方形盒注塑模具设计(附件)
对于模具未来的发展方向,我觉得这主要在于两个因素,一个方面是模具需求市场上的各个行业的发展方向,另一方面就是与模具相关的先进技术的发展方向,简而言之就是模具的需求和未来。模具是用来制作工件,也就是生成产品进而为人们服务的,因而模具肯定是以所制成的产品的发展方向作为自己的发展方向,模具必须符合市场的需求。制件发展方向主要是灵巧、美观、生产速度快、生产成本低与制件质量高,每个因素都代表了模具发展的方向。
这一次设计使用了Auto CAD 软件进行了相关图形的绘制。主要分析了模具中的分型面的选择、设计浇注系统、成型零件的方案、顶出机构的选择和冷却系统的放置,最后是对成型零件的相关加工方案及其工艺。
关键词 设计,顶出机构,塑料模,模具
目 录
1 前言 1
1.1 塑料模具成型行业的近况 1
1.2 本课题应达到的要求 3
1.3选题意义 3
2 塑件设计分析 3
2.1塑件模型建立 3
2.2塑件参数设计 4
2.3 材料选择 4
2.3.1 塑件材料成型性能 5
2.3.2 塑件材料工艺参数 5
2.4 塑件的脱模斜度 5
2.5分型面设计 6
2.6 型腔数目及其排列方式的设计 6
3 注塑设备和模架选择 7
3.1 注塑设备选择 7
3.2注塑机重要参数校核 7
3.2.1型腔数量的确定和校核 7
3.2.2锁模力校核 8
3.2.3注塑压力校核 8
3.2.4开模行程校核 8
3.2.5 推出装置校核 8
3.3 模架选择 9
3.3.1选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
择模架类型的相关因素 9
4 浇注系统设计 10
4.1 主流道设计 10
4.1.1 浇口套设计 10
4.1.2 浇口套的固定形式 10
4.2 浇口的设计 11
4.2.1浇口的作用 11
4.2.2浇口的类型 11
4.2.3浇口的设计 11
4.3排气系统的设计 11
4.4 冷却系统的设计 11
5 成型零件设计 13
5.1 型腔模的设计 13
5.2 型芯模的设计 13
6.推出机构设计 15
6.1推杆推出机构 15
6.2推出机构的复位 16
6.3推出机构的布局 16
7 复位与抽芯机构的设计 16
7.1 推杆复位装置 16
7.2 抽芯机构的选择 17
7.3 抽芯距的计算 17
7.4 斜导柱抽芯的设计 17
7.5滑块的设计 17
8 模具的工艺分析 18
总结 20
致谢 20
参考文献 22
1 引言
二十世纪以来,由于塑料行业发展的十分迅速并且在强度和精确性等方面有较大提高，现在使用的塑料制品的质量也得到了很大的提升,其使用范围也在不停的增加。汽车行业、日常用品等各个领域,塑料制品所占据的份额正在不停的变大,如果制作一个合理的塑料件就有可能替换许多金属工件，降低成本获取可观的利润,因此在工业产品和日常用品中塑料制件的比例在不停的增加。
使用模具制造零件有许多用其他方式所没有的优势,比如：成型制件速度快,制件品质高,能避免不必要的切削,减少能源及材料的使用,降低所需成本等。模具制造零件是现在工业生产的重要方式,已经是各个成型工艺中最具竞争力的成型方式。模具行业是日常生活和各个工业生产应用中的必不可少的一部分,推动了国家经济和社会科技的发展。
1.1 塑料模具成型行业的近况
塑料是指以树脂为主要成分的一种高分子有机化合物。树脂可分为天然树脂和合成树脂两种,各种合成树脂都是将低分子化合物的单体通过合成的方法生产出的高分子化合物,一般相对分子质量都大于１万,有的甚至可达百万级。在一定温度和压力下,塑料具有可塑性,可以利用模具成型为具有一定几何形状和尺寸精度的塑料制件。
塑料工业可以分为以下四个发展阶段：
(1) 初创阶段
(2) 发展阶段
20世纪20～30年代,相继产生了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯等,这个时期塑料工业的基础原料主要以煤焦油产品为主,塑料产量不是很大,但也为塑料工业后来的发展打下了一定的基础。
(3) 飞跃发展阶段
20世纪40年代以后,随着石油、天然气的广泛开发利用,塑料的产量和品种得到了迅速发展,相继产生了聚乙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯等。也是在这个年代,葡萄牙阿尼巴尔制造出了第一个塑料模具,此后工程塑料成为研究重点,它能使工件结构简化、重量减轻、易于加工、省材料、节约成本,因此塑料得到广泛应用,而与此同时能够快速大量产生所需塑料的塑料模具行业得到了迅猛的发展。
(4) 稳定增长阶段
塑料模工业在我国经过了数十年的发展已经取得了极大的成果,制作模具成型制件的水平有了明显的改善。现在在设计制件体积较大的模具方面已能成型彩电塑壳、容量较大的洗衣机和汽车保险杠还有整体仪表盘等,在设计精度较高的模具方面,已经可以成型照相机、多腔小模数齿轮等。比如天津机电有限公司和烟台北极星模具有限公司可以制造多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这齿轮的尺寸精度、同轴度等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模的型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm,表面粗糙度可达Ra0.2μm,模具质量、寿命也明显得到了提高了,非淬火钢模寿命可达10～30万次,淬火钢模可达50～1000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距,如表1所示。
表1 国内外塑料模具技术比较表
项目
国外
国内
注塑模型腔精度
0.005～0.01mm
0.02～0.05mm
型腔表面粗糙度
Ra0.01～0.05μm
Ra0.20μm
非淬火钢模具寿命
对于成型工艺,在多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构等方式的改进方面也有了长足的进展。气体辅助注射成型技术日趋完善,比如青岛海信模具有限公司、天津通信模具有限公司等厂家已经能够使用气辅技术成型29～34英寸电视机外壳,一些厂家还能够运用C-MOLD气辅软件成型塑件,塑件的质量也是非常好的。如上海新普雷斯等公司可以提供气辅成型的设备及相关的技术给其他公司。另外热流道模具也被广泛应用,部分公司使用率达到20%,通常使用内热式或外热式热流道装置,少部分公司使用技术水平要求比较高的针阀式热流道模具。总的来说热流道的使用率不足10%,远比不上国外50%～80%的使用率。
2)应采取高料温,高模温,但温度太高的话,材料易分解（分解温度> 270℃）。对于高精密塑料零件,模具温度应该是50～60℃,热量高光塑料模具温度应采取60～80℃。
1 前言 1
1.1 塑料模具成型行业的近况 1
1.2 本课题应达到的要求 3
1.3选题意义 3
2 塑件设计分析 3
2.1塑件模型建立 3
2.2塑件参数设计 4
2.3 材料选择 4
2.3.1 塑件材料成型性能 5
2.3.2 塑件材料工艺参数 5
2.4 塑件的脱模斜度 5
2.5分型面设计 6
2.6 型腔数目及其排列方式的设计 6
3 注塑设备和模架选择 7
3.1 注塑设备选择 7
3.2注塑机重要参数校核 7
3.2.1型腔数量的确定和校核 7
3.2.2锁模力校核 8
3.2.3注塑压力校核 8
3.2.4开模行程校核 8
3.2.5 推出装置校核 8
3.3 模架选择 9
3.3.1选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
择模架类型的相关因素 9
4 浇注系统设计 10
4.1 主流道设计 10
4.1.1 浇口套设计 10
4.1.2 浇口套的固定形式 10
4.2 浇口的设计 11
4.2.1浇口的作用 11
4.2.2浇口的类型 11
4.2.3浇口的设计 11
4.3排气系统的设计 11
4.4 冷却系统的设计 11
5 成型零件设计 13
5.1 型腔模的设计 13
5.2 型芯模的设计 13
6.推出机构设计 15
6.1推杆推出机构 15
6.2推出机构的复位 16
6.3推出机构的布局 16
7 复位与抽芯机构的设计 16
7.1 推杆复位装置 16
7.2 抽芯机构的选择 17
7.3 抽芯距的计算 17
7.4 斜导柱抽芯的设计 17
7.5滑块的设计 17
8 模具的工艺分析 18
总结 20
致谢 20
参考文献 22
1 引言
二十世纪以来,由于塑料行业发展的十分迅速并且在强度和精确性等方面有较大提高，现在使用的塑料制品的质量也得到了很大的提升,其使用范围也在不停的增加。汽车行业、日常用品等各个领域,塑料制品所占据的份额正在不停的变大,如果制作一个合理的塑料件就有可能替换许多金属工件，降低成本获取可观的利润,因此在工业产品和日常用品中塑料制件的比例在不停的增加。
使用模具制造零件有许多用其他方式所没有的优势,比如：成型制件速度快,制件品质高,能避免不必要的切削,减少能源及材料的使用,降低所需成本等。模具制造零件是现在工业生产的重要方式,已经是各个成型工艺中最具竞争力的成型方式。模具行业是日常生活和各个工业生产应用中的必不可少的一部分,推动了国家经济和社会科技的发展。
1.1 塑料模具成型行业的近况
塑料是指以树脂为主要成分的一种高分子有机化合物。树脂可分为天然树脂和合成树脂两种,各种合成树脂都是将低分子化合物的单体通过合成的方法生产出的高分子化合物,一般相对分子质量都大于１万,有的甚至可达百万级。在一定温度和压力下,塑料具有可塑性,可以利用模具成型为具有一定几何形状和尺寸精度的塑料制件。
塑料工业可以分为以下四个发展阶段：
(1) 初创阶段
(2) 发展阶段
20世纪20～30年代,相继产生了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯等,这个时期塑料工业的基础原料主要以煤焦油产品为主,塑料产量不是很大,但也为塑料工业后来的发展打下了一定的基础。
(3) 飞跃发展阶段
20世纪40年代以后,随着石油、天然气的广泛开发利用,塑料的产量和品种得到了迅速发展,相继产生了聚乙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯等。也是在这个年代,葡萄牙阿尼巴尔制造出了第一个塑料模具,此后工程塑料成为研究重点,它能使工件结构简化、重量减轻、易于加工、省材料、节约成本,因此塑料得到广泛应用,而与此同时能够快速大量产生所需塑料的塑料模具行业得到了迅猛的发展。
(4) 稳定增长阶段
塑料模工业在我国经过了数十年的发展已经取得了极大的成果,制作模具成型制件的水平有了明显的改善。现在在设计制件体积较大的模具方面已能成型彩电塑壳、容量较大的洗衣机和汽车保险杠还有整体仪表盘等,在设计精度较高的模具方面,已经可以成型照相机、多腔小模数齿轮等。比如天津机电有限公司和烟台北极星模具有限公司可以制造多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这齿轮的尺寸精度、同轴度等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模的型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm,表面粗糙度可达Ra0.2μm,模具质量、寿命也明显得到了提高了,非淬火钢模寿命可达10～30万次,淬火钢模可达50～1000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距,如表1所示。
表1 国内外塑料模具技术比较表
项目
国外
国内
注塑模型腔精度
0.005～0.01mm
0.02～0.05mm
型腔表面粗糙度
Ra0.01～0.05μm
Ra0.20μm
非淬火钢模具寿命
对于成型工艺,在多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构等方式的改进方面也有了长足的进展。气体辅助注射成型技术日趋完善,比如青岛海信模具有限公司、天津通信模具有限公司等厂家已经能够使用气辅技术成型29～34英寸电视机外壳,一些厂家还能够运用C-MOLD气辅软件成型塑件,塑件的质量也是非常好的。如上海新普雷斯等公司可以提供气辅成型的设备及相关的技术给其他公司。另外热流道模具也被广泛应用,部分公司使用率达到20%,通常使用内热式或外热式热流道装置,少部分公司使用技术水平要求比较高的针阀式热流道模具。总的来说热流道的使用率不足10%,远比不上国外50%～80%的使用率。
2)应采取高料温,高模温,但温度太高的话,材料易分解（分解温度> 270℃）。对于高精密塑料零件,模具温度应该是50～60℃,热量高光塑料模具温度应采取60～80℃。
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