盖板注塑成型工艺及模具设计【含CAD图纸、说明书】
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河南机电高等专科学校学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名李家清学 号051305220指导教师于汇泳选题情况课题名称盖板注塑成型工艺及模具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定:所在专业意见: 负责人: 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学生姓名: 李家清 学 号: 051305220 设计题目: 盖板注塑成型工艺及模具设计 起 迄 日 期: 2008年 3月 20日 6 月8 日 指 导 教 师: 于汇泳 2008年3月20日毕 业 设 计 任 务 书1本课程设计课题来源及应达到的目的:本设计题目为塑料的注塑工艺及模具设计。通过设计,应对注塑成型工艺生产较为熟悉,能熟练使用相关设计手册,独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。并且能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。2本课程设计课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):设计题目:盖板注塑成型工艺及模具设计材料:ABS产量:大批量任务:1写出国内外注塑模具发展现状;2盖板的工艺分析;3盖板模具的设计;4盖板模具的安装与调试;5得出设计结论。所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日河南机电高等专科学校毕业设计说明书参考文献1杨占尧主编.教学实践环节指导书M.新乡:河南机电高等专科学校,2004 2瞿金平主编.塑料工业手册M.北京:化学工业出版社,19993冯炳尧主编.模具设计与制造简明手册M.上海:上海科学技术出版社,19854张克惠主编.注塑模设计M.西安:西北工业大学出版社,20015肖祥芷主编.模具设计大典(三)M.南昌:江西科学技术出版社,20026杨占尧主编.塑料注塑模结构与设计M.北京:清华大学出版社,20047翟德梅主编.模具制造技术M.新乡:河南机电高等专科学校,20018阎亚林主编.塑料模具图册M.北京:高等教育出版社,20029黄虹主编.塑料成型加工与模具M.北京:化学工业出版社,200310薛严成主编.公差配合与测量技术M.北京:机械工业出版社,1992河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计题目:盖板注塑模成型工艺及模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具052 学生姓名 李家清 学 号 051305220 指导教师 于汇泳 2008年 6 月 8 日 盖板注塑成型工艺及模具设计 摘 要系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响分析,浇注系统的设计,模具成型部分和总装结构的设计。介绍了端盖注塑模具设计时要注意的要点,并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发,对盖板注塑模的各主要尺寸进行了理论计算,以确定各工作零件的尺寸,从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用CAD进行各重要零件的设计。关键词:工艺分析;塑件成型;浇注系统;模具结构。 Flat injection moid design AbstractThe molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details. Keywords: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure. 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号零 件 名 称00-05型腔板工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格1下料锯床锯条0.52热处理热处理炉13刨平面牛头刨床平口虎钳刨刀0.54磨平面平面磨床电磁吸盘砂轮5钳工划线6型孔粗加工立式铣床平口虎钳铣刀7加工余孔钻床Z5625X4A/DH平口虎钳钻头8热处理热处理炉9磨平面平面磨床电磁吸盘砂轮10型孔精加工坐标磨床平口虎钳磨削方孔的 专用砂轮11研磨型孔 编制 校对 审核 批准 目 录绪论1第1章 模塑工艺规程的编制31.1塑件的工艺性分析31.1.1塑件的原材料分析31.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析41.2计算塑件的体积和质量41.3塑件注塑工艺参数的确定5第2章 注塑模的结构设计62.3确定型腔的排列方式72.4浇注系统设计82.4.1主流道设计82.4.2分流道设计92.4.3 浇口的设计102.5 导柱和导套的选择112.5.1 导柱的选择112.5.2导套的选择112.6抽芯机构和排气系统的设计122.6.1确定抽芯距122.6.2确定斜滑块倾角122.6.3确定斜滑块的尺寸132.7成型零件结构设计142.7.1凹模的结构设计142.7.2凸模的结构设计14第3章 模具设计的有关计算153.1型腔和型芯工作尺寸计算153.2 凹模型腔尺寸的计算163.2.1凹模型腔侧壁计算与底板厚度计算16第4章模具加热与冷却系统的计算184.1求塑件在硬化时每小时释放的热量Q3184.2求冷却水的体积流量V18第5章、模具闭合高度的确定19第6章、注塑机有关参数的校核20第7章 绘制模具的总装图和非标零件工作图217.1 本模具的总装图和塑件件图如图所示:217.2本模具的工作原理21第8章 模具主要零件加工工艺规程的编制22第9章 结论24致 谢25参考文献26致 谢时光如电,岁月如梭,三年的大学生活一晃而过,而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际,作为一名工科类学校的学生,做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作,它涉及的知识非常广泛,很多都是书上没有的东西,这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料;还有很多设计计算,这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决,可以说,没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。在学校中,我们主要学的是理论性的知识,而实践性很欠缺,而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来,使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识;这不但提高了我们解决问题的能力,开阔了我们的视野,在一定程度上弥补我们实践经验的不足,为以后的工作打下坚实的基础。由于资质有限,很多知识掌握的不是很牢固,因此在设计中难免要遇到很多难题,由于有了课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下,克服了一个又一个的困难,使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦,但是在设计中不断思考问题,研究问题,咨询问题,一步步提高了自己,一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识,锻炼了自己独立设计的能力,使我受益匪浅,我相信这些经验对我以后的工作一定大有益处。最后,再次感谢各位老师特别是我的指导老师于汇泳老师在这一段时间给予无私的帮助和指导,并向他们致意深深的敬意,以后到社会上我一定努力工作,不辜负他们给予我的知识和对我们寄予的厚望!河南机电高等专科学校毕业设计评语学生姓名: 李家清 班级: 模具052 学号:051305220题 目: 盖板注塑成型工艺及模具设计 综合成绩: 指导者评语:李家清同学基本上能够按照任务书要求完成盖板注塑成型工艺及模具设计,设计认真,模具结构基本合理,但模具装配图中浇注系统不够清楚,零件图公差标注,装配图细节表达不准确,说明书符合规范性要求。建议成绩评定为中,修改后可以提交答辩 指导者(签字): 2008 年 6 月 2 日毕业设计评语评阅者评语:李家清同学毕业设计题目来源于生产实际,工作量达到要求,能按照规范性要求书写设计说明书,零件图细节不够准确,能够查阅各种设计资料。建议成绩评定为良,修改后可以提交答辩 评阅者(签字): 2008 年 6 月5 日答辩委员会(小组)评语: 答辩委员会(小组)负责人(签字): 2008 年 6 月11 日 盖板注塑成型工艺及模具设计 摘 要系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响分析,浇注系统的设计,模具成型部分和总装结构的设计。介绍了端盖注塑模具设计时要注意的要点,并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发,对盖板注塑模的各主要尺寸进行了理论计算,以确定各工作零件的尺寸,从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用CAD进行各重要零件的设计。关键词:工艺分析;塑件成型;浇注系统;模具结构。 Flat injection moid design AbstractThe molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details. Keywords: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure. 绪论大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展,工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年,模具行业结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在,大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。 第1章 模塑工艺规程的编制该塑件为日常生活中常见的一个盖板,其零件图如图1所示,本塑件的材料采用工程塑料ABS,尺寸精度为5级,生产类型为大量生产。技术要求:1 零件表面不得有毛刺,内部不得有杂质。2.材料:ABS图11.1塑件的工艺性分析1.1.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用工程塑料ABS,属热塑性塑料,是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯组成的三不共聚物.从使用性能上看,该塑料具有刚度好,耐水,耐热性强,其介电性能与温度和频率无关等特点;从成型性能上看:1.无定性料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥。2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度250。C)。对精度较高的塑件,模温宜取5060。C,对光泽耐热塑件,模温宜取5080。C.另外,该塑件成型时易产生缩孔,凹痕,变形等缺陷,成型温度低时,方向性明显,凝固速度较快,易产生内应力。因此,在成型时应注意控制成型温度,浇注系统应较缓慢。散热冷却速度不易过快。1.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.1.2.1结构分析 从零件图上分析,该零件总体形状为长方体,长度为120mm,宽度为60,高度为20的盖板.盖板内侧有两个侧突,长度为4,壁厚为2.由于侧突的存在,模具采用斜滑抽芯机构.此机构既方便脱模又动作连贯,效率高. 。1.1.2.2尺寸精度分析 制件尺寸选用尺寸精度MT5级(GB/T144861993),零件的尺寸精度中等,对应的模具相关零件的尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚来看,壁厚较均匀,有利于制件的成型。1.1.2.3表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺,内部不得有杂质外,没有特别的表面质量要求,故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。1.2计算塑件的体积和质量计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积:=mm3计算塑件的质量:根据设计手册可查得工程塑料ABS的密度为=1.05g3故塑件的重量为:=28.81.05= 30.24g采用一模两件的模具结构,考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂现有设备等情况,初步选用注塑机为 XS-ZY-125型。XS-ZY-125型注塑机的参数: 公称注射量:192; 注射容量:125克螺杆(柱塞)直径:42mm; 注射压力:120MPa; 注塑行程:115mm; 注射方式:螺杆式;合模力:900KN;模板最大行程:300mm;模具最大厚度:300mm;模具最小厚度:200mm;1.3塑件注塑工艺参数的确定查找附录H和参考工厂实际应用的情况,增强ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时,可根据实际情况作适当调整。注塑温度:包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度:后段温度选用160 中段温度t选用175 前段温度选用190; 注塑压力:选用 100MPa(相当于注塑机表压 35kgf); 注塑时间:选用 30s; 保 压:选用 72MPa(相当于注塑机表压 25kgf); 保压时间:选用 10s;冷却时间:选用 30s。第2章 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括:分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。2.1分型面选择 制品在模具中的位置,直接影响到模具结构的复杂程度,模具分型面的确定,浇口的设置,制品尺寸精度和质量等。因此,开始制定模具方案时,首先必须正确考虑制品在其中的位置;然后再考虑具体的生产条件(包括模具制造的),生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求:制品或制品组件(含嵌件)的正视图,应相对于注塑机的轴线对称分布,以便于成型;制品的方位应便于脱模,注塑模塑时,开模后制品应留在动模部分,这样便于利用成型设备脱模;当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时,制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便,使抽芯操作方便;如果制品的安置有两个方案,两者的分型面不相同又互相垂直,那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案;长度较长的管类制品,如果将它的长轴安置在模具开模方向,而不能开模和取出制品的;或是管接头类制品,要求两个平面开模的,应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置可显著减小模具厚度,便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等);如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具,对制品的安置有专门要求;最后制品位置的选定,应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置,以及制品的商品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是:脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量,无损塑件外观、设备利用合理。所以,模具设计中,分型面的选择很关键,它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据以上规则,由于该塑件为盖板,表面质量无特殊要求,且制件高度不高,所以选择最大截面处为分型面,即如图所示。此外,垂直于轴线的截面形状比较简单和规范,选择下图所示水平分型方式既可降低模具的复杂程度,减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用下图所示的分型方式较为合理。这样有利于成型后,塑件的脱模。还有利于注塑时塑料产生气体的排放。2.2确定型腔数目根据经验,模具每增加一个型腔,塑件的尺寸精度要降低4%,故有 N3=M-d%LZ/(d%LZ4%)+1 将上式简化得 N3=(2500M/dLZ )-24 式中 N3-由塑件决定的型腔数 LZ-塑件上决定制品精度的一个典型的公称尺寸() M-该LZ尺寸的公差值的1/2 d-采用单型腔模具时,该种注塑件能达到的公差系数PS ABS PC 可取d=(0.05-0.07)若N3为负值,则不能达到精度要求.N3=(2500M/dLZ )-24=(25000.2/0.05108)-24=530制件尺寸精度满足要求,塑件注塑时采用一模两件.2.3确定型腔的排列方式 本塑件在注塑时采用一模两件,即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统,模具结构的复杂程度等因素拟采取如图3所示的型腔排列方式。采用3所示的型腔排列方式的最大优点就是流动支路平衡,这种情况是指相对于主流道按一定布局分布的各个型腔,从主流道到达各个型腔的分流道、浇口,其长度、断面形状和尺寸都完全相同、即到达各型腔的流动支路是完全相同的。只要对各个流动支路加工的误差很小,就能保证各个型腔同时充模,压力相同。2.4浇注系统设计2.4.1主流道设计直浇口式主浇道呈截锥体,主浇道入口直径d应大于注射机喷嘴直径1左右.主浇道入口的凹坑球面半径R应大于注射机喷嘴球头半径约2-3.锥孔壁粗糙度Ra0.8,主流道锥角为2-4过大的锥角会产生湍流或涡流,卷入空气.主流道的出口端应该有较大圆角r=1/8D,在熔料流量较大,粘度较高时,大端直径D设计得大些,可用经验公式求出. D式中 V流经主流道的熔体体积 K因熔体材料而异的常数,PS类K=2.5 PE PP的K=4 PA的K=5 PC的K=1.5 POM 的K=2.1 CA的K=2.25 V=2V制+2V分=225.79093+20.1008576=51.7843 D=5.6根据设计手册查得XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸:喷嘴前端孔径:0=4mm; 喷嘴前端球面半径:0 = 12mm; 根据模具主流道与喷嘴的关系 R = RO +(12)mm d = d0 +(0.51)mm取主流道球面半径R = 13mm;主流道出口端圆角半径R=D/8=0.7取主流道的小端直径d =4.5mm。主流道衬套的选择如图4所示设计图4主流道衬套时应注意以下事项:对于小型注塑模,可将主流道衬套与定位环设计成一个整体,但在多数情况下均分开设计;主流道衬套应选用优质钢材(如T8A等),热处理后硬度为5357HRC;衬套的长度应与定模配合部分的厚度一致,主流道出口处的端面不得突出在分型面上,否则不仅会造成溢料,而且还会压坏模具;衬套与定模之间的配合采用H7/m6。 2.4.2分流道设计 由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主流道转换到模腔,所以,设计时不仅要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小,而且还要求分流道能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔。从这些要求出发,分流道应设计得短而粗,但过短过粗时又会增加塑料消耗量,并使冷却时间延长,另外还会使模腔布置发生困难。因此,恰当合理的分流道形状和尺寸应根据制品的体积、壁厚、形状复杂程度、模腔的数量以及所用塑料的性能等因素综合考虑。分流道的种类和截面形状很多,从压力传递角度考虑,要求有大的流道截面积,从散热少考虑应有小的比表面积.圆形截面最理想,使用越来越多,方形截面由于脱模困难,多不采用,梯形截面比表面虽然大些,但因加工和脱模方便,应用广泛,所以分流道采用梯形截面分流道。以其t/d=2/3-4/5,梯形侧边斜度5-15为宜.截面尺寸由经验公式计算.但计算结果须按现有刀具尺寸圆整,并校核熔料剪切速率在5102103S-1范围内,方才合理。经验公式 式中 d圆分流道直径或各截面分流道的当量直径 M流经的塑料物料质量 L该分流道的长度 此长度根据型腔板尺寸确定 根据刀具圆整为3 此式适用于壁厚3以下,小于200g的塑料。对于高粘度物料,适当矿大25,一般分流道直径在310,高粘度物料可达1316,分流道表面粗糙度常取Ra0.631.6,以增大外层流动阻力,避免熔流表面滑移,使中心层有较高的剪切速率。取浇道斜度为10根据几何关系可算出d1=1.94t=32.4.3 浇口的设计 浇口是流道和型腔之间的连接部分,也是注塑模进料系统的最后部分,其基本作用是:(1) 使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔。(2) 型腔充满后,浇口能迅速冷却封闭,防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口的设计与塑件形状,断面尺寸,模具结构,注塑工艺条件(压力)及塑料性能等因素有关。浇口截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增料流速度,快速冷却封闭,便于与塑件分离,以及浇口残痕最小等要求。根据上面的要求,采用侧浇口形式。这种浇口不影响塑件外观,有时可避免宣螺纹。在侧浇口进入或连接型腔的部位,应用圆角以防劈裂。初选点浇口(LWh)为(12.261.2)侧浇口的三个尺寸中,以深度的最为重要。H控制了浇口畅通开放时间和补缩作用。浇口宽度W的大小控制了熔体充模流量。浇口长度L只要结构强度允许,以短为好,使用L=0.51.5浇口深度有经验公式H=nt 式中 h侧浇口深度,中小型塑件常用h=0.52大约为制品最大壁厚的1/32/3 t塑件壁厚 n塑件材料系数 PE PS n=0.6 POM PC PP n=0.7 CA PMMA PA n=0.8 PVC n=0.9浇口宽度的经验公式 式中 W浇口宽度 A塑件外表面积n塑件材料系数。 式中 t注塑时间 侧浇口校核,尺寸设计合理。2.5 导柱和导套的选择2.5.1 导柱的选择导柱的选择直形导柱和阶梯形导柱的前端都设计为锥形,便于导向。两种导柱都可以在工作部分带有贮油槽。带贮油槽的导柱可以贮存润滑油,延长润滑时间。直形导柱用于塑件生产批量不大的模具,可以不用导套。阶梯形导柱用于塑件大批量生产的模具,或导向精度要求高,必须采用导套的模具,装在模具另一侧的导套安装孔可以和导柱安装孔采用同一尺寸,一次加工而成,保证了严格的同轴,本模具采用有肩导柱I型图6有肩导柱导柱直径尺寸随模具分型面处模板外形尺寸而定,模板尺寸愈大,导柱间的中心距应愈大,所选导柱直径也应愈大。除了导柱长度按模具具体结构确定外,导柱其余尺寸随导柱直径而定。本模具的中心距为150mm,本模具选用I型,直径为16mm。 选用d=16mm,L=71mm,L1=25mm有肩导柱.2.5.2导套的选择如图导向孔可带导套,也可不带导套,带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论带导套或不带导套的导向空,都不应该设计盲孔,盲孔会增加模具闭合时的阻力,并使模具不能紧密闭合。带导套的模具应采用阶梯形导柱。图示:带肩导套带肩导套安装需要垫板,装入模板后复以垫板即可,带肩型导套安装沉孔视导套直径可取为D+(12)。导套长度取决于含导套的模板厚度,其余尺寸随导套导向孔直径而定。本模具选用 d=16mm,L=20mm和d=16mm,L=22mm带肩导套2.6抽芯机构和排气系统的设计 本塑件的内测有两个相同的高为2mm的凸台,它们均垂直于脱模方向,阻碍成型后塑件成型后从模具中脱出。因此成型两个小凸台的零件必须做成活动的型腔即设置侧抽芯机构。本模具采用斜滑块内测抽芯机构。2.6.1确定抽芯距 抽芯距一般应大于成型孔(或凸台)的深度,本塑件的两个凸台高度为2mm。另加 35mm的抽芯安全系数,可取抽芯距S抽 = 7mm 2.6.2确定斜滑块倾角斜滑块抽芯机构适用于成型面积较大,侧孔或侧凹较浅的塑件,所需抽拔距也较小。这种抽芯机构的抽芯动作和塑件的顶出同时进行,而且斜滑块的刚性较大,倾斜角可比斜导柱的倾斜角大,通常不超过30,斜滑块的顶出高度一般不超过导滑长度的为2/3,以免影响使用的可靠性。这种抽芯机构的斜滑块也就是型芯,一般都由两块拼合,但根据塑件的结构,也可以由许多块组合而成。这里斜滑块的倾斜角222.6.3确定斜滑块的尺寸 由数学三角关系可得最小推行高度为14mm,为了保证滑块能正常工作,滑块推出模块的高度在卧式模具上不大于斜滑块高度的1/3,所以滑块的高度最小为42 mm,其总宽为56 mm,长度根据主型心而定。如图所示:2.6.4斜滑块与型芯座的设计2.6.4.1滑块与型芯座的连接方式设计 根据斜滑块和型心的形状,决定选用“T”型槽。2.6.4.2 滑块的导滑方式 本设计中为使模具结构紧凑,降低模具装配复杂程度,为提高滑块的导向精度,装配时可对导向槽或滑块采用配磨、配研的装配方法。2.6.4.3滑块的导滑长度和定位装置设计 本设计中由于侧抽芯距较短,故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可2.6.4.4 限位装置由于采用的是推杆来推动些滑块的,为此会出现推动过程中卡死现象,为了避免现象的产生,因此在距两个垫板底部56毫米出安装两个限位销钉,这样在制件脱离斜滑块的两个型腔后而不出现卡死现象。2.6.4.5排气系统的设计 对于小型模具可利用分型面排气,本模具的分型面位于塑料溶体流动的末端,易于排气。2.7成型零件结构设计2.7.1凹模的结构设计 本设计中模具采用一模两件的结构形式,考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素,凹模拟采用整体式结构。根据本设计中分流道与浇口的设计要求,分流道和侧浇口开在凹模板上。2.7.2凸模的结构设计本设计中根据塑件的特殊形状,拟采用拼合式型心来完成注塑,并在左右两个斜滑块上均开设一个小型腔,以便形成两个凸台。第3章 模具设计的有关计算本设计中成型零件工作尺寸计算时均采用书中的公式来进行计算。查表得ABS的收缩率为Q=0.3%-0.8%,故平均收缩率为Qcp=(0.3+0.8)%/2=0.55%,考虑到工厂模具制造的现有条件,模具制造公差取z=/3.3.1型腔和型芯工作尺寸计算型腔总长 mm。总宽 mm总高; mm.凸台的中心距 mm.形成凸台的型腔的总宽: mm. 型腔的圆角半径: mm 经查表圆整后:按表46选定型腔有关的公差后:型心的有关尺寸计算:总长:总宽:mm整体高度:H=18.34mm按表47圆整后:L=117.02mm B=56.64mm H=18.34mm 按表46选定型芯直径的公差后:将计算的工件尺寸代入公式中进行核算验证,结果能保证塑件的尺寸精度3.2 凹模型腔尺寸的计算3.2.1凹模型腔侧壁计算与底板厚度计算成型零件的工作尺寸,要保证所成型塑料制品的尺寸。而影响塑料制品尺寸和公差的因素相当复杂,如模具的制造误差及模具的磨损;塑料成型收缩率的偏差及波动;溢料飞边厚度及其波动;模具在成型设备上的安装调整误差、成型方法及成型工艺的影响等。成型零件的工作尺寸计算,要考虑塑料制品的尺寸公差,所成型塑料的收缩率、溢料飞边厚度、塑料制品脱模、模具制造的加工条件及可达到的水平等因素3.2.1.1凹模型腔侧壁和底板厚度计算。本设计中的型腔为整体式的,故根据侧壁,底部来按强度计算厚度。查表得a=4.087, =0.4974.取Pm=50MPa =2000 MPa所以 第4章模具加热与冷却系统的计算本塑件在注塑成型时不要求哟太高的模温,因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计计算: 设定模具平均工作温度为40,用20常温水作为模具冷却介质,其出口温度为30,产量为(初算每2分钟1套)1.814/h。4.1求塑件在硬化时每小时释放的热量Q3查有关文献得ABS的单位热流量为4010J/。Q3=WQ2=1.8144010 J/ =72.5610 J/4.2求冷却水的体积流量V V= V= =2.9010m/min由体积流量V查表可知所需的冷却水管直径非常的小。由上述计算可知,因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小,故可不设冷却系统,依靠空冷的方式冷却模具即可。第5章、模具闭合高度的确定 在支承与固定的零件的设计中,根据经验确定:定模座板H1=20mm,型腔板H232 mm,型芯固定板H325 mm,支撑板H425 mm动模座H525 mm 动模板H6=25 mm根据推出行程和推出机构的结构的尺寸确定垫块:垫板的高度H7=80mm;因而模具的闭合高度H= H1+ H2+ H3+H4+H5+ H6+H7 =20+32+25+25+25+25+80=232mm第6章、注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为276mm220mm232mm。XS-ZY-125型注塑机模板最大安装尺寸为428mm458mm,故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度H=232mm,XS-ZY-125型注塑机所允许模具的最小厚度H min=200mm,最大厚度H max=300mm,即模具满足 H min H H max的安装条件。经查资料XS-ZY-125型注塑机的最大开模行程S =300mm,满足式子 SH1+H2+a+(510) S65mm式中:H1制品所用的脱模距离;H1=10mm H2制品高度;H2=20mm 取出浇注系统凝料必需的长度。a=25mm此外,由于斜滑块内抽芯距较短,不会过大增加开模距离,注塑机的开模行程足够。经验证,XS-ZY-125型注塑机能满足使用要求,故可采用。第7章 绘制模具的总装图和非标零件工作图7.1 本模具的总装图和塑件件图如图所示:7.2本模具的工作原理模具工作原理:模具安装在注塑机上,定模部分固定在注塑机的定模板上,动模部分固定在注塑机的动模板上。合模后,注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔,经保压,冷却后塑件成型。开模时,动模后退,塑件包裹在型芯上随动模一起往后移动,当移动一段距离后,动模停止往后移动,紧接着,注塑机的顶杆往前移动,在顶杆的作用下,斜滑块沿着主型心往上运动,当完全脱离塑件的内侧凸台时,在往前移动一段距离后,塑件完全脱离了主型芯,取出制件和料把,然后开始下一次的注塑循环。 第8章 模具主要零件加工工艺规程的编制这里对凹模的加工工艺进行分析。凹模的加工工艺过程见表2表2 凹模的加工工艺过程机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号01产品名称凹模零(部)件名称凹模共(1)第(1)页材料牌号CrWMn毛坯种类长方体毛坯外型尺寸21026035mm每个毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件05下料将毛坯锻成平行六面体。尺寸为:21026035mm下料车间锯床0.510热处理退火热处理车间热处理炉15刨六个面刨成20125133m刨各平面,厚度留磨削余量1毫米,侧面留磨削余量1毫米机加工车间刨床220磨平面磨上下平面,留磨削余量0.30.4毫米;磨相邻两侧面,保证垂直机加工车间磨床1025钳工划线划出对称中心线,固定孔及销孔线机加工车间530型孔粗加工在铣床上加工型孔,留单边加工余量0.2毫米机加工车间立式铣床135加工余孔加工固定孔及销孔和浇口套孔机加工车间钻床1240热处理淬火回火,保证5862HRC热处理车间热处理炉245 铣流道铣出分流道和浇口直达到要求机加工车间铣床250磨平面磨上下面及基准面达要求机加工车间磨床设计日期审核日期标准化日期会签日期55型孔精加工在坐标磨床上磨型孔,留研磨余量0.01毫米模具车间坐标磨床60研磨型孔钳工研磨型孔达规定技术要求模具车间标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号第9章 结论大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。 在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。致 谢时光如电,岁月如梭,三年的大学生活一晃而过,而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际,作为一名工科类学校的学生,做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作,它涉及的知识非常广泛,很多都是书上没有的东西,这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料;还有很多设计计算,这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决,可以说,没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。在学校中,我们主要学的是理论性的知识,而实践性很欠缺,而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来,使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识;这不但提高了我们解决问题的能力,开阔了我们的视野,在一定程度上弥补我们实践经验的不足,为以后的工作打下坚实的基础。由于资质有限,很多知识掌握的不是很牢固,因此在设计中难免要遇到很多难题,由于有了课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下,克服了一个又一个的困难,使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦,但是在设计中不断思考问题,研究问题,咨询问题,一步步提高了自己,一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识,锻炼了自己独立设计的能力,使我受益匪浅,我相信这些经验对我以后的工作一定大有益处。最后,再次感谢各位老师特别是我的指导老师于汇泳老师在这一段时间给予无私的帮助和指导,并向他们致意深深的敬意,以后到社会上我一定努力工作,不辜负他们给予我的知识和对我们寄予的厚望!参考文献1. 中国模具设计大典.2. 杨占尧主编. 塑料注塑模结构与设计. 清华大学出版社. 3. 王孝陪主编. 塑料成型工艺及模具简明手册. 机械工业出版社. 20004. 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社. 19965. 冯炳尧,韩泰荣,蒋文生主编. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社,19986. 贾润礼,程志远主编. 实用注塑模设计手册. 中国轻工业出版社. 20007. 唐志玉主编. 模具设计师指南. 国防工业出版社. 19998. 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计. 机械工业出版社. 19959. 黄毅宏主编. 模具制造工艺. 机械工业出版社. 199910. 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社. 199330
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