空调遥控器注塑模具设计学士学位论文(编辑修改稿)

空调遥控器注塑模具设计学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前 需 干燥，注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂 因流动性好，适宜用点浇口 或侧浇口 ，但因热膨胀大，塑件中 不宜有嵌件 小于 70℃ 应用广泛 ， 如电器外壳、汽车仪表盘、日用品等 有机玻璃（非结晶型） 透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好 /但表面硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性较好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂 流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要 干燥，注射时速度不能太高 合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温与模温，以防分解。 收缩率取 ℅ 小于 80℃ 透明制品，如窗玻璃，光学镜片，灯罩等 聚碳酸酯（非结晶型） 透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯 耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好 尽可能使用直接浇口，减小流动阻力，塑料要干燥，不宜采用金属嵌件，脱模斜度 〉 2• 小于 130℃脆化温度为 — 100℃ 在机械 上做齿轮，凸轮，蜗轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零件等 本遥控器外观颜色为白色，精度等级一般（ 4 级精度），尺寸未注公差取 5 级精度。 制品底面平整，尺寸大小适中。 宜 采用 ABS 塑料， ABS材料是线型结构，非结晶型， ABS 材料常用于电器外壳、汽车仪表盘、日用品等。 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯组成。 ABS 是三元共聚物，山东科技大学学士学位论文 7 因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料ABS 树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。 此外，表面还可镀铬，成为塑 料涂金属的一种常用材料。 另外， ABS 与有机玻璃熔接性良好，用于制造双色成形塑件。 表 为 ABS 主要性能指标 [5]。 表 ABS的性能指标 密度 /gcm3 屈服强度 /Mpa 50 比体积 /cm3g1 ～ 拉伸强度 /Mpa 38 吸水率（ %） ～ 拉伸弹性模量 /Mpa 103 熔点 /。 C 130～ 160 拉弯强度 /Mpa 80 计算收缩率（ %） ～ 抗压强度 /Mpa 53 容 /J （ kg C） 1470 弯曲弹性模量 /Mpa 103 零件结构分析 收缩率 ABS 的收缩率为 %～ %，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为 %。 零件壁厚 本产品的壁厚设置为 ，是 通过实际测量， 根据零件的工作要求、摆放位置和 ABS 的化学和流动特性确定的。 零件圆角 塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强 度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模山东科技大学学士学位论文 8 阻力，便于充模。 拔模斜度 根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，脱模斜度设置为 3o。 零件体积及质量估算 注射量的计算 借助于 Pro/E 软件，直接测量出： 单个塑件的体积： V= ； 单个塑件的质量： M=ρ V= = ； 其中 ρ 的值根据材料的性质，取 g/cm3。 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统凝料按一个塑件体积的 60%进行估算，则凝料体积V凝 = 60%=。 四个塑件和浇注系统凝料 总体积 V总 = 4+= 总质量 M总 =ρ V总 = =。 初选注射机的型号和规格 注射机按照合模装置和注射装置的相对位置进行分类可分为 :卧式注塑机、立式注塑机、角式注塑机。 注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。 这些参数是山东科技大学学士学位论文 9 设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据： (1)公称注塑量 指在对空注射的情况下，注射 螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。 (2)注射压力 为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力。 (3)注射速率 为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。 (4)塑化能力 是塑化装置在单位时间内所能塑化的物料量。 (5)锁模力 是合模机构施与模具上的最大夹紧力。 锁模力的作 用是与注射时模腔熔体的压力相平衡，保证在注射及保压操作时模具不被撑开。 设计模具时，应使成型塑件每次所需注射总量小于注射机的最大注射量，通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的 80%以下。 根据计算得出的一次模具型腔的塑料总质量 cmV 总 ，则有： 33 3 1 2 总。 根据以上的计算，初步选定公称注射量为 125 3cm ，注射机型号为 XS125/630 卧式注射机，主要技术参数见表。 山东科技大学学士学位论文 10 表 XS125/630 注射机技术参数 [6] 注 射 装 置 螺杆直径 /mm 40 螺杆转速 /（ r 1min ） 10～ 140 理论注射容量 /cm3 125 注射压力 /Mpa 150 注射速率 /（ ） 110 塑化能力 /（ gs） 45 锁 模 装 置 锁模力 /KN 630 拉杆间距 (H V)/（ mmmm） 260 360 模板行程 /mm 360 模具小厚度 /mm 200 模具最大厚度 /mm 300 定位孔直径 /mm 100 喷嘴伸出量 /mm 50 喷嘴球半径 /mm 12 喷嘴口孔径 /mm ￠ 4 模板尺寸 /mm 300440 确定空调遥控器外壳注塑工艺参数 查《实用模具技术手册》，确定 ABS 塑料的注射工艺参数如下 : 注射机类型：螺杆式 螺杆转速： 30～ 60r/min 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度： 180～ 190 ℃ 料桶前端温度： 200～ 210 ℃ 料桶 中段温度： 210～ 230 ℃ 山东科技大学学士学位论文 11 料桶后段温度： 180～ 200 ℃ 模具温度： 50～ 70 ℃ 注射压力： 70～ 90MPa 保压力： 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 以上参数在试模时可以做适当调整。 山东科技大学学士学位论文 12 3 空调遥控器外壳注塑模具的结构设计 塑件在模具中的位置 塑件在成型模具中的位置，是由模具的分型面决定的。 在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定成型时塑件在模具中的位置，亦即确定分型面，再根据成型塑料的性能特点、塑件的生产批量，确定一模中成型件数、浇口形式等。 分型面设计 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面。 分型面的形式 ：平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面及瓣合分型面。 一副模具至少有一个分型面，有的有多个分型面。 单分型面注塑模式注塑模具 中最简单、应用最普及的一种模具，它以分型 面为界将整个模具分为动模和定模两部分。 一部分型腔在动模，一部分型腔在定模。 主流道在定模，分流道开设在分型面上。 开模后，制品和流道留在动模，制品和浇注系统凝料从同一分型面内取出，动模部分设有推出系统，开模后将制品推离模具。 选择分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。 同时在选择分型面时考虑以下因素： (1) 尽可能使制品留在动模的一侧。 (2) 尽可能满足制品的使用要求。 (3) 尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。 (4) 不应 影响制品尺寸的精度和外观。 (5) 尽量简单 ,避免采用复杂形状 ,使模具制造容易。 山东科技大学学士学位论文 13 (6) 不妨碍制品脱模和抽芯。 (7) 有利于浇注系统的合理设置。 (8) 尽可能与料流的末端重合 ,有利于排气。 根据上述原则因素，结合塑件的各方面因素，空调遥控器 外壳注塑模具的分型面选择平直分型面，并且只需要一个，优点是结构简单，加工方便。 空调遥控器外壳的分型面形状及位置如图 所示 图 空调遥控器外壳分型面形状及位置 型腔布置 型腔布置包 括两方面的内容，即模具型腔的数目和各型腔在模具中的排列。 为了是模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和积极性，并保证模具的精度，模具设计时应该要确定模具型腔的数目。 模具型腔的数量通常是客户或产品工程部根据产品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及颜色的来确定的，型腔数量越多，制品的精度越低，经济性越差，成型工艺越复杂，并且保养和维修越困难，故障发生率越高。 确定型腔数量的方法有：根据锁紧力确定，根据最大注塑量确定，根据塑件精度和经济性确定。 其中主要有两大方法： 一是按技术参数确定型腔数目，二是按 经济性来确定型腔数目。 可根据注射机的最大注射量确定型腔山东科技大学学士学位论文 14 数 n，根据公式 12m mKm Nn  式（ ）得： 式中 K—注射机的最大注射量的得用系数，一般取 ； M N—注射机允许的最大注射量； m 2—浇注系统所需塑料的质量或体积（ g 或 cm179。 ）； m 1—单个塑件的质量或体积（ g 或 cm179。 ）。 所以需要 n 本零件主要从精度考虑，该零件尺寸中等，为大批大量生产，可采用一模多腔的结构形式。 同时考虑 到塑件尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步确定一模四腔， 即一次注射成型四个塑料制件，采用 H 形布局，其优点是型腔排列平衡，分流道设计 简单。 布置方案如下图。 图 空调遥控器型腔的布局图 成型零部件设计 注射模的成型零部件是指构成模具型腔的零件，通常包括型腔（凹模）、型芯（凸模），以及各种成型杆和 成型镶件。 按功能划分，成型零部山东科技大学学士学位论文 15 件可分为安装部分和工作部分。 安装部分起安装和固定成型零件的作用；工作部分与塑料直接接触，用来成型塑件。 适合于 ABS 材料成型的钢材有 40Cr，供货硬度为 40HRC，易于切削加工。 而后在真空环境下经 500℃～ 550℃处理，钢材析出复合合金化合物，使钢材硬度具有 HRC40～ 45 的硬度，耐磨性好且变形小。 由于材质纯净，可做镜面抛光，并能光腐蚀精细图案，有较好的电加工及抗锈蚀性能。 故这里选取 40Cr 作为成型零件材料。 凹模的结构设计 凹模也称为型腔，按结构不同可分为整体式 、整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式四种类型。 根据本塑件的结构特点，本课题采用整体式凹模，这种成型处塑件的质量较好，模具强度不高，不易变形。 图 为模具的凹模。 图 凹模 凸模和成型杆的设计 凸模又称型芯，是用以成型塑件内表面的零部件。 成型杆是指能形成山东科技大学学士学位论文 16 塑件孔、槽的小型芯。 通常可以分为整体式和组合式两种类型。 通过对塑件的结构分析可知，该塑件需要一个成型零件内表面的大型心，因塑件抱紧力较大，所以设在动模部分，同时有利于简化模具结构。 凸 模结构如图 所示。 图 凸模结构如图 成型零件工作尺寸的计算 塑件尺寸能否达到图纸尺寸的要求，与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大的关系。 成型零件中与塑料熔体接触并决定制品几何形状的尺寸称为工作尺寸。 它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。 其中型腔尺寸可分为深度尺寸和径向尺寸，型芯尺寸可分为高度尺寸和径向尺寸。 型腔尺寸属于包容尺寸，当型腔与塑料熔体或制品制件产生摩擦磨损后，该类尺寸具有增大的趋势。 型芯尺寸属于被包。