基于118面板注射模设计

键入文字 I 摘 要 本次设计是基于 118 面板注射模设计。这个设计包括对面板结构的研究，面板的工艺特点的分析和对注射模的外形结构分析及注射模的整个工作的流程，研究出合理的面板注射模。这次设计的关键是是面板的确定和模具及成型零部件的设计以及工作尺寸的计算。模具的设计首先要确定注塑机进而确定型腔的数目，然后就是确定成型方案了，浇口位置的研究以及确定，分型面的确定以及成型的方式和脱模时候的方式。模架的研究以及决定也很重要，根据注塑机的拉杆间距确定注射模体的尺寸。成型零部件包括型腔和型芯，由于这个设计的外部的成型部分的结构不复 杂，因此采用整镶拼式，这种方式既利于加工也利于装配，型芯的结构要比型腔复杂很多，要用镶嵌式结构，有两个型芯。在成型零部件的凸模和凹模的深度和径向尺寸的计算，也很重要。最后就是其他小零件的设计以及模具零件的最后校核。本次设计能缩短生产周期，因此生产的效率比较高，能够满足设计要求。 关键词： 118面板、注射模、成型斜顶杆、内侧抽芯 键入文字 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 第一章 绪论 1 题背景 . 1 具的发展史 . 1 结 . 1 第二章 118 面板零件 . 2 件的资料 . 2 件结构的分析 . 2 性材料的成型特性 . 3 件成型的工艺条件 . 4 第三章 模具设计 . 5 据所用的注塑机确定塑件的型腔的数目 . 5 塑件的外部形状估算出它的质量和体积 . 5 据流道的工作特点估算浇注的体积 . 5 定型腔数 6 型方案的确定 . 6 口位置的确定 . 6 型面的确定 . 7 型方式的确定 8 模的方式 . 浇注系统 . 加热系统和冷却的研究 . 成型零部件的结构分析 .架的确定 . 11 12 射机的校对 . 12 射压力的校对 12 模力的校对 13 型面积的校对 . 13 型零部件 .型腔的结构设计 .型芯的结构设计 .型零部件工作尺寸的计算 .凹模 的径向尺寸 .凹模深度的计算 .型芯和凸模的径向尺寸的计算 .凸模和型芯的高度尺寸的计算 .型芯的中心距 .键入文字 具的结构件 .脱模部分和导向部分 .其他的零件 .具零件的校对 .承板强度的角度 .配图 .四章 总结 22 致 谢 24 参 考 文 献 24大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 1 第一 章 绪论 题背景 当今社会，塑料工业正在快速的发展，因此塑料的成型模具的成长也非常的快。生产使用的模具的工作效率，自动化条件，精密程度以及模具的寿命也直接关系到公司的经营状况。随着高精密模具占整个模具市场的比例越来越大，塑料模具在整个模具体系的地位也日渐突出。所以模具的设计也要越来越细，要求也变得很高。 现在模具的设计已经逐渐从原来传统的平面设计转变到三维的计算机辅助设计，一次设计的周期也越来越短。 具的发展史 模具在很早就出现了，早在秦皇时代的青铜器，但对于中国现代模具的发展主要是1950年到 1980年的一次发展和改革开放后到现在的发展。在 1950年到 1980的这段时间，我国依照前苏联的生产方式，推行计划经济的经营方式和产业结构的分配模式。当时模具只是一个企业的生产配件的小型加工车间，再加上当时中国工业发展的速度很慢和经济的封闭管理，以及人民处于很低的生活消费水平等很多的因素，阻碍了模具制造的社会化，产业化和商品化。因此当时对模具材料的要求不高，有什么就使用什么。改革开放后，国民经济有了很大提高，人们生活水平有很大提高，这个极大的促进了模具制造业的发展。 模具制造业也逐步从企业内部的 附属地位脱离出来，研究出适合的模具新钢种，使模具的性能有了很大的改进，提高了模具的寿命。随后到 90年代，我国经济又上了一个大的台阶，产品的更新换代已经日趋迅速，这就使模具制造的地位更加重要。因此模具到现在发展一直都很迅速，现在又是计算机辅助设计的三维模型，高精密的特点，使模具行业的更加的重要。 结 一项优秀的模具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工更加方便，模具制品更加稳定。现在国内经济快速发展，中国模具展业进步很大，特别是一些比较大的模具工艺已经达到世界先进水品。但是还有很多高 精尖的模具设计我国还无法生产，这就需要模具设计人员不段改进创新，做出出更好的模具设计。 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 2 第二章 118 面板零件 件的资料 选用 118 面板零件图。 件结构的分析 上图为选用的 118 面板零件图，用聚碳酸脂（ 料注塑成型，这个面板要求有较好的外观质量，尺寸的精度要求比较高，面板表面要有较好的光洁度，色泽，不能有裂口，划伤以及材料的外形出现明显变化。塑件的成型时倒扣的，并且有六个倒扣，倒扣凸台的高度为 下图为选用的零件的产品图和它的侧面的图片。 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 3 性材料的成型特性 塑性材料的选用是属于无定性塑料，它的热稳定性好，成型的温度范围较宽，超过330摄氏度才会呈现严重的分解，分解时候产生的气体也是没有毒性，没用腐蚀性的气体。材料的水敏性比较强，但是吸湿性很小很小，含水量不超过百分之 此加工前要进行干燥处理，不处理会出现强度降低的比较明显，并且还会出现气泡，银丝等不良状态。材料的流动性比较差，溢边值为 且流动性对温度的变化非常敏感，这就大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 4 使冷却速度很快。塑件壁应当均匀，这样可以避免有尖角。塑件的尺寸一定要控制在一定的公差范围内，使成型的收缩率小，从而使塑件的精度提高。要严格控制成型条件，避免产生应力集中现象，使材料发生开裂，所以应该先给塑件进行退火处理。由于成型过程中的粘度很高，剪切过程中的影响可以忽略，并且冷却的速度非常快，因此模具的浇注系统要以粗短的原则，并且在适当地时候对模具进行加热，会达到一个理想的结果，在此应该注意顶出的要均匀，模具应该进行淬火处理，模具的温度在 75到 125 摄氏度会使成型达到最好状态。料筒的温度也对塑件成型质量有很 大的影响，料筒温度高时会使料溢出，出现银丝暗条，并且塑件有气泡，料筒温度低时会使塑件明显缺料，表面的光洁度明显不行，并且银丝非常乱，因此注射压力应该较高一点，冷却速度快。还有就是模温也是影响塑件质量的一个重要因素，厚壁的塑件应该采用 85 到 125 摄氏度，薄壁的塑件应该采用 85到 105摄氏度的温度。模温超过 125摄氏度就会使塑件的冷却变慢，容易变形，并且脱模的时候会非常困难，成长周期也会增长，但温度过低是又会使塑件的收缩率，抗冲击强度，伸长率变大，进而使塑件的抗弯，抗张强度，抗压变得很低，因此模温一定要适宜。 件成型的工艺条件 为了利于成型，选择螺杆式的注射机类型，螺杆的转速为 28 r/的注射的压力为 85 到 135 兆帕，密度为 g/ 2，成型时收缩率为百分之 始先要进行预热，预热时候的温度在 105到 125摄氏度，时间为 9到 13个小时。成型所用的总时间大约 50到 200秒，分为注射所需时间 25 到 95秒，高压所需时间 0到 5秒，冷却时候所用时间 25到 95秒。料筒的温度变化更是需要控制，开始时 245 到 290摄氏度，中间235 到 285 摄氏度，最后 215 到 245 摄氏度。模具的使用温度为 95 到 115 摄氏度，喷嘴的温度为 245到 255摄氏度。最后就是用红外线，鼓风烘箱在 105到 115 摄氏度的温度下经过八到十二个小时的后处理。 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 5 第三章 模具设计 据所用的注塑机确定塑件的型腔的数目 根据塑件的外形状况和结构特点以及考虑到设计所需要的流道的稳定平衡条件，把模具定位在一个膜，两个腔。 塑件的外部形状估算出它的质量和体积 可以把塑件分成 3 个部分来计算 41675 = 3 2 （ 196 74） 12 =16200 3 3 196 74） 8 9940 3 3 塑件质量 = （ = = 根据流道的工作特点估算浇注的体积 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 6 主流道的上端的半径先设定为 3 夹角的度数为 3度 ，所以下端半径为 6 如上图所示，求出分流道的宽度和高度 宽度 12 =9高度 12 =8 因此浇注系统的体积 V1=(D+ 167+（ 124 122 58） 1/3 45 =21 2 所以浇注系统塑料的质量 1 =21 =定型腔数 上边已经估算出塑件的质量 此就可以选则所用的设备工具，确定模具的型腔数目。 在没有确定所用的设备的时候，查资料知道如果用 么每次注射量必须小于最大注射量的百分之 80，也就是 N=(： 假设 N=2， 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 7 N ，在查资料获取注塑机的规格，最终选用 250型的注塑机。 由于该塑件的精度有非常高的要求，还有需要平衡的流道，为了使整个模具的合模力足够而且平均分布，所以把平衡部分的模腔中的水平方向力，设置成对称并且均匀分布。如果型腔内分布的不均匀，一边大，一边小，会在注膜过程中使型腔的位置发生偏移，是制件的质量精度发生变化。因此要使分离力的方向对立 ，相互抵消，所以采用一模两腔并且对称的设计。 型方案的确定 口位置的确定 为了得到合适的充模量和合格较高的制品强度，浇口的位置必须要使型腔内塑料的流动性达到很好的状态。一共设计出了三种方案，第一种方案的优点是流道比较短，但是在浇口位置大的边缘有很大的可能会不均匀，从而使制件比较容易发生断裂，因此这种方案的缺陷比较大，不能用。第二种方案，虽然流道可能也短，但是它的合模力明显不平衡，也不能用。第三种方案，这个方案的制件强度比较高，而且浇口的位置比较合理，在有倒扣的地方，并且另一边的斜顶杆 处有熔接线，对于排气有很大的帮助。所以应该采用第三种方案。 型面的确定 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 8 为了方便分型面的表面进行磨削等加工，这个分型面应该选在 ，这样可以使制件的外观达到要求。 型方式的确定 根据选用零件的特点，有 6个倒扣，并且凸台尺寸为 个高度很小。所以研究出两种成型方式。 第一种方案，选用斜摆式成型倒扣，这种方案是通过弹簧伸张和压缩来控制斜摆杆运动，也就是弹力作用让斜摆杆运动以及回到原来的位置。它有一个很大的不便就是它的每个斜摆块在装配后要求在三维空间内定位， 也就是每个斜摆块上的导杆的长度一样，斜度也达到一样。工作的时候，导滑板对导杆使力，然后导杆在导滑头的作用下滑动，这时斜摆杆就会沿着导套活动，从而完成侧向分型以及抽芯。这个方案的优点是整个工作运动平稳，并且斜摆块分型而出现的痕迹很小。它的缺点是整个加工过程过于复杂，而且由于弹簧有重要的作用，但是弹簧往复运动不可能都是难么的精准，所以必须经常检查和更换。 第二种方案是选用传统的斜顶杆机构，工作的过程是注塑机产生动力，由推板促进斜顶杆的活动，然后滑轮在导槽块上不断地运动，从而实现顶出运动以及抽芯。这种方式由于本身 的结构简单，因此成本很低，并且运行和修理都很容易。它最大的缺点就是斜顶杆的位置，制作在你模具的中间，这就会造成在使用的时候，润滑有很大的困难，这样就使斜顶杆容易拉伤，所以也需要经常检查和更换。 比较以上两种方案，采用第二种方案，较为合理。如下图： 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 9 模的方式 根据塑件的结构，研究它的形状，计算它的尺寸大小，比较分析，选用顶杆脱模的方式。在成型的时候选用的斜顶杆方式，要求顶杆适当顶出，更好的处理排气的不良影响。这个方式产生不良痕迹，但是如果是脱模板顶出，这样会产生更不好的结果， 使脱模板和型芯之间的缝隙增大，进而会把料流出来，浪费资源。 注系统 本身模具是两个型腔，选用普通的浇注系统，需要设计出一个分流道，避免出现型腔内不平衡以及塑件表面的不良条纹。如下图 这个分为浇口尺寸的计算以及分道流的设计以及计算。 浇口的尺寸计算： d=主流道的直径的公式： D= (论文 ) 键入文字 10 直径 分流道的设计： D=（ m /（ 3 7） 这个公式中各个字母的解释如下： 经过计算知道流道的长度为 70下图所示： 浇口的计算： 它是类似的梯形截面，设其宽度为 A，深度为 B H=n T =式中的 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 11 经过查有关资料，得到常数要求求得结果： A= B= 加热系统的和冷却的研究 由于使用的成型模具工作的理想温度是 95 到 125摄氏度，所以可以采用加热系统进行处理。也可以在注射前先预热的方法，再根据时间的长短来限制模温。可以用多种方式进行加热，最简单的热水加热或者用电加热也是可以的。 这个产品的高度比较低，面积比较大，因此可以选用注射前预热。 型零部件的结构的分析 根据型芯的结构特点，选用镶拼的方式。 架的确定 根据注塑机的拉杆间距 300 400，确定注射模体的尺寸大小。 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 12 塑机和注塑模具的校对 射机的校对 注射机最大注射量的校对。 /80% 1=n （ 中 的质量 由初选注塑机可知满足要求 . 射压力的校对 注射压力必须大于塑件在成型过程中所需要的注射压力，因此注射压力就是指注射机在使用过程中它能展现出的最大的注射压力。 即： （ 上面的工式中的 1300 由于 1300 所以满足要求 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 13 模力的校对 选取的注塑机的锁模力必须大于模具在加工过程中在分型面上的锁模力。 q B =K B 这个公式中： q 是指型腔内所选用的料压力 B 是指所加工的制件浇注系统在加工过程中在分型面上流过的面积 B=2 196 74 10 2（ 11/2） 2 = 2 K B=130 2/3 1=（ 2 4） /107 式中 就是额定最大成型面积 因 以可以满足条件。 型零部件 成型零部件的设计主要包括型腔的结构设计和型芯的结构设计。 腔的结构设计 基于这个产品的外观的结构分布特别简单，也考虑到使加工和装 配更加容易，因此可大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 14 以选用整镶拼式的结构方式。用这种方式可以减少模块的数量，只用到两块就可以了。加工这个为了提高效率，可以选用数控加工的方法。见下图： 芯的结构设计 型芯的结构比较复杂，为了能使加工的时候方便一些，因此可以选用镶嵌式的结构的成型方式。而且这个结构的大型芯的固定方式选用压肩的方式固定，所有有 2个型芯。如下图： 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 15 型零部件工作尺寸的计算方法 成型零部件工作尺寸的计算主要包括凸模和凹模的径向计算以及它的深度计算。 模的径向尺寸 3/4 ） 公式中的： 向的） 是指所用料的收缩率的大小 是指设计的时候的产品的公差 是指制造模具是所用的公差 当 5 时， 因此： 75 3/4 凹模深度的计算 2/3 ） 这个公式中： 是指所用的料的收缩率 是指设计产品的公差 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 16 是指制造模具时的公差 2/3 1/3 芯和凸模的径向尺寸计算 3/4 ） 式中 芯和凸模的 径向公称尺寸 当 6时 是 46 因此： 46 46 3/4 ） 模和型芯的高度尺寸的计算 2/3 ） 式中 指所制造的产品的最小深度 取 时 则： 6 2/3 1/3= 芯的中心距 ） /2 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 17 工式中的： 所以： 1/3 1/2 = 具的结构件 模部分和导向部分 由于导套和导柱的配合为 （导柱） 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 18 选用正常的方式，对材料进行淬火，抛光等一系列的处理后，合制度即为： H7/计如下： 下图： 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 19 他的零件 采用标准的结构模式，设计浇口套，如下图： 2. 采用标准的结构模式，设计定位环 大连工业大学艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 20 3. 采用标准的结构模式，设计复位杆 4. 采用标准的结构模式，设计拉斜杆 大连工业大学 艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 21 具零件的校对 为了避免型腔内的应力也就是内应力比正常情况下可以用的应力超出太多，然后使型腔在发生比较大形变，因此型腔底部厚度的计算要以最大的压力为标准。 c1p 0y 21/3 式中 指凹模底部的在正常使用情况下变形量 130 100 107 因此，可以满足要求。 B= h /32 H Q 1/3 式中 是固定参数 B 130 105 4 1/3 = 因此可以满足要求。 大连工业大学 艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 22 承板强度的校对 由型芯的投影面积所产生的的压力的大小确定支撑板和垫块之间的的结构的稳定性，所以控制住支撑板的弹性形变在可用的范围内是非常重要的。 X=S （ 5 （ 32 B Y） 1/3 式中 宽度） X 20 （ 133 （ 105 1/3 因此可以满足要求。 配图 这个装配图上含有 25种 零件，三视图如下： 大连工业大学 艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 23 第四章 总结 这次的基于 118面板的注射模设计，我充分联系了大学四年所学的知识，并且翻阅了很多资料，让我对机械方面，尤其是注射模这个方面有了更多的了解 和研究，自身提高了很多。 通过实习，让我知道很多模具制造工艺的加工过程，再结合自己所学习的知识，让我对模具有了更深的了解，对我的这次设计有很大的帮助。 在这的设计中，我看到了自己很多不足，纠正了很多以前根本发现不了的问题，这对我以后的工作有很大的方便。 大连工业大学 艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 24 致 谢 随着时间的发展，我国现代工业发展中机械行业起着越来越重要。机械行业渗透着整个社会。不管在那个行业，都有机械的存在。 通过这段时间的学习，我也有了深刻的认识。从中我了解到很多的工艺的用途。 我也学到了挺多知识，而且这次设计中，得到了老师给我的宝贵建议，同时 感谢我们专业老师的指导，使我在设计中提高了自己。望各位老师指教。 最后感谢各位老师对我这三年的教诲，这将对我终身受益 ，你们辛苦了 ！ 大连工业大学 艺术与信息工程学院 2017 届本科生毕业设计 (论文 ) 键入文字 25 附件： 1.塑料材料学，西北工业大学出版社， 2001年。 2.塑料成形工艺学，中国轻工业出版， 2000年。 3.塑料成形模具，中国轻工业出版， 2000 年。 4.塑料模具设计手册，机械工业出版社， 1999年。 5.模具制造工艺，机械工业出版社， 20002 年。 6.模具实用技术设计总和手册，华南理工大学出版社， 1995年。 7.塑件注射成形模具结构设计图册，轻工业出版， 1988年。 8.塑料成型与冲压机械概论，陕西科技大学， 2000年。 9.模具工程，化学工业出版， 2001年。 10.互换性与技术测量，中国计量出版社， 2001年。 11.实用注射模设计手册，中国轻工业出版， 2000年。 12机械零件手册，高等教育出版社， 2001 年。 13.画法几何及工程制图，上海科技出版社， 1999年。