插座面板注塑模设计
插座面板注塑模设计,插座,面板,注塑,设计
中文题目:插座面板注塑模设计 毕业设计(论文)共 页 图纸共 张 完成日期 答辩日期 摘 要本次设计师插座面板注塑模设计,塑件采用聚碳酸酯材料,该材料在耐热性、阻燃性、抗冲击性三大方面表现优秀。本产品运用了CAD、UG、Moldflow等软件进行分析来得出报告。本篇文章涉及到加强筋结构、外观要求、圆角等内容。该设计使用moldflow软件对插座面板进行分析,得出以单分型面注塑模,型腔采用是一模二腔注射,该产品采用侧浇口注射。推出形式为推杆推出机构完成塑件推出。关键词:单分型面;插座面板;聚碳酸酯目 录前 言11 塑件分析21.1 塑料材料的选择21.2 塑件的尺寸21.3 脱模斜度31.4 外观要求31.5 塑件的加强筋31.6 圆角32 模具的结构形式42.1 分型面位置的确定42.2 型腔数量和排列方式的确定43 注塑机型号的确定63.1注射机参数报告63.2 Xs-Z-60技术参数74 浇注系统设计84.1 浇口的位置选择84.2 流道设计84.3 冷料穴的设计94.4 浇口设计94.5 浇口套设计95 成型零件结构设计105.1 型腔件的结构设计105.2 型芯件的结构设计105.3 成型零件钢材选用106 模架选取117 冷却系统设计128 顶出机构设计13总 结14致 谢15附 录16参考文献17苏州健雄职业技术学院毕业设计(论文)前 言模具是现代工业的重要装备,随着工业的发展,新产品的不断诞生,对模具设计与制造速度,加工质量,提出了越来越多的要求。现在对模具的要求周期越来越短、精度越来越高,为加新产品的更新换代品,提高经济效益及竞争力。最近几年,许多企业认识到这一点,都在朝这个方向努力发展。把在实际工作中积累的经验收集、整理与总结。逐渐形成一种规范化,标准化的设计。 本设计就是利用课本中的理论,和实习基地的所见。来对塑件的分析,确定用一模两腔注射成型该塑件。同时为了锻炼一下自己的能力,故意在塑件内表面增加一些结构,来增加设计的难度,加固模具设计方面的知识,为以后在企业有个生存的空间打点基础。 本设计严格按照模具设计的步骤,及模具设计中的要求来设计的:塑件工艺性的分析、型腔数量的确定、分型面的确定、浇注系统的设计、成型零件的设计等,这一整套的程序下来,感觉模具这方面的知识丰富了不少。同时在设计中也要求对机械的相关知识有相当的了解:机械制图、机械制造、材料成型等。 1 塑件分析1.1 塑料材料的选择1)基本特性聚碳酸酯(pc)是一种透明而略带黄色的塑料,具有抗拉冲击强度和抗蠕变的能力。耐热耐寒性能优秀,能在高温下长期工作,成型收速率仅为0.5% 0.8%,所以塑件材料的尺寸稳定性好。聚碳酸酯的耐磨性、抗老化性性能、电绝缘性能优良,有一定的抗化学腐蚀能力。2)主要用途在机械上主要用涡轮、蜗杆、盖板、容器、齿条、各种外壳、冷却和冷却装置等。在电气方面,用作电机零件、风扇部件、仪表盘、拨号盘、接线板等。聚碳酸酯还可以用作照明灯、高温湿透镜、防护玻璃、视孔镜等光学零件。3)成型特点Pc吸水性小。但是高温时对水分比较敏感,会出现银丝现象,所以加工在干燥环境下进行,而且用真空干燥法比较好;熔融温度高,溶体沾度大,流动性能差,所以成型时要求在高温和一定的压力下进行;溶体沾度对温度十分敏感,一般用提高温度的方法来增加熔融塑料的流动性。1.2 塑件的尺寸1) 塑件的尺寸:塑件的尺寸指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响:塑料的流动性(大而薄的塑件充模困难);设备的工作能力(注射量、锁模力、工作台面)。 2) 影响塑件尺寸精度的因素:模具的制造精度、磨损程度和安装误差;塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化;塑件成型后的时效变化(后收缩)。3) 该塑件外形尺寸908610,壁厚为1mm,如图1-1产品结构图所示。图1-1 产品结构图1.3 脱模斜度为了方便脱模,防止脱模时磨伤塑件,避免模具型芯型腔过度磨损,所以要在塑件件内外表面脱模方向上留有足够的斜度,在模具上称为脱模斜度。脱模斜度为0.5。1.4 外观要求技术要求:表面光洁无毛刺、无缩痕,交口不可以设在产品外面。1.5 塑件的加强筋1)加强筋的作用:它能提高塑件的强度、避免塑件的变形和翘曲。2)加强筋设计要点:加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡,防止外力作用时,产生应力集中而被破坏。3) 用于插座面板材料过薄,防止变形,所以在插座面板折弯地方布置了加强筋,加强筋的厚度0.5mm,来增加塑件的强度。1.6 圆角在满足使用要求的前提下,制件的所有的尖角尽可能设计成圆角,或者用圆弧过渡。1)圆角的作用:圆角可避免应力集中,提高制件硬度,圆角有利于充模和脱模,圆角方便于模具制造,加强模具强度。 2)圆角的确定:内壁圆角半径应该为壁厚的一半;外壁圆角半径为壁厚的3.5倍;一般圆角半径不应该小于0.5mm;壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径;理想的内圆角半径应为壁厚的2/3以上。2 模具的结构形式2.1 分型面位置的确定分析面位置的选择原则:1) 符合脱模要求,能使塑件从模具取出。2) 保证塑件留在后模,有利于顶针痕迹不显在外表面。3) 分模线不影响外形,而且分型面尽量避免光滑的外表面。4) 合理安排浇注系统,特别注意交口位置。5) 有利于模具加工。通过对塑件的结构分析,根据分型面设计原则,分型面应选在产品截面积最大位置处,分型面位置如图2-1。图2-1根据分型线分析后设计的分型面。图2-1 分型面2.2 型腔数量和排列方式的确定模具型腔数确定,应考虑型腔的布局,注塑机的料简通常置于定模板中心轴上,所以保证了主流道的位置,各个型腔到主流道的相对位置应满足以下基本要求: 1) 尽量保证各型腔从总压力均衡分到的型腔压力,同时均匀充满,并均衡补料,保证各塑件的性能、尺寸尽可能稳定。2) 主流道到各型腔流程短,以降低废料率。 3) 各型腔间距应尽量大,方便在空间设置冷却水道、推出杆等,并具有足够的截面积,来承受注射压力。 4) 型腔和浇注系统投影面积的中心应尽量接近注射机锁模力的中心,一般与模板中心重合。从上面要求来看,本模具设计为一模二腔。塑件内部中间有4个螺丝孔,并且顶出压力主要集中在塑件四周侧壁,所以用推管推出等常规结构,如图2-2.由于该塑件浇口不可以设置在产品外表面,浇口设计在产品内表面为内浇口。模架方面,由上可确定为单分型面模架,因此选用龙记模架的AI型大水口模架比较合适。图2-2 型腔布置图3 注塑机型号的确定3.1注射机参数报告根据moldflow分析得出:注塑机参数: 最大注塑机锁模力 = 7.0002E+003 tonne最大注射压力 = 1.8000E+002 MPa最大注塑机注射率 = 5.0000E+003 cm3/s注塑机液压响应时间 = 1.0000E-002 s 工艺参数: 充填时间 = 0.8000 s自动计算已确定注射时间。射出体积确定 = 自动冷却时间 = 20.0000 s速度/压力切换方式 = 自动保压时间 = 10.0000 s螺杆速度曲线(相对): % 射出体积 % 螺杆速度 0.0000 100.0000 100.0000 100.0000保压压力曲线(相对): 持续时间 % 充填压力 0.0000 s 80.0000 10.0000 s 80.0000 20.0000 s 0.0000环境温度 = 25.0000 C熔体温度 = 230.0000 C理想型腔侧模温 = 50.0000 C理想型芯侧模温 = 50.0000 C即选用Xs-Z-60的注射机。3.2 Xs-Z-60技术参数如表3-1所示。表 3-1 注塑机参数型号Xs-Z-60一次注射量/cm60螺杆直径/mm38注射压力、MPa122注射方式柱塞式锁模力/kn500最大注射面积/cm130最大开(合)模行程/mm180模具最大厚度/mm200具最小厚度/mm70动、定模固定板尺寸a*b(mm或mm*mm)330*440拉十空间a或a*b(mm或mm*mm)190*3004 浇注系统设计4.1 浇口的位置选择如图4-1产品进浇口所示,塑料熔体从两个浇口进入型腔相互融合,同时抵达末端,实现平衡冲模。优点:流动取向方向与塑件轴线平行,一般翘曲比较小。缺点:流程长,注射压力大,保压问题大。图4-1 产品进浇口4.2 流道设计流道设计包括主流道设计和分流道设计。一般主流道位于模具中心塑料溶体的入口处,它将注射机喷嘴注射出的溶体导入分流道。主流道形状大多数为圆锥形,方便溶体的流动和开模时取出废料。主流道尺寸影响溶体流动速度和充填时间。其次,主流道与高温塑料溶体反复接触,因此设计成可拆卸更换的浇口套。再次主流道要短一些,缩小熔料在主流道中的热量和压力消耗,图4-2位该模具主流道浇口套的结构图。浇口套与定位环配合关系如图4-2所示,要考虑到定模的强度影响,因此导致定模座板和定模板的厚度比较厚,所以浇口套的长度也会增加,而冷料长度过于长会导致材料的浪费,造成热量的损失,对产品质量造成影响。因此该模具的浇口套并没有随着模板加长而变长,而是埋入定模座板,这样就减小了主流道冷料的长度,但是注射机喷嘴要加长。图4-2 浇口套与定位圈配合4.3 冷料穴的设计冷料穴的作用是储存前锋注射间隔产生的冷料,防止溶体冷料进入型腔,影响塑件的质量,因此在主流道末端设计冷料井。4.4 浇口设计在实际设计中,进浇口一般取最小值,方便在试模中发现问题进行处理,PC材料理论参考值0.51.5mm,由于该塑件对于外观要求高,因此对浇口先取0.5mm,如图4-4所示。图4-4 侧浇口4.5 浇口套设计在实际设此次浇口套材料选用碳素工具钢T8A加工,热处理要求淬火5357HRC。对应位置设在模具的对称位置上面,并保证与注射机的喷嘴为同一轴心线。为了方面从主流道道出凝料,一般主流道设计为圆锥形,锥度取24粗糙度小于0.63,喷嘴对接处设计成半圆形凹坑。5 成型零件结构设计5.1 型腔件的结构设计型腔件是成型塑料的外表面的成型零件。按凹模结构的不同分为整体试、整体嵌入式、组合式和镶嵌式四种。此次设计采用整体嵌入式凹模结构。型腔的主体采用整体嵌入式结构,如图5-1所示。图5-1 型腔整体嵌入式结构5.2 型芯件的结构设计型芯是成型塑件内表面的成型零件,同城分为整体式和组合式。通过结构的分析,此次设计采用整体嵌入式,如图5-2所示。因为嵌入在动模板上,所以用螺钉固定。图5-2 型芯固定动模板结构5.3 成型零件钢材选用根据成型塑件的综合分析,塑件属于外观件,所以对成型效果要求高,要求钢材有防锈防酸能力极佳,抛光性能好,并且刚度、强度高,同时考虑加工的机械性能和抛光性能,所以形成型腔的嵌入式凹模和凸模选用是45#,并且淬火热处理。6 模架选取根据整体式的外形尺寸,塑件进浇方式为侧浇口,又考虑导柱、导套的布置等,再参考注射模架的选择方法,确定选用龙记大水口AI3540型(即宽*长=350mm*400mm)模架结构。各模板尺寸的确定:1)定模板尺寸定模板要开框装入嵌入式型腔件,加上整体嵌入式型腔件还要有冷却水道,嵌入的高度为30mm,还有定模板留出足够的距离引出水路,而且要有足够的强度,所以定模板的高度为70mm。2)动模板尺寸具体选用方法和定模板相似,因为动模板下面是模脚。注射时承受很大压力,所以定模板的厚度也要厚一些,即动模板的厚度取80mm。3)模脚尺寸模脚高度=顶出行程+推板厚度+顶出固定厚度+5mm=30+25+20+5=80,所以初定模脚为90mm。综上述尺寸可得,模架尺寸已经确定为AI3540模架,其外形尺寸:宽*长*高=350mm*400mm*346mm,如图6-1所示。图6-1 模架7 冷却系统设计当pc属于中等粘度材料,其成型温度及模具温度分别为200C和5080C。所以模具初步设定为50C,用常温水进行冷却。冷却系统设计时忽略注射机接触产生的热量、空气的对流。按单位时间内塑料熔体凝固时发出的热量等于冷却水所带走的热量。型腔的成型面积较为平坦,适合直通式冷却回路,如图7-1所示。而动模部分嵌入结构复杂适合环绕式水路,如图7-2所示。图7-1 直通式水路图7-2 环绕式水路8 顶出机构设计动模顶出,当塑件成型冷却完动模侧的包紧力大于定模侧的包紧力。其次采用动模顶出,模具结构相对简单。由于插座面板表面要求光滑,顶出痕迹只能留在插座面板内表面。本设计采用圆面形状为圆柱形的推杆,圆柱型推杆是最常用的一种,由于这个形状的推杆和推杆孔方便于加工,而且容易保证其配合精度,易于保证其互换性,并便于更换,而且它还包含滑动阻力小,不容易发生卡滞等优点,因此,我们采用圆柱形推杆推出。推杆应设置在有效位置即布局的原则为:(1)有深槽深孔部位附近。(2)加强筋部位。(3)局部壁厚部位。(4)结构复杂部位。 由于插座面板厚度较薄,所以在加强筋附件布置了4个5的推杆,为了防止塑件受力不均匀在顶部与底部添加了4个3.5的推杆。由于塑件顶部和底部壁厚没有侧面大,所以选用3.5的推杆。本塑件一共采用了16个推杆顶出,其中8个是190*5,其余是190*3.5,如图8-1所示。图8-1 顶出机构总 结经过整整几周的努力,插座面板注射模设计终于完成了,通过这一段时间的学习,认识很多知识和经验。这次学习对我以后有着很大帮助。毕业设计时考验我们在校三年对专业的理解和掌握,是对我们这次设计一次检阅。通过这次插座面板注射模设计对我们所学知识的一次综合运用,把所学知识用在实战中。加强了我对塑料模具设计基础及项目实践课程所学的内容,学会了塑料模具设计的方法和步骤,知道如何来查理书籍、手册、图表等相关的数据和内容。并且学会运用本专业所学理论和生产实际知识。在做插座面板注射模设计时,发现了自己很多的不足,也意识到自己该掌握哪些知识,该下一步学习的方向。在设计时遇到了很多困难,在同学与老师的帮助下,让克服了困难,更好的规划、完善自己。使得自己各方面能力得到很大提高。在做插座面板注射模设计,它不仅对我学习知识进行测试,也是对自己一次全面检测,是自己所学课本的一次彻底复习。通过这次插座面板注射模设计,让我发现自身知识的缺乏和不足,从而让自己更好的完善与规划自己,去适应市场的竞争,我将会在以后工作中做的更好,更完善。致 谢此次插座面板注射模设计,首先感谢老师的指导,给我提出了很多意见,从选材、框架、内容的安排到成文一次一次的修改。借论文的完成向他表示我的敬意和感激。同时在这次设计中感谢舍友给予我的鼓励和帮助,在于他们的交流中扩展了我的视野和思路,使我更好的完成这次插座面板注射模设计论文。最后,我还要感谢大学三年来所有的老师,他们渊博的学术知识、认真的教学态度在课堂上使我受益匪浅,他们用辛勤的汗水给我们换来了掌握知识的机会,他们的热情工作为我学业的完成提供了良好的环境!附 录 参考文献1夏江梅.塑料成型模具与设计.机械工业出版社,2005.2瑞斯.模具工程.化学工业出版社,2005. 3贾润礼.程志远.实用注塑模设计手册.中国轻工业出版社,2006.4王树勋.注射模设计与制造实用技术.华南理工大学出版社,2006. 5颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京国防工业出版社,2005.6冯炳荛.模具设计与制造简明手册.机械工业出版社,2005.7屈昌华.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社,2005.8史铁梁模具设计指导北京:机械工业出版社,2006.9高济,由树义模具设计师北京:机械工业出版社,2005.10齐卫东塑料模具设计与制造北京:机械工业出版社,2004.17
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