充电器后盖注射模设计【一模两腔】【抽芯】【说明书+CAD】
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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学 号指导教师选题情况课题名称套管塑料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(论文)任务书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学生姓名: 王娟 学 号: 0312520 设计(论文)题目: 充电器后盖注射模设计 起 迄 日 期: 2006年4月1日 5月15日 指 导 教 师: 程 芳 发任务书日期: 2006 年 3 月 1 日毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的:课题来源:来自于企业。由辅导老师拟定设计要求并给予指导。目的:通过这次毕业设计,掌握塑料模具的设计。具体针对塑件的结构对其进行工艺分析,拟定合理工艺方案,设计出一套完整的注塑模。为以后的工作奠定基础。2本毕业设计(论文)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): 制件资料:材料:ABS 料厚:1mm内容:1、了解目前国内外塑料模具的发展现状2、分析塑件工艺并确定其工艺方案3、充电器后盖注塑模设计 4、模具安装与调整5、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(论文)评语学生姓名: 王娟 班级: 模具035 学号:0312520题 目: 充电器后盖注射模设计 综合成绩: 指导者评语: 指导者(签字): 年 月 日毕业设计(论文)评语评阅者评语: 评阅者(签字): 年 月 日答辩委员会(小组)评语: 答辩委员会(小组)负责人(签字): 年 月 日充电器后盖注射模设计1 绪 论1.1 模具工业在生产中的重要地位 随着全球经济的发展,新的技术革命不断取得新的进展和突破,技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展,促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展,为了保持和加强产品在市场上的竞争力,产品的开发周期、生产周期愈来愈短,于是对制造各种产品的关键工艺装备模具的要求越来越苛刻,模具工业是国民经济各部门发展的基础之一。在仪器仪表、家用电器、交通、通讯、等各行各业中,有70%以上的产品是用模具来加工成型的。其中以塑料模成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响显得日益重要。1.2 塑料工业的发展历程塑料工业是新兴的工业,是随着石油工业的发展应运而生的,目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人们日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前的塑料产品系列化、生产工艺自动化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域,它经历了初始阶段(30年代以前)、发展阶段(30年代)、飞速发展阶段(50至60年代)和稳定增长阶段(70年代至今)等这样几个阶段。塑料作为一种新的工程材料,其不断被开发与应用,加之成型工艺的不断成熟、完善与发展,极大地促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量日益增加,这些产品的更新换代的周期越来越短,因此对塑料的品种、产量和质量都提出了越来越高的要求。1.3 塑料成型技朮的发展趋势 在塑料制品的生产中,高质量的模具设计、先进的模具设备,合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模可成型上百万次,一副好的压缩模能成型25万次以上,这与上面的因素有很大的关系。下面从塑料模的设计、制造、模具的材料以及成型技朮等方面,简述塑料成型技朮的发展趋势。 1) CAD/CAE/CAM技朮的快速发展和推广应用 塑料制件应用的日益广泛和大型塑件及复杂曲面塑件的不断开发,对塑料成型模具的设计与制造提出的要求愈来愈高,传统的模具设计与制造方法已不能适应这样的要求。CAD/CAE/CAM技朮给模具工业带来了巨大的变革,成为模具技朮最重要的发展方向。目前,我们国家的一些重点企业、一些合资和独资企业,在模具CAD/CAE/CAM技朮的推广与应用方面已取得了初步的成功。但实事求用与推广方面还存在着一定的差距,有待于进一步的改进与完善。2) 各种模具新材料的研制和使用 模具材料的选用在模具的设计与制造中是一个比较重要的问题,它直接影响到模具的制造工艺、模具的使用寿命、塑件的成型质量和模具的加工成本等。模具研究者对此进行了大量的研究分析,并且已开发出了许多具有良好使用性能和加工性能好、热处理变形小的新型模具钢种,取得了很大的成果。3) 塑件制品的微型化、超大型化和精密化 为了满足塑料制品在各种工业产品中的使用要求,塑料成型技朮正朝着微型化、大型甚至超大型化和精密化方向发展。微型化的塑料制件要求在微型化的设备上生产。国内已经能生产0.5g的微型注射机。可以生产0.1g左右的微型塑件。对于大型的注射塑件要求有大型,超大型的注射机。国内的注射机的注射量也达到了3.5100000g,合力达到80MN。 4) 模具的标准化 为了满足大规模制造塑件成型模具和缩短模具制造周期的需要塑料模具的标准化工作就显得十分重要。热流道标准组件和模具的温度控制标准以及精密标准模架和精密导向组件目前都正在进行重点研究和开发,已经取得了一些成果并正在推广应用。 2 充电器后盖注塑模工艺规程的编制2.1 明确设计任务书和准备必要的技术资料注塑模设计工作必须以模具设计任务书作为依据,由设计任务书了解塑料制品的技术图样、生产纲领、使用要求,注塑成型工艺规程以及对模具质量的要求和完成时间等内容,明确设计任务之后,通过必要的技术资料进行初步设计。2.2 塑件的工艺性分析该塑件是充电器的一个后盖,其塑件图如图所示,本塑件的材料采用苯乙烯-丁二烯-丙烯晴(ABS),生产类型为大批量生产。2-1 塑件图2.2.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用ABS属热塑性塑料。它的成型特性为:(1) 无定行料,其品种牌号很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种确定成型方法及成型条件。(2) 吸湿性强,含水量应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预干燥。(3) 流动性中等,溢边料0.04mm左右。(流动性比聚苯乙烯、AS差,但比聚碳酸脂、聚乙烯好)(4) 比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温(对耐热,高抗冲击和中抗冲击性树脂料温更宜取高)。料温对物性影响较大,料温过高宜分解(分解温度为250,比聚苯乙烯宜分解)。对要求精度高的塑件模温宜取5060 ,要求光泽及耐热塑料宜取6080。注射压力应比加工聚苯乙烯的高,一般用柱塞式注射机时料温为180230,注射压力为100140,螺杆式注射机宜取160220,注射压力70100。(5) 模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小,浇口处外观不良宜发生熔接痕,应注意选择浇口位置、形式,顶出力过大或机械加工时塑件表面显现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失),脱模斜度宜取2以上。 成型时注意事项:(1) 因ABS原料粒料及宜吸潮,致使制品出现斑痕、云纹等缺陷,因此成型前需充分干燥,含水率控制在0.1%以下。(2) ABS流动性好,流动距离比,即流动长度L与该处制品壁厚T之比达190,因而不易出现飞边、熔痕等温度低,有利于成型,但含橡胶组分多的ABS流动性较差。(3) 耐热级和电镀级ABS的料筒温度要稍高,而阻燃级和抗冲击级稍低。2.2.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 (1) 结构分析要想获得合格的塑料制件除选用塑料的原材料外,还必须考虑塑件的结构工艺性,塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系,只有塑件设计满足成型工艺要求,才能设计出合理的模具结构以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷、及开裂等缺陷,达到提高生产率和降低成本的目的。从零件图上分析,模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构,该零件属于中等复杂程度。(2) 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸相符合程度,即所获得塑件尺寸的准确度。塑件的尺寸精度与模具的制造精度,模具的磨损程度,塑件收缩率的波动及成型时工艺条件的变化,塑件成型后的时效变化和模具的结构形式等有关,因此,塑件 的尺寸精度往往不高,应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。由于该塑件上尺寸公差均为未注尺寸公差。查表可知ABS材料的制件为MT5级。即:mm,mm,mm,mm,mm,mm, mm,mm,mm,mm,mm,mm,mm,mm。 以上分析可见,该零件的尺寸精度中等偏上,对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从零件的壁厚上来看,壁厚最大处为1.5mm,最小处为0.8mm,较均匀,有利于成型。(3) 表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电介质外,零件外表面要求表面粗糙度为Ra6.3,且要有光泽。除此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。2.2.3 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积: V=1330 (由PRO/E量得)计算塑件的质量:根据设计手册查得ABS的密度为P=1.46g/故零件的质量为:W=VP =13301.46 =2g 2.3 成型设备的选择注射模具是安装在注射机上的,模具与注射机应当相适应,这将关系到制件的质量,均匀性及成型周期。一副模具放在许多型号和规格的注射机上使用,均可能获得令人满意的效果,但是只有该模具的注射量、锁模力、注射速度和总的循环操作都与预想值相同的情况下才能取得最佳效果。选择注塑机时,必须保证制品的注射量小于注射机允许的最大注射量。根据生产经验,制品注射量一般不超过注射机最大注射量的80%,此模具采用一模两腔。2.3.1 注射量的校核模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切联系,设计模具时应保证注塑模内所需融体总量在注射机实际的最大注射量;根据生产经验,注射机的最大注射量是允许最大注射量的80%。由+ 80%计算可得满足使用要求。2.3.2 注射压力校核及锁模力校核注射压力校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要,注射压力的大小与制品的复杂程度、模具结构、塑件品种、注射速度、流动比、喷嘴及模具流道系统以及注射机类型等因素有关。ABS的注射压力为60MPa100MPa,而XS-ZY-125型注射机的注射压力为119MPa。故满足注射压力的需要。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,为了可靠的锁模,不使成型过程中出现溢料现象,应使塑料融体时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(+)PF经计算满足上式要求,故满足使用要求。2.3.3 塑件注塑工艺参数的确定查阅相关文献和参考工厂实际应用的情况,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 中段温度选用175 前段温度选用190喷嘴温度:选用175注塑压力:选用70注塑时间:选用2s保压:选用72MPa保压时间:选用2s冷却时间:选用6s3 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括:分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。3.1 分型面选择分型面是动、定模具的分界面,即打开模具取出浇注系统凝料的面。分型面的位置影响着成型零件的结构形状,型腔的排气情况也与分型面的开设密切联系。实际的模具结构基本上有三种情况:型腔完全在动模一侧;型腔完全在定模一侧;型腔各有一部分分别在动、定模中。分型面的选取不仅关系到塑件的正常成型和脱模,而且涉及模具结构与制造成本。一般来说,分型面的总体选择原则是:保证塑件质量,便于制品脱模和简化模具结构。具体包括以下几条。型面位置应设在塑件截面尺寸最大的部位,便于脱模和加工型腔,这是分型面首要原则。(1) 有利于保证塑件的外观质量(2) 有利于保证塑件的尺寸精度(3) 考虑满足塑件的使用要求(4) 考虑注塑机的技术规格,使模板间距大小合适(5) 考虑锁模力,尽量减小塑件在分型面的投影面积(6) 尽可能将塑件留在动模一侧,易于设置和制造简便易行的脱模机构(7) 考虑侧向抽拔距,一般机械式分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小,因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短(8) 尽量方便浇注系统的布局(9) 有利于排气(10) 模具零件易于加工该零件为充电器的一个后盖,制件的上表面要求有光泽,且不准有流痕,飞边等,为了满足制件的表面要求,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。3-1 分型面的选择3.2 型腔的排列方式对多型腔模具的基本要求应使各个型腔能够同时充满且各个型腔的压力相同,这样才能保证各个型腔所成型出的塑件尺寸、性能一致。现代注塑机的料筒通常置于定模板中心轴上,由此而确定了主流道的位置,各型腔到主流道的相对位置应满足以下基本要求:(1) 各型腔应在相同温度下同时充满。(2) 到各型腔流程短,以降低废料率。(3) 各型腔间之距应尽可能大,以便在空间设置冷却水道,推出杆,并具有足够的截面积,以承受注射压力。(4) 总的反作用力应作用于注射机模板中心。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。采取如图所示的型腔排列方式。3-2 型腔排列方式采用上图所示的型腔排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构,其缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较长,但因本塑件较小,故对成型没有太大的影响。3.3 浇注系统设计浇注系统是指模具中从注塑机的喷嘴起到型腔入口为止的塑料融体的流动通道。它的作用是将塑料融体顺利的充满型腔的各个部位,并在填充及保压过程中,将注塑压力传递到型腔的各个部位,以获得外形清晰、内在质量优良的塑件。它向型腔中的传质、传热、传压情况决定着塑件的内在和外在质量,它的布置和安排影响着塑件成型的难易程度和模具的复杂程度,浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。由于本模具采用热流道注射,不需要设计主流道等浇注系统。热流道的特点:减少废料、缩短循环时间、减少压力损失、控制浇口痕迹、控制塑料流动。3.4 排气系统设计从某种意义上说注塑模也是一种置换装置,即塑料进入模腔的同时,置换出模腔内的气体,这些气体如果不能排出模腔,将会影响制品成型,以及脱模后的质量,因此,在设计模具时,必须考虑排气结构的设计问题。排气方式有两种:排气槽排气、间隙排气。本塑件采用的是小型模具,可直接利用分型面,顶杆间隙,拼镶件缝隙进行排气,而不须另设排气槽。间隙大小以不产生溢料现象为宜,通常可在0.02mm0.05mm选择。3.5 抽芯机构设计 本塑件的下部有两个倒勾,且倒勾方向相同,阻碍成型后塑件从模具中脱出.两倒勾均在不同的侧边,所以必须做成浮动的型芯.即外侧的倒勾用斜销抽芯机构成型,内侧倒勾用斜顶杆顶出抽芯成型。3.5.1 滑块抽芯机构 (1) 确定抽芯距 抽芯距一般应大于倒勾的深度,本塑件中H1=1.5mm,另加35mm的抽芯安全系数,可取抽芯距S=6.5mm。 (2) 确定拨杆倾角 拨杆倾角是滑块抽芯机构的一个主要参数,其大小与开模所需的力、拨杆需要的弯曲力、抽芯力及开模行程有关。一般不得大于25。本拨杆倾角选取=12。 (3) 确定拨杆的尺寸 拨杆的直径取决于抽拔力及其倾斜角度。根据此查表得拨杆的直径为d=15mm。拨杆长度根据抽芯距、固定端模板的厚度、斜销直径及斜角大小确定。L=82 mm。 (4) 滑块的设计1) 滑块与侧抽芯的连接方式设计 滑块与型芯的固定形式有整体式和组合式两种。由于本塑件外侧倒勾的尺寸较小,考虑到加工和装配问题,采用整体式。2) 滑块的导滑方式 滑块的导滑部分应有足够长度,在工作中必须顺利平稳,不应发生卡滞、跳动等现象。一般导滑部分长度应大于滑块宽度的1.5倍。滑块在完成抽芯动作后,留在导滑槽内的长度应不少于滑块长度的2/3,为使模具结构紧凑,降低模具装配复杂程度,采用整体导向槽的形式。3) 压紧块及定位装置的设计 在塑料注塑时,活动型芯在抽芯方向受到塑料较大的推力作用,会使拨杆产生弯曲变形。因此,设计压紧块用于在模具闭合锁紧滑块,保证滑块不产生位移。本模具压紧块如下图所示。压紧块与模板用螺钉连接。适用于抽芯距不大、滑块较宽,需较大锁紧力的场合。此模具定位装置采用螺钉限位,加工装配方便,且定位比较可靠。3.6 成型零件结构设计成型零部件在注塑过程中,直接与塑料熔体接触,需要受高温、压力及塑件熔体的冲压和摩擦作用,长期工作之后,容易发生磨损、变形和断裂,设计注塑模时应针对塑料制品的结构特点,生产批量,使用要求以及模具的使用寿命等,合理确定成型零部件的结构,满足精度,粗糙度,强度及刚度等问题。3.6.1 凹模的结构设计本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,利用率等因素,凹模拟用沉孔嵌入式,此结构适用于型腔部分是和采用特殊加工或者小型模具的型腔,采用优质材料。根据分流道与浇口的设计要求,分流道和浇口均设在凹模镶块上。3.6.2 凸模的结构设计凸模主要是与凹模相结合构成模具的型腔,其结构与凹模结构相同。3.7 合模导向机构设计导向机构是保证定模或上下模时,正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。该模具利用导柱导向定位。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。3.7.1 导柱设计 (1) 导柱结构 导柱的基本结构形式有两种,一种是直形导柱,另一种是阶梯形导柱。本模具利用直形导柱,因前端设计为锥形,便于导向,工作部分设置了储油,延长润滑时间。(2) 导柱尺寸的确定 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,导培训班间的中心距应愈大,所选导柱直径应愈大,导柱安装时模板上与之配合的孔径公差按H7确定,安装沉孔直径视导柱直径可取D+(12)。导柱长度尺寸应能保证位于动定模两侧的型腔和型芯,开始闭合前导柱已经进入导孔的长度不小于导柱直径。3.7.2 导套设计本塑件为大批量生产,需要导套的导向,查标准可知。3-3 导套3.8 脱模顶出机构设计 塑件以模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构,称为顶出机构。顶出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。 顶出机构的设计原则:1) 顶出机构的运动要准确,可靠,灵活,无卡死现象,机构本身要有足够的刚度和强度,是以克服脱模阻力。2) 保证在顶出过程中塑件不变形,这是对顶出机构的最基本要求。3) 顶出力的分布应尽量靠近型芯,且顶出面积应尽可能大,以防塑件被顶坏。4) 顶出力应作用在不易使塑件产生变形的部位,如加强筋、凸缘、厚壁处等。5) 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时,为不影响塑件尺寸和使用,一般使顶杆与塑件接触部位处凹模塑件0.1mm左右,而顶出杆端面尺寸应高于基准面,否则塑件表面会出现凸起,影响基准面的平整和美观。本塑件脱模斜度大,顶出阻力小,采用顶杆脱模机构。(1) 顶杆的形式 采用等圆截面顶杆,其尾部采用轴肩形式,顶杆材料为T8A,头部要淬火,硬度应达到40HRC以上,滑动配合部分表面粗糙度达到Ra0.631.25,顶杆的位置高在阻力大的地方。(2) 顶杆的固定及配合 顶杆与顶杆孔部为滑动配合,一般选H8/f8,其配合间隙兼有排气作用,但不应大于所用塑料的排气间隙,以防漏料。配合长度一般与顶杆直径的23倍,顶杆端面构成型腔的一部分,应精细抛光。(3) 导向装置 在顶出塑件时为了防止垫板和推杆固定板扭曲倾斜而折断杆,特别是对于长推杆,常设置导向零件。本模具较小,采用两个导柱定位,导柱与导向孔成导套的配合长度应小于10mm,导柱导套常用T8材料做成,淬火硬度为5560HRC。(4) 复位装置 脱模机构完成塑件顶出后,为进行下一个循环,必须回复到初始位置,才能合模进行下一次注塑成型。目前常用的复位形式主要有复位杆复位,弹簧复位。本模具采用复位杆复位,复位杆装在与固定顶杆同一的固定板上,且各个复位杆的长度必须一致,复位杆端面常低于模板平面0.020.05mm,复位杆设4根,位置在模具型腔和浇注系统之外。3.9 其他机构零件设计 3.9.1 停止销为了调整顶出板的平整性,需设置停止销。3-4 停止销形式3.9.2 型密封圈 根据JB/2Q4224-86可知,公称外径D=10mm,公称内径d=7mm,断面直径2.4mm材料为耐油通用胶料。3.9.3 运输板 3-5 运输板结构为了使模具在装运过程中,不使动、定模分离,造成事故,本模具在动定模板的两侧设置了运输板,其用螺钉将运输板固定在动定模板上。3.9.4 模架采用A型模架,定模为两块模板,动模为一块模板 ,采用顶杆顶出机构。适用于单分型面注射模,其尺寸BL为300mm450mm。310 模具闭合高度的确定由前面的设计中,根据经验确定:定模座板:,定模板,动模板,动模座板。根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块因而模具闭合高度: =25+50+63+25+63 =226mm4 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接构成塑件的尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸,型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸,型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的几何形状和尺寸的要求。在模具设计时,应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作及精度等级。影响塑件尺寸精度的因素,相当复杂,其影响因素有:1)塑件收缩率,2)模具成型零件的制造误差,3)模具成型零件的磨损,4)模具安装配合的误差。这些影响因素应做为确定成型零件工作尺寸的依据。本设计中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差和平均磨损量来进行计算的。 查表得,丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)的收缩率为S=0.3%0.8%故平均收缩率为S=(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=/3。4.1 型腔和型芯工作尺寸计算表4-1 定模镶块工作尺寸计算塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸表4-2 动模镶块工作尺寸计算塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸 表4-3滑块型腔与斜顶杆型腔工作尺寸计算塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸表4-4型芯工作尺寸计算塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸 表4-5 孔距工作尺寸计算塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸4.2 型芯侧壁厚度和底板厚度的计算 注射模在其工作过程中需要承受注射压力、保压力、锁模力和脱模力等各种外力,如果这些外力数值过大,折射模极其成型零部件会产生塑性变形或断裂破坏,导致整个模具失效。因此,设计成型零部件时,应进行强度校核,另外,在外力作用比较大时,即使模具产生塑性变形或断裂破坏,也有可能产生较大的弹性弯曲变形。引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙。因此而发生溢料及飞边现象。导致制品无法满足技术质量要求。因此通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚,尤其对重要的精度要求高的或大型模具的型腔更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度。但是理论分析和实践证明模具对强度及刚度的要求并非要同时兼取。对小尺寸型腔强度不足是主要的问题。应按强度条件计算。原则是宁可有余而不可不足。 由于型腔高度a=1.5mm很小,因而所需的h值也较小,故在此不做计算,而是根据下凹模镶块的外形尺寸来确定。5 模具加热与冷却系统的计算注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的质量都有重要影响,所以必须用温度调节系统对模具的温度进行控制。注射模的温度调节系统应具有加热或冷却系统或两者都有。 熔融塑料由注射机喷嘴射出,进入模具时的温度ABS为170180,熔料一旦进入并充满型腔后,则要求尽可能迅速地冷却固化,以便保压定型出模。ABS在型腔中冷却固化的最佳温度为(4060),要使模具保持塑料冷却固化所需的最佳温度,必须对高温塑料带入模具的温度进行有效的调节和控制,常用且又简便的方法,就是利用冷却介质水对模具进行循环冷却,将模具中多余的热量,带出模外,以保持制品冷却所需的最佳模温。 设定模具平均工作温度为40,用20的常用水作为模具冷却介质,其出口温度为30,产量为(初算为每2分钟1套)0.12Kg/h。 (1) 求塑件在硬化时每小时释放的热量,查得ABS的单位热流量为 40xJ/。 (2) 求冷却水的体积质量 由体积流量V查表可知所需的冷却水管直径非常小。 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。本模具在动定模镶件中都设置了的冷却水管,可根据试模情况决定冷却水管是否应用。冷却水管在设计中,两水孔间距为(35)D,水孔边离型腔的距离,一般保持在2D左右,距离太近则冷却不易均匀,太远则效率低。水孔管路应畅通无阻。水管接头的质量尽可能放置在不影响操作的一侧。 在型腔外周直通水道,然后用堵住不需要处,构成内循环。优点接口少,模具外周整齐,缺点:(1)堵头不严时易泄露,(2)有堵塞时不易检查。6 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为200mm250mm226mm,XS-ZY-125型注塑机模板最大安装尺寸为350mm300mm,故能满足模具的安装要求。由上述计算模具闭合高度226mm, XS-ZY-125型注塑机所允许模具的最小厚度200mm,最大厚度300mm。 由资料查得XS-ZY-125型注塑机的最大开模行程S=300mm,满足顶出塑件要求。 10)mm =10+40+10 =60mm 塑件脱出距离(mm) 包括流道凝料在内的塑件高度(mm) 此外,由于侧分型抽芯距较短,不会过大增大开模距离,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。结 论毕业设计作为三年大学学习中极为重要的一部分,是衡量一个学生专业课水平的重要标志。毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入的综合性的总复习,是一次理论联系实践的训练,也是我们步入工作前的一次检验。就我个人而言,通过这次毕业设计,使我学习到了许多知识,对模具的设计与制造有了极为深刻的认识,是一次由理论向实践的飞跃,回顾一个多月的设计生活,让我感慨颇深,主要体会有以下几点:(1) 扎实的基础课,专业课是模具设计的基础由于以前所学的课程难免有些理解不深,遗忘等,而本次设计又或多或少的用到了这些知识,从而迫使我认真扎实的学习了以前的课程,并加深了对这些课程的理解、真正有一种温故而知新的感觉,如机械制图中的各种线型的特点应用,材料力学中的应力校核,热处理中各种材料与热处理性能,公差配合与测量技术中公差的正确选用,模具的加工与制造技术。塑料模具的设计与制造步骤,模具材料的正确选用等。(2) 理论与实践相结合的重要性以前的学习中,基本上是纯理论的学习,虽然有金工实习、毕业实习等实践的体味,但却停留在表面上,没有进行过真正的设计,从而使理论与实践严重脱节,而现在我们是在经历了金工实习、毕业实习后的一次真正的练兵。我认真回顾了以前所见所学的塑料模知识,在脑海里反复了思考了塑料模的步骤,然后开始到图书馆查资料作设计。在作设计的过程中,我才真正感觉到眼高手低的含义,同时也“窥一斑而知全豹”,自己的学习中的不足和薄弱环节暴露无遗,但是在老师们的帮助下以及自己的努力下,我终于克服了重重困难,使设计得以顺利的进行。通过向老师们请教,我了解到设计要面向企业,面向市场的原则,毕业设计正是对实践能力的一次强有力的训练,是我们独立工作的前凑,将对我们以后的工作产生深远的影响。(3) 对模具设计中的安全性,经济性加深了认识在设计工作中,要不断对安全性进行分析,从操作者的角度进行设计,在设计中,需要考虑到模具的成本问题,经济效益是工业生产的前提,成本的高直接决定了产品的竞争力,故在设计中尽可能的选用标准件。(4) 电脑成为设计中重要的辅助工具由于工件形状复杂,在设计中计算塑件的体积出现了很大的难度,后经程老师指点迷津,通过Pro/E绘图和计算才得以解决。另外在绘零件和装配图时采用电脑也更方便快捷。采用电脑处理,精度高,方便快捷,在本次设计时,要求机械绘图,电子文档文本,从而对AUTOCAD的学习有了很大的进展,对WORD,WPS等各种文字处理工具有了更为熟练的操作,而模具CAD技术已成为该行业的发展趋势,电脑终将成为设计的必备工具,这对提高学生的综合素质着极为重要的现在意义。(5) 设计态度直接决定着设计质量毕业设计一般时间都足够,但足够的时间不一定都能设计出优秀的模具。这就除了能力水平的问题外,极为重要的一点便是态度问题,作为学生必须要态度谦虚、工作认真、勤学好问、实事求是,才能正确对待设计,才有可能取得设计的圆满成功。 总之,通过毕业设计使我对模具的设计与制造有了更深的认识,得到了许多有益的启示,这对毕业后的过渡转变有极重要的影响。在以后的工作中,我将继续保持谦虚谨慎的工作作风,扬长避短,多与人交流,提高自己的个人素质和技能积累经验,诚实守信,争取在事业上更上一层楼,芝麻开花节节高。致谢 在过去近三年的学习中,我学完了模具专业中所学的理论知识,在毕业前夕,又通过毕业设计的这一实践性环节,进行已学知识的全面总结和应用,巩固了过去所学的基础课和专业课知识。通过这次毕业设计,使我深深认识到理论与实践相结合的重要性,平时在学习中所注意不到的细节性问题,往往成为设计工作中难以克服的难点!在这几个月的设计中,不仅促使我重新温习了三年来的专业基础课,而且也使我掌握了很多在课本上学不到的东西,同时提高了我的综合能力的培训及扩大了对模具领域的新知识学习。这些都为我以后的工作打下了坚实的基础。强化了所学知识,增强了动手能力,更深切地体会了“温故而知新”的长远意义,还有独立解决问题的能力的提高,这些是本次毕业设计留给我的最宝贵的财富。本设计的完成得益于河南机电高等专科学校材料工程系各位老师的指导和帮助,特别是程芳老师的亲切指导与帮助,在此对各位老师表示我最崇高的敬意和由衷的感谢,真心的说一声:“你们辛苦了!谢谢。”同时,在设计过程中也得到了许多同学的热心帮助和支持,才使的论文能够得以顺利的完成,在此再一次向所有给予我帮助和支持的老师和同学表示最衷心的感谢。由于本人水平有限和实践经验的欠缺,在此次设计中难免会出现错误和不妥之处,恳请各位老师同学批评指正。参考文献1 李海梅等.塑料成型及模具设计实用技术.化学工业出版社.20022 黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社 20023 付宏生编著.注射制品与注射模具设计.北京:化学工业出版社2003.14 杨占尧主编.塑料注射模结构与设计.北京:清华大学出版社 2004.95 隋祥栋主编.机械设计基础.北京:航空工业出版社 1999.76 李澄、闻百桥主编.机械制图.北京:高等教育出版社 1997.77 粱耀能主编.工程材料及加工工程.北京:机械工业出版社队 2001.68加.瑞斯.朱元吉译.化学工业出版社.20059 张中元、张益华等编著.塑料注射模具设计.北京:航空工业出版社1991.110 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计与制造.北京:机械工业出版社.199911 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计及制造.北京:机械工业出版社 2001.812 中国org Menges.Walter Michacli.Paul Mohren.注射模具制造工程.化学工业出版社.200324模具典型零件机械加工工序卡机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号10产品名称充电器外壳零(部)件名称凹模镶块共( 1 )页第( 1 )页车间工序号工序名称材料牌号成型8电火花8407毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数板材155*125*4011设备名称设备型号设备编号同时加工件数电火花成型机MAKINO ERGE3200506101夹具编号夹具名称切削液20050100EROWA煤油工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件2工步号工步内容工艺装备主轴转速rmin1切削速度mmin1进给量mmr1切削深度mm进给次数 工步工时机动辅助1领半成品料无0 H0 H2定位装夹工件、电极无0 H0.5 H3粗放电ERGE33600.500.0020.1010000 0.5 H4 H4放电加工ERGE33000.400.00150.0510000 0.5 H4 H5取件清理 0 H0.5H6检测三次元 0.5 H0.5 H 设 计(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)(模具专业冲压、塑料模具课题适用)机械加工工艺过程卡(模具专业塑料模具课题适用)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号10产品名称充电器外壳零(部)件名称凹模镶块共(1)页第(1)页材料牌号 8407毛坯种类板材毛坯外型尺寸155*125*40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1下料160*130*501線割EVERZSING2H2传统铣削铣削模仁外部轮廓及水孔机加2快捷銑床QJM-QB-VA(S)24H3热处理提高模仁综合性能热处理3真空炉4H4磨削提高表面质量,机加4手搖磨床JL-6184H5加工中心铣出模仁内部轮廓机加5加工中心MAKINO V334H6电火花可提高塑件外观度,精度更高成型6加工中心MAKINO ERGE3 8H7检测模仁是否符合要求三次元4H设计日期审核日期标准化日期会签日期标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号2006/05/102模具典型零件机械加工工序卡机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号22产品名称充电器后盖电零(部)件名称上模镶块共( 1 )页第( 1 )页车间工序号工序名称材料牌号成型8电火花8407毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数板材155*125*4011设备名称设备型号设备编号同时加工件数电火花成型机MAKINO200506101夹具编号夹具名称切削液20050100EROWA煤油工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件2工步号工步内容工艺装备主轴转速rmin1切削速度mmin1进给量mmr1切削深度mm进给次数 工步工时机动辅助1领半成品料无 0H0H2定位装夹工件,电极无0H0.5H3粗放电ERGE33600.500.0020.10100000.5H4H4放电加工ERGE33000.400.00150.05100000.5H4H5取件清理0H0.5H6检测三次元0.5H0.5H78 设 计(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2006/05/10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23产品名称充电器后盖电零(部)件名称上模镶块共(1)页第(1)页材料牌号 8407毛坯种类板材毛坯外型尺寸180*75*35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1下料180*75*35RE1锯床2H2铣削铣六面体,打水孔机加2快捷铣床QJM-QB-VA(S)6H3热处理提高工件综合性能热处理3真空炉8H4磨削提高表面质量机加4手摇磨床JL-6184H5加工中心铣出镶块内部轮廓机加5CNCMAKINO V336电火花可提高塑件外观,精度更高成型6沙迪克4H7检测镶块符合要求7三次元1H设计日期审核日期标准化日期会签日期标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号2006/05/10 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 王娟 学 号: 0312520 专 业: 模具设计与制造 设计(论文)题目: 充电器后盖注塑模设计 指导教师: 程 芳 2006年 4月 9 日 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写1500字左右(本科生200字左右)的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发):文 献 综 述一、模具工业在生产中的重要地位 随着全球经济的发展,新的技术革命不断取得新的进展和突破,技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展,促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展,为了保持和加强产品在市场上的竞争力,产品的开发周期、生产周期愈来愈短,于是对制造各种产品的关键工艺装备模具的要求越来越苛刻,模具工业是国民经济各部门发展的基础之一。在仪器仪表、家用电器、交通、通讯、等各行各业中,有70%以上的产品是用模具来加工成型的。其中以塑料模成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响显得日益重要。二、塑料工业的发展历程塑料工业是新兴的工业,是随着石油工业的发展应运而生的,目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人们日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前的塑料产品系列化、生产工艺自动化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域,它经历了初始阶段(30年代以前)、发展阶段(30年代)、飞速发展阶段(50至60年代)和稳定增长阶段(70年代至今)等这样几个阶段。塑料作为一种新的工程材料,其不断被开发与应用,加之成型工艺的不断成熟、完善与发展,极大地促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。三、塑料成型技朮的发展趋势 在塑料制品的生产中,高质量的模具设计、先进的模具设备,合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模可成型上百万次,一副好的压缩模能成型25万次以上,这与上面的因素有很大的关系。下面从塑料模的设计、制造、模具的材料以及成型技朮等方面,简述塑料成型技朮的发展趋势。 1) CAD/CAE/CAM技朮的快速发展和推广应用 塑料制件应用的日益广泛和大型塑件及复杂曲面塑件的不断开发,对塑料成型模具的设计与制造提出的要求愈来愈高,传统的模具设计与制造方法已不能适应这样的要求。CAD/CAE/CAM技朮给模具工业带来了巨大的变革,成为模具技朮最重要的发展方向。目前,我们国家的一些重点企业、一些合资和独资企业,在模具CAD/CAE/CAM技朮的推广与应用方面已取得了初步的成功。但实事求用与推广方面还存在着一定的差距,有待于进一步的改进与完善。2) 各种模具新材料的研制和使用 模具材料的选用在模具的设计与制造中是一个比较重要的问题,它直接影响到模具的制造工艺、模具的使用寿命、塑件的成型质量和模具的加工成本等。模具研究者对此进行了大量的研究分析,并且已开发出了许多具有良好使用性能和加工性能好、热处理变形小的新型模具钢种,取得了很大的成果。3) 塑件制品的微型化、超大型化和精密化 为了满足塑料制品在各种工业产品中的使用要求,塑料成型技朮正朝着微型化、大型甚至超大型化和精密化方向发展。微型化的塑料制件要求在微型化的设备上生产。国内已经能生产0.5g的微型注射机。可以生产0.1g左右的微型塑件。对于大型的注射塑件要求有大型,超大型的注射机。国内的注射机的注射量也达到了3.5100000g,合力达到80MN。 4) 模具的标准化 为了满足大规模制造塑件成型模具和缩短模具制造周期的需要塑料模具的标准化工作就显得十分重要。热流道标准组件和模具的温度控制标准以及精密标准模架和精密导向组件目前都正在进行重点研究和开发,已经取得了一些成果并正在推广应用。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题的研究思路(包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段(途径)及进度安排等):1. 通过收集和查阅各种文献资料,对目前国内外的塑料模具的发展状况和发展趋势进行深入的了解,预计用时20天;2. 拿到工件的结构简图,对塑件进行工艺性分析,拟订可行的工艺规程,并经过分析研究,确定塑件注塑工艺参数并选择注射机的型号。估计用时间10天。3进行主要的设计计算,型芯与型腔工作尺寸的计算,模具加热与冷却系统的计算以及注塑机有关参数的校核,预计需用时间10天;4 4. 根据塑件的结构,材料,生产批量来进行模具的总体设计,包括注塑机的型号选择,型腔数目的确定,型腔的排列方式,分型面的设计,导向方式,脱模方式的设计,浇注系统的设计等方面的设计;在设计中,应该综合考虑模具的安装,维修,生产效率等,预计用时间10天;5. 5. 对模具的主要零部件进行设计,主要有动模、定模、主流道、推件板、模架和导柱等零件,根据工作需要来设计尺寸,包括各零件的图纸,预计需用时间6天;6. 模具的装配与调试,预计用时4天; 参考文献1 李海梅等.塑料成型及模具设计实用技术.化学工业出版社.20022 黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社 20023 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计及制造.北京:机械工业出版社 2001.84 杨占尧主编.塑料注射模结构与设计.北京:清华大学出版社 2004.95 隋祥栋主编.机械设计基础.北京:航空工业出版社 1999.76 李澄、吴天生、 闻百桥主编.机械制图.北京:高等教育出版社 1997.77 粱耀能主编.工程材料及加工工程.北京:机械工业出版社队 2001.68加.瑞斯.朱元吉译.化学工业出版社.20059 张中元、张益华、李靖谊等编著.塑料注射模具设计.北京:航空工业出版社1991.110 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计与制造.北京:机械工业出版社.199911 付宏生、刘京华编著.注射制品与注射模具设计.北京:化学工业出版社2003.112 中国org Menges.Walter Michacli.Paul Mohren.注射模具制造工程.化学工业出版社.2003 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测: 指导教师: 年 月 日所在专业审查意见: 负责人: 年 月 日
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