模具闭合 后,使型腔在工作过程中能保持正确的外形和位置,确保塑件壁厚的匀称性；2 导向作用,在动模向定模闭合行进中,导向机构应第一接触、引导动模、定模 沿精确的方向和位置闭合,防止凸模偏离型腔而发生事故；3 承担肯定的侧压力,高压塑件熔体注入型腔时,会产生单向侧压力；或者由于 型腔侧面不对称、模具重心与分型面成型的几何中心不一样会产生较大的侧压力,均须由合模导向机构来承担,但当单向侧压力过大时,需增设锥面定位机构来承担；4 支撑定模型腔板或动模推板,对于双分
18、型面注射模,导柱仍需支撑型腔板的重 力,也对此板导向和定位,对于脱模机构中设置的导柱,也有此种功能；5.7.2 导向机构的设计原就导柱应合理分布在模具边缘空间位置,其中心至模具型腔应有足够的距离,以保证 更好地起到定位导向作用,以便凸,凹模加工简洁；对大型模具导向机构的设计原就如 下：1 导柱 导柱压入部分与有效滑动部分的直径的公称尺寸一样时；公差协作应符合间隙 协作公差要求；3导柱要有足够的耐磨性,硬度要求高,而导套要挑选硬度低的材料；18 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4为了取出塑件的便利；导柱
19、应安装在定模上,导套安装在动模上；5导柱台肩可防止导柱拔出,起止退作用,台肩应埋在凹坑里其断面应与固定板平面在同一平面上,以防止导柱与固定板有相对移动,由定模板 导柱有效长度上的滑动部分必需制作油槽,以促进润滑和积存灰垢；7导柱与导套有肯定的协作公差；5.7.3 导柱和导套的设计a. 导柱的设计本设计的导柱为带头导柱,材料选用 HRC5660；设计的导柱如图 6 所示：T8A；热处理方法为,淬火处理,硬度达到图 6 b. 导套的设计在穿透的导向孔中,除了按其直径大小,需要肯定长度的协作面外,其余部分孔径可以扩大,以削减精加工面并改善其协作状况；导套的结构如图 7 所示；图 7 为使导柱较顺当进
20、入导套孔,其前端应倒圆角面粗糙度 Ra为 0.4 m；材料跟导柱一样采纳 T8A淬硬到 HRc5055 19 / 49 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 49 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5.8 脱模机构的设计塑料制品注射成型并在模腔中冷却固化后并开启模具,将制品从模体中推出,是靠 模具推出机构的动作来实现的；在本次模具设计中采纳较简洁的推杆推出的形式；5.8 推杆推出机构的设计要点推出机构的设计要求如下：设计推出机构时应尽量使塑件留于动模一侧；塑件在推出过程中不发生变形和损坏；不损坏塑件的外观质量；合模时应使推出机构正确复位；推出机构应动作牢靠
21、；此设计采纳推出机构中最简洁、最常见的形式推杆推出机构；推杆的自由度较大,而且推杆截面大部分为圆形,制造、修配便利,简洁达到推杆与模板或型芯上推杆 孔的协作精度,推杆推出时运动阻力小,推出动作敏捷牢靠,推杆损坏后也便于更换；5.9 模架的挑选5.9.1 确定模架组合形式依据以上分析,该制件采纳一模一腔,采纳点浇口,因此可以选用 A2 模架；5.9.2 确定型腔侧壁厚度和支承版厚度型腔压力的大小与注射压力、流道结构、塑件结构等因素有关,为了生产出合格的产品,型腔内熔体的平均压力查表5-3 得 ABS塑料注射成型型腔平均压力为34.2Mpa；依据以上分析,型腔在分型面上投影尺寸为 模版的侧壁厚度体会公式可得：180mm 51mm,即长度 l=180mm；依据表 7-3S=0.20 l+17=53mm 由于 l 100mm,实际模版的壁厚为 0.85 0.90 ）S,即 45.0547.7 ）mm,初选取S=46