2741 骨架注塑模设计3
2741 骨架注塑模设计3,骨架,注塑,设计
河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生姓名 石静海 学 号 061304439 指导教师 苏光课题名称 骨架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 骨 架 注 塑 模 设 计 摘要我所学习的专业是模具设计与制造专业,这次的毕业设计是骨架产品造型与塑料模具设计。该设计结合大学三年来所学习的专业知识和 CAD 软件所设计出的一套塑料模。本文首先简要的概述了塑料模在社会领域中的作用及其以后的发展方向,点明模具设计的重要意义。然后依据工件图进行工艺性分析,进而确定了设计方案,计算出模具工作部分的尺寸,设计出工作零部件;然后依据设计要求选择出各个标准零部件,然后设计出模具的总装配图。在设计中,最重要的就是设计方案的确定、坯料的计算和工作零部件的设计,这是设计的关键,这些设计的正确与否直接关系到成本的高低和设计模具能否正常工作;在设计的最后,总结了自己的心得和体会,并对我的指导老师表示感谢。通过次毕业设计使我不仅掌握了塑料模具设计的一般流程,更学习到了好多课本上没有学习到的知识,使我受益非浅。关键词:模具设计与制造、CAD 软件、工艺性分析。 骨 架 注 塑 模 设 计 Abstractknowledge of study and a set of plastic moulds that CAD software designed over the past three years of university. This text the brief plastic role in social field of mould of summary and developing direction afterwards at first, point out in the important meaning of mold design. Then carry on the craft to analyse according to the work piece picture , and then has confirmed the design plan , calculate out mould work some size , design the job spare part; Then choose each standard spare part according to the designing requirement , then design the total installation diagram of the mould . In the design, the important one is sureness , calculation of the blank and design of the job spare part of the design plan the most, this is the key to designing, whether these ones that are designed involve directly or not correctly whether the level of the cost and design mould could work normally; At the end that is designed , have summarized ones own gains and experience , and express thanks for my counselor. Make me not merely grasp the general procedure of plastic mold design through graduation project once, study to the knowledge not learning to get on many textbooks even more, benefit me a great deal. Keyword: Mold design and making , CAD software , craft analysis. 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 : 石静海 学 号: 061304439 设计(论文) 题目: 骨架注塑模 起 迄 日 期: 2009 年 4 月 1 日 5 月 20 日 指 导 教 师: 苏光 发任务书日期: 2009 年 4 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:通过对本制件的模具设计,应该熟悉注塑模设计的一般流程,要对注塑模模具结构有一定的了解。同时要熟练应用有关软件绘制零件的零件图。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):题目:线圈骨架的注射成型工艺与模具设计 原始资料情况:(1)材料:ABS(2)生产批量:大批量(3)质量要求:本塑件对外观没有太高的要求设计要求:(1)了解目前塑料模具的发展现状;(2)膜片夹片注塑模设计,并编写设计说明书一份;(3)绘制模具总装图一张,并画出非标准零件的零件图;(4)编制主要零件加工工艺过程卡.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河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目:骨架注塑模设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 064 学生姓名 石静海 学 号 0613044339 指导教师 苏光 2009 年 05 月 10 日 模具典型零件机械加工工序卡产品型号 零(部)件图号 00-02机械加工工序卡片 产品名称 线圈骨架零(部)件名称 型芯 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 Cr12毛坯种类 毛坯外形尺 寸 每个毛坯可制件 数 每台件数板材 75*30 1 1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 20050610 1夹具编号 夹具名称 切削液20050100 EROWA 煤油工序工时工位器具编号 工位器具名称准终 单件2工步工时工步内容 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 机动 辅助工步号1 领半成品料 无 0H 0H2 定位装夹工件,电极无 0H 0.5H3 粗放电 ERGE3 360 0.50 0.002 0.10 10000 0.5H 4H4 放电加工 ERGE3 300 0.40 0.0015 0.05 10000 0.5H 4H5 取件清理 0H 0.5H6 检测 三次元 0.5H 0.5H78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2009/05/10机械加工工艺过程卡产品型号 零(部)件图号 03机械加工工艺过程卡片 产品名称 骨架 零(部)件名称 凹模滑块 共(1)页第(1)页材料牌号 1Cr13 毛坯种类圆棒 毛坯外型尺寸75*30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1 下料 75*30 RE 1 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-618 4H5 加工中心铣出镶块内部轮廓 机加 5 CNC MAKINO 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2009/05/10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 实 习 报 告专业班级: 模具 064 班 学 号: 061304439 学生姓名: 石静海 指导老师: 苏光 成 绩: 2009 年 4 月目 录1 绪论1 1.1 我国塑料模具的发展现状11.2 国外塑料模的发展状况32 模塑工艺规程的编制5 2.1 塑件的工艺性分析52.2 计算塑件的体积和质量52.3 塑件注塑工艺参数的确定73 模具的有关计算注塑模的结构设计9 3.1 分型面选择93.2 确定型腔的排列方式103.3 浇注系统设计103.4 排气系统设计 143.5 抽芯机构设计143.6 成型零件结构设计164 模具的有关计算 185 模具加热和冷却系统的计算216 模具闭合高度的确定23 7 注塑机有关参数的校核24 8 绘制模具总装配图259 塑料模具的安装和调试26 9.1 塑料模零件组装269.2 装配调试的工艺要求与注意问题269.3 试模过程中出现的问题及解决办法 27 结论 30 致谢 32参考文献 33河南机电高等专科学校毕 业 设 计 评 语学生姓名:石 静 海 班级: 模具 064 学号: 061304439 题 目: 骨 架 注 塑 模 模 具 设 计 综合成绩: 指导者评语:石静海同学基本上能按照任务书要求完成灯罩冲压成形工艺及模具设计,工作量充足,模具结构一般可行,但存在错误,零件图公差标注、技术要求不够全面,说明书较完整,基本上符合规范性要求。建议成绩评定为及格,修改后可以提交答辩。指导者(签字) : 2008 年 6 月 2 日毕 业 设 计 评 语评阅者评语:石静海同学毕业设计题目来源于生产实践,工作量达到要求,基本上能按照规范性要求书写设计说明书,零件图标注、技术要求不够全面,装配图模具结构总体可行,但存在错误。建议成绩评定为及格,修改后可以提交答辩。评阅者( 签字): 2008 年 6 月 5 日答辩委员会(小组)评语:答辩委员会(小组)负责人( 签字): 2008 年 6 月 9 日河南机电高等专科学校毕业设计/论文1 绪 论80 年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为 13%,1999 年我国模具工业产值为 245 亿,至 2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元,其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。1.1 我国塑料模具的发展现状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.成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达 20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的 5080%相比,差距较大。 河南机电高等专科学校毕业设计/论文在制造技术方面,CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统,如美国 EDS 的UG、美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美国 CV 公司的CADS5、英国 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的Cimatron、美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了 CAD/CAM 的集成,并能支持 CAE 技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM 技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM 、SM等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 30%以下,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距。据有关方面预测,模具市场的总体趋热是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC 塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电河南机电高等专科学校毕业设计/论文器行业在“十五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。1.2 国外塑料模的发展状况 国外先进国家对发展塑料模很重视,塑料模比例一般占 30%-40%。专业化、标准化程度高、设计和工艺技术先进,如模具 CAD/CAM 技术采用普遍,加工设备数控化率高等,模具生产效率高、周期短。国外,70%以上是商品化的。工艺装备水平 CAE 技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用 CAE 分析软件,模拟塑料的冲模过程,分析冷却过程,预测成型过程中可能发生的缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大,意大利 COMAU 公司应用 CAE 技术后,试模时间减少了 50%以上。一些寿命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料来说,国内的材料很难达到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE CAD CAM.CAPP 等软件很多都是国外的。拿塑封模具来说,国外一次可以加工出上百个型腔的模具,还有热流道技术、气辅成型这些工艺应用都很普遍。德国的模具很多采用热流道技术,使用热流道技术,产品的质量好,成型周期短,精度高。 本课题研究的思路:塑料盖注塑模具设计.在设计中经过分析选用了“一模两腔”的型腔排列方式,能够满足大批量的生产任务;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河南机电高等专科学校毕业设计/论文出机构复位的足够力矩。本课题设计进度的安排如下:1.了解目前国内外塑料模具的发展现状,所用时间 15 天;2.确定加工方案,所用时间 5 天;3.模具的设计,所用时间 30 天;4.模具的调试所用时间 5 天河南机电高等专科学校毕业设计/论文2 模塑工艺规程的编制该塑件为线圈骨架,其零件如图 1 如所示,本塑件的材料为 ABS,生产类型为大批量生产。图 1 线圈骨架2.1 塑件的工艺型分析 塑件材料为 ABS,属热塑性塑料,ABS 是由丙烯睛,丁二烯,苯乙烯共聚而成的,这三种组分的各自特性使 ABS 具有良好的综合力学性能,丙烯睛使 ABS具有良好的耐化学腐蚀性能及表面硬度,丁二烯使 ABS 坚韧,苯 乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。ABS 具有极好的抗冲击性强度,且在低温下也不迅速下降,有良好的机械强度和耐腐蚀性能,耐寒性,耐油性,耐水性,化学稳定性和电气性能。水,无机盐,碱,酸类对 ABS 几乎没有影响,ABS 有一定的硬度和对尺寸稳定性,易于成型加工,缺点是耐热性不高,连续工作温度为90左右,耐气候性差在紫外线作用下易变硬变脆。ABS 在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS 易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应注意河南机电高等专科学校毕业设计/论文尽量减少浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚,熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件的精度高时,模具可控制在 5060之间,要求塑件在光泽和耐热时应控制在 6080之间。a 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。从零件图上可以看出,在直径方向两端有凸缘,厚度为 1.5MM,壁厚为1.5MM,总体高度为 17MM。因此,模具设计时必须设置侧向分型机构,该塑件属于中等复杂程度。从塑件壁厚来看,壁厚与凸缘高度均匀一致,有利于零件的成型,该塑件总体形状为圆形。结构较简单,不需要再做修改。b 尺寸精度分析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, 未注尺寸公差为 IT14。该零件的尺寸精度不高没有太多的的精度要求,对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证。c 表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷,毛刺,内部无导电杂质外,没有特别的质量要求: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,零件成型时要求可以得到保证综上分析可以看出,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。河南机电高等专科学校毕业设计/论文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=V 外 -V 内=(2*1.5*19 2 +6*10.5 2 +8*9.5 2)-(6*9.5 2+11*8 2)=3833.94mm3计算塑件的质量:根据设计手册查得 ABS 的密度为 。31.08/Pgcm取 P=1.05g/cm3故零件的质量为:M=VP=3833.941.05g=4.026g由上述计算塑件的质量和考虑其外形尺寸,确定采用一模两件的模具结构。还考虑其注塑压力和工厂现有的设备等情况,并初步选用 XS-ZY-125 型注塑机。2.3 塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献和参考工厂实际应用情况。查表 1-62 可知:XS-ZY-125 型注塑机的工艺参数如下: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: c10河南机电高等专科学校毕业设计/论文中段温度选用: c130前段温度选用: 4喷嘴温度:选用 c160成型温度:选用 8注塑压力:选用 90成型压力:选用注塑时间:选用 s2保压: 选用 60保压时间:选用 s冷却时间:选用 2河南机电高等专科学校毕业设计/论文3 注塑模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,冷却水道的结构布局,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,推出结构的设计内容3.1 分型面的选择模具设计中,分型面选择很关键,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。该塑件为骨架塑件,表面质量无特殊要求,但在绕线过程中与工人的手指接触较多,因此端面最好自然形成圆角。选择分型面的基本原则是应将分型面开设在塑件端面轮廓最大的部位,以便顺利脱模,此外还应根据塑件的使用要求和几何形状及结构特点加以综合考虑,本制品的成型,采用拼块形式当拼块的投影面积较大时,会造成锁模不紧,产生溢边,因此最好将型腔设于动,定模上,在受力小的侧面做抽芯,这样即可降低模具的复杂程度,减少模具加工程度,又便于成型后出件。塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求,该塑件的分型面的位置如图 2 所示。河南机电高等专科学校毕业设计/论文图 2 分型面其中该图所示的分型面选择(CC)处,由于型心,不利于脱模;分型面选在轴线(BB)处,结果会使塑件的表面留下分型面痕迹,影响塑件的表面质量;所以选择塑件的大端底部(AA) ,这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型,塑件的外表面光滑,塑件的脱模也方便。3.2 确定型腔的排列方式塑件形状较简单,质量较小,生产批量大,所以采用多型腔注射模具。采用一模二腔,平衡式的型腔布置,这样的模具结构尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。型腔布置如图 3 所示河南机电高等专科学校毕业设计/论文图 3 型腔布置采用该方式的优点是便于设置侧向分型抽芯机构,而且流量均匀模具结构简单。缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长。3.3 浇注系统设计浇注系统是指模具从注塑机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔料的流动通道,或在此通道内冷凝的固体凝料,浇注系统可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类(1)浇注系统设计原则浇注系统是注射模设计的一个重要环节,它对注射成型周期和质量(如外观,物理性能,尺寸精度等)都有直接影响,设计时应遵循的原则是综合考虑型腔布局,应注意以下三点:A:尽可能采用平衡布置,以便设置平衡式分流道B:型腔布置和浇口开设部位力求对称,防止模具承受偏载而产生溢料现象C:型腔排列尽可能紧揍,以减少模具外形尺寸。河南机电高等专科学校毕业设计/论文热量及压力埙失要小确保均蘅进料塑料耗量要少清除凝料排气良好防止塑料出现缺陷塑件外观质量生产效率(2)流道设计流道设计包括主,分流道及浇口,冷料穴的设计a 主流道设计主流道设计应注意下列事项:(1) 、主流道截面积的大小最先影响到塑料熔体的流速和充模时间。(2) 、为了便于取出主流道凝料,主流道应呈圆锥形,锥角约取 。对42流动性差的塑料可取到 。106(3) 、主流道出口端应有圆角,圆角半径 R 越取 0.3-3。(4) 、主流道表壁的表面粗糙度应小于 。m25.1630(5) 、在保证制品成型的条件下,主流道长度应尽量短,以减小压力损失和废料量。(6) 、主流道进口端与喷嘴头部接触应做成凹下的球面,以便与喷嘴头部的球面半径匹配,否则容易造成漏料,给脱卸主流道凝料造成困难。考虑到上述所要遵循的原则,根据手册查得 XS-ZY-125 型注塑机喷嘴的有关尺寸。喷嘴孔径: ,喷嘴前端球面半径: .根据模具主流道md4 mR12河南机电高等专科学校毕业设计/论文与喷嘴之间的关系:mR)21(d5.0取主流道球面半径 ,取主流道的小端直径13md5为了便于将凝料从主流道中拔出,应将主流道设计成圆锥形,锥角去 .本42塑件设计中选取锥角 ,经换算主流道大端直径 。为了使熔料顺利进 D3.6入分流道,可在主流道出料端设计半径 的圆弧过度。主流道表壁的R8.0表面粗糙度为 。m6.0b 主流道衬套设计由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此大部分注塑模中,主流道部分常设计成可拆卸可更换的主流道衬套。选取材料为 T8A,热处理以后的硬度为 5357HRC,衬套的长度应与定模配合的厚度一致。主流道衬套和定模的配合形式为 H7/m6 的过渡配合。该模具浇口套选用标准件 A 型。形状尺寸都采用标准。形式如图 4 所示: 图 4 主流道衬套河南机电高等专科学校毕业设计/论文c 分流道设计 由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主流道转换到模腔,所以,设计时不仅要求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,分流道应设计得很短而粗,但过短过粗时又会增加塑料的消耗量,并使冷却时间延长,另外还会使模腔布置发生困难。根据制品的体积、壁厚、形状复杂程度、模腔的数量、型腔的排列方式、所用塑料的性能和为了便于加工,选用截面形状为圆形的分流道,取 。mR5分流道的内表面粗糙度为 ,长度 。um6.1ml308d 浇口设计浇口是流道和型腔之间的连接部分,其基本作用使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并填充型腔,充满后,并能迅速的冷却封闭,以防止型腔内还未冷却的热料回流。因为点浇口的长度很短,不超过其直径,所以脱模后塑件上的浇口痕迹不明显,不需要修正浇口痕迹。根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,在本模具设计中,浇口形式选用潜伏式浇口较为理想,该式除了具备点浇口的特点外,其进料浇口在塑件的内表面,不影响塑件外观。3.4 排气系统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。由于骨架注塑模是小型模具,可直接利用分型面进行排气,而不需在模具上开设排气槽。河南机电高等专科学校毕业设计/论文3.5 抽芯机构设计本例的塑件具有与一般侧凹收缩和抽芯不同的特点,即在整个侧表面周围的大面积抽芯,塑件的径向收缩不仅不对侧凹成型零件被卡紧,这种塑件亦采用斜销抽芯机构. 本模具采用斜销抽芯机构. 抽芯机构形式如图 5:图 5 斜销3.5.1 确定抽芯距(1) 确定抽芯距一般应大于成型孔的深度S=SC+(23)mmS设计抽芯距SC临界抽芯距,即侧型芯抽到恰好与塑件投影不重合时所移动的距离。对于骨架类塑件,S C 可由下式计算:SC= 2rRSC= =16.6mm25.91可取 S=18mm河南机电高等专科学校毕业设计/论文(2) 确定斜销倾角 斜导柱的倾斜角 是斜抽芯机构的主要技术数据之一,它与抽拔力和抽芯距有直接的关系,一般取 1025。本例取 20。(3) 确定斜销的尺寸可根据抽拔距,固定端模板的厚度,斜销直径及斜角大小确定:L=L +L +L +L +L12345=D/2tana+h/cosa+d/2tana+S/sina+(510)=16/2*0.36+h/0.94+12/2*0.36+18/0.34+5式中 L斜导柱的长度D-斜导柱固定部分台肩直径a斜导柱斜角S-抽芯距h-斜导柱固定板的厚度由于斜导柱固定板的厚度尺寸还不确定,故暂选 h25mm,如果设计中 h 有变化,则修正 L 的长度,取 D=16,则 L126,查表对应推荐的标准值则取L=130 d-斜导柱直径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=12mm3.5.2 滑块与导滑槽设计 (1) 滑块的选择侧滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要部件,它上面按有侧向滑河南机电高等专科学校毕业设计/论文块,注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要它的运动精度来保证。滑块的结构形状可以根据具体塑料和模具结构灵活设计,它分为整体式和组合式本例中侧向抽芯机构,形状为对开式瓣合模式侧向分型,只做侧向移动,所以易采用整体式结构,这样选择可以节省优秀钢材,且加工容易。(2) 滑块的导滑方式为了确保侧型芯可靠的抽出和复位,保证滑块在移动过程中平稳,无上下窜动和卡死现象。滑块在导滑槽必须很好的配合和导滑,根据模具大小,模具结构和塑件产量的不同而定为用整体式滑块和整体式导滑槽,缺点是结构紧揍,制造较为困难,精度也难以保证。为了提高滑块的导向精度,装配时可对导向槽或滑块采用配磨,配研的装配方法。(3) 滑块的导滑长度和定位装置设计本例中侧抽芯距较短,故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。3.6 成型零件结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件,包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时,直接与塑料接触,塑料熔体的高压、料流的冲刷,脱模时与塑件间还发生摩擦。因此,成型零件要求有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此外,成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时,应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求,确定型腔的总体结构,选择分型面和浇口位置,确定脱模方式、排气部位等,然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计,计算成型零件的工作尺寸,对关键的成型零件进行强度和刚度校核。(1)型芯的结构设计型芯主要是与型腔相结合构成制件的形状,来完成制件的成型,其结构图见附录。其材料选择 40Cr,GB3077,热处理后 HRC40-45。HB216-260。河南机电高等专科学校毕业设计/论文(2)型腔的结构设计该模具采用一模两件的结构形式,考虑到加工的难易程度和材料的价值利用率等因素,型腔采用整体式结构,其结构图见附录。4 模具设计的有关计算成型零件的工作尺寸要保证成型塑料制品的尺寸,而影响塑料制品和公差的相当复杂,如模具的制造误差,及模具的磨损,塑料成型收缩率的偏差及波动,溢料飞边厚度及其波动,模具在成型设备上的安装调整误差,成型方法及成型工艺影响等。表格一尺寸 计算公式河南机电高等专科学校毕业设计/论文类别 制品 模具成型零件 外表面(直径,长度,宽度)型腔内表面 -SDMminiminTZ 内表面(直径,长度,宽度)型腔外表面 -dMminiminZ 与飞边厚度无关的型腔高度-SHmidanMmaxTZ5.0高度与飞边厚度有关的型腔高度midiMmax1MZc5.0 中心距 中心距 SLmidM 其它(类未包含的,如槽深,凸台高等) +hidiniTMZ5.0成型零件的工作尺寸计算要考虑塑料制品的尺寸公差所成型塑件的收缩率。溢料飞边厚度,塑料制品的脱模,模具制造的加工条件及可达到的水平等因素查表 得 ABS 的收缩率为 s=0.4%0.7%,故平均收缩率为13.(0.47)%/20.5cpS4.1 凹模的尺寸计算:河南机电高等专科学校毕业设计/论文公式: xSLcpsZm%0其中 塑料的平均收缩率, 塑件的外形最大尺寸(mm),X系数,cpSSL在这里因为工件尺寸较小,可取 0.5,塑件尺寸的公差,考虑到工厂模具制造的现有条件,模具制造公差为 = 。z13型腔高度尺寸: 17.0431.0*1 85.%.0*7L型腔径向尺寸: 21.002 9386.*312.62.38型腔厚度尺寸: 08.25.0*313 9.5.0*1. L4.2 凸模的尺寸计算 :公式: xScpsZm%0型芯深度尺寸: 09.01 263.*1.5.*6ZL型芯长度尺寸: 014.043.*/12 7.07型芯小端直径尺寸: 014.043.*13 65.%.*16L型芯大端直径尺寸: 017.04 4952.*31.5.0*19ZL河南机电高等专科学校毕业设计/论文5 模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射成型时不要求有太高的模温,因而在模具上不需要设加热系统。但是,设计冷却系统要遵循以下的设计原则:1) 、在保证模具材料有足够的机械强度的前提下,冷却水道尽可能设置在靠近型腔表面。河南机电高等专科学校毕业设计/论文2) 、在保证模具材料有足够的机械强度的前提下,冷却水道应安排得尽量紧密。3) 、冷却水道的直径应优先采用大于 ,并且各个水道的直径应尽量相m8同,避免由于水道直径不同而造成的冷却液流速不均。4) 、对于大、中型模具,由于冷却水道很长,会造成较大的温度梯度变化,导致在冷却水道末端温度上升很高,从而影响冷却效果。5) 、冷却液在模具中的流速,以尽可能高一些好,但就其流动状态来说以湍流为佳。6) 、制品较厚的部位应特别加强冷却。7) 、充分考虑所用的模具材料的热传导率。考虑到以上要注意的原则,决定是否需要设计冷却系统可作如下设计计算:设定模具平均工作温度为 ,采用 的常温水作为模具冷却介质,C4020其出口温度为 ,产量为 。C30hkg/26.(1)求塑件在硬化时每小时释放的热量 ,查有关文献得 ABS 的单3Q位热流量为 40104/kgJWQ/1026.43kJ/4.10(2) 冷却水的体积流量 Vmin41.023187.4603434213tPCV 有体积流量 V 查表可知所需的冷却水道直径非常小。有上述计算可知,因为模具每分钟所需要的冷却水体积流量很小,故可以不设计冷却系统,依靠具本身的间隙及空冷的方式来冷却模具即可。河南机电高等专科学校毕业设计/论文6 模具闭合高度的确定在支撑和固定零件的设计中,根据经验确定,定模座板 。定模mH201板 动模板高 ,支撑板 ,动模座板mH302m30254。根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定行程长56(推件板+凹模高) 。因而模具的闭合高度:8河南机电高等专科学校毕业设计/论文H=H1+H2+H3+H4+H5+H6 =20+30+30+25+55+38=198mm7 注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为 。XS-ZY-125 型注塑机模板最m265295大的安装尺寸为 ,故能满足模具的安装要求。m40由上述计算模具的闭合高度 ,XS-ZY-125 型注塑机所允许的模H18具最小闭合厚度 ,最大厚度 ,即模具满足的安装条2min30max河南机电高等专科学校毕业设计/论文件。maxminH经查资料 XS-ZY-125 型注塑机的最大开模行程 ,满足顶出要求。mS30S)105(2130m65此外,由于侧分型抽芯距较短,不会过大增加开模距离,注塑机的开模行程足够。经过验证,XS-ZY-125 型注塑机能满足使用要求,可以采用8 绘制模具总装配图本模具的总装配图见后页,非标准零件工作图略。本模具的工作原理:模具安装在注塑机上,动模固定在注塑机的动模板上,河南机电高等专科学校毕业设计/论文定模固定在注塑机的定模板上,合模后,注塑机通过喷嘴将融料经流道注入型腔,经保压冷却后塑件成型,模具打开,动模后退,带动凹模滑块一起后退,首先在分型面分型,塑件随滑块一起后退,在逐渐后退的过程中,由于凹模滑块在斜销的作用下做垂直分型面的二次分型,塑件脱离凹模型腔,动模继续后退,最后顶杆推动顶件板把塑件推出,合模时随分型面的闭合侧型芯滑块复位至型腔,同时复位杆也对推杆进行复位。9 塑料模具的装配与调试塑料模具装配时常用的装配基准大致分为两种,以塑料模中的主要工作河南机电高等专科学校毕业设计/论文零件如型芯、型腔和镶块等为装配基准件,模具的其他零件都依靠装配基准件进行顺序装配;有导柱,导套的模具,以模板侧面为基准进行修配和装配。9.1 塑料模零件组装:型芯压入前,通常在固定板的孔口加工出工艺倒角或引入锥度,有利于型芯压入组装和保证型芯垂直度。将型芯尖角部位修成 R0.3 圆弧,或将固定板孔角部用锯条修出槽,型芯压入过程中要多次检查型芯的垂直度和方位。然后按划线加工定模固定板型孔,将预加工的型芯精修成型,将动定模固定板叠合在一起,使分型面紧密贴合,然后夹紧。下一步是将型芯压入固定并配合紧密,装配后,型芯外露部分要符合图纸要求,分别将导套,导柱压入定模,固定模并检查导套,导柱的松紧程度,将定模上平面磨平,然后将动模固定板下平面磨平。再将滑块型芯装入导滑槽,并推至端面与定模定位面相接触,将滑块上固定螺钉,使滑块与滑块面均匀接触,同时分型面间留有 0.2mm 的间隙,此间隙可用塞尺检查。用压力机将浇口套压入定模板,将定模板,复钻螺孔后,拧入螺钉和敲入销钉紧固,将动模板,支架复钻后拧入螺钉紧固。各部分装配完成后,检查制品,验证模具质量状况,发现问题可以调整。导柱导套孔在整个模具装配过程中的顺序基本上有两种:若选定型芯和型腔为装配基准时,则导柱导套孔的加工顺序应安排在完成型芯,型腔的组装。合模后进行,若塑件结构形状使型芯,型腔在合模后很难找正相对位置,或者模具设有斜滑块机构时,则要先加工装配导柱导套,作为模具装配基准。未淬硬模板上导柱导套孔的加工,可在坐标镗床上分别加工或将动,定模板叠合在一起用工艺销钉定位后在车床,立铣和镗床上加工。9.2 装配调试的工艺要求及注意问题:1,试模前,应对零件的装配过程再次检查一遍,以防安装模具过程中造成伤人,同时必须对设备的油路,水路进行检查,并按规定作好开机前的准备。2,开模试模时,原则上选择在低压,低温和较长的时间条件下成型,然后按压力,时间,温度这样的先后顺序变动。河南机电高等专科学校毕业设计/论文3,注射成型时,可选用高速和低速两种工艺,一般在制件壁厚面大时采用高速注射成型。4,对粘度高和热稳定差的塑件,采用较慢的螺杆转速和略低的背压加料和预塑,而粘度低和热稳定性好的塑料,可采用较快的螺杆转速和略高的背压。5,试模后,将模具清理干净,涂上防绣油,然后分别入库和返修。9.3 试模过程中出现的问题及解决办法:1. 制件常见缺陷及解决办法:河南机电高等专科学校毕业设计/论文名称 注塑机及成型条件问题 模具或材料问题填充不满1 注塑机的注塑能力不够2.加料量不够3 注塑压力太低4 料温太底使塑料溶体流动不好5 注塑速度太慢6 注塑机喷嘴有异物阻塞1 浇口平衡不好2 模具温度太低3 排气不良4 流道浇口过小5 浇口流道有异物阻塞6 塑料原料流动性不好飞边1 注塑压力太低2 锁模力不够3 加料量过大4 料温过高5 保压时间过长1 模具配合面不严2 成型期间塑料原料粘性太低流痕1 料温太低使塑料流动性不好2 注塑速度较低3 注塑机喷嘴过小4 保压压力不够1 模具温度过低2 模具冷却不良3 塑料流动性差龟裂1 注塑压力过高2 料温太低导致流动不好3 保压压力过高4 保压时间过长1 模具温度过低2 型腔设计不良3 塑料粘性不良4 塑料原料退火不良空洞1 注塑压力过低2 保压压力不够3 注塑速度过快或过慢4 保压时间短1 模具排气不良2 壁厚设计不均3 浇口位置不良4 浇口浇道尺寸过小5 塑料原料收缩率大河南机电高等专科学校毕业设计/论文2.成型过程中消除制品缺陷的办法:缺 陷 解 决 方 法烧 蚀 降低加料量、注射压力、注射速度。熔接线 提高注射速度、模具温度,加热料筒温度。飞 边 降低模具温度、加热料筒温度、减小浇口尺寸。填充不满提高注射速度、注射压力,模具温度,加热料筒温度,增大加料量。缩坑 减少浇口尺寸、保压时间和压力,降低加料量、模具温度。表面不平提高注射速度、模具温度、注射压力。弯曲 提高保压时间和压力,降低模具温度。河南机电高等专科学校毕业设计/论文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,经济性加深了认识河南机电高等专科学校毕业设计/论文在设计工作中,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,后经苏老师指点迷津,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。河南机电高等专科学校毕业设计/论文致谢时光如电,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苏光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毕业设计/论文参考文献1杨占尧.塑料注塑模结构与设计.清华大学出版社,2004.92贾润礼,程志远.实用注塑设计手册.中国轻工业出版社,2004.43薛产成.公差配合与技术测量.机械工业出版社,2004.64许发樾.模具标准应用手册.机械工业出版社,1997.35唐志玉.塑料模具设计师指南.国防工业出版社,1999.66唐志玉,李德群.中国模具设计大典.江西科技技术出版社 2003.17模具实用技术丛书编委会.塑料模设计手册.机械工业出版社 2002.18刘昌祺.塑料模具设计.机械工业出版社,1998.119模具制造手册编写组.模具制造手册.机械工业出版社,1998.110冯炳尧,韩泰莱,蒋文森.模具设计与制造简明手册.上海科技技术出版社.
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