毕业设计(论文)玩具飞机外壳注塑模具设计(编辑修改稿)

毕业设计(论文)玩具飞机外壳注塑模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

本科生毕业设计（论文） 5 第 3 章 注射机的选择 塑件注射工艺参数的确定 根据相关资料，查得 ABS 的注射成型工艺参数 如表 31 所示。 表 31 ABS 注射工艺参数 注塑机类型 螺杆式 螺杆转速 30r/min 喷嘴形式 直通式 喷嘴温度 180~190℃ 料筒前段温度 200~210℃ 模具温度 50~70℃ 料筒中段温度 210~230℃ 注射压力 70~90MPa 料筒后段温度 180~200℃ 保压压力 50~70MPa 注射时间 3~5s 保压时间 15~30s 冷却时间 15~30s 成型周期 40~70s 塑件质量和体积的估算 该塑件的 材料为 ABS，查相关手册得知其密度为 ~179。 ，这里取塑件的密度为 179。 通过 UG 三维软件的分析可知该塑件的体积为 179。 ，因此塑件的质量为 M=ρV== 初选注射机 塑件连同浇注系统凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的 80%，已知塑件的质量为 ，浇注系统凝料的质量未知，不过本次设计的是一模一腔的塑料模具，并且采用的流道短而简单，所以估算浇注系统凝料的质量为 15g，总的质量为 ，因为注射机的最大注射量 应大于。 注射机的公称注射压力要大于塑件成形的压力，这里塑件成形的最大压力为90MPa。 高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个很大的推力，注射机的公称模锁力应大于这个力，否则会出现溢料现象，即： F≥PA 江西科技学院本科生毕业设计（论文） 6 式中 F 为注射机公称锁模力， P 为注射时型腔内注射的压力， A 为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和。 查相关手册得知 ABS 型腔平均压力为30MPa，通过 UG 三维软件的分析，该塑件在分型面上的垂直投影面积约为178。 ，估算浇注系统的投影面积为 2020mm178。 ，则 面积之和为 178。 ，所以注射机的公称锁模力应大于。 根据以上的数据分析，初选型号为SZY300 的注射机，该注射机的主要技术参数如表 32 所示。 表 32 SZY300 注射机的主要技术参数 结构形式 卧式 注射方式 螺杆式 螺杆直径 60mm 最大注射量 320g 注射压力 125MPa 锁模力 1400kN 模具最大厚度 355mm 模具最小厚度 130mm 喷嘴球半径 12mm 喷嘴孔半径 最大开模行程 340mm 定位圈直径 模板尺寸 520620mm178。 江西科技学院本科生毕业设计（论文） 7 第 4章 模具的结构设计 注射模一般是由成形部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统和支承零部件组成。 塑件在模具中的位置 注射模具每一次注射循环所能成形的塑件个数是由模具型腔的数目所决定的。 型腔数目及布置方案和分型面的选择决定了塑件在模具中的位置。 型腔数目的确定 一次注射只能生产一件塑料产品的模具称为单型腔模具，如果能生产两件或两件以上塑料产品的则为多型腔模具。 该塑件为中等大小，市场需求量一般，虽然多型腔模具从表面上看，比少型腔模具经济效益 高，但是多腔模具制造成本高，所用注射机大，每一次注射循环期长而维持费用较高，这里采用单型腔模具足以满足要求。 型腔的布置 在进行型腔的布置时，要注意型腔排列应当紧凑，以节约钢材，减轻模具的质量，并且型腔的布置和浇口的开设部位应力要求对称，以防模具承受偏载而产生溢料现象，更重要的是平稳性要好，加工性尚可。 图 41 为该玩具飞机外壳型腔的布置。 图 41 玩具飞机外壳型腔的布置 江西科技学院本科生毕业设计（论文） 8 分型面的选择 注射成型后，塑件从动、定模部分的接合面之间取出，这个接合面称为分型面。 分型面是决定模具 结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。 所以在选择分型面时，应该遵循以下几项基本原则： （ 1）分型面的选择应有利于塑件的脱模 （ 2）分型面应该选择在塑件外形的最大轮廓处 （ 3）分型面的选择要保证塑件的精度要求 （ 4）分型面的选择应有利于排气 （ 5）分型面的选择应使侧抽芯行程较短 （ 6）分型面的选择应有利于模具的制造 本塑件结构上面小下面大，中间以曲面过渡，所以根据分型面应该选择在塑件外形的最大轮廓处的原则，将玩 具飞机外壳的底部作为分型面，其分型面的位置及形状如图 42 所示。 图 42 玩具飞机外壳分型面的位置及形状 箭头的指向为模板移动的方向，上面的模板为定模，下面的模板为动模，中间为分型面。 浇注系统的设计 浇注系统指的是模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道，一般由主流道、分流道、浇口及冷料穴四部分组成，它的作用是将熔融状态的塑料填充到模具型腔内，然后在填充及凝固过程中将注射压力传递到塑件的各个部位，以获得外形清晰、内在质量优良的塑料制品。 浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，直接影响着注射成形效率和塑件的质量。 因此，对浇注系统进行设计时，一般应当遵循以下基本原则： （ 1）要适应所用塑料的成型性能，根据各种塑料的不同成型性能来设计浇注系统，以保证成型塑件的质量。 江西科技学院本科生毕业设计（论文） 9 （ 2）创造良好的的排气条件，保证浇注系统及型腔中原有气体能有序的排出。 （ 3）喷嘴端部的冷料不能进入型腔，防止注入型腔影响塑件的质量，在浇注系统中考虑有储存此冷料的位置。 （ 4）在保证质量的前提下尽量缩短流程，以减少冷却时间，保证塑件质量。 （ 5）尽量避免流料直接冲击嵌件及细弱型 芯，以防止嵌件位移或细弱型芯变形。 （ 6）需按型腔布局设计，考虑到模具是一模一腔还是一模多腔。 本塑件采用的模具是一模一腔，单型腔模一般不设分流道。 主流道的设计 主流道是熔料从注射机注入模具最先经过的的部位，与注塑机喷嘴在同一条直线上。 主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 由于主流道与熔融塑料和注射机喷嘴反复接触、碰撞，所以通常将其设计在模具的浇口套中，浇口套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度 53～57HRC。 主流道的大小，直接影响到填充时间及流动速度，因 此，必须选择恰当尺寸的流道，以保证塑件的成形不受影响。 主流道的长度 L 按定模板厚度来确定。 在保证塑件成型良好的前提下，为了不让压力和热量的损失，主流道的长度不应太长。 一般长度不大于 60mm，由于这里采用的是直接浇口，所以根据产品进行设计计算得主流道长度为 76mm。 已知初选注射机的型号为 SZY300，其喷嘴球半径为 12mm，喷嘴孔直径为，为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，主流道入口的凹坑球面半径 R1要比注射机喷嘴球面半径 R2大 2～ 3mm， 主流道的小端直径 D 应稍比注塑机喷嘴孔直径 d 大 ～ 1mm，即 R1=R2+(2~3)mm=12+2mm=14mm D=d+（ ~1） mm=+= 主流道入口的凹坑球面配合高度 H 一般为 3~8mm，这里凹坑球面配合高度H 取 4mm。 主流道的锥角α一般为 2176。 ~4176。 ，但是对于流动性差的塑料等情况，锥角 α也可取 3176。 ~6176。 玩具飞机外壳的材料为 ABS，其流动性比较好，这里锥角 α取 3176。 浇口套的设计如图 43 所示。 江西科技学院本科生毕业设计（论文） 10 图 43 浇口套的设计 排气系统的设计 在注射成型过程中，会产生许多 气体，若不能被排除干净，就会影响塑件的质量，因此设计模具时必须将这些气体排出。 通常排气的方式有利用配合间隙排气、在分型面上开设排气槽和利用排气塞排气。 这里考虑到塑件结构并不复杂，体积中等，并且采用单型腔模具成型，因此利用配合间隙排气可以达到要求。 成形零件的设计 成形零件一般由型腔、型芯、镶块、成形杆和成形环等组成，它决定了塑件的形状和尺寸。 成形零件的结构设计 （ 1） 型腔的结构设计 型腔指的是成形塑件外部的零件， 可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式、四壁拼合式和瓣合式六种 形式。 由于整体嵌入式型腔加工简单，安装容易，不易产生形变，方便更换和维修，故这里采用整体嵌入式型腔，采用H7/m6 过渡配合，如图 44 所示。 江西科技学院本科生毕业设计（论文） 11 图 44 型腔的结构 （ 2） 型芯的结构设计 型芯指的是成形塑件内部的零件，一般分为整体式型芯和组合式型芯两种类型。 这里采用组合式型芯，采用 H7/m6 过渡配合，如图 45 所示。 图 45 型芯的结构 成形零件工作尺寸的计算 成形零件工作尺寸指的是决定塑件形状大小的尺寸， 影响其误差主要有模具的制造精度、磨损量和塑件的成型收缩率。 目前，成型零件工作 尺寸主要用两种方法计算，一种称为平均尺寸法，另一种称为极限尺寸法。 由于本塑件未注公差，对尺寸精度无特殊要求，所有尺寸为自由尺寸，因此这里采用平均尺寸法对成形零件工作尺寸。