剃须刀罩盖注塑模具设计
剃须刀罩盖注塑模具设计,剃须刀,注塑,模具设计
加工工艺过程卡片零件名称型腔材料P20零件编号数量1序号工序名称工序(步)内容及要求1 备料毛抷外形尺寸为112*262*27mm2锻造 尺寸为112*262*27mm3退火4铣铣六面,留磨削余量0.7mm,攻牙M6X25L,模仁固定螺丝和加工水路5数控铣分中加工,粗铣成型部分,保留尺寸0.8mm余量,粗铣流道部分,保留尺寸0.2mm余量,6淬火处理经调质处理至HRC45至487磨精磨上表面至尺寸 ,精磨下表面至尺寸,精磨侧面至尺寸8数控铣基准加工,精铣成型部分,保留尺寸0.8mm余量,精铣流道部分,保留尺寸0.2mm余量,9特种加工,电火花和线切割加工电火花加工加浇口部分 10清洗姓名班级大连工业大学标准化更改标记数量更改单号签名日期批准加工工艺过程卡片零件名称定模板材料45零件编号数量1序号工序名称工序(步)内容及要求1 备料毛抷外形尺寸为235mm*275mm*55mm2铣 铣外平面至232mm*272mm*52mm3钻粗镗孔镗孔导套孔4铣铣六面,留磨削余量0.7mm,攻牙M14X25L, 5数控铣分中加工,粗铣模框部分,保留尺寸0.8mm余量,粗铣浇口套固定部分,保留尺寸0.2mm余量,加工分流道6淬火处理经调质处理至HRC45至487磨精磨上表面至尺寸 ,精磨下表面至尺寸,精磨侧面至尺寸8数控铣基准加工,精铣模框部分,精铣分流道部分 9精镗孔交工导套孔10点火花加工加工垂直流道部分11清洗姓名班级大连工业大学标准化更改标记数量更改单号签名日期批准注塑工艺与模具设计摘 要目前塑料模具的发展趋势能得出,随着模具市场的势头,注塑模具的发展将远高于其他模具。我们的生活与塑料联系越来越密切,在塑料注塑模具行业的新技术不断革新,塑料制品的成型也未来也多种多样化了。在本次研究的是剃须刀盖子的注塑成型。首先分析产品的成型工艺,然后根据产品结构,设计如何分型,及型腔数目,进胶方式。在此要全面考虑零件的加工方法,特别要简单方便和精准,同时要对相关尺寸的进行计算和校核,再设计浇注系统,冷却系统,排气系统,脱模机构,导向机构,以及模架的选择。采用CAD,UG 等软件来辅助分析设计是否合理,选择合理的工艺参数和设计方案。关键词:注塑模具;成型工艺;结构设计;加工方法第一章 前言目录第一章 前言21.1 塑料制品的发展研究2第二章 塑件成型分析设计42.1 塑件分析42.2 塑件材料分析52.3 确定塑件设计批量62.4 计算塑件的体积和质量72.5计算塑件的锁模力72.6 塑件分型面的选择92.7 型腔数目10第三章 成型零件结构设计与计算113.1 成形零件的结构设计113.2 成型零件工作尺寸的计算11第四章 模具结构设计与计算144.1 浇注系统的设计144.1.1浇口套的设计144.1.2分流道的设计154.1.4 定位圈的设计174.2 脱模机构的设计174.3 复位机构的设计204.4 排气系统204.5 导向机构的设计204.6 冷却系统的设计224.6.1 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W224.6.2 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量224.7模架及其他零件的选择244.7.1 模架的选择244.7.2 其他零件的选择24第五章 塑料注射机的校核255.1 最大注射量的校核255.2 最大注射压力校核265.3 锁模力的校核265.4模具厚度H与注射机闭合高度的校核275.5 开模行程校核27总 结28参考文献29致 谢34 第一章 前言1.1 塑料制品的发展研究随着现代工业发展的需要,塑料制品在工业、农业、日常生活和军事等各个领域的应用范围越来越广,质量要求也越来越高,中国已经成为全球最大的塑料市场之一,塑料制品产量全球第二。广东、浙江、江苏三省占领了塑料制品产量的“半壁江山”。其中广东是塑料制品行业最集中的地区,产量占国内总产量的四分之一。而西部地区,人均产量和消费量远落后于全国平均水平,塑料工业仍有较大发展空间。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用上了一个新台阶,陆续引进了相当数量CAD/CAM系统,如美国pro/E、UG、以色列Cimatron等,这些系统和软件的引进,在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程中的关键部分进行计算机模拟,大大降低了生产成本,缩短了制造周期。近年来,P20、3ch2mo等新的塑料模具钢在国内的应用越来越广泛,对模具的质量和寿命都有很大的影响。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛应用,并且出现了一些国产化热流道系统元件. 随着工业技术的发展,模具结构越来越复杂,采用一般加工方法无法完成,就得采用电火花加工、电火花线切割、电解加工、电解磨削、激光加工等特种加工来解决以前无法完成的加工人物,数控机床、加工中心的发展,实现了高精度、高速度、自动化生产,大大降低了生产成本,缩短了生产周期,提高了模具精度。 目前,我国塑料模具工业和技术在今后主要发展方向上有以下几条: (1)、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。它解决了传统混合型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。(2)、提高大型、复杂、精密、长寿命模具设计制造水平及比例。这是由塑料模成型的制品日渐大型化和要求高精度以及因高生产率要求而发展的一模多腔所决定的。 (3)、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源。(4)、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具,以适应多品种,小批量的生产方式。(5)、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展。 (6)、应用优质模具材料和先进的表面处理技术。 (7)、研究和应用模具高速测量技术与逆向工程,采用三座标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的重点技术之一。第二章 塑件成型分析设计第二章 塑件成型分析设计2.1 塑件分析本设计所选择的题目是剃须刀盖子模具设计。该产品形状如中规中矩型零件,精度及表面粗糙度要求较高,不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹,需要一定的配合精度要求。制品整体有充分的脱模斜度,各处脱模力比较合理。从整体结构分析:制品表面积较大、高度不大但是壁薄、零件的曲面复杂,型腔、型芯加工困难。从整体工艺性分析:根据制品外观要求与结构特定要求选择点浇口,制品薄而大要求冷却必须均匀而充分,脱模力合理要求顶出机构顶出均匀。2.2 塑件材料分析塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产,本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料,通过比较分析可以看出热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型,而热塑性塑料还适合注塑成型,本次设计为注塑设计,所以采用热塑性塑料。热塑性塑料还分为很多种,如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS等等,为了选到合适的塑件材料,通过对塑件的分析和查阅有关资料可选择以下材料见表2-1。表2-1 注塑塑料对比 塑料名称ABS聚乙烯材料特性较大的机械强度和良好的综合性能。结晶部分多时,塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高,但整体尺寸变小,耐冲击强度及断裂强度底。 成型工艺特点ABS的吸湿性和对水分子的敏感性较大,在加工前必须进行充分的干燥和预热。原料控制水分在0.3%以下。聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大,这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下,可令制件变形和翘曲。 注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系比较独特,在达到塑化温度后在继续盲目升温,必将ABS的热降解。聚乙烯的注射温度一般在120310之间,温度超过300时,收缩率会明显增大。 注射速度及压力ABS采用中等注射速度效果较好,注射时需要采用较高的注射压力,其溢边料为0.04mm左右。并需要调配好保压压力和保压时间。聚乙烯的注射压力一般选择在68.6137.2Mpa之间。注射速度不易过快,以保证结晶程度高。模具温度ABS的模具温度相对较高,一般调节在7585。由于模具温度对收缩率影响很大,因此要经常保持模具相对恒定的温度,一般在4080之间。经以上两种备选材料的性能对比,并考虑到制件的使用环境,本设计采用ABS材料。由于材料的吸湿性强,含水量应小于0.3% ,所以原料应充分干燥。ABS的技术指标、注射工艺参数具体看表2-2和表2-3。表2-2 ABS技术指标 ABS技术指标密度1.05比容0.860.98吸水率1.0-2.5%收缩率0.40.6%熔点130160硬度9.7 HB拉伸弹性模量1.8Mpa弯曲强度80Mpa拉伸屈服强度50Mpa温度传导系数1.310m/s表2-3 ABS的注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速30 60r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度180190模具温度50 70注射压力60 100Mpa保压压力5 10 Mpa冷却时间5 15s周期15 30s后处理方法红外线烘箱温度70时间0.3 1h备注原材料应预干燥0.5h以上2.3 确定塑件设计批量该产品为中批量生产,故设计的模具要有一定的注塑效率,由于塑件长宽度小,所以采用一模2腔结构,浇口形式采用点浇口,以利于自动化生产提高生产效率以及塑件美观度。2.4 计算塑件的体积和质量该产品材料为ABS,查手册或产品说明得知其密度为1.05g/cm。收缩率为0.4%0.6%。计算其平均密度为1.05g/cm,平均收缩率为0.5%。使用UG软件画出三维实体图,软件能自动计算出所画图形的体积。图2-1通过计算塑件的体积V塑=2.0cm,可得塑件的质量为M塑=V塑=1.052.0=2.1g,因为一模2腔所以M=22.1=4.2g式子中塑料密度1.05g/cm。由浇注系统体积V浇0.8cm可计算出浇注系统质量为塑件总体积的0.2倍M浇=V浇=1.050.8=0.84g因为一模两腔 故V总=2V塑V浇=4.8cmM总=M塑M浇=4.2+0.84=5.04g2.5计算塑件的锁模力(由UG软件测得); (查表);。综合以上对一次注射量和锁模力的计算,我们初步选择注射机的类型为XS-ZY-125。可将XS-ZY-125注射机的主要技术参数可绘制成如下表格:表3-2 XS-ZY-125注射机部分主要技术参数型 号XS-ZY-125额定注射量/CM3125螺杆直径/mm42喷嘴直径/mm23注射压力/MPa120注射行程/mm115注射时间/s1.6螺杆转数/(r/min)29、43、56、69、83、101注射方式螺杆式锁模力/KN900最大注射面积/CM2320最大开(合)模行程/mm300模具最大厚度/mm300模具最小厚度/mm200动定模固定板尺寸拉杆空间合模方式液压-机械液压泵流量/(L/min)100压力/MPa6.5电动机功率/KW 11螺杆驱动功率/KW4加热功率/KW5机器外形尺寸/mm2.6 塑件分型面的选择遵循确定分型面的一般原则:(1)分型面应选择在制品的最大截面处。(2)尽可能使制品留在动模一侧。(3)有利于保证制品的尺寸精度。(4)有利于保证制品的外观质量。(5)尽可能满足制品的使用要求。(6)有利于排气。(7)尽量减少制品在合模方向上的投影面积。(8)长型芯应置于开模方向。(9)有利于简化模具结构。(10)在选择非平面分型面时,应有利于型腔加工和制品的脱模方便。要满足制品的主要要求,为保证工件的表面精度要求,以及简化模具设计,便于脱模等要求,把分型面设置为如下图2-2所示位置:图 2-2分型面2.7 型腔数目此设计为一模2腔设计,主要优点有:一模2腔模具机构简单紧凑,设计自由度较大,工艺参数易于控制,分型面设计较方便,制造成本低,制造简单,提高生产效率。排布方式如图2-3:图2-3 型腔排布第三章 成型零件结构设计与计算第三章 成型零件结构设计与计算3.1 成形零件的结构设计凹模的结构设计:由于零件形状复杂,故选用整体式凹模,这种结构的凹模是将底部的复杂部分先加工研磨后压入到模框板之中。其结构如图3-1所示:图 3-1 凹模凸模的结构设计:对于形状复杂的凸模,为了便于机加工,也可采用镶拼式结构,这种结构的凸模是将四壁和垫板分别加工研磨后压入到模框板之中,侧壁之间采用扣锁连接以保证连接的准确性。其结构如下图3-2所示:图 3-2 凸模3.2 成型零件工作尺寸的计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸、型腔的深度尺寸或型芯的高度尺寸等等。成型零件工作尺寸的计算方法一般按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。 制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求,与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大关系。成型零件工件尺寸的计算内容包括:型腔和型芯的径向尺寸(含矩形的长和宽)、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸的计算方法很多,现以塑料的平均收缩率为基准计算。(1) 型腔内径尺寸计算 (mm)式中, 型腔内径尺寸(mm)D制品的最大尺寸(mm)Q塑料的平均收缩率(%),ABS的平均收缩率为1.75%制品公差系数,可随制品精度变化,一般取0.50.8之间模具的制造公差,一般取=按矩形计算,剃须刀盖子直径上的最大尺寸分别为=49mm =46.61mm根据塑件的要求取:=0.24mm =0.18mm,则 =(50500.005-0.24)=50.34mm =(46.61+46.610.005-0.18) =49.92mm(2) 型芯径向尺寸计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的,与型腔径向尺寸的计算原理一样,分长、宽两部分计算:(mm)式中,型芯外径尺寸(mm) 制品内径最小尺寸(mm) 其余符号含义同型腔计算公式。 按矩形计算,的最小尺寸分别为=43.41mm =R10.97mm 由上可知, =0.24mm , =0.14mm则 =(43.4143.410.005-0.24)=43.973mm =(r10.97R10.970.005-0.14)=R11.23mm(3)型腔深度尺寸计算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定,设制品名义高度尺寸为最大尺寸,公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸,其公差为正偏差+。由于型腔底部或型芯端面的磨损很小,可以略去磨损量,在计算中取,加上制造偏差有:z)(d+D-+=32QhhH11M(mm)式中型腔的深度尺寸(mm) 制品高度最大尺寸(mm)由零件图上可知, =6mm,可得, =0.14mm,因此 =(7.44+7.440.005-2/30.1)=7.523mm(4)型芯高度尺寸计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定,设制品高度名义尺寸为最大尺寸公差为正偏差+,型芯高度设计为最大尺寸,其公差为负偏差-。根据有关的经验公式:=(+Q+)(mm)式中型芯高度尺寸(mm) 制品深度最小尺寸(mm)由零件图中可得,=6.44mm,查表1-15得,=0.12mm =(6.446.440.005+)=6.52mm第四章 模具结构设计与计算第四章 模具结构设计与计算4.1 浇注系统的设计注射模的浇注系统是指塑料溶体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止,所流经的通道。它的作用是将溶体平稳地引入模具型腔,并在填充和固化定型过程中,将型腔内气体顺利排出,且将压力传递到型腔的各个部位,以获得组织致密,外形清晰,表面光洁和尺寸稳定的塑件。主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过的部位,是指从注射机喷嘴与模具接触处开始,到有分流道支线为止的一段料流通道,它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形,便于熔体顺利地向前流动,开模时主流道凝料又能顺利地拉出来,锥角通常取24,在此取2。由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞,通常不直接开在定模板上,而是将它单独设计成主流道衬套(即是浇口套)镶入定模板内。4.1.1浇口套的设计浇口套的计算:进料口直径:D=d+(0.51)mm=415mm式中d为注塑机喷嘴口直径。球面凹坑半径:R=r+(12)mm=14+115mm式中r为注塑机喷嘴球头半径。主流道长度L根据定模座板厚度确定,在能够实现成型的条件下尽量短,以减少压力损失和塑料耗量。通常L不能超过60mm ,本设计取L=50mm 。主流道大端与分流道相接处又过度圆角,以减小料流转向时的阻力,其圆角半径取r=2 mm 。所选浇口套的立体图如图4-1所示:图4-14.1.2分流道的设计分流道是主流道与型腔进料口之间的一段流道,主要起分流和转向作用,是浇注系统的断面变化和溶体流动转向的过渡通道。此次设计采用直边分流道,由于这种流道,加工方便,节省机械加工费用,且热量损失和阻力损失均不大,故为常用形式。此外,分流道应尽可能短,容积要小,因为流经分流道的熔体温度和压力损失要小。流过分流道塑料的质量:得分流道计算经验公式: 式中 b梯形大底边宽度,塑件的质量, L分流的长度, h梯形的高度,故 梯形分流的侧面斜角常取5o10o,此取斜角为10o ,底部以圆角相连。综上可得,梯形分流道的截面尺寸及图形如下:4.1.3浇口的设计浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道,是整个浇注系统的最薄弱点和关键环节。一般情况下,浇口采用长度很短而截面很窄的小浇口。当熔融塑料通过狭小的浇口时,流速增高,并因摩擦使料温也增高,有利于填充型腔。同时,狭小的浇口适当保压补缩后首先凝固封闭型腔,使型腔内的熔料即可在无压力状态下自由收缩凝固成型,因而塑件内残余应力小,可减小塑件的变形和破裂。狭小的浇口便于浇道凝料与塑件的分离,便于修整塑件,成型周期较短。但是,浇口截面尺寸不能过小。过小的浇口,压力损失大,冷凝快、补给困难,会造成塑件缺料、缩孔等缺陷,甚至还会产生熔体破裂形成喷射现象,使塑件表面出现凹凸不平。浇口尺寸计算:点浇口的直径计算公式:式中 点浇口的直径 系数,依塑料种类而异 查表得依塑件壁厚而异的系数 查得型腔表面积D=1mm图4-2 浇口的形状4.1.4 定位圈的设计 为了便于模具在注射机上安装以及模具浇口套与注射机的喷嘴孔精确定位,应在模具上(通常在定模上)安装定位圈,用于与注射机定位孔匹配。定位圈除了完成浇口套与喷嘴孔的精确定位之外,还可以防止浇口套从模内滑出。图4-34.2 脱模机构的设计在注射成型的每一循环中,塑件必须由模具的型腔或型芯上脱出,脱出塑件的机构称为推出机构,也常称为脱模机构。脱模机构的设计原则:(1)尽量使塑件留在动模一边。(2)保证塑件不因推出而变形和损坏。(3)保证塑件外观良好。(4)结构可靠。脱模力是指将塑件从动模一侧的主型芯上脱出时所需要的外力,是设计推出机构的主要依据之一。塑件在模具冷却定型时,由于体积收缩,其尺寸逐渐缩小而将型芯包紧而产生的力,叫做型芯包紧力。对于不带通孔的壳体类塑件,脱模时所要克服大气压力,叫做真空吸力。此外,还要克服机构本身运动的摩擦阻力及塑料与钢材之间的粘附力。开始脱模的瞬间所要克服的阻力最大,称为初始脱模力,以后脱模所需的力称为相续脱模力,后者要比前者小。所以在计算脱模力的时候,总是计算初始脱模力。影响脱模力大小的因素很多,如型芯成型部分的表面积及其形状;塑料的收缩率以及对于型芯的摩擦系数;塑件的壁厚及同时包紧型芯的数量;成型时的工艺参数等。根据这些因素来精确计算脱模力是相当困难的,所以下面根据主要影响因素进行粗略计算。当塑件包紧型芯时,由于型芯一般具有脱模斜度,故在脱模力的作用下,塑件对型芯的正压力降低了sin,这时摩擦阻力为:= ( -sin )式中 摩擦阻力(N);摩擦系数,查表得 = 0.6 ;因塑件收缩产生对型芯的正压力(N);脱模力(N); 脱模斜度,因为材料是PC/ABS,所以取=2根据受力图列出力的平衡方程式为:= 0即 cos-sin= 0将上式代入= ( -sin ) 可得: = 其中 因塑件收缩产生对型芯的正压力(N),=pA P 因塑件收缩对型芯产生的单位正压力(MPa),一般p=1220MPa,薄壁件取小值,厚壁件取大值,所要生产的塑件比较薄,故取p=14MPa;A 塑件包紧型芯侧面积。直接使用UG 的测量功能,测出塑件包紧型芯侧面积 A765.26 mm2本设计采用推杆脱模机构,选用推杆加斜顶推出,如下图所示:图4-4 推杆和斜顶分布图4.3 复位机构的设计为了使推出零件在合模后能回到原来的位置,推杆推出机构中通常还设有复位机构。本设计采用弹簧复位,利用弹簧的弹力使脱模机构复位。如下图所示:图4-6 复位杆与复位弹簧4.4 排气系统型腔内气体的来源,除了型腔内原有的空气外,还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体。塑料溶体向注射模型腔填充过程中,必须要考虑把这些气体顺利排出,否则,不仅会引起物料注射压力过大,溶体填充型腔困难,造成充不满模腔,而且,气体还会在压力作用下渗进塑料中,使塑件产生气泡,组织疏松,熔接不良。由于前盖和后盖都属于复杂模具,所以它们都采用排气槽排气,排气槽一般开设在型腔最后被填充的地方,同时也利用型芯、顶杆、镶拼件、分型面等的间隙排气,达到充分排气的目的。4.5 导向机构的设计合模导向装置是保证动模和定模合模时正确定位和导向的装置,本设计采用导柱导向装置,主要零件为导柱和导套。导向机构的作用(1) 导向作用。(2) 定位作用。(3) 承受一定的侧压力。(4) 承载作用。(5) 保持机构的运动平稳。导柱是与安装在另一半模上的导套相配合,用以确定动模和定模的相对位置,保证模具运动导向精度的圆柱形零件。导套是与安装在另一半模上的导柱相配合,用以确定动模和定模的相对位置,保证模具运动导向精度的圆套形零件。所以它们采用相同的模架,因此,它们采用相同的导向机构。由于模架的尺寸为160250,所以本设计选用直径为16的导柱,然后选用相对应的导套,其结构如下图所示: 图4-7 导柱与导套4.6 冷却系统的设计在注射过程中,开始注射时模具是冷的,由于注入型腔内的塑料温度的影响,模具温度逐渐升高。根据注射的成型材料不同,模具的温度也不同。由于成型要求模具有一定的温度,模温过高或过低都会影响塑件质量,产生缩孔,变形等缺陷。所以,模具设计时必须考虑冷却或加热装置来调节模具的温度。成型时若料温不足,为了使模具达到成形要求的模温,一般应考虑加热装置;当料温使模温超过成形要求时,则应考虑冷却装置。在模具设计中,设置冷却装置的目的,一是防止塑件脱模变形;二是缩短成型周期;三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度,以得到柔软性、扰曲性、伸长率较好的塑件。冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理地设置通水冷却水路,并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。4.6.1 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W(1) 塑料制品的体积(2) 塑料制品的质量(3) 取注射周期t =t注+t冷+t脱=1.2+3+5.8=10s,则每小时注射次数为:N=360次(4) 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量:W=Nm=3600.005=1.8kg/h。4.6.2 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量(1) ABS的单位热流量QS的值的范围在(310410)KJ/kg,可取QS=360KJ/kg(2) 计算冷却水的冷却流量qV设冷却水道入口的水温为2=22出口水温为1=25模具温度取60取水的密度=1000kg/m3 水的比热容c=4.187kJ/(kg.)(3) 确定冷却水路的直径d为使冷却水处于瑞流状态,取模具冷却水孔的直径d=6mm。(5) 冷却管壁与水交界面的膜转热系数平均水温为23.5时,查表12-45得=6.72(6)计算冷却水通道的导热总面积(7)计算模具冷却水管的总长度(8)设冷却水路根数为,设每条水路的长度为=1000mm由水道排列满足冷却系统的设计原则,水管中心距在孔径的35倍,距离型腔表面是孔径的12倍,并且考虑到管子的壁厚和各个零件是否干涉的情况,最终水道分上下模仁,排列形式布置如图12-2-2所示。本设计采用循环式冷却水路,这样对型腔和型芯的冷却效果较好。水孔边离型腔距离为15mm,因为如果距离太近的话冷却不易均匀,太远的话效率就近。水孔直径设计为8mm。水路排布如下图所示:图4-8 水路排布图 4.7模架及其他零件的选择4.7.1 模架的选择根据上下型芯型腔的尺寸,选用大水口CI型标准模架160mm110mm;CI2327A50B60C80,如图9-1所示。图6-1 模架的选择4.7.2 其他零件的选择(1) 上模框,又称A板,采用2738HH材料,尺寸为:230mm270mm50mm,并加工成所需形状。(2) 下模框,又称B板,采用2738HH材料,尺寸为:230mm270mm60mm,并加工成所需形状。(3) 垫块,又称C板,采用45钢材料,尺寸为:270mm32mm80mm。(4) 定模座板,采用45钢,尺寸为:280mm270mm20mm,上表面与导柱接触部分加工排气槽。(5) 动模座板,采用45钢,(6) 上顶针面板(推板),采用45钢,(7) 下顶针面板(推板固定板),采用45钢,(8) 吊环:采用M30的吊环。(9) 水路:选取直径为6的环形水路,具体环形尺寸根据模仁及推出机构等确定。(10) 紧固零件:相关型号的螺钉,销钉,起固定作用。第五章 塑料注射机的校核第五章 塑料注射机的校核5.1 最大注射量的校核塑件的体积(包括浇注系统在内)应小于注射机的最大注射容量,其关系按下式校核: 塑件和浇注系统的体积总和(cm3) 注射机最大注射量(cm3)计算出注射机的最大注射量 式中 注射机理论注射量(cm3) 射出系数,实际生产中常取0.70.9,本设计取0.8。所以,塑件的体积:2.0cm3浇注系统的体积等于浇口套里面的浇道体积加上型腔内的浇道体积。因为浇口套式由一个短圆柱和一个长圆柱组成的,利用ug的测量功能,一般为0.2倍产品体积,所以浇口套里面的浇道体积为0.908cm3。所以塑件和浇注系统的体积总和25.448最大注射量的校核公式为 ,:5.448 , , 所以,注射量符合要求。5.2 最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力,应该大于注射机成形时所需调用的注射压力,即 ,式中,注射机的额定注射压力,查表得,1500Mpa 塑件成形时所需的注射压力,查表得,900Mpa 安全系数,一般取1.251.4,本设计取1.3。代入数字,算得 1500Mpa 9001.31170Mpa所以,最大注射压力符合要求。5.3 锁模力的校核锁模力是注射机的合模装置对模具的最大锁紧力,其作用是防止注射成形时,模具分型面张开。注射机的锁模力应大于模腔内塑料熔体的压力产生的张开模具的力,即式中 F锁模力,其大小为F900 KN; 模腔内熔体的压力(MPa),一般取4050MPa A所有塑件及浇注系统在模具分型面上的投影面积之和。利用ug的测量功能,测得1470mm2所以均小于注射机锁模力900kN,所以符合要求。5.4模具厚度H与注射机闭合高度的校核可按下式校核: H 式中 注射机允许最大模厚(=200mm); 注射机允许最小模厚(=300mm)。其中, 246mm式中 为定模板厚度, 为定模套板厚度 , 为动模套板厚度为动模支撑板厚度, 为垫块厚度, 为动模板厚度因为300266 200,所以能满足要求。5.5 开模行程校核 注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件(包括浇注系统)所需的开模距,即满足下式: +(510)式中 注射机模板行程(=120mm); 脱模距离;=40mm ; 包括流道凝料在内的制品高度,均约为=50mm 。则 +10=40+50+10=100300,所以能满足要求。总 结总 结本文的目的是综合运用所学的知识来完成注塑模具的设计,增强我们分析、解决实际问题的能力。围绕这个目的,主要完成了一下几个方面的工作。1、设计的基础是熟练应用UG、Auto-CAD等工程软件进行产品、模具的设计,为此在设计之前我已经学习并熟练掌握了UG、Auto CAD软件,设计三维建模和模具总装图和相关零件图的设计都是先用UG来完成的。2、在设计过程中,本着合理,优化设计的思想。通过分析型腔结构,这样兼顾了ABS的精度要求和产品的生产率。在表面不会产生大的变形。推出机构既保证了塑件的顺利脱模,又简化了模具的结构,便于工人的加工生产。3、模具的整体结构紧凑,小巧,节约了成本,型腔、型芯材料选用优质模具钢,性能优越,经久耐用。虽然本设计已顺利完成,但在模具技术,金属材料的飞速发展的今天。本课题还可以在很多方面进行改进和提高如:设计更为合理的多型腔的型腔分布,提高产品生产率。选用更加优质的型芯、型腔材料,提高成型部件的使用率。设计出更先进的模具结构,提高生产的自动化程度。总之,本次设计所采用的设计思想和开发方法,在注射模具设计领域还是很有实用的,随着技术的发展,模具行业也仍将具有更加广阔的前景。但,在本次设计中的一些计算、校核等所涉及的经验值大大欠缺,给设计带来一定的捆扰,同时本次设计也是本人和同学们的首次设计成果其中必定存在着不少的缺点和漏洞,有待以后不断地总结和积累大量的知识,用以不断提高自己的专业水平。望老师们给予指导斧正。参考文献参考文献1 李学峰 模具设计与制造实训教程 化工工业出版社 北京 2004年2 邹继强 塑料制品及其成型模具设计 清华大学出版社 北京 2004年3 屈华昌 塑料成型工艺与模具设计 机械工业出版社 北京 1995年4 王新华 冲模设计与制造使用计算手册 机械工业出版社 北京 2003年5 黄毅宏 模具制造工艺 机械工业出版社 北京 1999年6 杨占尧 塑料模具典型结构设计实例 化工工业出版社 北京 2008年7 伍先明 塑料模具设计指导 国防工业出版社 北京 2006年致 谢致 谢本次毕业设计是在老师的精心指导之下完成的。在毕业设计期间,从资料的收集,剃须刀盖子的模具设计,工艺分析,图纸绘制,到最后的毕业论文的完成,无不凝聚着老师的心血。在我碰到困难的时候,他们的细心开导和指引,让我很快就找到解决问题的方法。如果没有老师的指导,我的毕业设计就不会那么顺利的完成。同时,史老师严谨的工作态度,平易近人的性格,让我从中学到了很多做人的道理,同时也为即将走进社会的我树立了一个好榜样。在此,谨向导师史清卫老师致以最真诚的感谢。在整个毕业设计的过程中,我碰到了许许多多的问题,除了老师们的指导之外,同学们也给予了很多帮助。虽然他们也在努力地做着他们地毕业设计,但是每当我向他们求助地时候,他们总会积极地帮助我。所以,在此对那些无私帮助过我的同学们致以崇高的敬意。由于知识水平的关系,设计中必然会存在着很多的不足之处,在此希望各位老师同学们给予批评指导!最后,再次感谢在设计过程中帮助过我的每一位老师和同学。谢谢!30
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