2588 端盖注塑模设计2
2588 端盖注塑模设计2,注塑,设计
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 黄 金 顶 学 号 0312111 指导教师 原红玲课题名称 端盖注塑模设计难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 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 : 黄金顶 学 号: 0312111 设计(论文) 题目: 端盖注塑模设计 起 迄 日 期: 2006 年 4 月 03 日 5 月 10 日 指 导 教 师: 原红玲 讲师 发任务书日期: 2006 年 4 月 3 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:该课题来源于杨占尧老师主编的Proe 野火版 2.0端盖产品造型与模具设计。在完成该课题之后,应对注塑工艺生产较为熟悉,能熟练掌握相关设计手册的使用,能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制,能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。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):(1)了解目前国内外塑料模具的发展现状;(2)塑件的结构工艺分析;(3)端盖注塑模设计,并编写设计说明书一份;(4)绘制模具总装图一张,并画出非标准零件的零件图;(5)编制主要零件加工工艺过程卡。原始资料:塑件图及其尺寸见说明书,材料:尼龙 1010生产批量:中等批量所在专业审查意见: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材料工程系模具设计与制造专业毕业设计/论文设计/论文题目: 端盖注塑模设计班 级: 模具 031 班姓 名: 黄金顶指导老师:原红玲完成时间: 2006.5.10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毕业设计/论文任务书题目:端盖注塑模具设计内容: (1)端盖的结构工艺分析;(2)端盖注射模设计,绘制模具总装一张;(3)画出非标零件图;(4)编写设计说明书一份;(5)编制主要零件加工工艺过程卡。原始资料:如图 7-1 端盖零件图材料:尼龙 1010目录绪论1一 模塑工艺规程的编制3二 注塑模的结构设计7三 端盖注塑模具的有关计算16四 模具加热和冷却系统的设计18五 模具闭合高度的确定19六 注塑机有关参数的校核20七 绘制模具总装配图和非标准零件工作图21八 注塑模具的安装和试模23结论26致谢27参考文献28 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 黄 金 顶 学 号: 0312128 专 业: 模具设计与制造 设计(论文) 题目: 端盖注塑模设计 指导教师: 原 红 玲 讲师 2006 年 04 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 述塑料制品在日常生活中是常常见到的,如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材以及医疗器械等众多领域,塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因:第一,塑料与金属材料相比有许多优点:容易加工,生产效率高;节约能源,绝缘性能好;质量轻,相对密度为1.01.4,比铝轻一半,比钢轻 3/4,比强度高,具有突出的耐磨、耐腐蚀性等;第二,在日用和工业产品中,一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件,加上利用工程塑料特有的性质,可以一次成型非常复杂的形状,并且还能设计成卡装结构,从而减少产品中装配的各种紧固件,降低了金属材料消耗量和加工及装配工时;第三,注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制品数量比其他常规的金属成型方法要大得多。由于注塑成型加工不仅产量多,而且适用于多种原料,能够成批、连续的生产,并且具有稳定的尺寸,容易实现生产的自动化和高速化,具有极高的经济效益。因此目前工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。获得注塑制品的过程,称之为注塑成型或者注射成型,或者简单的称之为注塑。注塑成型的基本过程是:颗粒状的高分子材料(以下简称为塑料)经过注塑机螺杆的挤压和加热,成为熔融状态的可以流动的熔体。在螺杆的推动下,塑料熔体通过注塑机的喷嘴、模具的主流道、分流道和浇口进入模具型腔,成型出具有一定形状和尺寸制品的过程。注塑的结果是生产出符合用户要求的塑料制品。要想取得合格的制品,必须要有设计合理、制造精良的模具,还需要有何该模具配套的先进的注射设备(注塑机)以及合理的加工工艺。因此人们常将,模具、注塑机以及工艺称之为注塑过程得以顺利进行的三个基本要素。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具,在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的恶水平高低,直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代,并最终决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。与其他机械行业相比,模具制造业主要有以下三个特点:第一,模具不能像其他机械产品那样可作为基本定型的商品随时都可以在市场上买到。这是因为每副模具都是针对特定的塑料制品的规格而产生的,由于塑料制品的形状、尺寸各异,差距甚大,其模具结构也是大相径庭,所以模具制造不可能形成批量生产。换句话说,模具是单件生产的。因此,模具的设计、制造成本都较高。第二,因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的,作为产品,除质量、价格等因素之外,很重要的一点就是需要尽快地投放市场,所以对于为塑料制品而特殊订制的模具来说,其制造周期一定要短。第三,模具制造是一项技术性很强的工作,其加工过程集中了机械制造中的诸多先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧,因此要求模具工人具有较高的文化技术水平,这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产来说是非常重要的。对于采用注塑成型加工方法生产塑料制品来说,合理的成型工艺既是三个基本要素中的加工工艺。所谓成型工艺,简单来说就是将压力、温度、时间(速度)三大要素组成最合理的搭配。在成型过程中,尤其是精密制品的成型,要想确立一组最佳的成型条件决非易事,因为影响成型条件的因素很多,除制品的形状、模具结构、注塑设备、原材料等之外,电压的波动、环境温度的变化对成型都有一定的影响。到目前为止,建立最佳的成型工艺尚无简便可靠的办法,大多需要操作者具有很丰富的实践经验与耐心,根据塑料制品在成型过程出现的具体问体认真调查,才能确立一个理想的成型工艺,高效率、高质量地生产出合格的塑料制品。随着市场竞争的激烈化,客户对于产品的质量要求越来越高,生产速度要求越来越快。这些要求推动人们不断设计技术更加先进,生产效率更加高的注塑机,同时设计结构更加合理,性能更加稳定的注塑模具,并寻求更为合理的注塑工艺,以满足这方面的要求。 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):为了能够使我们在毕业后的工作过程中能够独立分析和解决实际问题,在三年的学习将要结束的时候,学校安排了“毕业设计”这个实践环节。本设计题目为“端盖注塑模” 。在设计中经过分析选用了“一模两腔”的型腔排列方式,能够满足中等批量的生产任务;浇口的设计过程中根据模具结构选择了侧浇口,在开模过程中能够自动切断浇口凝料,提高了生产效率;由于制件有侧孔,需要设置侧向分型抽芯机构,本模具中采用了斜导柱侧向分型抽芯机构;在顶出机构的设计中,考虑到制件成型后由于收缩将包紧在型芯上,造成脱模力较大,为保证塑件的质量,采用了顶杆脱模;在合模时顶管必须在侧型芯滑块复位时提前退回复位,为避免侧型芯与顶杆在合模过程中发生干涉,设置了弹簧式优先复位机构,需要注意的是选用的弹簧要有迫使顶出机构复位的足够力矩。毕业设计是塑料模设计课程重要的综合性和实践性教学环节。现将本设计的进度表安排如下:(1)查阅相关资料,撰写开题报告-2 周;(2)进行各种工艺计算-2 周;(3)根据计算结果,绘制装配图,并绘制非标准件零件图-2 周;(4)撰写毕业说明书,编制加工工艺卡-1 周。 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 日插图清单1. 分型面的选择72. 型腔的排列方式93. 推出机构的选择134. 凹模的设计145. 凹模板的设计146. 型芯的设计17表格清单1. 凹模工作尺寸的计算.162. 冷却水路的设计18摘要:系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响分析,浇注系统的设计,模具成型部分和总装结构的设计。介绍了端盖注塑模具设计时要注意的要点,并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发,对端盖注塑模的各主要尺寸进行了理论计算,以确定各工作零件的尺寸,从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用 CAD 进行各重要零件的设计。关键词:工艺分析;塑件成型;浇注系统;模具结构。Abstract :The molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details.Key words: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure.机械加工工艺过程卡产品型号 零(部)件图 号 04机械加工工艺过程卡片 产品名称端盖注塑模零(部)件名称 动模镶件共(2)第(1)页材料牌号T8A毛坯种类圆棒料毛坯外型尺寸150每个毛坯可制件数 1每台件数 1 备注工时工序号 工序名称工 序 内 容车间 工段 设备工 艺 装 备 准终 单件05 下料锯割下料 15080下料车间锯床 0.510 锻 锻成 160100 锻造车间空气锤20.15 热处理退火 热处理车间热处理炉1020 车削车外圆 160 达尺寸;车退刀槽 22;车外圆 150,留磨量0.5;车右端面,留磨量 0.2;扩 34,镗 34 及底孔,各留磨量 0.5和0.2(孔深度镗至 7);切断;掉头车左端,留磨量0.2,钻锥型孔;模具车间车床 525 铣削铣分流道至要求 模具车间230 热处理淬火并回火达 5458HRC 热处理车间635内外圆磨以外圆 150 为基准,磨锥型孔达到要求;磨孔 34 ;磨外圆14.044 达图样要求;025.模具车间240 钳 研磨 30 孔底及14.0R0.5 达图样要求模具车间 2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 处数更该文件号河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书1端盖注塑模设计绪论大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展,工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年,模具行业结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在,大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书2了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书3第 1 章 模塑工艺规程的编制该塑件是端盖产品,其零件图如图 7-1 所示。本塑件的材料采用尼龙1010,生产类型为大批量生产。1.1 塑件的工艺性分析1.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用尼龙 1010,属热塑性塑料。从使用性能上看,尼龙 1010 是半透明,吸水小,耐寒性较好,坚韧耐磨耐油耐水,抗霉菌,但吸水性大;从成型性能上看,塑件壁不宜取厚,并应均匀,脱模度不宜取小,尤其对厚壁及深高塑件更应取大。受热时间不宜超过 30min,料温高则收缩大,易出飞边,收缩小,取向性强,注射压力低易发生凹痕,波纹。成型周期按塑件壁厚而定,厚则取长,薄则取短,为了减少收缩,凹痕缩孔,一般宜取低模温高注射压力的成形条件,以及采用白油作脱模剂;尼龙 1010 的主要技术指标:密度是1.04kg/dm 比体积是 0.96dm /kg吸水率是 0.20.4收缩率是 1.32.3s33熔点是 205t/ c热变形温度是 55 c抗拉屈服强度是 62Mpa拉伸弹性模量001.810 Mpa 抗弯强度 88Mpa硬度 9.75HB击穿强度 20KV/mm。31.2.1 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.2.1.1 结构分析从零件图上分析,该零件总体形状为长方形。在宽度方向的一侧有两个高度6m,半径为 2mm 的侧孔.在高度为 8m,长为 40mm、宽为 17mm 的凸台上,一个带有10mm3mm 的孔对称分布,因此,模具设计时必须设置侧向分型抽心机构,该零件属于中等复杂程度.1.2.1.2 尺寸精度分析该零件重要尺寸,如 4mm,40mm,10mm 等尺寸精度为 MT1 级(GB/T14486河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书41993) ,次要尺寸,如 17mm,9mm,120mm3mm 等的尺寸精度为 MT5 级(GB/T144861993) 。由以上分析可见,该零件的尺寸精度中等偏上,对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为 3mm,壁厚均匀, 符合尼龙 1010 的最小壁厚原则,在制件的转角处设计圆角,防止在此处出现缺陷,由于制件的尺寸较小,尼龙 1010 的强度较大不需增设加强1.2.1.3 表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺,内部不得有导电杂质外,没有什么特别的表面质量要求,故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.2.2 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=31.3 cm3计算塑件的质量:根据设计手册可查得尼龙 1010 的密度为 =1.04kg/dm 3塑件质量:M=V=31.310 1.041033=32.552g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 XSZY125 型。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书52.3 塑件注塑工艺参数的确定查找有关文献和参考工厂时间应用的情况,尼龙 1010 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: 括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度: 后段温度 t 选用 190210 c;10中段温度 t : 选用 200220 c; 20前段温度 t : 选用 210230 c; 3喷嘴温度: 200210 c;0注塑压力一: 选用 40100Mpa;注塑时间: 选用 2090s;保压压力: 选用 65Mpa;高压时间: 选用 05s;冷却时间: 选用 20120s;总周期: 选用 45220s;后处理方法: 采用油水盐水;后处理温度: 90100t/ c;0后处理时间: 4h。说明 1:预热和干燥均采用鼓风烘箱。2:凡潮湿环境使用的塑料,应进行调湿处理,在 100120 c 水中加热0218h。2.4.塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为 XS-ZY-125 查材料知:标称注射量: 192cm 3螺杆直径/cm 42mm注射容量/克: 125 克河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书6注射压力/10 Pa: 1500Mpa5锁模力 10kN: 90kN最大注射面积/: 320 2模具厚度/mm: 200300mm模板行程/mm: 300mm喷嘴 球半径: 12mm孔半径: 4mm定位孔直径/ 100 06.推出两侧孔径/mm 22mm孔距/mm 230mm河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书7第 2 章 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括:分型面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结构设计侧向分型与抽芯机构的设计推出机构的设计等内容。2.1 分型面选择模具设计中,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。该塑件为端盖,表面无特殊的要求,其分型面选择如下图所示: AAA如 图 2-1如 图 2-2-1 所示取 A-A 向为分型面,不影响零件外观质量,抽芯在动模构简单。如图 2-2 所示取 A-A 向为分型面,抽芯在定模,抽芯机构复杂,应当避免定模抽芯。从以上两个分型如图面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法,有利于模具成型。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书82.2 确定型腔的数目及排列方式2.2.1 模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产,宜采用多型腔注塑模具,其型腔个数与注塑机的塑化能力,最大注射量以及合模力等参数有关,此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响,有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量;2.2.1.1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量 N1N1=(F/PC)/AB/A其中: F 注塑机的锁模力 NPC 型腔内的平均压力 MPaA 每个制件在分型面上的面积( )2B 流道和浇道在分型面上的投影面积( )B 在模具设计前为未知量,根据多型腔模具的流动分析 B 为(0.20.5) ,常取 B=0.35,熔体内的平均压力取决于注射压力,一般为 2540MPa 实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力,为保险起见常用 0.8F 则N1=0.6F/APC=5000000.6/30342=29.2 (个)2.2.1.2.注射机注塑量确定型腔数目 N2N2=(GC)/V其中: G 注射机的公称注塑量( )3V 单个制件体积 ( )C 流道和浇口的总体积( )3生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的 0.750.45 倍,取 0.6 倍计算,同时流道和浇道的体积为未知量,据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.21 倍,现取 C=0.6 则河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书9N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=600.375=10.7(个)从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取 N1,N2 中的较小值,在这里可以选取的个数是 2,4,6,8,10 个,考虑的制件的取出和模具的开模等情况,以及模具的主流道长度最好小于 60mm,以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模两腔的方案,即 N=22.2.2 型腔的排列方式如 图 2-1如 图 2-本塑件在注塑时采用一模两腔,综合考虑浇注系统,模具结构的复杂程度等因素采取如图 2-2-2-1 所示的型腔排列方式。采用 2-2-2-1 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大,但因本塑件较小,故对成型没有太大影响。若采用如图 2-2-2-2 所示的型腔排列方式,显然料流长度较短,但侧向分型抽芯机构设置则相当困然,势必成倍增大模具结构的复杂程度。所以应该采用 2-2-2-1 的排列方式。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书102.3 浇注系统设计2.3.1 主流道设计根据 XS-ZY-125 型注塑机喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径: d0=4mm喷嘴前端球面半径: R0=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(12)mmD=d0+(0.51)mm取主流道的球面半径: R=13mm取主流道的小端直径 d=4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出,将主流道设计为圆锥形式其斜度取 13度经换算得主流道大端直径 D=8.5mm,为了使料能顺利的进入分流道,可在主流道的出料端设计半径 r=5mm 的圆弧过渡。2.3.2 分流道设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积,壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单,尼龙 1010 的流动性好,冲型能力比较好,因此可采取梯形分流道,便于加工。根据主流道大端直径 D=8.5mm,则梯形可选用上底为 b=5.5mm,高为 h=8mm 的截面。截面形状为 U 型,在流道设计中要减小压力损失,则希望流道的面积大。要减少传热损失,又希望流道的面积小。因此可用流道的面积与周长的比值来表示流道的效率。U 型实质上是一种双梯形流道截面。效率为 0.195D分流道的尺寸:尼龙 1010 分流道直径/mm 3.8-7.5选取 6mm分流道表面粗糙度:分流道表面不要求太光洁,表面粗糙度常取 1.252.5R m,这可增加对a外层塑料熔体流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层。有利于保温。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书11但表面不得凸凹不平,以免对分型不利。2.3.3 浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从塑件的表面进料,而且在模具结构上采取镶拼型腔型心,有利于填充排气。故采用截面为矩形的侧浇口,查表初选尺寸为(blh)1mm0.8mm0.6mm,试模时修正.2.3.4 排气结构的设计在注塑模具的设计过程中,必须考虑排气结构的设计,否则,熔融的塑料流体进入模具型腔内,气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡,甚至会产生很高的温度使塑料烧焦,从而出现废品。排气方式有两种:开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于端盖注塑模是小型镶拼式模具,可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气,而不需在模具上开设排气槽。 (尼龙 1010 塑料的最小不溢料间隙为 0.03mm,间隙较小,再加上尼龙 1010 的流动性较好,也不宜开排气槽.2.3.5 主流道衬套的选取为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式,选取材料为 T8A,热处理以后的硬度为 5357HRC,主流道衬套和定模的配合形式为 H7/m6 的过渡配合。2.4 抽芯机构设计此设计的塑件侧壁有两个修袄突台,它们均垂直于脱模方向,阻碍成型后塑件从模具脱出.因此成型小突台的零件必须做成活动的型心,即必须设置抽芯机构.本模具采用斜销抽芯机构.2.4.1 确定抽芯距河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书12抽芯距一般大于侧凹的深度本副模具设计中必须高于制件最小高度的一半H1=B2/2=22.5/2=11.25mm另加 35mm 的抽芯安全系数,可取抽芯距为 15mm2.4.2 确定斜销的倾角斜导柱的倾角 a 是斜销机构的主要技术参数,它与抽拔距和抽芯距有直接关系,一般取 1525本副模具取 a=202.4.3 确定斜销的尺寸斜导柱的直径取决于抽拔力及倾角可按设计资料有关公式进行计算,本例可采用经验估值,取斜导柱的直径 d=16mm2.4.4 斜导柱的长度可根据抽拔距,固定端模板的厚度,斜销直径及斜角大小确定:L=L1+L2+L3+L4+L5=D/2tana+h/cosa+d/2tana+H/sina+(1015)=99.6mm取: L=100mm2.4.5 滑块和导滑槽设计由于侧凹的尺寸较小型芯滑块可采用整体式加工增加强度,导滑槽的导滑长度和定位装置的设计可采用经验法,侧向抽芯的抽拔距较小,也无须滑块的定位装置。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书132.5 推出机构设计如 图 2-51如 图 2-51如图 2-5-1 所示模具开模后,塑件包紧动模型心的力并不大,适当考虑脱模斜度,采用顶杆并不会将塑件顶变形,且模具结构简单. 如图 2-5-2 所示是采用推管和顶杆联合顶出,顶出平稳,塑件不会变形,但推管与中间的型心想配合,会造成制造和装配上的困然.由以上两种方法的比较不然看出图 7-6 的方法比图 7-7 的方法更经济也可以给制造带来方便.2.6 成型零件结构设计2.6.1 凹模的设计本副模具采用整体式凹模结构,由于制件结构简单,模具牢固,不易变形,制件没拼界逢,适用用于本制件的模具。如图所示:河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书14材料选用 T8A, 硬度在 50HRC 以上.根据分流道与浇口的设计要求,分流道与浇口设在凹模型腔上其结构见上图所示。凹模板尺寸:根据矩形凹模最小壁厚经验曲线知,此塑件的成型压力小于 30MPA,那么尺寸见下图由经验可知【3】:河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书15长为: 150 mm. 宽为: 260 mm.凹模高为: h=45mm 件高为: 17mm加工可以直接用铣刀铣出,也可以用成型电极。为了节约成本。在这里我选用铣刀铣。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书16第 3 章 端盖注塑模具的有关计算本例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率来计算。查常用塑料的收缩率塑料尼龙 1010 的成型收缩率为 S=0.54.0,故平均我们取为 Scp=0.5。考虑到工厂模具制造的现有条件,模具制造公差取=/3。表一:凹模工作尺寸的计算:塑件尺寸 计算公式 型腔工作尺寸120 119.95+0.05114 113.95+0.0740Lm=(Ls+LsScp3/4)+39.96+0.08河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书17成型 34mm 的型芯:成型 10mm 孔的型芯:材料选用 T8A, 硬度在 50HRC 以上.成型零部件的制造误差:成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差,配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右,通常取 IT69 级,综合考虑取 IT8 级。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书18第 4 章 模具加热和冷却系统的设计塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却,塑料制件不能有太高的温度(防止出模后制件发生翘曲,变形)冷却系统设计可按下式进行计算:设该模具平均工作温度为 60,用 20的常温水作为模具的冷却介质,其出口温度为 30,产量为(1 分钟 2 模)1000g/h。 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 Q3,查有关文献得尼龙 1010的单位热流量为 Q2=314.3398.1J/g ,取 Q2=350J/g:Q3=WQ2=1008g/h350J/h=352800J 求冷却水的体积流量 VV=WQ1/Pc1(T1T2)=140cm3温度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面:变形 尺寸精度 力学性能 表面质量在选择模具温度时,应根据使用情况着重满足制件的质量要求。在注射模具中溶体从 200 C,左右降低到 60 C 左右,所释放的能量 5以辐00射,对流的方式散发到大气中,其余 95由冷却介质带走,因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的 2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中,在湍流下的热传递是层流的 1020 倍。在次我选择湍流。 如图表二:表二冷却水道直径d/(mm)最低流量 v/(m/s)流量qv/(m /min)312 1.10 7.410 河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书19第 5 章 模具闭合高度确定在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定:定模板厚度 H1=42mm,斜楔块厚度为 H2=34mm,腔板型芯固定板厚度为 H3=28mm,推件板厚度为 H4=16mm,垫块厚度 H5=73mm 动模板厚度 H6=27mm(考虑模具的抽芯距)如下图所示:1 计算模具的闭合高度:H=H1H2H3H4H5=254623702531=220mm 2校核注塑机的开,合模空间(1):模具合模时校核:110mm220mm277mm (模具符合注塑机的要求)(2):模具开模时校核:110mm220mm15mm200mm (模具符合注塑机的要求)河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书20第 6 章 注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为 300mm300mm220mm, XS-ZY-125 型注塑机模板最大安装尺寸是 370mm350mm。由于上述计算的模具闭合高度为 220mm,XS-ZY-125 型注塑机的最小模具厚度为 200mm,最大模具厚度为 300mm1:模具合模时校核:200mm220mm300mm 2:模具开模时校核:200mm220mm15mm300mm 其中:15mm 为模具的抽拔距经校核 XS-ZY-125 型注塑机能满足使用要求故可以采用。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书21第 7 章 绘制模具总装图和非标零件工作图7.1 本模具总装图和非标零件工作图见附图7.2 本模具的工作原理:模具安装在注塑机上,定模部分固定在注塑机的定模板上,动模固定在注塑机的动模板上。合模后,注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔,经保压,冷却后塑件成型,注塑完成。开模时动模部分随动模板一起渐渐将分型面打开,与此同时在斜导柱的作用下侧抽芯滑块从型腔中退出,完成侧抽芯动作当分型面打开到 23mm 时,动模运动停止,在注塑机顶出作用下,推动顶杆运动将塑件顶出。合模时,随着分型面的闭合侧型心滑块,同时复位杆也对顶杆进行复位。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书22第 9 章 注塑模具的安装和试模9.1 模具安装(1) 清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物,毛刺。(2) 因本模具的外型尺寸不大,故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好木板,模具从侧面进入机架间,定模入定位孔,并放正,慢速闭合模板,压紧模具,然后用压板或螺钉压紧定模,并初步固定动模,然后慢速开闭模具,找正动模,应保证开闭模具时平衡,灵活,无卡住现象,然后固定动模。(3) 调节锁模机构,保证有足够的开模距及锁模力,使模具闭合适当。(4) 慢速开启模板直至模板停止后退为止,调节顶出装置,保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况,动作是否平衡,灵活,协调。(5) 模具装好后,等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度 20-30,即可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况,可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间,观察两者接触印痕,检查吻合情况,须使松紧合适,校正后拧紧注射座定位螺钉,紧固定位。(6) 开空车运转,观察模具各部分运行是否正常,然后才可注射试模。9.2 试模通过试模塑件上常会出现各种弊病,为此必须进行原因分析,排除故障。造成次废品的原因很多,有时是单一的,但经常是多个方面综合的原因。需按成型条件,成型设备,模具结构及制造精度,塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾,然后再采取调节成型条件,修整模具等方法加以解决。首先,在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内,或型芯上,甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。9.2.1 粘着模腔制品粘着在模腔上,是指塑件在模具开启后,与设计意图相反,离开型芯一侧,滞留于模腔内,致使脱模机构失效,制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是:河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书23(1) 注射压力过高,或者注射保压压力过高。(2) 注射保压和注射高压时间过长,造成过量充模。(3) 冷却时间过短,物料未能固化。(4) 模芯温度高于模腔温度,造成反向收缩。(5) 型腔内壁残留凹槽,或分型面边缘受过损伤性冲击,增加了脱模阻力。9.2.2 粘着模芯(1) 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模,尤其成型芯上有加强筋槽的制品,情况更为明显。(2) 冷却时间过长,制件在模芯上收缩量过大。(3) 模腔温度过高,使制件在设定温度内不能充分固化。(4) 机筒与喷嘴温度过高,不利于在设定时间内完成固化。(5) 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。9.2.3 粘着主流道(1) 闭模时间太短,使主流道物料来不及充分收缩。(2) 料道径向尺寸相对制品壁厚过大,冷却时间内无法完成料道物料的固化。(3) 主流道衬套区域温度过高,无冷却控制,不允许物料充分收缩。(4) 主流道衬套内孔尺寸不当,未达到比喷嘴孔大0.51 。(5) 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况,首先要设法将制品取出模腔(芯),不惜破坏制件,保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因,一方面要对注射工艺进行合理调整;另一方面要对模具成型部位进行现场修正,直到认为达到要求,方可进行二次注射。 9.2.4 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时,制件本身必然存在各种各样的缺陷,这种缺陷的形成原因是错综复杂的,一般很难一目了然,要综合分析,找出其主要原因来着手修正,逐个排出,逐步改进,方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书249.2.4.1 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有:(1) 熔料流动阻力过大这主要有下列原因:主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状,避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。(2) 型腔排气不良这是极易被忽视的现象,但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高,排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等,必须合理地安排顶杆、镶块,利用缝隙充分排气,否则不仅充模困难,而且易产生烧焦现象。(3) 锁模力不足因注射时动模稍后退,制品产生飞边,壁厚加大,使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力,保证正常制件料量。9.2.4.2 溢边(毛刺、飞边、批锋) 与第一项相反,物料不仅充满型腔,而且出现毛刺,尤其是在分型面处毛刺更大,甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在,其主要原因有:(1) 注射过量(2) 锁模力不足(3) 流动性过好(4) 模具局部配合不佳(5) 模板翘曲变形9.2.4.3 制件尺寸不准确初次试模时,经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔,应行从注射工艺上找原因。(1) 尺寸变大 注射压力过高,保压时间过长,此条件下产生了过量充模,收缩率趋向小值,使制件的实际尺寸偏大;模温较低,事实上使熔料在较低温度的情况下成型,收缩率趋于小值。这时要继续注射,提高模具温度、降低注射压力,缩短保压时间,制件尺寸可得到改善。(2) 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足,制在冷却后收缩率偏大,使制件尺寸变小;模温过高,制件从模腔取出时,体积收缩量大,尺寸偏小。此河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书25时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件,通常只能在极小范围内使尺寸京华,可以改变制件相互配合的松紧程度,但难以改变公称尺寸。9.2.5调整措施调整时应注意调节进料速度,增加排气孔,正确设计浇注系统。注意控型周期。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书26结论大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书27致谢时光如电,岁月如梭,三年的大学生活即将结束,而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际,作为一名工科院校的学生,做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作,它涉及的知识非常广泛,很多都是书上没有的东西,这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料;还有很多设计计算,这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决,可以说,没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。在学校中,我主要学的是理论性的知识,而实践性很欠缺,而毕业设计就相当于实战前的一次总演练。毕业设计不但把我以前学的专业知识系统的连贯起来,也使我在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识;这不但提高了我们解决问题的能力,开阔了我们的视野,在一定程度上弥补我们实践经验的不足,为以后的工作打下坚实的基础。由于本人资质有限,很多知识掌握的不是很牢固,因此在设计中难免要遇到很多难题,在有课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下,克服了一个又一个的困难,使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦,但是在设计中不断思考问题,研究问题,咨询问题,一步步提高了自己,一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识,锻炼了自己独立设计的能力,使我受益匪浅,我相信这些经验对我以后的工作一定有很大的帮助,而且也锻炼我的吃苦耐劳的精神,让我在这个竞争的社会里有立足之地。最后,我衷心感谢各位老师特别是我的指导老师原红玲老师在这一段时间给予我无私的帮助和指导,并向你们致意崇高的敬意,以后到社会上我一定努力工作,不辜负你们给予我的知识和对我寄予的厚望!河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书28参考文献1. 杨占尧主编. 塑料注塑模结构与设计. 清华大学出版社.2. 中国模具设计大典.3. 王孝陪主编. 塑料成型工艺及模具简明手册. 机械工业出版社. 20004. 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社. 19965. 冯炳尧,韩泰荣,蒋文生主编. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社,19986. 贾润礼,程志远主编. 实用注塑模设计手册. 中国轻工业出版社. 20007. 唐志玉主编. 模具设计师指南. 国防工业出版社. 19998. 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计. 机械工业出版社. 19959. 黄毅宏主编. 模具制造工艺. 机械工业出版社. 199910. 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社. 1993
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