洗衣机把手注塑模具设计-滑块抽芯塑料注射模含NX三维及11张CAD图
洗衣机把手注塑模具设计-滑块抽芯塑料注射模含NX三维及11张CAD图,洗衣机,把手,注塑,模具设计,滑块抽芯,塑料,注射,nx,三维,11,十一,cad
开题报告1毕业设计的主要内容、重点和难点等研究内容此次毕业设计主要是围绕洗衣机把手的注塑模设计展开的,其主要内容如下:1、参观调研,查阅资料。到模具制造相关企业调研,了解模具生产、制造、加工情况。结合本课题,查阅相关资料;2、 撰写课题报告;3、通过对产品的性能分析,完成相关的模具结构与零件设计;4、设计的模具结构要求完整、合理;5、合理选择尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料,绘制的产品图样完整;6、认真分析制件图,确定模具型腔、模具结构、分型面和进料口形式,计算含收缩率的相关尺寸和模具的强度和刚度;7、 绘制模具总装图、零件图;8、 撰写毕业设计(论文)说明书;9、 翻译专业外语文献。研究的重点及难点1、零件设计的合理性分析,工艺及结构分析;2、材料选择,收缩率计算。模具强度及刚度分析;3、塑件成型工艺考虑,保证获得光洁完整美观的表面;4、模具型腔数的确定,模具结构、分型面和进料口形式的选择;5、绘制模具总装图、零件图及尺寸标注。相应的解决方法1、区分零件主次表面,保证主要表面达到技术要求,分析零件重要技术要求(如尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等);2、根据零件的使用性能、工艺性能、经济性选择材料;对注射成形,常需按塑件各部位的形状、尺寸、壁厚等特点在所选塑料的收缩率范围内选取不同的收缩率;以理论力学和材料力学为理论基础,对模具在熔体压力作用下,对型腔侧壁及其他零件的强度与刚度进行分析、计算和校核;3、在正确了解所选材料属性的基础上,选择合理的成型工艺参数,并根据成品的要求进行必要的工艺约束;4、根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、成型工艺技术要求等,在充分保证产品质量的前提下,根据实际需要,按照分型面、浇注系统、浇口等的设计原则分步有序地完成各部分设计,从而确定模具的结构形式;5、了解国家制图标准,通过查阅手册确定相应的公差及配合,分别按要求完成总装图和件图绘制。2准备情况(查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等)研究概况及发展趋势1.国外注塑模的现状及发展趋势近二十多年间,国外注塑模CAD/CAE技术发展相当迅速。70年代许多研究者对一维流动进行了大量研究,由最初的CAD技术和CAM技术以图纸为媒介传递信息向CAD/CAM一体化方向发展。80年代初开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域。80年代中期注塑模CAD/CAE进入实用阶段,出现了许多商品化注塑模CAD/CAE软件,比较著名的有:1.澳大利亚MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系统;2.美国PTC公司的Pro/Engineer 软件;3.美国UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系统等等.这些先进软件的熟练掌握极大地促进了国外模具行业的发展。因此,未来的一段时间内,他们将朝着大型、精密、复杂与长寿命模具的方向发展。2.国内注塑模的现状及发展趋势近年来,中国塑料模具发展速度相当快。目前,塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展,预计在未来模具市场中,塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高,且发展速度将快于其他模具。专家预测,大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。模具设计长期以来依靠人的经验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国发展模具计算机辅助设计(CAD)技术以来,这项技术已获得认可,并且得到更快的发展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析(CAE)技术,现在也为许多企业所应用,它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显著的作用。近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,它将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用。就大多数模具制造企业而言,今后的发展方向应以提高数控化和计算机化水平为主,积极采用高新技术,逐步走向CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化。模具无纸化制造将逐渐替代传统的设计和加工。3.注塑模最新技术和发展现状及趋势不同类型的模具有不同的加工方法,同类模具也可以用不同加工技术去完成。模具加工的工作主要集中在模具型面加工、表面加工和装配,加工方法主要有精密铸造、金属切削加工、电火花加工、电化学加工、激光及其它高能波束加工,以及集两种以上加工方法为一体的复合加工等。数控和计算机技术的不断发展,使它们在许多模具加工方法中得到更广泛的应用。在工业产品品种多样化及个性化日益明显、产品更新换代加快、市场竞争愈发激烈的情况下,用户要求模具制造交货期短、精度高、质量好、价格低,带动模具加工技术向以下几方面发展:高速铣削技术 电火花加工技术快速成型制造(RPM)和快速制模(RT)技术 超精密加工、微细加工和复合加工技术 先进表面处理技术 模具研磨抛光 模具自动加工系统 模具CAM/DNC技术及软件4.注塑模设计的工序:(1)灵感:手绘草图,确定整体外观;(2)实践:用UG绘制大致外型;(3)用ug设计内部结构,达到外观所需要求;(4)将UG所绘图形导入AutoCAD中;(5)修改结构图。5.注射模具的设计过程(1)对塑料零件的材料、形状和功能进行分析(2)确定型腔数目确定型腔数目的条件有:最大注射量、锁模力、产品的精度要求和经济性等。因为本设计中采用侧浇口,且塑件的尺寸较大,为提高塑件成功概率,并从经济型的角度出发,节省生产成本和提高生产效率,采用一模两腔,进行加工生产。(3)选择分型面时,应从以下几个方面考虑:1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2)使塑件在开模后留在动模上;3)分型面的痕迹不影响塑件的外观;4)浇注系统,特别是浇口能合理的安排;5)使推杆痕迹不露在塑件外观表面上;6)使塑件易于脱模。综合考虑各种因素,并根据本模具制件的外观特点,受用平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧。(4)型腔的布局方案型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使型腔每个区域都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满型腔,使塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短,同时采用平衡流道,以求达到良好的浇注质量。 (5)确定浇注系统浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计应根据模具的类型、型腔的数目及布局方式、塑件的原料及尺寸等确定。(6)确定脱模方式(1)使塑件脱模时不发生变形(略有弹性变形在一般情况下是允许的,但不能形成永久变形);(2)推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排;(3)推杆的受力不可太大,以免造成塑件的被推局部产生隙裂;(4)推杆的强度及刚性应足够,在推出动作时不产生弹性变形;(5)推杆位置痕迹须不影响塑件外观;本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。(7)确定调温系统结构模具的调温系统主要由塑料种类决定。模具的大小、塑件的物理性能、外观和尺寸精度都对模具的调温系统有影响。(8)确定凹模和型芯的固定方式当凹模或型芯采用镶块结构时,应合理地划分镶块并同时考虑镶块的强度、可加工性及安装固定。(9)确定排气方式及相应结构尺寸一般注射模的排气可以利用模具分型面和推杆与模具的间隙;而对于大型和高速成型的注射模,必须设计相应的排气装置。(10)确定注射模的主要尺寸根据相应的公式,计算成型零件的工作尺寸,以及决定模具型腔的侧壁厚度、动模板的厚度、拼块式型腔的型腔板的厚度及注射模的闭合高度。(11)选用标准模架根据设计、计算的注射模的主要尺寸,选用注射模的标准模架,并尽量选择标准模具零件。(12)绘制模具的结构草图在以上工作的基础上,绘制注射模的完整的结构草图,绘制模具结构图是模具设计中十分重要的工作,其步骤为先画俯视图(顺序为:模架型腔冷却管道支撑柱推出机构),再画主视图。(13)校核模具与注射机有关参数及尺寸对所使用的注射机的参数进行校核:包括最大注射量、注射压力、锁模力及模具的安装部分的尺寸、开模行程和推出机构的校核。(14)注射模结构设计的审查对根据上述有关注射模结构设计的各项要求设计出来的注射模,应进行注射模结构设计的初步审查,同时,也有必要对提出的要求加以确认和修改。(15)绘制模具的装配图装配图是模具装配的主要依据,因此应清楚地表明注射模的各个零件的装配关系、必要的尺寸(如外形尺寸、定位圈直径、安装尺寸、活动零件的极限尺寸等)、序号、明细表、标题栏及技术要求。(16)绘制模具的零件图由模具装配图拆绘零件图的顺序为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件后结构零件。(17)复核设计图样注射模具设计的最后工作是审核所设计的注射模,应多关注零件的加工性能。研究意义和创新点本题为注塑类模具设计,模具作为一种附加值和技术密集型产品,其技术水平的高低已经成为一个国家制造水平的重要标志之一。随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各方面行业的广泛应用,对塑料模具的需求也日益增加,塑料模具在国民经济中的重要性也日益突出。本题的研究将涉及一些二维和三维的软件的应用,如AUTO CAD等,以及UG相关软件的应用,能使自己在自学能力、独立分析和解决问题、查阅相关资料及自主创新能力等方面获得培养和提高。此外,本次毕业设计对我进一步巩固所学知识及灵活运用所学知识来解决实际问题有着深远的意义。本题为洗衣机把手注塑模设计,重点、难点及创新点均在于分型面的选择、斜导柱、滑块抽芯机构、浇注系统、冷却系统、导向装置、镶块结构与排气和脱模方式的确定,使塑件各部分都能够顺利地从模具中取出,且不留下飞边,保证塑件的质量参考文献 1李大鑫,张秀锦.模具技术现状与发展趋势综述J.模具制造,2005 (2):1-4 2李德群,肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的发展概况及趋势J.模具工业,2005(7):9-12 3颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京:国防工业出版社,2006 4杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册M.北京:化学工业出版社,2008 5杜智敏等.塑料注射模具设计实例M.北京:机械工业出版社,2005 6蔡娥.塑料模具设计与成型分析M.杭州:浙江大学出版社,2008 7崇凯主编. 机械制造技术基础课程设计指南. 北京:化学工业出版社, 2006 8 余强,陆斐.Pro/E模具设计基础教程M.北京:清华大学出版社,2005.9 颜智伟.塑料模具设计与机构设计M.北京:国防工业出版社,2006.10 谭雪松, 林晓新, 温丽. 新编塑料模具设计手册M北京:人民邮电出版社,2007. 11 李德群,唐志玉.中国模具工程大典第3卷塑料与橡胶模具设计M.北京:电子工业出版社,2007.12 伍先明,王群,庞佑霞等.塑料模具设计指导M.北京:国防工业出版社,2006.13 廖念钊,莫雨松,李硕根等.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,2009.现有设备及实验条件:计算机一台,使用软件为UG及Auto CAD,以上实验条件可满足本次毕业设计的要求。3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料一、2019年2月22日至2019年2月23日,理解消化毕设任务书要求并收集、分析、消化资料文献,根据毕设内容完成并交开题报告;二、2019年2月24日至2019年2月25日,开展调研,了解塑件结构,对原材料进行分析,考虑塑件的成型工艺性、模具的总体结构的形式,并完成部分英文摘要翻译。三、2019年2月22日至2019年2月28日,查阅资料,熟悉注射模的结构及有关计算,拟定模具的方案设计、总体设计及主要零件设计,拟定成型工艺过程,查阅有关手册确定适宜的工艺参数,注射机的选择及确定注射设备及型号规格;四、2019年2月28日至2019年3月2日,完成设计计算任务,总体结构的设计和完成总装配图及零件图的设计;五、2019年3月3日至2019年3月5日,完成设计,图纸绘制任务,计算说明书的编写;六、2019年4月5日至2019年4月8日,完善设计并完成论文的撰写;七、2019年4月9日至2019年4月25日,修改并打印毕业论文及整理相关资料,交指导老师评阅,准备论文答辩。指导教师意见指导教师(签字): 2019年4月25日开题小组意见开题小组组长(签字):2019年4月25日 院(系、部)意见 主管院长(系、部主任)签字: 2019年4月25日- 8 -课题:洗衣机把手注塑模设计课题:洗衣机把手注塑模设计 班级:班级:姓名:姓名:学号:学号:指导老师:指导老师:XXX摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类。因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。根据塑料洗衣机把手制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,考量塑件制件尺寸。本模具采用一模两腔,侧浇口进料,斜导柱、滑块抽芯机构。注射机采用海天80W1B型号,设置冷却系统,CAD和UG绘制二维总装图和零件图,选择模具合理的加工方法。绪论 在工业产品中,一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件,加上利用工程塑料特有的性质,可以一次成型非常复杂的形状,并且还能设计成卡装结构,所带来的效果是明显的,因此,近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法,其中最主要之一的注塑模具已经很广泛的采用。它在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低,直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代,同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。注塑模具与其它机械行业想比,有以下三个特点:第一,模具不能像其它机械那样可作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。模具制造不可能形成批量生产,即模具是单件生产的,其寿命越长,重复加工的可能性越小。因此,模具的制造成本较高。第二,因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的,作为产品,除质量、价格等因素之外,很重要的一点就是需要尽快地投放市场,所以对于为塑料制品而特殊定订制的模具来说,其制造周期一定要短。第三,模具制造是一项技术性很强的工作,其加工过程集中了机械制造中先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧,因此要求模具工人具有较高的文化技术水平,特别是对企业来说要求培养“全能工人”,使其适应多工种的要求,这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。综上所述,模具制造 存在成本高,要求制造周期短,技术性强等特点,目前,随着科学技术的不断发展和计算机的应用,这些问题得到了很大的改善。产品分析和材料确定:ABS浇注系统设计:侧浇口成型系统设计:镶嵌式型芯型腔成型冷却系统设计:环绕式循环水冷却系统顶出系统设计:推杆推出分型面位置的确定:平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧。成型腔数的确定:一模二腔注塑机的选择:海天80W1B设计要点产品分析和材料确定产品分析:1.分析产品外形尺寸2.分析产品基本结构3.确定出模数量材料选择:ABS1.由产品的使用环境确定材料2.由生产产品的经济效益确定材料3.由产品的外观确定材料估算塑件的质量及体积 经参考文献查的:经参考文献查的:经参考文献查的:经参考文献查的:材料材料材料材料ldpeldpeldpeldpe的密度是的密度是的密度是的密度是1.051.051.051.05g/cmg/cmg/cmg/cm ,用,用,用,用UGUGUGUG建模分析知塑件体建模分析知塑件体建模分析知塑件体建模分析知塑件体积为体积:积为体积:积为体积:积为体积:V=V=V=V=75.8575.8575.8575.85cmcmcmcm ,质量,质量,质量,质量:79.6g.:79.6g.:79.6g.:79.6g.注塑机的选择通过对注射量、塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核、顶出装置的校核。综合分析,注射方式为螺杆式。选用海天80W1B注塑机。分型面位置的确定 选择注射模分型面影响的因素很多,总的要求是顺利脱模,受用平面分型面,并选择选择注射模分型面影响的因素很多,总的要求是顺利脱模,受用平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧。,如下图在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧。,如下图:分型方案图分型方案图浇注系统设计 浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段,对塑件质量关系极大。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段,对塑件质量关系极大。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段,对塑件质量关系极大。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段,对塑件质量关系极大。分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑,且采用侧浇口。且采用侧浇口。且采用侧浇口。且采用侧浇口。浇口衬套、主流道、分流道、浇口形式成型系统设计1.确定产品型腔布局:一模两腔2.成型零件结构:镶嵌式型芯和型腔3.固定方式:螺丝固定 型芯三维零件图 型腔三维零件图导向机构的设计 在导柱的工作部分上开设油槽,可以改善导向条件,减少摩擦在导柱的工作部分上开设油槽,可以改善导向条件,减少摩擦在导柱的工作部分上开设油槽,可以改善导向条件,减少摩擦在导柱的工作部分上开设油槽,可以改善导向条件,减少摩擦,故导柱采用加油槽的阶梯式导柱故导柱采用加油槽的阶梯式导柱故导柱采用加油槽的阶梯式导柱故导柱采用加油槽的阶梯式导柱(图(图(图(图1 1 1 1)。由于导柱已选定,由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套(图)。由于导柱已选定,由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套(图)。由于导柱已选定,由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套(图)。由于导柱已选定,由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套(图2 2 2 2).导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位,其中心距模具边缘应有足够的距离,导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位,其中心距模具边缘应有足够的距离,导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位,其中心距模具边缘应有足够的距离,导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位,其中心距模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如图以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如图以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如图以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如图3 3 3 3所示:所示:所示:所示:图图图图1 1 1 1导柱三零件维图导柱三零件维图导柱三零件维图导柱三零件维图 图图图图2 2 2 2导套三维零件图导套三维零件图导套三维零件图导套三维零件图 图图图图3 3 3 3导向孔总体布局导向孔总体布局导向孔总体布局导向孔总体布局 冷却系统设计 冷却系统类型冷却系统类型冷却系统类型冷却系统类型 选用环绕式冷却水路:水道采用直水道直径为选用环绕式冷却水路:水道采用直水道直径为选用环绕式冷却水路:水道采用直水道直径为选用环绕式冷却水路:水道采用直水道直径为8mm8mm8mm8mm,每条水路的长度为,每条水路的长度为,每条水路的长度为,每条水路的长度为l=87.50mml=87.50mml=87.50mml=87.50mm,冷却水路的根数为,冷却水路的根数为,冷却水路的根数为,冷却水路的根数为4 4 4 4根,根,根,根,冷却水道其分布如下图:冷却水道其分布如下图:冷却水道其分布如下图:冷却水道其分布如下图:冷却水道结构图冷却水道结构图抽芯机构的确定 斜滑杆侧向抽芯的特点是利用推力驱动斜滑杆斜向运动,由斜滑杆完成侧向抽芯动作斜滑杆侧向抽芯的特点是利用推力驱动斜滑杆斜向运动,由斜滑杆完成侧向抽芯动作型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离叫理论抽芯距,用型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离叫理论抽芯距,用S S表示。为表示。为了安全起见,实际抽芯距离了安全起见,实际抽芯距离S S通常比理论抽芯距离通常比理论抽芯距离S S大于大于1 13mm3mm,即,即 S=S+S=S+(1 13 3)mmmm,本次设计中,本次设计中S=10mmS=10mm,所以,所以S S 取取12mm12mm符合要求。因本设计产品侧壁有侧凹,因此适用斜符合要求。因本设计产品侧壁有侧凹,因此适用斜滑杆斜抽芯机构。滑杆斜抽芯机构。侧滑块抽芯斜滑杆斜抽芯机构注塑模具总体结构图 二维注塑模装配图 三维注塑模装配图总结 从拿到任务书,翻看了很多资料、期刊,上网了解现在国内外整个行业的进展。用课堂的知识、加上现有的结论,分析总结塑模过程,把怎么成型的工艺方案先选定。再选出设备型号、用什么结构形式的模具、研究工作原理、求出零件相关尺寸大小,加上最后的推出结构。中期也有一次大调整,最终把模具的结构敲定好。还翻译了一些能用的英文资料。对于精度等级,塑件的外形,结构都提出了一定高的要求。制造工艺方面的知识是基础,机械制造更是大量的运用。机械制图、机械工程材料、塑性成型设备、公差、软件工程制图、UG等等都遍及了。对四年的学习是个总结和综合运用。不过我的学识还很有限加上没什么实践经验,老师指出错误。参考文献1李大鑫,张秀锦.模具技术现状与发展趋势综述J.模具制造,2005(2):1-4 2李德群,肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的发展概况及趋势J.模具工业,2005(7):9-12 3颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京:国防工业出版社,2006 4杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册M.北京:化学工业出版社,2008 5杜智敏等.塑料注射模具设计实例M.北京:机械工业出版社,2005 6蔡娥.塑料模具设计与成型分析M.杭州:浙江大学出版社,2008 7崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.北京:化学工业出版社,2006 8 余强,陆斐.Pro/E模具设计基础教程M.北京:清华大学出版社,2005.9 颜智伟.塑料模具设计与机构设计M.北京:国防工业出版社,2006.10 谭雪松,林晓新,温丽.新编塑料模具设计手册M北京:人民邮电出版社,2007.11 李德群,唐志玉.中国模具工程大典第3卷塑料与橡胶模具设计M.北京:电子工业出版社,2007.12 伍先明,王群,庞佑霞等.塑料模具设计指导M.北京:国防工业出版社,2006.13 廖念钊,莫雨松,李硕根等.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,2009.11H.Q.Guo,K.S.Lee and Y.F.Zhang.Synchronisation Design System for plastic Injection MoldJ.Die And Mould,2007,8(4):6-9.12YUD,ZHANGR,CHENJ,et al.Research of knowledge-based system for stamping process planning J.Int J Adv Manuf Technol,2006,3(4):663-665.致 谢经过2个多月的努力,我顺利完成了这次毕业设计。在这里首先要感谢XXX老师在收集材料以及设计过程中给予的指导和帮助。从毕业设计的选题、设计与实施等导师都倾注了大量的心血。导师学术上严谨的学术态度,对实验操作的严格要求以及对科学真理的执着追求的精神,一直鞭策着我努力奋进,并将使我受益终身。在完成毕业论文的几个月里,我学习到许多宝贵的东西,这不仅包括注塑模设计的基本知识,更为重要的是学习的态度和科研的精神。严谨踏实、勤奋好学、积极创新,我想我应该时刻记在心中并逐步内化,因为这对于我即将开始的社会生活至关重要。同时还要感谢其他给过我帮助的学长学姐们和同学们,他们的无私帮助使我的论文得以顺利完成。感谢南京工程学院,感谢培育帮助我的师长,这里的四年是我成长最快的四年,也是我一生都将铭记的四年!在本次毕业设计中,特别感谢指导老师的指导和帮助,给予了我充分的信心和把握,让我按时完成了本次设计。由于经验不足和对专业知识的了解不够透彻,在设计时常常遇到一些问题无法理解,老师则耐心而认真的加以指导帮助,让我学到了书本上学不到的知识,既增长了见识也充实了自己。结束放映谢谢各位老师观看!摘 要根据塑料洗衣机把手制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,考量塑件制件尺寸。本模具采用一模两腔,侧浇口进料,注射机采用海天80W1B型号,设置冷却系统,CAD和UG绘制二维总装图和零件图,选择模具合理的加工方法。附上说明书,系统地运用简要的文字,简明的示意图和和计算等分析塑件,从而作出合理的注塑模具设计。关键词:洗衣机把手;一模两;侧浇口;注射机;注塑模具。AbstractAccording to the requirements of handle products of plastic washing machine, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts such as workability and dimensional accuracy, and consider the size of plastic parts. This mold adopts a mold two cavity, the side gate feed, the injection machine adopts Haitian 80W1 X B model, sets the cooling system, CAD and UG draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, choose the reasonable processing method of the mold. Attached is an instruction book, which systematically uses simple words, simple sketches and calculations to analyze plastic parts, so as to make a reasonable design of injection moulds.Key words: washing machine handle; one mold two; side gate; injection machine; injection mold.目 录摘 要IAbstractII引言1第1章 塑件分析31.1 塑件图31.2 塑件的材料选择31.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析31.3.1 塑件的结构设计31.3.2 塑件尺寸及精度41.3.3 塑件表面粗糙度41.4 计算塑件的体积、质量4第2章 塑件成型方案设计52.1 分型面选择52.2 型腔数的确定52.3 型腔布局52.4 浇注系统的类型和位置的选择62.4.1浇注系统组成62.4.2 确定浇注系统的原则62.5 成型零件结构设计82.5.1型腔设计82.5.2型芯设计92.5.3 凹模宽度尺寸的计算92.5.4 凹模长度尺寸的计算102.5.5 凹模高度尺寸的计算102.5.6 凸模宽度尺寸的计算102.5.7 凸模长度的计算103.7.8 凸模高度尺寸的计算112.6 侧向抽芯机构类型设计112.6.1侧抽芯机构的结构形式112.6.2斜滑杆斜抽芯机构设计122.7 脱模机构的设计132.7.1 脱模机构的选择132.7.2推杆推出机构设计132.8 导向与定位机构设计152.9 排气及引气系统的设计172.10温度调节对塑件质量的影响172.11模架的选择19第3章 模具零件设计213.1 模具成型零件尺寸计算213.2模具强度与刚度校核213.3脱模力的计算223.4浇注系统的设计233.4.1 主流道的设计233.4.2分主流道的设计243.4.3浇口的设计253.4.4拉料杆的设计253.4.5冷料井的设计253.5模具冷却系统的设计25第4章 注射机的选用及相关参数的校核274.1 注射成型工艺过程分析274.2 注射机的选择和校核274.2.1注射量的校核284.2.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核294.2.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核29总结32致谢33参考文献34IV引言将塑料成型为制品的生产方法很多,最常用的有注射,挤出,压缩,压注,压延和吹塑等。其中,注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外,几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短,能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中,其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高,不适合单件及批量较小的塑料件的生产。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,由注射装置、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塑性。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塑化,使之成为粘流态熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推动下,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、塑件的复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、排气系统及支承零部件组成2 。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,即:温度、压力、时间。在成型过程中,尤其是精密制品的成型,要确立一组最佳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)。采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造加工之前,在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义3。第1章 塑件分析1.1 塑件图在模具设计之前需要对塑件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塑件制品所需的模具结构和模具精度。本设计课题-洗衣机把手如图所示,具体结构和尺寸详见图纸,该塑件结构简单,生产量大,要求较低的模具成本,成型容易,精度要求不高。洗衣机把手三维立体图1.2 塑件的材料选择 设计中所选择的洗衣机把手材料为ABS。ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性,使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得,是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。ABS无毒,无气味,呈微黄色,成型的塑料有较好的光泽,不透明,密度为1.05g/cm3。1.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析1.3.1 塑件的结构设计(1)、脱模斜度脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小,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,但会影响制品尺寸精度,并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5,塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.35130/,型芯脱模斜度为30/1。(2)、塑件的壁厚 选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀,以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14,最常用的数值为23。本产品壁厚均匀,周边和底部壁厚为57左右。(3)、塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中,改善其成型加工过程中的充模特性,增加相应位置模具和塑件的力学角度,需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时,塑件的各连接角处均有半径不小于0.51的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍,内圆角半径应是壁厚的0.5倍。1.3.2 塑件尺寸及精度根据我国目前的成型水平,塑件尺寸公差可以参照塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求,本次产品尺寸均采用MT5级精度。 1.3.3 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高,表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外,主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.021.25之间,模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2,即Ra 0.010.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加,所以应随时给以抛光复原。1.4 计算塑件的体积、质量本次设计中,塑件的质量和体积采用3D测量,在UG软件中,使用塑模部件验证功能,可以测得塑件的体积75.8,因ABS的密度为1.05,即可以得出该塑件制品的体积为质量约为79.6。第2章 塑件成型方案设计2.1 分型面选择将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面称为分型面,它是决定模具结构的重要因素,每个塑件的分型面可能只有一种选择,也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时,应从以下几个方面考虑:1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2)使塑件在开模后留在动模上;3)分型面的痕迹不影响塑件的外观;4)浇注系统,特别是浇口能合理的安排;5)使推杆痕迹不露在塑件外观表面上;6)使塑件易于脱模。综合考虑各种因素,并根据本模具制件的外观特点,受用平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧。分型面的选择2.2 型腔数的确定 因为本设计中采用侧浇口,且塑件的尺寸较大,为提高塑件成功概率,并从经济型的角度出发,节省生产成本和提高生产效率,采用一模两腔,进行加工生产。2.3 型腔布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使型腔每个区域都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满型腔,使塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短,同时采用平衡流道,以求达到良好的浇注质量。型腔布局由图所示。 型腔布局方式2.4 浇注系统的类型和位置的选择 本设计中采用普通侧浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。2.4.1浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分:1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴2.4.2 确定浇注系统的原则1)在设计浇注系统时应考虑下列有关因素:a)、塑料成型特性:设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求,以保证塑件质量。b)、模具成型塑件的型腔数:设置浇注系统还应考虑到模具是一模单腔或一模多腔,浇注系统需按型腔布局设计。c)、塑件大小及形状:根据塑件大小,形状壁厚,技术要求等因素,结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置,保证正常成型,还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题,从而采取相应的措施或留有修整的余地。d)、塑件外观:设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便,同时不影响塑件的外表美观。e)、冷料:在注射间隔时间,喷嘴端部的冷料必须去除,防止注入型腔影响塑件质量,故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施6。 喷嘴前段孔径d0=3mm喷嘴圆弧半径R0=10mm主流道与喷嘴结构:接触处多做成半球形的凹坑,凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大l2mm。主流道小端直径:应比注塑机喷出孔直径约大0.5l mm 常取。d=3.5mm主流道大端直径:应比分流道深度大15mm以上,锥角一般取1O一6O。由经验公式: 所以浇注系统的基本尺寸为:d=3.5mm,D=10mm,L=97mm,H=5mm, =1,R=16mm2)分流道的长度根据型腔的结构设计,分流道长度适中。3)分流道的当量直径流过一级分流道塑料的质量m=V塑=15.82g10,所以此处视为矩形塑件,根据参考文献1式4-26脱模力为+0.1A=+0.13.14502=3771.6N式中 E塑料的拉伸弹性模量(MPa); S塑料成型的平均收缩率(%); t塑件的壁厚(mm); L被包型芯长度; 塑件的泊松比; 脱模斜度(); f塑料与钢材之间的摩擦因素; r型芯的平均半径(mm); A塑件在开模方向垂直的平面上的投影面积(mm2); K2由f和决定的无因次数,K2=1+fsincos。(4)、脱模方式的确定1)采用推杆推出(1)推出面积 设6mm的圆推杆设置3根,设4mm的圆推杆设置2根,那么推出面积为(2)推杆推出应力 根据资料选取许用应力=8MPa; 通过上述计算,应力满足要求,为安全起见,在此采用推杆推出。2.8 导向与定位机构设计导向机构的作用:保证模具在进行开合模时,保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力,起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。 1. 导向结构的总体设计(1) 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。(2) 根据模具的形状和大小,一副模具一般需要2-4个导柱。如果,模具的凸模与凹模合模有方位要求时,则用两个直径不同的导柱,或用两个直径相同,但错开位置的导柱。(3) 由于塑件通常留于公模,所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。(4) 导柱和导套在分型面处应有承屑槽(5) 导柱导套及导向孔的轴线应保证平行(6) 合模时,应保证导向零件首先接触,避免公模先进入模腔,损坏成型零件。2. 导柱的设计(1) 有单节与台阶式之分(2) 导柱的长度必须高出公模端面68mm(3) 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分(4) 固定方式有铆接固定和螺钉固定(5) 其表面应热处理,以保证耐磨。 3. 导套和导向孔(1) 无导套的导向孔,直接开在模板上,模板较厚时,导向孔必须做成盲孔,侧壁增加排气孔。(2) 导套有套筒式台阶式凸台式(3) 为了导柱顺利进入导套孔,在导套前端应倒有圆角r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.2.9 排气及引气系统的设计常用的排气方式有利用配合间隙排气,在分型面上开设排气槽排气,利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大,本设计中采用间隙排气的方式,而不另设排气槽,利用间隙排气,以不产生溢料为宜,其值与塑料熔体的粘度有关。2.10温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响,对于任一个塑料制品,模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形,若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性,使其难于充模,增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。1)确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Qs查参考文献1表4-35直接可知HIPS的单位热流量Qs的值的范围在(280350)kJkg之间,故Qs可取=315kJkg。2)计算冷却水的体积流量q设冷却水道入水口的水温,出水口的水温为,取水的密度=1000kgm3,水的比热容c=4.187kJ(kg)。则根据公式可得: =3.5310-3m3min 3)确定冷却水路的直径当q=3.5310-3m3min时,查参考文献1表4-30可知,为了使冷却水处于湍流状态,取模具冷却水孔的直径d=8mm。4)冷却水在管中的流速v=1.69ms1.66ms 合理5)求冷却管壁与水交界面的膜转热系数h因为平均水温为23.5,查参考文献1表4-31可得f=0.672,则有:=36520.7kJ(m2h)6)计算冷却水通道的热导总面积A7)计算模具冷却水管的总长度L 8)冷却水路的根数x 设每条水路的长度为l=87.50mm,则冷却水路的根数为 模具冷却水路图2.11模架的选择根据对塑件的综合分析,确定该模具是双分型面的模具,由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择DI型的模架,其基本结构如下:DI型模架图CI型模具定模采用两块模板,动模采用一块模板,又叫两板模,大水口模架,适合侧浇口,侧入式浇口,采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式,经过考虑分析,导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸。把型腔排列成一模两腔可得长为315mm,宽为115mm,模架的长L=210+复位杆的直径+螺钉的直径+模板壁厚400mm模架的宽W=90+复位杆的直径+型腔壁厚230mm根据内模仁的尺寸,在计算完模架的长宽以后,还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响,在设计中避免干涉。在设计中,如果有斜滑块侧抽芯机构,还需要考虑侧抽芯对模具设计中模架外形尺寸的影响。综合考虑本设计选用WL=230x400的模架。塑件的高度为32mm,塑件的大部分部胶位都留在型腔部分,型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加20-30mm。综合考虑强度要求,定模板厚度取70mm, 动模板的厚度取70mm。考虑推杆的顶出行程要求,支撑板取80mm以满足顶出要求。综上所述所选择的模架的型号为:DI-2340-A70-B70-C80。第3章 模具零件设计3.1 模具成型零件尺寸计算塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后,因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小,收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一,选定ABS材料的平均收缩率为0.5%,刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为:A=B+0.005B式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4,或取IT78级作为模具制造公差。在此取IT8级,型芯工作尺寸公差取IT7级。模具型腔的小尺寸为基本尺寸,偏差为正值;模具型芯的最大尺寸为基本尺寸,偏差为负值,中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸。3.2模具强度与刚度校核为保证模具能正常工作,不仅要校核模具的整体性强度,也要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔侧壁厚度,型腔底板厚度,合模面所能承受的压力等几个方面,实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算,选取较大的尺寸。 型腔底厚、壁厚校核 R凹模外半径(mm); r凹模内半径(mm); E模具钢材的弹性模量(Mpa); P模具型腔内最大的压力(Mpa); u模具钢材的泊松比u=0.25; p模具强度计算的许用变形量(mm); sp模具强度计算许用应力(Mpa);组合式,低粘度和4级精度的条件,查长手册1得:p25i1=25(0.35r1/5+0.001r)25(0.35(81.63)1/5+0.00181.63)23mm0.023mm r=52mmE2.2105MpaP=40Mpa usp0.25 sp300Mpa1).凹模侧壁刚度条件计算公式: R=r(pE/rP)+1-u)/(pE/rP)+1-u) 1/2将数据代入公式得:R=52(0.0232.2105+0.755240/0.0232.2105-1.255240)=85mm2).凹模侧壁强度条件计算公式:R=r(sp/sp-2P)1/2-1 (sp2P)sp=133MpaP=25Mpa将数据代入公式得: R64.4mm综合1)、2)得:R85mm3).凹模垫板的刚度计算 公式: t=0.91r(Pr/Ep)将数据代入公式得:t34mm4).凹模垫板的强度计算公式: t=1.1r(P/sp)将数据代入公式得:t= 21mm综合3)、4)得: t=34mm3.3脱模力的计算脱模力的产生范围:(脱模)塑件在模具中冷却定型时,由于体积收缩,产生包紧力。 不带通孔壳体类塑件,脱模时要克服大气压力 。 机构本身运动的磨擦阻力。塑件与模具之间的粘附力。 初始脱模力,开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力,后面防需的脱模力,比初始脱模力小,防止计算脱模力时,一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素:a 脱模力与塑件壁厚,型芯长度,垂直于脱模方向塑件的投影面积有关,各项值越大,则脱模力越大。 b 塑件收缩率,弹性模量E越大,脱模力越大。 c 塑件与芯子磨擦力俞大,则脱模阻力俞大。 d 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素,则型芯斜角大到,塑件则自动脱落。3.4浇注系统的设计3.4.1 主流道的设计流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。(1)、主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天80W1B,其喷嘴直径为3.0,喷嘴球面半径为12,依此主流道各具体尺寸设计如下: 主流道与浇口套(2)、主流道衬套的形式选用如下图所示类型的衬套,这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位环设计成两个零件,然后配合固定在模板上,衬套与定模板的配合采用。(3)、定位环的固定 定位环采用2个M6的螺丝直接锁附固定。浇口衬套、主流道、分流道、浇口形式3.4.2分主流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑,且采用侧浇口。3.4.3浇口的设计浇口又叫进料口,是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能:一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用;另一个是当注射压力撤销后封锁型腔,使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。本次设计选择的浇口形式为:侧浇口。浇口的位置选择原则: 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时,应考虑以下几点: 1. 熔体在型腔内流动时,其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程(包括分支流程)为最短; 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端; 3)应先从壁厚较厚的部位进料; 4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体。由于本设计中洗衣机把手塑件外表面质量要求较高,所以选用侧浇口。侧浇口直接在侧端面处进胶,洗衣机把手组装后,浇口被遮挡起来。3.4.4拉料杆的设计侧浇口主流道需要设置拉料杆,使开模时分流道与产品分离,结合实际选用适当值。本设计采用5mm大小拉料杆。3.4.5冷料井的设计冷料穴一般开设在主流道对面的模板上,其标称直径与主流道直径相同或略大一些,这里取为5mm,最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的倒扣形式有多种,这里采用z形倒锥的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用,开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模,最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。3.5模具冷却系统的设计设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸,以方便加工与组装。设计冷却系统时,模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数: 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在型芯块与型腔块内,设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常,钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍,冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612 mm(7/169/16英吋),在此取8mm。 第4章 注射机的选用及相关参数的校核4.1 注射成型工艺过程分析如上图所示从料头把树脂挤入料筒中,通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在那个过程中,在加热器的作用下加热使机筒内的树脂材料受热,在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态,螺杆的不断向前将材料射入模腔。填充成产品形状,模具开启后将塑件推出。归纳起来,完整的注射过程共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤。4.2 注射机的选择和校核要架一套模具,首先要考虑模具尺寸是否符合机台大小的顿数.注射量是否满足要求,机台的射出投影面积是否适合模具生产,大顿数机台生产小模具,计量不容易控制,再者若用太大锁模力,对模具也有一定损伤,锁模力不够导致产品毛边过大,太大模具超过机台的负荷对合模系统也会有一定之损伤.由于采用一模两腔,产品注射量为79.6g,流道水口废料5g,总注塑量为164.2g,再根据工艺参数(主要是注射压力),综合考虑各种因素,选定注射机为海天80W1B。注射方式为螺杆式,其有关性能参数为:型号单位80W1B参数螺杆直径mm30理论注射容量cm3225注射重量PSg210注射压力Mpa124注射行程mm130螺杆转速r/min0190料筒加热功率KW9.75锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm360360允许最大模具厚度mm450允许最小模具厚度mm150移模行程mm360移模开距(最大)mm750液压顶出行程mm120液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW13油箱容积l280机器尺寸(长宽高)m4.831.261.96机器重量t4.6最小模具尺寸(长宽)mm290290 表 海天80W1B注塑机参数4.2.1注射量的校核模具设计时,必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为:式中:-型腔数量 -单个塑件的重量(g) -浇注系统所需塑料的重量(g)本设计中:n=2 79.6 g =5g m=2x79.6+5=164.2g注塑机额定注塑量为210g注射量符合要求4.2.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积,则成型过程中会出现涨模溢料现象,必须满足以下关系。 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=2 =6624 =150 =2x6624+150=13398注射成型时为了可靠的锁模,应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即: ()P F式中: P塑料熔体对型腔的成型压力(MPa)F注射机额定锁模力(N)其它意义同上根据教科书表5-1,型腔内压通常为20-40MPa,一般制品为24-34MPa,精密制品为39-44MPa,本设计中取P为30MPa。()P=13398x30x1.1x0.001=442KN800KN锁模力符合要求4.2.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核(1)、模具长宽尺寸模具长宽尺度必须小于注塑机拉杆间距,本设计选用机台拉杆间距为360360,模具长宽为280x400,经核算机台选用合适。(2)、模具厚度(闭合高度)模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为300mm 200H510, 符合要求(3)、开模行程(S)的校核模具开模后为了便于取出制件,要求有足够的开模距离,所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的,设计模具必须校核所选注射机的开模行程,以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机,其开模行程与模具厚度有关,对于单分型面注射模应有:SmaxS= H1 + H2 + H3 + C式中 H1-模具厚度 H2-顶出行程H3 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度C 安全距离本设计中=750 =300 mm =15mm H3 =105mm C取100mm总的开模距离需要S=520mm以上. 经计算,符合要求。(4)、顶出装置的校核在设计模具推出机构时,需校核注射机顶出的顶出形式,要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆,注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。海天80W1B型注射机为两侧推出机构,经检查能满足将模具脱出的要求。总结 本次塑料模具设计,全面考虑了塑料成型性能,模具结构特点,注射工艺参数,塑件表面粗糙度以及制造精度等,在理论分析和数据计算生产操作上论证该设计是合理可行的。并且,通过这次设计,我了解了注射模设计概况,熟悉了注射设备,基本掌握了注射成型的一般原理。 在设计和三维建模过程中也遇到了一些问题,通过对问题的探索与分析,最后得到圆满解决,更另深刻的知道了模具设计各个阶段的重要性和严谨性,达到了毕业设计的目的。 相信这次设计中获得的经验及处理问题的能力将会对今后的学习和工作有所启示和帮助。致谢 在本次毕业设计中,特别感谢指导老师的指导和帮助,给予了我充分的信心和把握,让我按时完成了本次设计。由于经验不足和对专业知识的了解不够透彻,在设计时常常遇到一些问题无法理解,老师则耐心而认真的加以指导帮助,让我学到了书本上学不到的知识,既增长了见识也充实了自己。参考文献1王素玉. 模具先进制造技术发展趋势综述J. 模具制造, 2005(3) 2李大鑫,张秀锦.模具技术现状与发展趋势综述J.模具制造,2005 (2):1-4 3李德群,肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的发展概况及趋势J.模具工业,2005(7):9-12 4颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京:国防工业出版社,2006 5杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册M.北京:化学工业出版社,2008 6杜智敏等.塑料注射模具设计实例M.北京:机械工业出版社,2005 7蔡娥.塑料模具设计与成型分析M.杭州:浙江大学出版社,20088梁耀能主编. 机械工程材料. 广州:华南理工大学出版社,2002 9崇凯主编. 机械制造技术基础课程设计指南. 北京:化学工业出版社, 2006 10Pye.R.G.W., Injection Mould Design-4thEd., by Longman Scientific & Technical,London,198911Dym.J.B., Injection molds and Molding-A Practical Manual, by Nostrand Reinhold Company,New York.197912Hallum,Dinae.L.,Fundamentals of injection molding.Manufacuring Engineering v 118 n 6 Jun 1997.p68,70-7234
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