300 香水盖子及模具设计
300 香水盖子及模具设计,香水,盖子,模具设计
型腔的工艺路线产品名 香水盖 材料 中碳钢工序号 工序名称 工 序 内 容 机床 夹具1 备料 将毛坯锻成圆棒,尺寸为 45mm27mm2 热处理 退火 HBS=2293 粗加工毛坯 去掉棒料黑皮 GA6140 三爪卡盘4 铣工 铣 A 面达尺寸精度要求 立式铣床 专用夹具5 钳工划线 划出对称中心线,在 A 面划线打中心孔 三坐标测量床6 铣工 粗铣型腔,留磨削余量 0.3mm 立式铣床 专用夹具7 精铣型腔,达到尺寸要求 立式铣床 专用夹具8 热处理 按热处理工艺保证 6070HRC9 磨平面 磨上下面达到要求 平面磨床 专用夹具10 钳工 修整过渡圆角,抛光型腔修研型面达图样要求;对样板11 校验12 入库型芯的工艺路线产品名 香水盖 材料 中碳钢工序号 工序名称 工 序 内 容 机床 夹具1 备料 将毛坯锻成圆棒,尺寸为 20mm42mm2 热处理 退火3 粗加工毛坯 去掉棒料黑皮 GA6140 三爪卡盘4 车 车外圆,长为 35.5mm 留磨削余量 0.5mm,外圆留磨削余量0.4mm立式铣床 专用夹具5 磨平面 磨凸台平面和外圆,保证垂直度 平面磨床 专用夹具6 电极加工 电极加工型芯,按图纸要求达到尺寸,保证精度 D6140A 专用夹具7 热处理 按热处理工艺保证 5565HRC8 磨平面 磨两端平面达到要求 平面磨床 专用夹具9 校验10 入库桂林航天工业高等专科学校毕业设计(论文)任务书系 别 机械工程系 专 业 模具设计与制造学生班级 2004032202 姓 名 黄 春 铭 学 号 200403220215 指导老师 黎 传 职 称 设计(论文)题目及专题 香水盖塑料模具设计 设计所用原始资料: 设计的主要内容 任务下达日期: 200 年 月 日学生提交设计期限:200 年 月 日至 200 年 月 日组织实施单位: 教研室主任意见: 签 字: 200 年 月 日系领导小组意见: 签 字: 200 年 月 日桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 1 页 共 42 页前 言在 现 代 工 业 发 展 的 进 程 中 , 模 具 的 地 位 及 其 重 要 性 日 益 被 人 们所 认 识 。 模 具 工 业 作 为 进 入 富 裕 社 会 的 原 动 力 之 一 , 正 推 动 着 整 个工 业 技 术 向 前 迈 进 ! 模 具 就 是 “高 效 益 ”, 模 具 就 是 “现 代 化 ”之 深 刻 含 意 , 也 正 在 为 人 们 所 理 解 和 掌 握 。 当 塑 料 品 种 入 其 成 型 加工 设 备 被 确 定 之 后 , 塑 料 制 品 质 量 的 优 劣 及 生 产 效 率 的 高 低 , 模 具因 素 约 占 80 。 由 此 可 知 , 推 动 模 具 技 术 的 进 步 应 刻 不 容 缓 ! 塑料 模 具 设 计 技 术 与 制 造 水 平 , 常 标 志 一 个 国 家 工 业 化 发 展 的 程 度 。由 此 可 知 , 塑 料 模 具 设 计 , 对 于 产 品 质 量 与 产 量 的 重 要 性 是 不 言 而喻 的 。对 于 一 个 机 械 专 业 的 毕 业 生 来 说 , 对 塑 料 模 的 设 计 已 经 有 了 一个 大 概 的 了 解 。 此 次 毕 业 设 计 , 培 养 了 我 综 合 运 用 多 学 科 理 论 、知 识 和 技 能 , 以 解 决 较 复 杂 的 工 程 实 际 问 题 的 能 力 , 主 要 包 括 设 计 、实 验 研 究 方 案 的 分 析 论 证 , 原 理 综 述 , 方 案 方 法 的 拟 定 及 依 据 材 料的 确 定 等 。 它 培 养 了 我 树 立 正 确 的 设 计 思 想 , 勇 于 实 践 、 勇 于 探 索和 开 拓 创 新 的 精 神 , 掌 握 现 代 设 计 方 法 , 适 应 社 会 对 人 才 培 养 的 需要 。毕 业 设 计 这 一 教 学 环 节 使 我 独 立 承 担 实 际 任 务 的 全 面 训 练 , 通过 独 立 完 成 毕 业 设 计 任 务 的 全 过 程 , 培 养 了 我 的 实 践 工 作 能 力 。 另外 , 毕 业 设 计 必 须 具 备 一 定 的 计 算 机 应 用 的 能 力 , 在 设 计 过 程 中 都应 结 合 设 计 课 题 利 用 利 用 Pro/E 软 件 进 行 塑 件 的 3D 塑 件 分 模 ,同 时 还 具 备 必 要 的 计 算 机 绘 图 能 力 , 如 利 用 AutoCAD 进 行 二 维图 的 绘 制 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 2 页 共 42 页在这个过程之中,首先是对零件的分析,消化现有的资料,对设计的目的和要求有一个大致的了解;然后是大致测量零件的尺寸着手画出实物的零件图,利用所学知识分析出零件的凸模和凹模;查找手头的资料进行相关数据的计算,根据所得数据画出草图,检查和核对之后绘制零件的装备图;最后分析总结,写出自己的设计思路,设计过程和设计体会。此 次 毕 业 设 计 除 了 对 知 识 和 能 力 培 养 的 收 获 感 受 外 , 还 得 到 思想 道 德 方 面 的 锻 炼 。 通 过 这 次 毕 业 设 计 , 让 我 感 受 到 了 作 为 一 名 高级 工 程 技 术 人 员 应 该 具 备 的 基 本 精 神 , 需 要 强 化 的 工 程 实 践 意 识 ,以 及 对 设 计 工 作 的 质 量 要 负 责 , 具 有 高 度 的 责 任 感 , 树 立 实 事 求 是的 科 学 作 风 , 并 严 格 遵 守 规 章 制 度 。本 次 毕 业 设 计 我 主 要 是 完 成 香 水 盖 子 的 造 型 以 及 其 模 具 设 计 。在 本 设 计 中 , 从 塑 料 原 材 料 的 选 用 出 发 , 对 成 型 设 备 的 选 择 、 对 成型 模 具 的 设 计 与 制 造 和 成 型 工 艺 的 制 定 等 几 个 必 要 的 环 节 进 行 了 设计 。 由 于 设 计 水 平 有 限 、 时 间 仓 促 , 此 设 计 说 明 书 中 难 免 有 错 误 和欠 妥 之 处 , 恳 请 各 位 老 师 批 评 指 正 。目 录前言2摘要4设计题目和任务书.5桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 3 页 共 42 页绪论6一、塑件工艺分析.16二、注射机型号的确定.19三、注射模的结构设计.20四、模具设计的有关计算.31五、注射机有关工艺参数的校核37六、绘制模具总装配图和非标准零件工作图.43七、注射模主要零件加工工艺规程的编制.44八、设计小结.44谢辞45参考文献46摘要分 析 了 香 水 盖 外 壳 塑 件 的 结 构 特 点 , 叙 述 了 该 塑 件 成 型 工 艺 、注 射 模 的 结 构 和 工 作 原 理 , 其 原 理 是 : 采用定距螺钉和弹簧进行二次分型,用斜导柱外侧抽芯,型芯顶出零件,进料时采用潜伏式浇口进料形式,当开模的时候,用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出, 然后利用型芯内抽桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 4 页 共 42 页推板推出塑件,合模时用弹簧先复位,然后进行下一次成型开始。提 高 了 生产 效 率 。关 键 词 : 香 水 盖 ; 注 射 模 ; 定 距 螺 钉 ; 弹 簧 ; 斜 导 柱 ; 侧 抽 芯 ;型 芯 ; 球 头 拉 料 杆 ; 推 板AbstractAnalyzed the structure characteristics of the perfume cover outer shell plastics piece, described the pieces structure and work principle which model a craft and inject a mold, its principle :adopt and certainly be apart from bolt and spring coil and carry on two cents type, use inclined lead a side outside the pillar and take out heart, type the heart crest spare parts, while entering and anticipating adoption incubate the type sprinkle into anticipate a form, while opening a mold, with the ball head pull and anticipate a pole sprinkle and note system and anticipate, then make use of and take out and push plank and release a plastics piece inside a heart,use spring coil and reset first while matching a mold, then carry on willing model a beginning next time.Raised to produce an efficiency.Keyword:perfume cover;inject a mold;certainly be apart from bolt;spring coil; inclined to lead pillar;the side takes out heart;type heart;the ball head pulls to anticipate a pole;push plank设 计 题 目 和 任 务 书( 一 ) 设 计 题 目 : 香 水 盖 子 及 模 具 设 计桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 5 页 共 42 页要 求 : 独 立 完 成( 二 ) 课 题 内 容 :1、 根 据 香 水 盖 子 的 使 用 性 能 设 计 其 外 壳 形 状 与 尺 寸 ;2、 设 计 香 水 盖 子 的 注 塑 模 具 ;3、 编 制 模 具 的 主 要 零 件 的 加 工 工 艺 ;4、 编 制 数 控 机 床 加 工 主 型 腔 的 加 工 程 序 ;5、 翻 译 英 文 资 料( 三 ) 设 计 要 求 :a) 模 具 装 配 图 用 1#或 0#图 打 印 ;b) 根 据 零 件 的 大 小 不 同 , 零 件 图 用 2#、 3#、 或4 图 打 印 ;c) 计 说 明 书 及 英 文 资 料 打 印 装 订 成 册 , 最 后 与 相相 关 资 料 一 起 装 入 档 案 袋 。( 四 ) 参 考 资 料 :d) 塑 料 成 型 技 术 及 模 具 设 计e) 塑 料 模 具 计 算 机 辅 助 设 计f) 塑 料 模 具 设 计 手 册g) 模 具 制 造 工 艺 学绪 论( 一 ) 、 塑 料 及 塑 料 工 业 的 发 展塑 料 是 以 树 脂 为 主 要 成 分 的 高 分 子 有 机 化 合 物 , 简 称 高 聚 物 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 6 页 共 42 页塑 料 其 余 成 分 包 括 增 塑 剂 、 稳 定 剂 、 增 强 剂 、 固 化 剂 、 填 料 及 其 它配 合 剂 。塑 料 制 件 在 工 业 中 应 用 日 趋 普 遍 , 这 是 由 于 它 的 一 系 列 特 殊 的优 点 决 定 的 。 塑 料 密 度 小 、 质 量 轻 , 大 多 数 塑 料 的 密 度 都1.0 1.4g/ 3 之 间 , 相 当 于 钢 材 密 度 的 0.11 和 铝 材 密 度 的 0.5左 右 , 所 以 有 以 “塑 代 钢 ”的 优 点 。 塑 料 比 强 度 高 ; 绝 缘 性 能 好 ,介 电 损 耗 低 , 是 电 子 工 业 不 可 缺 少 的 原 材 料 ; 塑 料 的 化 学 稳 定 性 高 ,对 酸 、 碱 和 许 多 化 学 药 品 都 有 很 好 的 耐 腐 蚀 能 力 ; 塑 料 还 有 很 好 的减 摩 、 耐 磨 及 减 震 、 隔 音 性 能 也 较 好 。 因 此 , 塑 料 跻 身 于 金 属 、 纤维 材 料 和 硅 酸 盐 三 大 传 统 材 料 之 列 , 在 国 民 经 济 中 , 塑 料 制 件 已 成为 各 行 各 业 不 可 缺 少 的 重 要 材 料 之 一 。塑 料 工 业 的 发 展 阶 段 大 致 分 为 一 下 及 个 阶 段 :1. 初 创 阶 段 30 年 代 以 前 , 科 学 家 研 制 分 醛 、 硝 酸 纤 维 和 聚酰 胺 等 热 塑 料 , 他 们 的 工 业 化 特 征 是 采 用 间 歇 法 、 小 批 量 生 产 。2. 发 展 阶 段 30 年 代 , 低 密 度 聚 乙 烯 、 聚 氯 乙 烯 等 塑 料 的 工业 化 生 产 , 奠 定 了 塑 料 工 业 的 基 础 , 为 其 进 一 步 发 展 开 辟 了 道 路 。3. 飞 跃 阶 段 50 年 代 中 期 到 60 年 代 末 , 塑 料 的 产 量 和 数量 不 断 增 加 , 成 型 技 术 更 趋 于 完 善 。4. 稳 定 增 长 阶 段 70 年 代 以 来 , 通 过 共 聚 、 交 联 、 共 混 、复 合 、 增 强 、 填 充 和 发 泡 等 方 法 来 改 进 塑 料 性 能 , 提 高 产 品 质 量 ,扩 大 应 用 领 域 , 生 产 技 术 更 趋 合 理 。 塑 料 工 业 向 着 自 动 化 、 连 续 化 、产 品 系 列 化 , 以 及 不 断 拓 宽 功 能 性 和 塑 料 的 新 领 域 发 展 。我 国 塑 料 工 业 发 展 较 晚 , 40 年 代 只 有 酚 醛 和 赛 璐 珞 两 种 塑 料 ,桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 7 页 共 42 页年 产 仅 200t。 50 年 代 末 , 由 于 万 吨 级 聚 氯 乙 稀 装 置 的 投 产 和70 年 代 中 期 引 进 石 油 化 工 装 置 的 建 成 投 产 , 使 塑 料 工 业 有 了 两 次 的跃 进 , 于 此 同 时 , 塑 料 成 型 加 工 机 械 和 工 艺 方 法 也 得 到 了 迅 速 的 发展 , 各 种 加 工 工 艺 都 已 经 齐 全 。塑 料 由 于 其 不 断 的 被 开 发 和 应 用 , 加 之 成 型 工 艺 的 不 断 发 展 成熟 于 完 善 , 极 大 地 促 进 了 成 型 模 具 的 开 发 于 制 造 。 随 者 工 工 业 塑 料制 件 和 日 用 塑 料 制 件 的 品 种 和 需 求 的 日 益 增 加 , 而 且 产 品 的 更 新 换代 周 期 也 越 来 越 短 , 对 塑 料 和 产 量 和 质 量 提 出 了 越 来 越 高 的 要 求 。( 二 ) 、 塑 料 成 型 在 工 业 生 产 中 的 重 要 作 用模 具 是 工 业 生 产 中 重 要 的 工 艺 装 备 , 模 具 工 业 是 国 民 经 济 各 部门 发 展 的 重 要 基 础 之 一 。 塑 料 模 是 指 用 于 成 型 塑 料 制 件 的 模 具 , 它是 型 腔 模 的 一 种 类 型 。模 具 设 计 水 平 的 高 低 、 加 工 设 备 的 好 坏 、 制 造 力 量 的 强 弱 、 模具 质 量 的 好 坏 , 直 接 影 响 着 许 多 新 产 品 的 开 发 和 老 产 品 的 更 新 换 代 ,影 响 着 产 品 质 量 和 经 济 效 益 的 提 高 。 美 国 工 业 界 认 为 “模 具 工业 是 美 国 工 业 的 基 础 ”, 日 本 则 称 “模 具 是 促 进 社 会 繁 荣 富 裕 的劳 动 力 ”。近 年 来 , 我 国 各 行 业 对 模 具 的 发 展 都 非 常 重 视 。 1989 年 ,国 务 院 颁 布 了 “当 前 产 业 政 策 要 点 的 决 定 ”, 在 重 点 支 持 改 造 的产 业 、 产 品 中 , 把 模 具 制 造 列 为 机 械 技 术 改 造 序 列 的 第 一 位 , 它 确定 了 模 具 工 业 在 国 民 经 济 中 的 重 要 地 位 , 也 提 出 了 振 兴 模 具 工 业 的主 要 任 务 。 总 之 , 要 尽 快 提 高 我 国 模 具 工 业 的 整 体 技 术 水 平 并 迎 头赶 上 发 达 国 家 的 模 具 技 术 水 平 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 8 页 共 42 页( 三 ) 、 塑 料 成 型 技 术 的 发 展 趋 势一 副 好 的 塑 料 模 具 与 模 具 的 设 计 、 模 具 材 料 及 模 具 制 造 有 很 大 的关 系 。 总 观 世 界 发 展 趋 势 , 塑 料 成 型 技 术 的 发 展 可 以 归 纳 为 以 下 几个 方 面 :1、 模 具 的 标 准 化为 了 适 应 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 了 20%。 注 射 模 方 面 关 于 模 具 零 件 、 模 具 技 术 条 件 和 标 准 模 架 等有 了 一 些 国 标 。 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 。2、 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 到 数 吨 甚 至 十多 吨 , 这 样 大 的 模 具 , 若 只 凭 经 验 设 计 , 往 往 会 因 设 计 不 当 而 造 成模 具 报 废 , 大 量 的 资 金 被 浪 费 , 所 以 大 型 模 具 还 是 要 向 理 论 设 计 方面 发 展 , 如 模 板 刚 度 、 强 度 的 计 算 和 充 型 流 动 理 论 的 建 立 。3、 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 0.001 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 经 研 究 出 注 射 量 只 有 0.1g 的 微 型 注 射 机 , 而 法 国有 注 射 量 为 17 万 g 的 超 大 型 注 射 机 , 合 模 力 为 150MN; 美 国 和桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 9 页 共 42 页日 本 也 有 较 先 进 的 注 射 机 。 目 前 , 国 产 注 射 机 的 注 射 量 也 已 达3.5 万 g, 合 模 力 为 80MN。4、 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 已 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 在 塑 料 行 业 投 入 了 大 量 的 资 金 和 研 究 力量 , 取 的 了 许 多 成 果 。 例 如 : 材 料 方 面 有 预 硬 钢 、 马 氏 体 时 效 钢 、耐 腐 蚀 钢 等 , 模 具 加 工 技 术 方 面 有 广 泛 应 用 仿 形 加 工 、 电 加 工 、 数控 加 工 及 微 机 控 制 加 工 等 ; 另 外 , 模 具 CAD/CAM/CAE 技 术 也 进入 了 实 用 阶 段 。( 1) 全 面 推 广 CAD/CAM/CAE 技 术 模 具 CAD/CAM/CAE 技 术 是 模 具 设 计 制 造 的 发 展 方 向 。 随 着微 机 软 件 的 发 展 和 进 步 , 普 及 CAD/CAM/CAE 技 术 的 条 件 已 基本 成 熟 , 各 企 业 将 加 大 CAD/CAM 技 术 培 训 和 技 术 服 务 的 力 度 ;进 一 步 扩 大 CAE 技 术 的 应 用 范 围 。 计 算 机 和 网 络 的 发 展 正 使CAD/CAM/CAE 技 术 跨 地 区 、 跨 企 业 、 跨 院 所 地 在 整 个 行 业 中 推 广成 为 可 能 , 实 现 技 术 资 源 的 重 新 整 合 , 使 虚 拟 制 造 成 为 可 能 。( 2) 模 具 扫 描 及 数 字 化 系 统 高 速 扫 描 机 和 模 具 扫 描 系 统 提 供 了 从 模 型 或 实 物 扫 描 到 加 工 出 期 望 的 模 型 所 需 的 诸 多 功 能 , 大 大 缩 短 了 模 具 的 在 研 制 制 造 周 期 。有 些 快 速 扫 描 系 统 , 可 快 速 安 装 在 已 有 的 数 控 铣 床 及 加 工 中 心 上 ,实 现 快 速 数 据 采 集 、 自 动 生 成 各 种 不 同 数 控 系 统 的 加 工 程 序 、 不 同格 式 的 CAD 数 据 , 用 于 模 具 制 造 业 的 “逆 向 工 程 ”。 模 具 扫 描 系桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 10 页 共 42 页统 已 在 汽 车 、 摩 托 车 、 家 电 等 行 业 得 到 成 功 应 用 , 相 信 在 “十 五 ”期 间 将 发 挥 更 大 的 作 用 。加 入 世 贸 组 织 后 , 我 国 将 获 得 一 个 更 加 稳 定 的 国 际 经 贸 环 境 ,从 而 有 利 于 我 国 的 改 革 开 放 有 利 于 我 国 与 各 国 、 各 地 区 的 经 济 贸易 合 作 , 有 利 于 世 界 经 济 的 稳 定 发 展 。 我 国 在 制 定 法 律 法 规 时 要 遵守 WTO 的 规 则 , 增 加 透 明 度 , 减 少 行 政 干 预 等 ; 在 市 场 开 放 方 面 ,需 要 逐 步 降 低 关 税 , 取 消 非 关 税 措 施 , 开 放 服 务 业 市 场 等 。 这 无 论在 观 念 上 还 是 在 体 制 上 都 会 带 来 一 定 的 变 化 。 我 国 加 入 WTO 同时 也 将 为 各 国 、 各 地 区 的 贸 易 伙 伴 提 供 更 好 、 更 稳 定 的 市 场 进 入 机会 。 使 我 国 的 投 资 环 境 将 更 为 宽 松 、 透 明 、 稳 定 , 我 国 的 利 用 外 资领 域 将 进 一 步 扩 大 , 我 国 的 市 场 体 系 将 更 加 完 善 和 发 达 。 国 内 和 国外 模 具 企 业 都 可 以 从 中 得 到 更 多 的 机 会 和 收 益 。 ( 四 ) 、 塑 料 模 具 的 分 类按 塑 件 成 型 方 本 法 不 同 可 分 为 :1、 注 射 模注 射 模 又 称 注 塑 模 。 注 射 成 型 主 要 是 通 过 注 射 机 把 粒 状 塑 料或 粉 状 塑 料 熔 融 后 注 射 成 型 成 塑 料 制 品 , 它 主 要 用 于 热 塑 性 和 热固 性 塑 料 。2、 压 缩 模压 缩 模 又 称 压 塑 模 。 它 主 要 是 通 过 把 预 热 过 的 塑 料 直 接 压 入模 具 型 腔 , 由 于 化 学 反 应 或 物 理 反 应 , 使 塑 料 逐 渐 硬 化 成 型 。3、 压 铸 模压 铸 模 又 称 传 递 模 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 11 页 共 42 页4、 挤 出 模挤 出 模 常 称 挤 出 机 头 。 挤 出 成 型 是 利 用 挤 出 机 筒 内 的 螺 杆 旋转 加 压 的 方 式 , 连 续 地 将 塑 化 好 的 、 呈 熔 融 状 态 的 物 料 从 挤 出 机的 机 筒 中 挤 出 成 型 。 5、 气 动 成 型 模气 动 成 型 模 包 括 中 空 吹 塑 成 型 模 、 真 空 成 型 模 、 压 缩 空 气 成型 模 等 。( 五 ) 典 型 塑 料 注 射 模 具 的 结 构 组 成塑 料 注 射 成 型 模 具 主 要 用 于 成 型 热 塑 性 塑 料 制 件 , 近 年 来 在热 固 性 塑 料 的 成 型 中 也 得 到 了 日 趋 广 泛 的 应 用 。 由 于 塑 料 注 射 成型 模 具 的 适 用 性 比 较 广 , 而 且 用 这 种 方 法 成 型 塑 料 制 件 的 内 在 和外 观 质 量 均 较 好 , 生 产 效 率 特 别 高 , 所 以 塑 料 注 射 模 具 已 日 益 引起 人 们 的 重 视 。 注 射 模 具 的 结 构 的 合 理 性 , 将 直 接 影 响 塑 件 的成 型 质 量 、 生 产 效 率 、 劳 动 强 度 、 模 具 寿 命 和 成 本 等 。 一 副 典 型的 注 射 模 具 可 由 以 下 几 部 分 组 成 :1、 成 型 零 件成 型 零 部 件 是 指 动 、 定 模 部 分 有 关 组 成 型 腔 的 零 件 。 如 成 型零 件 内 表 面 的 凸 模 和 成 型 塑 件 外 表 面 的 凹 模 以 及 各 种 成 型 杆 、 镶件 等 。2、 合 模 导 向 机 构合 模 导 向 机 构 是 保 证 动 模 和 定 模 在 合 模 时 准 确 对 合 , 以 保 证 塑件 形 状 和 尺 寸 的 精 确 度 , 并 避 免 模 具 中 其 他 零 件 发 生 碰 撞 和 干 涉 。常 用 的 合 模 导 向 机 构 是 导 柱 和 导 套 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 12 页 共 42 页3、 浇 注 系 统浇 注 系 统 是 熔 融 塑 料 从 注 射 机 喷 嘴 进 入 模 具 型 腔 所 流 经 的 通道 , 它 包 括 主 流 道 、 分 流 道 、 浇 口 及 冷 料 穴 等 。4 、 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构当 塑 件 的 侧 向 有 凹 凸 形 状 的 孔 或 凸 台 时 , 在 开 模 推 出 塑 件 之 前 ,必 须 先 把 成 型 塑 件 侧 向 凹 凸 形 状 的 型 芯 从 塑 件 上 脱 开 , 塑 件 方能 顺 利 脱 模 。5、 推 出 机 构推 出 机 构 是 指 分 型 后 将 塑 件 从 模 具 中 推 出 的 装 置 , 又 称 脱 模 机构 一 般 情 况 下 , 推 出 机 构 由 推 杆 、 推 杆 固 定 板 、 推 板 、 主 流 道 拉料 杆 、 复 位 杆 及 导 向 机 构 所 组 成 。 常 见 的 推 出 机 构 有 推 杆 推 出 机构 、 推 管 推 出 机 构 、 推 荐 板 推 出 机 构 等 。6、 加 热 和 冷 却 系 统加 热 和 冷 却 系 统 亦 称 温 度 调 节 系 统 , 它 是 为 了 满 足 注 射 成 型 工艺 对 模 具 温 度 的 要 求 而 设 置 的 , 其 作 用 是 保 证 塑 料 熔 体 的 顺 利 充型 和 塑 件 的 固 化 定 型 。 注 射 模 具 中 是 设 置 冷 却 回 路 还 是 设 置 加 热装 置 要 根 据 塑 料 品 种 塑 件 成 型 工 艺 来 确 定 , 冷 却 系 统 一 般 是 在 模具 上 开 设 水 道 , 加 热 系 统 则 在 模 具 内 部 或 四 周 安 装 加 热 元 件 。7、 排 气 系 统在 注 射 成 型 成 型 过 程 中 , 为 了 将 型 腔 中 的 气 体 及 注 射 成 型 过 程中 塑 料 本 身 挥 发 出 来 的 气 体 排 出 模 外 , 以 避 免 它 们 在 塑 料 熔 体 充 型过 程 中 造 成 气 孔 或 充 不 满 等 缺 陷 , 常 常 需 要 开 设 排 气 系 统 。 排 气 系统 是 在 分 型 面 上 有 目 的 地 开 设 几 条 排 气 槽 许 多 模 具 的 推 杆 或 活 动 型桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 13 页 共 42 页芯 与 模 板 之 间 的 配 合 间 隙 可 起 排 气 作 用 。 小 型 塑 料 制 件 的 排 气 量 不大 , 因 此 可 直 接 利 用 分 型 面 排 气 。8、 支 承 零 部 件用 来 安 装 固 定 或 支 承 成 型 部 件 及 前 述 的 各 部 分 机 构 的 零 部 件 均称 为 支 承 零 部 件 。 支 承 零 部 件 组 装 在 一 起 , 可 以 构 成 注 射 模 具 的 基本 骨 架 。( 六 ) 、 毕 业 设 计 应 达 到 的 要 求通 过 这 次 毕 业 设 计 , 应 达 到 学 校 对 毕 业 设 计 的 要 求 。 同 时 , 通 过对 话 筒 塑 料 注 射 模 的 设 计 , 应 达 到 如 下 目 的 :1.更 深 入 了 解 聚 合 物 的 物 理 性 能 、 流 动 性 、 成 型 过 程 中 的 物 理 、 化学 变 化 以 及 塑 料 的 组 成 、 分 类 及 其 性 能 。2.更 深 入 了 解 塑 料 成 型 的 基 本 原 理 和 工 艺 特 点 , 正 确 分 析 成 型 工 艺对 模 具 的 要 求 。3.掌 握 各 种 成 型 设 备 对 各 类 模 具 的 要 求 。4.掌 握 各 类 成 型 模 具 的 结 构 特 点 及 设 计 计 算 方 法 , 能 设 计 中 等 复 杂模 具 。5.具 有 分 析 、 解 决 成 型 现 场 技 术 技 术 问 题 的 能 力 , 包 括 具 有 分 析 成型 缺 陷 产 生 的 原 因 和 提 出 克 服 办 法 的 能 力 。结 合 以 前 学 过 的 各 门 课 程 , 综 合 运 用 各 种 知 识 来 完 善 这 次 毕 业设 计 。 在 设 计 过 程 中 , 还 应 该 注 意 了 解 塑 料 模 具 的 新 工 艺 、 新 技 术和 新 材 料 的 发 展 动 态 , 阅 读 外 文 资 料 , 学 习 掌 握 新 知 识 , 更 好 地 为本 设 计 和 振 兴 我 国 的 塑 料 成 型 加 工 技 术 服 务 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 14 页 共 42 页一 、 塑 件 工 艺 分 析1、塑件材料及其工艺特性分析聚丙烯(PP)塑料基本特性、成型工艺、用途1)基本特性聚丙烯无味、无色、无毒。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为 0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯的屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链,其具有特别高的抗弯曲疲劳强度,如用聚丙烯注射成型的一体铰链(盖和本体合一的各种容器),经过 7107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯的熔点为 164170 0C,其耐热性好,能在 1000C 以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯耐低温的使用温度可达-15 0C,在低于35 0C 时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好,而且由于其不吸水,绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易解聚、老化,所以必须加入防老化剂。2)成型工艺条件结晶性料,吸湿性小,可能发生熔融破裂,长期与热金属接触易发生分解;流动性极好,溢边值 0.03mm 左右;聚丙烯热容量大,注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路;冷却速度快,浇注系统及冷却系统应散热缓慢;成形收缩范围大,收缩率大,易发生缩孔、凹痕、变形,方向性强;注意控制成形温度,料温低方向性明显,尤其低温高压时更明显,模桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 15 页 共 42 页具温度低于 500C 以下塑件不光泽,易产生熔接不良,流痕;90以上时易发生翘曲、变形,因此,适宜模温为 800C 左右,不可低于500C(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低) ;塑件应壁厚均匀,避免缺口、尖角,以避免应力集中。注射压力:60100MPa3)用途聚丙烯可用于制作各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件;可作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道,化工容器和其他设备的衬里、表面涂层;可制造盖和本体合一的箱壳,各种绝缘零件,并用于医药工业中。2、塑件结构工艺分析1) 结构分析从零件图上分析,该零件总体形状是圆筒形,里面有一个 4mm、高7.5mm 的小圆筒抽芯和有一个 4mm 的侧抽芯,还有加强筋,该塑件属于一般复杂程度。如下图 1 所示桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 16 页 共 42 页图 1 香水盖零件 3D 图2)尺寸精度分析该塑件没有什么重要尺寸,尺寸精度为 5 到 6 级。由以上分析可见,该零件的尺寸精度为低精度,对应的模具的相关零件的尺寸加工可以保证。该塑件形状简单,是一个较薄的圆形制品,壁厚最大处为 3.5mm,最小壁厚处为 0.8mm,壁厚差不多,较均匀,为了便于从成型零件上顺利脱出塑件,塑件的精度为一般精度,即塑件的精度等级是 MT3 级。3)表面质量分析该零件的表面和配合面除要求没有缺陷、毛刺,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,注射时在工艺参数控制得好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.4)方案方案一:斜导柱与侧滑快同时安装在定模方案二: 斜导柱固定在定模、侧滑块安装在动模经分析,综合考虑各方面的因素,方案一较合理。二、注射机型号的确定1、 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔参数。经计算塑件的体积为 V=1677.19 立方毫米,计算塑件的质量,根据塑料模设计手册中13 页表 1-4 常用热塑性塑料成形条件知:PP 的密度为 p=0.900.91 g/cm 3 选 p0.90 g/cm 3 桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 17 页 共 42 页故塑件的质量为:w=vp=1677.190.90=9.03g 采用一模两件的模具结构,考虑其外形尺寸、注射机所需压力和现有设备等情况,初步选用注射机 XS-ZS-22 型。103 页 表 4-2 常用国产注射机的规格和性能 型号 XS-ZS-22(卧式)螺杆(柱塞)直径(mm) 20注射压力(MPa) 75锁模力(KN) 50最大成型面积(c )130模具厚度 最大 180mm 最小 60mm最大开合模行程(mm)160喷嘴 球半径(mm)12 孔直径(mm) 2动定模固定板尺寸/mm 2502802、塑件注射工艺参数的确定查塑料成型工艺与模具设计47 页表 3-1 各种塑料的注射工艺参数,选用螺杆式注射机各温度为喷嘴温度:170190 模具温度:4080料筒温度:前段:180200 中段:200220 后段:160170三、注射模的结构设计注射模结构设计主要包括;分型面的选择,模具型腔数的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置,模具工作零件的结构设计,推出机构的设计等内容。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 18 页 共 42 页1、分型面选择为了将塑件从闭合的模腔中取出,为了取出浇注系统凝料,或为了满足模具的动作要求,必须将模具的一些面分开,这些可分开的面可统称为分型面。分开型腔取出塑件的面叫型腔分型面。塑件在型腔中的方位选择是否合理,将直接影响模具总体结构的复杂程度。一般应尽量避免与开合模方向垂直或倾斜的侧向分型和抽芯,使模具结构尽可能简单。为此,在选择塑件在型腔中的方位时,要尽量避免与开合模方向垂直或倾斜的方向有侧孔侧凹。在选择分型面位置时,应注意以下几点:1)分型面在塑件外形最大轮廓处;2)便于塑件顺利脱模;3)保证塑件的精度要求;4)满足塑件的外观要求;5)便于模具加工制造;6)减少塑件在合模分型面上的投影面积,可靠锁模避免涨模溢料现象;7)有利于排气;8)保证抽心机构顺利抽心。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。根据塑件的形状和尺寸,采用平直分型面,分型面的位置和形状如图 2 所示。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 19 页 共 42 页图 2平直分型面示意图2、确定型腔的排列方式型腔数量的确定主要是根据制品的质量、投影面积、几何形状、制品精度、批量以及经济效益来确定,以上这些因素有时是相互制约的,在确定设计方案时必须进行协调,以保证满足其主要条件。型腔数量确定之后,便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型心的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口的位置选择有关,所以在具体设计过程中,要进行必要的调整,以达到比较完善的设计。本塑件在注射时采用一模四件,即模具需要四个型腔。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:桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 20 页 共 42 页图 3 型腔排列方式示意图该塑件有侧向抽芯,这种排列方式的最大优点是料流长度较短,易充满型腔,成型周期短。3、浇注系统设计浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大,而且还于塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关,因此这是一个重要环节。浇注系统是指模具中注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。流注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的作用是将塑料熔体充满型腔,并将注射压力传递到模腔的各个部位,以获得组织致密、外观清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。采用普通浇注系统时,制件脱模后还需将浇注系统凝料从制件上切除桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 21 页 共 42 页(点浇口除外) 。凝料可再加以回收利用。因此,在设计浇注系统时,应在不影响制件质量的前提下尽量减小流道尺寸,以减小流道回料。4、主流道设计根据塑料成型工艺与模具设计103 页表 4-2 常用国产注射机的规格和性能查得型号 XS-ZS-22(卧式) 注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d0=2 mm;喷嘴前端球面半径 R0=12mm。则主流道主要尺寸可根据如下计算获得:主流道小端直径 d=d0+(0.51) mm3mm;主流道球面半径 R=R。+(12)mm13mm;球面配合高度35,取5;主流道锥角 26,取 3;主流道长度60,取45;主流道大端直径 mtgLtgdD57.4232主流套材料:T10A,热处理:HRC5055为了使熔料顺利进入分流道,在主流道出料端设计半径 r=4 mm 的圆弧过渡。1)主流道衬套的结构形式及尺寸如图 4 所示桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 22 页 共 42 页图 4 浇口套形式及尺寸2)主流道衬套的固定浇口套与模板间配合采用 H7/m6 的过渡配合,与定位圈采用 H9/f9的配合5、分流道设计圆形截面分流道的缺点:其的加工要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出,这种加工的工艺性不佳,其模具闭合后难以保证两半圆对准。梯形截面分流道的优点:容易加工,且塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。比较以上的两种形式,再考虑加工的经济性,采用梯形截面分流道更符合设计的要求,故本模具的分流道设计形式采用了梯形截面分流道的形式。分流道截面形状如图 5 所示。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 23 页 共 42 页图 5 分流道截面形状经查表计算 取 H=4 L= 22 b6 点浇口长度: Lg = 1mm6、浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,选用潜伏浇口较为理想。设计时考虑选择从壁厚为 1.5 mm 处进料,且模具结构采用镶拼式型芯,有利于排气,采用截面为矩形的潜伏浇口,初选尺寸为如图 6 所示,其中锥角取 1020,倾斜角为 4245试模时修正。图 6 潜伏式浇口形式浇口位置的选择需要根据塑件的结构工艺及特征、成型质量和技术要桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 24 页 共 42 页求,并综合分析塑料熔体在模内的流动性、成型条件等因素。通常可考虑一下原则:1)尽量缩短流动距离;2)浇口应开设在塑件壁厚最厚处;3)必须尽量减少或避免熔接痕;4)应有利于型腔中气体的排除;5)考虑分子定向的影响;6)避免产生喷射和蠕动;7)不在承受弯曲和冲击载荷的部位设置浇口;8)浇口位置的选择应考虑塑件外观质量;综上所述,浇口位置如图 7 所示图 7 浇口的位置分布图7、成型零件的结构设计1)凹模的结构设计模具采用一模四件的结构形式,考虑加工难易程度和材料的价值利用等因桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 25 页 共 42 页素,凹模采用整体式型腔结构,其特点是牢固、不易变形,不会使塑件产生拼接线痕迹。结构如图 8 所示图 8 型腔如上图成型型腔在定模板上,根据分流道与浇口的设计要求,分流道与浇口均开设在定模型板和凹模板上。2)凸模结构设计凸模主要是与凹模结合构成模具的型腔座,其凸模(主型芯与分型芯)采用镶嵌结构形式,其结构如图 9 所示:桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 26 页 共 42 页图 9 型芯8、合模导向机构的设计1)导柱的设计长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 812mm,以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。形状 导柱前端应做成锥台形或半球形,以使导柱顺利进入导向孔。材料 导柱应有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的内芯,故采用T8A 经淬火处理,硬度为 5055HRC;导柱固定部分表面粗糙度Ra=0.8m,导向部分 Ra 为 0.80.4m,取 0.5m。布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周,导柱中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具强度(导柱中心到模具边缘通常为导柱直径的 11.5 倍) 。桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 27 页 共 42 页配合精度 导柱固定端与模板之间采用 H7/m6 的过渡配合;导柱的导向部分采用 H7/f7 间隙配合。具体尺寸(单位:mm)d(f7)基 本 尺 寸 极 限 偏 差定 模 导 柱 16 -0.018-0.025动 模 导 柱 16 -0.018-0.025导柱总长 定模导柱为 70mm,动模导柱为 55mm。2) 导套的设计材料:T8A 热处理:硬度 HRC5055,应低于导柱。配合精度:型导套用 H7/r6 配合镶入模板。具体尺寸(单位:mm)d(H7)基 本 尺 寸 极 限 偏 差定 模 导 套 16 +0.0180动 模 导 套 16 +0.0180四、模具设计的有关计算本模具中成型零件工作尺寸计算时均采用平均法计算。查塑料模设计手册知:PP 的收缩率为 1.0%-2.5%,故平均收缩率为 Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%,考虑到模具制造的现有条件,模具公差去 =/3。1、型腔和型芯工作尺寸计算桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 28 页 共 42 页查塑料成型工艺与模具设计189 页表 4.4-5 按平均收缩率计算模具成型零件工作尺寸的公式表型腔径向尺寸 Dm【(1+Scp)d-x )】 =17.12 (x0.75 )m0043.型芯径向尺寸 dm【(1+Scp)D-x )】 14.08 (x0.75)0m043.型腔深度尺寸 Hm【(1+Scp)h-x )】 =16.14 (x0.6 )0043.型芯高度尺寸 hm【(1+Scp)H+x )】 7.5 (x0.6)0m036.中心距 Lm【(1+Scp)L)】 2型腔内凸台或孔的中心线至侧壁距离 Lm【(1+Scp)L)】 2型芯上凸台或孔的中心线至侧壁距离 Lm【(1+Scp)L)】 2m2、型腔侧壁厚度和底版厚度计算 在塑料制品的成型过程中,塑料熔体在型腔中产生很高的压力,使型腔发生变形甚至破裂。型腔的变形,不但影响塑件的尺寸精度,还可能使拼合处产生间隙,形成溢料飞边。变形过大,甚至会影响塑件的顺利脱模。为了保证模具的强度、刚度,应根据模具零件的结构和工作时的受力状况进行必要的强度、刚度计算。对大型模具,应以刚度计算为主,对小型模桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 29 页 共 42 页具,以强度计算为主。1)壁厚的计算查塑料模具设计师指南和塑料成型工艺与模具设计156 页按刚度条件计算p-型腔内塑料熔体压力,取 p =60MPah1-型腔侧壁高度 H1=16mmE-型腔材料弹性模量 中碳钢 E2.1100000MPa 按塑料模具设计师指南表 4.4-13 算mWi013.9701.5.2.3.151(wr)经计算得:S 12.99mm 取 S13mm 2)型腔底板厚度计算查塑料成型工艺与模具设计157 页按强度计算桂林航天工业高等专科学校毕业设计说明书第 30 页 共 42 页取 P60MPa r8.5mm -模具强度计算的许用应力,一般中碳钢160MPa计算得:h4.53mm3、模具加热
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