散熱殼塑料模畢業(yè)設(shè)計

1湖南汽車技師學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計課題：散熱殼注射模設(shè)計設(shè) 計 人：x x x班 級：高模 10-1 班專 業(yè)：模具設(shè)計與制造設(shè)計時間：2012 年 9 月指導(dǎo)老師：x x x2目 錄第一章 緒論3設(shè)計說明書.4第二章 注射模設(shè)計5一、編制塑件成型工藝卡5二、塑件成型工藝分析與設(shè)計.6三、塑件成型模具設(shè)計7第三章 致謝18參考文獻.193第一章緒 論我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀： 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、電鐵芯片模具，擴大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn) 34“、48“ 大展幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體鋪助注射技術(shù)已開始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體梯級壓鑄 模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CAE 軟件。我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的?？焖俳?jīng)濟模具的前景十分廣闊現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時代，未來，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例 將達 75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟具越來越引起人們的重視。例如，研制 各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等 )制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低 熔點合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟模具將進一步發(fā)展。快換模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。在模具設(shè)計制造中將全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE 技術(shù)已基本成熟。由于模具 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件 價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普4及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。設(shè)計說明書1. 產(chǎn)品圖圖 1-12. 產(chǎn)量：1 萬件3. 未標(biāo)注公差取 MT5 級精度4. 設(shè)計要求：設(shè)計散熱殼注射模具，繪制注射模裝配圖 1 張、工作零件和非標(biāo)零件圖 23張，編制塑件成型工藝卡 1 份，成型零件機械加工工藝過程卡 23 份，編寫設(shè)5計說明書 1 份（20 頁以上） ，并提交電子文檔。第 二 章一、編制塑件成型工藝卡表 1-1 散 熱 殼 注 射 成 型 工 藝 卡 片（廠 名） 資料編號車 間塑 料 注 射 成 型 工 藝 卡 片共 1 頁 第 1 頁零件名稱 散 熱 殼 材 料 牌 號 ABS 設(shè)備型號 XS-ZY500裝配圖號 材 料 定 額 每 模制 件 數(shù) 2 件零件圖號 單 件 質(zhì) 量 159.5g 工 裝 號設(shè) 備 紅外線烘箱溫度（） 90110材 料干 燥 時間（h） 23后 段 200220中 段 220240前 段 190200料 筒溫 度() 噴 嘴 190200模 具 溫 度（） 6085注 射 35保 壓 1530時 間-(s) 冷 卻 1550注 射壓 力 85120壓 力MPa 保 壓 5080溫 度（） 鼓風(fēng)烘箱 100110 輔 助 0.5后 處 理 時 間（h） 23時 間 定 額：（min） 單 件 0.5 1檢 驗6編 制 校 對 審 核 組 長 車 間 主 任 檢 驗 組 長 主管工程師二、塑件成型工藝分析與設(shè)計3.1 ABS 的特性ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三種化學(xué)單元合成，每種單體都有其不同的特性；丙稀腈有高強度，熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，丁二烯具有堅韌性，抗沖擊性，苯乙烯具有易加工，高光潔及高強度。從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯膠分散相。這就決定了 ABS 材料的耐高溫性、抗沖擊性及易加工性等多種特性。并有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能等特性。ABS 的平均收縮率為 0.55%。有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工且易著色，幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機化合物的影響。密度為 1.081.2g/ 3 使用溫度在 40100，在紫外線作用下容易氧化分解。1.分析制件材料使用性能ABS 屬熱塑性非結(jié)晶型塑料，不透明。ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的，這 3 種組分各自的特性，使 ABS 具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅韌，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。ABS 無毒、無味，呈微黃色，成型的制件有較好的光澤，密度為1.021.05g/cm 3。ABS 有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對 ABS 幾乎無影響，但在酮、醛、酯、氯代烴中 ABS 會溶解或形成乳濁液。ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS 的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70左右，熱變形溫度為93左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。7根據(jù) ABS 中 3 種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而可以適應(yīng)各種不同的需要。根據(jù)使用要求的不同，ABS 可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。2.分析塑料成型工藝性能查表 2-3 及相關(guān)資料可知：ABS 屬無定形塑料，流動性中等；在升溫時黏度增高，所以成型壓力較高，故制件上的脫模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理，預(yù)熱干燥 80100，時間 23h；ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，其壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小，在要求制件精度高時，模具溫度可控制在5060，而在強調(diào)制件光澤和耐熱性時，模具溫度應(yīng)控制在 6080；如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采用高料溫、高模溫，或者改變澆注口位置等方法；成型耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn) 37 天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具進行及時清理，同時模具表面需增加排氣位置。1.無定型料，其品種牌號很多，各品種的性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方案及成型條件。2. 吸濕性強，含水量應(yīng)小于 0.1%，必須充分干燥，要求表面光澤 2 的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。3.流動性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動性比聚苯乙烯差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好） 。4.比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高） ，料溫對塑件影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為 250左右，比聚苯乙烯易分解） ，對要求精度較高的塑件模溫宜取 5060，要求光澤及耐熱型料模溫宜取 6080，注射壓力為 100140MPa，螺桿式注射機則取 160220，70100MPa。5.模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口出外觀不良，已發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工是塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失） ，查教科書中表 3-11 可知，材料為ABS 的塑件，其型腔脫模斜度一般為 35130，型芯脫模斜度為3540，而該塑件為開口殼類零件，深度較淺且大圓弧過度，脫模容易，脫模斜度取 1即可。6 加強筋該塑件高度較小，壁厚適中，使用過程中承受壓力不大，可不設(shè)加強筋.通過以上分析可見，該塑件結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)工藝性合理，不需對塑件的結(jié)構(gòu)進行修改；塑件尺寸精度中等，對應(yīng)的模具零件的尺寸加工容8易保證。注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，塑件的成型要求可以得到保證。7.該散熱殼要求中等精度，外表面無瑕疵、美觀、性能可靠。采用 ABS 材料，產(chǎn)品的使用性能基本能滿足要求，但在成型時，要注意選擇合理的成型工藝。3.確定成型方式及成型工藝流程（1）.塑件成型方式的選擇所生產(chǎn)的制品選擇 ABS 工程塑料，屬于熱塑性塑料，制品需要中批量生產(chǎn)。注射成型模具結(jié)構(gòu)較簡單，成本不高，生產(chǎn)周期短、效率高，容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)模具成本對于單件成本影響不大。而壓縮成型、壓注成型主要用于生產(chǎn)熱固性塑件和小批量生產(chǎn)熱塑性塑料；擠出成型主要用以成型具有恒定截面形狀的連續(xù)型材；氣動成型用于生產(chǎn)中空的塑料瓶、罐、盒、箱類塑件。所以圖 1-1 所示散熱殼塑件應(yīng)選擇注射成型生產(chǎn)。4.注射成型工藝過程的確定一個完整的注射成型工藝過程包括成型前準(zhǔn)備、注射過程及塑件的后處理3 個過程。（1） 成型前的準(zhǔn)備a. 對 ABS 原料進行外觀檢驗：檢查原材料，要求色澤一致、細度均勻。b. ABS 是吸濕性強的塑料，成型前應(yīng)進行充分的預(yù)熱干燥，建議干燥條件為 8090下最少干燥 2 小時。材料濕度應(yīng)小于 0.1%。除去物料中過多的水分和揮發(fā)物，以防止成型后塑件出現(xiàn)氣泡和銀絲等缺陷。c. 生產(chǎn)開始如需改變塑料品種、調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)，則應(yīng)對注射機料筒進行清洗。d. 為了使塑料制件容易從模具中脫出，模具型腔或型芯還需涂上脫模劑，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際條件選用硬脂酸鋅、液體石蠟或硅油等。注射過程一般包括：加料、塑化、充模、保壓補縮、冷卻定型和脫模等步驟。（2）.ABS 常用范圍水箱外殼、蓄電池槽、電機外殼、齒輪、把手等。5.ABS 注塑模工藝條件熔化溫度：210280，模具溫度：2570，6mm 以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm 以上壁厚的塑件應(yīng)使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異而影響塑件的質(zhì)量。對于最優(yōu)的加工周期，冷卻腔道的直徑應(yīng)不小于 8mm，并且距塑件表面的距離應(yīng)在 1.3d 左右（d 為冷卻腔道的直徑） 。注射壓力：60100MPa，注射速度：使用高速注射。96.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析（1）.結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，零件總體為一個長方形殼類零件，基本尺寸 200mm100mm，頂部有 6 個直徑為 20 的孔。（2）.尺寸精度：塑件的精度為 5 級，精度要求中等。（3）.表面質(zhì)量分析：塑件的表面粗糙度ABS 注射成型時，表面粗糙度的范圍在 Ra0.11.6m，而該塑件表面粗糙度無要求，取為 Ra0.8。 7.塑件成型方法的確定綜上所述，該塑件的結(jié)構(gòu)比較簡單，而且壁厚均勻，成型工藝好，可以采用注射成型方法生產(chǎn)。三、 塑件成型模具設(shè)計1.型腔的數(shù)量和布置該塑件的精度要求不高、屬小型塑件，且形狀簡單，又為中小批量生產(chǎn)，初定為一模兩腔平衡的模具形式，其布置方式如下圖所示：為了保證塑件表面質(zhì)量要求，選擇點澆口，雙分型面注射模。2.選擇注射機型號及其參數(shù)的確定根據(jù)最大注射量初選設(shè)備通常保證制品所需注射量小于或等于注塑機允許的最大注射量的 80%，否則就會造成制品形狀不完整、內(nèi)部組織疏松或制品強度下降等缺陷；而過小注射機利用率就偏低，浪費電能，而且塑化長時間處于高溫狀態(tài)會導(dǎo)致塑料 分解變質(zhì)，因此，應(yīng)注意注射機能處理的最小注射量，最小注射量通常應(yīng)大于額定注射量的 20%。初選注射機規(guī)格通常依據(jù)注射機允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習(xí)慣上依據(jù)其中一個設(shè)計依據(jù)，其余都作為校核依據(jù)。計算單個塑件體積： V=（20100.5-3.14120.56+201.80.52+101.80.52）cm 3=（100-9.42+36+18）cm 3145 cm 3計算單個塑件質(zhì)量：ABS 的密度為 1.081.2g/ 3 計算時取 1.1 g/ 3M=V 1451.1=159.5g 該模具設(shè)計為一模兩腔，所以塑件成型每次總注射量為：102M+10=2159.5+10329g （凝料的質(zhì)量初步估算約為 10g）根據(jù)注射量，查塑料模具設(shè)計書（卜建新 主編）表 3-2-1 選擇 XSZY500 型號的柱塞式注射機，滿足注射量小于或等于注射機允許的最大注射量的 80%。設(shè)備主要參數(shù)如表 2-1 所示：表 2-1 注 射 機 主 要 技 術(shù) 參 數(shù)項 目 設(shè) 備 參 數(shù) 項 目 設(shè) 備 參 數(shù)額 定 注 射 量（cm 3） 500模 板 行 程（mm） 500螺 桿 直 徑 （mm） 65最 大 模 厚 （mm） 450注 射 壓 力 (MPa) 104最 小 模 厚 （mm） 300注 射 行 程 （mm） 200噴 嘴 圓 弧 半 徑（mm） 18鎖 模 力 (kN) 3500噴 嘴 孔 直 徑 （mm） 43. 確定型腔數(shù)及布置根據(jù)以