插座面板注塑模設計（全套含CAD圖紙）,插座,面板,注塑,設計,全套,cad,圖紙 包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 摘 要 本次插座面板注塑模設計，塑件采用聚碳酸酯材料，該材料中生活中主要突出耐熱性、阻燃性、抗沖擊性三大方面。本產(chǎn)品運用了CAD、UG、Moldflow等軟件進行分析來得出報告。本篇文章涉及到加強筋結構、外觀要求、圓角等內(nèi)容。該設計使用moldflow軟件對插座面板進行分析，得出以單分型面注塑模，型腔采用是一模二腔注射，該產(chǎn)品采用側澆口注射。頂出機構以推桿來把塑件完成推出。 關鍵詞：單分型面；插座面板；聚碳酸酯 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件工藝分析 2 1.1 塑料材料的選擇 2 1.2 塑件的尺寸 2 1.3 脫模斜度 3 1.4 外觀要求 3 1.5 塑件的加強筋 3 1.6 圓角 3 2 模具的結構形式 4 2.1 分型面位置的確定 4 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 4 3 注塑機型號的確定 6 3.1注射機參數(shù)報告 6 3.2 Xs-Z-60技術參數(shù) 7 4 澆注系統(tǒng)設計 8 4.1 澆口的位置選擇 8 4.2 流道設計 8 4.3 冷料穴的設計 9 4.4 澆口設計 9 4.5 澆口套設計 9 5 成型零件結構設計 10 5.1 型腔件的結構設計 10 5.2 型芯件的結構設計 10 5.3 成型零件鋼材選用 10 6 模架選取 11 7 冷卻系統(tǒng)設計 12 8 頂出機構設計 13 總 結 14 致 謝 15 附 錄 16 參考文獻 18 前 言 隨著社會的不斷發(fā)展與進步，工業(yè)偏向于自動化發(fā)展，隨著這些技術的誕生，對于產(chǎn)品的質量要求也不斷在變高。模具位于之首，對于產(chǎn)品要求更是達到頂端，對于插座類塑料模，也是要求比較高。 本次設計為插座面板，插座面板作為日常生活用品，日常要求主要在外觀和材料。由于插座厚度較薄，所以在內(nèi)表面增加了一些加強筋，為了增加材料壁厚，提高產(chǎn)品在生活中使用期限，防止在安裝或者使用不當情況下，導致彎曲或斷裂，由于面板四周壁厚都比較薄，所以設計頂出機構設在內(nèi)表面，且面板要求外觀光澤和明亮，其次頂出機構靠近加強筋，來減小頂出機構對產(chǎn)品相應的應力。防止塑件因為頂出力而發(fā)生變形。其次頂出機構布置在塑件四周，讓塑件受力均勻，防止塑件受頂出力而變形。此次設計首先確定塑件的材料，其次考慮塑件的結構，通過結構來確定選用注塑機類型，再次考慮塑件在頂出位置。本次設計涉及到AuToCad、Ug、Moldflow軟件，通過AuToCad確定插座面板的外形尺寸，用三維軟件Ug畫出產(chǎn)品，在通過Moldflow來分析插座面板的注塑參數(shù)，來選取注塑機的型號。 1 塑件工藝分析 1.1 塑料材料的選擇 1）基本特性 聚碳酸酯（pc）是一種透明而略帶黃色的塑料，具有抗拉沖擊強度和抗蠕變的能力。耐熱耐寒性能優(yōu)秀，能在高溫下長期工作，成型收速率僅為0.5% ～0.8%，所以塑件材料的尺寸穩(wěn)定性好。聚碳酸酯的耐磨性、抗老化性性能、電絕緣性能優(yōu)良，有一定的抗化學腐蝕能力。 2）主要用途 在機械上主要用在渦輪和蝸桿，也有一些用在水箱蓋板。在生活中主要用于風扇、插座面板、接線插排等，在電氣方面主要用在電動機內(nèi)部零件，測量表盤上等。聚碳酸酯還設計一些光學零件，如日常用電燈，防護玻璃等。 3）成型特點 Pc不易吸水。但是在高溫工作環(huán)境時水分對其有較大的影響，會產(chǎn)生銀絲現(xiàn)象，所以要保持工作環(huán)境的干燥，真空干燥法是一種非常好的辦法；熔融時由于溫度較高，溶體沾度上升，導致其無法順暢流通。所以要有足夠高的溫度和壓力來保證塑件成型，其次溶體粘度對溫度有很大影響，為了保證塑件的流動性能，通常采用增加溫度的方法。 1.2 塑件的尺寸 1) 塑件的尺寸指塑件流動性能受塑件總體尺寸而影響和模具在工作時注塑機的注塑量、模具的鎖模力、模具的模仁影響。 2) 塑件尺寸主要受模具自身精度和模具工作時發(fā)生損壞或在安裝模具時可能產(chǎn)生誤差。包括塑件在型腔冷卻時發(fā)生的收縮變化和塑件冷卻完畢后發(fā)生時效變化（后收縮。） 3) 該塑件外形尺寸90＊86＊10，壁厚為1mm，如圖1-1產(chǎn)品結構圖所示。 圖1-1 產(chǎn)品結構圖 1.3 脫模斜度 為了方便脫模，所以在塑件內(nèi)外表面留有一定的斜度，防止脫模時磨傷塑件，避免模具在分模時型芯型腔過度磨損，稱為脫模斜度，脫模斜度選定為0.5。 1.4 外觀要求 技術要求：表面光潔沒有毛刺、沒有收縮的痕跡，交口不可以設在產(chǎn)品外表面。 1.5 塑件的加強筋 1）加強筋的主要作用是增加塑件的硬度和減小塑件受外力作用下而彎曲。 2）加強筋主要設計在內(nèi)表面，且靠近壁厚處，一般以圓弧過渡在側壁上面。防止安裝時產(chǎn)生應力集中使塑件變形而彎曲。 3) 用于插座面板材料過薄，防止變形，所以在插座面板折彎地方布置了加強筋，加強筋的厚度為0.5mm，來增加塑件的強度。 1.6 圓角 在設計塑件時盡量避免塑件有尖角，由于塑件是日常經(jīng)常接觸，外表面的尖角設計成圓角，或者使用圓弧過渡，來保證塑件外觀圓滑光潤。 1）圓角的主要作用防止應力集中破壞塑件，其次它能提高塑件的硬度。因為有一定的圓角，所以在充模和脫模時比較方便。再次圓角在制造中方便于加工生產(chǎn)，所以在設計時盡可能的把尖角設計成圓角。 2）圓角的確定是有一定的原則。首先內(nèi)壁圓角和外壁圓角半徑設計是根據(jù)壁厚來決定，其次圓角半徑都應該小0.5mm，而且外壁圓的半徑應該大于內(nèi)壁圓的半徑，三者關系為塑件壁厚一半為內(nèi)壁圓圓角半徑，塑件壁厚的3.5倍為外壁圓的半徑。 2 模具的結構形式 2.1 分型面位置的確定 分析面位置的選擇原則： 1) 符合脫模要求，能使塑件從模具取出。 2) 保證塑件留在后模，有利于頂針痕跡不顯在外表面。 3) 分模線不影響外形，而且分型面盡量避免光滑的外表面。 4) 方便塑件在模具時的便利。 根據(jù)對產(chǎn)品工藝分析，通過分型面設計原則，分型面選在產(chǎn)品截面積最大位置處，分型面位置如圖2-1。圖2-1根據(jù)分型線分析后設計的分型面。 圖2-1 分型面 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 模具型腔數(shù)確定，應考慮型腔的布局，注塑機的料簡通常布局定模板中心軸上，所以保證了主流道的位置，各個型腔到主流道的相對位置應滿足以下基本幾個要求： 1) 盡量保證各型腔從總壓力均衡分到的型腔壓力，同時均勻充滿，并均衡補料，來確認各塑件的性能、尺寸盡可能穩(wěn)定。 2) 主流道到各型腔流程較短，來降低廢料率。 3) 各型腔間距應盡量大，方便在空間布置冷卻水道、推出桿等，并具有相對的截面積，來承受注射壓力。 4) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的中心應該接近注射機鎖模力的中心，一般與模板中心重合。 從上面要求來看，本模具設計為一模二腔。塑件內(nèi)部中間有4個螺絲孔，并且頂出壓力主要集中在塑件四周側壁，所以用推桿推出等常規(guī)結構，如圖2-2. 由于該塑件澆口不可以設置在產(chǎn)品外表面，澆口設計在產(chǎn)品內(nèi)表面為內(nèi)澆口。 模架方面，由上可確定為單分型面模架，因此選用龍記模架的AI型大水口模架比較合適。 圖2-2 型腔布置圖 3 注塑機型號的確定 3.1注射機參數(shù)報告 根據(jù)moldflow分析得出注塑機參數(shù): 表 3-1 注塑機參數(shù) 最大注塑機鎖模力 500 kn 最大注射壓力 125 MPa 最大注塑機注射率 60.0 cm^3/s 注塑機液壓響應時間 1.00s 充填時間 0.90s 冷卻時間 20.00 s 保壓時間 10.00 s 環(huán)境溫度 25.00 C 溶體溫度 230.00 C 理想型腔側模溫 50.00 C 理想型芯側模溫 50.00 C 3.2 Xs-Z-60技術參數(shù) 如表3-1所示。 表 3-2 Xs-Z-60注塑機參數(shù) 型號 Xs-Z-60 一次注射量/cmз 60 螺桿直徑/mm 38 注射壓力、MPa 122 注射方式 柱塞式 鎖模力/kn 500 最大注射面積/cm 130 最大開（合）模行程/mm 180 模具最大厚度/mm 200 具最小厚度/mm 70 動、定模固定板尺寸a*b（mm或mm*mm） 330*440 拉十空間a或a*b（mm或mm*mm） 190*300 4 澆注系統(tǒng)設計 4.1 澆口的位置選擇 如圖4-1產(chǎn)品進澆口所示，塑料熔體從兩個澆口進入型腔相互融合，同時抵達末端，實現(xiàn)平衡沖模。 優(yōu)點：流動方向與塑件軸線平行，一般翹曲比較小。 缺點：流程較長，注射壓力比較大，保壓問題嚴重。 圖4-1 產(chǎn)品進澆口 4.2 流道設計 流道設計主要分為二種，一種為主流道設計，一種為分流道設計。主流道形狀一般為圓錐形，主要用在開模時取出廢料和注塑機注入液體時方便流動。主流道的作用就是將注塑機注入時的液體導入分流道，起著導向作用。主流道的位置一般設計在模具中心塑料熔體的入口處。主流道尺寸影響著注入液體時流動的速度主，所以主流道設計時還要短一點，這樣可以減小液體在主流道里散發(fā)的熱量和壓力損耗。由于注塑機注入的液體首先從主流道進入，受高溫的影響，所以設計套設計成可拆卸更換的澆口套。如圖4-2為模具主流道澆口套的結構圖。 澆口套與定位環(huán)配合關系如圖4-2所示，要考慮到定模的強度影響，因此導致定模座板和定模板的厚度比較厚，所以澆口套的長度也會增加，而冷料長度過于長會導致材料的浪費，造成熱量的損失，對產(chǎn)品質量造成影響。因此該模具的澆口套并沒有隨著模板加長而變長，而是埋入定模座板，這樣就減小了主流道冷料的長度，但是注射機噴嘴要加長。 圖4-2 澆口套位置 4.3 冷料穴的設計 冷料穴的作用是注塑機剛開始注入液體時，液體進過主流道，液體溫度降逐漸降低，這時候前面這些液體將不能進入型腔，防止影響塑件的整體質量，所以在主流道末端一般設計為半球型凹坑。 4.4 澆口設計 在我們設計中，進澆口往往取最小值，這樣可以避免試模時發(fā)現(xiàn)問題及時解決。因為PC材料理論參考值0.5～ 1.5mm，塑件對于外觀要光潔，所以澆口先設計為Φ0.5mm，如圖4-4所示。 圖4-4 側澆口 4.5 澆口套設計 在實際生活生產(chǎn)中澆口套材料一般采用碳素工具鋼T8A加工，材料需要進行熱處理，并且淬火要求53~57HRC。澆口套的安裝位置一般位于二個型腔的中心位置，并且注塑機的噴嘴和它處于同一軸上。為了方面從主流道道出凝料，一般主流道設計為圓錐形，錐度取2~4粗糙度小于0.63，所以在設計中噴嘴鏈接的地方為半圓形凹坑。 5 成型零件結構設計 5.1 型腔件的結構設計 型腔件是指注塑機注入的液體型腔內(nèi)冷卻成型的外表面零件。型腔件可以按照凹模結構分為整體式、整體嵌入式，組合式和鑲嵌式等。此次選用整體嵌入式凹模結構，將型腔嵌入在凹模中，處在模具的中心位置，如圖5-1所示。 圖5-1 型腔整體嵌入式結構 5.2 型芯件的結構設計 型腔件是指注塑機注入的液體型腔內(nèi)冷卻成型的內(nèi)表面零件。型芯共有二種結構一種為整體式，另一種為組合式。通過對塑件的結構分析，得出此次設計選用整體嵌入式結構。如圖5-2所示。因為型芯整體嵌入在動模板上，采用用螺釘固定在凹模上面。 圖5-2 型芯固定動模板結構 5.3 成型零件鋼材選用 根據(jù)成型塑件的全面分析，塑件對于外觀要求光澤明亮，所以成型塑件要求效果好，所以成型零件的選擇要求具有防酸能力，光度要求高并且拋光性能必須好。而且成型零件的硬度和剛度都有求極高。因為型腔型芯都采用嵌入式結構，所以考慮在生產(chǎn)時的機械性能和拋光性能，材料選用45#，并且淬火熱處理。 6 模架選取 根據(jù)澆口的設計得出，塑件進澆口選用側澆口，根據(jù)導套、導柱的長度，再參考書本《塑料模具設計與基礎》的選擇方法，將采用龍記大水口模架，選用尺寸為AI3540型模架結構。 各模板尺寸的確定: 1）定模板尺寸 定模板高度為70mm，首先型腔要嵌入在定模板中，型腔的厚度為30mm，所以定模板厚度大于型腔，其次要考慮型腔嵌入與定模板最小壁厚大于20mm，再次要留出足夠的距離來引出水路。最后要有足夠的強度和硬度。 2）動模板尺寸 方法設定和定模板方法類似，厚度要求也要厚80mm。 3）模腳尺寸 模腳的高度是根據(jù)等式來決定，模腳高度=頂出行程+推板厚度+頂出固定厚度+5mm=30+25+20+5=80，模腳的高度為90mm。 綜合上面尺寸，用Ug在胡波上面調(diào)用龍記大水口AI3540模架，外形尺寸位：長*寬*高=400mm*350mm*346mm，如圖6-1所示。 圖6-1 模架 7 冷卻系統(tǒng)設計 聚碳酸酯材料屬于中等粘度，其模具溫度的溫度為50～80C，采用常溫水進行冷卻模仁。 在設計冷卻系統(tǒng)時，要對于注塑機注入液體時產(chǎn)生的熱量和空氣的流動熱量忽略不計。而且在每單位時間溶體冷卻完后所發(fā)出的熱量和冷卻水流過模具帶走的全部熱量。 型腔的成型面積較為平坦，適合直通式冷卻回路，如圖7-1所示。而動模部分嵌入結構復雜適合環(huán)繞式水路，如圖7-2所示。 圖7-1 直通式水路 圖7-2 環(huán)繞式水路 8 頂出機構設計 動模頂出，當塑件成型冷卻完動模側的包緊力大于定模側的包緊力。其次采用動模頂出，模具結構相對簡單。由于插座面板表面要求光滑，頂出痕跡只能留在插座面板內(nèi)表面。 此次設計采用圓柱形推桿來推出塑件，圓柱形推桿比較常見，應用范圍也比較多，而且圓柱型推桿方便加工制造，精度比較準確，安裝方便，在更換時比較便利。所以采用圓柱形推桿推出，如圖8-1所示。 推桿布局的原則為以下幾點： （1）靠近加強筋地方。 （2）塑件壁厚的地方。 （3）結構復雜部位。 由于插座面板厚度較薄，所以在加強筋附件布置了4個Φ6的推桿，為了防止塑件受力不均勻在頂部與底部添加了4個Φ5的推桿。由于塑件頂部和底部壁厚沒有側面大，所以選用Φ3.5的推桿。本塑件一共采用了16個推桿頂出，其中8個是190*Φ5，其余是190*Φ3.5，如圖8-1所示。 圖8-1 頂出機構 總 結 經(jīng)過整整幾周的努力，插座面板注塑模的畢業(yè)設計終于完成了，通過這一段時間的學習，掌握了很多知識和經(jīng)驗。通過這次畢業(yè)設計對我們以后有著許多的幫助。 通過這次插座面板注塑模的畢業(yè)設計是對我們?nèi)晁鶎W知識的運用，把學習的知識用在實戰(zhàn)中來體現(xiàn)出來。加強了我對《塑料模具設計基礎及項目實踐》課程所學的內(nèi)容，·學會了塑料模具設計的方法和步驟，知道如何來查理書籍、手冊、圖表等相關的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。并且學會如何運用本專業(yè)理論和生產(chǎn)實際知識。 在此次設計中分析面的選擇，是我遇到最大的問題，通過不同地方的確定，做出來的難度也會不斷增加。在請教身邊的同學時，才發(fā)現(xiàn)各有各的想法，通過這些想法，擴展了我的思維，才能完成此次的畢業(yè)設計。 此次設計涉及到二維和三維軟件，運用最多的是AuToCad、Ug這二個軟件，從繪畫塑件尺寸到三維成型，運用了很多平常不運用的命令，提高了我們對軟件的熟練操作與運用，通過這一系列的軟件操作，讓我們對軟件理解與分析更透徹。 在做插座面板注塑模設計時，發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，也意識到自己該掌握哪些知識和學習的方向。在設計時遭遇了很多困難，在身邊同學與老師的輔助下，克服了這些困難，更好的規(guī)劃、完善自己。使得自己各方面能力得到很大提高。 在做插座面板注塑模畢業(yè)設計中，它使我們發(fā)現(xiàn)了很多三年以來忽略的地方，讓我們對書本一次全面復習，告訴了我們實戰(zhàn)中才能發(fā)現(xiàn)更多的問題；通過這次插座面板注塑模的畢業(yè)設計是對我們知識的一次查漏補缺，讓我們認識到了很多不足，也讓我們知道從哪方面開始完善自身。 致 謝 此次插座面板注射模設計，首先感謝在這次設計中陪伴我們成長的老師，是他們給我們提出了很多指導，才使我們在設計過程中一步步的走到最后，借助此次畢業(yè)設計的完成向我們老師表示誠摯的敬意和謝謝。 在這次設計中還要感謝那些可愛的舍友們給予我的鼓勵和幫助，在于他們的交流中擴展了我的視野和思路，使我更完善的來完成這次插座面板注射模設計論文。 其次我還要感謝三年以來所有教過我們的老師，雖然他們在設計中沒有親自指導，但是他們所教的知識，都在被我們設計中所運用，是他們?yōu)槲覀兇舜萎厴I(yè)設計奠定了基礎，感謝大學三年的老師。同時還要感謝身邊一起走過畢業(yè)過程的同學們，真是因為大家的互相鼓勵和幫助，讓我們順利完成這次畢業(yè)設計。 附 錄 序號 圖名 圖號 1 插座面板注射模裝配圖 CZMBZS-00 2 型芯圖 CZMBZS-01 3 型腔 CZMBZS-02 4 插座面板結構 CZMBZS-03 5 水路分布圖 CZMBZS-04 參考文獻 [1]夏江梅.塑料成型模具與設計.機械工業(yè)出版社，2005. 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