【2017年整理】壳体模具设计与制造.doc

壳体模具设计与制造摘要塑料是一种新型工程材料，发展速度迅猛，塑料的加工和成型工艺也越来越得到重视，其中注射成型是最常用的塑料零件成型方法生活用品的塑料模具占了很大比例该课题的主要任务是设计一副壳体注塑模具来生产壳体塑件制品，以实现自动化生产提高产量针对壳体的具体结构，该壳体注塑模设计制造的最大难点在于浇注系统和脱模机构通过对点浇口、侧浇口、潜伏式浇口三种方案的比较，得出结论潜伏式浇口的结构形式最为合理设计出的模具为潜伏式浇口单分型面的结构形式塑件整体尺寸较小，型腔较深壁厚较薄，在圆形外壁上有 4 个小孔，总体结构比较复杂考虑壳体结构的特殊性，通过对几种侧向分型抽芯机构的对比最终决定采用斜杆导滑的斜滑块抽芯机构来成型 4 个小孔其优点是使模具结构形式得到了简化本说明书详细介绍了本次设计的全部过程，通过模具设计表明该模具能够达到壳体的质量要求和加工工艺要求关键词：塑料模具 注射模 壳体 加工工艺AbstractPlastic is a new kind of engineering materials, the rapid pace of development, plastics processing and forming technology have been more and more importance, of which injection molding is the most commonly used method of molding plastic parts. Plastic daily necessities make up a large proportion.The main task of the subject is to design a shell injection mold plastic parts to produce manufactured housing in order to achieve the automation of production to increase production. For the specific structure of the shell, the shell of injection mold design and manufacture of the greatest difficulty lies in casting system and the demoulding institutions. Points through the gate, side gate, gate-type latent comparison of three programs, concluded that the structure of latent form of gate-type the most reasonable. The design of the mold gate for single-hidden-type surface structure. Plastic pieces of the overall size of the smaller, thin wall deep cavity in the circular wall outside the four holes, the complexity of the overall structure. Consider the specificity of the shell structure, by typing a few side comparison of core-pulling mechanism. Eventually decided to adopt the oblique stroke oblique-slip slider guided core-pulling mechanism for forming four small holes. The advantage is the form of mold structure has been simplified.This manual details the design of the whole process, through mold design indicates that the mold shell to achieve the quality requirements and processing requirements.Key word：The plastic mold Injection Mold Shell Manufacture process.目录摘要 Abstract 引言 第 1 章 产品技术要求及工艺分析 1.1 产品技术要求 1.2 制件的工艺性分析第 2 章 拟定成型方案 2.1 分型面的选择 2.2 型腔数目的确定及布置 2.3 抽芯装置形式的确定 2.4 初步确定使用注射机的型号 2.5 浇注系统的设计 第 3 章 成型零件的设计与计算 3.1 成型零件的结构设计 3.2 成型零件工作尺寸的计算 第 4 章 脱模机构的设计 4.1 推出机构的结构形式 第 5 章 导向合模机构的设计 5.1 导柱合模机构的设计 5.2 锥面精定位机构的设计 第 6 章 模具温度控制系统的设计 第 7 章 注射机参数的校核 第 8 章 模具的工作原理及特点 8.1 模具的工作原理 8.2 模具的特点 设计小结 参考文献 第一章 产品技术要求及工艺分析1.1 产品技术要求1.1.1 产品设计图制件名称：壳体（如图 二维图、三维图）二维图由 CAD 绘图软件绘制如图 1-1。

图 1-1根据塑件的二维图绘制出了塑件的三维实体模型，便于对塑件更直观的掌握三维实体模型由 UG 绘图软件绘制如图 1-2图 1-21.1.2 产品技术要求塑料制件的名称：壳体塑料制件的材料：ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料制件的用途：属于工业用塑件塑料制件的尺寸要求：标出的公差尺寸等级为 MT3 级，未注公差等级按照 MT4查取公差塑件内外表面没有特别的要求塑料制件的生产批量：30 万件（中小批量）1.2 制件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性的分析，其具体分析如下1.2.1 塑件的原材料分析 ABS 是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与苯乙烯基本相同ABS 具有良好的综合物理力学性能，耐热、耐腐、耐油、耐磨、尺寸稳定、加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性改变三组分的比例，可以调节材料的性能ABS 的注射成型工艺参数见表 1-1：表 1-1注射成形机 螺杆式 预热 干燥 温度：80-85℃ 时间：2-3h料筒温度 后段：150-170℃中段：165-180℃前段：180-200℃喷嘴温度 170-180℃模具温度 50-80℃注射压力 60-100MPa成形时间 注射时间：20-90 秒 高压时间：0-5 秒 冷却时间：20-120 秒 总周期：50-220 秒 螺杆转速 30r/min适用注射机类型 螺杆、柱塞均可 后处理 方法：红外线灯、烘箱 温度：70℃ 时间：2-4h说明 该成形条件为加工通用级 ABS 料时所用 ABS 的成型性能：（1）无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS 差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为 0.04 毫米左右；（2）吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经过长时间的预热干燥；（3）成型时宜取高料温、高模温，但是料温过高（分解温度为≥250℃）。

对精度较高的塑件，模温宜取 50-60℃，对光泽、耐热塑件，模温宜取 60-80℃注射压力高于聚苯乙烯用柱塞式注射机成型时，料温为 180-230℃，注射压力为（1000-1400）×105 帕用螺杆式注射机成型时，料温为 160-220℃，注射压力为（700-1000）×105 帕 结论：设计题目所给塑件材料合理 1.2.2 塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，塑件所标注的公差等级为 MT3 级，对 ABS 塑件属于一般精度，未注尺寸公差等级取 MT4 级其主要尺寸公差标注如下（单位均为 mm）塑件外形尺寸：Φ23.4 、R12.9 、38.7 、28.8 、3 、3.3 、6 、8.4 ； 塑件内形尺寸：Φ21 、10.8 ； 塑件孔尺寸：2.2 ； 塑件孔心距尺寸：33.8 结论：尺寸标注合理，公差等级 MT3、MT4 级对 ABS 而言属于一般精度模具制造和成型都比较容易1.2.3 塑件表面质量分析该塑件为工业用壳体不属于日用品，对其表面质量没有特别的要求,粗糙度可取Ra3.2um，塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求,所以内外表面的粗糙度都取 Ra3.2um。

1.2.4 塑件结构工艺性分析（1）从图纸上分析，该塑件的外形为桶形回转体壁厚均匀，都为 1.2mm，符合最小壁厚要求；（2）塑件整体尺寸较小，型腔较深，且底部有异形孔，底面边缘带有 R0.6 倒圆，桶形口处伸出了 4 个成一定角度的台阶；（3）台阶上方伸出了 4 个瓦形结构，在每片瓦形上有 1 个直径为 2.2 的孔，孔分布在桶形圆筒壁上因此，塑件不易取出，需要考虑侧向抽芯装置，且抽芯方向为四个方向综上分析：塑件工艺性合理，材料确定合理，尺寸精度、表面质量能够在注射成型中得到保证，但是由于圆筒表面有 4 个侧孔，需要在 4 个方向设置抽芯装置，在一定程度上使模具结构变得比较复杂，但是总体上模具制造可以实现第二章 拟定成型方案2.1 分型面的选择 图 2-1如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案选择分型面时一般应遵循以下几项原则： a)保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。

根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模 b)使型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本 2)模具型腔深度影响着模具的厚度型腔越深，动、定模越厚一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大 3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，（如图 2-1）若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅c)使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象d)有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气因此，选择分型面时应有利于排气。

按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭综上所述：选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要。