2810 盒形零件注塑成型工艺与模具设计2
2810 盒形零件注塑成型工艺与模具设计2,零件,注塑,成型,工艺,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 周昊旭 学 号 0312531 指导教师 原红玲课题名称 盒形零件注塑成型工艺与模具设计难易程度 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 : 周昊旭 学 号: 0312531 设计(论文) 题目 盒形零件注塑成型工艺与模具设计 起 迄 日 期: 2006 年 05 月 10 日 05 月 25 日指 导 教 师: 原红玲 发任务书日期: 2006 年 05 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:此设计是经过指导老师-杨老师精心挑选的。本设计题目为普通零件按键,但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义,它概括了矩形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,进一步加强了我的注塑模设计的基础,为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更丰富的经验。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:方盒材 料:ABS生产批量:大批量生产技术要求:所有尺寸公差按 SJ1372-78 的 5 级精度所在专业审查意见: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:盒形零件注塑成型工艺与模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造班 级 模具 035 学生姓名 周昊旭 学 号 0312531 指导教师 原红玲 2006 年 5 月 21 日毕业设计(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 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 周昊旭 学 号: 0312531 专 业: 模具设计与制造专业 设计(论文) 题目: 盒形零件注塑成型工艺与模具设计 指导教师: 原红玲 2006 年 05 月 22 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 述在进行毕业设计之前,必须做好一切准备工作,而收集有关设计课题研究方面的资料、文献是最为重要的。在设计工作开始时,只有对课题研究的内容有了,充分地了解,才会有设计目的和方向;所以收集、查阅有关文献资料是必要的。在设计之前首先应该对国内外的模具发展现状和发展趋势有所了解,以便在设计过程中能够正确、合理地设计出一套模具。下面就先分析一下国内外的模具发展现状与发展趋势以及我国的模具发展现状。1.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。但和国外相比仍有较大差距。国内外塑料模具技术比较表 注塑模型腔精度:国内: 0.0050.01mm ;国外:0.020.05mm 型腔表面粗糙度:国内:Ra0.010.05m;国外:Ra0.20m 非淬火钢模具寿命:国内:1060 万次;国外:1030 万次 淬火钢模具寿命:国内:160300 万次;国外:50100 万次 热流道模具使用率:国内:80%以上;国外:总体不足 10% 标准化程度:国内:7080%;国外:小于 30% 在模具行业中的占有量:国内:3040%;国外:2530% 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。2.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。 (2) 、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。 (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。 (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。 (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。3.在查阅、收集有关资料的时候,不仅使我对模具业的发展现状及发展趋势、模具的设计与制造技术等有了更多,更全面地了解;而且收集到了许多有关本课题的研究,与本课题相关、相似的东西,查找各种有关模具设计与制造方面的经验公式,和经验数据;通过查阅资料和文献能够将课堂上所学习到的理论知识,与实际生产当中的实例相结合去更好地成设计任务;并且使我在课程设计上有了更多的设计思路,也有了更多的考虑空间,同时也使我在设计的过程中能够从多方面地去考虑问题模具设计的合理性及对设计好的模具在工作过程中可能会出现的问题及解决办法。 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):课题名称:按键零件注塑成型工艺与结构设计一. 课题的设计步骤与时间安排:1.接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下:(1)经过审签的正规制制件图纸,并注明采用塑料的牌号、透明度等。 (2)塑料制件说明书或技术要求。 (3)生产产量。 (4)塑料制件样品。 2收集、分析、消化原始资料 ,预计用时间两天。收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料,以备设计模具时使用。(1)消化塑料制件图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 (2).消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。 3.确定成型方法 :采用直压法、铸压法还是注射法,预计用时间一天。4.选择成型设备,预计用时间一天。根据成型设备的种类来进行模具,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具体见相关参数。要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。5.确定模具类型的主要结构,预计用时间七天。(1) 型腔布置(2) 确定分型面(3) 确定浇注系统(4) 选择顶出方式(5) 决定冷却、加热方式(6)根据模具材料、强度计算或者经验数据,确定模具零件厚度及外形尺寸,外形结构及所有连接、定位、导向件位置。(7)确定主要成型零件,结构件的结构形式。 (8)考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。6绘制模具图 ,预计用时间四天。7.编写制造工艺卡片,预计用时间一天。8.模具安装及试模,修模,预计用时间两天。9整理资料进行归档,预计用时间一天。二. 课题设计要达到的目的:模具专业的学生要求综合知识和实践能力较强,它既是学生大学三年所学的机械制图、工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用,又需要学生了解大量的实践经验。本设计题目为普通零件按键,但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义,它概括了矩形形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,进一步加强了我的注塑模设计的基础,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。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 , 200042 翟德梅主编. 模具制造技术. 20013 许发樾主编. 实用模具设计与制造手册. 机械工业出版社 , 20004 陈锡栋 周小玉主编. 实用模具技术手册. 机械工业出版社 , 20015 黄锐主编. 塑料工程手册. 机械工业出版社, 20006 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 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计. 北京高等教育出版社, 20018 陈万林主编. 实用注塑模设计与制造. 北京机械工业出版社, 20009 张克慧主编. 注塑模设计. 西北工业大学出版社, 200110 马金俊主编. 注塑模具设计. 中国科学技术出版社, 1994 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 日河南机电高等专科学校毕业设计说明书插图清单图 1-1 产品零件图- 5图 3-1 proewildfiled三维零件图- 7图 3-2 分型面- 9图 3-3 主流道- 11图 3-4 梯形形分流道- 13图 3-5 冷料穴- 12图 3-6 型腔结构- 14图 3-7 带头导柱- 15河南机电高等专科学校毕业设计说明书表格清单表 3-1 主流道尺寸- 12表 4-1 尺寸与模具成型零件工作尺寸的取值规定- 16表 4-2 成型零件工作尺寸计算公式- 17表 4-3 确定型腔的、型芯的工作尺寸- 18表 8-1 模具典型零件机械加工工序卡- 24河南机电高等专科学校毕业设计说明书(毕业设计/论文题目) 摘要塑件为小型件,精度要求不是很高,这就减少了设计的难度。通过对多个设计方案进行分析,最后决定采用方案如下:1.型腔个数为一模 1腔。2.分型面设在最大截面处。 3.型腔的布局采用直线型。 4.由于制件比较大,采用推板顶出不是很理想,为合理起见采用推板脱模。由于时间紧,任务量较大,设计难免达到最合理。不过,此设计经过精确的计算,能够加工出合格制件。关键词:塑料模、分型面、冷料穴、侧浇口。河南机电高等专科学校毕业设计说明书(毕业设计/论文英文题目) AbstractThis plastics productaccuracy is not requested strictly.So it will reduce the difficulty of the design.Based on different design projects,I choose this project at last:(one),there are eight mold cavities.(two) the parting surface is choosed on the biggest surface.(three) the distribution of the mold cavity is in a line.(four) for the product is so small that the ejector equipments of the mold is choose ejector plate.As the time is short 、the mission is difficult。The design can not do very well.However,it is calculated accurately.So this mold can be used in actual.Key words:Mold for plastics,parting surface,cold-slug well,edge gate.河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计/论文说明书目录绪 论 1第 1章 任务来源及设计意义 51.1 设计任务来源 51.2 设计目的及意义 5第 2章 模塑工艺规程的编制 62.1 塑件的工艺性分析 62.2 计算塑件体积和质量 82.3 塑件注塑工艺参数的确定 8第 3章 工艺方案的确定 93.1 确定模具型腔数目 93.2 分型面的选择 9 3.3 确定型腔的布置方式 103.4 确定浇注系统 103.5 确定脱模方式 133.6 确定调温系统结构 13河南机电高等专科学校毕业设计说明书3.7 确定排气系统的形式 143.8 选用标准模架 143.9 成型零件的结构设计 143.10结构与辅助零部件设计 14第 4章 模具结构及成型设备的选择 164.1 型腔及型芯工作尺寸的计算 16 4.2 侧壁厚度和底板厚度计算 19 第 5章 模具闭合高度的确定 20第 6章 注塑机有关参数校核 21第 7章 绘制模具总装图和非标准零件工作图- 22第 8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制 23第 9章 模具的安装与调试 269.1 模具的安装 269.2 模具的调试 27设计总结 28致谢 29参考文献 30第 1 页 共 29 页盒形零件注塑成型工艺与模具设计绪论注塑成型是使热塑性或热固性模塑料先在加热机筒中均匀塑化,而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭和模具的模腔中成型的一种方法。注射成型有称注塑模塑,是一种注射兼模塑的成型方法。注射方法是聚合物组分的粉料或粒料,通过注射机料斗,进入机筒内,通过机筒外部加热和螺杆旋转产生的剪切摩擦热,使物料经历了加热,输送,排气,压缩混合,均匀等作用而塑化。塑化的物料在喷嘴的阻挡下,积于机筒的前端,然后借助柱塞或螺杆向塑化好的的物料轴向施压,则高温熔体经喷嘴和模具的浇注系统进入已闭合好的低温模具中,再经历保压,冷却定型可开启模具,顶出制品,得到与模腔几何尺寸及精度相似的塑料制品。上述这种注塑方法是塑料成型加工最普遍也是最早的成型方法,早在 19 世纪 80 年代就出现了最简单纤维素的塑料制品。注塑成型具有一次能成型出形状复杂,尺寸精度高和带有金属嵌件等特点。因此,今年来发展较快,其成型产品占目前塑料制品生产量的 20%-40%。注塑成型正继续向着高速化,自动化,精密化的方向发展。用注塑方法生产的塑料品种十分广泛。除了大多数的热塑性树脂,如PE,PP,PVC,PS,ABS,PA,POM 等。通用塑料和工程塑料外,还有他们的共聚,共混,增强,填充材料等。今年来高分子材料的种类增加并不快,但是通过各种化学,物理的方法改性的新材料,新工艺,新品种发展极为迅速。如高分子合金,功能性塑料,包括导电,导磁感光等。这些材料和工艺的出现,促进了成型设备的发展,同时也满足了国民经济不断发展的需要。我国塑料模具工业现状及发展方向在现代生产中,注塑模具以其特定的形状通过一定的方式使原料成型,是大批量生产各种产品和日用品的重要工艺装备。随着科技水平的不断提高以及社会经济的不断发展,人们对工业产品的品种、数量、质量及款式的要求越来越高,模具的使用越来越广泛。世界上各工业发达国家都十分重视模具技术的开发,积极采用先进技术和设备,大力发展模具工业,提高模具制造水平。模具工业正朝着高品质、高效率及低成本的方向发展,其在国民经济中的地位正日益提高。模具技术已成为衡量一个国家产业制造技术的重要第 2 页 共 29 页标志之一。研究和发展模具技术,对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。一、我国塑料模具工业的发展现状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 2002 年我国模具总产值为 360 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。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。 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。 表一、国内外塑料模具技术比较表 项目 国外 国内 注塑模型腔精度 0.0050.01mm 0.020.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.010.05m Ra0.20m 非淬火钢模具寿命 1060 万次 1030 万次 淬火钢模具寿命 160300 万次 50100 万次 热流道模具使用率 80%以上 总体不足 10% 标准化程度 7080% 小于 30% 中型塑料模生产周期 一个月左右 24 个月 在模具行业中的占有量 3040% 2530% 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。随着塑料第 3 页 共 29 页工业的不断发展,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。 二、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腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。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第 4 页 共 29 页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。 本次设计题目“按键注塑模设计” 。本说明书将分项阐述该塑件注射成型和模具设计的全过程。由于本人设计水平有限,错误的不妥之处在所难免,肯请老师批评指正。第 1 章 任务来源及设计目的意义1.1 设计任务来源第 5 页 共 29 页设计题目:按键材 料:ABS生产批量:大批量生产技术要求:所有尺寸公差按 SJ1372-78 的 5 级精度图 11 塑件 1.2 设计目的及意义 本设计题目为普通零件按键,但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义,它概括了矩形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,进一步加强了我的注塑模设计的基础,为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更丰富的经验。第 2 章 模塑工艺规程的编制该塑件是个盒形件,其零件如下图所示,本塑件材料采用 ABS,生产类型为大批量生产.第 6 页 共 29 页2.1 塑件的工艺性分析2.1.1 塑件的原材料分析.塑件的材料采用 ABS,属热塑性塑料.从使用性能上看,该塑料具有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。从成型性能上看无定性料流动性中等。吸湿大,必须充分干燥表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥。宜取高料温高模温。但料温过高容易分解(分解温度为大等等于 250 度)。对精度较高的塑件,模温宜取 50-60 度,光泽耐热塑件模温宜取 60-80 度。2.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.1.2.1 结构分析.从零件图上分析,该零件总体形状为两个长方形相接。在左侧长方形长为 260mm 底部宽为 145mm。口部宽度为 150mm。在高度 106mm 处有个凸缘,凸缘高为 4mm 宽为 4mm。凸缘与右侧的长方形口部相连。基本尺寸为底部宽度为 150mm。口部宽度为 155mm。左侧长方形与右侧长方形连接宽度为 3mm。2.1.2.2 对塑件进行工艺分析第 7 页 共 29 页该塑件材料为 ABS,属通用性能热塑性塑料,其成形性能较好。流动性好,成形收缩率较小(通常为 0.30.8)比热容较低,在料筒中塑化的效率高,在模具中凝固较快。成形周期短。但吸水性较大,成形前必须充分干燥。可在柱塞式或螺杆式卧式注射机上成形。ABS的容重 r=1.031.07g/c.2.1.2.3 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,注塑时在工艺参数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该塑件通过 proewildfire2.0 画出,并分析出该塑件体积 V=529359。32mm.查表得 ABS 密度为 1.03-1.07g/c,取密度为 1.04g/c,通过 proewilfdfire2.0 计算得出 m=539.94651g。采用一模一件的模具结构,考虑其外形尺寸,注塑时所需压力和式厂现在设备情况,初步选用注塑机为 XSZY1000。XSZY1000 注射机参数:注射量(mm )3 1000注射压力(MP) 121锁模力(KN) 4500最大注射面积( )2 1800模具厚度() 最大 700,最小 300模板行程() 700喷嘴半径() 18定位孔直径( 150 06.顶出中心孔径( 1502.3注射机的校核2.3.1 注射量的校核第 8 页 共 29 页由公式:nVs+Vj0.8Vg 得式中:n模具型腔数目Vs单个塑件的质量。Vj浇注系统和飞边的塑料质量。Vg注射机额定注射量。则有:1539.95+12.770.8100得 552.72800所以该注射机注射量满足要求。2.3.2 合模力的校核由公式:FPm(nAs+Aj)式中: F注射机的合模力As、Aj分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积。Pm塑料熔体在模腔内的平均压力。则有:350000030(83725.3+1805.71)即 35000002565930.3所以该注射合模力满足要求。2.3.3 注射压力的校核由公式:PzPch式中: Pz注射机的最大注射压力。Pch塑件成形所需的注射压力。第 3 章 注塑模的结构设计3.1 分型面的选择第 9 页 共 29 页如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2) 便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 保证塑件的精度要求。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。6) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第 5)和第 2) 、第 8)点。为了便于模具加工制造,应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。考虑塑件的外质量,及便宜模具加工,将分型面设在塑件的 IIII 面。见图。3.2 斜钩的成形方法由于塑件斜钩不长,右侧长方形成形可用型芯加斜顶杆成型,使模具结构简单。从塑件结构形状分析宜采用推杆脱模机构。考虑塑件尺寸和尺寸精度,采用 14 根推杆对称分布在塑件的不同部位,推杆固定在模具的推杆固定板之间,由注射机顶出油缸推动,使推杆实现脱模动作,并用推杆复位。脱模时,用顶杆和斜顶杆将塑件顶出,塑件由于重力作用从斜顶杆上掉落。3.3 浇注系统形式考虑塑件形状,采用普通普通浇注系统,由于该零件形状基本等于多型腔模,必须设置分流道,用点浇口从零件高垂直壁正对折页处,并利用分型面间隙以及推杆与孔配合间隙排气。第 10 页 共 29 页3.3.1 主流道设计3.3.1.1 主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触,另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为 3.54mm。3.3.1.2 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式(俗称浇口套,这边称唧咀) ,以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件,只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者,有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有 12,16,20等几种。由于注射机的喷嘴半径为 18,所以唧咀的为 R20第 11 页 共 29 页图 (2) 3.3.1.3 主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件,外径为 120mm,内径 35mm。具体固定形式如下图所示:第 12 页 共 29 页d-主流道小端直径 注射机喷嘴直径 +(0.5-1) 7.5+0.5=8SR主流道球面直径 喷嘴球面半径+(1-2) 18+1=19h球面配合高度 3-5 4a主流道锥角 26 4D主流道大端直径 d+2L 12.4atgL-主流道长度 尽量 60 503.3.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口(塑件尺寸大)时应设置分流道,分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前,通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态,并在流动过程中压力损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。3.3.2.1 分流道的形状及尺寸为了便于机械加工及凝料脱模,分流道大多设置在分型面上.常用的分流道截面形状一般可分为圆形.梯形,U 形.半圆形及矩形等.分流道是图(6)中水口板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模,分流道大多设置在分型面上,分流道截面形状一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等,工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大.由经验得梯形大底边的宽度 B=13,高度由经验公式查得 H=4, 分流道要尽可能短,且少弯折,便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗,减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的,总长 140mm。实际加工时实,常用两种截面尺寸的梯形流道,一种大型号,一各小型号。如下图所示:第 13 页 共 29 页3.3.2.2 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低,一般取 1.6m 左右既可,这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差,以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。实际加工时,用铣床铣出流道后,少为省一下模,省掉加工纹理就行了。 (省模:制造模具的一道很重要的工序,一般配备了专业的省模女工,即用打磨机,沙纸,油石等打磨工具将模具型腔表面磨光,磨亮,降低型腔表面粗糙度。 )3.3.3 浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道,除直接浇口外,它是浇注系统中截面最小的部分,但却是浇注系统的关键部分,浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。3.3.3.1 浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化,使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度,提高剪切速率,使其成为理想的流动状态,迅速面均衡地充满型腔,另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性,调节浇口尺寸,可使多型腔同时充满,可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量,同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流,并便于浇口凝料与塑件分离的作用。从零件结构上分析,我们选择点浇口,点浇口又称针点式浇口,橄榄形浇口或菱形浇口,其尺寸很小.这类浇口由于前后两端存在较大的压力差,能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热,从而导致熔体的表观粘度下降,流动性增加,利于填充.采用点浇口成型塑件,去除浇口后残留痕迹小,易取得浇注系统的平衡,也利于自动化操作,但压力损失大,收缩大,塑件易变形,同时在定模部分需别加一个分型面,以便浇口凝料脱模.3.3.3.2 浇口位置的选择模具设计时,浇口的位置及尺寸要求比较严格,初步试模后还需进一步修改浇口尺寸,无论采用何种浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,因此合理选择浇口的开设第 14 页 共 29 页位置是提高质量的重要环节,同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表,一定要认真考虑浇口位置的选择,通常要考虑以下几项原则:1) 尽量缩短流动距离。2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。3) 必须尽量减少熔接痕。4) 应有利于型腔中气体排出。5) 考虑分子定向影响。6) 避免产生喷射和蠕动。7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8) 注意对外观质量的影响。根据本塑件的特征,综合考虑以上几项原则两个点浇口设置在接近高垂直壁正对折面处,有利于制品成型,浇口可以自行脱落.3.3.4 浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式,设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下,应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同(型腔布局为平衡式)的形式,否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致,这就是浇注系统的平衡。显然,我们设计的模具是平衡式的,即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等,形状及截面尺寸都相同。3.3.5 冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔,考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度,从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域,这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳,如果这里温度相对较低的冷料进入型腔,便会产生次品。为克服这一现象的影响,用一个井穴将主流道延长以接收冷料,防止冷料进入浇注系统的流道和型腔,把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上(也即塑料流动的转向处) ,其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些,深度约为直径的 11.5 倍,最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积,冷料穴有六种形式,常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式,具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图(6)中所示。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。第 15 页 共 29 页3.3.6 冷却与加热系统由于 ABS 塑料成形里时,要求模温在(40-60 )度,故模具不考虑设置冷却与加热系统,但考虑该塑件为大批量生产。为缩短成形周期和使塑件形成较低的结晶试以获得尺寸和形状稳定变形小和表面质量高,而设置冷却系统,本模具采用浅型薄壁塑件的冷却水路。第 4 章 成型零件的结构设计与加工工艺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,第 16 页 共 29 页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。4.1 成型零件的结构设计4.1.1 凹模结构设计.凹模是成型塑件外表面的主要零件,按其结构不同,可分为整体形式和组合式,整体式凹模由整块材料加工而成,安的特点是牢固,使用中不易发生变形,不会使塑件产生拼接线痕迹,但由于加工困难,热处理不方便,整体式凹模常用在形状简单的中,小型模具上,由于该塑件不是很大,且结构较简单,故采用整体式凹模.4.1.2 凸模和 型芯的结构设计凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件.凸模一般是指成型塑件中较大的,主要内形的零件,又称主型芯,主型芯按结构可分为整体式和组合式两种,由于该塑件基本等于多型腔模具,根据塑件结构,为了便于加工,本模具选用镶拼组合式型芯4.2 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸,主要型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽 ),型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸 ,型芯和型芯之间的位置尺寸等.4.2.1 塑件收缩率的影响塑件成型后的收缩率与塑料的品种,塑件的形状,尺寸,壁厚,模具的结构,成型的工艺条件等因素有关.在模具设计时,确定准确的收缩率是很困难的,因为所选取的计算收缩率和实际收缩率有差异.其尺寸变化值为: =(S - S )Lsmaxins式中 -塑料收缩纺波动所引起的塑件尺寸误差;S -塑料的最大收缩率;ax第 17 页 共 29 页S -塑料的最小收缩率 ;minL -塑件的基本尺寸.s查表 ABS 的最大收缩率为 0.8.最小收缩率为 0.3.4.2.2 模具成型零件的制造误差.模具成型零件制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一.成型零件加工精度越低,成型塑件的尺寸精度也越低.实践表明,成型零件制造公差约占塑件公差的 1/31/4,因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的 1/31/4,或取 IT7IT8 级作为模具制造公差. = z31 -模具成型零件制造公差. -塑件的尺寸公差. = = 0.62=0.21z234.2.3 型腔和型芯工作尺寸的计算.4.2.3.1 凹模式的径向尺寸(Lm) 10z(Lm) =(1+ )L X z0sSz0其中 塑料的平均收缩率.L 塑件的外形最大尺寸.SX系数.精度低的塑件 X=0.5 尺寸小精度高的塑件 X=0.75.塑件的尺寸的公差(mm).则有:左凹模径向尺寸(Lm ) . 10z(Lm ) .=(1+ )1530.50.62 =236.8510z283.2.02.0右凹模径向尺寸(Lm ) 0z(Lm ) =(1+ )1550.50.62 =239.9520z. 2.02.04.2.3.2 型芯的径向尺寸(Lm) 0z第 18 页 共 29 页(Lm) =(1+ )L +X0zs0z式中 Ls 为塑件的内形最小尺寸.其余符号的意义同上.则:左型芯径向尺寸:(Lm ) =(1+ )148+0.50.56 =229.1210zs02.02.右型芯径向尺寸.(Lm ) =(1+ )150+0.50.56 =232.2220zs02.02.4.2.3.3 凹模的深度尺寸(Hm) z0(Hm) =( 1+ )+(SX)z0sz0式中 Hm 为塑件高度最大尺寸(mm);X 的取值范围在 之间,当尺寸大,精度要求低的塑件213取小值,其余各符号的意义同上.则:左凹模的深度尺寸(Hm )1z0(Hm ) =(1+ )125+(0.50.6) =194.051z028.318.018.0右凹模的深度尺寸(Hm ) z0(Hm ) =(1+ )30+(0.50.24) =46.622z0. 18.018.04.2.3.4 型芯的高度尺寸.(hm) 0z(hm) = ( 1+ )hs+( ) 0zs2130z式中 hs 塑件的内形深度最小尺寸(mm)其余各符号意义同上.则:左型芯的高度尺寸.(hm )10z(hm ) = ( 1+ )121+(0.50.56) =187.8310zs0z018.右型芯高度尺寸(hm )20z第 19 页 共 29 页(hm ) = ( 1+ )26+(0.50.24) =40.4220zs0z02.4.2.3.5 凹模的侧壁与底板厚度:由经验曲线得,凹模最小壁厚为 65第 5 章 模具闭合高度的确定在支承与固定零件的设计中,根据经验确定:定模座板:H =200; 上固定板 H =100;下12固定板:H =50;支承板:H =64;动模座板:H =50;346第 20 页 共 29 页根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块:H =160.5因而模具的闭合高度:H= H + H + H + H + H + H =200+100+50+64+160+50=624123456第 6 章 注塑机有关参数的校核由上述计算模具的闭合高度 H=624, XSZY1000 型注塑机所允许模具的最小厚度 H=300,最大厚度 H =700,即模具满足的安装条件.minmax第 21 页 共 29 页H HHminax经查资料 XSZY1000 型注塑机的最大开模行程 S=700,满足顶出塑件要求.SH +(5-10)1=125+10=135第 7 章 绘制模具总装图和非标零件工作图本模具的总装图见装配图所示。非标准件图见零件图。第 22 页 共 29 页第 8 章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制在此仅对型芯的加工工工艺过程进行分析,见下页表 81。第 23 页 共 29 页机械加工工艺过程卡产品型号零(部)件图号1机械加工工艺过程卡片 产品名称 按键零(部)件名称型芯共(2)页第(1)页第 24 页 共 29 页材料牌号 毛坯种类45钢毛坯外型尺寸207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 下料下 的棒料207钳工车间2 锻料锻至尺寸为 516m锻造车间锻锤3 热处理调质 8050HRC 调质车间4 刨 刨六面到至尺寸 2161m机加工车间刨床5 平磨磨六面至尺寸 0.4.0.并保证上下,左右两面垂直机加工车间平面磨床6 数控铣铣台阶和00.21.8.8.57机加工车间数控铣床7 线切割线切割凸模至要求 机加工车间慢走丝机8 钳工钳工对凸模工作部分进行研磨使表面光洁钳工车间设计 审核日期标准化日期会签日期第 25 页 共 29 页日期标记 记数更改文件号签字 日期 标记处数更该文件号第 9 章 模具的安装与调试9.1 模具的安装:装配的要求如下:(1)模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm,分型面处需密合。(2)推件时推件杆和卸料板动作要同步。装配顺序:(1) 装配前按图检验主要工作零件及其他零件的尺寸。(2) 镗导柱孔,将定模 6,推件板 5,型芯固定板 4 合在一起,使分模面紧密接第 26 页 共 29 页触并夹紧。镗导柱孔,型孔,在空内压入工艺定位销后,加工侧面的垂直基准。(3) 加工定模,用定模侧面的垂直基准确定定模上型腔中心的实际位置,并依次作为加工基准,镗线切割用的穿丝孔 ,线切割矩形孔。10m(4) 加工推件板,按定模实际加工中心位置在推件板 5 上镗线切割用的穿丝孔,并以穿丝孔为基准切割型孔。10m(5) 压入导柱。在定模座,推件板,型芯固定板上分别压入导柱,使导向可靠,滑动灵活。 (6) 装配型芯。将型芯固定板 4 与推件板 5 合拢,把型芯放入推件板型孔内,用螺孔复印法和压销钉套法使型芯 9 紧固在型芯固定板 6 上。(7) 通过型芯引钻支撑板和型心固定板上的孔。(8) 通过支撑板引钻推杆固定板 18 上的孔。(9) 在推杆固定板 18 和支撑板 3 上加工限位螺钉孔和复位杆孔。(10) 将镶块 8,9 装入定模。(11) 加工定模座板,加工螺孔,限位孔和导柱孔。(12) 定模和定模座板的装配。用平行夹头把它们夹紧,通过定模板的孔引钻在定模上,拆开后,再定模上攻螺孔,然后用螺钉和销钉将定模和定模座板紧固。(13) 装配动模部分,修正推杆和复位杆长度。(14) 完成装配后进行试模,并校验入库。9.2 模具的调试注射模装配成以后。也要按正常的生产条件进行试模,以了解模具的实际使用性能是否满足生产要求、有无不完善的地方进行改进或作调整。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。在试模过程中,应做详细记录,并将结果填入试模记录卡,注明模具是否合格。如需返修,则应提出返修意见。在记录卡中应摘录成型工艺条件及操作注意要点,最好能附加上加工出的制件,以供参考。第 27 页 共 29 页试模后,将模具清理干净,涂上防锈漆,然后分别入库和返修。设计总结毕业设计是一项非常繁杂的工作,它涉及的知识比较广泛,很多都是我们所学课本上没有的东西,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,完成这样复杂的工作需要一定的毅力和耐心。在学校中,我们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演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来,使我们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。本设计设计内容为按键塑料模设计,通过对按键的设计,基本掌握了对塑料模设计的方法及步骤,对塑料模有了更进一步的了解和认识,对模具的制造方法和制造途径积累了丰富的经验。第 28 页 共 29 页本设计共分九章,分别对设计题目的来源、设计意义、零件工艺性分析、工艺方案的确定、模具结构及成型设备的选择、工艺计算、模具结构设计及校核、加工工艺等几方面进行了阐述。由于水平有限,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,由于有了课程设计老师的不吝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。本设计中模板等尺寸也不代表一种最佳的选择,例如模板的厚度,可以根据能取得的原料的厚度按最小的加工量选择(要满足最小厚度要求,同时也不能太厚太重) 。同一塑件由不同的人设计有多种多样的方案,最终都有可能很好的使用,通过这次设计,我认识到了除了正确掌握和应用书本知识外,吸取他人的设计经验也是非常重要的。致谢本设计在设计过程中得到了杨占尧、翟德梅、原红玲、于智宏、苏光等几位指导老师的大力支持和帮助,再此表示诚挚的感谢,由于本人水平有限,收集资料困难,如果有疏漏和错误的地方,恳请导师不吝赐教,提出宝贵改进意见。第 29 页 共 29 页参考文献1 杨占尧主编. 塑料注塑模结构与设计. 清华大学出版社 , 200042 翟德梅主编. 模具制造技术. 20013 许发樾主编. 实用模具设计与制造手册. 机械工业出版社 , 20004 陈锡栋 周小玉主编. 实用模具技术手册. 机械工业出版社 , 20015 黄锐主编. 塑料工程手册. 机械工业出版社, 20006 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 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计. 北京高等教育出版社, 20018 陈万林主编. 实用注塑模设计与制造. 北京机械工业出版社, 20009 张克慧主编. 注塑模设计. 西北工业大学出版社, 200110 马金俊主编. 注塑模具设计. 中国科学技术出版社, 1994
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