机械模具设计说明书(编辑修改稿)

机械模具设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

进口大于出口，致使模具外贸逆差一年比一年大。 ****本科生毕业设计（论文） 2 CAD 即计算机辅助设计的英文简称 (Computer Aided Design)。 注塑模 CAD 系统中数据可分为组合数据和基本数据，可将组合数据逐层分解至基本数据为止。 根据这种分解模式，可以对总体、部件、详细数据这三类数据分别进行处理。 本次毕业设计的题目为显示器座组件之二注塑模的设计，电脑外壳，台灯外壳等是日常生活中很常见的 模具 ，此设计选择了生活中很常见的模具显示器底座。 本次 设计的目的在于检验理论的认知，并且将理论与实践相结合，培养自己的创新思维，设计能力，并且在设计过程中增强对 Pro/E 和 CAD 等软件的操作熟练程度，并且使用了 EMX、燕秀等工具，让我知道我们平时使用的软件功能强大，还需要自己不断发掘，使我认识到提高使用软件解决实际问题的能力的必要性，我会进一步掌握模具设计的方法和过程，为接下来继续读研深造夯实基础。 本设计主要内容包括： 、塑料的性能分析； ； ； 、零件工作图设计；。 ****本科生毕业设计（论文） 3 第 一 章 塑件成型工艺分析 塑件结构特征 外形尺寸 此 塑件属于中等 型号 ，整体投影为 一个长方形 ， 长方形的 最大长度 为 92mm，最大宽度为 85mm， 最大高度 为 25mm， 中间凸起部分形状是圆形，塑件 厚度 均匀， 都为 3mm。 塑件内部 含有 两个倒钩 ， 并且倒钩两端有凸台挡住，只能 采用内抽芯机构 ，内抽芯行程较短。 塑料熔体流程 长 ，材料 是 热塑性塑料， 通常用 注射成型。 精度等级 该塑件整体结构较 复杂，大部分都是 曲面 特征。 尺寸精度要求 一般 ， 但 外 表面粗糙度 要求较高，内部 要求较 低 ，再结合其材料性能，精度等级 可 选 为 IT5 级。 脱模斜度 ABS 是一种热塑性材料，它 的成性收缩率不大，流动性为中性，为 确保 注射充型流畅，根据 参考文献 [1]表 210 常用塑件的脱模斜度查得 ABS 的脱模斜度选为 1176。 塑 件 结 构 正、反面 分别 如图 和图 所示 ： 图 反面图 ****本科生毕业设计（论文） 4 图 正面图 塑料 ABS 名称 及其 性能 ABS 树脂是一种共混物，是丙烯腈 丁 二烯 苯 乙 烯 共 聚物 ， 英 文 名Acrylonitrilebutadinestyrene，这丙烯腈 、 丁二烯 、 苯乙烯 之比 为 20： 30： 50(熔点为 175℃ )。 ABS 为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，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，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。 缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。 成型性能 （ 1）无定型塑料 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、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯易加工、高光洁度及高强度。 应按照品种来确定成型方法及成 型条件。 （ 2）吸湿性强 ABS 是吸水的塑料，于室温下， 24 小时可吸收 %~%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过 %，塑料表面****本科生毕业设计（论文） 5 会受大的影响，所以对 ABS 进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于 %。 （ 3）流动性中等 溢边料。 （ 4）其它性能 ABS 在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比 PA、 PVC 高，尺寸稳定性好，收缩率在 %~%范围内，若经玻纤增强后可以减少到 %～ %，而且绝 少出现塑后收缩。 ABS 具有良好的 成型加工性，制品表面光洁度高，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 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 若与 MMA掺混可制成透明 ABS，透光率可达 80%。 根据各材料的注塑性能及加工使用性能，综合市场价格，选择材料为 ABS。 ABS 的主要性能指标 ABS 其性能指标 如 表 所示 ： 表 ABS 的性能指标 性 能 数值 性能 数值 密度 /（ g/cm3 ） ～ 抗拉屈服强度 /MPa 50 质量体积 /（ cm3 /g） ～ 拉伸弹性模量 /MPa 103 吸水率 /%（ 24h） ～ 抗弯弹性模量 /MPa 103 收缩率 /% ～ 冲击韧度（缺口） / 58 热变形温度 /℃ 54 熔点 /℃ 130～ 160 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接痕、烧焦及黑纹、光泽不良。 消除措施：增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预干燥。 ****本科生毕业设计（论文） 6 ABS 的注射成型过程 （ 1）成型前的准备 对 ABS 的 色泽、粒度、和均匀度等进行检验，由于 ABS 吸水性 较大，成型前应进行充分的干燥。 这样不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。 需要控制水分在 %以下。 （ 2）注射过程 塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 （ 3）塑件后的出理 处理的介质为空气和水，处理温度为 60750 C，处理时间为1620s。 注射 成形 的 工艺参数 在塑料注射成型过程中，工艺条件的选择和控制是保证成型顺利进行和塑件质量的关键因素之一。 温度 注射成形过程控制需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等，前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要影响塑料的充模和冷却定形。 （ 1） 料筒温度 为了保证塑料熔体的正常流动而又不是塑料发生变质分解，料筒最合适的温度范围应高于 Tm，但也不许低于塑料的分解温度 Td。 （ 2）喷嘴温度 喷嘴温度通常率低于料筒的最高温度，这是为了防止熔料在喷嘴处产生的流涎现象。 （ 3）模具温 度 模具温度对塑料熔体在型腔内的流动和塑料制品的内性能与表面质量影响很大。 模具温度的高低决定于塑料的特性，塑件尺寸与结构、性能要求及其他工艺条件等。 模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的 ,也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热得到平衡而保持一定的模温。 压力 注射成形过程中的压力包括塑化压 、注射压力、保压压力和型腔压力四种。 他们 直接影响到 到 塑料的 塑化和 塑件 质量。 （ 1）塑化压力 塑化压力是指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部塑料熔体在螺杆旋转后退时所受的压力，亦称 背 压， 所代表的是塑料塑化过程中承 受的压力。 其大小可以通过液压系统中的溢流阀来调整。 保证塑件质量的前提下，其大小一般不大于 2MPa. （ 2）注射压力 注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。 其作用是克服熔体流动充模过程中的流动阻力，是熔体具有一定的充模速率。 在同样条件下，****本科生毕业设计（论文） 7 高压注射时，注射速率高；反之，低压注射时则注射速率低。 （ 3） 保压压力 型腔充满后，注射压力作用于对模内熔体的压实的压力，其大小等于或小于注射时所用的注射压力。 （ 4） 型腔压力 它是注射压力经过喷嘴、流道、浇口等的损失后，作用于型腔单位面积上的压力， 一般是注射压力的 ~ 倍，大约为 20~40MPa。 时间 完成一次注射成形所需要的时间，称为成 型 周期。 它包括以下几部分： （ 1）注射时间 充模时间（柱塞或螺杆前进的时间） 保压时间（柱塞停留在前进位置的时间）； （ 2） 合 模冷却时间 柱塞后退的时间； （ 3）其它时间 指开模、脱模涂拭脱模剂、安放嵌件和模具等。 成形周期直接影响生产效率和设备利用率，尽量在整个成形周期中，注射时间中的充模时间不长，一般不超过 10s，保压时间较长，一般为 20120s。 冷却时间的长短应以保证塑料制品脱模时间不引起变形为原则，一般为 30120s。 此外，在成型过程应尽可能缩短开模、脱模等其它时间，以提高率生产率。 1 .5 技术要求及工艺性分析 该产品用于 显示器的底座 ,要求具有绝缘性的作用。 该产品精度及表面粗糙度要求为一般精度。 该产品为 中 批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用推杆自动脱模结构。 由于该塑件属于中等大小尺寸，所以模具采用一模一腔的结构， 由于材料表面不允许有较大的痕迹，所以选择用点浇口的形式。 化学性能要稳定，绝缘性要好，要宜于成形加工等，闭弯折不容易产生损坏和断裂现 象。 塑件表面要求无飞边或缩孔现象。 ****本科生毕业设计（论文） 8 第二章 拟定模具结构形式 分型面位置的确定 塑件设计 的 阶段，应考虑 到 成型时分型面的位置 和 形状，否则 无法正确的用 模具成型。 在模具设计 的 阶段， 首先应该 确定分型面的位置， 然后再 选择模具的结构。 分型面设计是否合理，对塑件 的 质量、工艺操作 是容 难易 以及 模具的设计制造都有很大影响。 因此，分型面的选择是 注塑模 设计中的一个关键因素。 分型面的选择原则 ： （ 1）有利于保证塑件的外观质量； （ 2）分型面应 该 选择在塑件的最大截面处； （ 3）尽可能使塑件留在动模一侧； （ 4）有利于保 证塑件的尺寸精度； （ 5）尽可能满足塑件的使用要求； （ 6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积； （ 7）长型芯应置于开模方向； （ 8）有利于排气； （ 9）有利于简化模具结构。 该塑件在进行模具设计时已经充分考虑了上述原则，通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在截面积最大且有利于开模取出塑件的底平面上，分型面的选择如图 所示。 图 分型面的选择 ****本科生毕业设计（论文） 9 分型面设计有以下的特点 （ 1）这样的设计保证了分模时塑件留在动模一侧； （ 2）模具结构相对简单，塑件成型精度可靠； （ 3）便于塑件脱模。 型 腔数量及排列方式的确定 一般来说，大、中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 由于该塑件属于 尺寸较大的零件 ，所以模具采用一模一腔的结构。 由于该模具选择的是一模一腔，故其流道处在型腔中心，浇口也处于型腔中心， 所以可以采用主流道直接进料，即直浇口，直浇口的尺寸较大，压力及热量损失较小，可用于成型单型腔模具，适用于大型桶，盆、箱、 TV 后壳等类塑件。 模具结 构形式的确定 由以上的分析可知，该模具外观质量要求较高，从该塑件的外部特征可以看出塑件外形是圆弧形状，而整体投影为 长方形 ，内部 两 个倒钩，此处只能采用内侧抽芯机构。 内部 侧向抽芯机构有 几种 形式：弯销 滑块 侧向抽芯、斜滑块 内 侧向抽芯 、 斜推杆 导滑的内 侧向抽芯 及摆杆内侧抽芯。 本设计采用斜 推杆 侧向抽芯机构，并初步拟定采用 一模 一腔单分型面的模具结构形式。 根据塑件结构形状，推出机构初选为推件板推出或者推杆推出。 浇注系统设计时候，流道设置在中心位置，浇口采用 直身点 浇口，处在 塑件突出圆的顶端 位置。 ****本科生毕业设计（论文） 10 第 三章 注射机型号的 确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应该对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。 根据这些参数，选择一台和模具匹配的注射机，倘若用户已经提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或于用户取得商量调整。 所需注射量的计算 塑件质量、体积计算 对于该设计 ,首先用 Pro/ 对此零件建立塑件模型，并通过此软件分析，塑件质量属性 如 图 所示。 图 塑件质量属性 ****本科生毕业设计（论文） 11 塑料制件体积 V塑 ＝ ； 塑料制件质量 M塑 ＝。 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件提及的 倍来估算。 由于 这次设计流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 倍来计算，同时由于该模具采用一模一腔，所以，浇注系统凝料体积为： V2= V塑 ＝ = cm3┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄（ ） 该模具一次注射所需要的 AB。