插座面板注塑模具設計-塑料注射模說明書

插座面板注塑模具設計-塑料注射模說明書,插座,面板,注塑,模具設計,塑料,注射,說明書,仿單 插座面板注塑模設計 摘 要 本次設計是插座面板注塑模設計，塑件采用聚碳酸酯材料，該材料在耐熱性、阻燃性、抗沖擊性三大方面表現優(yōu)秀。本產品運用了CAD、UG等軟件進行分析來得出報告。本篇文章涉及到加強筋結構、外觀要求、圓角等內容。該設計對插座面板進行分析，得出以單分型面注塑模，型腔采用是一模二腔注射，該產品采用側澆口注射。頂出機構以推桿來把塑件完成推出。 關鍵詞：單分型面；插座面板；聚碳酸酯 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件分析 2 1.1 塑料材料的選擇 2 1.2 塑件的尺寸 2 1.3 脫模斜度 3 1.4 外觀要求 3 1.5 塑件的加強筋 3 1.6 圓角 3 2 模具的結構形式 4 2.1 分型面位置的確定 4 2.2 型腔數量和排列方式的確定 4 3 注塑機型號的確定 6 3.1注射機參數報告 6 3.2 Xs-Z-60技術參數 7 4 澆注系統(tǒng)設計 8 4.1 澆口的位置選擇 8 4.2 流道設計 8 4.3 冷料穴的設計 9 4.4 澆口設計 9 4.5 澆口套設計 9 5 成型零件結構設計 10 5.1 型腔件的結構設計 10 5.2 型芯件的結構設計 10 5.3 成型零件鋼材選用 10 6 模架選取 11 7 冷卻系統(tǒng)設計 12 8 頂出機構設計 13 總 結 14 致 謝 15 附 錄 16 參考文獻 17 前 言 模具是現代工業(yè)的重要裝備，隨著工業(yè)的發(fā)展，新產品的不斷誕生，對模具設計與制造速度，對產品的加工質量，提出了越來越多的要求。 現在對模具的要求周期越來越短、精度越來越高，為加新產品的更新換代品，提高經濟效益及競爭力。最近幾年，許多企業(yè)認識到這一點，都在朝這個方向努力發(fā)展。把在實際工作中積累的經驗收集、整理與總結。逐漸形成一種規(guī)范化，標準化的設計。 本設計就是全面利用書本中的理論知識，和實習基地的所見。來對塑件的分析，確定用一模兩腔注射成型該塑件。同時為了鍛煉一下自己的能力，故意在塑件內表面增加一些結構，來增加設計的難度，提高對模具設計方面的知識，為以后在企業(yè)有個生存的空間打下基礎。本次設計遵循模具設計的步驟，及模具設計中的要求來設計的：塑件工藝性的分析、型腔數量和排列方式的確定、分型面位置的確定、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件結構設計等，這一整套的流程走下來，感覺對模具這方面的知識豐富了很多。同時在設計中也要求對機械的相關知識有相當的了解：機械制圖、機械制造、材料成型等。 1 塑件分析 1.1 塑料材料的選擇 1）基本特性 聚碳酸酯（pc）是一種透明而略帶黃色的塑料，具有抗拉沖擊強度和抗蠕變的能力。耐熱耐寒性能優(yōu)秀，能在高溫下長期工作，成型收速率僅為0.5% ～0.8%，所以塑件材料的尺寸穩(wěn)定性好。聚碳酸酯的耐磨性、抗老化性性能、電絕緣性能優(yōu)良，有一定的抗化學腐蝕能力。 2）主要用途 在機械上主要用渦輪、蝸桿、蓋板、容器、齒條、各種外殼、冷卻和冷卻裝置等。在電氣方面，用作電機零件、風扇部件、儀表盤、撥號盤、接線板等。聚碳酸酯還可以用作照明燈、高溫濕透鏡、防護玻璃、視孔鏡等光學零件。 3）成型特點 Pc吸水性小。但是高溫時對水分比較敏感，會產生銀絲現象，所以加工時在干燥環(huán)境下進行，而且用真空干燥法比較好；熔融溫度高，溶體沾度大，流動性能差，所以成型時要求在高溫和一定的壓力下進行；溶體沾度對溫度十分敏感，一般用提高溫度的方法來增加熔融塑料的流動性。 1.2 塑件的尺寸 1) 塑件的尺寸：塑件的尺寸指塑件的總體尺寸受以下兩個因素影響：塑料的流動性（大而薄的塑件充模困難）；設備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺面）。 2) 影響塑件尺寸精度的因素:模具的本身精度、使用期間磨損程度和安裝模具時的誤差；塑料在冷卻時收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化；塑件成型后發(fā)生的時效變化(后收縮)。 3) 該塑件外形尺寸90＊86＊10，壁厚為1mm，如圖1-1產品結構圖所示。 圖1-1 產品結構圖 1.3 脫模斜度 為了方便脫模，防止脫模時磨傷塑件，避免模具型芯型腔過度磨損，所以要在塑件件內外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度，脫模斜度為0.5。 1.4 外觀要求 技術要求：表面光潔沒有毛刺、沒有收縮的痕跡，交口不可以設在產品外表面。 1.5 塑件的加強筋 1）加強筋的作用：它能增加塑件的強度、避免塑件的變形和翹曲。 2）加強筋設計要點：加強筋的底部與壁連接應為圓弧過渡，防止外力作用時，產生應力集中而破壞塑件的外形。 3) 用于插座面板材料過薄，防止變形，所以在插座面板折彎地方布置了加強筋，加強筋的厚度為0.5mm，來增加塑件的強度。 1.6 圓角 在滿足使用要求的前提下,制件的所有的尖角應該全部設計成圓角，或者使用圓弧過渡。 1）圓角的作用：圓角應該避免應力集中，來提高制件硬度，圓角有利于充模和脫模，圓角方便于模具制造，加強模具強度。 2）圓角的確定：內壁圓角半徑應該為壁厚的一半；外壁圓角半徑為壁厚的3.5倍；一般圓角半徑不應該小于0.5mm；壁厚不均勻的兩壁轉角可按平均壁厚確定內、外圓角半徑；理想的內圓角半徑應為壁厚的2/3以上。 2 模具的結構形式 2.1 分型面位置的確定 分析面位置的選擇原則： 1) 符合脫模要求，能使塑件從模具取出。 2) 保證塑件留在后模，有利于頂針痕跡不顯在外表面。 3) 分模線不影響外形，而且分型面盡量避免光滑的外表面。 4) 合理安排澆注系統(tǒng)，特別注意交口位置。 5) 有利于模具加工。 通過對塑件的結構分析，根據分型面設計原則，分型面選在產品截面積最大位置處，分型面位置如圖2-1。圖2-1根據分型線分析后設計的分型面。 圖2-1 分型面 2.2 型腔數量和排列方式的確定 模具型腔數確定，應考慮型腔的布局，注塑機的料簡通常布局定模板中心軸上，所以保證了主流道的位置，各個型腔到主流道的相對位置應滿足以下基本幾個要求： 1) 盡量保證各型腔從總壓力均衡分到的型腔壓力，同時均勻充滿，并均衡補料，來確認各塑件的性能、尺寸盡可能穩(wěn)定。 2) 主流道到各型腔流程較短，來降低廢料率。 3) 各型腔間距應盡量大，方便在空間布置冷卻水道、推出桿等，并具有相對的截面積，來承受注射壓力。 4) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的中心應該接近注射機鎖模力的中心，一般與模板中心重合。 從上面要求來看，本模具設計為一模二腔。塑件內部中間有4個螺絲孔，并且頂出壓力主要集中在塑件四周側壁，所以用推桿推出等常規(guī)結構，如圖2-2. 由于該塑件澆口不可以設置在產品外表面，澆口設計在產品內表面為內澆口。 模架方面，由上可確定為單分型面模架，因此選用龍記模架的AI型大水口模架比較合適。 圖2-2 型腔布置圖 3 注塑機型號的確定 3.1注射機參數報告 根據moldflow分析得出：注塑機參數: 最大注塑機鎖模力 = 7.0002E+003 tonne 最大注射壓力 = 1.8000E+002 MPa 最大注塑機注射率 = 5.0000E+003 cm^3/s 注塑機液壓響應時間 = 1.0000E-002 s 工藝參數: 充填時間 = 0.8000 s 自動計算已確定注射時間。 射出體積確定 = 自動 冷卻時間 = 20.0000 s 速度/壓力切換方式 = 自動 保壓時間 = 10.0000 s 螺桿速度曲線(相對): % 射出體積 % 螺桿速度 0.0000 100.0000 100.0000 100.0000 保壓壓力曲線(相對): % 持續(xù)時間 % 充填壓力 0.0000 s 80.0000 10.0000 s 80.0000 20.0000 s 0.0000 環(huán)境溫度 = 25.0000 C 熔體溫度 = 230.0000 C 理想型腔側模溫 = 50.0000 C 理想型芯側模溫 = 50.0000 C 即選用Xs-Z-60的注射機。 3.2 Xs-Z-60技術參數 如表3-1所示。 表 3-1 注塑機參數 型號 Xs-Z-60 一次注射量/cmз 60 螺桿直徑/mm 38 注射壓力、MPa 122 注射方式 柱塞式 鎖模力/kn 500 最大注射面積/cm 130 最大開（合）模行程/mm 180 模具最大厚度/mm 200 具最小厚度/mm 70 動、定模固定板尺寸a*b（mm或mm*mm） 330*440 拉十空間a或a*b（mm或mm*mm） 190*300 4 澆注系統(tǒng)設計 4.1 澆口的位置選擇 如圖4-1產品進澆口所示，塑料熔體從兩個澆口進入型腔相互融合，同時抵達末端，實現平衡沖模。 優(yōu)點：流動方向與塑件軸線平行，一般翹曲比較小。 缺點：流程較長，注射壓力比較大，保壓問題嚴重。 圖4-1 產品進澆口 4.2 流道設計 流道設計包括主流道設計和分流道設計。 主流道一般在模具中心塑料熔體的入口處，它主要是將注射機噴嘴注射的熔體導入分流道。主流道形狀大多數為圓錐形，方便熔體的流動和開模時取出廢料。主流道尺寸影響熔體流動速度和充填時間。其次，主流道與高溫塑料溶體反復接觸，因此設計成可拆換的澆口套。再次主流道要短一些，縮小熔料在主流道中的熱量和壓力消耗，圖4-2位該模具主流道澆口套的結構圖。 澆口套與定位環(huán)配合關系如圖4-2所示，要考慮到定模的強度影響，因此導致定模座板和定模板的厚度比較厚，所以澆口套的長度也會增加，而冷料長度過于長會導致材料的浪費，造成熱量的損失，對產品質量造成影響。因此該模具的澆口套并沒有隨著模板加長而變長，而是埋入定模座板，這樣就減小了主流道冷料的長度，但是注射機噴嘴要加長。 圖4-2 澆口套與定位圈配合 4.3 冷料穴的設計 冷料穴的作用是儲存前鋒注射間隔產生的冷料，防止溶體冷料進入型腔，影響塑件的質量，因此在主流道末端一般設計為半球型凹坑。 4.4 澆口設計 在實際設計中，進澆口一般取最小值，方便在試模中發(fā)現問題進行處理，PC材料理論參考值0.5～ 1.5mm，由于該塑件對于外觀要光潔，因此對澆口先取Φ0.5mm，如圖4-4所示。 圖4-4 側澆口 4.5 澆口套設計 在實際設此次澆口套材料選用碳素工具鋼T8A加工，材料需要熱處理來要求淬火53~57HRC。對應位置設在模具的對稱位置上面，并保證與注射機的噴嘴為同一軸心線。為了方面從主流道道出凝料，一般主流道設計為圓錐形，錐度取2~4粗糙度小于0.63，噴嘴對接處設計成半圓形凹坑。 5 成型零件結構設計 5.1 型腔件的結構設計 型腔件是成型塑料的外表面的成型零件。按凹模結構的不同分為整體試、整體嵌入式、組合式和鑲嵌式四種。此次設計采用整體嵌入式凹模結構。型腔的主體采用整體嵌入式結構，如圖5-1所示。 圖5-1 型腔整體嵌入式結構 5.2 型芯件的結構設計 型芯是成型塑件內表面的成型零件，同時分為整體式和組合式。通過結構的分析，此次設計采用整體嵌入式，如圖5-2所示。因為嵌入在動模板上，所以用螺釘固定。 圖5-2 型芯固定動模板結構 5.3 成型零件鋼材選用 根據成型塑件的綜合分析，塑件屬于外觀件，所以對成型效果要求高，要求鋼材有防銹防酸能力極佳，拋光性能好，并且剛度、強度高，同時考慮加工的機械性能和拋光性能，所以形成型腔的嵌入式凹模和凸模選用是45#，并且淬火熱處理。 6 模架選取 根據整體式的外形尺寸，塑件進澆方式為側澆口，又考慮導柱、導套的布置等，再參考注射模架的選擇方法，確定選用龍記大水口AI3540型（即寬*長=350mm*400mm）模架結構。 各模板尺寸的確定: 1）定模板尺寸 定模板要開框裝入嵌入式型腔件，加上整體嵌入式型腔件還要有冷卻水道，嵌入的高度為30mm，還有定模板留出足夠的距離引出水路，而且要有足夠的強度，所以定模板的高度為70mm。 2）動模板尺寸 具體選用方法和定模板相似，因為動模板下面是模腳。注射時承受很大壓力，所以定模板的厚度也要厚一些，即動模板的厚度取80mm。 3）模腳尺寸 模腳高度=頂出行程+推板厚度+頂出固定厚度+5mm=30+25+20+5=80，所以初定模腳為90mm。 綜上述尺寸可得，模架尺寸已經確定為AI3540模架，其外形尺寸：寬*長*高=350mm*400mm*346mm，如圖6-1所示。 圖6-1 模架 7 冷卻系統(tǒng)設計 當pc屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200C和50～80C。所以模具初步設定為50C，用常溫水進行冷卻。 冷卻系統(tǒng)設計時應該忽略注射機接觸所產生的熱量和空氣的對流。按單位時間內塑料熔體凝固時所產出的熱量等于冷卻水所帶走的全部熱量。 型腔的成型面積較為平坦，適合直通式冷卻回路，如圖7-1所示。而動模部分嵌入結構復雜適合環(huán)繞式水路，如圖7-2所示。 圖7-1 直通式水路 圖7-2 環(huán)繞式水路 8 頂出機構設計 動模頂出，當塑件成型冷卻完動模側的包緊力大于定模側的包緊力。其次采用動模頂出，模具結構相對簡單。由于插座面板表面要求光滑，頂出痕跡只能留在插座面板內表面。 本設計采用圓面形狀為圓柱形的推桿，圓柱型推桿是最常用的一種，由于這個形狀的推桿和推桿孔方便于加工，而且容易保證其配合精度，便于保證其互換性，并便于更換，而且它還包含滑動阻力小，不容易發(fā)生卡滯等優(yōu)點，因此，我們采用圓柱形推桿推出。 推桿應設置在有效位置即布局的原則為： （1）有深槽深孔部位附近。 （2）加強筋部位。 （3）局部壁厚部位。 （4）結構復雜部位。 由于插座面板厚度較薄，所以在加強筋附件布置了4個Φ6的推桿，為了防止塑件受力不均勻在頂部與底部添加了4個Φ5的推桿。由于塑件頂部和底部壁厚沒有側面大，所以選用Φ3.5的推桿。本塑件一共采用了16個推桿頂出，其中8個是190*Φ5，其余是190*Φ3.5，如圖8-1所示。 圖8-1 頂出機構 總 結 經過整整幾周的努力，插座面板注射模設計終于完成了，通過這一段時間的學習，掌握了很多知識和經驗。通過這次畢業(yè)設計對我們以后有著很大幫助和提高。 畢業(yè)設計是考驗我們在校三年對專業(yè)的認知和掌握，是對我們這次設計一次檢閱。 通過這次插座面板注射模設計對我們所學知識的一次全面運用，把所學知識用在實戰(zhàn)中來體現出來。加強了我對《塑料模具設計基礎及項目實踐》課程所學的內容，·學會了塑料模具設計的方法和步驟，知道如何來查理書籍、手冊、圖表等相關的數據和內容。并且學會如何運用本專業(yè)理論和生產實際知識。 在做插座面板注射模設計時，發(fā)現了自己很多的不足，也意識到自己該掌握哪些知識和學習的方向。在設計時遭遇了很多困難，在身邊同學與老師的輔助下，克服了這些困難，更好的規(guī)劃、完善自己。使得自己各方面能力得到很大提高。 在做插座面板注射模設計，它不僅對我學習知識進行測試，也是對自己一次綜合檢測，是自己所學課本的一次全面復習。通過這次插座面板注射模設計，讓我發(fā)現自身知識的缺乏和不足，從而讓自己更好的完善與規(guī)劃自己，去市場的打拼，我們將會在以后工作中做的更好，更全面。 致 謝 此次插座面板注射模設計，首先感謝老師的指導，給我提出了很多意見，從選材、框架、內容的安排到成文一次一次的修改。借論文的完成向他表示我的敬意和感激。 同時在這次設計中感謝舍友給予我的鼓勵和幫助，在于他們的交流中擴展了我的視野和思路，使我更完善的來完成這次插座面板注射模設計論文。 最后，我還要感謝大學三年來所有的老師，是他們用淵博的學術知識、認真的教學態(tài)度在課堂上來給予我們知識，是他們用辛勤的汗水給我們換來了掌握知識的機會，是他們的熱情工作為我們學業(yè)的完成提供了良好的環(huán)境！ 附 錄 序號 圖名 圖號 1 插座面板注射模裝配圖 CZMBZS-00 2 型芯圖 CZMBZS-01 3 型腔 CZMBZS-02 4 插座面板結構 CZMBZS-03 5 水路分布圖 CZMBZS-04 參考文獻 [1]夏江梅.塑料成型模具與設計.機械工業(yè)出版社，2005. 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