167-传感器接头注塑模具设计
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毕业设计(论文)中期报告 题目:传感器接头模具设计 一 、设计(论文)进展状况: 我的课题是:传感器接头模具设计。在刚拿到题目时对课题进行了认真的阅读与分析。已完成塑料模具的方案选择,绘制完成模具装配图(二维)以及部分计算,完成外文翻译。 从开题报告到现在毕业设计的进展情况如下:(1) 认真分析课题,了解题目要求;(2) 查阅资料理解传感器工作原理及作用;(3) 分析任务书中的技术指标;(4) 分析国内外相关研究情况;(5) 查找文献和资料加以总结。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。传感器接头如图1所示,具体结构和尺寸详见图纸,该塑件结构中等复杂程度,生产量大,要求较低的模具成本,成型容易,精度要求不高。 图1 传感器接头1.1分型面的选择选择分型面时 ,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如图2,采用平面分型面。 图 2 分型面因为本设计中采用侧入式浇口,且塑件的尺寸不大,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,采用一出二腔,进行加工生产。二存在的问题及解决措施 设计过程的存在的问题(1)浇口的选择和浇注系统凝料的脱出,因为塑件表面粗糙度很高不能留下浇口痕迹浇口的选择就变得困难。 (2)模具装配图的绘制,因为对模具的不了解使装配图在绘制很困难,并且有很多的错误和缺陷。多看注塑模具设计的书籍,参考书上模具的各个组成部分根据塑件的实际情况进行选择。上网查找资料,询问老师。在绘制装配图的过程中先绘制草图交由老师在方案基本正确的情况下再绘制正式图,并多次修改直至完善三 、 后期工作安排1.绘制零件图 3月17日-3月23日2.完成相关计算 3月24日-3月31日3.完成毕业论文 4月1 日-4月14日4.完成模具的三维图 4月15日-4月27日5.打印交主审老师查阅 4月28日-5月5日 指导教师签字: 年 月 日 毕业设计(论文)开题报告 题目:传感器接头注塑模具设计的设计 1传感器接头模具设计综述1.1概述21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率.缩短设计及制造周期,降低生产成本.最大限度地提高模具制造业的应变能力,满足用户需求3。1.2国外的发展情况国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征51.2.1集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术人和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念,即信 息集成.智能集成.串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需要。1.2.2 智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥.1.2.3 网络技术的应用网络技术包括硬件与软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议,信息通讯接口,系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。目前早通过了Internet实现跨国界模具设计的成功例子。1.2.4 多学科多功能综合产品设计技术产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识,还用到了电磁学.光学.控制理论等,甚至要考虑到经济.环境.卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计,以追求模具产品动静态特性.效率.精度.使用寿命.可靠性.制造成本与制造周期的最佳组合。1.2.5 虚拟现实与多媒体技术的应用虚拟现实在21世纪整个制造中都将有广泛的应用,可以用于培训.制造系统仿真.实现基于制造仿真的设计与制造.集成设计与制造.实现集成人的设计等。美国已于1999年借助于VR技术成功地修复了哈博太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储.表达处理多种信息,融文字.语音.图象于一体,给人一种真实感。1.2.6 反求技术的应用在许多情况下,一些产品并非来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程RE。建立了CAD几何模型后,就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作4。1.2.7 快速成形制造技术快速成形制造技术RPM基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的几何复杂程度无关,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估.装配校检.功能实验。而且还可以通过形状复制,快速经济地制造出产品模具,从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的NC加工,因而RPM技术在模具制造中发挥着重要的作用。1.3国内的发展情况6目前国内模具行业的基本情况是,随着轻工业及汽车制造业的迅猛发展,模具设计制造日渐受到人们广泛关注,已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员,存在品种少.精度低.制造周期长.寿命短.供不应求的状况。一些大型.精密.复杂的模具还不能自行制造,需要每年花几百万.上千万美元从国外进口,制约了工业的发展,所以在我国大力发展模具行业势在必行。为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的CAD/CAM系统。但国内优秀的CAD/CAM系统很少,只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力.强大的结构有限元分所能力.强大的计算机辅助制造能力.产品数据管理能力等,但价格昂贵,一般企业难以支持。1.4研究意义1.4.1具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握Solidworks AuToCAD的运用。 1.4.2立思考能力和创造能力,为更好更快的适应工作作准备2本课题的研究内容.要求.目的2.1本课题的研究内容做传感器接头的模具设计,使该传感器接头注射模结构简单,型腔.型芯.传动机构设计合理,并可自动脱模。并书写开题报告,和模具说明书。根据说明书画模具CAD图。2.2本课题的研究要求2.2.1此塑件外表面不允许有印迹,并且要光滑。2.2.2要使注射模结构简单,并可自动脱模。2.2.3流道设计合理,可保证产品质量并且又节约生产原材料。2.2.4了解聚丙烯的性能.特性和设计时的要求。2.3本课题的研究目的2.3.1检验理论知识掌握情况,将理论与实践结合。2.3.2逐步掌握进行模具设计的方法.过程,为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。2.3.3培养自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力。3 毕业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点,研究的可行性3.1目标:独立完成该套模具的设计,以及编写设计计算说明书。3.2基本内容:完成整套注塑模具的设计。 产品外形尺寸20.00X31.00X19.36 mm 图1传感器接头A、 产品材料:ABS,收缩率:1.005B、 出模数量:1X4C、 浇注系统:侧浇口系统D、 成型系统:前后模仁成型、镶针辅助成型E、 冷却系统:环绕式冷却水路F、 排气系统:分型面自然排气设计方案一:3D分模图如图2,图3:型芯、型腔、镶针、主流道与分流道,结构设计 图2 方案一 图3方案一设计方案二:3D分模图图4:型芯、型腔、镶针、主流道与分流道,结构设计对比方案一和方案二,采用方案一结构设计,无需采用斜滑块抽芯机构成型,图4方案二综上:采用方案一。3.3重点与难点:塑料模具五大系统设计。注塑模的结构由注塑机的类型和塑件的结构特点所决定,每副模具均有动模和定模所组成。动模安装在注塑机的移动板上,而定模则安装在注塑机的额固定板上;注塑时,动模与定模闭合后构成浇注系统及模腔,当模具分开后,塑件留在动模一边,再由设置在动模内的脱模机构顶出塑件。注塑模推出机构有导向机构,成型零部件,型腔,浇注系统,加热与冷却装置,排气系统,支承与紧固零件。那注塑模具最突出的重点和难点是结构组成。3.4主要创新点:传感器接头。3.5研究的可行性:图纸正确,说明书完整。4. 完成本课题的工作方案及进度计划 1.查阅资料 11月18日-11月24日2.分析零件绘制零件的二维三维图 11月25日-12月8日3.查阅外文资料并翻译 12月9日-12月15日4方案选择及确定 12月16日-1月6日5.绘制零件图及其装备图(二维三维) 2月17日-3月16日6.编写论文 3月17日-4月16日7.打印交主审老师查阅 4月17日-4月27日 5 指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见)指导教师:年 月 日6 所在系审查意见: 系主管领导: 年 月 日 参考文献1 赵华. 模具设计与制作M. 北京: 清华大学出版社. 2009-042 黄平、朱文坚. 机械设计教程-理论、方法与标准M. 北京: 清华大学出版社. 2010-123 郭铁良. 模具制造工艺学M. 北京:高等教育出版社. 2008-114 赵昌盛. 实用模具材料应用手册M. 北京:机械工业出版社.2005-065 王焕庭、李茂华、徐善国. 机械工程材料M. 大连:大连理工大学出版社. 2000-056 屈华昌. 塑料成型工艺及模具设计M. 北京:高度教育出版社.2007-087 吴兆祥、高枫. 模具材料及表面处理M.北京:机械工业出版社. 2002-048 黄毅宏、李明辉. 模具制造工艺M. 北京: 机械工业出版社. 2003-079 张克惠.塑料材料学M.西安:西北工业大学出版社.2000-0510 宋涛、顾军等.热处理技术M.北京:化学工业出版社.2003-0111 刘靖岩.模具设计与制造.北京:中国轻工业12 王树勋.注塑模具设计与制造实用技术M.广州:华南理工大学出版社.1996-0613 高为国.模具材料M.机械工业出版社.2005-0114 蒋继宏、王效岳 注塑模具典型结构100例M.北京:中国轻工业出版社.2000-0615 王鹏驹、张杰 塑料模具设计师手册 北京:机械工业出版社.2008-1016 曹宏深 赵仲治主编 塑料成型工艺及模具设计 北京机械工业出版社 .199317 黄虹主编 塑料成型加工与模具 化学工业出版社2003年3月第一版18 黄锐主编 塑料工程手册 下册 第四章节 机械工业出版社19 宋卓颐 史勤芳 房双宽 赵永仙编着 塑料原料与助剂 科学技术文献出版社2003年9月第1版20 Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering. November 2004, Vol.126/73321 The Thickness Profile of Ultra-High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing .Polymer Engineering and Science ,January 2003.Vol.43 , No.22 Mold Engineering,2nd Edition/byHerber Ress.carl Hanser Verlag.本科毕业设计本科毕业设计(论文论文)题目:传感器接头注塑模具设计题目:传感器接头注塑模具设计传感器接头的模具设计传感器接头的模具设计摘摘 要要根据塑料制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,选择塑件制件尺寸。本模具采用一出二件,侧入式浇口进料,注射机采用海天 80XB 型号,设置冷却系统,CAD 和 SW 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,从而作出合理的模具设计。 关键词:关键词:机械设计;模具设计;CAD 绘制二维图;SW 绘制 3D 图;注射机的选择IMold Design Of Sensor ConnecyorAbstractTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two side gate feed injection machine adopts Haitian the 80XB models, and set a cooling system, CAD and SW drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Key Words: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; SW draw 3D maps; injection machine selectionII目目 录录1 绪绪 论论.11.1 研究背景及意义.11.2 塑料模的功能.11.3 我国塑料模现状.11.4 塑料模发展趋势.12 塑件制品的成型工艺分析塑件制品的成型工艺分析.22.1 塑件的工艺分析.22.2 计算塑件的体积和质量.22.3 注射性能的分析.22.3.1 注射成型工艺的可行性分析.22.3.2 表面粗糙度.32.3.3 脱模斜度.32.3.4 尺寸精度.32.3.5 圆角.32.4 塑件材料的选择.32.4.1 塑件特点.32.4.2 性能参数.42.5 分型面的选择.42.5.1 选择分型面的基本原则.42.5.2 分型面的选择.52.6 拟定模具的结构形式.52.6.1 型腔数量的确定.52.6.2 型腔排列形式的确定.52.6.3 补孔.62.6.4 型芯设计.63 浇注系统设计浇注系统设计.83.1 主流道设计.83.1.1 主流道的作用.83.1.2 主流道的设计要点.83.2 浇口的设计.103.2.1 浇口的作用.103.2.2 浇口设计的基本要点.12III3.3 抽芯机构的设计.123.3.1 侧向分型与抽芯机构的分类.123.3.2 抽芯力的计算.123.4 模架的确定.133.4.1 模具结构及其工作过程.133.4.2 型腔壁厚和底板厚度计算.133.4.3 模架的选用.143.5 排气系统的设计.153.6 脱模导向机构设计.163.6.1 合模导向机构的设计.163.6.2 导向机构的主要作用.163.6.3 对导柱结构的要求.163.7 塑件脱模的机构设计及推杆数量与直径的计算.163.8 注塑机的选择.183.9 注塑机的基本参数.183.9.1 估计塑件体积.193.9.2 注射量的计算.193.9.3 锁模力的计算.194 注塑机的校核注塑机的校核.224.1 注塑量的校核.224.2 型腔数量的确定和校核.234.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核.235 开模行程校核开模行程校核.236 总总 结结.24参考文献参考文献.25致致 谢谢.26毕业设计(论文)知识产权声明毕业设计(论文)知识产权声明.27毕业设计(论文)独创性声明毕业设计(论文)独创性声明.2801 绪绪 论论1.1 研究背景及意义研究背景及意义模具技术是上世纪下半叶制造业中发展最快的技术之一,由于模具的设计和制造是一个非常复杂的过程,并且是一个不断反复的过程,目前,采用具有三维参数化特征造型功能的 CAD 支撑软件,在模具设计中应用并行工程原理,实现模具管理、工艺分析与设计及模具结构设计的一体化是一种较有代表性也很有应用前景的模具 CAD 系统开发方法。注塑模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中,工人生产的劳动强度大、劳动量大,严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展, 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视,而被大量应用到工业生产中来。注塑模具的自动送料技术也投入到实际的生产中。注塑、拉伸模具可以大大的提高劳动生产效率,减轻工人负担,具有重要的技术进步意义和经济价值。本次塑料模模具设计是为我们在学完基础理论课,技术基础课和专业课的基础上,所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是:综合运用本专业所学课程的理论和生产实践知识,进行一次塑料模模具设计工作的实践练习,从而培养和提高学生独立工作的能力,如计算,绘图,查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等通过本题目的设计可以使本专业的学生对四年所学的主要课程有一次较为全面的综合应用,得到一次近乎实践的锻炼机会。1.2 塑料模的功能塑料模的功能模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具,按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具,金属冲压模具,金属压铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在成型中多数是通过模具来制成品。1.3 我国塑料模现状我国塑料模现状我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术,已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。1模具标准化程度不高,系列化商品化尚待规模化;CAD、CAE、Imolde 软件等0应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。1.4 塑料模发展趋势塑料模发展趋势有业内专家认为,随着我国塑料模具行业日趋大型化,精度也将越来越高。10 年前,精密模具的精度一般为 5,现在已达 23。不久,1精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高,有些塑料模具的加工精度公差就要求在 1以下,这就要求发展超精度加工。专家认为,我国的塑料模具行业要进一步发展多功能复合模具,一套多功能模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种塑料模具缩短了产品的生产周期,今后将在不同领域得到发展和应用。经过近几年的发展,在塑料模具发展开发、结构的调整以及企业管理等方面中国塑料模具工业已显示出以下新的发展趋势。 在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中,越来越的用户将交货周期放在首位。 大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同,才根据用户要求进行塑胶模具设计。目前,青岛海尔模具公司等企业的“你给我一个概念,我还你一个产品”的一站式服务模式以及太仓求精模塑公司等企业主动开发的办法已被越来越多的企业所接受。 随着模具企业的设计和加工水平的提高,模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为主要依靠技术。这一趋势不但使得模具的标准化程度不断提高,而且使得模具精度越来越高,生产周期越来越短,钳工比例越来越低,最终促进了整个模具工业水平的提高,同时也要加强塑胶模具工业生产发展。 模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。在信息社会中,作为一个高水平的现代模具企业,单单只是 CAD/CAM 的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了 CAE、PDM、CAPP、RE、CIMS、ERP 等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术。 总之,中国塑料模具具有光辉灿烂的前景。只有那些能够把握机遇、开拓市场、不断发现新的增长点的塑胶模具企业和能够生产高技术含量模具的企业,才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。 12 塑件制品的成型工艺分析塑件制品的成型工艺分析2.1 塑件的工艺分析塑件的工艺分析传感器接头采用 ABS 材料,即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。ABS 树脂微黄色或白色不透明,是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油,耐热,耐化学腐蚀,丁二烯使聚合物具有优越的柔性,韧性;苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 ABS 树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强,但原料要干燥,它的塑件尺寸稳定性好,塑件尽可能偏大的脱模斜度。2.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量由 SOLIDWORKS 建模分析可得,传感器接头质量为 3.2g;由于 ABS 材料的密度取 1.05g/cm3 M传感器接头的质量;P传感器接头的材料密度;V传感器接头的体积;所以体积 V=M/P=3.2/1.05=3.04cm3 2.3 注射性能的分析注射性能的分析2.3.1 注射成型工艺的可行性分析注射成型工艺的可行性分析本塑件形状较复杂,壁厚均匀,尺寸精度要求一般,而且表面质量和尺寸稳定性的要求不大,因此对模具和设备的要求不高。而注射成型方法有如下几个优点:(1) 形状:几乎没有复杂性限制,容许模具内有不同塑料的成型型腔;(2) 质量:塑件可小到不足 1 克,大到几十千克,没有限制;(3) 材料:在一定温度范围内具有适宜流动性的热塑性塑料;(4) 精度:可注射高精度的塑件,有较好表面质量和尺寸稳定性;(5) 生产率:中等,循环时间主要由塑件壁厚决定,最短可在十几秒内,可增加每模的型腔数来提高生产率。由以上塑件的特点和注射成型工艺的优点,分析可知:该塑件适合于采用2注射成型方法。2.3.2 表面粗糙度表面粗糙度由塑件的用途可知本塑件的外表面面积要求不高,内表面应与手接触表面要求稍高与外表面,所以本设计表面粗糙度,从简化加工工艺和节约加工成本的角度考虑,其表面选用的表面粗糙度为 Ra0.4mm。一般情况下,模具粗糙度低于塑件 12 个等级,故取型腔表面粗糙度为Ra0.2um,而型芯表面粗糙度为 Ra0.4um。2.3.3 脱模斜度脱模斜度该塑件采用的塑料是 ABS,而 ABS 的成型收缩率较小(0.4%0.8%) ,但是本塑件形状较薄,且分型面塑件本身具有斜度,因此的脱模斜度不应过大。再由零件设计图纸要求可知斜度可以为 5 度。2.3.4 尺寸精度尺寸精度按 SJ13721978 标准,塑料件尺寸精度分为 8 级。本塑件所用材料为ABS 塑料,由此查塑料模具设计手册可知,本塑件宜选用 5 级精度。零件具体尺寸及其公差值可详见零件图。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关,尤以小型精密塑件为甚。从模具制造精度对塑件精度的影响可知,模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的关系,由塑件零件图可得,模具精度等级为 IT7。2.3.5 圆角圆角从塑件可知,该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角。其采用圆角不仅降低了应力集中系数,提高了抗冲击、抗疲劳能力,而且改善了塑料熔体的流动充模性能,减少了流动阻力。降低了局部的残余应力,防止开裂和翘曲,也使塑料件外形流畅美观。而且成型模具型腔也有了对应的圆角,提高了成型零件的强度。2.4 塑件材料的选择塑件材料的选择2.4.1 塑件特点塑件特点该塑件为传感器接头,它具有以下特点:(1) 它所工作环境较好,处于室温下,不承受冲击载荷,也不处于酸、碱、盐性环境中;3(2) 产量大,故要求此塑件材料质优而价廉,且对人体不产生任何毒副作用;(3) 结构简单成型较容易;(4) 外观要求不高,但要有很好的韧性,因此我选用通用塑料。2.4.2 性能参数性能参数ABS 塑料主要性能指标如表 2.1 所示。表 2.1 ABS 塑料主要性能指标度密(g/cm3)1.131.14收缩率%0.40.8熔 点130160热变形温度45N/cm6598弯曲强度Mpa80拉伸强度MPa3549拉伸弹性模量GPa1.8硬度HRR6286缺口冲击强度kJ/m21120弯曲弹性模量Gpa1.4压缩强度HRR6286体积电阻系数cm1013击穿电压Kv.mm-115介电常数60Hz3.72.5 分型面的选择分型面的选择2.5.1 选择分型面的基本原则选择分型面的基本原则分型面是指分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。合理地选择分型面对于塑件质量、模具制造、与使用性能都有着很大的影响,模具设计时应根据塑件的结构、尺寸精度、浇注系统形式、脱模方法、嵌件位置、排气条件及制造工艺等多种因素,全面考虑,合理选择,是使塑件能完好的成形的先决条件。分型面的方向尽量采用与注射机开模垂直的方向,特殊情况下采用与注射机开模方向平行的方向。选择分型面的位置是应当注意:(1) 塑件在型腔中的方位确定后,分型面必须设在塑件断面轮廓最大的地4方,才能保证塑件顺利从模腔中脱出。(2) 不要设在塑件要求光亮平滑的表面或带圆弧的转角处,以免意料飞边、拼合痕迹影响塑件外观。(3) 开模时,尽量使塑件留在动模一边,一般在动模边设脱模机构较为方便。(4) 尽力保证塑件尺寸的精度要求。(5) 应有利于侧面分型和抽芯。(6) 尽量使分型面位于料流末端,以利于排气。(7) 尽量使模具加工方便。2.5.2 分型面的选择分型面的选择综合考虑各种因素,并根据本模具制件的外观特点,采用平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧。2.6 拟定模具的结构形式拟定模具的结构形式2.6.1 型腔数量的确定型腔数量的确定因为本设计中采用侧入式浇口,且塑件的尺寸不大,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,采用一出二腔,进行加工生产。2.6.2 型腔排列形式的确定型腔排列形式的确定塑件呈均匀对称图形,所以采用如图 2.1 所示。5图 2.1 型腔排列形式2.6.3 补孔补孔分模过程就是做出一个面,然后用此面将模仁分割为型芯和型腔两部分,但这样的面要让 Solidworks 这个软件识别出来,首先要把底面上开放的孔盖起来,那些需要覆盖的孔就是需要修补的地方,因此修补零件是分模以前需要完成的工作。修补包括实体修补和片体修补,其中侧面的过孔必须单独的把面里的四个孔全部补到。在实际操作中,注意总结经验,灵活地运用各种方法,才能更好地完成设计工作。补孔应满足以下一些方面的要求:(1) 应便于塑件的脱模,当确定塑件脱模方向捂,分型面应选在塑件外形最大轮廓处,即通过该方向上塑件的截面积最大,否则无法从型腔中脱出。(2) 应便于塑件的顶出。由于注塑机的推出机构设在动模一侧,所以在一般情况下应使塑件在开模时尽可能留在动模。(3) 应有利于侧向分型与抽芯(4) 应保证塑件的重量。为了保证塑件的质量,对有同轴度要求的塑件,应将有同轴度要求的部分设在同一模板内,以消除模具装配误差的影响。同时,分型面的选择应尽可能的选在不影响塑件外观和塑件上产生的飞边容易去除的部位。(5) 应有利于排气。(6) 应有利于成型零件的加工。(7) 应有利于防止溢料。6塑件上一共有 64 个孔需要补孔,侧面的 4 个过孔是为了能够实现侧抽芯机构而去修补的,不补是不可以分型的。在不断学习软件和尝试各种修补方法的过程中,经过许多次失败和经验的累积,做出了一种可以成功分模的方案。那就是先在分型面的一侧将自动识别出来一些不正确的孔去掉,如自动识别出来的是需要补孔的相反面,所以先将其去掉,重新选择正确的孔,也就是两壁间模具腔内的那四个面,将其选定,然后再点底面,就可以形成应的侧抽芯孔面,只有这样,才能为以后侧抽芯机构的设计做出正确的基础。2.6.4 型芯设计型芯设计根据传感器接头特点,没有涉及到成型杆,螺纹型等结构。考虑外观要求美观,设计时要使成型零件便于加工,和安装,因此,型芯设计成整体式结构。这种结构易于保证后风罩的同心度,便于整体热处理。整体结构有如下优点:(1) 成型零件的刚性好。(2) 模具分解组合容易。(3) 零件数量少。(4) 制品表面分型痕迹少。(5) 模具外形尺寸可以减少。13 浇注系统设计浇注系统设计3.1 主流道设计主流道设计3.1.1 主流道的作用主流道的作用主流道(也叫进料口) ,它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁,也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大,其主流道塑料体积增大,回收冷料多,冷却时间增长,使包藏的空气增多,如果排气不良,易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷,影响塑料制品质量,同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足,主流道外脱模困难;若主流道太小,则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加,热量损失增大,粘度提高,流动性降低,注射压力增大,易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中,其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触,属易损件,对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式(俗称浇口套) ,以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢 T8A、T10A 等,热处理要求淬火 5357HRC。在一般情况下,主流道不直接开设在定模板上,而是制造成单独的浇口套,镶定在模板上。小型注射模具,批量生产不大,或者主流道方向与锁模方向垂直的模具,一般不用浇口套,而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫,在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接,所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内,浇口套的结构上要增加台肩,并用螺钉紧固在模板上,这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。3.1.2 主流道的设计要点主流道的设计要点(1) 浇口套的内孔(主流道)呈圆锥形,锥度 2 6。若锥度过大会造成压力减弱,流速减慢,塑料形成涡流,熔体前进时易混进空气,产生气孔;锥度过小,会使阻力增大,热量损耗大,表面黏度上升,造成注射困难。(2) 浇口套内孔出料口处(大端)应设计成圆角 R,此设计中 R=10mm。8 (3) 浇口套长度(主流道长度)应尽量短,可以减少冷料回收量,减少压力损失和热量损失。(4) 浇口套锥度内壁表面粗糙度为 Ra1.6Ra0.8m,保证料流顺利,易脱模(5) 浇口套内孔出料口处(小端)应设计成圆角 r,此设计中取 r=5mm。 (6) 浇口套不能制成拼块结构,以免塑料进入接缝处,造成冷料脱模困难,所以最好采用的是整体方式。(7) 浇口套的长度应与定模板厚度一致,它的端部不应凸出在分型面上,否则会造成合模困难,不严密,产生溢料,甚至压坏模具。(8) 浇口套部位是热量最集中的地方,为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量,要考虑冷却措施。该模具采用普通流道浇注系统,普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大,而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。所以综上所述,设计的主流道如下图所示: 图 3.1 主浇道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间,必须使9熔体的温度降低和压力降最小,且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。在卧式注射机上使用的模具中,主流道垂直于分型面,为使凝料能从其中顺利拔出,需设计成圆锥形。3.2 浇口的设计浇口的设计3.2.1 浇口的作用浇口的作用浇口是分流道和型腔之间的连接部分,也是注射模具浇注系统的最后部分,通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。熔料经狭小的浇口增速、增温,利于填充型腔。注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔,减小塑件的变形和破裂,狭小浇口便于浇道凝料下塑件分离,修整方便。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数(压力等)及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小,长度要短,这样才能增大料流速度,快速冷却封闭,便于使塑料制品分离,塑料制品的浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷,如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等,往往都是由于浇口设计不合理而造成的。浇口类型分为以下几种: 直接浇口:直接浇口广泛应用于单型腔模具。 侧浇口:一般开设在分型面上,适合于一模多腔,浇口去除方便,但压力损失大、壳形件排气不便、易产生熔接痕。 圆盘浇口:此类型浇口适用同心,且尺寸的要求严格,及不容许有熔接痕生成的塑料制品。轮辐式浇口:轮辐浇口双称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品,且浇口容易去除和节省材料。 薄膜浇口:薄膜浇口适用于既平坦又大面积、且翘曲要保持最小的设计。 护耳浇口:通常应用于平板状且薄的成型品,以降低型腔内的剪应力。 点浇口:适合于多型腔模,塑件外观要求较高时采用。 环形浇口:用于型芯装在两侧的管状塑件。 扇形浇口:应用于多型腔模,进料边宽度较大的薄片状塑件 。针点浇口:应用于成型中小型塑件的一模多腔模具中,也可用于单型腔模。103.2.2 浇口设计的基本要点浇口设计的基本要点(1) 尽量缩短流动距离浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔,尽量缩短熔体的流动距离,减少压力损失,有利于排除模具型腔中的气体,这对大型塑件更为重要。(2) 浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时,若将浇口设在塑件的薄壁处,这时塑料熔体进入型腔后,不但流动阻力大,而且还易冷却,以致影响了熔体的流动距离,难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑,塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方,若浇口开设在薄壁处,则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性,也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料,一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。(3) 必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因,有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合,汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度,并有损于外观质量,这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合,汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度,并有损于外观质量,这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生,有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度,可以在溶接处外侧设一冷料穴,使前锋冷料引如其内,以提高熔接强度。在选择浇口位置时,还应考虑熔接的方位对塑件质量 及强度的不同影响。(4) 应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足,在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅,虽然有时可用排气系统来解决,但在选择浇口位置时应先行加以考虑。(5) 考虑分子定向影响 充填模具型腔期间,热塑性塑料会在流动方向上呈现一定的分子取向,这将影响塑件的性能。对某一塑件而言,垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的,一般在垂直于流向的方位上强度降低,容易产生应力开裂。(6) 避免产生喷射和蠕动(蛇形流) 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配,良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气,如果通过一11个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔,这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口(使料流直接流向型腔壁或粗大型芯) ,可以防止喷射和蠕动。(7) 浇口与塑件连接得部位应成 R0.5 的圆角或 0.545的倒角;浇口和流道连接的部位一般斜度为 3045,并以 R1R2 的圆弧和流道底面相连接。由于本品为成型体积较大的深壳体塑件,所以本次设计采用垂直浇口形式。3.3 抽芯机构的设计抽芯机构的设计3.3.1 侧向分型与抽芯机构的分类侧向分型与抽芯机构的分类当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时,模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件,以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件,否则就无法脱模,带动侧向成型零件作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况(包括垂直分型的瓣合模) ,常称为侧向分型,对于成型侧孔或侧凹的情况,往往成为侧向抽芯。但是,在一般的设计中,侧向分型与侧向抽芯常常混为一谈,不加分辨,统称为侧向分型抽芯,甚至只称侧向抽芯。根据动力来源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压(液动)或气动以及手动等三大类:(1) 机动侧向分型与抽芯机构;(2) 液压或气动侧向分型与抽芯机构;(3) 手动侧向分型与抽芯机构。3.3.2 抽芯力的计算抽芯力的计算Fc=c*h*p(cos-sin) (5.1)式中 Fc抽芯力(N);c侧型芯成型部分的截面平均周长(m);h侧型芯成型部分的高度(m);p塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力) ,其值与塑件的几何形状及塑料的品种,成型工艺有关,一般情况下模内冷却的塑件,p=(0.81.2)10MPa,模外冷却的塑件,p(2.43.9)10MPa;12塑料在热状态时对钢的磨擦系数,一般 0.150.20;a侧型芯的脱模斜度或倾斜角() 。式中 C=24mm H=51mm; p=10Mpa; a=5, 0.18 代入 5.1 式Fc=2410-35110-311070.16=1958(N)3.4 模架的确定模架的确定3.4.1 模具结构及其工作过程模具结构及其工作过程模具的分型面选择在塑件的大平面处,一模两腔。为减少浇口疤痕,采用点浇口注射。由于模具的凸模部分存在很多孔和凸台,本设计凹模采用整体式凹模结构。凸模采用组合式凸模结构,比较紧凑。针对侧向抽芯距离比较短的情况,设计了一次分型滑动抽芯结构。注射成型后,进行一次分型,完成侧向抽芯动作,塑件包紧在凸模型芯上,当运动到一定距离时,然后注射机推动推杆固定板,推杆发生作用,推出塑件脱落。同时拉料杆将凝料推出自动脱落。模具的工作过程:注射成型后,开模时,在弹簧和凝料拉料杆的拉紧作用下,从 I 面一次分型,定模底板与凹棋板分开,凝料留在凹模板一侧;凹模板带动滑块后移,在斜导柱的作用下,滑块在凸模板上沿着导轨作横向移动从而完成侧向抽芯动作。当限位圆柱销的端头碰到限位拉板的端头时凹模板停止不动,一次分型结束,滑块与凸模板继续运动,在塑件包紧凸模的包紧力作用下,塑件随着凸模型芯继续运动。当运动到一定距离时,注射机的顶杆推动推杆固定板,带动推杆将塑件推出动模,同时拉料杆将疑料推出。3.4.2 型腔壁厚和底板厚度计算型腔壁厚和底板厚度计算在注塑成型过程中,型腔主要承受塑料熔体的压力,因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够,当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时,型腔将导致塑性变形,甚至开裂。与此同时,若刚度不足将导致过大的弹性变形,从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此,有必要对型腔进行强度和刚度的计算,尤其对重要的,精度要求高的大型塑件的型腔,不能仅凭经验确定。13根据大型模具按刚度条件设计,按强度校核;小型模具按强度条件设计,按刚度校核原则。3.4.3 模架的选用模架的选用注塑模模架国家标准有两个,即 GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和 GB/T125551990塑料注射模大型模架 。前者适用于模板尺寸为 BL560mm900mm;后者的模板尺寸 BL 为(630mm630mm)(1250mm2000mm) 。由于塑料模具的蓬勃发展,现在在全国的部分地区形成了自己的标准,该设计采用龙记标准模架 A340045016F2 GB/T125561990。(1) 模仁尺寸的确定因为采用的是整体式凹模和整体式凸模,所以模仁的大小可以任意制定,模仁所承受的力最终是传递到凸、凹模上,从节约材料和见效模具尺寸出发,模仁的值取的越小越好,但实际中因为要考虑冷却因素,又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高,所以为了给冷却系统留有足够的空间,该设计取模仁的大小为 220180 mm。(2) 模具高度尺寸的确定各块板的厚度已经标准化,所需要的只是选择,如何选择合理的厚度,这里有两个尺寸需要注意:a.凸模底板厚度和凹模底板厚度;在注射成型时型腔中有很大的成型压力,当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时,若凸模底板厚度不够,则极有可能使模架发生变形或者破坏,所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能确定,根据Solidworks 软件设计知道,厚度为 5 可满足要求,为了安全,取底板厚度为 56 mm, 。凹模的底板因为是与注塑机的工作台接触的,所受的力传递到工作台上,所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以,该设计取凹模底板厚度为 56 mm。b.推板推出距离;在分模时塑件一般是黏结在型芯上的,需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯,该塑件的高度为 180 mm 左右,黏结在型芯上的尺寸约 180mm 左右,所以当推出距离为 220 mm 时就能满足使塑件和型芯分离。如果 C-垫板的高度太小,则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯。需要满足关系H-h1-h2-h3-h0 (6.1)HC 板高度;h1挡销高度;14h2推板厚度;h3 推杆固定板厚度; h推出距离; 完成了以上的工作,确定模具尺寸为 596718mm,A 板厚度 36 mm,B 板厚度 26mm,C 板厚度 236mm,为了保证凸、凹模不碰伤,A 板和 B 板之间取1 mm 间隙。3.53.5 排气系统的设计排气系统的设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用,排气方式一般有利用排气槽,利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙,利用分型面上的间隙。排气槽的主要作用:(1) 是在模具注胶时,排除模腔内的空气。(2) 是排除胶料在加热过程中产生的各种气体。 排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔,排气槽若设计不合理,将回产生如下弊病:(1) 增加熔体充模流动的阻力,使型腔无法被充满,导致制品棱边不清晰。(2) 在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕,使制品的力学性能降低。(3) 滞留气体使制品产生银纹,气孔,剥层等表面质量缺陷。(4) 型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温,使熔体分解变色,甚至炭化烧焦。(5) 由于排气不良,降低了熔体的充模速度,延长了注射成形周期。本次设计的任务量和模具工艺的成本考虑,利用分型面上的间隙就能够满足排气的需求,所以就不用再设计排气槽了。15图 3.5 模具分型面3.6.脱模导向机构设计脱模导向机构设计3.6.1 合模导向机构的设计合模导向机构的设计导向机构对于塑料模具是必不可少的部件,因为模具在闭合时有一定的方向和位置,所以必须设有导向机构。3.6.2 导向机构的主要作用导向机构的主要作用(1) 定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具,并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状,不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。(2) 导向作用动定模合模时,首先导向机构接触,引导动定模正确闭合,避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。(3) 承受一定侧压力塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力,或由于注射机精度的限制使导柱在工作中承受一定的侧压力,此时,导柱能承担一部分侧压力。3.6.3 对导柱结构的要求对导柱结构的要求(1) 长度:导柱的长度必须比凸模端面要高出 68 毫米。以免导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。(2) 形状:导柱的端部做成锥形或球形的先导部分,使导柱能顺利进入导柱孔。(3) 材料:导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯,因此,16多采用低碳钢经渗碳淬火处理。或碳素工具钢(T8、T10)经淬火处理硬度HRC5055,导柱滑动部位按需要可设油槽。(4) 配合精度:导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。(5) 光洁度:配合部分光洁度要求 7 级,此外,导柱的选择还应跟椐模架来确定。3.73.7 塑件脱模的机构设计及推杆数量与直径的计算塑件脱模的机构设计及推杆数量与直径的计算在注射成型 的每一循环中,塑件必须由模具型腔中脱出,脱出塑件的机构称为脱模机构或顶出机。(1) 脱模机构的组成脱模机构由顶杆、顶也固定板、顶出板、回程杆、勾料杆、回程弹簧组成,其中,勾料杆的作用是勾着浇注系统冷料,使其随同塑件一起留在动模一侧,顶杆用来顶制品,顶出固定板,用来固定顶杆,回程杆,利用回程弹簧起复位导向作用。(2) 推出机构的设计设计原则a.塑件滞留于动模边,以便借助于开模力驱动脱模装置,完成脱模动作,致使模具结构简单。b.防止塑件变形或损坏,正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位,有针对性地选择合适的脱模装置,使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑料收缩时包紧型芯,因此推车力作用点应尽量靠近型芯,同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位,作用面积也应尽课能大一些,以防塑件变形或损坏。c.力求良好的塑件外观,在选择顶处位置时,应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。d.结构合理可靠,脱模机构应工作可靠,运动灵活,制造方便,更换容易且具有足够的刚度和强度。(3) 脱模机构的分类脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类a.按动力来源分类。分为手动脱模、机支脱模、液压脱模、气动脱模,本设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸,并开模到一定距离后,活塞的动作实现脱模。b.按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用的顶出机构是顶杆顶出机构。c.顶杆的机构特点:顶杆加工简单,更换方便,脱模效果好.17d.数量不保证塑件质量,能够顺利脱模的情况下,顶杆的数量不宜过多。当塑件不许可有顶出痕迹,可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。(4) 脱模机构的确定由于制品分型面的确定,顶出机构对制品的顶出位置往往受到不同程度的限制。对于塑料传感器接头模具,顶出位置选择在底面上,则在顶出过程中,传感器接头必然受力变形,甚至会使底面根部开裂,不能保证底面的形状精度,模具开启传感器接头留在动模内,是传感器紧紧抱住型芯的结果,即抱紧力主要集中在型芯外表面。因此,设计四个偏头顶杆均布在传感器接头,这实际上是借助了嵌件推出。这样有利于传感器接头在顶出时的受力,防止变形,且顶出痕迹在里面不会影响外观。为保证顶出机构的运动平稳,顶杆受力均匀和复位,在顶出机构设置了导向、复位机构。3.8 注塑机的选择注塑机的选择3.9 注塑机的基本参数注塑机的基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1) 公称注塑量:指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2) 注射压力:为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3) 注射速率:为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表 3-4 所示。表 9.1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 100003注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4) 塑化能力:单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5) 锁模力:注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。18(6) 合模装置的基本尺寸:包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7) 开合模速度:为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。(8) 空循环时间:在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。3.9.1 估计塑件体积估计塑件体积由 SOLIDWORKS 建模分析可得,传感器接头质量为 3.2g;由于 ABS 材料的密度取 1.05 g/cm3 所以体积 V=M/P=3.2/1.05=3.04 cm3式中 V需要计算的传感器接头的体积 M传感器接头的质量 P 传感器接头的材料密度3.9.2 注射量的计算注射量的计算模具设计时,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:mmnm%8021式中:-型腔数量n -单个塑件的重量(g)1m -浇注系统所需塑料的重量(g)2m本设计中:n=2 3.2 g g =5 g g 1m2mM=2x3.2+5=11.4g注塑机额定注塑量为 124g3.9.3 锁模力的计算锁模力的计算锁模力的计算公式锁模力 F(TON) F=Am*Pv/1000F: 锁模力 TON Am: 模腔投影面积 CM2 Pv:充填压力 KG/CM2 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。19 AAnA21式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积1A -浇注系统在模具分型面上的投影面积2A n=2 =417 =200 1A2mm2A2mm=2x417+200=103421AnA 2mm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 F21AnA 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,型腔内通常为 20-40MPa,一般制品为 24-34MPa,精密制品为 39-44MP()P=1034x30 x1.1x0.001=34KN800KN21AnA 故该锁模礼为 34KN,锁模力符合要求2014 注塑机的校核注塑机的校核4.1 注塑量的校核注塑量的校核注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的 80%以内。在一个注射成形周期内,需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量,应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和,即V = nVz + Vj或 M = nmz + mj式中V(m)一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm或 g) ;n型腔数目Vz(mz)单个塑件的容量或质量(cm或 g) 。Vj(mj)浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm或 g) 。故应使nVz + Vj 0.8Vg或 nmz + mj 0.8mg式中 Vg(mg)注射机额定注射量(cm或 g) 。根据容积计算nVz + Vj 0.8Vg可见注射机的注射量符合要求。4.2 型腔数量的确定和校核型腔数量的确定和校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关,此外,还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。可根据注射机的最大注射量确定型腔数 n。 (9.1)式中 K注射机的最大注射量的得用系数,一般取 0.8; mN注射机允许的最大注射量; m 2浇注系统所需塑料的质量或体积(g 或 cm) ;12mmKmNn22 m 1单个塑件的质量或体积(g 或 cm) 。所以需要因此, n=2 符合要求4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核注射成型时,塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素,其数值越大,需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积,则成型过程中将会出现溢漏现象。因此,设计注射模时必须满足下面关系:nA1 + A2 A式中 A注射机允许使用的最大成型面积(mm2)A1塑件的投影面积A2浇道的投影面积n型腔的个数注射成型时,模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关,为了可靠地锁模,不使成型过程中出现溢漏现象,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:T= Kp* S(cm2) T锁模力Kp锁模力常数S传感器接头投影面积已知传感器接头的投影面积为 417mm2,制品材料为 ABS,ABS 的锁模力常数为 0.300.48,取 Kp 值为 0.35计算需要的锁模力。 由以上公式计算如下: P=Kp*S=0.35*417mm2=4.15(吨) 应选用 10 吨注塑机。2.012mmKmNn5 开模行程校核15 开模行程校核开模行程校核此处所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关,故注塑机的开模行程应满足下式4:(1)模具厚度(闭合高度)模具闭合高度必须满足以下公式maxminHHH式中 -注射机允许的最大模厚minH -注射机允许的最小模厚maxH本设计中模具厚度为 260mm 150H180mm故该注塑机满足要求。246 总总 结结本次毕业设计我所做的项目是西安工业大学北方信息工程学院机电信息系传感器接头的模具设计。从 2013 年 10 月开始接触模具设计到今天,经过这几个月的学习,不能说对这模具设计很精通,但是有了起码的了解。就我个人而言,感觉还是比较喜欢机械设计这一行的,特别是模具设计。通过软件操作使得我的设计工作更加容易,大量控件的使用也减少了模具设计的工作量。通过这次毕业设计的学习,我不但巩固了大学四年里所学到知识,包括CAD 的制图以及三维设计软件的使用等等,而且又新接触了一种模具开发工具(IMOLDE) ,收获很大。在设计的过程中,不可避免会遇到许多的疑惑、问题甚至是挫折,我也学会了通过各种渠道取得解决的办法,看书,上网,与同学讨论,及时向老师请教,总能让我有很多心得。这个设计,我做的还不是很完善,在设计及实现方面还有许多有待改进的地方。今后我将继续学习,争取在模具设计上能够有所成就。25参考文献参考文献1 陈锡栋,周小玉.实用模具技术手册M.机械工业出版社,2001.7.2 王树勋.注塑模具设计与制造实用实用技术M.华南理工大学出版社,1996.6.3 塑料模具技术手册编委会.塑料模具技术手册M.机械工业出版社.4 刘鸿文.材料力学上册M.高等教育出版社,1992.9.5 陈万林.实用塑料注射模设计与制造M.机械工业出版社 2000.10.6 中国机械工程学会.中国模具设计大典编委会M.中国模具设计大典,2003.5.7 党根茅,骆志斌,李集仁.模具设计与制造M.西安电子科技大学出版社,1995.10.8 金国珍.工程塑料M.化学工业出版社.9 付宏生,刘京华.注塑制品与注塑模具设计M.化学工业出版社,2003.7.10 田椿年.模具设计图册M.轻工业出版社,1988.7.11 贾润礼,程志远.实用注塑模具设计手册M.中国轻工业出版社,2000.4.12 陈锦昌,刘就女,刘林.计算机工程制图M.华南理工大学出版社,1998.13 廖念钊,莫雨松,李硕根.互换性与技术测量M.中国计量出版社,2000. 13 吴宗泽.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,200614 范有成冲压与塑料成型设备M北京:高等教育出版社,200015 刘振学等.实验设计与数据处理M.北京:化学工业出版社,200416 Ruys,Andrew J. Nanoparticle-coating process:A potential sol-gel route tohomogeneous nanocompositesJ.Materials Science and Engineering A:StructuralMaterials:Properties,Microstructure and Processing.-1999,265(1).-202-207.17 Kotera,Hidetoshi;Shima Susumu.Study of Magneto-Cosserat theory to simulate powder behaviour during compactionJ.Funtai Oyobi Fummatsu Yakin/Journal of the Japan Society of Powder and Powder metallurgy.-1999,46(3).-227-231.18 Storojev,V.M.,Teoria obrabotki metallov davieniemM.Moskva,1977.26致致 谢谢感谢导师张蔚宁老师的关心、指导和教诲。张老师追求真理、献身科学、严以律已、宽以待人的崇高品质对学生将是永远的鞭策。本人在毕业设计期间的工作自始至终都是在张老师全面、具体的指导下进行的。张老师渊博的学识、敏锐的思维、民主而严谨的作风,使学生受益匪浅,终生难忘。感谢张蔚宁教授、黄洪生教授在课题研究中所给予的帮助。感谢实验室的米老师的关心和帮助。感谢我的学友和朋友们对我的关心和帮助。2728毕
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