冰箱保温盒自动脱料注射模设计.pdf

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1、 1 模具设计与制造项目 指 导 书 一、课程目的和意义：模具设计与制造项目课程是作为成型技术与模具理论课之外的一门重要补充课程，由于模具结构的多样性、复杂性及其巧妙性，走马观花式的结构介绍显然难以达到对该门课程真正的理解和掌握。如结构也许可行，但是否合理；结构虽然巧妙，但能否更佳？结构即使科学，但是否经济等等，这些单凭书本知识是难以做出直观判断的。作为社会需求量极大的热门技术，必须真正地全面领会其基本结构原理，并对各类变形、延伸结构的科学性、合理性融会贯通，才能真正做到举一反三，完全掌握，满足社会的需要。正是基于上述目的，开设了模具设计与制造项目课程，期望学生们能在创新设计中，将书本内容与工

2、程实践有机结合，巩固和加深对理论知识的理解，并充分发挥同学们的想象力、创造力，形成一种科学的发散性思维。举一反三，灵活运用所学知识，进行模具结构设计。二、实验的内容和方法：本课程的开设是一种新的尝试，是适应当前本科教学改革而进行的一项前沿性探索。课程学习过程中，同学们可以从网上、期刊上、工厂搜集一些实际模具的设计实例，对其结构进行分析、研究并吸收消化。完全了解其结构，掌握其工作原理，同时如有可能的话，给出更佳的替代机构，完成模具设计。课程学习中学生一人一题。学生在规定的学时内完成对某一模具机构的分析。首先分析塑料制品结构特点，确定自己的模具方案，如二板模或三板模，强脱或旋脱等等；其次对照实物或

3、平面图，研究他人模具结构特点；最后对比分析二者差异，从中获得感性的设计知识。三、完成步骤：1、搜集模具资料，现场观看模具实物、搜集模具设计图纸；2、分析塑料制品结构特点，拟定自己的模具设计方案；了解塑件的用途，使用情况及工作要求，对于塑件图上提出的塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度等进行工艺分析，即从成型工艺、塑料制件的设计原则、模具结构合理性等方面进行综合分析，对其不够合理的部分提出改进意见，并进行改正。3、分析研究他人模具设计结构，与自己方案对比，从中细细体会他人模具设计的科学性合 2 理性，或提出自己的不同见解；4、进行模具设计，包括模具三维结构设计，演示模具工作过程；1）选择所需成型机械的

4、类型与规格，列出主要技术参数。根据塑件形状尺寸，估算塑件体积和重量，并校核所选成型机械的有关参数。2）分析塑件，确定成型工艺方案及所用模具的类型与结构，包括选择成型位置，确定分型面。浇注系统形式，浇口开设位置，脱模方式，侧孔侧凹的成型方法、排气方法、调温方式及模具的加工性能。3）根据塑件尺寸精度要求，对成型零件的成型尺寸进行必要的计算，对主要受力的零件，根据需要进行强度与刚度校核，必要时进行冷却面积的计算，以便确定冷却水孔的直径与长度。4）绘制模具三维图。5）根据模具注射模塑过程的工作原理，制作模具动作Flash动画。四、撰写说明书内容包括骤：塑料制品结构分析；模具结构分析、模具各部件功能和用

5、途；以图文形式论述，附塑料制品、模具三维图和工作原理动画图等。五、提交材料 打印说明书，提交电子文档。若干个同学合一个光碟，以姓名为文件夹的名称。应交材料：说明书；塑料产品三维图电子文档；模具三维图电子文档；模具动作 Flash动画电子文档。3 摘 要 模具设计与制造项目课程是作为成型技术与模具理论课之外的一门重要补充课程，在这次模具设计与制造项目中，主要参与冰箱保温盒自动脱料注射模设计。此型号冰箱保温盒采用乳白色 ABS 塑料，采用 HT-350H 型注射机生产，一模四腔结构，能够实现自动脱料。并且由于盒题内有凹腔，开模过程中需要侧抽芯。同时，要求设计的模具结构设计合理，生产效率高，生产成本

6、低。关键词：保温盒、注射模、一模四腔、自动脱料、侧抽芯 4 目 录 1 塑件工艺分析.1 2 模具结构及其工作过程.1 3 模具关键零部件的设计.4 1）浇注系统设计.4 2）成型零部件设计.4（1）型腔的设计.4（2）型芯的设计.5（3）侧向分型抽芯机构设计.5（4）导向机构设计.5（5）流道冷凝料自动脱料系统的设计.6（6）脱模机构的设计.6 4 结束语.7 总结.7 参考文献.7 5 1.塑件工艺分析 图 1 是某型号冰箱保温盒零件图，材料为乳白色ABS，要求塑件内外表面美观、光亮、一模四腔，自动脱料把，采用 HT-350H 型注射机生产。塑件为深型腔的盒形状制件，内外表面均为可见光亮面

7、，产品四周边沿上前后有四个对称的长方形安装卡钩，左右有两个对称的长方形安装卡钩，后面靠近产品底部有两个直径为 12mm 的圆孔，上部有两个长方凹槽，因此，需要侧向抽芯。由于该产品要求采用一模四腔，自动脱冷凝料，且有十处需要侧向抽芯，结构要求紧凑，布局合理，因此，模具结构复杂、设计难度较大，模具制造精度要求高。图 1 保温盒三视图 6 2.7 模具结构及其工作过程 图 2 所示为该产品注射模结构，模具为点浇口进料、三板式双分型面模。一模四腔，产品前后左右平行放置，方向相反以便侧抽芯。由于产品内外均为可见面，不允许有浇口痕迹，为减少浇口疤痕，在产品底部采用点浇口进料，分流道平衡式布置进料。设有定距

8、流道脱料板系统自动顶出流道冷凝料。安装卡钩、圆孔、长方凹槽的成型均采用侧向分型抽芯机构来实现。图 2 模具装配图 模具工作过程：当模具开模时，在拉钩的作用下，定模板随动模一起运动，由于定距螺钉的限制，模具首先沿-面分型，当运动到型腔中孔的台肩与定距螺钉台肩相碰时，中间板即定模板不动，此时，流道冷凝料在拉料杆的作用下被留在了定模一侧，拉杆带动流道脱料板运动将流道冷凝料顶出，从而自动脱落。与此同时，开模力通过斜导柱作用于斜滑块，迫使斜滑块在定模板的导滑槽内侧向移动，完成圆孔的侧向抽芯动作。动模继续向开模方向运动，模具沿-面分型，在拉料杆与型芯包紧力的作用下，塑件及分流道凝料从型腔中拉出被留在了动模

9、一侧，当动模运动到一定的距离之后，停止运动，这时，在顶出机构的作用下，推板推动推杆、拉料杆及侧向抽芯机构运动，卡钩和长方凹槽实现侧向分型抽芯，推出塑件。设计公式：1锁模力 F（TON）F=Am*Pv/1000 8 F：锁模力 TON Am：模腔投影面积 CM2 Pv：充填压力 KG/CM2 （一般塑胶材料充填压力在 150-350KG/CM2）（流动性良好取较底值，流动不良取较高值）充填压力/0.4-0.6=射出压力 例：模腔投影面积 270CM2 充填压力 220KG/CM2 锁模力=270*220/1000=59.4TON 2射出压力 Pi KG/CM2 Pi=P*A/Ao Pi:射出压力

10、 P：泵浦压力 A：射出油缸有效面积 Ao:螺杆截面积 A=*D2/4 D：直径 ：圆周率 3.14159 例 1：已知泵浦压力 求射出压力？泵浦压力=75 KG/CM2 射出油缸有效面积=150CM2 螺杆截面积=15.9CM2（45）Pi=75*150/15.9=707 KG/CM2 例 2：已知射出压力 求泵浦压力？所需射出压力=900 KG/CM2 射出油缸有效面积=150CM2 螺杆截面积=15.9CM2（45）泵浦压力 P=Pi*Ao/A=900*15.9/150=95.4 KG/CM2 3射出容积 V CM3 V=*Do2/4*ST V：射出容积 CM3 ：圆周率 Do：螺杆直径

11、 CM ST：射出行程 CM 例：螺杆直径 42mm 射出行程 165mm V=*4.2*4.2/4*16.5=228.6CM3 9 4射出重量 G Vw=V*Vw：射出重量 G V：射出容积 ：比重 ：机械效率 例：射出容积=228.6 CM3 机械效率=0.85 比重=0.92 射出重量 Vw=228.6*0.85*0.92=178.7G 5射出速度 S CM/SEC S=Q/A S：射出速度 CM/SEC Qr：泵浦吐出量（每回转/CC）CC/REV A：射出油缸有效面积 CM2 Q=Qr*RPM/60(每分钟/L)Q：泵浦吐出量 RPM：马达回转数/每分钟 例：马达转速 1000RPM

12、 泵浦吐出量 85 CC/REV 射出油缸有效面积 140 CM2 S=85*1000/60/140=10.1 CM/SEC 6射出率 Sv G/SEC Sv=S*Ao Sv：射出率 G/SEC S：射出速度 CM/SEC Ao：螺杆截面积 例：射出速度=10CM/SEC 螺杆直径42 面积=3.14159*4.2*4.2/4=13.85CM2 Sv=13.85*10=138.5G/SEC 3.模具关键零部件的设计 1)浇注系统设计 模具采用四型腔四点浇口平衡进料方式的浇注系统，浇口位置设置不当可能使塑件变形或某些尺寸超差。该模具将浇口位置设在产品底部的正中间，这样能使熔体流动均匀，填充迅速，

13、降低塑件变形。2)成型零部件设计（1）型腔的设计 为提高模具强度、型腔板采用整体式、一模四腔整体加工，材料采用进口 P20。下凸模 10 结构如图 3 所示。图 3 下凸模三视图（2）型芯的设计 为方便加工、型芯采用组合型芯、材料采用进口 P20。（3）侧向分型抽芯机构设计 由于产品结构的要求、该模具的侧向分型有 2 种情况：在开模第一次分型时，必须完成圆孔的侧向分型和抽芯；侧向分型与塑件的顶出同步进行，以完成卡钩和侧凹槽的抽芯。圆孔的侧向分型与抽芯机构采用斜导柱抽芯机构，如图 2 所示。斜导柱设在定模垫板上，斜滑块设在型腔板中的导滑槽内、当-面分型时、开模力通过斜导柱作用于斜滑块、迫使斜滑块

14、在定模板的导滑槽内侧向移动，完成圆孔的侧向抽芯动作。卡钩和侧凹槽的抽芯机构采用斜推杆抽芯机构来实现，将成型卡钩和侧凹槽的斜推杆固定在顶出板上，顶出时，斜推杆随着顶出板一起运动、推杆在向前移动的同时，也侧向移动，达到抽芯的目的。（4）导向机构的设计 本模具采用导柱和导套机构导向。导柱的布置方式采用等直径导柱的对称布置方式。导柱安装在动模上、材料为T10A，硬度为 5055HRC。顶杆固定板如图4 所示。11 图 4 顶杆固定板 （5）流道冷凝料自动脱料系统的设计 通常三板式双分型面点浇口模具在产品成型、顶出后、流道凝料被留在型腔板上的分流道中，不易取出、需借助工具才能将料把取出，生产效率低。该模

15、具设计了自动脱料系统，不需借助工具手工取出，缩短了产品成型周期，提高了生产效率。如图 2 所示，自动脱料系统包括脱料板、拉杆、拉料杆、限位螺钉、螺母。当模具沿-面分型时，流道冷凝料在拉料杆的作用下被留在了定模一侧，当中间板运动到型腔中孔的台肩与拉杆台肩相碰时，中间板即定模板不动，拉杆带动脱料板自动将流道冷凝料顶出，自动脱落。（6）脱模机构的设计 由于受产品结构限制，该模具的顶出采用扁顶杆顶出，在产品四周的边沿上设置扁顶杆，将塑件顶出。扁顶杆的尾部用销钉固定在圆顶杆上，圆顶杆固定在顶出板上，随着推板一起运动，顶出塑件。12 4.结束语 该模具结构设计合理、紧凑、生产效率高、试模一次成功，现已交付

16、使用，获得了较好的经济效益。总 结 这次课程设计，是一次新的尝试，尝试将课本所学习的模具知识应用到实践当中，使理论知识得到进一步提高的同时，也进一步深化了实践设计的步骤与思路。通过对冰箱保温盒注射模的详细理解，包括塑件的用途，使用情况及工作要求，对于塑件图上提出的塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度等进行工艺分析，即从成型工艺、塑料制件的设计原则、模具结构合理性等方面进行综合分析，对其不够合理的部分提出改进意见，并进行改正，得出最后的修正方案。同时参考他人的设计经验，进一步优化设计结果，独立完成这次模具设计的全过程，并上交设计论文。参考文献 1.申开智.塑料成型模具（第二版）.北京：中国轻工业出版社，2006 2.王庆五，仇亚琴，张昱.SolidWords2006中文版模具设计专家指导教程.北京：机械工业出版社，2006 3.胡仁喜，郭军，王仁广.Solidworks2005中文版机械设计高级应用实例.北京：机械工业出版社，2005 4.何小宁：咖啡壶把手注射模设计，模具制造，2003.9