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1、 毕业设计（论文）题 目： 空调机后盖注射成型工艺与模具设计学 生： 指导老师： 副教授 系 别： 材料科学与工程系 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具 学 号： 2010年 5月目录摘要11 引言22 塑件工艺分析32.1 产品结构分析32.1.1塑件的尺寸精度分析32.1.2塑件表面质量分析32.1.3塑件的结构工艺性分析32.2塑件材料分析42.3成型条件分析52.4注射成型的工艺参数53 模具设计方案的确定73.1计算制件的体积和质量73.2注射机的初选73.3 分型面的选择83.3.1分型面的形式83.4 确定型腔数目和排列方式83.4.1型腔数目的确定93.4.2型腔的排列方
2、式93.5 浇注系统的设计103.5.1 浇注系统的组成103.6抽芯机构的设计143.6.1侧向分型抽芯机构143.6.2滑块与导滑槽设计143.7凹模的结构设计153.8凸模的结构设计163.9导柱导向机构的设计173.10 脱模机构的设计183.10.1脱模机构183.10.2脱模机构的分类及选用183.10.3脱模机构的设计原则183.10.4空调机后盖的脱模机构193.11 温度调节系统的设计193.11.1冷却系统设计193.11.2冷却系统设计原则193.11.3冷却系统的结构形式194 模具设计的有关计算214.1抽芯距的计算214.2抽芯力的计算214.3斜导柱的选择214.
3、4冷却时间的计算214.5成型零件的工作尺寸计算214.5.1.型腔尺寸计算224.5.2型芯1尺寸计算234.5.3型芯2尺寸计算244.6型腔壁厚和底板厚度计算254.7冷却系统的计算255 注射机参数的校核265.1 注射压力的校核265.2 锁模力的校核265.3开模行程与推出机构的校核266 模架选用287 模具装配图绘制297.1 模具装配图绘制297.2模具动作过程308设计小结31致谢32参考文献33摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本论文介绍了注射成型的基本原理，
4、特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计，介绍了冷流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统的设计过程度要求做了简单说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。并分析和阐述了模具型芯零件及各标准件的选材、热处理工艺，塑件的结构要素，塑件的尺寸公差和精度的选择，塑件的体积和质量的计算方法对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证包括模具闭合厚度、模具安装尺寸等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。 通过本设计可以对注塑模具有一个更进一步的认识，了解模具结构及工作原理。关键词：生产工艺 注射模 成型零件 塑料模具 分型面
5、 浇注系统 1 引言塑料具有可塑性强，密度小，比强度高，化学稳定性高，外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱，塑料制品几乎已经进入一切工业部门及人民日常生活的各个领域。空调机后盖是日常生活中十分常见和常用的制品，选择空调机后盖是因为它的结构包含了常见塑料模具的各个部分，能达到综合训练自己设计水平的目的，能充分做到理论结合现实生活的实际情况，我们能做到同时站在生产方和使用者的角度来考虑产品的设计，可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改进产品的设计方案，使产品模具设计更具实际意义。2 塑件工艺分析2.1 产品结构分析2.1.1塑件的尺寸精度分析此塑件有要求的尺寸精度级别为MT3或MT
6、2级，其余的精度级别可按MT5级精度查公差值。2.1.2塑件表面质量分析除了塑件一些特殊部位有较高的表面要求，其余的表面粗糙度为6.3m。2.1.3塑件的结构工艺性分析该塑件外形为钩形，其高度较高而宽度较窄，在成型时可能出现填充不足的现象。此次产品是在UG5.0的辅助下完成的，产品图如图2.1： a塑件俯视图b塑件仰视图图2.1 空调机后盖塑件三维实体图2.2塑件材料分析1、化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体聚合而成的非结晶型的高聚物。2、ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色
7、，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。 3、ABS塑料性能一般性能： ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为1820，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。力学性能：ABS有优良的力学性能，
8、其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。热学性能：ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。电学性能：ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。环境性能：ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开
9、裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。成型性能：ABS塑料成型性较好。它的流动性较好，成型收缩率小；ABS塑料比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的干燥。ABS塑料可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。 4、ABS塑料的用途 由于ABS塑料具有良好的综合性能并易于成型，所以在机械、电器、轻工、飞机、造船以及日用品等工业中得到较广泛的应用，如电机外壳、电话机壳、汽车仪表盘、仪表壳、把手、管道、电池槽、及电视机、收录机、洗衣机、计算机外壳
10、等。2.3成型条件分析干燥处理：吸湿性强，通常需要干燥处理；分解温度：250；模具温度：5080；注射压力：可大到6001000bar（1bar=0.1mpa，bar是国际组织压力单位）；保压压力：可大到800bar；2.4注射成型的工艺参数注射机类型： 螺杆式预热和干燥t/: 150170 165180 180200喷嘴温度t/: 170180模具温度t/: 5080注射压力P/MPa： 60100成型时间t/s: 注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 20120 总周期 50220螺杆转速n/(rmin-1): 30后处理： 方法 红外线灯、烘箱 温度t/ 70 时间t/h 243
11、 模具设计方案的确定3.1计算制件的体积和质量注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，因为即使同意规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为
12、了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即： V实 P0=70MPa，这里P0选70MPa，所以注射压力满足要求。5.2 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夹紧力，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，即： F锁F胀=A分XP型 F锁注射机的额定锁模力（N）； P分模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3 0.65倍，通常取2040MPa。这里选P型=30MPa。 A分塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2） 由UG分析/面测量，可得投影面积为
13、115cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2。 F锁F胀=A分X P型 =（115+10）x30=3.75X105（N） 而锁模力为180t即1.764x106N，大于3.75x105，符合要求。5.3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料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。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一是开模行程与模具厚度无关；二是开模行程与模具厚度有关。这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是但双型面注射模具。1.当开模行程与模具厚度无关时 这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其模板行程是由
14、连杆机构的最大冲程决定的，而与模具厚度是无关的。对双分型面注射模，所需开模行程H为： S机H=H1+H2+a+(510)mm式中，H1塑件推出距离（mm）； H2包括浇注系统在内的塑件高度（mm）； S注射机移动板最大行程（mm）； a中间板与定模的分开距离（mm）； H所需要开模行程（mm）。 H=27+133+90+10=260S机=3502.推出机构的校核各种型号注射机的推出装置与最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。6 模架选用模架选用选择依据：根据型腔布局、浇注系统形式、成型零件结构、侧抽芯机构、推出机构、冷却系统的设置要求，估算出模架周界尺寸为 3
15、55450mm。结果：龙记大水口AH型 355450模架，A板厚63mm，B板厚50mm，C板厚50mm，如图6.1所示： 图6.1 龙记模架7 模具装配图绘制7.1 模具装配图绘制 1.模具结构主视图如图a：a模具结构主视图2.模具结构俯视图如图b：b模具结构俯视图1.型腔 2.销 3.内六角螺钉 4.定位圈 5.主流道衬套 6.内六角螺钉 7.动模板 8.导套 9.定模板 10.支承板 11.导柱 12.拉料杆 13.复位杆 14.垫块 15.下模座板 16.内六角螺钉 17.铜套 18.推板 19.内六角螺钉 20.内六角螺钉 21.推杆固定板 22.导杆滑座 23.斜导杆24.销 25
16、.内六角螺钉 26.斜导柱 27.内六角螺钉 28.限位块 29.压板 30.弹簧 31.限位螺钉 32.斜滑块 34.销 35.型芯2 36.内六角螺钉 37.销 38.上模 座板 39.型芯1 40.密封圈图7.1 模具装配图7.2模具动作过程 在注射机的作用下，随着动模部分的开模，由于型芯对塑件的包紧力，所以首先在分型面1处先分开。拉料杆12将塑件和冷凝料从型腔1中拉出，塑件停留在型芯1和型芯2中。紧接着，斜滑块在斜导柱26和压板29的导向作用下，向两边滑动，限位块28、限位螺钉31和弹簧30起到定位作用，其中楔紧块33起紧固作用。 随着动模机构后移，在注射机的顶杆，作用在推板18和推板固定板21，利用导杆滑座22和斜导杆23的推力，型芯2向上滑动的同时，向中间移动。这样，塑件在型芯2的作用下，实现脱模。
