注塑模具综合实训设计 参考.docx

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注塑模具综合实训设计参考

设计题目：

光驱Cover的模具设计

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摘要

此毕业设计课题的制品的名称为“光驱Cover”，是电脑主机箱上光驱的盖，是一个实际产品。

现在电脑已经走进千家户，每位用户都想拥有自己的电脑，带有自己个性，电脑的品种也越来越多，花样也千奇百怪、百出不穷但每个电脑她都得有输入和输出机构。

为了能更方便的拥有自己个性，更方便的使用，电脑上的光驱是必不可少的！

所以光驱Cover的需求量是非常的大，能个越快越好的做出产品推向市场、抢占市场是最有势力和价值的！

然而做模具是最好最快的加工方案！

制品材料为：

ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物），此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。

制品的壁后、熔料温度对收缩率影响极小。

此制品是大批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。

在设计模具时需要考虑制品的一些特点。

制品的主要特点是其结构形状比较复杂，且在两侧伸长的部位有一斜锲台，在这里利用模具成型时，可用小滑块进行侧向抽芯。

制品在外性尺寸和内部结构尺寸方面是按照标准系列来定的，在模具设计时需要注意！

一、塑件分析————————————————————————5

二、分型面的设计——————————————————————6

三、注射机的选择——————————————————————7

四、成型零件工作尺寸的计算—————————————————9

五、型腔壁厚计算——————————————————————19

六、浇注系统的计算—————————————————————21

七、推出机构的计算—————————————————————24

八、导向机构设计——————————————————————27

九、侧向分型与抽芯机构设计—————————————————29

一十、模具零件的材料及热处理处理———————————————33

一十一、温度调节系统—————————————————————34

一十二、模具的装配——————————————————————36

一十三、试模—————————————————————————37

一十四、修模—————————————————————————38

一十五、参考文献———————————————————————38

一塑件分析

1．塑件图

此制品是电脑光驱上的一个Cover，现实生活中经常用到，是一个非常实际的产品。

且生产纲领为：

10万件，所以我们采用注射模具注射成型！

2．材料分析

1）产品的材料为：

ABS即丙烯腈——丁二烯——苯乙烯共聚物。

查资料，ABS塑料物理力学主要性能参数：

相对密度：

1.05~1.07g/cm3

.导热系数：

13.8~31.2（10-2w/（m*k））

线胀系数：

5.8~8.6（10-5xl/k）

吸水系数：

0.20~0.45（24h）/%

成型收缩率：

0.4~0.7%

摩擦系数：

0.5

硬度（烙氏）：

108~115

泊桑比：

0.35~0.36

拉伸强度：

43.5~55.2mpa

断裂伸长率：

5~20%

冲击强度：

106.8~213.5

热变形温度：

85~106摄氏度

连续最高温度：

65摄氏度

2）由资料查得ABS的成型特性为：

a）非结晶形塑料，吸水性强，要充分干燥

b）流动性中等，溢边值为：

0.05mm

c）用高料温，高模温注射压力亦较高

d）模具浇注系统对料流阻力要小，应感注意选择浇口的位置和形式

3）应对措施

a）ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。

b）严格控制型腔型心等成型零部件的加工、装配精度。

c）使用相对的螺杆式注射机，在条件需要的情况下给模具预热。

d）查资料，模具使用侧浇口，主流道为圆形，分流道为梯形，以减小摩擦阻力，设计合适的浇口位置。

4）查资料：

ABS的脱模斜度的推荐值及其他参数。

a.型腔脱模斜度：

40分~1度20分

型心脱模斜度：

35分~1度

b.选用模具制造精度等级为：

3、4、5

二分型面的设计

1.分形面的形式：

曲面分型；

2分型面的选择：

a）.分型面应设计在塑件外形最大轮廓处，

b）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；

c）应保证让塑件的精度要求；

d）应满足塑件外观质量要求；

e）便于模具的加工制造；

f）分型面的选择应有利于排气。

根据制品的实际情况，分型面选在制品外型轮廓最大处为模具的分型面。

3.为了便于顺利脱模，根据制品自身结构特点，将制品留在动模上；

4．由于塑料制品为ABS，粘度中等，综合生产纲领，确定用Cr12材料为型心、型腔及其他成型零部件材料。

三注射机的选择

1．注射量的计算：

初选注射机

a．制品截面的面积为：

S=0.5×2.36+1.9×2.36+0.64×4.25+0.5×4.25+3.25×0.16+1.5×2.8+1.45×0.3+0.22×1.69+0.28×1.69+3×1.92+3/2×3.14×0.32+1/4×3.14×0.52+1.4×1.7+0.44×0.9+1.3×3.25+2.95×0.3+1.5×4.92+1×0.3+0.3×0.5+1×0.8+1×12.57+1×3.6+0.72×0.32+3×1.92+1/2×3.14×0.152=62.257675mm2

b.制品长度为L=148.2mm

所以制品的底板的体积估计为V=S×L=62.257675×148.2=9226.59mm3

c.制品四只角的估计体积为V1=4×（0.5×12.5+1×0.49+1/2×2×1）×8.5=263.16mm3

d.所以制品的大体体积为V=V1+V2=9226.59+263.16=9889.75mm3=9.9cm3

初选注射机的型号为：

XS——ZY——125型号的螺杆式注射机！

2．注射机的有关工艺参数校核

a）.型腔数量的确定和校核

由于制品为小尺寸的塑件，为了不浪费材料为提高效率，选用一模二腔。

b）.最大注射量的校核

nm+m1<=kmp

n——型腔的数量为2；

m——单个塑件的质量或体积，g/cm3

m1——浇注系统所需塑件质量或体积g/cm3

k——注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8；

mp——注射机允许的最大注射量g/cm3;

系统凝料设为0.4cm3，则m1=0.4

∴左边=2×9.9+0.4=20.2

右边=0.8×125=100

∴不等式成立！

∴注射量的标准符合要求！

c）.锁模力的校核

Fτ=p（nA+A1）

Fτ——熔融塑件在分型面上的涨开力；

Fp——注射机的额定锁模力；

A——单个塑件在模具分型面上的投影面；

P——成型压力MPa，大小一般为注射压力的80%；

由于制品为ABS材料，

左边=125×（2×π×82+2×π×82）=100480N=100.48KN

右边=900

∴不等式成立！

∴锁模力符合要求！

d）.注射压力校核

由于注射机的额定注射压力为120MPa，而成型时所需的注射压力为100MPa

∴注射压力符合要求！

e）.开模行程的校核

Hc——侧向抽芯所需的开模行程mm；

H1——推出距离mm;

H2——包括浇注系统在内的塑件高度mm；

S=160mm

经计算Hc=10mm

H1=4.5+2=6.5mm

H2=7+8=15mm

Hc

S≥H1+H2+（5~10）

∴开模行程符合要求！

f）模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核

一般情况下设计模具时应对应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安装螺孔尺寸等。

1喷嘴尺寸：

设计时，主流道始端球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大一些，主流道小端直径要比喷嘴直径略大，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。

具体的主流道与喷嘴尺寸如下图所示：

已知：

r=12mmd=4mm

又R=r+（1～2）mm

D=d+（0.5～1）mm

∴取R=13mmD=5mm

2定位圈尺寸：

为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合模具定模板的凸同的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。

3最大、最小模厚：

在模具设计中，应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模具厚度与最小模具之间。

同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机的拉杆之间装入。

所以模具的总厚度应200mm到300mm之间。

4安装螺纹尺寸：

注射模具的动模和定模固定板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板和定模板上的螺孔尺寸相适应。

模具在注射机的安装方法有两种：

一种是螺钉直接固定；另一种是用螺钉、压板固定。

当用螺钉直接固定时，模具固定板与注射机模板上的螺孔应完全吻合；而用压板固定时，只要在模具固定板需安放在压板的外侧附近有螺孔就能紧固，因此，压板固定具有较大的灵活性。

对于重量较大的大型模具，采用螺钉直接固定则较为安全，而本设计中，由于制品较小，所设计出的模具重量也较小，所以只需用螺钉、压板固定即可。

由上述数据可见，选用注射机的型号为：

XS—ZY—125。

额定注射量：

125cm3

注射压力：

120MPa

注射行程：

115mm

注射方式：

螺杆式

锁模力：

900KN

最大成型面积：

320cm3

最大开模行程：

300mm

喷嘴圆弧半径：

12mm

喷嘴孔直径：

4mm

动，定模固定板尺寸；428×458mm

机器外型尺寸：

3340×750×1550mm

由此可见，选择XS——ZY——125型号注射机符合要求。

四根据制品尺寸，设计成型零部件：

1.塑件材料ABS，其收缩率为0.3%~0.8%

（查书<<塑料成型工艺与模具设计>>第343页）

2采用平均收缩率：

S平=0.55%

模具成型零件工作尺寸计算公式一览表：

型腔类尺寸：

5.009.90148.20139.20

128.4042.004.208.5029.10

型芯类尺寸：

93.0091.15

中心距尺寸：

12.50R2.304.50

本制品的零件图没有尺寸精度。

本着在保证使用要求的前提下尽可能选用底精度等级的原则。

采用SJ1372—78公差数值标准中的8级精度，对孔类尺寸取表中的数值冠以“+”号，对于轴类尺寸取表中数值冠以“—”号，对于两孔或中心距尺寸取表中数值之一半，再冠以“±”号。

一）型腔类尺寸计算

1）6.25±0.305

平均值法：

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Ls=6.25±0.305=6.5550-0.61

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×6.555－0.75×0.61]0+0.20

=6.1330+0.20

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）（6.555－0.61）

=5.99

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（6.133+2/3×0.61）－6.555×0.4%

=6.513≤6.555

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=6.1330+0.46

1）Ф650+1.4

平均值法：

LS=Ф650+1.4=67.80-1.4

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×67.8－0.75×1.4]0+0.46

=67.80+0.46

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）（67.8－1.4）

=66.9

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（66.9+2/3×0.46）－67.8×0.4%

=67.5≤67.8

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=66.90+0.46

2）5.00-0.560

平均值法：

LS=5.00-0.560

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×5.28－0.75×0.56]0+0.19

=4.890+0.19

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）（5.28－0.56）

=4.75

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（4.75+2/3×0.56）－5.28×0.4%

=5.12≤5.28

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=4.750+0.19

3）39±0.52

平均值法：

LS=39±0.52=39.520-1.04

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×39.52－0.75×1.4]0+0.35

=38.960+0.35

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（39.52－1.04）

=38.75

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（38.75+2/3×1.04）－38.75×0.4%

=39.49≤39.52

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=38.960+0.35

4）9.90±0.305

平均值法：

LS=9.90±0.305=10.2050-0.61

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×10.205－0.75×0.61]0+0.20

=9.800+0.20

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（10.205－0.61）

=9.662

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（9.662+2/3×0.61）－10.205×0.4%

=10.022≤10.205

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=9.6620+0.20

5）148.20±1.20

平均值法：

LS=148.20±1.20=149.400-2.40

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×149.40－0.75×2.40]0+0.80

=148.420+0.80

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（149.40－2.4）

=148.03

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（148.03+2/3×2.4）－149.40×0.4%

=149.03≤149.40

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=148.030+0.80

6）139.20±1.10

平均值法：

LS=139.20±1.10=140.300-2.20

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×140.30－0.75×2.20]0+0.73

=139.420+0.73

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（140.30－2.20）

=139.07

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（139.07+2/3×2.20）－140.30×0.4%

=139.98≤140.30

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=139.070+0.73

7）128.40±1.10

平均值法：

LS=128.40±1.10=129.500-2.20

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×129.50－0.75×2.20]0+0.73

=128.560+0.73

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（129.50－2.20）

=128.19

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（128.56+2/3×2.20）－129.50×0.4%

=129.50≤129.50

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=128.190+0.73

8）42±0.60

平均值法：

LS=42±0.60=42.600-1.20

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×42.60－0.75×1.20]0+0.40

=41.930+0.40

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（42.60－1.20）

=41.69

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（41.69+2/3×1.20）－42.60×0.4%

=42.32≤42.60

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=41.690+0.80

9）4.20±0.28

平均值法：

LS=4.20±0.28=4.480-0.56

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×4.48－0.75×0.56]0+0.19

=1.0850+0.19

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（4.48－0.56）

=3.947

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（3.947+2/3×0.56）－4.48×0.4%

=4.299≤4.48

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=3.9470+0.19

10）：

8.50±0.305

平均值法：

LS=8.50±0.305=8.8050-0.61

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×8.805－0.75×0.61]0+0.20

=8.3950+0.20

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（8.805－0.61）

=8.252

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（8.395+2/3×0.61）－8.805×0.4%

=8.760≤8.805

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=8.2520+0.20

11）29.10±0.48

平均值法：

LS=29.10±0.48=19.580-0.96

Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z

取△Z=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×29.58－0.75×0.96]0+0.32

=29.020+0.32

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）：

Lm=（1+Smax）（Ls－△）

=（1+0.7%）×（29.58－0.96）

=28.82

b.验算（最大值）：

（Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls

取△Z=△/3，△m=△/3

左边=（28.82+2/3×0.96）－29.58×0.4%

=29.34≤29.58

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=28.820+0.32

二）型芯类尺寸计算

1）93.00±0.90

平均值法：

ls=93.00±0.90=92.100+1.80

取△Z=△/3X=0.75

lm－△Z0=[（1+S平）ls+X△]－△Z0

=[（1+0.55%）×92.10+0.75×1.80]－0.600

=93.96－0.600

公差带法:

a.初算基本尺寸（最大值）

lm=（1+Smin）（ls+△）

=（1+0.4%）（92.10+1.80）

=94.28

b.验算（最小值）

取△Z=△m=△/3

lm－△Z－△m－lsSmax≥ls

93.96－2/3×1.80－92.10×0.7%≥92.10

左边=92.12

右边=92.10

∴不等式成立

∴lm0－△Z=94.280－0.60

2）91.15±0.90

平均值法：

ls=91.15±0.90=90.250+1.80

取△Z=△/3X=0.75

lm－△Z0=[（1+S平）ls+X△]－△Z0

=[（1+0.55%）×90.25+0.75×1.80]－0.600

=92.10－0.600

公差带法:

a.初算基本尺寸（最大值）

lm=（1+Smin）（ls+△）

=（1+0.4%）（90.25+1.80）

=92.42

b.验算（最小值）

取△Z=△m=△/3

lm－△Z－△m－lsSmax≥ls

92.10－2/3×1.80－90.25×0.7