冷热饮水机分流阀注塑模设计【含CAD图纸、说明书】
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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985摘 要本文设计的是冷热饮水机分流阀,首先我们介绍了分流阀的材料及其性能,并且通过Creo软件分析分流阀的体积从而选择合适的注射机,由分流阀结构特点,选择了合适的分型面,介绍了分流阀注塑模的主要结构,本结构解决了外螺纹侧向抽芯和塑件上小孔4个方向抽芯问题。由于存在4个方向的抽芯,本次设计采用一模一腔,并且塑件位于中间,所以采用偏心的浇注系统。为了顶出塑件,本次设计采用二次顶出机构,并对推杆、限位杆等做了说明。关键词:分流阀;分型面;侧向抽芯;浇注系统;二次顶出I压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985AbstractThis design is the hot and cold water dispenser valve, first we introduced the material diverter valve and its performance analysis, and the volume of shunt valve to select suitable injection machine by Creo software, the shunt valve structure, choose the appropriate parting surface, introduces the main structure of the shunt valve of injection mould, the structure solves external thread of side core pulling and plastic hole 4 direction core pulling. The existence of core pulling in 4 directions, this design uses the first mock exam in a cavity, and the plastic in the middle, so the pouring system with eccentricity. In order to put out the plastic parts, the design of the two ejection mechanism, and the push rod, limit rod, etc.Key words:diverter valve; parting surface; side core pulling; gating system; two ejectionII 第1章 前言目 录摘要.Abstract.1 前言.12 塑件成型的工艺性分析.2 2.1 材料性能.2 2.2 成型特性及条件.2 2.3 结构的工艺性.2 2.4 零件的体积和质量估算.23 注射机的型号和规格选择.34 分型面的选择.55 浇注系统的设计.66 成型零件的设计.8 6.1 影响塑件尺寸误差的因素.8 6.2 型腔与型芯的尺寸计算.97 侧向分型与抽芯机构.11 7.1 侧向抽芯机构的类型.11 7.2 侧向抽芯机构的主要参数.138 顶出机构的设计.14 8.1 推杆数量及结构形式.14 8.2 复位装置的设计.14 8.3 限位机构.159 排气机构的设计.1610 温度调节系统的设计.1711 绘制模具装配草图.1812 设计总结.19参考文献.201 前 言模具制造已经是我国经济建设当中的一种重要产业,我国越来越重视和关注模具工业的振兴和发展。广大业内人员已经达成了“模具是工业生产的基础工业装备”的共识。在汽车、电子、电器、电机、仪表、仪器、通信和家电等产品中,有60%到80%的零件要靠模具成形。模具生产制造零件所具有的高复杂程度、高精度、高生产率、高一致性和低消耗,是其他加工制件方法不能比的。而且模具有效益放大能力,用模具制造的产品的最终价值,往往能创造模具本身的几十上百倍的价值。模具工业属于制造业中的一种基础产业,是技术成果转化的基础,是高新技术产业的重要领域。本次设计塑件为冷热饮水机分流阀,即饮水机聪明座的聪明芯。10 注射机的型号和规格选择1 第2章 塑件成型的工艺性分析2 塑件成型的工艺性分析2.1材料性能ABS是热塑性材料,密度为1.031.07g/cm,弯曲强度为4176MPa,拉伸强度为3050MPa,弯曲弹性模量为13802690MPa,拉伸弹性模量为15872277MPa,收缩率为0.4%0.8%,常取0.6%。该材料综合性能好,即尺寸稳定,冲击强度高,易于成型,耐蚀和耐热性能也较好,而且有良好的耐寒性。2.2成型特性及条件(1) 吸湿性强,所以塑料在成型以前必须进行充分的预热干燥,含水量应该小于0.3%。(2) 中等的流动性,溢边值为0.04mm。(3) 加热温度对塑件质量影响较大,要求塑件精度高时,模具温度可以控制在5060,要求塑件耐热和光泽时,模具温度可以控制在6080。2.3结构的工艺性零件的壁厚基本均匀,所有壁厚都大于塑件最小壁厚0.8mm。所以注射成型时应该不会出现填充不足现象。该塑件存在4个方向小孔和外螺纹,注射模应具有侧抽芯机构。2.4零件体积及质量估算塑件体积:v=27367.1mm=27.37cm,质量m=27.37x1.05g=28.74g,塑件和浇注系统废料:总体积V=1.6v=43.79cm,总质量M=1.6m=45.98g。11 第3章 注射机的型号和规格选择3 注射机的型号和规格选择3.1型腔数目的确定由于存在4个方向的抽芯,所以本模具只能采用一模一腔。3.2注射机的选择因为总注塑量达到45.98g,再根据工艺参数,综合考虑选择注射机为海天120W1xB。注射方式为螺杆式,有关性能参数如下:表3.1海天120W1B注射机参数3.3注射量的校核模具设计的时候,必须使得一个注射成型的塑料熔体的容量或质量为注射机额定注射量的80%内。校核公式为:而V为43.79cm,注射机额定注射量为214cm,所以注射量符合要求。3.4模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核(1) 闭合高度模具的闭合高度一定要满足下面的公式该设计模具的厚度为304mm,150H450,符合要求12 分型面的选择1 第3章 注射机的型号和规格选择(2)开模行程模具开模之后为了方便取出制件,必须有充足的开模距离,开模行程指模具开合过程中动模的移动距离。,而,经计算,符合要求。13 第4章 分型面的选择4 分型面的选择适当地将模具分成两个或几个可分离的主要部分,接触表面分开能够取出塑件,闭合后封闭,这种接触表面为分型面。为了方便脱模,分型面应该设置在塑件断面尺寸最大的地方,并且不影响塑件外观,根据该塑件的结构特点,选择分型面如下:图4.129 第5章 浇注系统的设计5 浇注系统的设计浇注系统指在注塑模中主流道始端到型腔间的熔体的进料通道,浇注系统的组成一般为主流道、冷料穴、浇口、分流道。5.1浇注系统的设计原则浇注系统的设计是否正确,对于产品质量和注射成型过程都有直接影响,所以设计浇注系统时应该遵循下列原则:(1) 尽量缩短熔体的流程,以便缩短充模时间、降低压力损失(2) 避免高压熔体对模具型芯和镶件产生冲击,导致变形和移位(3) 设计时要考虑到熔体接痕的部位、形态和对制品质量的影响(4) 考虑储存冷料的措施5.2浇注系统的设计(1)主流道主流道指注射机喷嘴和型腔或者分流道连接的一段进料的通道。查得注射机喷嘴直径为4mm,喷嘴球半径16mm上端直径d=注射机喷嘴直径+(0.51)mm,取4.5mm,R=喷嘴球半径+(12)mm,取18mma=24,r=1/8D,H=35mm下端直径D=8mm,r=1mm,H=5mm 图5.1(2) 冷料穴本模具废料和塑件一同脱落,所以只需要储存作用的冷料穴就行,直径为浇口套下端直径8mm,长度为流道直径的1.5到2倍,取12mm。(3) 分流道链接浇口和主流道的进料通道为分流道。本模具分流道设为半圆形,分流道的宽度为主流道直径8mm,高度取4mm,长度为1到2.5倍直径,取10mm。(4) 浇口 第5章 浇注系统的设计 第6章 成型零件的设计为了便于废料与塑件的分离,浇口用重叠式浇口,为了防止拉断浇口,取宽度4mm,高度取1mm,长度取1mm,重叠长度1mm。(5) 定位环和浇口套浇口套和定位环设计为2个零件,配合后用2个螺钉固定在模板上结构如下图所示:图5.26 成型零件的设计成型零件包裹熔体成型塑件的尺寸为工作尺寸,主要有型腔尺寸和型芯尺寸,型腔尺寸分为径向和深度尺寸,型芯尺寸分为径向和高度。随着型腔和型芯与熔体和制件的摩擦,型芯尺寸会越渐缩小,型腔尺寸会越渐增大。所以对制品和与之配合的型芯型腔做出如下规定:制件外形尺寸采用单向负偏差,与之配合的型腔采用单向正偏差,制件内形尺寸和型芯尺寸与之相反。6.1影响塑件尺寸误差的因素制品成型后的实际尺寸和名义尺寸总存在误差,这种误差为尺寸偏差,引起尺寸偏差的因素有很多,主要为以下几个方面:(1) 塑料制品的收缩率将塑件从模具中取出后会发生尺寸收缩,这种现象为收缩性,因为这种收缩不仅仅是由于温度影响,模具结构和工艺条件等都会使之发生变化,所以塑件成形的收缩统称为成形收缩。实际尺寸与名义尺寸之差与名义尺寸的比值被称为成形收缩率。在实际生产中,成形收缩率存在很大波动,这会导致塑件尺寸误差较大,一般因为成形收缩率导致的尺寸误差不要大于制品尺寸公差的1/3。本制品使用ABS材料,ABS材料的收缩率取平均值为0.6%。(2) 成形零件的制造偏差制造塑件时产生的加工偏差和装配时的装配偏差统称为制造偏差,因为制造偏差难以避免,所以设计模具的成形零件时,我们要根据尺寸精度选择合理的加工方法,设计合理的零件结构,降低制造偏差。在实际生产中,制造偏差应不大于制品尺寸公差的1/3。实践证明,如果模具成形零件的制造误差为IT7到IT8,那么制造公差占制件尺寸公差的1/3。(3) 成形零件的磨损熔体流动和塑件脱模会与成形零件产生摩擦,从而导致磨损。本塑件属于小型塑件,根据生产实践磨损误差取塑件公差的1/6。(4) 模具活动零件配合间隙的影响在模具工作过程中,有些活动零件的间隙会变大,从而增加制品的尺寸误差。虽然引起尺寸误差的原因有很多,但是并不会同时存在,有时候甚至有些误差会抵消掉。所以在实际生产中,我们要通过尝试找出零件误差的主要原因,在技术允许范围内改进工艺,根据零件特性,找出误差最小并且最合理的方案。6.2型腔与型芯的尺寸计算(1) 型腔径向尺寸的计算径向由于考虑磨损所以取为1/6,为1/3,此时x取0.75所以公式为 (6.1)塑件尺寸/mm 公差值/mm 计算结果/mm 65.8 0.38 51.2 0.38 47.7 0.26 46.7 0.26 19.2 0.24 (2)型芯径向尺寸的计算公式为 (6.2)塑件尺寸/mm 公差值/mm 计算结果/mm 42.4 0.26 39.6 0.26 14 0.18 10 0.16 (3)型腔深度的尺寸计算计算深度时,由于磨损量很小,所以磨损误差可忽略不计,从而x取2/3即0.67,公式为 (6.3)塑件尺寸/mm 公差值/mm 计算结果/mm 3 0.12 1.8 0.12 2.2 0.12 84.5 0.5 (4)型芯高度尺寸计算公式为 (6.4)塑件尺寸/mm 公差值/mm 计算结果/mm 12.5 0.18 6.9 0.16 55.1 0.38 6 0.14 第7章 侧向分型与抽芯机构7 侧向分型与抽芯机构本塑件由于有外螺纹和4个方向的小孔所以必须使用2处侧向抽芯机构,一处是外螺纹2个方向的侧向抽芯,一处是顶端小孔处4个方向的侧向抽芯。 7.1侧向抽芯机构的类型外螺纹的侧向抽芯结构如下图所示:图7.14个方向的小孔抽芯结构如下图所示:图7.2(1)滑块的设计滑块是指可以活动的零件,可以分成组合式和整体式,本设计采用组合式,。材料取用45钢,保证硬度在HRC40以上。(2)滑道为了让滑块顺利运行,采用间隙配合,且滑块为T字形。由于4个方向抽芯的组合滑块要同时受到上下两块板的摩擦,所以该组合滑块上表面应该比滑道上表面低0.020.03mm,以便减小滑块抽芯时的摩擦力,保证滑块运动自如。(3)滑块的定位装置外螺纹侧向抽芯机构由于斜导柱要离开滑块,所以为了保证复位时滑块定位准确,采用弹簧钢珠限位机构。4个方向抽芯的组合滑块,由于抽芯结束后斜导柱没有离开滑块,所以不需要限位机构。(4)斜导柱抽芯机构的结构形式斜导柱和滑块一定模一动模或者同在定模或动模,设计时要避免发生干涉现象。7.2 侧向抽芯机构的主要参数(1) 抽芯距S滑块从成型位置到不影响塑件脱出所移动的距离为理论抽芯距,实际抽芯距离要比理论多2到3mm,外螺纹的抽芯距为外半径平方减去内半径的平方,所得数值开方再加余量,经计算取12mm,4个小孔方向的抽芯距为理论抽芯距加余量,经计算取7mm。(2) 斜导柱的倾角斜导柱的倾角是一个重要的参数,不仅决定开模行程和导柱的长度,而且对斜导柱的受力也有影响。在实际生产中,一般取为12到32度,本次设计取外螺纹处斜导柱为25度,4个小孔处斜导柱为20度。(3) 斜导柱的直径d计算直径的公式如下 (7.1) 斜导柱的弯曲许用应力300MPa,经计算得,和为20mm。(4) 斜导柱的总长度L斜导柱长度和开模行程如下图:图7.3 排气机构的设计计算公式为 (7.2)计算得外螺纹处斜导柱长为105mm,小孔处斜导柱长为85mm。 第8章 顶出机构的设计8 顶出机构的设计因塑件外形不同,脱模的过程不同,顶出机构也不同,但是所有的顶出机构要遵守的原则是一致的:塑件顶出过程中不会损坏变形;开模后塑件与顶出机构在同一侧。本塑件由于有侧向抽芯的需要,所以采用二次顶出机构。第一次顶出为机械顶出,顶出时完成4个小孔的侧向抽芯,顶出距离由限位杆控制,第二次顶出为液压顶出,利用推板中的孔,使推杆固定板和推杆垫板带动推杆做顶出运动,直至塑件脱出型腔。8.1推杆的数量和结构本塑件为一模一腔结构,由于塑件为小型塑件,且由外形可知只需使用一根圆推杆,推杆直径为6mm。结构如下图:图8.1当完成侧向抽芯后由推杆顶出塑件,是塑件和凝料一同脱出。8.2复位装置的设计顶出机构顶出塑件后,模具要恢复原状,才能循环制造塑件。通常使用的复位机构有复位杆复位机构和弹簧复位机构,因为弹簧复位机构不够可靠,本设计采用复位杆复位机构。8.3限位机构为保证小孔侧向抽芯时的顶出距离,用限位杆来控制距离。其结构如下图所示:图8.3为确保顶出时塑件能够完全脱出动模,顶出距离不应该小于15mm,这里通过限位杆限定顶出距离为15mm。 第9章 排气机构的设计9 排气机构的设计塑料熔体在进入型腔时必须将型腔内的空气排出,并且熔体中挥发的气体也要及时排出。如果气体未排出将对塑件造成影响,比如塑件中有气泡或者塑件表面有流动的痕迹,甚至型腔内的气体会导致局部热量过大而烧焦塑件,并且因为气体的阻碍也会增加成形时间。排气机构一般有排气槽排气和推杆活动间隙排气,由于本塑件尺寸不大,所以不设置排气槽,有分型面之间的空隙排气即可。 第10章 温度调节系统的设计10 温度调节系统的设计注射成型是将200左右的塑料熔体注入到模具后冷却定型,所以温度对塑件有着很重要的影响。模具的温度调节系统对模具的质量和生产效率有着直接的影响。塑件的材料和塑件成品质量的要求决定了模具的温度,由于本塑件对模具温度的要求不高,所以使用冷却系统即可。塑件冷却过程中有大量热量是靠冷却介质传递走的,而且冷却时间占塑件成型时间的很大比例。所以缩短冷却时间可以大大提高生产效率。为了提高冷却效率应该遵守以下原则:冷却通道的直径使用标准尺寸,这样安装会更加方便;合理排布冷却管道直径的中心距离和到型腔壁的距离;冷却水道不要开在塑件的熔接痕处;注意避免发生干涉现象。一般来说冷却孔道直径为6到12mm,在此取8mm,使用单一矩形回路。结构如下图所示:图10.1 第11章 绘制模具装配草图11 绘制模具装配草图根据各板厚度要求和斜导柱安装空间,滑块导滑长度等,综合考虑选择200X200的模架,定模板厚32mm,动模板厚40mm。绘制出装配图如下:图11.1 第12章 设计总结12 设计总结这次毕业设计是我设计过的最难的一次,毕业设计和课程设计不同,网上参考很少,很多问题都要自己考虑,常常一个问题要考虑几个小时,我在设计时经常遇到不会的问题,在此我十分感谢指导老师罗老师的帮忙,每当我遇到困难的时候,老师总是认真的给我指导。本次设计的是冷热饮水机分流阀,又叫聪明芯,但生活中单独的冷热饮水机分流阀很少见,通常聪明座包含冷热饮水机分流阀。因为少见所以设计的时候遇到的困难很多,通过这次设计我对注射模的结构,尤其是侧向抽芯机构有了更深刻的了解,对过去学习的知识有了更好的巩固,因为毕业设计更加困难也让我了解到了以前没注意的一些错误。相信这次的设计会对我将来的工作有所帮助,毕竟我很快就毕业了,在此感谢这些岁月里老师和同学对我的帮助。 参考文献参考文献1冯炳尧、韩泰荣、蒋文森主编,模具设计与制造简明手册,上海科学技术出版社,1998年第二版2齐晓杰 主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,2015-053塑料模具设计手册编写组编.塑料模具设计手册.北京:机械工业出版社,19824杨櫂 陈国香 主编.机械制造与模具制造工艺学.北京:清华大学出版社,2006-055崔晓利 杨海茹 贾丽红 主编.中文版AutoCAD工程制图(2008版).北京:清华大学出版社,2007-096.游步东 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