电器仪表的外壳注塑成型分析及模具设计与制造.docx
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电器仪表的外壳注塑成型分析及模具设计与制造
电器仪表的外壳注塑成型分析及模具设计与制造
摘要:
本课题设计是一仪表的外壳。
首先,是对材料性能进行分析,详细说明了此产品的塑料材料选材、模具结构以及注塑成型工艺。
确立了一模四腔的设计思路,并对其注塑模具成型系统、温控系统、浇注系统、顶出系统等做出了合理的选择和分析。
最后运用CAD、PRO/E、UG等应用软件对模具结构组成零件和装配图进行进行工程出图。
关键词:
注塑成型工艺选择和分析工程出图
一、产品分析
1、塑件的原材料分析:
材料为ABS,每100g的ABS需要加抗氧剂10100.5g,DLTP0.5g。
加入增强剂玻璃纤维(CFRTB)0.5g,收缩率一般为0.5%,其具有优良的成型加工性,尺寸稳定性好,着色性能、电镀性能都好。
强度高、刚性好,硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好,耐磨性好。
不易在阳光下爆晒,在紫外线下易老化,耐气候性差,不耐有机溶剂。
总结:
该塑料有良好的工艺性能,适宜注射成型,成型前原料要干燥处理。
2、塑件的尺寸精度分析:
此塑件上有三个尺寸有精度要求,分别是:
66+0.34、46+0.26、18-0.18均为MT2级塑料件精度,属于中等偏高级的精度等级,在模具设计和制造过程中要严格保证这三个尺寸精度的要求。
其余尺寸均无特殊要求,为自由尺寸,可以按MT5级塑料件精度查取公差值。
3、塑件表面质量分析:
塑件是一仪表外壳,要求外表美观、无斑点。
无熔接痕,表面粗糙度可取Ra1.6,而塑件内部没有较高的粗糙度要求。
4、塑件结构工艺性分析:
零件,腔体深为8mm,壁厚均匀2mm,总体尺寸不大不小,塑件成型性能良好;
塑件上有一个六边形凸台,要求成型后轮廓清晰,成型它的模具工作零件要用线切割成型,保证六边的尖角;
塑件的两边各有一个对称的类三角形凸起标记,高0.2mm,同样要求轮廓清晰,成型它的模具工作零件可用电火花成型加工,相应的要设计出它的电极。
5、
(1)计算塑件的体积
根据零件的三维软件直接可查询到塑件的体积为:
V1=9563.66mm3
浇注系统的体积:
V2=1551.52mm3
一次注射所需的注塑总体积为:
V=V1+V2=11115.18mm3
(2)计算塑件的质量:
查手册取密度p=1.05X10-6kg/mm3
塑件的质量:
M1=V1*p=0.010(kg)=10(g)
塑件与浇注系统的总质量:
M=V*p=0.0117(kg)=11.7(g)
(3)选用注塑机:
根据塑件的形状,取一模四件的模具结构,结合现有的成型设备,初步选取螺杆式注塑成型机:
HS120AV。
二、注塑模具设计结构分析
1、模具设计方面:
(1)型腔数量的确定及型腔的排列:
该塑件采用一模四件成型,型腔均匀分布在上模具,这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。
如图:
型腔的排位
(2)浇注系统的设计:
模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为:
R=R0+(1~2)=6+2=8mm;
模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d0的关系为:
d=d0+0.5=3+0.5=3.5mm;
流道呈圆锥形,其锥度取30;
分流道取半圆形,其半径R=3;
浇口采用侧浇口,从塑件的侧端边孔处进料,如图所示。
(3)分型面的选择:
分型面应该选择在塑件截面最大处,尽量取在料流末端,利于排气,保证塑件表面质量,该零件的分型面,如下图所示:
(4)顶出方式的选择:
此模具的型芯在动模,开模后,塑件包紧型腔留在动模一侧,根据塑件是壳类零件的特点,由于工件较小,采用顶杆顶出形式,这样顶出平稳,有效保证了顶出后塑件的质量,模具结构也比较简单。
2、注塑工艺条件:
(1)干燥处理:
ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。
干燥条件为80~90℃,时间为2~3个小时;
(2)料筒温度:
一般前端时间为:
180~200℃;
中段时间为:
165~180℃;
后端时间为:
150~170。
(3)模具温度:
一般取50~90℃注:
模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低。
(4)注塑压力:
60~100Mpa。
(5)注塑速度:
一般取中高速度。
3、塑件尺寸,如图:
4、温度控制系统:
加热系统主要是电热棒,只要将其插入模板上的孔内通电即可。
冷却系统设计为冷却水道,利用循环流道的冷却水开带走模具的热量,从而实现温度的控制。
5、浇注系统设计:
浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井4部分组成,浇口起到进料和保压的作用,浇口的尺寸大小及位置选择对制品质量有直接的影响。
三、制造及工艺
1、型芯、型腔加工及工艺:
(1)型芯零件图及其工艺:
此图为后模仁
材料:
42CrMo硬度HRC28~32
加工及工序:
①备料:
毛胚尺寸215X155X52
②热处理:
退火HB180~220;调质HRC28~32
③铣削:
洗六面
④平面磨削:
磨六面
⑤数控铣:
a.边长为15.850-0.011的四个正六方台到要求;
b.洗四方台阶到要求;
c.洗分流道及浇口到要求;
d.钻孔:
所有顶杆孔到要求;
e.工件翻面,钻孔到要求;
⑥钳工:
a.攻丝
b.打磨成型表面达图要求
如图所示
(2)型腔零件图及其工艺:
此图是前模仁
其一型腔尺寸
材料:
42CrMo硬度HRC28~32
加工及工序:
①备料:
毛胚尺寸215X155X52
②热处理:
退火HB180~220;调质HRC28~32
③铣削:
洗六面
④平面磨削:
磨六面
⑤数控铣:
洗70.42X50.3X10.06的腔,周边留打磨余量0.05;
⑥电火花:
打两側燕尾形标记到要求;
⑦钳工:
a.打表分中、钻2-Ф8水孔到要求;
b.钳工划线,攻丝、攻水孔端口M8螺纹丝到要求;
c.打磨型腔表面粗糙度到要求;
⑧电极零件图:
电极
(1)
放电间隙:
单边0.1mm;
材料:
紫铜
电极
(2)如图所示:
放电间隙:
单边0.1mm;
材料:
紫铜
由于型腔死角的地方无法加工不到位,因此采用电火花放电加工;
型腔如图所示
(3)前模框加工:
如图上所示:
(4)后模框加工:
加工步骤:
①图纸确认,编制模具机械加工工艺程序确认。
②根据加工顺序选择加工机床、夹具和刀具。
③安装夹具、刀具、对刀,对原点并记录。
④程序确认,描画图形。
⑤有公差的刀具补正。
⑥单步执行操作,开始加工。
四、总装图
五、3D分模
参考文献
[1]中国轻工业出版社孙凤琴编的《模具制造工艺与设备》
[1]《塑料模具技术手册》机械工业出版社
[2]高等教育出版社朱光力主编的《模具设计与制造实训》
[3]机械工业出版社屈昌华主编《塑料成型工艺与模具设计》
[4]我国轻工业出版社贾润礼编的《实用注塑模具设计手册》
[5]广东科技出版社罗河胜主编《塑料材料手册》
[6]机械工业出版社《塑料模具设计手册》
[7]机械工业出版社《熟料模结构图册》
[8]中国标准出版社《模具标准汇编》
[9]大连理工大学教研室《机械制图》
[10]西北工业大学出版社《注塑模设计》
[11]中国轻工业出版社《注塑成型模具》(第二版)
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