2682 盖塞注塑模具设计
2682 盖塞注塑模具设计,注塑,模具设计
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 学 号 指导教师课题名称难易程度 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 : 高红坡 学 号: 0312107 设计(论文) 题目: 盖塞注塑模具设计 起 迄 日 期: 2006 年 4 月 15 日 5 月 8 日 指 导 教 师: 杨占尧 发任务书日期: 2006 年 4 月 10 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:1. 系统总结,巩固过去所学的基础课和专业课知识。2. 运用所学知识解决模具技术领域内的设计工程问题,以此进行综合知识的训练。3. 通过某项具体工程设计和试验研究,达到多种综合能力的培养,掌握设计和科研的具体工程和基本方法。4. 提高和运用与工程技术有关的人文科学,价值工程和技术经济的综合知识。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):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)开题报告学生姓名: 高红坡 学 号: 0312107 专 业: 模具设计与制造 设计(论文) 题目: 盖塞注塑模具设计 指导教师: 杨占尧 2006 年 4 月 1 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 述这次毕业课程设计在设计中参考了许多优秀的模具文献材料,例如杨占尧主编的塑料注塑模结构与设计 、王孝陪主编的塑料成型工艺及模具简明手册等书籍。介绍了模具发展现状、发展趋势以及模具设计相关的知识,如这些文献所述当前模具发展现状中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性,东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区,其模具产值约占全国产值的三分之二以上。而在模具制造领域中占有重要地位的塑料模具生产技术与工业发达国家相比还相当落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备方面与工业发达国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高,塑料产品生产正呈现多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快等变化特点,塑料模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,塑料模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机辅助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD,并陆续开始使用 UG、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。Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow 、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件,并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。未来冲压模具制造技术发展趋势:模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、“精度高”、 “质量好”、 “价格低” 的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项:(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) 高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3) 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” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、(4) 电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样) ,因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5) 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。(6) 优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。(7) 模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8) 模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。通过这次毕业设计,使我对塑料模具的设计有了更明了的认识,将书本上知识进行了系统总结,巩固了过去所学的基础知识和专业课知识。提高了运用所学知识解决模具技术领域内的设计工程问题的能力,通过这次螺母注塑模的设计达到多种综合能力的培养,掌握设计和科研的具体工程和基本方法。提高和运用与工程技术有关的人文科学,价值工程和技术经济的综合知识。 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):这次毕业设计要设计成型螺母的螺母注塑模,螺母为生活中使用量非常大的通用件,需要在设计中考虑降生产成本,提高生产效率的问题。该零件结构属于中等难度,零件对精度要求较低,加工较容易。但结构上需要成型侧环形凹槽,和成型内部螺纹,使模具结构相对复杂,增加了装配时的难度。为成型环形凹槽,模具采用了斜导柱侧向抽芯机构,为便于螺纹型芯的抽出,模具整体为直角式注塑模,与此相对应才用直角式注塑机。进度安排:第一周 研究零件结构,总体上确定模具的整体机构,及所用的注塑机型号的内容。第二周 具体确定模具各零件的各部分结构,按规划好的设计顺序进行细致的设计,基本上完成设计说明书。第三周 绘制模具装配图和零件图,完成其他设计部分。 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(the mould of canopy )摘要根据盖塞塑件的生产批量、PS (聚苯乙烯)塑料的成型性能特点以及盖塞的结构特点,设计成盖塞注塑模具较为合理。盖塞为通用零件,其精度要求不高但由于结构原因,需要成型外部螺纹,使模具结构相对复杂,增加了装配时的难度。为成型螺纹,模具结构上需要采用螺纹抽芯机构,为便于螺纹型芯的抽出,模具采用齿轮齿条抽芯机构,即可采用普通卧式注塑机,由与塑件对精度要求不高,成型零件加工较为容易本模具采用一模两腔,总体上该模具机构简单,制造容易,生产周期短,节约了企业加工成本,缩短了模具制造周期。关键词:外部螺纹 螺纹抽芯 齿轮齿条机构(the mould of canopy )AbstractModel the structure characteristics that the function characteristics and covers fill according to the production batch quantity, the PS( gather the styrene) plastics that the cover fills the piece of Plastics, the design becomes the cover to fill to note the molding tool of Plasticsto compare for the reasonable.The cover fills for the in general use spare parts, its accuracy request is not highBut because of the structure reason, need to model the exterior thread, make opposite complications of the molding tool structure, increased the assemble the difficulty of the hour.In order to model the thread, need to adopt the thread to take out the organization of core on the molding tool structure, draw out for a core of easy to thread, molding tool adoption the wheel gear tooth takes out the organization of core , adopting the commonness lie type to note the machine of Plasticsthen from having not high request to the accuracy with piece of Plastics, modeling the spare parts to process more easyThis molding tool adopts two antrums of one mold, total ascend that molding tool organization simple, make easily, produce the period short, economized the business enterprise to process the cost, shorten the molding tool manufacturing period.Keyword:The exterior thread thread takes out the tooth an organization of the core wheel gear河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文盖塞注塑模具设计第 1 章 模具工艺规程的编制该塑件是一个盖塞,其零件图如图 1-1 所示。该塑件材料采用 PS(聚苯乙烯塑料) ,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1.1.1.1.塑件的原材料分析。塑件材料采用 PS(聚苯乙烯塑料) ,该塑料从使用性能上看,其电绝缘性(尤其是高频绝缘性)优良,无色透明,着色性,耐水性,化学稳定性良好,其强度一般,但是质脆,易产生应力碎裂,不耐苯,汽油等有机溶剂。从成型性能上看,该塑料属于无定形料,吸湿性小,不易分解,但热膨胀系数大。易产生内应力。流动性较好,可用螺杆式或柱塞式注射机成型。喷嘴用直通式或自锁式,但应防止飞边,宜用高料温,高模温低注塑压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔,变形。可以采用各种形式的浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去除浇口时损坏塑件。要求塑件脱模斜度大,顶出均匀,塑件壁厚均匀,最好不带嵌件,各面应以圆弧连接,不允许有缺口,尖角。塑件壁厚均匀,不带嵌件,不须顶出机构,因此在成型时注意控制成型温度,其塑件较容易成型。1.1.1. 2.塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文图 1-1 盖塞零件图(1) 结构分析从零件图上分析,该塑件的总体形状为圆柱形。在长度方向上的一侧有一段 M30的螺纹,长 8。设计时需要采用螺纹抽芯机构。在另一侧的端面上有大小相同的均布的 48 的孔。该塑件的结构形状尺寸较简单,因此,模具设计较容易,设计时为了成型螺纹必须设置齿轮,齿条抽芯机构,来实现螺纹成型。该模具设计属于中等复杂程度。(2) 尺寸精度分析该塑件的尺寸精度较简单,未注尺寸公差等级,其公差等级取 MT5。各尺寸精度要求的较低,对应模具相关零件的尺寸加工能够保证。从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为 5,最小处壁厚为 2.5,壁厚差为 2.5,其壁厚在成型范围内,塑件较容易成型。(3) 表面质量分析该塑件的表面除了要求没有缺陷,毛刺外,没有特别的表面质量要求,故比较容易成型。综合上述分析可以看出,注塑时在工艺参数控制好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。1.2 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以及确定模具型腔数量。计算塑件的体积 VV=V1+V2+V38731mm 3计算塑件的质量,根据设计手册,可以查得 PS 塑料的密度为=1.05g / 。故塑件的质量 M 3M=V=1.05108731g9.06g模具采用一模两腔的结构,考虑其外形尺寸,以及注塑时所需的压力等情况,初步选用注塑机为 XS-ZY-125 型。1.3 塑件注塑工艺参数的确定河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文查找相关文献,对 PS 塑料的成型工艺参数作如下选择(试模时,根据实际情况作适当的调整):注塑温度:包括料筒温度和喷嘴的温度。料筒温度:后段温度选用 150;中段温度选用 160;后段温度选用 180; 喷嘴温度:选用 170;模具温度:选用 45;注塑压力:选用 80MPa;注塑时间:选用 40;保压压力:选用 60MPa;保压时间:选用 30;冷却时间:选用 40;成型周期:110。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 2 章注塑模的结构设计注塑模的结构设计主要包括:分型面的选择,模具型腔数目的确定,型腔的排列方式,冷却水道的布局,浇口位置的设置,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、顶出机构的设计等内容。2.1 分型面的选择分型面的选择决定了模具的结构,选择时应根据分型面选用原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为盖塞,其表面质量无特殊要求。塑件高度为 23,除一端有M30 的螺纹外,其截面形状简单,如果选择端面为分型面,在脱模时不容易螺纹抽芯,抽芯困难。如果选择台阶处为分型面,脱模较容易,可以利用48 的孔止转,减少了模具加工的难度,便于成型后取出塑件。故应选用如下图 1-2 所示的分型方式较为合理。 图 2-2 分型面的选择2.2 确定型腔的排列方式该塑件在注塑时采用一模两腔的形式,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,拟采用下图 1-3 所示型腔排列方式。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文图 1-3 型腔的排列方式采用上图所示的型腔排列方式便于设计齿轮,齿条螺纹抽芯机构,其齿条布置在开模方向上,结构较简单,并且结构较为紧凑。2.3 浇注系统的设计 2.3.1 主流道设计根据设计手册查得 XS-ZY-125 型注塑机喷嘴的有关尺寸:喷嘴的前端孔径:0=4;喷嘴的前端半径: R0=S12;根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(12);D=0+(0.51);故取主流道的球面半径 R=14;取主流道的小端直径=5.为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其锥度取 13,该主流道锥度选取 3。经换算得到主流道大端直径 D=9。为了使熔料顺利的进入分流道,可以在主流道出料端设计半径 R=1的圆弧过渡。2.3.2 分流道的设计分流道的形状以及尺寸的设计,根据塑件的体积,壁厚,形状的复杂程度,注射速率,分流道长度等因素来确定。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文因为该塑件除一段 M30 的螺纹外,其形状简单,熔料填充型腔较容易。根据型腔的排列方式可知其分流道的长度较短,为了便于加工,选用半圆形截面形状的分流道,查表选取半圆形截面半径 R=4。2.3.3 浇口的设计根据塑件的成型要求以及型腔的排列方式,选用侧浇口较为合适。其浇口的截面形状简单,加工也比较方便。进料时考虑从台阶处进料,并且在模具结构上可以利用分型面排气。采用矩形截面的侧浇口,在浇口的连接处型腔的部位应成圆角,有利于料流。查表初选矩形截面尺寸为()=1.21.00.8,试模时加以修整。2.3.4 排气槽的设计因为模具尺寸较小拟采用分型面处排气,即可满足要求。2.4 成型零件的结构设计2.4.1 型腔的结构设计该塑件的模具结构采用一模两腔的形式,考虑其结构的加工难易程度和材料的合理利用等因素,凹模拟采用与定模固定板作成一体,可以节省材料也能满足使用要求。其结构形式如零件图 01 所示,图中的孔分别用来安装齿条和导柱孔。根据分流道与浇口的设计要求,分流道,主流道均可开设在定模固定板上,节省材料,也可以满足使用要求。2.4.2 型芯的结构设计型芯主要是与型腔相结合构成模具型腔,考虑其加工的难易程度,其型芯分为三个部分,一是成型螺纹部分的螺纹型环。二是成型端面圆孔的部分将其作成四个小型芯,便于加工。三是成型塑件内部的形状部分。其具体结构形式如零件图 02.03.04 所示。其中小型芯 03 与型芯 04 上的四个孔过盈配合。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 3 章 模具设计的有关计算查手册可知,PS 塑料的收缩率为 S=0.10.8,故其平均收缩率为 S=(0.1+0.8)/2=0.45。考虑生产实际,模具制造的公差选取=/3。3.1 型腔和型芯工作尺寸的计算型腔,型芯工作尺寸计算如下表:类别 模具零件名称 塑件尺寸 计算公式 工作尺寸15 Hm1=Hmax+HmaxSmid-C-0.5(T+T) 14.68 06.型腔的尺寸型腔35D=Dmax +Dmax max-T 34.8409.25 d =d +d Smax +Tz 25.2708.大型芯17 Dm=Dmax+DmaxSmax-Tz 16.8906.6 Hm=Hmax+HmaxSmax-0.5(Tz+Tm) 5.9204.型芯的尺寸小型芯8 Dm=dmin+dminSmin+Tz 8.1405.3.2 螺纹型环径向尺寸计算螺纹的基本尺寸为 M30,为粗牙螺纹。查手册可知,其螺距为3.5,中径尺寸为 27.727,小径尺寸为 26.21。中径的制造公差 中=0.03,大小径的制造公差 中=0.04。螺纹型环的中径为由公式 Dm 中=Ds 中+Ds 中 Scp- 中 得Dm 中=27.727+27.7270.45-0.15河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文=27.7 03.螺纹型环的外径为 由公式 Dm 外=Ds 外+Ds 外 Scp-1.2 中Dm 外=30+300.45-1.20.2=27.73 04.螺纹型环的内径为: 由公式 Dm 内=Ds 内 Scp- 中=26.211+26.2110.45-1.20.2=26.13 04.3.3 型腔底板厚度计算在注塑成型过程中,型腔所受的力有塑料熔体的压力,合模时的压力开模时的拉力等。其中最主要的是塑料的熔体的压力。在塑料熔体的压力作用下,型腔将产生内应力及变形。对于该塑料,其强度不足是主要问题型腔底板厚度应按强度条件计算。由强度计算公式 th= 得pPmR4/3th= 160/5802=21.4式中 th型腔底板的计算厚度() ;Pm模腔的压力(MP) ;型腔内孔半径() ;材料许用应力(MP) ;(材料为 45 钢,其许用应力 160 MP)3.4 螺纹抽芯机构设计该塑件的一端有一段 M30 的外螺纹,脱模时阻碍成型后塑件从模具中脱出,其成型螺纹的轴线与快模方向一致,设计时需要在齿轮齿条传动后河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文再用圆锥齿轮或其他方式换向。在其塑件结构上要求塑件或模具的一侧又回转又轴向运动,来实现塑件的自动脱螺纹。该塑件模具设计拟采用动模一侧设置回转运动,利用端面上的 48的孔可以防止塑件随螺纹型环一起旋转当止动部分长度 H 和螺纹长度相等时,回转终了即使没有顶出机构塑件也能落下。其齿轮齿条脱螺纹机构如下图 1-4 所示,其旋转方向如图。图 1-4 齿轮齿条脱螺纹机构模具的开模时所需的时间:t = s/v=270/40 s=6.75s由齿条直线运动的速度 V 与齿轮分度圆直径,转速之间的关系为V=3.14dn/60 (mm/s) 选用与齿条啮合的齿轮分度圆直径为 20,故 n=60V/3.14d3.8r/s选取脱螺纹的时间为 3,则螺纹型环的转速为n5=r/s故齿轮 1 与齿轮 5 之间的传动比 i 为i = n1/n5=3.8/1r/s=3.8r/s 则斜齿轮 2 的转速为 3.8 r/s;齿轮 5 的转速为 1 r/s;取斜齿轮 2,3 之间的传动比为 2;则齿轮 4,5 之间的传动比为i 15 =i5/i23河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文=3.8/2=1.9齿轮 3 的转速为 n 3=n2/i3=3.8/2 r/s =1.9 r/s螺纹旋转脱模力矩 M,由公式M=f cPSr2= f cP2r2P2=1.5aE(Tf-Tj)(d2-d1)=1.5710 20.710 (90-60)(30 -26.211 )=1811.4NM= f cP2r2=0.451811.4(27.727/2)=11297.7N式中 a塑料的线膨胀系数;E脱模温度下,塑料的抗拉弹性模量(MPa) ;Tf软化温度;= T脱模顶出时制品的温度;d螺纹外径;d1螺纹内径;f c 脱模系数;P2 制品外螺纹齿形对钢型芯牙形的轴向包紧力(N ) ;r2 螺纹中径的半径值;直齿轮分度圆直径的计算:由公式 d2.32 3dKmZeu12选用载荷系数 K=1.3;齿宽系数 =0.8;查得弹性影响系数 ZE=189.8 ;MPa其齿轮材料选用 45 钢,查得接触疲劳强度极限=470MP; 对于减速传动,其齿轮的齿数比等于传动比=1.9选取齿轮 5 的齿数为 30,则大齿轮齿数 Z2=Z 1=301.9河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文=57d 2.32 3dKmZeu12=36.3由公式 d1= d3/Kt= 36.3.2=35查得式中载荷系数 K=1.20;取模数为标准值=1;则分度圆直径:d5=mZ5=301=30d4=mz4=571=57齿轮的宽度:b=dd5 =300.8=24河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 4 章 模具加热和冷却系统的计算塑件在注塑成型时模具温度为 45,其温度低于 80。因而模具在结 构上不需要设置加热系统,是否需要冷却系统做如下设计计算:设定模具的平均工作温度为 45,用 20的常温水作为冷却介质,其 出口冷却水温度为 25,其产量为(初算每三分钟一套)0.36kg/h4.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量 Q1查有关文献资料得到 PS 塑料的单位热流量为 27.210 J/kg3Q1=WQ2=0.3627.210 J4=9.810 J4根据热平衡条件 Qout=Qin 可得Mw=(im)/cw(tout- tin)Mw=vV=(im)/ cw(tout- tin)式中 mw 冷却水每小时用量;cw 冷却水的比热容(4.187KJ/kg)tout 模具的出水口温度;tin 模具冷却水进水温度;V 冷却水的体积;V= (0.3627.210 )/604.18710 (25-20)33=7.810 mm /min 4由体积流量 V 查表可知所需的冷却水管的直径很小。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,故可河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文不设定冷却冷却系统,依靠空冷的方式冷却模具即可。第 5 章 模具闭合高度的确定在支承与固定零件中,其尺寸设计根据经验确定:取定模固定板(型腔板)的厚度 40。固定板厚度取 30,垫板的厚度取 50;支承板厚度取 20,支架的高度取 60;因而模具的闭合高度 H=H1+H2+H3+H4+H5=40+30+50+20+60=200河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 6 章 注塑机有关参数的校核该模具的外形尺寸为 350200200,选用的 XS-ZY-125 型注塑机模板最大安装尺寸 370320。故该注塑机能够满足模具的安装要求。由上述计算可知模具的闭合高度 H=200。XS-ZY-125 型注塑机所允许的最小模具厚度 Hmin=150mm,最大模具闭合高度Hmax=300mm。模具的安装条件:HminHHmax 150mm200mm300mm即满足模具的安装条件。查资料可知,XS-ZY-125 型注塑机的最大开模行程 S=270,模具顶出塑件要求开模行程S=H1+H2+(510) =15+8+10=33注塑机的开模行程能够满足顶出塑件的要求。由于螺纹的抽芯距离较短,不会过大的增加开模行程,注塑机的开模行程足够。经过验证,XS-ZY-125 型注塑机能够满足使用要求,可以采用。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 7 章 结构与辅助零部件的设计7.1 导柱的选用导柱选用带头导柱,由导柱直径与模板外形尺寸关系,其尺寸选用1610025,材料选用 20 钢。GB/T4169.4-1984其结构形式如下图 1-5 所示:图 1-5 导柱的结构形式其导柱的安装时与模板之间的配合的公差取 IT7 级,安装沉孔直径比导柱直径大(12)。7.2 导套的选用导套选用直导套,与导柱的配合。尺寸选 1640,材料选用 20钢。GB/T4169.2-1984 其结构形式如下图 1-6 所示:河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文图 1-6 导套的结构形式导套与模板的安装孔径之间的配合公差 IT7 级,安装后下平面磨平。 该模具由于塑件的精度要求较低,可以采用两根导柱即可满足塑件的精度,两根导柱,导套尺寸选用相同直径,不对称布置。其布置形式如零件图定模固定板上所示。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 8 章 绘制模具总装配图和非标零件工作图该盖塞注塑模具总装配图,非标零件图如附图所示。盖塞注塑模具的工作原理:开模时,塑件被带到动模上的同时,定板在定模上的齿条,与在动模上的齿轮的作用下,使螺纹型环 16 沿着塑件脱出方向旋转,至塑件完全脱出螺纹型环 16 为止。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 9 章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制主要零件的加工工艺过程如下表 1-2,1-3,1-4 所示。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第 10 章 模具的装配与调试10.1 模具的装配由于型芯,型腔在合模后很难找正相对位置,故应先安装齿轮,齿条作为安装基准。装配过程如下:(1) 装配前按照零件图检验其工作零件的尺寸及其他零件是否齐备;(2) 将型芯 1 装配到型芯 15 上,保证轴线与端面的垂直度;(3) 将导套压入到定模固定板 2 中,并保证其轴线与端面的垂直度;(4) 将齿条 13 压入到定模固定板 2 中,保证其垂直度;(5) 将圆套 7 压入到支架 14 中;(6) 将齿轮轴 6 穿过支架上的圆套 7 后,安放在齿条 13 上,找正位置,将其放上支座 25。在其销钉孔打入销钉,拧紧螺钉;(7) 将圆锥齿轮 4 装在齿轮轴 6 的端面上,并用键 5 固定;(8) 将导柱打入固定板 19 中,保证轴线与端面的垂直度; (9) 型芯 15 套入螺纹型环 16 中后,放入固定板 19 中定位;(10)将圆锥齿轮套入固定轴 9 中,将固定轴定位于固定板 19 中;(11)在固定板 6 与支撑板 10 之间加上垫板 20,调整圆锥齿轮和螺纹型环,使其正确啮合后,将其用螺母固定。在固定板 19 与支撑板 10 以及垫板上投窝,打孔,拧紧螺钉;(12)最后,将支架 14 与固定板用螺钉固定;(13)装配完成,试模。10.2 试模(1) 试模前,先对设备的油路,水路以及电路进行检查;(2) 选取的原料必须合格,根据选用的工艺参数将料筒和喷嘴加热;(3) 开始试模时,应该先选择选定的压力,温度和注塑时间的条件下成型,制品不符合要求然后按压力,注塑时间,温度河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文这样的先后顺序变动,注意一次只改变一个参数;(4) 在试模过程中作出详细的记录,并将结果填入试模记录卡,注明模具是否合格,如果需要返修,提出返修意见;(5) 通过不断的试模和返修,生产出合格的制件后,将模具清理干净,涂上防锈油,入库。10.3 试模可能产生的问题及改善措施试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具,是塑料模具这种特殊产品的特殊性。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。10.3.1 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:(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。10.3.2 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。 (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。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文10.3.3 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。10.3.4 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。(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:a. 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。b. 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。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文c. 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。(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:a. 注射过量b. 锁模力不足c. 流动性过好d. 模具局部配合不佳e. 模板翘曲变形(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:a. 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。b. 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。10.3.5 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。注意控制成型周期。河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文结论此次毕业设计的题目为盖塞注塑模具设计,盖塞为生活中常用零件,需要大批量生产,以降低生产成本,该塑件对精度要求较低,便于加工生产。为该零件设计的注塑模采用了螺纹抽芯机构。其中螺纹的成型较复杂。该模具采用一模两腔,提高了生产效率,由于制件尺寸较小,采用空冷及能满足冷却要求,故此模具未开设流道。通过计算该模具能够满足零件的生产要求,结构较为合理,由于本人能力所学知识有限,定有许多不足之处,望老师批评指正。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 指导教师课题名称难易程度 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 : 高红坡 学 号: 0312107 设计(论文) 题目: 盖塞注塑模具设计 起 迄 日 期: 2006 年 4 月 15 日 5 月 8 日 指 导 教 师: 杨占尧 发任务书日期: 2006 年 4 月 10 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:1. 系统总结,巩固过去所学的基础课和专业课知识。2. 运用所学知识解决模具技术领域内的设计工程问题,以此进行综合知识的训练。3. 通过某项具体工程设计和试验研究,达到多种综合能力的培养,掌握设计和科研的具体工程和基本方法。4. 提高和运用与工程技术有关的人文科学,价值工程和技术经济的综合知识。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):所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 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2682 盖塞注塑模具设计,注塑,模具设计
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