底座注射注塑模具设计Word格式文档下载.docx

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设计；

PA1010

Abstract

Withthedevelopmentofhighperformanceengineeringplastics,plasticproductsindustry,theindustryneedstocontinuetogrow,theinjectionmoldingprocessismoreandmoreusedinvariousperformancerequirementsoftheproductmanufacturing.Thequalityofinjectionmolddesign,theinjectionmoldingmachineproductionefficiencydirectlyaffectsmolding,productqualityandcost.Moldcanbeaverygoodinjectionmoldingmillionsoftimes,becauseoftheirlongerlifeexpectancy,ontheotherhand,reducesthecostofmoldingandmoldplasticparts,asaresult,agoodreplacement,repair,therebyimprovingtheproductionefficiency.Inordertomeetthegrowingneedsoftheindustryandthequalityoflifeneeds,shouldcontinuetoresearchanddevelopment,hasbeendesignedtoimprovetheperformanceofinjectionmoldinjectionmold,tomeettheneedsofallwalksoflife.

Inthisdesign,throughtheoneortwopointofcoverontheairconditioningremotecontrol,thedesignanddevelopmentofCADdiecomprisesaconvex,concavemolddesign,theejectionmechanismdesign,selectionandoptimizationoftheinjectionmachine,thedesignofgatingsystem,coolingsystemdesign,moldandotherworkoptions.Inthisdesign,designedtofocusonpartsoftheconvex,concavemolddesign,gatingsystem,coolingsystem.Thegatingsystemisthemolddesignofthesoulandcoolingdesign,thedesignofgatingsystemdirectlyaffectsthemouldingqualityandproductionefficiency[1].Therefore,thedesignofgatingsystemisthekeyoftheinjectionmolddesignwork.Atthesametime,mouldtemperaturehasadirectimpactonthequalityofplasticpartsandproductionefficiency,solidificationtimeandcontractionondiestress,moldtemperaturecontrolofadirectimpact,thusaffectingthemoldingcycleofmoldsandplasticpartsquality,andsurfaceroughness.Thesizeoftheconvex,concavediesize,designkeypointsandsystemstructuredesignofgatingsystemandcoolingsystem.Throughthisdesign,wefirstlearntounderstandthesituationandthecurrentdevelopmentsituation,basicprincipleofinjectionmoldanddiedesignChinaplasticmouldstructureandinjectionmoldingprocess.

KeyWords:

remotebase,injectionmold,design,PA1010

第1章绪论

1.1蓬勃发展的模具工业

从20世纪80年代早期的第二十世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床产业中分离出来，和一个独立的工业部门的发展，其产值已超过机床工业的价值。

然后，随着模具技术的发展，模具行业也被广泛用于航空航天，汽车，电子，仪器仪表，轻工，塑料制品，日用品等工业部门。

在发达国家，人们认为，没有死亡，没有高质量的产品。

模具享受“重点发展产业”；

“一个企业的心“；

”的美誉，富裕的社会的一种力量”。

改革开放以来，在中国模具工业的发展也很迅速。

近年来，15%的年增长率快速发展。

模具企业如竹笋春雨，快速启动后，发展。

随着模具工业规模的不断扩大，中国的模具技术水平较高，可以做成很大，反映现代模具设计与制造水平的精密模具，模具的部分已达到国际先进水平。

虽然中国模具工业有了长足的进步，对模具的部分已达到国际先进水平，但无论是数量和质量还不能满足国内市场的需求，大型，精密，复杂模具仍需要每年进口1000000000美元。

为了减少模具工业发达国家之间的差距，模具在中国正朝着大型，精密，复杂模具的开发；

加强模具标准件的应用；

推广CAD／CAM／CAE技术的发展。

1.2塑料模具工业的现状和技术的主要发展方向

（1）现状

近年来，国外的塑料模具的发展速度也迅速增长，在许多国家（日本，德国，瑞士）塑料模具工业的发展是高于冲压模具，塑料模具产值占1/2模具行业的整个经济。

大量的塑料模具生产国外主要采用一模多腔，多层膜和多腔，多站多型腔模具，多层膜已发展到64×

64腔，以及多层成型机模具的发展，塑料饮料瓶，杯数鞋模采用多站多腔模32腔，饮料瓶模具。

一些日本和欧美国家的铝模具生产，铝的导热系数比钢，是钢的三倍，注塑周期可缩短为25~30%，和模具，大大降低。

塑料模具的发展是随着塑料工业的发展，在我国起步比较晚，但是，发展非常迅速，特别是近几年来，无论在质量上有了很大的发展，技术和制造能力，取得了巨大的成就。

中国30年的发展历程，过去90年在海外的塑料模具的发展，现在有相当规模。

1987我有塑料产量已达2970000吨，居世界第五位。

现在，中国的塑料工业已形成完整的具有相当规模，设计系统，塑料模具的设计和应用技术的发展，CAD技术，CAPA1010技术具有相应的。

塑料生产，加工，塑料机械及设备。

模具工业以及科研等，都已发展都了一定规模。

（2）发展趋势

随着人类社会的不断进步不断发展和高新技术，人们对产品的要求越来越高，这促使我们必须大力发展模具设计技术。

塑料模具的设计技术的世界也给予了高度重视，投入了大量的研究和开发。

在塑料模具的未来主要进行了以下几个方面的国际发展趋势：

①在模具设计制造中全面推广CAD/CAM/CAE技术

CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑，实践证明，CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。

②注射模CAD的实用化

塑料模Mold——Flow或C——Flow软件和塑料模Mold——Cool或C——Cool软件已经商品化，注射模CAD正向实用化方向迈进。

我国政府对注射模CAD实用化进程也十分重视。

专门组织了“八五”国家重点技术攻关项目“注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。

目前，美国PSP公司的IMES专家系统，能帮助模具设计人员用专家的知识解决注射模的问题。

③塑料模专用材料研究和开发

目前，塑料模钢拥有的类型有：

基本型、预硬化型、时效硬化型、热处理硬化型、马氏体时效钢和粉末冶金模具钢等钢种。

在“八五”期间，国家也组织了诸多钢铁厂单位大力研究和开发塑料模专用系列钢，这将进一步扩大和完善塑料模钢材。

④塑料模加工程控化

机械技术与电子技术的密切结合，日益更多地采用数控数显、计算机程序控制的加工方法，实现高层次、多工位加工，使塑料模在质量上、效率上产生一个新的飞跃。

⑤模具研磨抛光自动化、智能化

模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。

模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,我国目前仍以手工研磨抛光为主,不仅效率低（约占整个模具周期的1/3）,且工人劳动强度大,质量不稳定,制约了我国模具加工向更高层次发展。

因此,研究抛光自动化、智能化是重要的发展趋势。

日本已研制了数控研磨机,可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。

第2章底座塑料模工艺设计

2.1底座塑件的工艺分析

2.1.1塑料材料的性能及基本成型工艺参数

塑料是在室温下为高分子聚合物的高弹态。

这是树脂（聚合物）为主要成分，改善其加工性能的添加剂的使用性能，在一定的温度，压力，溶剂的影响，模具可成型为一定形状和塑料零件的尺寸，并能保持一类的材料，在正常的温度和压力，在形式的多样性，并具有不同的性能不同的塑料。

塑料一般具有重量轻，低密度的优点，比强度高，电，热，声和优良的绝缘性能，耐腐蚀性能和光学性能强，耐磨性强，优秀的。

塑料成型过程中在许多方面的性能特点，一些操作相关，一些特性直接影响成型方法及工艺参数的选择。

热塑性塑料，成型工艺参数包括收缩期，流动性，相容性，吸湿性和热灵敏度和热力学性质，结晶度和取向

2.1.2底座塑料的选材

塑料材料是根据材料的选择和使用，为空调遥控器后，他不需要一个很大的负载，其工作温度不高，因此要求的耐热性不高。

根据需要和条件看，一般塑料结构材料能满足他们的要求，因此在材料的空调遥控器盖材料的选择。

为塑料材料的一般结构，主要是在高，低密度聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，ABS，聚甲基丙烯酸甲酯，高抗冲聚苯乙烯树脂，玻璃钢和丙烯晴共聚物等。

但塑件注射模设计的基础上，根据在优良的初步选择注塑成型材料，低密度聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚碳酸酯和其他四种材料作为原材料制造底座。

2.1.3PA1010材料成型特性

①无定形塑料,流动性中等,吸湿性小,一般不需要很大程度上干燥，也能获得较好的表面质量塑料零件。

②高料温,高模温,材料分解温度为>

270度，对精度要求较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽度高，耐热塑件,模温宜取60-80度。

③如出现水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变浇口位置等方法。

2.2注射成型基本过程

图2.1.注射成型基本过程

生产前的准备工作一般是为了使注射成型生产顺利进行和保证制件质量，在生产前进行的包括原料的预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作。

1、原料的预处理

原料的预处理包括三个方面：

一是质量检验，造型材料的分析。

这一部分包括材料，水含量测试的颜色，纹理，无杂质，并测试其热稳定性，流动性，收缩率。

粉状物料，在注塑前还将制成小丸的要求。

两个，着色。

根据塑件成型的产品需求，成型材料中添加一个颜色或颜色的材料，以达到所需的颜色。

粉状或粒状热塑性塑料的着色，用直接法和间接法两种方法实现。

前者称为着色的方法，它是天然的彩色塑料着色剂和精细的简单混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。

该方法比较简单，容易操作。

间接染色方法相比是更困难的，它需要使用被称为“塑料粒子、彩色塑料颗粒高的颜料浓度色母比例称重放入搅拌机，搅拌，然后发送到成型设备的使用。

其步骤简单，容易染色的分散均匀，色泽明亮的部分和没有颜料粉尘污染，并能实现自动着色工艺。

但因为它是简单和自然的彩色塑料颗粒混合，没有混合功能或只成型设备的混合功能很差，所以当成型颜色均匀性高的产品不需要使用颜色形成材料。

三，预热和干燥。

对材料的吸湿性和粘性的水性强，预热干燥适当根据水的要求允许的注射成型工艺，以在材料和挥发水分太多出去，成型后的产品以防止气泡和裂纹缺陷，而且可以避免注水时间的降解。

但是，吸湿性和粘性的水是不强的材料，如果包装是更好的可以不预热干燥。

2、清洗料筒

如果你需要在塑料制品的生产，改变颜色或更换，更换材料在热分解或降解反应时间形成的过程中发现，对注塑机清洗桶的需要。

通常，筒柱塞式机库存量大，必须拆卸清洗机筒，螺杆机筒，可用于清洁空气喷射的方法。

3、预热嵌件

本程序主要用于塑料插入，因为金属和塑料收缩率不同，导致插入周围的塑料易收缩应力和裂缝，为了防止这种现象的发生，在成型前可插入的预热温度，减少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收缩应力和裂纹插入的抑制作用。

4、选择脱模剂

常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡（白油）和硅油等。

其中除了硬脂酸锌不能用于聚先胺外，这三种脱模剂对于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脱模效果是最好的，只要对模具施用一次，即可以长效脱模，但是价格昂贵。

硬脂酸锌通常多用于高温模具而液体石蜡多用于中低温模具。

另外，对于含有橡胶的软制品或透明制品不宜采用脱模剂，否则将影响制品的透明度。

加料：

计量将粒料和粉料加入料斗，通过料斗进入注射机料筒，物料一般是在注射机的料筒中塑化。

通过对塑化计量的计算设定好后，物料在设定的计量中塑化完全，即粒料和粉料变成塑料熔体后，注射模闭合，注射机注射充模。

注射充模：

注射充模一般划分为流动充模、保压补缩和倒流三个阶段。

注流指的过程中熔体注射将好的塑料进入模腔。

在注射压力注射过程中随时间而变化，流动期，喷射压力、喷嘴压力迅速上升，而腔（栅极端子）压力接近于零，所以注射压力主要是用来克服阻力，熔体在模腔中的思想。

在填充过程中，熔体流入模腔，模腔压力的急剧增加，注射压力和喷嘴的压力将增加到最大，然后停止变化，注射压力对熔体起两个作用，一是克服在模具型腔的液流，二是压实熔融程度。

包装料，夹持进给阶段从熔体充满型腔在机筒螺杆回现在开始。

压力定义为熔体的注射压力，模腔的压实过程，喂养是注塑机的包装工艺，模具型腔逐渐开始空冷熔体由于成型收缩，美联储的行动。

反在机筒柱塞或螺杆后退（即解除保罗的压力），熔体在浇口和流道流动方向相反的方向。

冷却：

冷却冻结时间开始从大门，放行产品到目前为止，这是注射成型过程的最后阶段。

在这个阶段，有问题的注模腔压力，冷却部分的密度，熔体在模和脱模条件。

的后处理部分：

从模具零件，在塑性成形过程中熔体的流动行为的温度和压力是非常复杂的，再加上不均匀的熔体流动前沿和冷却速率不同填充块后，往往会出现一些结晶，部分不均匀取向和收缩，产生相应的结晶，取向和收缩应力，脱模后的变形的影响，还可使机械零件

可转换的光学性能，和表面质量，甚至开裂，需要解决一系列我们必须作出相应的处理问题。

当这个过程完成后我们将推出的产品，卸料，清洗模具，可总回筒重新塑化注射成型周期，开始循环。

2.3底座的设计件

该塑件经测量所得，其基本几何值为：

密度：

p=0.9g/cm3；

体积：

V=21cm3；

质量：

M=18.9g；

长度：

L=150mm；

塑件平均宽度：

B=60mm；

投水平投影面积：

S=73.4cm2；

制件表面积：

S=194.3cm2

第3章注射机的选择和校核

3.1注射机规格的选择

注射机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可以分为立式、卧式、直角式三种注射机。

按塑料在料筒中的塑化方式分可以分为，柱塞式和螺杆式两种注射机。

在此我们通过假设的模腔数目初步确定注射机的规格。

初步设计模腔个数为两个，PA1010材料的密度p为p=0.9g/cm3（0.9~0.91）。

通过测量所得出塑件的体积（V）和质量（M）以及水平投影面积（S）分别为V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。

一模设计两个模腔，那么每次注射机的注射量必须大于：

2M=2×

21cm3=42cm3。

根据注射机的最大注射量初步选择型号为XS−Z−60的注射机，其工艺参数如下：

螺杆直径/mm：

φ38

注射容量cm3：

60

注射压力/105Pa：

122

锁模力/10KN：

500

最大成型面积/cm2：

130

模板最大行程/mm：

180

定位孔直径/mm：

55mm

模具厚度/mm：

（最大）：

200（最小）：

70

喷嘴：

（球半径/mm）：

12（孔直径/mm）：

φ4

3.2注射机的校核

3.2.1注射机注射容量的校核

模具设计时，必须是得在一个注射成型周期内所需注射的塑件料溶体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内，且在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料溶体的容量和质量，应为制件和浇注系统两部分容量和质量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj

式中：

V（M）——一个成型周期内所需要注射的塑料容积和质量，cm3或g；

n——型腔数目；

Vn（Mn）——单个塑件的容量或质量，cm3或g；

Vj（Mj）——浇注系统凝料的容量和质量，cm3或g；

故应使0.8Vn+Vj≤0.8Vg或M=0.8Mn+Mj≤0.8Mg式中：

Vg（Mg）——注射机额定注射量，cm3或g；

将数据代入以上不等式（取其中之一的质量不等式来对注射量进行校核）得：

M=nMn+Mj=2×

18.9+5.5=43.3g≤0.8Mg=0.8×

60=48g满足要求上式中的：

Mj=M主流道+M横浇道+M分流道+M浇口+M拉料钩≈5.5g

由于为制件所选的材料为PA1010，该材料非热敏性材料，所以只需对其进行最大注射量即可，不必对其进行最小注射量的校核。

3.2.2注射机注射压力的校核

注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品的成型要求。

只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力，因此注射机的最大注射压力要大于该制件所要求的注射压力。

制件成型时所需要的注射压力，与塑料品种、注射机类型、喷嘴形状、制件形状的复杂程度和浇注系统等因素有关系。

可以根据塑料的成型工艺参数数据来确定制品成型时所需要的注射压力。

根据塑料成型工艺参数表查得PA1010材料的成型注射压力在（70~120Mpa）之间，而我们所选择的注射机的额定注射压力为119Mpa，在其设定的注射压力之间，满足工艺要求。

3.2.3注射机锁模力的校核

当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，该推力的大小必须小于注射机的锁模力，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。

型腔内塑料熔体的压力（MPa）值可根据以下经验公式算得：

P=KPo

P——型腔内塑料熔体的压力（MPa）

Po——注射压力（MPa）

K——压力损耗系数0.2~0.4

将数据代入上式得：

P=KPo=（0.2~0.4）×

119MPa=23.8MPa~47.6MPa

在该次设计中，并基于PA1010这种塑料上我们取型腔中熔体的平均压力为：

P=30MPa再由公式T=PS计算推力大小。

T——塑料熔体在注射机轴向上的推力（MPa）

P——型腔内塑料熔体的压力，在此我们取P=30MPa

S——制件与浇注系统在分型面上的投影面积（cm2）

将数据代入该公式得：

T=PS=30MPa×

73.4cm2≈220.2KN≤500KN满足要求经校核合格。

3.2.4注射机模具厚度校核注射机模具厚度校核

注射机规定的模具的最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板到定模板的最大与最小距离。

所以，所设计的模具的厚度必须要在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力，当模具厚度小时，可以加垫板。

根据要求模具的厚度必须满足Hmin<

H<

Hmax

H——模具厚度mm

Hmin——注射机允许的最小模具厚度mm

Hmax——注射机允许的最大模具厚度mm

根据我们已选择的注射机得到Hmin=70mm；

Hmax=200mm。

根据已选择的中小型标准模架中的模板规格Bo×

L为350×

350的模架，根据模架的布置方式，则模具闭合高度H为：

H=32+A+B+C+h4+2h1。

将数据代入式中得：

H=180mm将上述的数据代入Hmin<

Hmax得：

70<

180<

200满足不等式Hmin<

Hmax，符合要求。

3.2.5注射机最大开模行程校核

模具开模后为了便于取出书简，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限的，所以我们在设计是必须进行注射模开模行程的校核，在我们所选择的这个规格的注射机中开模最大行程为180mm。

注射机的开模行程应大于模具开模时取出塑件（包括浇注系统）所需要的开模距离，即是必须满足下式：

Sk≥H1+H2+（5~10）

Sk——注射机行程Sk=300mm

H1——脱模距离（顶出距离）H1=5mm

H2——塑件高度+浇注系统H2=10+50=60mm

所以H1+H2+（5~10）=5+50+10=65≤Sk=300mm能满足要求。

通过上述校核得出该规格的注射机满足要求，因此，确定选择型号为：

XS−Z−60的注射机。

3.3确定型腔数目和分模面的选择

3.3.1确定型腔数目

根据上面计算结果，N能取到2个。

所以取N