最新U盘盖注射模具设计说明书.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateU盘盖注射模具设计说明书塑料罩壳塑料模具设计 扬州市职业大学毕业设计设计课题:U盘盖注塑模模具设计系 别: 机械工程系 专 业:模具设计与制造班 级: 07模 具(3)姓 名: 巫 萍 学 号: 0701030324 指导教师: 池 寅 生 完成时间: 10年4月 目 录 摘要 3一、 塑件及成型工艺分析 3(一) 塑件的分析 3(二) 热塑性塑料ABS的注射成型过程
2、及工艺参数 4(三) ABS的性能分析 5二、 拟定模具结构形式 6(一) 分型面位置的确定 6(二) 确定型腔数量及排列方式 7(三) 模具结构形式的确定 7三、 注射机型号的确定 8(一) 所需注射量的计算 8(二) 注射机型号的选定 8(三) 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 9四、 浇注系统形式和浇口的设计 11(一) 主流道的设计 12(二) 冷料穴的设计 13(三) 分流道的设计 13(四) 浇口的设计 14(五) 浇注系统的平衡 15(六) 浇注系统凝料体积的计算 15五、 浇注系统各截面流过熔体的体积计算 15(一) 塑件的成型收缩率 16(二) 明确塑件尺寸公差等级 16(
3、三) 型腔型芯各尺寸的计算 17(四) 型腔零件强度、刚度的校核 19六、 模架的确定和标准件的选用 20(一) 定模座板 20(二) 凸模固定板 20(三) 支承板 20(四) 垫块 20(五) 动模座板 21(六) 模套 21(七) 推板 21(八) 推杆固定板 21七、 合模导向机构设计 21(一) 导向机构的总体设计 21(二) 导柱的设计 22(三) 导套的设计 22(四) 推板导柱与导套的设计 23八、 脱模推出机构的设计 24(一) 脱模推出机构的设计原则 24(二) 塑件推出的基本方式 24(三) 塑件的推出机构 24(四) 脱模力的计算 25(五) 脱模力校核 25九、 侧向
4、分型与抽芯机构的设计 26(一) 侧向分型与抽芯类型的确定 26(二) 斜滑块(瓣合模)的几种方案对比 26(三) 斜滑块的组合形式 26(四) 斜滑块的导滑形式 26(五) 塑件在瓣合模中脱模过程的设计 27(六) 设计要领 27(七) 各项尺寸的计算与校核 27十、 排气系统的设计 28十一、 温度调节系统的设计 28十二、 模具的装配、调试与维 29(一) 模具的装配 29(二) 模具的调试 30(三) 模具的维护 31(四) 模具的工作过程 31毕业设计小结 33 谢辞 35参考文献 36U盘盖注塑模模具设计摘要:毕业设计课题的制品是最常见的U盘的盖子。U盘是闪存的一种,有小巧便于携带
5、、储存量大、价格便宜的特点。U盘盖可用于保护U盘盖USB接口处的磨损,延长了U盘的使用寿命。制品材料为高频特种热塑性塑料ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),材料收缩率仅0.4%0.7% 。由制品图可知,该制品尺寸较小,形状不规则,采用推件杆推出塑件,另外,塑件表面有通孔,为使制品顺利脱模而又不影响制品要求,需采用侧向分型与抽芯机构,是本模具中设计的要点。其他结构设计在此不再赘述,详细内容见后面章节。关键词:一模四腔 瓣合模(斜滑块) 侧向分型 一次推出 二次分型一、塑件成型工艺性分析(一)塑件的分析1塑件如图1所示: 2塑料名称ABS3状态颗粒状4生产纲领大批量生产5塑件的结构及成型工艺性
6、分析(1)结构分析如下: 该塑件作为U盘的盖子,外形为倒有圆角的立方体,其中俩个角做了改变,为倒角和圆弧,制件上有一个通孔。制件的内部俩侧之间有角度要求,所以在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。(2)成型工艺分析如下: 由于制件的外表面要求平整、光洁、美观,无棱角; 精度等级:采用一般精度5级; 脱模斜度:该塑料件高为26.13mm,宽度为5.03mm,但由于原料在注射时流动性极好,因此,塑件不放脱模斜度。(二)热塑性塑料ABS的注射成型过程及工艺参数1. 注射成型过程(1)成型前的准备。对ABS的色泽、细度、和均匀度等进行检验。并严格控制添加剂的含量。由于AB
7、S吸湿性很小,仅0. 1,所以成型前需稍微进行干燥处理即可。(2)注射过程塑料在注射机料桶内进行加热塑化到流动状态后,由模具的流注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、保压、放气和固化4个阶段。(3)塑件的后处理放到烘箱里,继续热固化完全,并消除应力。2. ABS的注射工艺参数(1) 注射机:螺杆式(2) 螺杆转速(r/min):2050 (3) 料筒温度()后段:8580 中段:165180 前段:180200 (4) 喷嘴温度()170180 喷嘴形式:直通式(5) 模具温度():5080 (6) 注射压力(Mpa):60100(7) 保压压力力(Mpa):60100(8) 成型时间(s
8、):注射2090;保压05; 冷却时间20150;成型周期:60100(三)ABS的性能分析1. 使用性能综合性能良好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电讯结构零件。2. 成型性能(1)无定性料,流动性中等,比聚苯乙烯、AS差,但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好,溢边值为0.04毫米左右。(2)吸湿性强,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。(3)成型时宜取高料温、高模温,但料温过高易分解(分解温度为250)。3 ABS的主要性能指标密度/(g/cm3)1.021.16屈服强度/MPa98质量体积/(cm3/g)0.860.98拉抗强度
9、/MPa80吸水率24h/()0.20.4拉伸弹性模量/GPa1.8玻璃化温度/90108抗弯强度/MPa126熔点/130160弯曲弹性模量/GPa2.8计算收缩率/()0.40.7抗压强度/MPa7198比热容/(J/(kgK)1680抗剪强度/MPa75注:源自参考文献塑料模具设计与制造简明手册中表2-29 二、拟定模具结构形式(一)分型面位置的确定1. 分型面的选择原则(1)有利于保证塑件的外观质量(2)分型面应选择在塑件的最大截面处(3)尽可能使塑件在动模一侧(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)尽可能减少塑件在合模方向的投影面积(7)长型芯应置于开模方向
10、(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,已经充分考虑的上述原则,同时从所提供的塑件图样可看出该塑件表面有6一通孔,所以在分型时需进行侧向抽芯分型。2.分型面选择方案 (1)分型面选择方案I。 第一分型面与开模方向垂直;第二分型面与开模方向平行。分型面的形式与位置如图2所示。动模型芯(长为36)利用开模动作从塑件中抽出,塑件外侧凸凹利用瓣合模或滑块来成型,分型定距短(单边距离为8mm左右),整个塑件成型精度比较高,模具结构也比较简单。(2)分型面选择方案II。 第一分型面与开模方向垂直;第二分型面与开模方向平行,如图3所示。塑件的表面成型精度不高,且制件两端面不允许有分
11、型线的要求。综上所述,分型面采用方案I模具结构相对简单,塑件成型精度可靠,满足塑件外观质量要求,因此采用方案I。 (二)确定型腔数量及排列方式 当塑件分型面确定后,就需要考虑是采用单腔模还是多型腔模。 一般来说,大中型塑件和精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的模具结构,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。故由此初步拟定采用一模四腔。如图4所示。(三)模具结构形式的确定 该塑件外观质量要求较高,从该塑件的外部特征可以看出塑件外形是一有凸凹圆环的类轴零件,15外圆柱一两个17的圆环,对该塑件进行
12、模塑成型时,凸凹圆环只能采用侧向成型。侧向成型方法有多种形式,有斜导柱、斜导槽和弯销驱动侧向滑块成型,有斜滑块侧向成型等方法。而斜滑块侧向成型要比斜导柱和弯销驱动成型机构简单的多,因此本设计采用斜滑块侧向成型,因此可初步拟定采用两型腔三分型面的模具结构形式,前两个分型面为水平分型面,后者为垂直分型面,如图6所示。三、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,因此设计注塑模是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,设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、
13、拉杆间距、最大和最小模具厚度、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相匹配的注射机,倘若用户已提供了注射机的型号和规格,设计人员必须对这些参数进行校核,倘若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量再进行调整。(一)所需注射量的计算 1对塑件体积、质量的计算 对于该设计,用户提供了塑件的图样及尺寸,据此建立模型并对此模型分析得:塑件体积 V1 1.81 cm3塑件质量 m1 =1.11.811.991g2浇注系统凝料体积的初步计算 可按塑件体积的0.6倍计算,由于该模具采用一模四腔,所以浇注系统凝料体积为: V2= 4V10.641.9910.6 4.7
14、78cm33 该模具一次注射所需塑料PT-610 体积 V0 = 4V1+V2 = 41.81+4.778 12.01cm3 质量 m0 = = 1.112.01 13.211g(二)注射机型号的选定近年来我国引进注射机型号很多,国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注塑模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时,最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明上标明的技术参数。根据以上的计算初步选定型号为SZ45型卧式注射机,其主要技术参数如下:注:以上参数由参考文献5第392页及公司提供部分参数(三)型腔数量及注射机有关工艺参数的校核1型腔数量的校核(1)由注射机料筒塑化速
15、率校核型腔数量 上式右边944,符合要求。式中 K注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8; M注射机的额定塑化量(g/s),该注射机用户提供为6g/s; t成型周期,因塑件小,壁厚不大,取30s进行校核; m1单个塑件的质量和体积(g或cm3),取m11.991g 浇注系统塑料质量或体积(g或cm3),取0.61.99144.78 g 。(2)由注射机的最大注射量校核型腔数量 上式右边17.34,符合要求。式中 注射机允许的最大注射量(g/cm3),该注射机为45g。其他符号意义与取值同前。(3)由注射机的额定锁模力校核型腔数量 塑件在充模过程中产生的胀模力主要作用在两个位置:在两瓣合模上的
16、作用面积约为A111720340塑件与模板的接触面积约为A123.14(17/2)2226.87 上式右边11.24,符合要求。式中 F 注射机的额定锁模力(N),该注射机为4105N;A14个塑件在分型面上的投影面积(mm2),A14112.68449.072mm2;A2浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2),A2157.2mm2;塑料熔体对型腔的成型压力(),一般是注射压力的 30%65%,该处取型腔平均压力为11965%77.35。2注射机的工艺参数的校核(1)注射量校核注射量以容积表示 最大注射容积为 0.8545=38.25 cm3式中 模具型腔和流道的最大容积(cm3); V
17、指定型号与规格的注射机注射量容积(cm3),该注射机为45cm3; 注射系数,取0.750.85,该处取0.85。倘若实际注射量过小,注射机的塑化能力得不到发挥,塑料在料筒中停留的时间就会过长。所以最小注射量容积。故每次注射的实际注射量容积应满足,而12.01cm3,符合要求。(2)锁模力的校核 在前面已经进行,符合要求。 (3)最大注射压力的校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力Pmax=157,应该大于注射成型所需用的注射压力,即 式中 安全系数,常取1.251.4。实际生产中,该塑件成型时所需注射压力为70100。代值计算符合要求。3.安装尺寸的校核(1)喷嘴尺寸主流道的小端直径
18、D大于注射机喷嘴d,通常为 D=d+(0.51)mm对于该模具d=3mm,取D=4mm,符合要求。主流道入口的凹球面半径SR0应大于注射机喷嘴球半径SR,通常为 SR0SR+(12)mm对于该模具SR=12mm,取SR0=13mm,符合要求。(2)定位圈尺寸 注射机定位孔尺寸为55mm,定位圈尺寸取55mm,两者之间从呈较松动的间隙配合,符合要求。(3)最大与最小模具厚度 模具厚度H应满足 式中=90 =240而该模具厚度H=20+50+25+30+60+20=205mm,符合要求。4.开模行程和推出机构的校核 (1)开模行程校核 HH1+H2+(510)mm式中H注射机动模板的开模行程(mm
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