一种行位进胶的塑料模具结构设计及应用.docx

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1、摘要本论文介绍蝌胶材料性能、工艺分析、模具整体设计方案，重点介绍行位进股方式的模具结构实现和优化“因为各种塑料产晶的形状千差万别，扣位的形式也不尽相同甚至无扣位，也就用不到行位。这种情况下为了简化模具结构，可以不用行位也就用不到这种结构形式。本文研究的方向是产品上Yr扣位且外观要求较高的模多穴的大批丘产品的模具设计，另外如果通模流分析显示进胶点有利于用潜进胶的方式实现的情况下，也可以选择。现实生活中有很多外观要求高且大批量牛产的类似产品，从实际出发本文选择的是一个蓝牙耳机外壳，作为模具设计的对象。篮牙耳机产品对外观要求严格，分型处不能有水口痕迹：又因为产品比较小，适合一模多穴，这样也为大规模量

2、产带来有利条件。关键词：塑胶模具，行位进胶，扣位，水口，一模多穴第1章前言本文介绍的行位进胶的模具设计结构，采用面向从产品设计（CAD）到加工制造（CAM）的全过程数字化造型实现方案的3D设计软件UGNX.和面向工程制图的计算机辅助设计软件AUtoCAD。1.IGNX有强大的建模、曲面功能和注型模应用工具，用于做分模和产品分析非常专业：AutoCAD的平面制图能力强大，应用广泛，可以进行精确的平面布局和模具排位。行位进胶结构方式的主要特点如下：1 .行位分流道进股口设计.常规的模具以进胶方式来分类有大水口（侧进胶）和细水U（点进胶）两种方式，无论哪种进胶方式其流道在模具上的位理都是固定不变的。

3、我们要探讨的这种进胶方式是在点股口的结构上进行的一种变化和演进，它最大的特点就是分流道和胶口照随着行位（也称滑块）一起移动，再通过行位导柱一起更位，也就是说行位和流道做在一起，合二为一。2 .牛角潜进潜设计.要使产品外形美观无切痕，进胶口牛点：）在产品上的位要必须隐蔽，不影响外观,而牛角潜进股方式符合这一设计要求，同时再利用行位移动的特点又达到了自动切断浇口的F1.的。3 .埋伏式顶针结构设计。住行位上的流道与进股口也是要由顶出模具系统随注塑完成的产品一起顶出的，与其它顶针直接接触分型面上的主流道与产品背面不同，“埋伏”式顶针被设计在了笑位弹簧之下,并不在分型面上，它与复位弹簧及活销一起组成了

4、一套独立的行位胶1.1.顶出系统。总而言之，利用行位的相对运动来代替人工自动切断胶口：利用牛角式潜进胶结构进胶1.1.隐蔽的特点来保证外观，减少了生产过程中的人为工序，为大批比、自动化、M外观要求的产乩生产提供广有利条件.1. 1课题的来源和目的1.1 .1实现大批量、自动化的工业生产和减少人力成本的趋势模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注,“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人土的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%、8饿的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高匆杂程度、高

5、一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域C正是由于模具在工业生产中越来越玳要的作用，高效和低成本往往就成J迅速抢占市场以及提高产品性价比或竞争能力的关键！坦然近十几年来中国的模具制造技术有了很大的发展，但由于模具本身高昂的制造成木，大多数模具企业仍然以尽量简的、可软和低风险的这种因循守旧的思想在设计和制造模具，不愿意在新方法、新结构、新设计上进行大胆的创新和尝试!如何实现从低到高、从大到强的转变，如何

6、实现中国模具工业的整体E跃.是值得每个中国模具厂、每个中国模具人思考的问题。1.2 .2传统的注塑模具及注塑成型工艺介绍要了解注射成型和注射模,首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备,依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射.注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装宜、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模型性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融型化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，

7、以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备.，注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的熨杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上,动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零

8、部件组成。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，I1.P:温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最隹的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用计算机辅助工程（CAE）技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两

9、个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）.第2章塑料材料分析1.3 塑料材料的基本特性随着现代社会智能手机的普及，围绕着手机周边智能设备的使用越来越多，蓝牙耳机的出现就大大的解放人的双手，在打电话的同时腌出手机做别的事情，一举两得.本次设计就是以此为基点，设计生产套蓝牙耳机外壳造型的注射模具，该外壳玲珑小巧，外观前卫，很受工薪阶层的喜欢，具有广阔的市场前景。设计中利用CAD.CAE技术进行模具设计和成型工艺分析。首先，在三维高端软件UGNX上进行产品3D造酗，然后使用Aut。CAD绘制注射模具总装图和模具零件图，最后将产品三维图转入UG

10、NX注塑模工具模块中进行注射工艺过程模拟分析，确定最佳的注射工艺参数，同时分析制品缺陷的原因及解决办法，图（D塑件三维造型图塑件三维造型如图（1）所示，显示的是阳件的三维等轴侧视图，该蓝牙耳机外壳外表光滑，皮纹细底，故选用材料为聚不乙饰PS,它是一种优良的热塑性工程材料。1.4 塑件材料成型性能塑件材料对注射工艺和模具结构的适应能力叫做注射成型性能，注射成型性能的好坏直接影响到成型加工的难易程度和制品痂晶的优劣,同时还影响生产效率的高低和设备的辐射能损耗等。PS成型性能主要有：聚茶乙烯（Po1.ySIyrCne）简称PS。共世界产量仅次于PE、PVC,PP居世界第四位，后来高抗冲级的PS产生（

11、简写H1.PS）拓宽了PS的用途范用。PS为无定型、非极性线性高聚物。由于在分子链上有苯环取代基，分子的不对称性增加，内旋转受到限制，为此，呈现即胜，性脆。玻璃化温度较高，M)-100oG分子量一般在5万一20万。PS的密度为1.054g/cnR为无色透明粒状热塑性树脂。具TT良好的化学稳定性，它能溶解于素、四氯化碳、甲米、氯仿、除丙酮以外的削类、酯类等。能耐一般酸、碱、盐的腐蚀。热稳定性好，成型温度范用宽，在粘流态下温度的少许波动不会影响注射过程。吸湿性极小，只有0.02%0.06%所以在加工前，可以不干燥，又其比热较低，所以塑化效率高，在模具中固化快,成型周期短。PS收缩率低,只有04%0

12、7对模制品影响不大。PS具有一定的力学强度，化学稳定性及电气性能都较优良，透光性好，达8892%仅次于有机玻璃，折光率为1.591.60,具有优良的电绝缘性能，一般不受温度、湿度的影响。着色性佳，并易于成形。它的特点是差不多完全能耐水。缺点是耐热性较低，而且其制品由于内应力容易碎裂，仅能于低负荷和不高的温度(6075C)下使用，所以在成型中一定要注意这个问题，清除内应力除调节工艺参数、模具结构等之外，还可将制品进行后处理以消除内应力，如将其置T6075C热水浴中或烘箱中，“退火”处理13小时。冷却定型温度应小于5(TC,可使制品表面光亮、平滑。处于粘流态的聚苯乙烯，其粘度对剪切速率和温度都比较

13、敏感，在注射成型中无论是增大注射压力或升高温度都会使熔融粘度显着下降。因此，聚苯乙烯既可用丁螺杆式也可用于柱塞式注射机成型。在此选用柱塞式注射机。料筒温度控制在140、260C之间，喷嘴温度为170190C,注射压力为60150MPa,为了使制品顺利脱模，模壁斜度应增大至12度。PS主要用于各种仪表外壳，骨架，仪表指示灯，灯罩，汽车灯罩，化工贮酸槽、酸输送槽(特别如氢籁酸)，化学仪器零件，电讯零件，由于透明度好，还可用于制造光学仪器零件及透镜4。2. 3塑件材料成型条件确定注射工艺条件时，需要根据塑料品种选择适当的工艺参数，知道了塑料的工艺参数还能选择合适的注射机，使机型的规格大小及性能参数的

14、范朋尽量与注射工艺参数接近，只有这样才能在保证制品质量的前提下，获得最高的生产效率和经济效益。PS的注射工艺条件参数见表1、2和3。表1PS的注射工艺参数注射机类型预热温度tC喷嘴温度C料筒温度C模具温度C前段后段柱塞式6075160-1701701901101602060表2PS的注射工艺参数注射压力MPa成型时间S冷却时间S成型周期S后处理介质后处理温度七后处理时间S6015154090热水浴或70241004530鼓风烘箱表3PS的热处理条件热处理介质处理能度匕制件厚度tin处理时间minPS空气或水60-706306070-777120-360第3章塑件的工艺分析在模具设计之前需要对也

15、伯的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定型件制品所需的模具结构和模具精度。盔牙耳机外壳如图（2）所示，具体结构和尺寸详见图纸，该案件结构并不太更杂，只是几何形状有点不规则,外轮廓战由圆弧和口.线搬成。图（2）蓝牙耳机外壳平面现图2.1 塑件的结构设计、脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住耀具型芯或型腔中突出的部分，为了便干脱模,防止因脱梗力过大拉伤制品表面,与脱模方向平行的制品内外表面应具有定的脱模斜度,脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关.料度过小，不仅会使制品尺寸困难,而且易使制品表面损伤或破裂,斜度过大时,虽然脱模方便,但会膨响制品尺寸精度,并浪费原材料。通常案件的脱模斜度约取0.51.5,根据文献1,照件材料PS的型腔脱模斜度为351。30.型芯脱模*1度为301.、塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问他之一.塑件的壁厚对丁注射成型生产具有极为玳要的影响，它与注射充模时的燔体流动、固化定型时的冷却速收和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切