洗衣机波轮轴承注塑模具设计及制造【含CAD图纸+文档】
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任 务 书院(系): 专业: 班 级: 学生: 学号: 1、 毕业论文课题 洗衣机波轮轴承注塑模具设计及制造 2、 毕业论文工作自 20xx 年 3 月 12 日起至 20xx 年 6 月 15 日止三、毕业设计进行地点 学院 四、毕业设计的内容要求1、已知条件: 洗衣机波轮轴承零件图及3D图(其余尺寸自定) (1)材料:ABS(2)生产批量:中等批量(3)未注公差取MT5级。 2、设计要求: (1)按要求写出开题报告; (2)结合设计课题到工厂进行毕业实习; (3)收集国内外有关情报资料,查阅有关文献资料15篇以上。(4)检索与阅读与设计题目相关的外文资料,并书面翻译3篇(不少于1.0万字)外文资料。 (5)在分析、计算、选择和设计的基础上编写出不少于2万字的设计计算说明书(含文献综述); (6)画出洗衣机波轮轴承产品2D图和3D图; (7)设计出洗衣机波轮轴承注塑模的装配图和主要零件图; (8)用Pro/E分模,并进行开模动作模拟仿真。(9)绘制工程图折合A0号幅面的图纸不少于3张。 (10)制订一个主要零件的加工工艺,生成模具型腔的刀具路径并进行模拟仿真; (11)准备和参加毕业答辩。 3、工作进度: (1)查阅设计资料、写出开题报告(1周); (2)结合设计课题进行毕业实习(调研),并写出60008000字的文献综述;(1周); (3)外文翻译(0.5周); (4)绘制产品零件图(2D图)和模具结构方案设计(1周); (5)草图设计(1周); (6)工作图设计(含装配图和零件图)(5周); (7)模具分模及开模动作仿真(2周); (8)制订模具加工工艺,生成模具型腔的刀具路径并进行模拟仿真(1.5周); (9)整理设计计算说明书(1.5周); (10)修改设计(0.5周); (11)准备和参加毕业答辩(0.5周)。 4、主要参考资料: 1上海模具技术协会著.塑料技术标准大全.M.杭州:浙江科学技术出版社,1990. 2王孝培主编.塑料成型工艺及模具简明手册.M.北京:机械工业出版社,2000.3党根茂主编.模具设计与制造.M.西安:西安电子科技大学出版社,1997. 4陈万林等主编.实用塑料注射模具设计与制造.M.北京:机械工业出版社,2002. 5贾润礼等主编.实用注塑模设计手册. M.北京:中国轻工业出版社,2002. 6(德)E林纳主编.注射成型模具设计108例. M.北京:轻工业出版社,2001. 7徐佩弦编著.塑料制品与模具设计. M.北京:中国轻工业出版社,2001年. 8詹友刚编著.Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程. M.北京:清华大学出版社,2005.3. 9曹岩主编.Pro/ENGINEER wildfire产品设计实例精解.M.北京:机械工业出版社,2005.9 10佟河亭主编.Pro/ENGINEER wildfire中文版习题精解.M.北京:人民邮电出版社,2006.4. 11张祥杰.Pro/ ENGINEER wildfire模具设计M.北京:中国铁道出版社,2002. 12 黄晓燕.模具CAD/CAM实用教程Pro/ENGINEER软件M. 北京:清华大学出版社,2004年.13 二代龙震工作室主编.Pro/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具设计.北京:电子工业出版社.2005.2. 14 何满才主编. 模具设计 Pro/ENGINEER Wildfire 中文版实例详解.北京:人民邮电出版社.2005.1. 15 关兴举主编. Pro/ENGINEER 塑料模具设计.北京:人民邮电出版社.2006.216余强主编.Pro/E模具设计基础教程,北京:清华大学出版社.2005.917林清安主编 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0模具设计北京:电子工业出版社2005.418周峻辰主编. Pro/ENGINEER中文野火版塑料模具设计专家实例精讲M. 北京:中国青年出版社,2006.12 P190 19孙中柏主编. Mastercam9.1模具设计与加工范例M. 北京:清华大学出版社,2006.3.20洪慎章主编. 注塑加工速查手册. 北京:机械加工出版社.2009.9.21杨占尧. 注射模具典型结构图例. 北京:化学工业出版社.2005.5. 22叶久新,王群. 塑料成型及模具设计. 北京:机械工业出版社.2007.11(2010.8重印). 指导教师 接受毕业设计任务开始执行日期 年 月 日学生签名 附件一 外文翻译译文: 1. 在实验室对冷轧Q235号钢热处理工艺的探讨关键词:连续退火;高强度钢;微观结构、力学性能通过数十年对Q345生产和应用,但只涉及热轧制板材。这个研究通过实践Q345钢冷轧是为了生产一种新型的DP。这项研究的目标是为了节省资源和降低能源消耗。通过研究它的微观结构和力学性能,对这种冷轧Q345影响因素进行了分析和提出了适当的热处理工艺。1实验材料和方法1.1实验材料制备的根据传统的流程只有缓慢冷却速度中更改了这个过程。采用的材料是85 mm厚的Q345钢,其过程的可以阐述为:在高温炉保持该材料2 h,温度为1200,然后轧制到10毫米通过5道工序,待空气冷至850,并通过3道工序轧制到4.5毫米。为了热处理,这热轧板轧制到1.2毫米在酸洗后通过MULTIPAS模拟器。1.2制定热处理工艺图1 热处理流程示意图热和冷轧钢的微观组织如图2.热处理样本的微观组织如图3所示。这个过程可以被描述为:这些样品在速度为10/ s被加热到820和浸泡300秒,然后以40的速度慢慢冷却到680、0.5、1、2、3和5/ s,分别为(40/ s意味着从820快速冷却到280快冷),快速冷却速度是40/ s, ,过时效温度和时间分别是280和180,。2 微观组织和性能的分析图2 热或冷轧钢的显微结构图3 在不同缓慢冷却速度下的微观结构热轧钢微观结构的组成是由多角状的铁素体和珠光体组成如图2(a)所示,铁素体和珠光体都很大而且不规则地排列在矩阵中。没有带状结构在矩阵中。铁素体晶粒在冷轧过程中被拉长。伴随着相对比铁素体高硬度,脆弱的珠光体在铁素体的高减少率下不规则变形。在冷轧后,相邻细长的珠光体显示出彼此相互连接。此矩阵是由变形强化铁素体和珠光体组成的。加热到临界区退火前的温度、冷扎变形铁素体的再结晶产生,和变长铁素体转换成细长形。珠光体和碳化物在这个阶段将被溶解。9指出再结晶过程的创立、发展通过定向成核和晶核长大机制。当达到定向成核温度,奥氏体将成核沿珠光体边界或渗碳体,位于珠光体和铁素体界面之间。在均热时间,成核奥氏体将沿着铁素体边界长大铁火阶段能。在缓冷期间,对于新铁素体成形的一个成核步骤是不具备的,因为旧的铁素体在退火阶段能取向附生长成奥氏体。10在缓慢冷却时,一小部分的奥氏体转变为铁素体,通过合成部分加强了奥氏体。伴随着远远低于缓慢冷却临界区退火温度和达到680前,珠光体沿着奥氏体的边界或在奥氏体和铁素体界面之间成核。珠光体通过连接的奥氏体中的碳原子长大来供应。同样的,奥氏体在快速冷却过程中转变为马氏体及最终的微观结构是由多边形的铁素体、珠光体和马氏体组成。在热处理后有两种不同类型矩阵中的铁素体。一种是在临界区退火原始的未分解的铁素体,另外一种是名字称作先共析铁素体,由缓冷的奥氏体组成的。这种铁素体能在为形核沉淀,但是在缓冷期间附于原始的铁素体,所以我们称之为“外延铁素体”11 13。带状组织明显地中出现了测试钢,当缓冷却速率降低,带状则更突出。这就是在相变和结晶过程中交互影响影响的结果。带状组织将在当相变产生前期到结晶期间形成。一种特殊的现象是在缓冷速率增加的情况下下珠光体的量增加当马氏体的量减少。冷却率达到5/ s,马氏体的量几乎为零。从本质上讲,有两种微观组织变化过程被热激活能控制。一种是最初的微观结构转化为奥氏体,另外一种是冷变形微观组织的再结晶。因为热力学上的驱动力和转换机制之间的差异,微观组织的转换率随温度而变化,当转换率升高伴随着浸泡温度的升高。至于有关的相变,两个相间量自由能的区别是热力学驱动力;这是温度功能。对于再结晶,热力学驱动力是源于在冷变形过程存储的能量,这并没有因温度的改变而改变。归因于量增长的调节,与奥氏体转变为马氏体有关,在冷却过程后冷作加工铁素体骨架将存在,而它不能被微观结构的简单金相分析检测到14 考虑到在微观组织变化上动力学的影响,一方面,相变速率增加伴随着原子扩散能力,另一方面,热力学驱动力随温度升高。在临界区退火期间主要相变是珠光体转变为奥氏体和部分的铁素体不会在820时转变;伸长的微观结构只能在再结晶时转变。在相变后,储存在铁素体晶粒周围的奥氏体的能量释放出来,因此没有提供给铁素体再结晶足够的热力学条件。在这种情况下,再结晶晶粒形成于保留变形铁素体中,仅出现在细长的晶粒,而不是在毗连的奥氏体晶粒。之后,,等轴再结晶体素体晶粒分布在被拉长的微观组织和保留而变为“带状”类型。模拟样本用Roell Z250拉伸,拉伸速率为4 mm / s,拉伸曲线如图4中所示。图4 拉伸曲线在不同冷却速度下缓慢拉伸曲线在数据库中随机选取和在屈服强度、拉伸应力和断裂伸长中不同的冷却速率没有确定的关系。然而,所有的曲线显示了待屈服状态。大量的实验数据显示了屈服率低于0.5,伸长率大概为10%。在临界退火处理后,硬质合金溶解在奥氏体,铁素体展出是间质固溶强化和沉淀强化。当缓慢冷却温度低于临界区温度时,渗碳体便富含碳原子,它进一步纯化的铁素体晶粒。在拉伸过程中,马氏体和珠光体具有较高的强度将去调整堆积压力浓度,然后便形成了一条连续的应力-应变关系曲线。3 优化后的组织和性能3.1优化热处理工艺预期的组织与性能只能通过传统过程和优化的过程得到,如图5所示。图5 草图的优化热处理工艺这个过程可以简要描述为:样本在速度在10/ s时被加热到790的和浸泡300秒,然后在5/ s的速度缓慢冷却到740。为使硬质合金充分扩散,在120秒内样本从740不断缓慢冷却到730。之后是在50/秒下快速冷却到350时在120秒内的平均加热时间是从350到300年;最后样品在均冷下快速冷却至室温。3.2 通过优化处理过程的测试样本的微观结构和性能在图6中可看到通过优化的过程的这个测试样品的微观结构和性能。条纹状的微观结构被优化过程和获得了大量位于矩阵的细马氏晶粒。马氏体的成份大约为40%,远超过传统的马氏体钢基体在DP钢矩阵(5% - -20%),伸长率超过22%,和显示出了连续屈服性。大量的数据证实,拉伸强度超过了800 MPa,屈服率低于0.5。(a)微观结构(b)拉伸曲线图6 通过优化工艺处理的测试样品的显微组织和拉伸曲线裂纹在拉伸过程通过边界增殖,晶粒的形状越规则,在矩阵中存在更多的边界,在增殖过程中,需要越多的能量,钢的性能也越好15。许多空隙及裂纹主要来源于奥氏体-铁素体边界,形成与收缩范围。间隙的晶核归因于在奥氏体晶粒粒子分离产生的局部化变形,它将比原先的更加复杂16。对于光学钢铁,间隙和微裂纹主要产生于马氏体-奥氏体或者马氏体边界1718。作为软阶段,铁素体用相对低强度产生了一个较大的塑性变形,削弱了局部应力集中,降低了裂纹扩展,改善了钢的可塑性。内部压力造成的混乱运动引起的塑料变形。然后,屈服强度主要的因素是错位的运动。大多数的碳化物在铁素体和氮化物不能沉淀或部分沉淀为很小的晶粒。因此,它们临界区退火过程中溶解。溶解曲线将不会变平当穿过了粒子,削弱了最初的固溶强化19。因为临界区退火和新铁素体在缓冷过程中沉淀,C和Mm原子转变成奥氏体,其在接下来的快冷过程中转变成马氏体,最后它的微观组织为铁素体和马氏体。“纯的铁素体”最先屈服因为外部负载和显示出低屈服压力。4结论一个非常简单的实验,提供了一种关于生产光学钢铁与冷轧Q345钢在实验室下的性能的方法。因为在冷轧Q345钢中铁素体和珠光体之间变形抗力的差异,铁氧体是沿着铁素体边界和细长邻近的细长的珠光体倾向于彼此连接。复杂的显微组织从冷轧Q345钢通过传统的临界区退火处理得到。带状微观组织在没有缓冷率为5/s最不明显。当材料通过与低临界区退火温度的优化退火工艺处理有关和从开始温度快冷,在约有40%马氏体的矩阵中能从冷轧Q345钢中获得一个较好的机械性能。原文: 1.张明亚,刘纪源,朱伏先,马世成(国家重点实验室轧制和自动化,东北大学、沈阳110819,中国,ahutzmh163.com)译文: 2. 塑料模具钢预硬化模型计算机辅助设计通过模型计算机辅助,设计了塑料模具钢预硬化在机械运动组合中的的改进措施。结果表明,基质组成的大型钢塑料明显影响了非金属夹杂物和冷却软件包沉淀物的有害的氧化物夹杂数量减少。此外,根据组合成分设计,优化了钙的改变量。关键字:预硬化模具钢的塑料、沉淀物、计算机辅助成分设计、软件系统1 介绍 塑料模具钢广泛用于塑料模具制造。因为这些淬火和回火到3040HRC,然后直接加工成塑料模具,热处理造成的该模具的变形与开裂可以被避免。但这种钢有时难以制造,且这种模具钢良好的机械性能的要求与以往一样。 有一种方法去满足这一要求是加入易切削元素的钢。然而,这种方法是不可行的。例如,如果添加硫,塑料产品表面质量可能受损,因为性能恶化的模具区域收集大量钢中的硫化物腐蚀;如果贵金属元素,如硒,碲,铋或锆加入,成本会增加;如果铅的加入,环境将被污染。另一种方法是精确控制成分、形态和在钢中非金属夹杂物的塑性。组成调节钢的强大影响力的夹杂物沉淀已为人所知多年。但如何有效地估计它的仍是个谜。它是众所周知,非金属夹杂物在钢液可能出现在不同阶段的精炼或在其凝固过程中。一个不能分析原位,通过传统实验方法在钢的每一个阶段钢杂质的沉淀。出于这个原因,它很难应对。 系列软件,从一个广泛的数据库的商业软件包的相平衡计算,提供适当的指导材料设计和减少量的试验。在金属凝固与特定的多相平衡计算中,从为铁炉渣的IRSID商业软件包的熔渣数据库可用于预测组成的氧化物和形成硫化物夹杂的组成。 大断面预硬型塑料模具钢,如718钢(瑞典牌)的高性能,包括氧化铝含量高不利于机械性能因其高硬度和熔点。彻底清除这种列入从钢水是非常困难的,但它可能使其尺寸小或对其做无坏影响的修改。通过系列软件包,本文试图分析影响组成的钢基和非金属夹杂物的变质剂。2 用于冷却炉渣的数据库 从IRSID数据库为渣铁炉包含的数据的液态渣和凝聚态氧化物的alzos-ca0-fe2gs-fe0-mg0-sioa系统。钠,铬,镍,磷的数据已被添加,从而使炉渣的硫化物容量的量纳入计算。液态渣在数据库中被gaye-model描绘。Gaye 研究出了在液渣中包含了m氧化物亚点阵中的两种类型。一种是由氧离子组成的阴离子亚点阵,另外一种是由阳离子组成的阳离子氧化物(e.g Si4+.Ca2+)。熔体的结构按照对称的(i一O一i)排列和按照 (i一O一j)晶胞排列,大量的Rii,.2Rij,对于这些对称晶胞形成能量系数的组成,还有那些交互影响的晶胞。这种简化的熔体结构可以描述多组分体系而言,只有少数参数。由于形成熔体可以被认为是因下列键反应:然后混合自由能的熔体可以用统计热力学方法得出。表示为:在晶胞组满足了系统的m(m+1)/ 2的限制,即,i,e=1,2, m:一些氧化物:化学计量指标的氧化物;xi:摩尔分数的氧化物;Rii,2Rzii:大量的i一D一i,i一O一晶胞;wij:能量参数不对称细胞形成;eij,:能量参数细胞相互作用;Rij:部分i一O一j晶胞随机分布的标准晶格。 因此,热力学参数的所有氧化物成分可以确定。该模型已被纳入各种多相平衡计算模型的描述和监测金属-气-渣处理。 渣数据库现在应用于估计的类型和数量的非金属夹杂物在生产塑料模具钢的不同阶段的数量。3 夹杂物钢基组合物沉淀量的影响 对预硬型模具钢塑料,如前所述,重点是提高性能,尽量减少氧化铝沉淀物在钢中夹杂物。所以我们计算可能影响钢基体组成的类型和在形成过程中夹杂物的相对量在钢水二次冶金期间。 718钢的化学成分如表1。众所周知,在铝镇静钢中,除了铝,硅和锰也影响了活性氧。因此,它们对氧化铝沉淀是不能忽视的。这种影响可以用定量冷却分析软件。在进行分析时,钢的成分以及温度被认为是宏文件输入到计算机,氧化铝阶段被定为“修复”,表面的其他阶段被定为“进入”和重量百分比的锰被设置为“无”,这意味着该内容的依赖。然后,硅和锰含量关系曲线绘制的临界状态的氧化铝沉淀。计算结果可以帮助我们选择合适的塑料模具钢组成的更广泛范围。 在给定的温度为1800度,为10010 - 6和1含量30010一6,计算结果显示在fig.l. 曲线在fig.l是计算临界线的氧化铝沉淀。当钢的成分位于右边的这个曲线,氧化铝不沉淀和主要钢水夹杂物是锰铝酸盐,如软件所描述。然而,如果组成位于左边的这个曲线,氧化铝沉淀在钢液中。计算结果表明,当重量百分比的锰变化从1到1.5 %,Si重量比例的变化从0.23到0.39%,因此,然后组成只是位于曲线上,氧化铝是在临界状态下沉淀。如果重量百分比1.34%的锰和重量百分比是0.29%的硅被输入,将获得摩尔分数0.069%的锰铝,因为组成位于曲线的右侧。如果锰改变为重量百分比1.24 %和硅改变为重量百分比是0.05%,摩尔分数为0.0485%的氧化铝,因为组成位于曲线的左侧。A1的量为300x10-6,结果是相似的。摩尔分数锰铝和氧化铝分别是0.21和0.15%。图1 硅锰在氧化铝中的沉淀的影响为100X10-6(a)和300X10-6(b)1800K在二次冶金,氩气冲洗是去除有害夹杂物一种有效的方法,但此操作会导致在一定程度上减少钢水温度。因此,上述结果似乎是考虑到实际生产。为避免氧化铝钢水沉淀,扒渣应选择在硅和锰的合适组成范围内,曲线显示在fig.l.4 非金属夹杂物在凝固过程中的沉淀众所周知,非金属夹杂物,可能出现在钢液中的各个阶段。因此在所有阶段的钢铁制造,分析非金属夹杂的沉淀是必要。在过去,形状控制技术列入根据调节或在熔融夹杂物中组成的控制,这方面取得平衡理论的解释是,在特定的恒定融化温度去氧的关系。这种解释,但是,同样地考虑到,虽然脱氧反应仍然进行一定程度冷却到凝固熔体的过程中。因此有必要努力分析在钢凝固过程中夹杂物的形成。图2 铝的沉淀量与铝含量为6X10-6和O含量为20X10-6(a)和718钢(b)的图表温度之间的关系 众所周知,夹杂物直接在融化的钢水中形成,被称为外生夹杂物。大量外来夹杂物可以通过扒渣和气体冲洗后消除,或通过注入硅钙粉入钢包中,但现有的凝固过程中内源性包裹钢是不可能被删除。在钢中各种各样的内源性夹杂物存在通常可以被分类为:(1)残余还原包含(2)夹杂物沉淀凝固过程和(3)可能的烃类包裹体。应该指出的是,一些残留的微小还原夹杂物,如氧化铝粒子,有助于提高钢铁材料的性能,为MnS不均匀原子的基质。这复杂的夹杂物是由被可延伸MnS相的“涂层”所包围着的。加入这样的夹杂物不仅避免了变形导致的MnS各向同性的减少,同时也消除了有损于钢铁的切削加工性能的硬质颗粒。但是对于氧化铝,伴随夹杂析出凝固或结晶冷却过程的最初液体包裹,也有损于钢的切削性能。夹杂物的组成凝固过程形成也可以模拟任意增加的氧含量的水平,将消耗微量易氧化元素(如铝)和启动反应较弱的不氧化元素(硅和锰)。以组成718钢为例,我们可以进行比较研究的形成的氧化铝在不同温度下凝固过程。组成电脑列于表2。氧化铝沉淀物的量与温度之间的关系,获得且如图2所示(a)。结合相图的718钢图2所示(b),研究指出氧化铝沉淀在718钢在1769K时几乎完成,高于其熔点(1760K)。图3 铝沉淀量与铝含量为6X10-6O含量为20X10-6和含0.5%Si和1.24%Mn(b)718钢之间的关系如果我们用上述的不合理成分(0.5% Si-1.24%Mn)作为输入,计算结果与前者明显不同。如图三氧化铝沉淀的持续钢凝固过程中,因为它的熔点是1757K和氧化铝沉淀完成在1748K。可以看出,钢的成分,特别是硅和锰的含量,在凝固过程中明显地影响夹杂物的沉淀。与铝相比,硅和氧的亲和力也仅次于钢铁,因此高含量的硅导致推迟氧化铝钢水沉淀直到凝固才停止。可以得出的结论是不合理的组成718钢的主要原因是存在高含量氧化铝产品,它会严重降低钢的切削性能。为了探讨上述计算结果,718钢的微观结构和切削性能在0.29% si-1.34%锰和0.50% si-1.24%锰中进行了比较。结果表明,大量的氧化铝在前者小于后者,前者的切削性能是更好的。实验的细节将被发表在其他地方。5 影响钙对夹杂物析出很难从钢水中完全去除氧化夹杂物。修改通常是用来减少其不利影响。钙,作为变质剂,广泛用于冶炼难以从氧化铝颗粒转变为软铝酸钙的钢中。影响钙的含量和氧的沉淀用冷却软件列入计算。结果如图4所示。图4 非金属沉淀在Ca处理作为Ca和O为100X10-6和600X10-6的铝含量(a)在1800K和对于在1880K时,Al的含量为100X10-6(c)的一个作用在这些数据中,线条表示存在的局限为各种夹杂物,这是增加钙的含量,在一个给定的氧含量,氧化铝存在的区域标记为氧化铝,铝酸钙在域标记ca0-nal2o3和硫化钙区域标记。在1800K,铝含量为10010一6和600x10-6,它可以从图4(a)和(b)中反应出来,钙的含量应定位在3号线的上侧,否则会形成氧化铝夹杂物。并随着铝含量的增加,各种钙铝酸盐的形成变得更加广泛和CaS的沉淀物的变得更容易。由于大量的钙溶解在钢水在高铝含量较大,改性氧化铝变得更容易。通常当数钙溶解在钢水中的量比较小,铝酸钙沉淀,当它变大,硫化钙在钢液中形成,即,如果氧化钙的饱和度达到极限,氧化钙将沉淀,为此系列铝酸钙的形成变得更广泛和氧化钙变得更容易沉淀下在高铝含量的条件下。同样的结果可以在较高的温度为1880K下得到,但相比于低温条件下,可以看出,改性氧化铝变得更容易,且氧化钙的形成变得更加困难(见图4(c)一(d)。随着温度的增加,钙的活性变高,且在氧化钙和氧间的亲和力变大。氧化物钙变得很容易变形。然而,CaS的饱和极限将在高温中提高,钙的含量可以相应增加。这导致CaO不容易形成。由于连铸技术并不总是用于生产大型塑料模具钢,喷嘴堵塞,导致铝酸钙和CaO的沉淀在低硫钢可以被忽略。改善加工性能,其组成可以调节到CaO的沉淀区域。6 结论大断面预硬化模具钢基质组成明显影响了非金属夹杂物的沉淀。在炼钢的各个阶段组成的控制,可以减少有害的氧化物夹杂。为实现优化改造,钙的构成应根据氧和铝含量准确规范。原文: 3. 何燕岭(1),林令华(1),吴小春(1),和帕特里克(2)1)材料科学与工程学院。上海大学,上海,200072,中国2)MTM部,比利时鲁汶大学,B-3001,哈维里比利时在2002年10月21日2002年12月16日以修订的形式收到手稿 学号: 毕业设计说明书洗衣机波轮轴承注塑模具设计及制造Design of Injection Mould for the Wave Wheelof Washing Machine学院 专业 班级 学生 指导教师(职称) 完成时间 20xx 年 3 月 12 日至 20xx 年 6 月 15 日开题报告题目洗衣机波轮轴承注塑模设计Design of Injection Mould for the Wave Wheel of Washing Machine院 (系)专业年级学号姓名指导教师 20xx年 3 月 12 日毕业设计开题报告题目洗衣机波轮轴承注塑模设计时间本课题的目的意义(含国内外的研究现状分析)洗衣机波轮轴承的材料为无毒ABS材料,是洗衣机中重要的一种塑件产品。通过Pro/E与AutoCAD对该制品进行注塑模设计,对产品的模具结构、熔体在模具中的流动情况、注塑过程中开模和合模等进行设计、分析、模拟、修改和优化,更深入地了解Pro/E与AutoCAD在模具设计中的应用,把所学的知识全面地应用在这次设计上。 通过本项目,训练学生熟练的运用Pro/E与AutoCAD软件和设计资料(如标准、手册、图册、规范等)、掌握模具设计的基本程序,培养学生一种“将问题发现于正式生产之前,缩短模具生产周期,提高产品质量,降低生产成本”的精神。这样就能不断地培养出模具设计高素质人才,从而使我国模具行业的发展有一重大的飞跃。毕业设计对我们以后的工作有很大的作用,通过毕业设计,把我们平时所学过的软件应用起来,而且把之前学过的知识综合起来,达到学以致用。毕业设计的目的是为了验收我们大学四年以来所学的知识,并且为以后的工作起到过渡的作用。因为毕业设计不同于以前的课程设计,毕业设计对于设计的要求精度更高,可生产性要求也高,所以毕业设计能很好地把以前所学过的知识和以后的生产工作紧密结合起来。设计(论文)的基本条件及设计(论文)依据(1)材料:ABS (2)生产批量:中批量主要参考资料:塑料技术标准大全、塑料成型工艺及模具简明手册、注射成型模具设计108例模具设计与制造、实用塑料注射模具设计与制造、实用注塑模设计手册、塑料制品与模具设计、Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程.等。零件图:本课题的主要内容、重点解决的问题主要内容:1.绘制产品2D及3D图;2.对制品的进行工艺分析;3.确定模具的结构方案:(1)确定型腔数量及排列方式;(2)选择分型面;(3)确定浇注系统和排气系统;(4)选择推出方式;(5)确定塑件侧凹部分的处理方式;(6)确定模具的加热或冷却方式;(7)确定成型零件和主要结构形式;4.进行有关计算:(1)型腔和型芯工作尺寸的计算;(2)型腔壁厚和垫板厚度的计算;(3)模具冷却或加热系统的有关计算;5. 采用Pro/E下的模具设计模块对产品建立工件进行分型、分割、抽取得到型芯、型腔文件;通过专家模座系统EMX建立标准模座零件及滑块、斜销等其它附件。6. MasterCAM环境下完成模具的NC加工自动编程,对刀具加工轨迹进行仿真分析。本课题欲达到的目的或预期研究的结果能够如期的完成毕业设计,且能从毕业设计中能形成一种设计模具的思维,学到设计的一般过程,且能比较独立地完成一个产品的设计。毕业设计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。通过毕业设计,应使得在下述基本能力上得到培养和锻炼:塑料制品的设计及成型工艺的选择;一般塑料制品成型模具的设计能力;塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力。计 划 进 度时 间工 作 内 容备 注 3.253.26 3.273.294.14.11 4.124.16 4.194.23 4.264.30 5.175.21 5.245.28 5.316.4 6.76.10查阅、收集国内外与课题有关文献资料并写出文献综述。写出毕业设计开题报告,与导师进行设计思想交流。检索与阅读与设计题目相关的外文资料,并准备与本设计所用的工具书。画出设计零件的2D及3D图。初步确定设计方案,画出草图和主要设计参数及结构的确定。用Pro/E进行分模绘制模具总装配图和主要零件图。NC编程、加工仿真编写设计(论文)说明书修改与完善、打印、装订、装袋答辩前准备,答辩指导教师意见 指导教师签名: 年 月 日专业教研室意见 教研室主任签名: 年 月 日 我所选的毕业设计题目是洗衣机波轮轴承注塑模具设计及制造,通过到图书馆借书查阅和上网搜索跟毕业设计题目相关的文献和资料,了解了洗衣机的大概构造和波轮轴承的作用和种类。另外还查阅了成型波轮轴承的塑料ABS,对其注塑工艺进行分析和ABS塑料制品气理及消除措施进行讨论。并且对常用模具钢4Cr2Mo2W2V热作模具钢的高温抗压性能和45模具钢轧制和热处理工艺探讨等。以下是文件综述:一、关于洗衣机波轮轴轴承寿命的一项试验1 目前,市场上的洗衣机多数是波轮式洗衣机,其波轮轴承多数采用铜基含油轴承,优点是价格便宜、噪声低,但寿命较短、采用含油轴承的日本产洗衣机使用期一般规定6-8年。为了搞清楚洗衣机含油轴承的使用寿命,我们对洗衣机做了连续运转试验。装有含油轴承的洗衣机,润滑油由于重力作用及温升变稀,200小时后下轴承出现甩油现象。轴承在缺油情况下加速磨损,波轮转速降到每分钟200转左右,已不能正常洗涤。波轮转速下降的原因是多方面的:如三角胶带变长使牵引力减小(打滑),洗涤物成团状及绒渣增加使波轮阻力增大等,可见轴承质量不好是波轮转速下降的主要因素。含油轴承洗衣机在连续工作300小时后,波轮时快时慢地转动,由于轴承卡住,转速降到每分钟190转以下,已不能工作。拆下轴承检测,发现下轴承在三角胶带牵引方向磨损最大,达0.9mm,其垂直方向为0.2mm,上轴承平均磨损为0.2mm。由此可见,主要是下轴承卡死后使波轮转速下降,为了解决这个质量问题,我们选择了滚针轴承取代下轴承。与滚珠轴承比较,滚针轴承有下列优点:体积小、结构改动不大,从理论上看与轴是线接触支承,比点接触支承的滚珠轴承耐磨、价格低,轴承灌注油脂性润滑剂后可几年不加油,也避免了甩油弊病、噪声也低,经400小时连续试验后检测,磨损小于0. Olmm,上轴承磨损0.02 mm,磨损也得到了改善。洗衣机用滚针轴承取代含油轴承,能明显地延长使用期。 二、ABS塑料注塑工艺分析2 ABS塑料由于具有较大的机械强度和良好的综合性能,在电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等工业中占有重要的位置,特别是稍微大型的箱体结构以及受力组件,需要电渡的装饰件更是离不开这种塑料。1 ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大,在加工前进行充分的干燥和预热,不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝,而且还有助于塑料的塑化,减少制件表面色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0. 3%以下。注塑前的干燥条件是干冬季节在75-80以下,干燥2-3h,夏季雨水天在80-90以下,干燥4- 8h,如制件要达到特别优良的光泽或制件本身复杂,干燥时间更长,达8-16h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器,以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮,但这类料斗要加强湿度监控,在生产偶然中断时,防止料的过热。2 注射温度 ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其它无定型塑料。在熔化过程温度升高时,其熔融实际上降低很小,但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围,如220-250),如果继续升温,必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融粘度增大,注塑更困难。某些温控不良的注塑机,当生产ABS制件到一定数量时,往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒,而且很难利用加新料对空注射等办法将其清除排除。究其原因,是ABS塑料含有丁二烯成分,当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表而上,受到长时间的高温作用时,造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS可能带来问题,故有必要对料筒各段炉温进限制。当然,不同类型和构成的ABS用炉温也不同。如柱塞式机炉温维持在180-230;螺杆机炉温维持在160-220 ,特别值得提出的是由于ABS的加工温度较高,对各种工艺因素的变化是敏感的,所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明,这两部分的任何微小变化都将在制件上反映出来。温度变化越大,将会带来光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。3 注射压力 ABS熔融件的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高,所以在注射时采用较高的注射压力。当然并非所有ABS制件都要施用高压,对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注制过程中,浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小,塑料收缩大,与型腔表面脱离接触的机会大,制件表面雾化。压力过大,塑料与型腔表而摩擦作用强烈容易造成黏模。4 注射速度 ABS注射速度效果较好,在生产薄壁及复杂制件时还是要保证有足够的注射速度,否则难以充满。5 模具温度 ABS的成型温度相对较高,模具温度也相对较高。一般调节温度要求75-85,当生产具有较大投影面积制件定模温度要求70-80,动模温度要求50-60,在注射较大的、形状复杂的、薄壁的制件时,应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期,维持模具温度的相对稳定,在制件取出后,可采用冷水浴、热水浴或其它机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。6 料量控制 一般注塑机注ABS塑料时,其每次注射量仅达标准注射量的75%。为了提高制件质量及尺寸稳定及表面光泽、色调的均匀,要求注射量为标定注射量的50%为宜。三、ABS塑料制品气理及消除措施31 ABS塑料性能特点 ABS塑料是由丙烯晴(A)丁二烯(B)苯乙烯(S)三种中体组份经接枝共聚而成的三元共聚物。由于含有橡胶组份,因而即使在较高温度下,流动性能也不太好,高温还会引起橡胶分解,反而降低材料流动性。2 气纹产生机理 气纹是指零件在成型过程中由于受气体流动影响而表面产生的流状斑痕。可见,气纹存在的根本原因是有气体存在,如果高温熔融态塑料流体在填满模具之前,不能将气体顺畅排出,气体就会与塑料熔体混合流动,冷却成型后,内部气体形成气孔,外部气体产生流动痕迹,即气纹。造成气体排出不畅的原因有三点:一是模具排气槽设计太少或太小,气体来不及排出;二是塑料熔体自身不断地产生气体,使气体来不及排出;三是塑料熔体流动性差(粘度高),造成气体不能及时从塑料熔体中分离排出。A、模具排气不畅的影响注塑模具一般是在非真空状态下注射成型的,熔融原料注射进入模具型腔的时间很短(一般约3-l0s),而型腔因零件复杂程度不同,因此熔融原料在型腔中的流动状态是非常复杂的,有平流、湍流、紊流、溅射、回旋等多种形式。原料在模具中的填充过程又是气体被排出的过程,一旦模具排气功能设计不当,极易造成气体被裹入高温熔体中,随着熔体的流动,气体逸出熔体表面,形成流动痕迹。如果注射压力过高、注射速度过快,模具中的气体来不及排出,就会受到急剧压缩,骤然积聚大量机械能,从排气槽释放的气体又急剧膨胀将机械能转化成热能迅速释放出来,极易造成排气槽部位零件表面过烧,产生焦斑。但如果注射速度过慢,熔融原料在模具中的流动时间过长,会造成原料的温度大幅度下降,随温度降低,原料的粘度升高,流动性变差(ABS塑料本身的流动性就很差),一方面使气体不能及时从熔融原料中分离出来反而产生流纹,另一方面就是熔体前沿温度的急速冷却形成了高粘度流动体,阻碍了气体向前流动排出,在通过模腔狭窄区域(如零件薄辟区域)时,受到很大阻力,使熔体内部压力升高,容易形成高温灼热气体,产生零件表面过烧现象,还有一方面就是容易造成零件未注满而过早冷却。B、塑料自身产生气体的影响如果塑料模具设计合理,排气顺畅,但塑料自身不断产生气体,那么塑料熔体在射胶过程和冷却成型过程中依然会产生气纹。自身产生气体主要有两种类型:(1)水蒸汽的影响水蒸汽来源主要是原材料受潮时吸收的水分,熔胶过程中,原材料受热,水分被不断蒸发逸出,射入模具后,塑料熔体表面水蒸汽遇冷迅速冷凝,在零件表面形成蒸汽纹(又叫水纹)。如果模具排气不良,灼热的水蒸汽就会造成零件表面过烧现象。(2)易挥发相产生气体的影响ABS塑料熔胶过程中,由于受高温或高剪切力(螺杆转速过快、背压过高)影响,一些易挥发相直接从熔体中逸出;塑料中还有一些不稳定碳链接构发生了断裂分解,有低分子物质旱气态形式释放逸出。这些气态物质与水蒸汽影响类似,会造成零件表面气纹或过烧。四、4Cr2Mo2W2V热作模具钢的高温抗压性能4 随着制造工艺技术的迅速发展,越来越多的制件采用热挤压、热锻等热加工工艺进行成型。相关模具不但要与高温金属相接触.同时还需要在高温下承受挤压、冲击等载荷的作用,这就要求热作模具材料在高温下具有良好的抗压性能。4Cr2Mo2W2V钢是新一代的热作模具钢,其合金配比是在H13钢的基础上降低了铬、硅元素的含量,加入了强碳化物形成元素钨;相较于3Cr2W8V钢,降低了钨含量。提高了钼、钒元素的含量;其锰含量明显高于另外两种钢的。1 试样制备与试验方法1. 1试样制备试验用钢H13,3Cr2W8V,4Cr2Mo2W2V均采用电渣重熔冶炼。取其860退火钢锭。用线切刮机加工出7 mm至10. 5 mm试样备用。将3Cr2W8V、4Cr2Mo2W2V钢在真空淬火炉和SX2型箱式电阻炉中分别进行真空淬火和回火处理。工艺参数:1 050 淬火+560 X 2h回火(2次)、1050淬火+600 X 2 h回火(2次)。热处理后获得相同硬度(约50 HRC)的试样。1. 2试验方法采用Gleeble-3500型热模拟试验机进行高温抗压试验,以获得应力应变曲线。利用JEM-200CX型高分辨透射电。 镜(HRTEM)对淬回火的4Cr2Mo2W2V钢组织进行分析,观察碳化物析出形态、大小及分布等;对碳化物进行能谱分析以及衍射花样标定。2 试验结果与讨论2. 1高温抗压性能在620时,3Cr2W8V钢的高温抗压强度最高,在压缩过程中,随着试验温度的升高,钢的屈服强度不断下降。650时,4Cr2MotW2V钢的屈服强度高于3Cr2W8V钢的,随着温度升至700 ,4Cr2Mo2W2V钢的屈服强度己高于3Cr2W8V钢的。通过对材料高温下应力应变曲线的分析,得到了3种材料的屈服强度。在620时,4Cr2Mo2W2V钢的屈服强度与3Cr2W8V钢的相近,随温度升高,其屈服强度下降缓慢,在650和700下,其屈服强度高于3Cr2W8V钢的。2. 2弹性模量和TE M形貌 在室温至700之间,随着温度T的升高,材料的弹性模量E、均不断降低。当温度变化时,原子间结合力和原子间距离X都在变化,并能影响弹性模量,在小弹性变形范围内可以认为E。五、45模具钢轧制和热处理工艺探讨5因45模具钢市场需求量较大,并且具有一定的经济效益。不同的终轧温度和正火温度对45模具钢性能和组织的影响,其为固化其生产工艺提供理论依据。1 试验材料和方法 90t转炉冶炼的钢水连铸成断面为250mm X1550mm的板坯。板坯在步进梁式加热炉内加热,加热温度1220,然后在宽厚板轧机上轧制成40mm厚钢板,终轧温度分别为1070和860。对终轧温度为860的钢板取样进行正火热处理试验,正火温度分别为850,900和950,时间均为1 h。 硬度在TH600布氏硬度计上测量,加载时间为10 s,试验力为30000N,每种状态测量次数不少于3次;拉伸试验在Zw ick /Roell拉伸试验机上进行,拉伸试样为横向样;金相试样经磨平、抛光后用4%硝酸酒精溶液浸蚀,然后用AX D金相显微镜观察。2 试验结果不同终轧温度下45钢的性能和组织,45钢在不同终轧温度下的性能见表2,可以看出,1坏口2#样的性能相差不大。从组织照片上看,1#和2#样的组织均为铁素体十珠光体,1样的晶粒稍大于2#样的晶粒,但2#样存在带状织。3 分析与讨论3. 1不同终轧温度对45钢性能和组织的影响不同终轧温度对45钢的性能影响不大,钢材组织均正常。轧制温度越高,奥氏体晶粒越易长大,反之奥氏体晶粒愈细。而奥氏体晶粒愈细,晶界面积愈大,则珠光体成核点就愈多,因此2样较1样组织中的珠光体细而多。3. 2正火处理温度对45钢性能和组织的影响45钢经850保温1h后可以得到较好的综合性能。正火处理有消除带状组织和魏氏组织、细化粗大晶粒、均匀组织、消除内应力的作用。在850正火时,试样由原来的铁素体十珠光体组织转变成均匀细小的奥氏体晶粒,空冷时,在奥氏体晶界首先形成先共析铁素体,然后形成珠光体组织,由于奥氏体晶粒比较细小,铁素体和珠光体形核部位多,所以形成的铁素体和珠光体晶粒比较细小。4 结论 1)热轧45钢,终轧温度为1070 和860的钢板性能相差不大。主要因为860l寸钢板珠光体片间距大于10700寸钢板珠光体片间距,且组织中存在带状组织。2) 45钢经850 X1 h正火处理后可以得到较好的综合性能。六、精密塑料件成型模具的设计要点61 影响精密注塑的主要因素 判定精密注塑的依据是注塑制品的精度,即制品的尺寸公差、形位公差和表而粗糙度。要进行精密注塑必须有许多相关的条件,而最本质的是塑料材料、注塑模具、注塑工艺和注塑设备这四项基本因索。 设计塑料制品时,应首先选定工程塑料材料,而能进行精密注塑的工程塑料又必须选用那些力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性能好、耐环境应力开裂的材料。其次应根据所选的塑料材料、成品尺寸精度、件重、质量要求及预想的模具结构选用适用的注塑机。在加工过程中,影响精密注塑制品的因索主要来自模具的精度、注塑收缩以及制品环境温度和温度变化幅度等方而。 在精密注塑中,模具是用以取得符合质量要求的精密塑料制品的关键之一精密注塑用的模具应切实符合制品尺寸、精度及形状的要求。但即使模具的精度、尺寸一致,其模塑的塑料制品之实际尺寸也会因收缩量差异而小一致。因此,有效地控制塑料制品的收缩率在精密注塑技术中就显得十分重要。 模具设计的合理与否会直接影响塑料制品的收缩率,由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的。而收缩率是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值。影响塑料收缩率的因索主要有:热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性恢复等,而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此,在设计模具时必须考虑这些影响因索与注塑条件的关系及其表现。 成型后的内应力、注塑机的变化而小同。成型收缩率与成型条件的相关性如下表所示。 因此,工艺因素与聚合物的性能、结构形态和塑料制品之间的内在联系会通过塑料制品表现出来。分析清楚这些内在的联系,对合理拟定注塑加工工艺、合理设计制造模具、合理选择注塑加工设备都有重要意义。2 合理确定模具的尺寸及公差 1995年修句的塑料制件尺寸公差标准SJ/T10628-1995将塑料制件分成了10个精度等级。日本近年来在精密注塑技术研究方而处于国际领先水平,无论对塑料制品还是对注塑设备都提出了“精密成型”的概念和理论。东芝机械公司、日本制钢所等许多一流的企业相继制订了精密注塑制品的公差等级企业标准。日本著名学者村上宗雄先生提出的“塑料制品尺寸精度与模具尺寸精度的关系”理论被少、一泛认同。对于精密注塑.如何使型变化尽可能小是个首要问题。小能简单地按成型制品尺寸公差的1/3或1/5来确定模具的尺寸公差。 由于注塑制品的差异,难以推断出完全精确的收缩率,所以必须在试模注塑之后进行修正。修正模具时,其四部尺寸司一以向大处修。凸部尺寸司一以向小处修,否则,只有重新制作。这是因为在己制成的精密注塑模具型腔中进行修改或焊接、加镶拼件会导致模具磨损或变形.除重新制作外别无它法。所以,在模具设计中,必须掌握以下要点:(1)凹部尺寸的收缩率要选得稍小些;( 2)凸部尺寸的收缩率要选得稍大些;( 3)设计型芯时,从修正型腔孔考虑.收缩率应选得小些。3 防止生产成型收缩率误差 由于收缩率会因注塑压力而发生变化,因此,对于单型腔模具,型腔内的模腔压力应尽量一致;至于多型腔模具.型腔之间的模腔压力应相差很小。在单型腔多浇日或多型腔多浇日的情况下,必须以相同的注塑压力注射,使型腔压力一致。为此,必须确保使浇日位置均衡。为了使型腔内的模腔压力一致,最好使浇口入口处的压力保持一致,浇日处压力的均衡与流道中的流动阻力有关。所以,在浇日压力达到均衡之前,应先使流道均衡。 由于熔体温度和模具温度对实际收缩率产生影响,因此在设计精密注塑模具型腔时,为了便于确定成型条件,必须注意型腔的排列。因为熔融塑料把热量带入模具,而模具的温度梯度分布一般是围绕在型腔的周围,呈以主流道为中心的同心圆形状。 因此,流道均衡、型腔排列和以主流道为中心的同心圆状排列等设计措施。对减小各型腔之间的收缩率误差、扩大形成条件的允许范围以及降低成本都是必要的。精密注塑模具型腔排列方式应满足流道均衡和以主流道为中心排列两方而的要求,且必须采用以主流道为对称线的型腔排列方式,否则会造成各型腔的收缩率差异。 由于模具温度对成型收缩率的影响很大,同时也直接影响注塑制品的力学性能。还会引起制品表而发花等各种成型缺陷,因此必须使模具保持在规定的温度范围内。而且还要使模具温度小随时间变化而变化。多型腔模具的各型腔之间的温差也小得发生变化。为此,在模具设计中必须采取对模具加热或冷却温度控制措施,且为了使模具各型腔间的温差尽量缩小,必须注意温控一冷却回路的设计。在型腔、型芯温控回路中,主要有串联冷却与并联冷却两种连接方式。从热交换效率来看,冷却水流水的流动应呈紊流。但是在并联冷却回路中,成为分流的一条回路中的流量比大串联冷却回路中流量小,这样可能会形成层流,而且实际进入每条回路中的流量也小一定相同。由于进入各回路的冷却水温度相同,各型腔的温度也应相同.但实际上因各回路中的流量小同,且每条回路的冷却能力也小相同。致使各模腔的温度也尽可能一致,采用串联冷却回路的缺点是冷却水的流动阻力大,最前而的开型腔入日处的冷却水温度同最后型腔入日处的冷却水温度有明显的差别。冷却水出入口的温差因流量的大小而变化。对于加工塑料件的小型精密注塑模具而言,一般从降低模具成本考虑。采用串联冷却回路较适宜,如果所使用的模温调节控制伙机的性能能在2内控制冷却水的流量,则各型腔的温差最大也可保持在2范围内。模具型腔和型芯有各自的冷却回路系统。在冷却回路的设计上,由于从型腔和型芯上所摄取的热量小同,回路结构的热阻力也小一样。型腔与型芯入日处的水温会产生很大的温差。若采用同一系统,冷却回路设计也较困难。一般轿车塑料件用的小型注塑模具型芯都很小,采用冷却水系统有很大的困难。如有可能,可以采用披青铜材料制造型芯,对实心披青铜型芯则可采用插入式冷却的方法。另外,在对注塑制品采取防比翘曲的对策时,也希望型腔与型芯之间保持一定的温差。因此设计型腔与型芯的冷却回路时应分别进行温度的调节和控制。4 模具精度的保持为了保持在注塑压力、锁模力下的模具精度,设计模具结构时必须考虑对型腔零件进行磨削、研磨和抛光等加工的可行性。尽管型腔、型芯的加工己经达到高精度的要求,而且收缩率也同所预计的一样,但由于成型时的中心偏移。其所成型的制品内侧、外侧的相关尺寸都很难达到塑料零部件的设计要求。为了保持动、定模型腔在分型面上的尺寸精度,除了设置常规模具所常用的导柱、导套定中心外,还必须加装锥形定位销或楔形块等定位副。以确保定位精度准确、可靠。制作精密注塑模具的材料要选择力学性能高、热蠕变小的优质合金工具钢。制作型腔、浇道的模具材料要选择经过严格热处理的硬度高、耐磨性好、耐磨蚀性强、抗热变形的材料,同时还要考虑机械加工、电加工的难易性和经济性。为防比发生时效变化而改变模具的尺寸精度。必须在设计模具时规定降低模具材料热处理的残存奥氏体组织的回火处理或低温处理。对精密注塑模具的易损零件,尤其是型腔、型芯易损件,要在设计时考虑修理的可能性,以保持模具维修后有较高的精度。5 结论综上所述.设计精密注塑模具时除考虑一般模具的设计要素外,还须考虑以下几点:(1)采用适当的模具尺寸公差;(2)防止生成型收缩率误差;(3)防止发生注塑变形;( 4)防止发生脱模变形;(5)使模具制造误差降至最小;(7)保持模具精度。精密注塑技术是塑料零件的主要和关键生产技术,而精密注塑模具的设计是这项生产技术的主要部分,合理地设计精密注塑模具是获得精密制品的基础和必要前提。通过合理地确定模具的尺寸与公差、采取防比注塑制品的收缩率误差、注塑变形、脱模变形、溢边等,以及确保模具精度等技术措施。并采用正确的精密注塑工艺、适用的工程塑料材料和精密的注塑设备、使之达到最佳的匹配,对于提高轿车精密塑料件的质量、可靠性和性能,降低生产成本,提高生产效率具有十分重要的意义。 1 何启民 关于洗衣机波轮轴轴承寿命的一项试验 家用电器科技1985年第01期 2 陈升 ABS塑料注塑工艺分析 西部探矿工程2010 年第 10 期 3 李中一 ABS塑料制品气理及消除措施 机械工程师 2011年03期 陕西凌云电器集团有限公司塑料制品公司,陕西宝鸡721006 4 石楠楠 吴晓春 陈英伟 4Cr2Mo2W2V热作模具钢的高温抗压性能 机械工程材料 2012年01期 上海大学材料科学与工程学院,上海200072 5 李银华 梁宝珠 饶水林45模具钢轧制和热处理工艺探讨 鄂钢科技2010年02期 6 余爱香 靳光法 精密塑料件成型模具的设计要点 今日科苑2007年20期 9
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