MP4上下壳注塑模具设计-CAD家园

MP4上下壳注塑模具设计

作者：cad 提交日期：2009-7-6| 分类: | 访问量：

MP4上下壳注塑模具设计

MP4上下壳注塑模具设计说明书

描述：MP4上下壳注塑模具设计
附件： MP4上下壳注塑模具设计.doc (773 K) 下载次数:102 需要威望:1 *

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机械工程系模具专业2006届

机械工程系模具专业2006届
毕
业
设
计
说
明
书
设计课题按钮注射模
模具专业 03 级 04 班
姓名高健
指导老师张蓉职称副教授
2006 年 04 月 02 日

目录

设计指导书……………………………………………………………1
设计说明书……………………………………………………………4
一、材料分析¬¬¬¬ ……………………………………………………4
二、分型面的设计 ………………………………………………5
三、型腔数目确定 ………………………………………………6
四、分型面与排气系统设计……………………………………12
五、浇注系统设计 ………………………………………………16
六、成型零件设计 ………………………………………………18
七、导向机构设计 ………………………………………………19
八、脱模机构设计 ………………………………………………22
九、模温调节与冷却系统设计…………………………………25
十、注射模与注射机的关系 …………………………………26
十一、设计小结 …………………………………………………30
十二、参考文献 …………………………………………………31

计算内容说明
设计指导书
1.设计前应明确的事项
（1）明确制品的几何形状及使用要求。对于形状复杂的制品，有时除看懂其图样外，还需参考产品模型或样品，考虑塑料的种类及制品的成型收缩率、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、允许变形范围等范围，即充分了解制品的使用要求，因为这不仅是模具设计的主要依据，而且还是减少模具设计者与产品设计者已意见分歧的手段。
（2）估算制品的体积和重量及确定成型总体方案。计算制品重量的目的在于选择设备和确定成型总体方案。成型总体方案包括确定模具的机构形式，型腔数目，制品成型的自动化程度，采用流道的形式（冷流道或热流道），制品的侧向型孔是同时成型还是后序加工，侧凹的脱模方式等。
（3）明确注射成型机的型号和规则。只有确定采用什么型号和规则的注射成型机，在模具设计时才能对模具上与注射机有关的结构和尺寸的数据进行校核。
（4）检查制品的工艺性。对制品进行成型前的工艺性检查，以确认制品的各个细小部分是否均符合注射成型的工艺性条件。
2.基本程序
模具及其操作必须满足各种要求，其模具设计的最佳方法是综合考虑，系统制定设计方案，模具设计流程图表示了各条件间的相互关系，以及必须满足主功能的边界条件和附加条件的关系。
3.注射模设计审核要点
(1)基本结构审核
共 18 张第1张
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计算内容说明
1)模具的结构和基本参数是否与注射机规格匹配。
2)模具是否具有合模道向机构，机构设计是否合理。
3)分型面选择是否合理，有无产生飞边的可能，制品能否滞留在设有推出脱模机构的动模（或定模）一侧。
4)模腔的布置与浇注系统设计是否合理。浇口是否与塑料原料相适应，浇口位置是否恰当，浇口与流道的几何形状及尺寸是否合适，流动比数值是否合理。
5)成型零部件结构设计是否合理。
6)推出脱模机构与侧向分型或抽芯机构是否合理、安全和可靠。它们之间或它们与其它模具零部件之间有无干涉或碰撞的可能，脱模板（推板）是否会与凸模咬合。
7)是否需要排气结构，如果需要，其设置情况是否合理。
8)是否需要温度调节系统，如果需要，其热源和冷却方式是否合理。温控元件随是否足够，精度等级如何，寿命长短如何，加热和冷却介质的循环回路是否合理。
9)支承零部件结构设计是否合理。
10)外形尺寸能否保证安装，紧固方式选择是否合理可靠，安装用的螺栓孔是否与注射动、定模固定板上的螺孔位置一致，压板槽附近的固定板上是否有紧固用的螺孔。
(2)设计图样审核要点
1)装配图。零部件的装配关系是否明确，配合代号标注得是否恰当合理，零件标注是否齐全，与明细表中的序号是否对应，有关的必要说明是否具有明确的标记，整个模具的标准化程度如何。
2)零件图。零件号、名称、加工数量是否有确切的标注，尺
共 18 张第2张
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计算内容说明
寸公差和形位公差标注是否合理齐合。成型零件容易磨损是部位是否预留了修磨量。哪些零件具有超高精度要求，这种要求是否合理。各个零件的材料选择是否恰当，热处理要求和表面粗糙度
要求是否合理。
3)制图方法。制图方法是否正确，是否合乎有关规范标准（包括工厂企业的规范标准）。图面表达的几何图形与技术内容是否容易理解。
(3)模具设计质量审核要点
1)设计模具时，是否正确地考虑了塑料原材料的工艺特性、成型性能，以及注射机类型可对成型质量产生的影响。对成型过程中可能产生的缺陷是否在模具设计时采取了相应的预防措施。
2)是否考虑了制品对模具导向精度的要求，导向结果设计得是否合理。
3)成型零部件的工作尺寸计算是否合理，能否保证制品的精度，其本身是否具有足够的强度和刚度。
4)支撑部件能否保证模具具有足够的整体强度和刚度。
5)设计模具时是否考虑了试模和修模要求。
(4)装拆及搬运条件审核要点有无便于装拆时用的橇槽、装拆孔和牵引螺钉，对其是否作出了标记。有无供搬运用的吊环或起重螺栓孔，对其是否也作出了标记。

共 18 张第3张
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计算内容说明

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计算内容说明

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9.4冷却系统的计算
简单计算步骤如下：
(1)算单位时间内从型腔中散发出的总热量（Q总=Q1）
①计算每次需要的注射量（kg或cm2　　）：
V = nV件 + V浇
= 2 x 19 + 4
= 42cm3　　
②确定生产周期（s）：
t = t注 + t冷 + t脱
式中，t为生产总周期（s），t注为注射周期（s），t冷为冷却周期（s），t脱为脱模周期（s）。
查附录D 常用热塑性塑料注射成型的工艺参数，的t = 90s。
③求使用的塑料单位热流量Qs（kJ/kg）：查表4-25常用塑料熔体的单位热流量Q，
得 Qs = 750KJ/kg
④求每小时的需要注射的次数：
N = 3600/t
= 3600/90
= 40
⑤求每小时的注射量（kg/h）：
W = N•G
= 40 x 0.042
= 1.68kg/h
⑥求从型腔内发出的总热量（kJ/h）
Q总 = Q1 = N•G•Qs
= 1.68 x 750
= 1260 kJ/h
⑵以凹模冷却系统为例求凹9冷却水的体积流量(m3　　/min):
qv = Q凹/[60p•C1(T出 - T进)]
式中,p为水的密度103　　kg/ m3　　,C1为水的比热容C1 = (4.187J/(kg•℃) , T出为水管设定温度, T进为水管进口设定温度, Q凹为有凹模带走的热量(kJ/h).
qv = 1260/(60 x 103　　x 4.187 x 5 x 3)
= 0.0003 m3　　/min
⑶求冷却水孔的直径d(mm):查表4-26冷却水流速与管道直径的关系,得d = 8mm
⑷求冷却水的平均流速(m/min):查表4-26冷却水流速与管道直径的关系,得最低流速为1.66m/s.
⑸求凹模所需冷水管根数:n = L/B = 4
⑹求冷却水管的长度:L = B•n
= 300 x 4 = 1200
十、模体的设计
模体也称模架，是注射机的骨架和基本，模具的每一部分但寄生其中，通过他把模具的每一部分有机的联系在一起。模架一般由定模座（或叫定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、动模固定板（或叫型芯固定板）、支撑板（或叫动模垫板）、垫块（或叫垫脚、模脚）、动模座板（或叫动模底板）、推板（或叫推出底板）、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。另外，根据需要，还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带脱模板的模架。
10.1固定板与支撑板
固定板有动模固定板（或型芯固定板）与定模固定板以及推杆固定板，其作用是用来固定型芯（或凸模）、凹模、导柱、导套、推杆等，因此要有一定发厚度及强度。一般用45号钢制成，最好经调质235HB。
支撑板是垫在动模固定板下面的平板，其作用是防止型芯（凸模）、导柱、导套脱落，并承受一定的弯曲应力，因此应具有较高的平行度和硬度。一般用45号钢，经热处理235HB，或50、40Gr、45Mn2经调质235HB，或直接用Q235～Q275。
支撑板和定模固定板由螺钉和销钉进行连接和定位。
10.2支撑件
垫块（支撑块）：它是用来连接支撑板与动模座板的零件。其作用有两点。一是形成推出机构的行程空间，二是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。
垫块的机构形式有平行垫块和拐角垫块（又称模脚），但为了加工容易，一般使用前者。
垫块一般用中碳钢制成，也可用A3钢，或HT200、球铁等。
垫块的高度一般为：
H=h推出+h推固+h推板+h挡销
式中，h推出为塑件应推出的高度（mm），h推固为推杆固定板的厚度（mm），h推板为推板厚度（mm），h挡销为挡销的长度（mm）。
模具组装时，应注意垫块高度应一致，否则由于负荷不均会造成动模板损坏。
垫块与动模座板或支撑板之间直接连接时，一般不需设定位销，但三者之间才用间接连接时，要用螺钉与定位销连接。
1—— 内六角螺钉 2—衬套 3—定位圈 4—型芯 5—型腔 6—导套
7 —导柱 8—定模板 9—脱模板 10—固定板 11—下模座 12—内六角螺钉
13—推杆 14—推板 15—紧固螺钉 16—推杆固定板 17—垫块
18—内六角螺钉 19—定模座
十一.注射模与注射机的关系
注射机在前面已初步选定为Sz-160/100，模具的各零件业已基本确定，这节只需进行模具与注射机的校核即可。
11.1注射压力的校核：
该项工作是校核所选用注射机的公称压力P公能否满足塑件成型所需要的注射压力P0，塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定，其值一般为70～150MPa。具体可参考表6（通常要求P12＞P0）；
查表6 得 P0=115<180，即 P0 < P公。
表6 MPa
材料注射条件
厚壁件中等壁厚件难流动的薄壁窄浇口件
聚乙烯 70——100 100——120 120——150
聚甲醛 85——100 100——200 120——150
ABS 80——110 100——130 130——150
聚苯乙烯 80——100 100——120 120——150
有机玻璃 100——120 110——150 >150
聚酰胺 90——101 101——140 >140
11.2锁模力的校核
锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大加紧力。当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，既：
F锁≥F胀=A分.P型
式中，F锁——注射机的额定锁模力（N）；
P型——模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa），一般为注射机压力的0.3～0.65倍，通常为20～40MPa；
A分——塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm²）。
将P型=30MPa，A分=600 mm²带入上式，得：
F锁=30x3048
=91440N
=91KN<1000KN
即F锁>F胀。
11.3开模行程与推出机构的校核
开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。SZ-160/100的锁模机构为液压—机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程决定，而与模具厚度无关。
对单分型面注射模，所需开模形程H为：
S ≥ H = H1 + H2 +（5～10）mm
式中 H1——塑件推出距离（也可作凸模高度）（mm）；
H2——包括浇注系统在内的塑件高度（mm）；
S——注射机移动板最大形程（mm）；
H——所需塑件开模行程（mm）。
将各值带入上式，得：
H = 73 + 56 + 7
= 136mm < 325mm
即S机>H。
11.4安装部分相关尺寸校核
模具与注射机安装部位的的相关尺寸主要有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、拉杆间距、最大模具厚度与最小模具厚度以及模具与注射机的安装关系。
（1）喷嘴尺寸：注射机的喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）关系主要有：主流道始端的球面半径R应比注射机喷嘴头球面半径R0大1～2mm；主流道小端直径d应比喷嘴直径d0大0.5～1mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。
R=13mm，R0=12mm。
即 R-R0=13-12=1mm∈1～2mm
（2）定位圈与注射机固定板的关系：模具定模座板上的定位圈要求与主流道同心，并与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。定位圈的高度，对小型模具为8～10mm，对大模具为10～15mm。此外，对中、小型模具一般只在定模座板上设定位圈，而对大型模具，可在动模座板、定模座板上同时设定位圈。
模具为小型模具，定位圈高度 H=9mm∈8～10mm
（3）模板规格与拉杆间距的关系：模具的安装有两种方式，即从注射机上方直接吊装入机内进行安装，或先吊到侧面再由侧面推入机内安装。而模具的外形尺寸受到拉杆间距的限制，因以重视。
注射机拉杆间距为 345x345mm ，模具的外形尺寸为 344x300mm。
（4）模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之间关系应满足：
Hmin≤Hm≤Hmax
而 Hmax= Hmin+ΔH
式中，Hm——模具闭合后总厚度（mm）；
Hmax——注射机允许的最大模具厚度（mm）；
Hmin——注射机允许的最小模具厚度（mm）；
ΔH——注射机在模具厚度方向的调节量（mm）。
当 Hm< Hmin时，可以增加模具垫块高度，但当Hm> Hmax时，则模具无法闭合，尤其是机械—液压式锁模的注射机，因其肘杆无法撑直。
Hm=260mm，Hmax=300mm，Hmin=200mm
200mm < 260mm < 300mm
（5）模具与注射机的安装关系：模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。当用压板固定时，只有模具座板以外的附近有螺孔就能固定，很灵活方便，当用螺钉直接固定使，模具座板上必须设安装孔，同时还要与注射机模板上的安装孔完全吻合，并且很麻烦，固生产成广泛采用前者。使用压板时，动模、定模各用2～4个压板即可。

注射时间： 3~5s
保压时间： 15~30s
冷却时间： 15~30s
成型周期： 40~70s *

浇口的形式

3.浇口应设置在有利于排除型腔中的气体的部位。
4.浇口应设置在能避免塑件表面产生熔合纹的部位。
5.对于带有细长型芯的模具，浇口位置的设置应使进料沿型芯轴向均匀进行，以免型心被熔体冲击而变形。
6.浇口的设置应避免引起熔体的断裂。
7.浇口的设置应不影响塑件的外观。
8.浇口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。
5.4.1浇口的形式
根据浇口的特征，浇口可以分为两大类：非限制性浇口和限制性浇口。
限制性浇口形式常有以下10种：点浇口、潜伏浇口、侧浇口、重叠浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口和爪形浇口、护耳浇口等。
根据经验及上述浇口形式，此设计中选用侧浇口形式进行浇注。
5.4.2侧浇口的一些特点：
侧浇口又称边缘浇口，一般开设在分型面上，从型腔外侧面进料，侧浇口是典型的矩形截面浇口，能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而称之为标准浇口。侧浇口 *

成型零件设计

六.成型零件设计
成型零件系指构成模具型腔的零件,通常有凹模\型芯\各种成型杆和成型环.
成型零件应具备的性能,由于成行零件直接与高温高压的塑料熔体接触,它必须具有如下一些性能:
1.具有足够的强度、刚度,以承受塑料熔体的高压.
2.具有足够的硬度和耐磨性,一承受料流的摩擦和磨损.通常进行热处理,使其硬度达HRC40以上.
3.对于成形会产生腐蚀性气体的塑料(如PVC、POM、PF等),还应选择耐腐蚀的合金钢或进行铬处理。
4.材料的抛光性能好，表面应该光滑美观，表面粗糙度要求应在Ra0.4以下，成形光学用制品的模具，型腔表面应达到镜面。
5.切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好。
6.熔焊性能要好以便于处理修理。
7.成形部位须有足够的尺寸精度，通常孔类零件精度为H8 ～ H10，轴类零件精度为h7～h10。
6.1凸模结构的设计
凸模的作用是将压机的压力传递到塑件上，并压制塑件的内表面及端面。凸模由两部分组成：上端与加料室的配合环部分配合，防止熔料溢出并有导向作用，有时下端成形部分 *

脱模机构设计一般遵循下述原则

脱模机构设计一般遵循下述原则：
1.塑件滞留与动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。
2.防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模将的粘附力的大小及其所在部位，有针对性地选择合适的脱模装置，使推卸重心与脱模阻力中心相重合。
由于塑料收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽可能大一些，以离塑件变形或损坏。
3.力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。
4.结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。
5.合模装置要正确复位。 *

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