遥控器外壳上部分塑料模具设计说明书Word文档下载推荐.docx
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在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。
在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。
1设计题目与要求
本次设计课题为：
DVD遥控器外壳上半部分塑料模具设计。
设计论文包括零件的结构和原材料分析、工艺分析、成型工艺规程编制、注射模的结构设计、模具设计的有关计算、模具的方案设计、总体设计和及其主要零件设计。
本次DVD遥控器外壳上半部分塑料模具设计，材料为聚苯乙烯（PS），月产量为4万件，采用注射模塑成型，该遥控器的形状如图1.1所示。
图1.1塑件三维图
具体的零件尺寸参考附图塑件图。
1.1设计基本过程
在实际生产中，由于塑料制品的结构的复杂程度、尺寸大小、精度高低、生产批量以及技术要求等各有不同，所以模具的设计是不可能一成不变的，应该根据具体情况，结合实际生产条件，综合运用模具设计基本原理和基本方法，设计出合理、经济性能好的成型模具。
塑料制品设计时候应该要保证制品质量要求，尽量减少后加工，模具应具有最大的生产能力，而且经久耐用，制造方便，价格合理。
在设计中要明确设计者的对塑件制品的要求，明确任务。
并根据任务书提出的要求设计模具的设计方案，有条件可以进行实地调研，下面就以任务书的要求和自己的实际情况编制模具设计的基本过程。
（1）课题调研、获取相关的资料，包括：
PS塑料工艺分析、成型零件的计算方式、注射机参数的选择和注射机的选用。
以及国内外相关模具设计的能力，并能掌握其中有用的技术，作为设计的依据。
（2）确定成型工艺规程，并根据工艺规程进行注射模的结构设计，对模具设计展开有关计算，确定模具设计的方案、总体设计和及其主要零件设计，注射机有关参数的校核，在设计中要明确模具在实际运用中的使用情况，认真仔细每一个细节的设计。
（3）绘制模具总装图和非标准零件工作图。
1.2DVD遥控器外壳上半部分塑料模具设计总体方案
（1）毕业设计的要求
①该型号连接接头的精度为8级，大批量生产。
②注射模具的寿命要求50万件以上；
结构尽量简洁，工作可靠，安全。
③制件具有较复杂且细小的内部结构，要求模具成型时无变形；
制件表面光滑，无气泡及其它缺陷，无飞边或少飞边。
④分析给定接头的零件结构工艺性，绘制零件工作图，用PRO-E软件绘制实体模型。
⑤进行连接接头注射模的结构设计，完成总装图与零件图的绘制。
进行相关的理论计算，如模具成型压力，塑件成型收缩等。
⑥根据连接接头的相关参数，选择合适型号的注射机，并进行校核。
（2）设计总体方案
根据设计要求，为了提高生产效率，保证塑件的成型质量，理想的模具设计结构要满足塑件成型工艺技术要求和生产经济性能要求，技术要求是要保证塑料制品的几何形状、尺寸公差及表面粗糙度；
生产经济性能要求是要使生产的成本低，生产效率高，模具寿命长，操作简单、安全、方便。
设计采用双分形面结构，由于零件有螺纹和内孔，因此采用侧向抽芯机构，设置两个侧向型芯。
塑件表面有精度要求，以及塑件为圆形，厚度较小，在脱模是容易产生变形，所以设置推杆推出机构时，采用的推杆尽可能的大，并且要求推杆的布置力求均匀，并保证塑件在推出过程中不发生变形。
型腔的设计采用镶嵌式组合型腔，上下模共采用2个型芯嵌在固定板上，同时下模型腔与之对应，然后型芯与镶块配合再镶嵌在固定板上。
使设计结构简单，装配方便。
设计中零件尽量采用标准件，以便减少加工工序和加工成本。
具体模具总装图见附录Ⅰ。
为了更好的设计出输液泵连接头注射模，本论文将进一步对设计进行分析说明，以下是设计的具体步骤：
①零件的工艺分析
②模具结构设计
③装配图和零件图的绘制
④模具的装配
⑤模具的注塑缺陷分析
2注射模可行性分析
2.1注射模设计的特点
塑料注射模塑能一次性地成型形状复杂、尺寸精确或嵌件的塑料制品。
在注射模设计时。
必须充分注意以下三个特点：
（1）塑料熔体大多属于假塑料液体，能剪切变稀。
它的流动性依赖于物料品种、剪切速率、温度和压力。
因此须按其流变特性来设计浇注系统，并校验型腔压力及锁模力。
（2）视注射模为承受很高型腔压力的耐压容器。
应在正确估算模具型腔压力的基础上，进行模具的结构设计。
为保证模具的闭合、成型、开模、脱模和侧抽芯的可靠进行，模具零件和塑件的刚度与强度等力学问题必须充分考虑。
（3）在整个成型周期中，塑件—模具—环境组成了一个动态的热平衡系统。
将塑件和金属模的传热学原理应用于模具的温度调节系统的设计，以确保制品质量和最佳经济指标的实现。
2.2注射模组成
注射模可分为动模和定模两大部件。
注射充模时动模和定模闭合，构成型腔和浇注系统；
开模时动模和动模分离，取出制件。
定模安装在注射机的固定板上，动模则安装在注射机的移动模板上。
根据模具上各个零件的不同功能，可由一下个系统或机构组成。
（1）成型零件
指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件。
通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。
在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。
（2）浇注系统
将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。
（3）导向与定位机构
为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别在动模和定模上设置导柱和导套。
深腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位，有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。
（4）脱模机构
是指儿子开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。
（5）侧向分型抽芯机构
带有侧凹或侧孔的塑件，在被脱出模具之间，必须先进行侧向分型或拔出侧向凸模或抽出侧型芯。
（6）温度调节系统
为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热额的温度调节系统。
模具冷却，一般在模板内开设冷却水道，加热则在模具内或周边安装点加热元件，有的注射模须配备模温自动调节装置。
（7）排气系统
为了在注射充模过程中将型腔内原有气体排出，常在分型面处开设排气槽。
小型腔的排气量不大，可直接利用分型面排气，也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间间隙排气。
大型注射模须预先设置专用排气槽。
2.3注射性能分析
（1）注射成型工艺的可行性分析：
本塑件形状复杂，壁厚不均，尺寸精度要求较高，而且有较高的表面质量和尺寸稳定性的要求，因此对模具和设备的要求也较高。
而注射成型方法有如下几个优点：
①形状：
几乎没有复杂性限制，容许模具内有不同塑料的成型型腔；
②尺寸：
塑件可小到不足1克，大到几十千克，没有限制；
③材料：
在一定温度范围内具有适宜流动性的热塑性塑料；
④精度：
可注射高精度的塑件，有较好表面质量和尺寸稳定性；
⑤生产率：
中等，循环时间主要由塑件壁厚决定，最短可在十几秒内，可增加每模的型腔数来提高生产率。
由以上塑件的特点和注射成型工艺的优点，分析可知：
该塑件适合于采用注射成型方法。
（2）表面粗糙度：
由塑件外观可知，塑件的外表面要求较高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm，而其内表面由于是复读机的内部，为顾客视线所不及，故不影响其外观视觉质量，从简化加工工艺和节约加工成本的角度考虑，其内表面选用的表面粗糙度为Ra0.8mm。
一般情况下，模具粗糙度低于塑件1～2个等级，故取型腔表面粗糙度为Ra0.2um，而型芯表面粗糙度为Ra0.4um。
（3）尺寸精度：
按SJ1372—1978标准，塑料件尺寸精度分为8级。
本塑件所用材料为聚苯乙烯（PS）,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用4级精度。
零件具体尺寸及其公差值可详见零件图。
塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关，尤以小型精密塑件为甚。
从模具制造精度对塑件精度的影响可知，模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的关系，由塑件零件图可得，模具精度等级为IT8。
（4）脱模斜度：
该塑件采用的塑料是PS，而PS的成型收缩率较小（0.2-0.6%），而且塑件较复杂，对型芯的包紧面积也较大，所以应取较大的脱模斜度。
为保证壁厚的均匀一致，因此取塑料件的内外表面的脱模斜度一致。
再由零件设计图纸要求可知α＝10。
（5）壁厚：
由图纸可知，该塑件有许多中不同的壁厚，如2mm、1.5mm、1mm、0.8mm等。
壁厚不均匀，这就造成塑料熔体的充模速率和冷却收缩不均匀，并由此产生许多质量问题。
如凹陷、真空包、翘曲、甚至开裂。
为防止此类现象出现，这就要求防止出现突变与截面厚薄悬殊的设计，故我在壁厚不同处采取过渡设计，例如：
采用圆弧过渡等措施。
（6）加强筋：
由图纸要求可知，该塑件设机了很多加强筋，加强筋的尺寸为顶部0.7mm，根部为0.8mm。
这对提高塑料件的抗弯强度，减小塑料件的翘曲变形，提高抗蠕变和抗冲击性能有好处，同时，加强筋的添加改善了塑料熔体的充模流动或者是缩短了流程或增加了流程的截面。
（7）圆角：
从塑件可知，该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角。
其采用圆角不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且改善了塑料熔体的流动充模性能，减少了流动阻力。
降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑料件外形流畅美观。
而且成型模具型腔也有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。
（8）质量和体积：
由天平可称出该塑件的质量约为
＝30g
再由公式
＝30/1.25=24cm3，
由此可知，该塑件属于小型塑件。
2.4材料选择
2.4.1塑料介绍
塑料（Plastics）是以有机高分子化合物为基础，加入若干其他材料（添加剂）制成的固体材料。
塑料的优点：
塑料的强度较小，有较高的比强度。
塑料还具有较高的电绝缘和热绝缘性，良好的耐磨性和耐腐蚀性，以及优异的成型工艺性。
塑料的缺点：
强度，硬度较底，易老化等。
2.4.2分析塑料零件材料
该塑件为DVD遥控器外壳的上半部分，有以下特点：
（1）它所处的工作环境好，处于室温下，不承受冲击载荷，也不处于酸、碱、盐性环境中；
（2）产量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料质优而价廉，且对人体不产生任何毒副作用。
（3）内部结构复杂成型较困难。
（4）要求要有较美丽的外观。
因此我初步选择采用通用塑料。
通用塑料分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）等品种，多用于一般工农业生产和日常生活之中，具有价格低等特点。
①聚乙烯PE：
是由乙烯单体聚合而成的。
特点：
采用不同的聚合条件可得到不同性质的聚合物：
有高压PE、中压PE、低压PE三种。
高压PE：
由于有较低的密度、相对分子质量、结晶度，故质地柔软；
低压PE：
由于含有较高的相对分子质量、密度、结晶度，故质地坚硬，耐寒性能良好，在－70℃时还保持柔软，化学稳定性很高，能耐酸、碱及有机溶剂，吸水性极小有跟突出的电气性能和良好的耐辐射性等。
缺点：
是力学强度不高，热变形温度很低，故不能承受较高的载荷和不能在较高的温度下正常工作。
②聚氯乙烯PVC：
是由乙炔气体与氯化氢合成氯乙烯单体，然后在聚合成聚氯乙烯。
可分为硬质PVC和软质PVC。
硬质PVC:
力学强度高，电气性能优良，耐酸、碱的抵抗力极强，化学稳定性很好。
是软化点低，机械强度高。
其可在－15～60℃时使用。
有质轻、隔热、隔音、防震等特点，而且强度低、易老化、延伸率高。
③聚丙烯PP：
聚丙烯的主要特点是相对密度小，约为0.9。
它的力学性能如屈服强度、拉伸强度、压缩强度、硬度等，均优于低压PE。
并有很突出的刚性，耐水行较好，可在100以上使用，若不受外力，则温度升到150也不变形。
基本上不吸水，并且有较好的化学稳定性，除对浓硫酸、浓硝酸外，几乎都很稳定。
绝缘性能优越，高频电性能优良，而且不受温度影响，成型容易。
对人体不产生毒副作用，可用于药品及食品的包装。
耐磨性不够高，成型收缩率较大，低温呈脆性，热变形温度亦较低。
④聚苯乙烯PS：
聚苯乙烯略早于聚丙烯问世，其原料十分丰富，是目前最广泛应用的材料之一。
聚苯乙烯的密度为1.04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。
聚苯乙烯遇火会自燃。
聚苯乙烯的主链上有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质地脆硬，抗冲击性能差，敲打时发出类似金属的响声。
机械强度低于硬质聚氯乙烯，尤其是相对分子量较小的品种强度更差，聚苯乙烯属于非结晶型聚合物。
聚苯乙烯具有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺最好的塑料品种之一，容易制造形状复杂的制品。
聚苯乙烯无色透明，透光性仅次于有机玻璃，容易着色，常用于制造要求透明或颜色鲜艳的制品。
聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿的环境中尺寸变化很小，适用于制造要求尺寸稳定的制品，如仪表仪器壳体等。
聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能，尤其是在高频条件下的介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。
聚苯乙烯的主要缺点是脆性大，形状复杂的制品成型后存在较大的内应力时，常会在使用中自行开裂。
为改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明显降低脆性，提高冲击韧性。
这种塑料称为高冲击聚苯乙烯。
2.4.3塑件材料选择
由以上四种通用塑料的性能分析可知：
我的塑件DVD遥控器外壳的材料宜采用聚苯乙烯（PS）。
以下是聚苯乙烯塑料的技术数据：
（1）成型特点：
①无定形料，吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力；
②流动性好，溢边值0.03mm左右，应防止飞边；
③塑件壁厚应均匀，不易有嵌件，（如有嵌件应先预热），缺口，尖角各面应圆弧连接；
④可用螺杆式或柱塞式注射机加工，喷嘴可以选用直通式或自锁式；
⑤易采用高料温，低模具温度，低注射压力延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔，变形（尤其对厚壁塑件）但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性较差；
⑥可以采用各种形式的浇口，浇口于塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件，脱模斜度易取2以上，顶出均匀，以防止脱模不良而发生开裂
（2）物理性能：
密度
g/cm3
比体积
cm3/g
吸水率
透光率
%
摩擦系数
24h
长时间
PS钢
（无润滑）
PS铜
（有润滑）
1.04～1.06
1.10～1.11
0.01～0.03
浸水18天 0.05
透明
0.34
0.16
（3）热性能：
玻璃化温度℃
熔点
℃
熔融指数
MFIg/10min
维卡针入度℃
热变形温度
45N/㎝2℃
180N/㎝2
100~105
170~176
230℃负荷21NØ
2.09 2.03～8.69
140~150
102~115
56~57
线膨胀系数
10－5/℃
计算收缩率
％
比热容
J/（kg.k）
热导率
w/（m.k）
燃烧性
cm/min
9.8
0.6~0.8
1930
0.118
缓慢
（4）力学性能：
屈服强度
Mpa
抗弯强度Mpa
断裂伸长率%
弯曲弹性模量Gpa
抗压强度Mpa
冲击韧度KI/m2
布氏硬度
HBS
无缺口
缺口
37
67
>
200
1.45
56
78
3.4~4.8
8.65R9.5~10.5
（5）电气性能：
电阻率
Ω·
m
击穿电压
kv/㎜
介电常数
介电损耗角正切
耐电弧性
s
1014
30
2.0~2.6
0.001
125~185
（6）成形条件：
注射机类型
g/cm3
预热
温度℃
时间h
柱塞式
1.2～1.33
0.1～0.2
60～75
2
料桶温度℃
喷嘴温度
模具温度
注射压力
后段
中段
前段
140~160
-----------
170~190
――
32~65
60~110
升级会员 