衬筒注射成型工艺及注塑模具设计【一模两腔】【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陈文斌学 号0312304指导教师杨占尧选题情况课题名称衬筒塑料注射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:优所在专业意见: 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: 陈文斌 学 号: 0312304 设计(论文)题目: 衬筒注射成型工艺及模具设计 起 迄 日 期: 2006年4月25日5月12日指 导 教 师: 杨占尧 发任务书日期:2006年4月20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:本设计的课题是衬筒塑料注射模,是老师从用于实际生产的众多课题中筛选出来的,具有一定的代表性。通过对本设计的完成可使我们对模具的设计有一个初步的了解,也更进一步懂得了模具的结构。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):设计题目:内容:(1) 完成衬筒的工艺性分析及工艺方案制定 (2) 衬筒模具装配图及全部零件图的绘制 (3) 完成模具主要零件的工艺编程编制 (4) 编写设计说明书所在专业审查意见: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论文题目:衬筒的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033班 学生姓名 陈文斌 学 号 0312304 指导教师 杨占尧 2006年 5 月9 日 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 陈文斌 学 号: 0312304 专 业: 模具设计与制造 设计(论文)题目:衬筒塑料注射成型工艺及模具设计 指导教师: 杨占尧 2006年4月12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 模具是制造业的基础工艺装备,被称为“制造业之母”。由于模具的技术水平在很大程度上决定着产品的质量、新产品的开发能力和企业的经济效益,因此模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具的应用范围十分广泛,在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,6080的零部件都要依靠模具成型,75的粗加工工业产品零件、50的精加工零件都由模具成型,绝大部分塑料制品也由模具成型,模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产随着经济全球化的进一步加快,世界性的产业结构调整和转移速度不断加快,国内区域间生产要素也出现了快速流动趋势,经济实力雄厚的“长三角”将率先成为产业和资源转移的重要基地,这对制造业的发展带来了难得的机遇,也为建设一个高起点、多功能、集约化的模具产业集聚基地提供了必要条件。为进一步加快模具行业的发展、提升模具行业的地位。品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向将包括: 1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多控所致。 2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,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,其将解决传统混合型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分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 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,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 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,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达1030万次,淬火钢模达501000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。挑战亦是机遇,所以,我国模具还有很大的发展空间。 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和与同学老师的交流、指导,对目前国内外的模具(塑料模具)的发展状况和发展趋势进行深入的了解,预计用时间二天;2. 对工件进行结构形状、尺寸精度、加工工艺性等方面作出详细地分析,并查阅相关资料看是否符合常规零件结构设计,预计用时两天;3. 经过对工件的结构工艺性分析,拟订可行的注射成型工艺方案,并经过分析,研究、比较,选择一种最为合理的成型工艺作为生产应用,估计用时间一天;4. 进行主要的设计计算,利用各种经验公式或者经验数据对工作零部件的尺寸的设计计算,预计需用时间四天;5. 根据工件的结构,材料,生产批量来进行模具的总体设计,包括模具的类型,定位方式,导向方式等方面的设计;6. 对模具的主要零部件进行设计,主要有型芯、型腔、定位板、模架和导柱导套等零件,根据工作需要的强度来设计尺寸,包括各零件的图纸,预计需用时间五天;7. 模具的总装图和工作原理(有装配简图)需要用时间两天;8. 模具主要零部件的加工工艺过程(型芯、型腔)分析与设计,预计用时间一天;模具的装配与调试,预计用时两天;参考文献 【1】 杨占尧. 塑料注塑模结构与设计M 清华大学出版社 2004年 【2】 翟德梅. 模具制造技术M 2001年 【3】 许发樾. 实用模具设计与制造手册S 机械工业出版社 2000年 【4】 陈锡栋,周小玉. 实用模具技术手册S 机械工业出版社 2001年 【5】 黄 锐. 塑料工程手册S 机械工业出版社 2000年 【6】 冯炳尧. 模具设计与制造简明手册S 上海科学技术出版社 1998年 【7】 李绍林,马常福. 使用模具设计手册S 上海科学技术出版社 1996年. 【8】 王树勋. 模具实用技术设计综合手册S 华南理工大学出版社 1995年 【9】 张鼎承. 冲模设计手册S 机械工业出版社 1988年 【10】 杨玉英. 实用冲压工艺及模具设计手册S 机械工业出版社 2004年 【11】 王孝培. 实用冲压技术手册S 机械工业出版社 2001年毕业设计(论文)成绩毕业设计成绩指导老师认定成绩小组答辩成绩答辩成绩指导老师签字答辩委员会签字答辩委员会主任签字(衬筒的成型工艺及模具设计)摘 要此设计题目为一个衬筒注射模,此塑件在技术要求方面要求不高,所以模具设计的精度也不需要太高。通过对不同设计方案的对比,最终确定设计方案为:(1)分型面选在零件对称面的地方;(2)模具设计为一模两腔式的制件布局; 由于设计的能力有限,设计过程中还存有许多不足之处,但经过精确的计算和校核,此套模具能够加工所需的合格制件,再加上制件的精度要求不是很高,所以此模具可以投入生产使用。关键词: 分型面 一模两腔 潜伏式浇口 Canister and die design of coil frameAbstractThe topic of this design is a coil framework.The request of this plastics in the aspects of technique requesting is not high, so the accuracy of the molding tool design also does not request too high. Pass to the contrast of the different design project, end certain design project is: (1) The cent type chooses is the place of the 5 mm in the spare parts high degree; (2) the type of molding design is a mold two the system a distribution; (3) the molding adopted the inclined leading the pillar side take-out organization. Because designing the ability limited, there are still many not enough places in the design process. But through accurate calculation, this set of molding tools can process a qualified the piece of system for needing. Plusing the accuracy of the piece of system request is not very high, so this molding tool can be using in the production.Keyword : partsurface a mold two the system lurk moulding河南机电高等专科学校毕业设计(论文)评语学生姓名: 陈文斌 班级: 模具033班 学号: 0312304 题 目: 衬筒注射成型工艺及模具设计 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 日插图清单图1-1 产品零件图-5图3-1 分型面-8图3-2 型腔排列方式-9图3-3 分流道-11图3-4 浇口-12图4-1 型芯-13表格清单表一 型腔、型芯工作尺寸计算-14表二 型芯的加工工艺过程-18表三 型腔的加工工艺过程-19目 录绪论.1第一章 任务来源及设计目的意义.5 1.1设计任务来源.5 1.2设计目的及意义.5第二章 零件的工艺性分析.6 2.1塑件的原材料分析.6 2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析.6 2.3计算塑件的体积和质量.7 2.4塑件注塑工艺参数的确定.7第三章 工艺方案的确定 .8 3.1分型面选择.8 3.2确定型腔的排列方式.8 3.3浇注系统的设计.9第四章 成型零件结构设计.13 4.1凸凹模的结构设计.13 4.2型腔和型芯工作尺寸计算.13第五章 模具设计的有关计算.15 5.1型腔侧壁厚度和底板厚度计算.15 5.2模具加热与冷却系统的计算.15第六章 模具闭合高度和注塑机有关参数的校核.17第七章 编写主要工作零件加工工艺规程.18 7.1 型芯的加工工艺.18 7.2 型腔加工工艺.18总结.20致谢.21参考文献.22衬筒注射成型工艺及模具设计绪 论1. 1 模具工业在国民经济中的重要地位 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,60%-80%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低,己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。模具工业在国民经济中的重要地位与作用,可以从以下四个方面看出:第一,模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如:属于高新技术领域的集成电路的设计与制造,不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模;计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造,也必须有精密塑料模具和精密冲压模具;数字化电子产品(包括通讯产品)的发展,没有精密模具也不行。不仅电子产品如此,在航天航空领域也离不开精密模具。例如:形状误差小于0.10.3的空对空导弹红外线接收器的非球面反射镜,就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说,许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业,已经被命名为“高新技术企业”。第二,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平,是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用,快速原型制造技术的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高,还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用,也要与电子信息等高新技术嫁接,实现高新技术产业化。第三,模具工业是装备工业的一个重要组成部分。在1998年以前,许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议,首次明确提出了加大装备工业的开发力度,推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业,把它同一般的加工工业区别开来,是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备,在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备,其零部件有很大一部分是模具做出来的。第四, 模具工业地位之重要,还在于国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石化、建筑,都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具,特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具,目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年,我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂,很大一部分需要塑料模具成形成制品,才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具,需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗,也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求也可以看到模具工业地位之重要。我国已于2001年12月11日正式加入了WTO.“入世”后对模具工业将会带来更大的影响,模具行业正在从行业自身和对模具需求量大的相关产业着手进行分析,并研究采取相应的对策。1. 2 国内外注射塑料模具的发展状况 模具工业在工业发展中占有很重要的地位,各行各业均离不开模具,特别在汽车、摩托车、玩具、及家电等行业。其中塑料模具又是模具工业中重要的组成部分,彩电、电冰箱、洗衣机、空调机等产品,需要的塑料模具量很大,在建筑、建材方面,今后塑料门窗、塑料水管和装饰塑料制品将会有一个很大的发展。到2010年,塑料门窗的普及率和塑料管的普及率将达到30%-50%,对模具的需求会有很大增长。在工业发达国家,据1991年统计,日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40 ;韩国模具专业厂中,生产塑料模的占43.9 ,生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业,60%生产塑料模,35%生产冲模和夹具。中国模具工业一直以每年巧%左右的增长速度快速发展,2000年中国模具工业总产值己达280亿元人民币,在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其他各类模具约占110。由以上事实可以看出塑料模具已处于同冲压模具并驾齐驱的地位。 在塑料模具中注射模具是应用最广泛、类型最多、结构最复杂的一种。在现代塑料制件的生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素,尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、满足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起着重要的作用。一副好的注塑模可成型上百万次,一副优良的压铸模大约能成型25万次,这与模具的设计、模具材料及模具的制造有着很大的关系。从塑料模的设计、制造及模具的材料等方面考虑,塑料成型技术的发展趋势可以简单地归纳为以下几个方面。Il(一) 模具的标准化 为了适应模具大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要,模具的标准化工作十分重要,目前我国模具标准化程度只达到20%.注射模方面关于模具零部件、模具技术条件和标准模架等有14个国家标准,当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置;精密标准模架、精密导向件系列:标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。(二) 加强理论研究 随着塑料制件的大型化和复杂化,模具的重量达数吨至十多吨,这样大的模具,若只凭经验来设计,往往会因设计不当而造成模具报废,数十万元的费用将毁于一旦,所以设计模具己逐渐向理论设计方面发展,这些理论设计包括模板刚度、强度的计算、充型流动、脱模阻力与温控系统等。今后的工作是如何将理论与生产实际相结合指导实际的模具工业生产。(三) 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 为了满足各种工业产品的使用要求,塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.01一0.001 mm之内的成型工艺方法,其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前,德国已研究出只有O.lg的微型注射机,可生产0.05g左右的微型注射成型塑件。国内目前己有0.5g的注射机,可以生产O.Ig左右的微型注射塑件。注射塑件的大型化要求有大型、超大型的注射成型设备。目前,法国己拥有注射量为17万g的超大型注射机,合模力为150MN;美国和日本也已经分别生产出注射量为10万9和9.6万9的超大型注射机;国产注射机的注射量也己达到3.5万g,合模力为80MN o(四) 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用 随着塑料成型技术的不断发展,模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发己成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来,国内外塑料成型行业在改进和提高模具设计与制造方面投入了大量的资金和研究力量,取得了许多成果。1. 各种新材料的研制和应用模具材料的选用在模具的设计和制造中是一个较重要的问题,它将直接影响模具加工成本、使用寿命以及塑料件成型的质量等。国内外模具材料工作者对模具的工作条件、失效形式和提高模具使用寿命的途径进行了大量的研究工作,并开发出许多不仅具有良好的使用性能,而且还具有加工性好、热处理变形小的新型模具钢种,如预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢等,经过应用,均取得了较好的技术和经济效果。2. 模具加工技术的革新为了提高加工精度、缩短模具制造周期,塑料模成型零件加工不但广泛应用了仿形加工、电加工、数控加工及三坐标测量等先进技术,而且目前己应用了快速成型、高速铣削及激光焊接与测量技术,使得加工速度大大提高。(五) CAD/CAM/CAE技术的应用 塑料制件应用的日益广泛和大型塑料制件的不断开发,对塑料成型模具设计和制造提出的要求越来越高。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品不断开发和及时更新换代与提高质量的要求,为了适应这些变化,先进国家的CAD/CAM/CAE技术在20世纪80年代中期己进入实用阶段,市场上已有商品化的系统软件出售。国内一些高校和研究所也对模具CAD/CAM/CAE技术进行了许多研究和实践,并取得了很大成果。但我国在该技术的应用和推广方面与外国相比还存在一些差距,有待于进一步改进和完善。第一章 任务来源及设计目的意义1.1 设计任务来源1.2 设计目的及意义 本设计题目为衬筒塑料注射模,但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义,它概括了筒类塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计,进一步加强了设计者注塑模设计的基础,为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。第二章 零件的工艺性分析2.1.塑件的原材料分析 本塑件的材料是低密度聚乙烯,属于热塑性塑料,从使用性能上看: 低密度聚乙烯由于含有较高的分子量、密度及结晶度,因此质地坚硬、耐寒性能良好,在-70 时还保持柔软。化学稳定性很高,能耐酸碱及有机溶剂。吸水性极小,有很突出的电气性能和良好的耐辐射性,用火焰喷涂法或静电喷涂法涂于金属表面,可以达到减摩和防腐蚀的目的。缺点是力学强度不高,热变形温度很低,故不能承受较高的载荷。从成型性能上看:该材料流动性好,吸湿性小,吸水率小于0.01%,因此可不考虑干燥,但由于其收缩率很大以及其在相互垂直的两个方向的收缩率差异更显著,易引起制品翘曲等缺陷。又由于收缩率还和制品厚度有关,应严格控制制品壁厚差异,以保证成型质量。2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1结构分析 从零件图上分析,该零件总体形状为圆柱形,在直径方向上有两个台阶,其直径为48mm和52mm,在其内部有六个扇形对称的空。据零件来看,该零件属中等复杂程度。2尺寸精度分析 该零件的重要尺寸如 , , , 等尺寸精度选用高精度等级。由表2-15查得为MT3级 。等尺寸精度由表2-15选一般精度MT4等级由以后分析可见,该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保证。3表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷,毛刺,没有特别的表面质量要求,比较容易实现。 终上分析可以看出,注塑时在工艺参数控制得较好的情况下零件的成型完全可以保证。2.3计算塑件的体积和质量 计算塑件的体积:V=4.396cm(过程略)计算塑件的质量:根据设计手册可查得尼龙的密度为=0.95g/cm故塑件质量为:W=V =4.3960.95 =4.1769g N=2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-Z-60型。2.4塑件注塑工艺参数的确定 查找中国模具设计大典卷二和参考工厂实际应用的情况,PE的成型工艺可作如下选择:(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t1选用220C 中段温度t2选用240C 前段温度t3选用260C喷嘴温度:选用220C注塑压力:选用100MPa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 第三章 工艺方案的确定 3.1分型面选择 模具闭合时动模和定模相配合的接触平面,叫做分型面,也可叫做合模面。在模具制造不良或锁模力不足的情况下,模内熔融塑料会通过此分型面溅出,在塑件上形成较厚的飞边,经修整后还会留下明显的痕迹。选择分型面的原则是:塑件脱出方便,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。 该塑件为圆柱外形较简单,固其分型面如下图3.1 分型面的确定3.2确定型腔的排列方式 制品在模具中的位置确立的原则: 1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; 2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; 3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; 4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。 本塑件在注塑时采用一模两腔,终合考虑浇注系统,模具结构的复杂程度采取如图结构:3.3 浇注系统的设计 浇注系统在模具中占有非常重要的地位,它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定的作用。这就要求模具设计者除了研究模具结构和加工技术之外,还必须对成型技术有较为深刻的理解。这样才能使模具制造技术与成型工艺有机地结合在一起,生产出既经济又高质量的产品。浇注系统的设计原则:1排气良好 能顺利地引导熔融塑料填充到型腔的各个深度,不产生涡流和紊流,并能使型腔内的气体顺利排出。2流程短 在满足成型和排气良好的前提下,要选取短的流程来充填型腔,且应尽量减少弯折,以降低压力损失,缩短填充时间。3防止型芯和嵌件变形 应尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件,防止型芯弯曲变形或嵌件移位。4整修方便 浇口位置和形式应结合塑件形状考虑,做到整修方便并无损塑件的外观和使用。5防止塑件翘曲变形 在流程较长或需开设两个以上浇口时更应注意此点。6.浇注系统的断面积和长度 除满足以上各点外,浇注系统的断面积和长度应尽量取小值,以减少浇注系统占用的塑料量,从而减少回收料。 用注塑成型的方法加工塑料制品时,注塑机喷嘴中熔融的塑料,经过主流道、分流道,最后通过浇口进入模具型腔,然后金国冷却固化,得到所需要的制品。所以注塑模具的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道。浇注系统在模具中占有非常重要的地位,它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定的作用。浇注系统的作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中,并在填充和凝固过程中把压力充分传递到各个部位,以获得组织紧密,外形清晰的塑料制件。1主流道设计 根据设计手册查得XS-Z-60型注塑机喷嘴前端孔径:d。=4,喷嘴前端球面半径R。=12mm。根据模具主流道与喷嘴的关系: R=R。+2=14mm d=d。+1=5mm为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其斜度2-4,经换算得主流道大端直径D=8mm。2分流道设计 分流道的设计不仅要考虑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。本塑件的形状不算太复杂,溶料填充型腔比较容易,根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短,为了便于加工起见,选用截面形状为梯形的分流道。由表6-2查得,h=5.5mm =8 mm =3/4=6mm (塑料注塑模结构与设计 杨占尧 主编)3浇口设计 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。但是,根据上述两项基本作用来说,浇口的截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增大料流速度,快速冷却封闭,便于塑件分离,以及浇口残痕最小等要求。 根据本塑件的成型要求以及型腔的排列方式,和塑件表面质量采用潜伏式浇口进料。 由表6-7查得: 浇口长度l=1.0mm L=2.5 浇口直径d=1mm 保持最小值 (塑料注塑模结构与设计 杨占尧 主编)浇口如图:图3.4潜伏式浇口第四章 成型零件结构设计4.1凸凹模的结构设计. 本例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,凹模拟采用镶嵌式结构,起结构形式如装备图及零件图. 凸模结构设计:由于本例模具采用潜伏式浇口,为使浇口自动切断采用浮动型芯.如图 图4.1 型 芯 4.2 型腔和型芯工作尺寸计算 本模具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,查表得PE的收缩率为S=1.5%3.5%故平均收缩为 模具制造公差取z=/3 (塑料成型加工与模具黄虹主编) 模具零件 塑件尺寸计算公式 型腔尺寸 型腔 型芯 第五章 模具设计的有关计算5.1型腔侧壁厚度和底板厚度计算上模型腔弧度的计算 根据整体式圆形凹模型腔计算公式侧壁 其中Pm型腔压力(MPa) p成型零部件的许用变形量(mm);r凹模型腔内孔或凸模、型芯外圆的半径; 材料选用整体淬硬型塑料模具钢。T10A有较高的硬度、耐摩擦性、抗压强度,抛光性和电加工性能,可以防止模具型腔表面过早磨损或局部变形。取注射机的注射压力70MPa r=26mm =80MPa p=1000MPa所以 =11.3mm 故型腔板厚度取14mm其外形尺寸为190mm50mm5.2模具加热与冷却系统的计算 注射模温度调节是采用加热或冷却方式来实现的,确保模具温度在成型要求的范围之内。模具温调系统的功用可以改善成型条件、稳定制品的形位尺寸精度、改善制品机械物理性能。本塑件在注射成型时不要求有太高的模温,因而在模具上可不设加热系统,是否需要冷却系统可做如下计算: 设定模具平均温度为,用的常温水做为模具的冷却介质,其出口温度为,产量(初算两分钟每套)0.272kg/h。5.2.1求塑件在硬化时每小时释放的热量 查有关文献得PE的单位热流量为 : (塑料成型加工与模具黄虹主编) 5.2.2求冷却水的体积流量qv 其中qv冷却介质的体积流量W单位时间内注入模具中塑件质量kg/min p冷却介质的密度C1冷却介质比热容Q1冷却介质出口温度Q2冷却介质进口温度 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。第六章 模具闭合高度和注塑机有关参数的校核6.1 模具闭合高度的确定在支承与固定零件设计中 确定定模座板H1=30mm 确定型腔板 H2=50mm 确定型芯固定板H3=25mm 确定型芯垫板H4=20mm 确定型芯座板H6=30mm根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块60mmH=H1+H2+H3+H4+H5+H6=220mm2 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为280mm180mm200mm XS-Z-60型注塑机模板最大安装尺寸为370280mm故能满足安装要求。 由上述计算模具的闭合高度H=220mm。XS-Z-60型所能允许最小模具厚度Hmin=200mm最大厚度Hmax=300即满足Hmin=H=H1+H2+a+(5-10)=38+40+30+10=118mm 此外,由于侧分型抽芯距较短,不会过大增加开模距离,注塑机开模行程足够。XS-Z-60满足要求。第七章 编写主要工作零件加工工艺规程 制定工艺规程的基本要求是,在保证产品质量的前提下,尽量提高生产率和降低成本。 同时还应在充分利用本企业先有生产条件的基础上,尽可能采用国内、外先进的工艺技术和经验,并保证良好的劳动条件。 主要依据: 1、产品的装配图样和零件图样 2、产品的生产纲领 3、现有的生产条件和资料,它包括毛坯的生产条件或协作关系、技术工人的水平以及各种工艺资料和标准 在此仅对成型零件型芯、型腔的加工工艺进行分析。7.1 型芯的加工工艺 型芯的加工工艺过程见表7-1。表7-1 型芯的加工工艺过程序号工序名称工序内容1下料60mm40mm2锻造锻至尺寸3热处理退火4车粗车外圆5车精车配合部分以及型芯工作部分6成形磨削磨型芯头部圆面7研磨磨型芯平面至平面度公差要求8钳工钳工精修9热处理淬火、回火48-52HRC7.2 型腔加工工艺 型腔加工工艺过程见表7-2表7-2 型腔加工工艺过程序号工序名称工序内容1下料线切割钢板185mm205mm55mm2刨刨六面至尺寸182mm205mm52mm3镗3热处理调质4平磨5钳工钳工划线6数控铣7磨8成型磨9钳工钳工精修总 结 通过毕业设计,使我对三年来的知识进行了一次概括总结,同时又巩固了自己的知识、弥补了自己的不足。使自己树立了科学头脑,养成科学精神,遵循科学规范,掌握了科学研究和撰写设计的方法,为走上工作岗位后独立地展开科学研究打下坚实的基础。 在此设计中,得到了指导老师和同学的帮助和关心,特向给予我指导的杨占尧老师、原红玲老师和翟德梅老师表示最衷心的感谢!致谢 本课题在选题及研究过程中得到杨占尧老师的悉心指导。杨老师多次询问研究进程,并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热忱鼓励。杨老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我做人,虽历时三载,却给以终生受益无穷之道。对杨老师的感激之情是无法用言语表达的。 感谢杨占尧老师、翟德梅老师、原红玲老师、于智宏老师等对我的教育培养。他们细心指导我的学习与研究,在此,我要向诸位老师深深地鞠上一躬。 在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意! 编 者 2006.05.参考文献 【1】 杨占尧. 塑料注塑模结构与设计M 清华大学出版社 2004年 【2】 翟德梅. 模具制造技术M 2001年 【3】 许发樾. 实用模具设计与制造手册S 机械工业出版社 2000年 【4】 陈锡栋,周小玉. 实用模具技术手册S 机械工业出版社 2001年 【5】 黄 锐. 塑料工程手册S 机械工业出版社 2000年 【6】 冯炳尧. 模具设计与制造简明手册S 上海科学技术出版社 1998年 【7】 李绍林,马常福. 使用模具设计手册S 上海科学技术出版社 1996年. 【8】 王树勋. 模具实用技术设计综合手册S 华南理工大学出版社 1995年 【9】 张鼎承. 冲模设计手册S 机械工业出版社 1988年 【10】 杨玉英. 实用冲压工艺及模具设计手册S 机械工业出版社 2004年 【11】 王孝培. 实用冲压技术手册S 机械工业出版社 2001年22
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