带轮的注塑模具设计塑料注射模含9张CAD图.zip
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毕业设计任务书1本毕业设计课题应达到的目的:塑料模具对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用,任何塑件的生产和更新换代都是以模具的制造和更新为前提的。本课题通过对所给制件的模具设计,对所学的机械制图、机械设计、模具材料,模具制造工艺及模具设计等知识加以综合应用,同时应用CAD绘图软件画出图纸,加强学生对现代设计工具的认识,培养学生应用现代设计工具的意识。2毕业设计任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):设计课题:带轮注塑模设计 设计内容:1. 塑件的工艺分析以及注射机选择 2. 注塑模具的设计,主要包括:(1)型腔数目确定(2)分型面选择(3)型腔的布置(4)浇注系统的设计(5)冷却系统的设计(6)塑料模具的材料3 绘图部分 (1)所给制品分析(2)模具设计(3)模具其他零件的设计(4)模具装配图工作要求:(1) 查阅相关资料,完成所给制品的注塑模具的二维工程图设计和三维实体设计按照学校要求撰写设计说明书3对毕业设计成果的要求包括毕业设计、图表、实物样品等:(1)图纸量不少于2张A0图纸;(2)CAD绘图的源文件 (3)设计说明书1份,格式规范。 (4)外文翻译一份,不低于2000字数。4主要参考资料:1 杨占尧主编. 塑料注塑模结构与设计M. 北京:清华大学出版社.20042 王孝陪主编. 塑料成型工艺及模具简明手册J. 北京:机械工业出版社. 20003 模具制造手册编写组. 模具制造手册J. 北京:机械工业出版社. 19964 冯炳尧,韩泰荣,蒋文生主编. 模具设计与制造简明手册J. 上海:上海科学技术出版社.19985 贾润礼,程志远主编. 实用注塑模设计手册J. 北京:中国轻工业出版社. 20006 唐志玉主编. 模具设计师指南J. 北京:国防工业出版社. 19997 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计M. 北京:机械工业出版社. 19958 黄毅宏主编. 模具制造工艺M. 北京:机械工业出版社. 19999彭建声主编. 简明模具工实用技术手册J. 北京:机械工业出版社. 199310许发樾主编. 实用模具设计与制造手册J. 北京:机械工业出版社. 20005本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起 迄 日 期工 作 内 容2012年 3月1日 3月9日塑件的工艺分析以及注射机选择2012年 3月10日 4月20日注塑模具的设计2012年4月21日 5月21日CAD绘图设计2012年 5月22日 5月28日编写说明书2012 年 5月 29日 6月1日答辩准备所在系(教研室)审查意见:负责人: 年 月 日院(部)学术委员会意见:负责人: 年 月 日1 带轮注塑模设计摘 要 塑料是一种可塑性的合成高分子材料,具有重量轻且坚固,耐化学腐蚀, 电绝缘性好,价格便宜,可塑性好等特点,广泛应用于电脑、手机、汽车、电机、 电器、家电和通讯产品制造中。 注塑成形是成形塑件的主要方法之一, 是指使用注塑机将热塑性塑料熔体在 高压下注入到模具内经冷却固化获得产品的方法。注塑的优点是生产速度快,效 率高,操作可自动化,能成型形状复杂的零件,特别适合大量生产。 本次毕业设计的产品为带轮,具有重量轻,强度高,耐腐蚀,易清洁等 特点,为大批量生产产品。本次设计在针对产品进行工艺性分析后,确定模具分 型面、 型腔数目、 浇口形式、 位置大小; 其中最重要的是确定型芯和型腔的结构, 以及它们的定位和紧固方式。此外还进行了脱模机构的设计,合模导向机构的设 计,冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图及编 制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。实践证明:该模具结构合理、可靠,并 能保证产品质量,对此类注塑产品的模具设计有参考价值。 关键词:塑料 , 带轮,注塑成形 , 模具设计AbstractPlastic is a kind of plastic synthetic polymer material, with light weight and strong, chemical corrosion resistance, good electrical insulation, cheap price, good plasticity and other characteristics, widely used in computer, mobile phones, automobiles, electrical appliances, household appliances and communications products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, which means that thermoplastic melt is injected into the mold under high pressure by using an injection molding machine and the product is obtained by cooling and curing. The advantages of injection molding are fast production speed, high efficiency, automatic operation, and the ability to shape complex parts, especially suitable for mass production. The graduation design of the product for the pulley, with light weight, high strength, corrosion resistance, easy to clean and other characteristics, for mass production of products. After the technological analysis of the product, the mold parting surface, cavity number, gate type and position size are determined; the most important is to determine the core and cavity structure, as well as their positioning and fastening mode. Besides, the design of the ejection mechanism, the design of the clamping mechanism and the design of the cooling system are also carried out. Finally, a complete general assembly drawing of the mold and the main parts of the mold drawing and the preparation of forming parts manufacturing process cards. Practice has proved that the die structure is reasonable, reliable, and can ensure the quality of products, which is of reference value to the design of such injection molds.Key words: plastic, pulley, injection molding, mold design 目 录摘 要- 2 -Abstract- 3 -前 言- 4 -绪 论- 5 -第一章 工艺分析- 6 -1.1.1 塑料材料特性- 7 -1.1.2 塑料材料成形性能- 8 -1.1.3带轮的结构与精度分析- 8 -1.1.4 塑件材料的应用- 9 -第二章 塑件成形型工艺分析及方案批订- 10 -2.1.1成形方法的确定- 10 -2.1.2 型腔位置确定:- 11 -2.1.3 分型面的确定:- 11 -2.1.4 浇注系统的选择- 12 -2.1.5 冷料穴与拉料杆设计- 13 -2.1.6 模具排气槽设计- 13 -2.1.7推出方式的确定- 14 -2.1.8确定抽芯机构:- 14 -2.1.9 楔紧块的设计- 15 -2.1.10 模具的结构形式- 15 -第三章 模具的结构及其尺寸的设计计算- 19 -3.1 模具结构设计- 19 -3.2 模具成形尺寸设计计算- 20 -3.3 模具的冷却系统的设计- 22 -第四章 注射机有关参数的校核- 24 -4.1注射量的校核- 24 -4.2 锁模力的校核- 24 -4.3 开模行程的校核- 24 -4.4 模具厚度校核- 24 -4.5 模具外形尺寸校核- 24 -第五章 安装与调试- 25 -5.1模具的安装试模- 25 -5.2 模具的安装及调试- 25 -5.3试模- 26 -5.4 检验- 26 -总结与展望- 27 -致 谢- 28 -参 考 文 献- 29 -前 言伴随着现代化工业发展的需要,塑料制品在工农业和日常生活中等各个领域的应用越来越广泛,质量要求也越来越高,在现如今的塑件生产过程中,模具设计的高质量化,先进模具制造设备的出现,完善的加工工艺,优质的模具材料和现代化成型设备以及计算机辅助设计,计算机辅助制造的出现,为生产优质塑件提供了重要的条件。通过几年的学习,理论结合实践,为培养学生的理解分析能力、学生编制塑件成型工艺规程的能力、学生设计和编制加工工艺的能力、培养学生综合应用专业理论知识分析问题解决问题的能力和严谨、科学的工作态度为目的,积极的促进学生综合运用塑料模具设计与制造的专业知识、系统的进行塑料模具设计与制造,通过对塑件成型工艺编制、塑料模设计、非标准模具零件的加工工艺设计的全过程,为今后走向工作上岗奠定了坚实基础。绪 论 塑料工业是新兴的工业,是随着石油工业的发展应运而生的。目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前的塑料产品系列化,生产工艺自动化,连续化以及不断开拓功能塑料新领域。它经历了初创阶段(30年代以前),发展阶段(30年代),飞跃发展阶段(50至60年代)和稳定增长阶段(70年代至今)等这样几个阶段。塑料作为一种新的工程材料,其不断被开发与应用,加之成型工艺的不断成熟,完善与发展,极大的促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物,在一定温度和压力下,塑料具有可塑性,可以利用模具将其成型为具有一定几何形状和尺寸精度的塑料制件。 塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用,是由于它们本身具有的一系列特殊优点所决定的。塑料谜底小,质量轻。这就是“以塑代钢”的明显优点所在。塑料的比强度高,绝缘性能好,介电损耗低,所以塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。塑料的化学稳定性最高,减磨耐磨性能好。此外,塑料的减振和隔音性能也很好。许多塑料还具有透光性能和绝热性能以及防水,防透气和防辐射等特殊性能。因此,塑料已成为各行各业中不可缺少的一种重要材料。需求量的日益增加,这些产品的更新换代的周期愈来愈短。因此对塑料的品种,产量和质量都提出了越来越高的要求。第一章 工艺分析1.1 塑件工艺性分析:塑件如图1.1所示 产品名称:带轮注塑模产品材料:ABS100产品数量:年需求量约2000件,计划生产5年塑料尺寸:如图1.1所示塑料要求:成型的带轮有一定的机械强度,抗冲击,尺寸稳定性好,V形带槽无明显流纹,凹陷,气泡等不良现象。 图 1.1带轮零件图1.1.1 塑料材料特性ABS塑料(丙乙烯丁二烯苯乙烯共聚物)是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物,也可称为改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料,价格便宜,原料易得。ABS塑料为无定型料,一般不透明、ABS无毒、无味,为呈微黄色或白色粒料,成型塑料的表面有较好的光泽。ABS具有良好的机械强度,表面硬度,耐热性及耐化学腐蚀性,特别是抗冲击强度高。ABS塑料坚韧,具有优良的成型加工性和着色性能,它的热变形温度比聚苯乙烯,聚氯乙烯,尼龙等都高,尺寸稳定性较好,具有一定的化学稳定性和良好的介电性能,还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性和电性能。ABS的缺点是耐热性不高,并且耐气候性较差,在紫外线作用下易变硬发脆,连续工作温度为70左右,热变形温度约为93左右,不透明,耐气候性差。ABS易吸水,使塑件表面出现斑痕。 综合以上分析,由于该带轮是作为生物实验设备的配件使用,使用场合为室内使用,因此,选用ABS作为其材料是合适的。1.1.2 塑料材料成形性能使用ABS注射成形塑料制品时,由于其熔体黏度较高,所需的注射成形压力较高,因此塑料对型芯的包紧力较大,故塑料应采用较大的脱模斜度。在正常情况下,壁厚、熔料温度对收缩率的影响教小;若要求塑件精度高时,模具温度可控制在50c 60c,要求塑件光泽和耐热时,应控制在60c 80c;ABS比热容低,速化效率高,凝固也快,固成形周期短;另外熔体黏度较高,使ABS制品易产生熔接痕,所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性很强,因此模具设计中大都采用点浇口形式。ABS易吸水,使塑件表面出现斑痕、云纹等。成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下,ABS制品的尺寸稳定性较好。1.1.3带轮的结构与精度分析带轮的总体形状为圆盘形,无特别明显的卡,勾等需要作特殊处理的结构:塑料件的带槽壁及中间孔壁相对较厚,因此,熔体在模腔内的流动应比较顺畅。总体而言,该带轮的结构相对简单。带轮的精度方面,中间的120。180轴孔有上偏差+0.18外,矩形深槽的深度16.80-0.2有下偏差-0.2,其余尺寸均为自由公差;因此,该带轮的精度要求不高,比较容易实现精度要求。带轮的表面质量,要求V形带槽无明显流纹,凹槽等不良现象;表面粗糙度最高要求处是V形槽及12轴孔的表面,均为成型后直接到达Ra0.63;其余无表面粗糙度要求。总体而言,带轮的表面质量要去比较容易实现。带轮的总体形状为圆盘形,无特别明显的卡、勾等需要特殊处理的结构;塑件的带槽壁及中间孔壁相对比较厚,因此,熔体在模腔内的流动应比较顺畅。总体而言,该带轮的结构相对简单。1.1.4 塑件材料的应用ABS在机械工业上用来制造齿轮,泵叶轮,轴承,把手,管道,电机外壳,仪表壳,仪表盘,水箱外壳,蓄电池槽,冷藏库和冰箱衬里等;汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板,扶手,热空气调节管道,加热器等,还可以用ABS夹层板制作小轿车车身;ABS还可以用来制作水表壳,纺织器材,电器零件,文教体育用品,玩具,电子琴及收录机壳体,食品包装容器,农药喷雾器及家具等。1.2 成形工艺参数确定经查有关手册,得到一般情况下ABS塑料的成型工艺参数如下(1)密度:1.01.1g/cm(2)收缩率:0.3-0.8(3)预热温度:8085,预热时间为23h(4 )料筒温度:后段150170,中段180190,前段200210(5)喷嘴温度:180190(6)模具温度:5070(7)注射压力:60100MPa(8)成型时间:注射时间为25s,保压时间为510s,冷却时间为515s,总共为1550s。第二章 塑件成形型工艺分析及方案批订2.1模具的基本结构2.1.1成形方法的确定根据塑件成形工艺参数及注塑所采用材料的各种因素分析塑件应采用注射成型法生产,由于要保证塑件的表面质量,因此采用点浇口或环形浇口。该塑件又采用ABS塑料,ABS塑料的表观黏度对剪切速率的依赖性很强,因此,该模具就使用圆环形浇口成型,不需要设置分流道。2.1.2 型腔位置确定:单型腔模具其优点是塑件精度高,工艺参数易于控制;模具结构简单;模具制造成本低,周期短,但塑件成型的生产率低,塑料成本高。其适用于塑件较大,精度要求较高或者小批量生产及试生产。多型腔模具其塑料成型的生产效率,塑件的成本底,但塑料的精度低,工业参数难以控制;模具结构复杂,模具制造成本高、周期长。其适用大批量、长期生产的小型塑件。第一种方案,考虑到塑件形状较为简单,为保证塑件表面质量以及使用性能的特殊要求 故采用单型腔注射模。考虑到塑件的圆周面上有一道环形槽,需要侧向抽芯,所以模具采用一模一腔、平横布置。模具尺寸相对来说较小,制造加工方便,但其缺点是模具生产效率较低,单个模具费用较高。第二种方案:模具采用一模四腔可提高生产效率,型腔分层布置,一层两腔,平衡布置,模具尺寸相对较大。侧向抽芯机构加工难度较强,模具制造成本提高,且增加模具成形需要注射压力和保温时间等。但模具生产率大大提高,且侧向抽芯机构可以更换降低了模具成本。因为本塑件形状简单,年需求量不大,计划生产年限短。故两者比较,采用等一模一腔,即平横布置比较合适。2.1.3 分型面的确定:塑料分型面是模具动模和定模的结合处,在塑件最大外形处,是为了塑件和凝料取出而设置的。分型面的选择即要保证塑件质量要求又要便于脱模,本塑件的的成型零件除了凸凹模外,为使带轮顺利脱模,带轮槽还必须做成侧滑块;为了方便加工制造。图2.6 T-T分型面2.1.4 浇注系统的选择(1)主浇道的设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。包括主流道、分流道,浇口和冷料穴。为了让主流道浇口凝料能从浇口套顺利拔出,主流道设计圆为锥形,锥角为6,其小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm,由于小端前面是球面,其深度内35.注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合.因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12,其计算公式为:dmin=R+(0.51),R2=R1+(12)mmdmin为小端最小允许值,R为小端球面半径值,R1为喷嘴球面半径,R2为主流道球面半径。(2)浇口设计:浇口是连接分流道与型腔的熔体通道,浇口又有限制性浇口和非限制性浇口,其中,限制性浇口是整个浇径系统中截面尺寸最小的部位。通过截面积的突然变化,提高注射压力和剪切速率,降低黏度,可较早固化,防止型腔熔体倒流,有利于分模。针对本产品而言,其塑件为盘类零件,且ABS材料的表观黏度对剪切速率敏感,采用小尺寸浇口可增加剪切速率,从而降低充模过程中材料的表观黏度。从零件使用角度出发,带轮与三角带接触部位不能留下浇口痕迹。综合考虑上述因素,应采用圆环形浇口。这种浇口一方面可降低充模阻力,另一方面可使进料均匀,空气易顺序排除。同时,采用圆环形浇口不需要设置分流道。图2.1.4 带轮的浇注系统(圆环形浇口)2.1.5 冷料穴与拉料杆设计 冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的前锋冷料以免前锋冷料进入型腔导致产品性能下降进而影响生产。拉料杆是在注塑完成之后将浇注系统凝料从定模套中拉出。拉料杆有两种基本形式,一种适于推杆起模的,另一种适合于推件板脱模。本产品采用Z字形拉料杆,根据产品设计及现有设备拉杆设计为Z字形是比较适合的。2.1.6 模具排气槽设计当塑料熔体充填型腔时,必须有顺序的排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热分解而产生的气体;若不及时的排出气体塑件会因填充不足而出现气泡或表面轮廓不清。一般模具采用间隙配合进行排气,也可以在分型面上开设排气槽进行排气。根据实际情况并考虑成本,故本模具采用间隙排气较为合适。2.1.7推出方式的确定由于塑件形状较为简单,而且壁厚比较薄,使用推杆推出机构容易在塑件上留下推出痕迹,不宜采用。所以选用推件板推出机构来完成塑件的推出。推件板推出机构又称顶板顶出机构,他有一块与型芯按一定配合精度相配合的模板和推杆所组成。这种推出机构简单,运动平稳,且推出力大,顶出力也均匀。塑件在推出时所受到的变形比较小,推出也比较可靠。为了减少推出过程中推件板和型芯的摩擦,应在推件板和型芯间留有0.200.25mm的间隙(原则上应不摩擦型芯),并采用35的锥面配合,其锥度起到辅位定位作用,防止推件板偏心而引起溢料。推出机构工作时,推件板除了与型芯作配合外,还依靠推杆进行支撑与导向。这种推出机构结构紧凑,推板在推出过程中也不会掉下。推件板和型芯的配合精度为H7/f7H8/f7的配合。2.1.8确定抽芯机构:由于塑件的侧面为凹面,因此该模具应该设有抽芯机构。因为抽芯时抽出距离比较短,在6080mm的范围内,而且抽出力也比较小,所以该侧向抽芯机构采用斜导柱(斜销),内滑块抽芯机构。斜销安装在导柱固定板上,滑块安装在推件板上。带动活动型芯作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧分型与抽芯机构,简称侧抽芯机构。斜导柱侧抽芯机构主要由斜导柱。侧型芯滑块和楔紧块等组成的。斜导柱又叫斜销,它靠开模力来驱动从而产生侧向抽芯力,迫使侧型芯滑块在导滑槽内向外移动,达到侧抽芯的目的。侧型芯滑块是成型塑件上侧凹或侧孔的零件,滑块与侧型芯既可作为整体式,也可以作成组合式。楔紧块是闭模装置,其作用是在注塑成型时,承受滑块传来的侧推力,以免滑块产生位移或使斜导柱因受力过大产生弯曲变形。2.1.9 楔紧块的设计在注塑成型过程中,侧向成型零件熔融塑料很大的推力作用,这个力通过滑块传递给斜导柱。而一般的斜导柱为一细长杆,受力后容易变形,导致滑块后移,因此必须设置楔紧块,以便在合模后锁住滑块,承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力。楔紧块的工作部分是斜面,为了保证斜面能在合模时压紧滑块,而在开模时又能迅速脱离滑块,以避免楔紧块影响斜导柱对滑块的驱动,锁紧角一般都应比斜导柱倾斜角大一些。2.1.10 模具的结构形式环形浇口一般设在流道与型腔之间,塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔,其浇口面积多为圆形(扁槽),是限制性浇口。由于侧浇口截面小,减少了浇注系统塑料的消耗量,同时去除浇口容易,不留明显痕迹。该模具的结构形式为多分型面注塑模。采用定距拉杆控制分型面的打开距离,其开距应大于40mm,方便取出浇口,而分型面的打开距离由限位板控制,它的开距应大于65mm,用于取出制件。2.1.11 确定温度调节系统结构模具的温度调节系统主要由塑料种类、模具的大小、塑件的物理化学性能、外观和尺寸精度都对模具的调节有影响。在设置温度调节系统后有时会给注塑生产带来一些问题,例如,采用冷水调节模具温度时,大气中水分凝结在模具型腔的表面,影响塑件表面质量,而采用加热措施后,模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或消失,从而造成卡死或无法工作。在本模具上由于骨架大端面积较大必须设置冷却系统。2.1.12 成型设备的选用由于该塑件体积为165cm,假设浇注系统的体积为零件的1.8,即浇注系统凝料的体积为3cm.因带轮的年产量仅为2000件,且制件轴孔有一定的尺寸精度要求(12+0.180),综合考虑带轮的结构及精度要求,采用一模一腔的模具结构,带轮材料为ABS,取其密度1.08g/cm,则模具每次所需的注射量为G =1.08(165-3)=181g.根据制件质量,结合客户注射车间现有的注射机,初选FLT-180A型号注射机,该注射机的主要参数如下额定注射量/cm 334锁模力/KN 1800注射压力/ MPa 216移模行程/mm 440模具最大厚度/mm 450模具最小厚度/mm 300喷嘴球半径/SR 15模具定位孔直径 /mm 16拉杆空间/ mmmm 480460 注: C料筒温度下塑料的体积膨胀的校正系数,对于结晶形的塑料,c0.85;对于非结晶形的塑料,c0.93; P所用塑料在常温下的密度; g注射机的公称注射容量。 注塑压力的校核:注射机的公称注射压力要大于成型的压力,即 P1P2 式中 P1注射机的最大注射压力; P2塑件成形所需的实际注射压力。 1)塑料的流动性好,形状简单,壁厚较大,P270Mpa; 2)黏度较低,形状精度要求一般,P2=70100 Mpa; 3)中高黏度的塑料,P2=100140 Mpa; 4)塑件黏度较高,壁薄或不均匀,流程长,精度要求较高,P2=140180 Mpa; 5)高精度塑件,P2=230250 Mpa; a. 喷嘴尺寸 注塑机的喷嘴头部的球面半径r1应与模具主流道始端的球面半径r2吻合,以免高压熔体从狭缝处溢出。r2一般应比r1大12 mm,否则主流道内塑料凝料无法脱出。b. 最大、最小模厚在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机安装模具的最大厚度和最小厚度的之间。同时应该校核模具的外形尺寸,使得模具能从注射机拉杆之间装入。c. 开模行程和顶出机构的校核注射机的开模行程是有限制的,塑件从模具中取出是所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离,否则塑件无法从模具中去取出。开模距离一般可分为两种情况:一是当注塑机采用液压机联合作用的锁模机构时,最大开模行程由连杆机构的最大行程决定,并不是模具的厚度影响,即注射机的开模行程与模具的厚度无关;二是当注射机采用液压机械联合作用的琐模机构时,最大开模行程由连杆机构的最大行程决定,并受模具的厚度影响,即注射机的开模行程与模具的厚度有关。d.锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时,会产生一个沿注射机轴向的很大的推力,这个力应小于注射机的公称锁模力,否则将产生溢料现象,即: F锁PA分 式中 F锁注射机公称锁模力; P注射时型腔的压力,它与塑料品种和塑件有关; A分塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和。2.1模架的选择2.2.1模架结构的选择选择标准模架时,应根据模架手册,再结合成型零件的特点,决定采用系列的类型,模架大小为366mm378mmm,其余规格参数如图所示图 2.2.1 模架结构第三章 模具的结构及其尺寸的设计计算3.1 模具结构设计该模具采用斜滑快机构以实现制品的脱模所需的垂直分型动作,结构简单紧凑。开模时,模具从件6和12处分型,成型件7,8上凹出部分使塑件留于动模上,件7,8在推杆20的推动下沿斜面上升分型,脱出塑件。件7,8由9定距。该模具采用斜滑块成型,结构简单可靠。工作原理:开模时,模具从T-T分型面分型,由于凹模滑快7,8侧凹的作用,制品脱离凸模10,留于动模边。推出时,推杆20推动凹模滑快7,8。凹模滑快沿动模板6上的T型斜槽上上升实现T-T分型面分型,最终制品脱模。3.1.1 型腔结构设计浇口开在骨架的中心处,浇口形状为圆环形浇口,目的是便于脱模且不留痕迹。加工方便,加工精度高有利于型腔的抛光,左右滑块可以更换,提高模具的使用寿命,节约成本。 3.1.2 型芯结构设计 型芯是由固定板上的型芯孔固定,型芯与型腔板和推件板的配合为过盈配合,以保证配合的紧密,防止塑件产生飞边。另过盈配合可以保证型芯与动模板的相对位置的固定。 3.1.3 斜导柱、斜滑块结构斜导柱侧抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成形块,使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。 在设计时,斜销(斜导柱)工作端面的端部可以设计成锥台形或半球形。斜销、内滑块的结构如图2.5(a)所示。这种侧抽芯机构结构紧凑,动作安全可靠,加工制造方便。 3.1.4 模具的导向机构为了保证模具的闭合精度,模具的定模部分和动模部分之间采用导柱和导套导向定位,推件板上装有导套,推出推件时,导套在导柱上运动,保证了推件板的运动精度。定模板上装有导柱,为侧浇口和定模板及拉料杆的运动导向。 3.1.5 结构强度的校核型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用和高速的冲击作用,应该具有足够的强度和刚度。实践证明大尺寸型腔刚度不足是主要矛盾,故型腔的不足是刚度不够,型腔应以满足刚度条件为准:max;而对于小尺寸的型腔,强度不足是是主要矛盾,型腔应以max。在工厂实际生产中也常用经验数据或有关表格进行简化对凹模侧壁和底板厚度的设计。由塑料模具设计与制造中表322中可以查出圆形型腔的内壁直径为2r,在8090mm范围内。组合式型腔的内壁厚为13mm,模具的壁厚为35mm,根据实际尺寸检测 t13就可以满足强度,故本模具的强度足够,可以进行下一步的设计。3.2 模具成形尺寸设计计算 模具成形零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要原因之一,模具成形零件的制造精度愈低,塑件精度尺寸愈低。一般成形零件工作尺寸制造公差值z取塑件公差值的或取级作为制造公差,组合式型腔或型芯的制造公差应根据尺寸链来确定。模具在使用的过程中,由于磨损而造成模具的成形零件尺寸的变化.在计算成形零件的工作尺寸时,对于批量小的塑件,且模具表面耐磨性好的(如高硬度模具材料,模具表面进行过镀铬或渗氮处理的),其磨损量应取小值;对于玻璃纤维做原料的塑件,其磨损量应取大值;对于与脱模方向垂直的成形零件的表面,磨损量应取小值,甚至可以不考虑磨损量;而与脱模方向平行的成形零件的表面,应考虑磨损;对于中,小型塑件,模具的成形零件最大磨损量可取塑件公差的1/6,而大型塑件,模具的成形零件最大磨损量应取塑件公差的1/6以下。在一般情况下,塑料收缩率波动,成形零件的制造公差和成形零件的磨损是影响塑件尺寸和精度的主要原因。对于大型塑件,其塑料收缩率对塑件的尺寸公差影响最大,应稳定成形工艺条件,并选择波动较小的塑料来减小塑件的成形误差;对于中,小型塑件,成形零件的制造公差及磨损对塑件的尺寸公差影响最大,应提高模具精度等级和减小磨损来减小塑件的成形误差。实际收缩率与计算收缩率会存在有差异,按照一般的要求,塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1/3。取ABS塑料的平均成形收缩率为0.65%。塑件未标注公差按照表1-12中8级精度公差值选取。 3.2.1型芯尺寸计算 该型芯上有脱模结构,以形成小端尺寸为准进行计算。模具的磨损量取c=0.03,模具按IT8制造,z=0.018,则 Dm=Ds+DsScp+1/2(z+c+) 0-c =12+120.65+1/2(0.018+0.03+0.18) 0-0.18 =12 带轮其余尺寸为自由尺寸,模具对应部分按0.65的收缩率由设计软件自动按比例放大。3.2.2 凹模底板厚度的确定垫块跨度为290mm,按经验公式取垫板厚为 h=1.60.15b=1.60.15170=40.8(mm) 而设计选用模架的垫板厚度为65mm。因此,能满足要求。3.2.3 分型与抽芯机构尺寸计算1)抽拔距离 S=(852 +752)1/2+7 =47(mm) 2)导柱长度计算L=1/2Dtan+h1/cos+1/2dtan+S /sin+(1015) =1/225tan20+501/cos20+1/230tan20+47 /sin20+10 =128(mm)圆整后取130mm。3)开模距离H=Scot=47cot20=129.1(mm)3.2.4绘制模具装配图图3.2.4模具装配图3.3 模具的冷却系统的设计塑件是在模具内成形和冷却固化的而其的成形温度和玻璃化的温度不同,所以模具必须有温度调节系统。温度调节系统既关系到塑件的质量又关系到生产的效率,当注塑成形工艺要求模具温度在80以上时,模具中必须设置加热装置。根据实际情况本套模具的材料为ABS,其要求模具温度小于80故不需要设置加热系统,只需要对模具进行冷却即可。冷却分为部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。对于型腔的冷却采用左右两个冷却回路,左右凹槽上各有一条冷却水道。型腔的冷却如图在型芯内部开有冷却水孔,中间用隔水板隔开,冷却水由支承板冷却水孔进入,沿着隔水板流入另一侧上升到型芯的上部翻过隔水板流入另一侧再流回支承板上的冷却水孔最后由支承板上的冷却水孔流出模具。图3.3:冷却系统水道第四章 注射机有关参数的校核4.1注射量的校核每次注射所需的注射量为168cm,而FLT180A注射机的理论注射量为334cm。由于16833480因此,注射量满足要求4.2 锁模力的校核对注射时分型面上的涨开力作估算,取P=30MPa,则 P=PE=30170/4=16810(N)=681KN1800KN所以锁模力满足要求。4.3 开模行程的校核取出制品所需的行程为L=50+106+5=161(mm)其中106mm为制品及浇注系统的总长度。 抽芯所需的开距为129.1mm。由于注射机的移模行程为440mm,因此,开模行程足够取出制品。4.4 模具厚度校核在FLT180A的最大模厚与最小模厚之间,因此满足要求。4.5 模具外形尺寸校核从三维实体上可以测量出模具的整体尺寸为366mm378mm384mm,因此模具外形尺寸能满足安装要求。第五章 安装与调试5.1模具的安装试模试模是模具中的一个重要环节,试模中的修改、补充和和调整是对于模具设计的补充。试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度,安装与注射机各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当,无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠,起止位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固,无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查,即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整,使之处于正常运转状态。5.2 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地,并安装在指定注射机的全过程。模具安装在注射机上要注意以下几方面:1)模具的安装方位要满足设计图样的要求。2)模具中有侧向滑动结构时,尽量使其运动方向为水平方向。3)当模具长度与宽度尺寸相差较大时,应尽可能使较长的边与水平方向平行。4)模具带有液压油路接头,气路接头,热流道元件接线板时,尽可能放在非操作一侧,以免操作不方便。模具安装于注射机上之后,要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活,定位装置是否能够有效作用。要注意以下方面:1)合模后分型面不得有间隙,要有足够的合模力。、2)活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象,定位要正确可靠。3)开模时,推出要平稳,保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4)冷却水要畅通,不漏水,阀门控制正常。5.3试模 模具安装调试后既可以进行试模1) 加入原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求,成形性能应符合相关标准的规定。原料一般要预先进行干燥。2) 调整设备按照工艺条件要求调整注射压力、注射速度、注射量、成形时间、成形温度等工艺参数。3) 试模将模具安装在注射机上,选用合格的原料,根据推荐的工艺参数调整好注射机,采用手动操作。开始注射时,首先采用低压、低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满,则增加注射时的压力。在提高压力无效时,可以适当提高温度条件。试模注射器出样件。试模过程中容易产生的缺陷及原因可参考表10-9。试模过程中,应进行详细记录,将结果填入试模记录卡,并保留试模的样件。5.4 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理;所提供的样件是否符合用户的要求;模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题,对模具进行修改、调整、再试模,使模具和生产出的样件满足客户的要求,试模合格的模具,应清理干净,涂防锈油入库保存。 总结与展望一、总结通过本次毕业设计我学到了许多知识,我的毕业设计题目是带轮注塑模具设计。此次设计要综合运用到我大学三年里所学到的理论知识和专业知识,并为即将踏入社会的我奠定了坚实的基础。以下是我对这次的毕业设计的一些体会和心得:这次毕业设计是一个理论与实践相结合的过程,这次设计教会了我发现问题时如何去解决它。解决问题的方法有很多,但是哪一个更合理这就要通过自己的计算了。通过这次毕业设计,我还发现了自己的许多不足之处,比如想问题总是过于简单化,考虑不全面,爱钻死胡同,想到一个方案也不管是否合理就埋头苦算,到最后还是要改。在今后的工作过程中我会做到扬长避短。设计时,经过不断的到校图书馆认真地查找和借阅相关的参考资料,不但提高了个人查阅资料的能力,还扩阔了我的知识视野。本模具采用autoCAD、pro/e设计,在毕业设计其间对软件的理解与熟练程度得到了很好的提升。二、今后研究方向在设计的过程中,也出现了一些客观不足的问题,没有实践条件,不能根据实际的情况来作合适、客观地修改,加上我自己的实践经验又不多,这样做出来的设计,难免有不足之处,希望杨老师能够体谅。致 谢本论文是在导师XXX的悉心指导下完成的,经过几个月的忙碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个大学生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周的地方,如果没有指导老师的督促指导,以及一起工作学习的同学、朋友们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。在这里,首先要感谢的是我的指导老师X老师。X老师虽然工作繁忙,但是每周都抽出时间来亲自指导和检查督促我们做毕业设计,在我做毕业设计的每个阶段,从开题报告到查阅资料,从设计草案的确定、修改,到中期检查,再到后期详细设计,装备草图等等整个过程中X老师都给予我悉心的指导。除了敬佩老师的专业水平、严谨的治学态度以外,老师科学研究的精神是永远值得我学习的榜样,并会一直积极影响我今后的工作和学习。其次我要感谢我的父母和与我一起做毕业设计的同学们。父母给了我强大的精神动力,同学们在本次设计中勤奋工作克服许多困难来完成此次设计,并分担了许多工作。如果没有他们的支持和努力,此次设计的过程将变得非常困难。我还要感谢的是学校图书馆的开放,让我们有足够的资料可以参考、查阅。还要感谢四年以来所有的老师,为我打下了机械专业知识的基础;同时感谢所有的同学们,正因为有了你们的支持,本次毕业设计才会顺利完成。通过毕业设计,使我对塑料注射模具这门课程进一步加深了理解。对于各方面知识之间的相互联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有相当的距离,还需进一步的学习和实践。本设计由于时间紧和对知识掌握的程度有限,在设计上不很周详,许多应该考虑的因素可能没有体现出来。在设计过程中,我得到了老师的精心指导和各方面的帮助,才得以顺利进行,在这里再次表达我的谢意。 参 考 文 献1 齐卫东. 塑料模具设计与制造. 北京:高等教育出版社,20042 阎亚林. 塑料模具图册 北京:高等教育出版社,20043 甑瑞麟. 模具制造实训教程 北京 :机械工业出版社,2006 4 屈华昌. 塑料成形工艺与模具设计 北京: 高等教育出版社,20015 付丽. 实用模具技术手册. 北京:机械工业出版社, 20026 李军 人民青年出版社 2004.87 于华编著 .北京:机械工业出版社,2004.6.8 陈万林等编著.北京:机械工业出版社,2000.3.9 蒋继宏,王效岳编著.北京:中国轻工业出版社,200010 H.瑞斯著.北京:化学工业出版社,2005.1.11 张晓黎 李海梅主编.北京:化学工业出版社,2005.11.12 李基洪 李轩主编. 北京:机械工业出版社,2004.6. 7 13 邹继强编著. 北京:清华大学出版社,2005.9. 14 屈华昌主编.北京:高等教育出版社 ,2004.8.15 黄健求主编.北京:机械工业出版社,2004.9
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