矩形后盖注塑模具设计与制造(全套含CAD图纸)
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毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 学 号: 专 业: 模具设计与制造 设计(论文)题目: 矩形后盖注塑模具设计与制造 指导教师: 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):利用模具成型的方法在现代工业的主要部门,机械、交通、电子、和国防工业中得到了广泛的应用。利用模具生产制品和零件已成为工业上进行成批和大批量生产的主要手段,其对产品的质量,缩短试制周期,以及产品的更新换代都具有决定性的意义。所以模具的设计与制造的水平高低可以代表一个国家的工业发展水平。我国的模具工业发展现状:解放前,由于工业基础薄弱,根本谈不上有什么模具工业;解放后,国家为了繁荣经济,组织了专门的技术力量对模具进行研发,并取得了很大的成功和发展。在以后的苏联等社会主义国家对我国进行的援助期间,有关的模具设备和模具设计开始输入我国,对我国的模具工业发展起到了促进作用。十年动乱期间,模具工业停滞不前,没有取得进展。1977年以来,国家模具工业发展迅速,可研制微米级精度的多工位级进模和多腔塑料成型模具。此外,精冲模具、冲裁模具和锻模的计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术已开展了研究,并取得了初步的应用成果。此时我国的模具工业才真正的得到较大的发展,模具工业初具规模。但与发达国家相比许多方面存在较大差距,主要表现在:(1)总量供不应求、产品结构不够合理。其中中低档模具供过于求,中高档模具自配率严重不足,大量进口。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足30%,国外在50%以上。 (2)企业组织结构都不够合理。 我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间(分厂),自产自配比例高达60%左右,国外70%以上是商品模具;专业模具厂也大多数是大而全 、小而全的组织形式,国外模具企业是大而专、大而精。 (3) 工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低,技术结构、模具产品水平比国际水平低许多。而模具生产周期却要比国际水平长许多。(4)技术人才严重不足,经济效益欠佳。随着时代的进步和技术的发展,能掌握和运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计异常短缺,高级钳工及企业管理人才也非常紧缺。 (5)与国际水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术落后。技术落后易被发现,管理落后易被忽视。(6)专业化、标准化、商品化的程度低,协作差。可见,未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是: 大力普及、广泛应用CAD/CAE/CAM技术,逐步走向集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术,逐步减少模具的进口量,增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中,积极应用热流道,推广气辅或水辅注射成型,以及高压注射成型技术,满足产品的成型需要。 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础,其大量应用可缩短模具设计制造周期,同时也显著提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于30%,而先进国家均高于70%,每年我们要从国外进口相当数量的模具标准件,其费用约占年模具进口额的3%8%。 发展快速制造成型和快速制造模具,即快速成型制造技术,迅速制造出产品的原型与模具,降低成本推向市场。 积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料,满足特殊产品的需要。 推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺,满足模具制造的需要。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术,提高模具的可靠性。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程,最大限度地提高模具的开发效率与成功率。 开发新的成型工艺与模具,以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。设计启发:通过此次的模具设计,感触良多。深深感觉到要作为一个模具设计工作者的不易,模具设计者成功设计一套模具,需要付出大量的体力与脑力劳动,需查阅大量的参考文献,在该设计中查阅了如下文献: 1 杨占尧.塑料注塑模结构与设计.北京:清华大学出版社,20042 塑料模具技术手册,塑料模具技术手册编委会编,机械工业出版社3 王孝陪主编. 塑料成型工艺及模具简明手册. 机械工业出版社. 2000 4 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社. 19965 黄锐.塑料工程手册. 北京:机械工业出版社,20006 黄毅宏主编. 模具制造工艺. 机械工业出版社. 19997 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计. 北京:北京高等教育出版社,20018 陈万林.实用注塑模设计与制造. 北京:北京机械工业出版社,20009 张克慧.注塑模设计.西安:西北工业大学出版社,200110 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社. 1993虽然此次的设计我认真的对待,付出了很大的努力,设计过程中也频频受到指导老师的指点和批正,但是作为模具设计的初学者,没有足够的设计与生产实践,况且本人能力有限,设计过程中难免有错误出现,敬请批阅老师批评指正。 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):设计过程:首先对塑件进行工艺分析,了解塑件的材料、形状、尺寸及精度要求,参考工艺的可行性,选择满足要求的工艺方案。然后我按照设计要求对组成注塑模具的成型零部件、浇注系统、脱模结构、侧向分型与抽芯机构、加热与冷却系统、排气系统和其它零部件进行设计。由于塑件形状比较复杂,所以采用了侧抽芯结构以及成型推杆成型的方案,同时设计起来也比较复杂。设计过程中较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。模具零件设计完毕后,对重要的工作结构和零件进行了校核。校核结束后对模具安装并调试。从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用CAD进行各零件和装配图的设计。进度安排:注塑模的结构设计模具设计的有关计算模具加热与冷却系统的计算模具闭合高度的确定注塑机有关参数的校核绘制模具总装配图和非标零件图模具的装配与调试脱模机构设计模具闭合高度计算标准模架的选取模具的安装与试模具主要零件加工工艺规程的编制 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 日目录前言.5绪论.6第1章 塑件工艺分析.8第2章 注塑模的结构设计11第3章 模具设计的有关计算.19第4章 模具加热与冷却系统的计算21第5章 模具闭合高度的确定22第6章 注塑机有关参数的校核23第7章 绘制模具总装配图和非标零件图.24第8章 模具的装配与调试.25致谢.29参考文献.30第 1 页 共 1 页 学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名 学 号 指导教师 选题情况课题名称矩形后盖注塑模难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无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 材料工程系 模具设计与制造 专业毕业设计说明书设计题目: 注塑模 班 级:姓 名:指导老师:完成时间:插图清单图1-1 分型面的选择 3图2-1 分型面的设计 6图2-2 型腔排列方式 8图2-3 型 腔 结 构 9图2-4 型 芯 结 构10图5-1 导 柱15图7-1 闭 合 高 度17表格清单表3-1 型腔工作尺寸计算 11表3-2 型芯的工作尺寸计算 12 表10-1 型芯2机械加工工艺过程卡22表10-2 推件板机械加工工艺卡23 注塑模 摘要该设计较系统的介绍了简单注塑模具的设计过程。同时对塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响进行了分析。在设计过程中,首先对塑件进行工艺分析,了解塑件的材料、形状、尺寸及精度要求,参考工艺的可行性,选择满足要求的工艺方案。然后我按照设计要求对组成注塑模具的成型零部件、浇注系统、导向机构、脱模结构、侧向分型与抽芯机构、加热与冷却系统、排气系统和其它零部件进行设计。在模具设计过程中较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发,对计算机按键注塑模的各主要尺寸进行了理论计算,以确定各工作零件的尺寸。模具零件设计完毕后,对重要的工作结构和零件进行了校核。校核结束后对模具安装并调试。从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用CAD进行各零件的设计。关键词:工艺分析;塑件成型;浇注系统;模具结构;校核 Injection Mold for Pan of compoter Abstract The molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the theoretical calculation to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details. Key words: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure.机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号型芯产品名称零(部)件名称共(2)页第(1)页材料牌号 45钢毛坯种类块料毛坯外型尺寸80150每个毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件01下料锯割下料80150锯床02淬火改善毛坯的切削加工性煤气炉03粗铣铣端面铣削65115,留精加工余量及研磨量。铣床04精铣铣削至60.1110.2铣床05磨削磨削至60.05110.05磨床06铣外形数控加工中心铣出外形尺寸加工中心10h07抛光校验去除表面粗糙度,检查工艺要求设计日期审核日期标准化日期会签日期标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号型芯产品名称零(部)件名称共(2)页第(1)页材料牌号 45钢毛坯种类块料毛坯外型尺寸80150每个毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件01下料锯割下料80150锯床02淬火改善毛坯的切削加工性煤气炉03粗铣铣端面铣削65115,留精加工余量及研磨量。铣床04精铣铣削至60.1110.2铣床05磨削磨削至60.05110.05磨床06铣外形数控加工中心铣出外形尺寸加工中心10h07抛光校验去除表面粗糙度,检查工艺要求设计日期审核日期标准化日期会签日期第八章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号型腔产品名称零(部)件名称共(2)页第(2)页材料牌号 45钢毛坯种类块料毛坯外型尺寸280220mm每个毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件01下料剪切下料280220mm毛坯锯床02淬火改善毛坯的切削加工性煤气炉03粗铣铣端面粗铣出接近外形尺寸,留精加工余量及研磨量。铣床04精铣精铣至稍微外形尺寸铣床05磨削磨至型腔外形尺寸磨床06铣外形加工中心铣出其内形轮廓尺寸加工中心07抛光校验去除表面粗糙度,检查工艺要求设计日期审核日期标准化日期会签日期XXXX高等专科学校材料工程系 模具设计与制造 专业毕业设计说明书设计/论文题目:矩形后盖注塑模 班 级: 姓 名: 指导老师完成时间毕业设计/论文任务书 题目: 矩形后盖注塑模设计与制造内容:(1)塑件工艺分析(2)注塑模结构设计(3)模具设计有关计算(4)加热与冷却系统设计(5)模具闭合高度(6)注塑机有关参数校合原始资料:插图清单 图1-1 矩形后盖零件图 图2-1 浇口形状图 图2-2 成型推杆图 图2-3 斜滑块机构图 图2-4 推杆的形式 毕业设计/论文说明书目录前言.5绪论.6第1章 塑件工艺分析.8第2章 注塑模的结构设计11第3章 模具设计的有关计算.19第4章 模具加热与冷却系统的计算21第5章 模具闭合高度的确定22第6章 注塑机有关参数的校核23第7章 绘制模具总装配图和非标零件图.24第8章 模具的装配与调试.25致谢.29参考文献.30前言大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。关键词 注塑 设计 模具 绪论 1模具制造业现状特点模具对于一般产品来说属于工具范畴, 精度高、结构复杂、并经常有较高的材质要求, 使得模具设计制造相当困难。另外, 由于以它为工具的成形过程往往是封闭式的, 并涉及材料的微观机理, 使得产品成形过程很不直观, 加上相应的一些基础理论尚不成熟, 更使模具设计制造带有很强的经验性和盲目性。因此, 模具设计制造一般需要反复修改试制才能满足需求, 无形中延长了生产周期, 增加了成本, 降低了市场相应能力和竞争能力。2、模具行业存在问题和现实性要求 现代化模具制造加工业, 应是以面向全球市场需求为特点, 以应用模具CAD/CAE/CAM技术来实现优质、高效、低费用的产品生产作为国际市场共同追求的目标。而传统的模具设计和制造大都凭借经验或者使用引进的或自己研制的CAD/CAM软件来实现, 整个过程是长期的、高费用的和低效率的。存在着诸多弊端: (1)设计科学性差, 对经验的依赖性强, 模具的试制周期漫长, 再设计的可能性加大, 从而导致模具的总成本增高。(2)市场需求分析,模具设计、制造和产品加工独立分化。生产管理没有全局的观念。对项目往往缺乏可行性和经济效益评估, 不能积极关注全球市场的需求动态。(3)虽采用了一些先进的CAD/CAE/ CAM等技术, 但在总体管理上, 整个运转过程是串行的而非并行的。(4)自行开发新系统, 需要很大的时间和精力, 且实用化和商品化并不理想; 购置一些成熟的软件需要花费较大的前期投资和后期的维护资金。这些弊端是制约模具行业发展和繁荣的主要原因, 因此, 也就不能适应现代化制造业中要求柔性化、快捷、低成本及高质量的要求。因而, 提出了对模具行业现实性的要求。模具行业不仅要在计算机辅助技术上要过关, 而且还要对用户的需求能够做出快速响应, 只有显著地缩短整个模具的开发周期, 降低其制造成本, 才能快速占领市场。3、我国模具工业的发展动向 目前,我国经济仍处于高速发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面,国内模具市场将继续高速发展,另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此,放眼未来,国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好,预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展,我国不但会成为模具大国,而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间,中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高,而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。 第1章 塑件工艺分析1.1塑料件分析:1.1.1塑件图 图1-11.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 (1)注塑件沿制品长边有两处外凹,短边沿口处有两个伸处搭边片,采用注射成型,设计模具时需要采用侧向抽芯机构。另外,制品顶部有9道栅格,因此型腔底部需设9个镶片,还要有两个大镶块与之组合的结构。为保证制品良好的外观,采用点浇口进料。 (2) 该制件材料为改性PS(改性聚苯乙烯塑料),根据国家标准公差等级的选用,采用未注公差的尺寸,MT5级,查表可得制件各部分未注公差尺寸允许的偏差值,如之制件图所示。另外,模具制造所允许的误差根据塑件尺寸公差查表GB/1800-79,得模具加工精度等级选取IT11。 (3)由于改性PS为五无色透明,易产生应力开裂,所以表面质量要求比较严格,不允许有裂痕的出现。1.1.3 计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注塑机以及确定模具型腔数量。计算塑件的体积V V=V1+V2 11560mm 计算塑件的质量,根据设计手册,可以查得PS塑料的密度为 =1.05g/。故塑件的质量M M=V =1.0511.560g 12.0138g模具采用一模一腔的结构,考虑其外形尺寸,以及注塑时所需的压力等情况,初步选用注塑机为XS-ZY-125型。1.2.塑件原材料分析1.2.1 改性PS的使用性能。 电绝缘性优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性、耐水性化学稳定性良好,机械强度一般,但性脆易产生应力开裂,不耐苯、汽油等有机溶剂。1.2.2 改性PS塑料的成型特性与工艺参数 (1) 无定型料,吸湿性小,不易分解,性脆易裂,热膨胀系数大,易产生应力开裂。(2)流动性较好,溢边值0.03mm左右。(3)塑件壁厚应均匀,不易有嵌件(有嵌件时应预热),缺口尖角各面应圆滑连接。(4)可用螺杆式或拄塞式注射机加工,喷嘴可用直痛式或自锁式。(5)宜用高料温模温,低注射压力,适当延长注射时间,有利于降低内应力,防止缩孔变形,但料稳高宜出现银丝,料温低或脱模剂多则透明性差。(6)可采用各种形式进料口,进料口与塑件应圆弧连接,防止去除浇口时损坏塑件,脱模度去2度以上,顶出均匀以防止脱模不良发生开裂,变形,可用热流道浇注系统。 根据此特性分析,采用柱塞式注射机成型,预热温度60-75,预热温度2小时。 注塑温度:包括料筒温度和喷嘴的温度。料筒温度:后段温度选用150前段温度选用180; 喷嘴温度:选用170; 模具温度:选用45; 注塑压力:选用80MPa; 注塑时间:选用40; 保压压力:选用60MPa; 保压时间:选用30; 冷却时间:选用40;成型周期:110。螺杆转速:48r/min后处理温度:70后处理时间:2-4小时第2章 注塑模结构设计2.1分型面选择 打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面称为分型面,分型面的设计受制件形状,壁厚,外观,尺寸精度及面具的型腔数目,排气槽和浇口位置等多因素的影响。2.1.1型腔数目的确定: 型腔数目的确定有四种方法:根据经济性确定型腔数目,根据锁模力确定型腔数目,根据塑件精度确定型腔数目,根据最大注射量确定型腔数目。 此塑件可根据最大注射量确定型腔数目 一个。2.1.2分型面类型: 塑件分型面应选在断面尺寸最大处,为方便塑件的脱模,该塑件应设置双分型面,以供浇口凝料的取出,同时有利于开模后塑件滞留在动模一侧。2.1.3排气槽设计: 当塑料熔体进入模腔后会置换出模腔内的空气,此外塑料熔体也会产生适量的气体,这些气体必须及时排除才能不影响塑件的成型与脱模。该模具采用在分型面上开设排气槽即可。排气槽宽度b取3mm,深度取0.02mm,长度l取0.7-1mm,此后可加深到0.8-1.5mm。2.2浇注系统设计 浇注系统是指模具从注射机喷最起到型腔入口为止的塑件熔体的流动通道,或在此通道内冷凝的固体塑料。2.2.1设计原则 1 采用平衡式喷嘴,2 型腔布置和浇口开设应尽量对称,防止模具产生偏载而出现溢料现象,此模具因有镶片结构所以浇口位置开设在一侧。3 热量及压力损失尽量最小,流程应尽量短,断面尺寸尽可能大,尽量减少弯折,表面粗糙度要低。4 确保均衡进料。5 消除冷料。6 排气良好7 防止塑件出现缺陷8 去除修正浇口要方便。2.2.2主流道设计根据设计手册查得注塑机喷嘴的有关尺寸: 喷嘴的前端孔径:0=3; 喷嘴的前端半径: R0=S12;根据模具主流道与喷嘴的关系: R=R0+(12); D=0+(0.51);故取主流道的球面半径R=14;取主流道的小端直径=4.为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其锥度取 13该主流道锥度选取3。经换算得到主流道大端直径D=9。为了使熔料顺利的进入分流道,可以在主流道出料端设计半径R=1的圆弧过渡。主流道尺寸如下图所示 图2 - 12.2.3 浇口位置的选择 (1)以内感避免塑件上产生缺陷。 (2)应开设在塑件截面最厚处。 (3) 应有利于塑料熔体流动。 (4) 应有利于型腔排气 (5) 应考虑塑件受力状况 此塑件由于设轨道栅格孔,所以浇口位置开设在一侧 浇口形状如图2-1所示 2.3成型零件结构设计 由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触,所以必须具有以下性能: (1) 具有足够的强度刚度以承受塑料熔体的高压。 (2)具有祖国的硬度和耐磨性。 (3) 材料抛光性能良好,表面应该光泽美观。 (4) 切削加工性能良好,热变形小,可淬性良好。 (5)熔焊性能要好,以便于修理。 (6) 成型部位必须有足够的尺寸精度,孔类精度为H8-H7,轴类为h7-h10. 2.3.1 凹模结构设计针对塑件的形状采用局部镶嵌式凹模结构,除凹模型腔外,两侧大镶块和九个镶片以成型之间顶部。如图纸所示2.3.2 型芯结构设计 用组合式型芯结构,将型芯嵌入固定板中。如图纸所示2.3.4 成型推杆结构设计 由于制品有两个伸处搭边片,采用成型推杆成型还可以方便顶出。如图2-2 图2 - 22.4 抽芯机构结构设计2.4.1 特点: 由于制品长边有两处外凹,所以需要设置侧向分行与抽芯机构,在此采用斜滑块侧向分型与抽芯,抽芯的同时完成塑件的推出工作。此抽芯机构属于机动侧向分型抽芯机构,借助于注射机的开模离或顶出力与合模力进行模具侧向分型,抽芯,及其复位动作的机构,此类机构经济性好,效率高,动作可靠,实用性强。2.4.2抽拔距与抽拔力:将侧向型心或滑块从成型位置抽拔或分开至不妨碍塑件脱模位置的距离称为抽拔距一般抽拔距取侧孔深度加2-3mm,此塑件由于采用斜滑块,抽罢距可定为4mm。抽出侧向型心或分离侧向凹模所需的力称为抽拔力。抽拔力计算与脱模力计算相同,此塑件木断面为矩形,所以按公式:Q = 2(a+b)EL(f-tg)/(1+k2)*k1来计算。具体计算过程见下节脱模机构设计。2.4.3 机动分型抽芯机构:机动分型抽芯机构很多,有弹簧驱动的,斜销驱动的,弯销驱动的,斜滑槽驱动的等等,其特点是抽拔距不大,塑件脱出后不易自动脱落,需人工取出。斜滑块采用整体式结构,由推杆推动斜滑块向上动作,完成抽芯动作。如图2-3所示斜滑块抽芯机构 图2 - 32.5 脱模机构设计注射成型每一循环中,塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型心上脱出,完成脱出塑件的装置称为脱模机构,也称顶出装置或脱模装置。2.5.1 设计原则:1 塑件滞留于动模边,以便借助于开模力驱动脱模装置,完成脱模动作,致使模具结构较为简单。2 防止塑件变形和损坏,分析塑件对模腔的黏附力大小及其所在部位,选择合适脱模装置使推出重心与脱模重心相重合。由于塑件收缩会包紧型心,因此推出力作用点应尽可能靠近型心,同时推出动作应施于塑件刚性和强度最大的部位,作用面积也应尽可能大,以防塑件变形和损坏。3 力求良好的塑件外观,顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件影响不大的部位。4 结构哟合理可靠,脱模机构应工作可靠运动灵活,制造方便,更换容易,且具有足够的强度和刚度。2.5.2脱模机构的分类:脱模机构有简单脱模机构,二级脱模机构,双脱模机构,顺序脱模机构,螺纹塑件脱模机构。此模具采用的是二级脱模机构。即动定模两边都设置有脱模机构,第一次脱模采用的是拉钩,摆钩,支座,挡块与弹簧构成的简单脱模,是为取出浇口凝料而设置的,此脱模机构设计要点是:当第一次开模到可以取出浇口凝料时,弹簧作用摆钩离开挡块,完成第一次脱模。第而次脱模采用的是推杆兼复位杆回程脱模机构,此脱模机构设计要点是:推杆位置应设置在脱模阻力大的部位,此塑件属于盖类零件侧面阻力较大,所以在其端面应设置成型推杆,脱模阻力特别大时应增加推杆数目模腔内排气困难的部位可采用推杆,以利于配合间隙排气,推杆和模体的配合采用H8/7或H7/h7,配合间隙值根据改性PS的不溢料间隙值取得;在注射塑料状态时,应确保推杆端面与型腔平齐或伸入塑件内部0.05-0.1mm。 图 2 - 42.5.3 脱模力计算:壳体形塑件脱模力通常按薄壁和厚壁两种类型考虑,各种类型塑件再根据断面几何形状来进行计算:1 壁厚与其内孔直径之比小于1/20,即t/D=1/20,的塑件为薄壁壳体形塑件。经过计算t/D=1.5/581/20,所以此塑件为薄壳体形塑件,又因其横断面为矩形,所以脱模力计算为: Q = 8EtLcos(f-tg)/(1-)*k1+10BE - 塑料拉伸模量MPa,查表取为3- 塑料成型平均收缩率%,查表取0.5%t- 塑件的平均壁厚,由塑件形状取为3L- 塑件包容型心的长度,取102- 塑料的泊松比,查表得0.38- 脱模斜度,取3度f- 塑料与刚才之间的摩擦系数,查表取0.5B- 塑件在与开模方向垂直的表面上的投影面积(cm*cm),当塑件低部有通孔时10B项取为0,此处即为0。K1- 由f和决定的无因次数,此处取1。 由以上数值即可求出Q=2.20610N 第3章 模具设计有关计算查手册可知,PS塑料的收缩率为S=0.10.8,故其平均收缩率为 S=(0.1+0.8)/2=0.45。考虑生产实际,模具制造的公差选取=/3。3.1型腔和型芯工作尺寸的计算 型腔,型芯工作尺寸计算如下表:类别序号 模具零件名称塑件尺寸计算公式型芯或型腔尺寸型腔 的计算 1型腔及镶件尺寸尺寸110DM=Dmax+ DmaxSmax%-TZ110.80+6464.35+60dM=dmin+ dminSmin%+ TZ601.51.6-11.1型芯的计算2型芯58HM=Dmax+ HmaxSmid%-0.5T5860DM=Dmax+ DmaxSmax%-TZ 60+1.5dM=dmin+ dminSmin%+ TZR1.6- 1.01.02-3.2 型腔底板厚度计算在注塑成型过程中,型腔所受的力有塑料熔体的压力,合模时的压力开模时的拉力等。其中最主要的是塑料的熔体的压力。在塑料熔体的压力作用下,型腔将产生内应力及变形。对于该塑料,其强度不足是主要问题型腔底板厚度应按强度条件计算。 由强度计算公式th= 得 th= =40.4 式中th型腔底板的计算厚度(); Pm模腔的压力(MP); 型腔内孔半径(); 材料许用应力(MP); (材料为45钢,其许用应力160 MP)第4章 模具加热和冷却系统的计算 塑件在注塑成型时模具温度为45,其温度低于80。因而模具在结 构上不需要设置加热系统,是否需要冷却系统做如下设计计算: 设定模具的平均工作温度为45,用20的常温水作为冷却介质,其 出口冷却水温度为25,其产量为(初算每三分钟一套)0.36kg/h4.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量Q1 查有关文献资料得到PS塑料的单位热流量为27.210 J/kg Q1=WQ2 =0.3627.210J =9.810J 根据热平衡条件Qout=Qin可得 Mw=(im)/cw(tout- tin) Mw=v V=(im)/ cw(tout- tin) 式中 mw 冷却水每小时用量; cw 冷却水的比热容(4.187KJ/kg) tout 模具的出水口温度; tin 模具冷却水进水温度; V 冷却水的体积; V= (0.3627.210)/604.18710(25-20) =7.810mm/min 由体积流量V查表可知所需的冷却水管的直径很小。由上述计算可知,因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小,故可不设定冷系统,依靠空冷的方式冷却模具即可。 第5章 模具闭合高度的确定 在支承与固定零件中,其尺寸设计根据经验确定: 取定模固定板的厚度32;型腔板厚度40;型心固定板40mm;垫板的厚度取32; 支承板高度取80;主流道板厚度取20mm。因而模具的闭合高度 H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=40+20+32+40+80+32 =244 第6章 注塑机有关参数的校核该模具的外形尺寸为250200244,选用的XS-ZY-125型注塑机模板最大安装尺寸370320。故该注塑机能够满足模具的安装要求。由上述计算可知模具的闭合高度H=244。XS-ZY-125型注塑机所允许的最小模具厚度Hmin=150mm,最大模具闭合高度Hmax=300mm。模具的安装条件: HminHHmax 150mm244mm300mm 即满足模具的安装 查资料可知,XS-ZY-125型注塑机的最大开模行程S=270,模具顶出塑件要求开模行程 S=H1+H2+(510) =20+81+10 =111 注塑机的开模行程能够满足顶出塑件的要求。 由于抽芯距离较短,不会过大的增加开模行程,注塑机的开模行程足够。 经过验证,XS-ZY-125型注塑机能够满足使用要求,可以采用。 第7章 绘制模具总装配图和非标零件工作图 该盖塞注塑模具总装配图,非标零件图如附图所示。 01 定模座 02 浇口套 03 型 心 04 镶 块 05 型 腔 06 型心固定板 07 模具装配图 08 支撑板 第8章 模具的装配与调试9.1 模具的装配 由于型芯,型腔,以及镶片在合模后很难找正相对位置,故应先安装他们 将其固定好作为安装基准。装配过程如下:(1) 装配前按照零件图检验其工作零件的尺寸及其他零件是否齐备;(2) 将型芯1装配到动模固定板5上,保证轴线与端面的垂直度;(3) 将导套压入到动定模固定板中,并保证其轴线与端面的垂直度;(4) 将导柱打入固定板16中,保证轴线与端面的垂直度;(5) 将镶片嵌入镶块中与定模固定板采用过盈配合好; (6)将定模固定板16与浇口套13及主流道板安装配合好,并用螺钉紧固;(7)将斜滑块14装入动模固定板中,并用支撑板35将其压紧,用螺钉固定好;(8) 将挡块27用螺钉紧固在支撑板35上;(9) 将推杆21,20,29和复位杆19装入固定板34中,用推板33压紧,螺钉上紧;(10) 安装动模板26,上紧螺钉;(11) 动定模安装完成后,根据其配合安装弹簧9,支座7与摆钩6;(12) 装配完成,进行试模。 9.2试模试模前,先对设备的油路,水路以及电路进行检查;(1) 选取的原料必须合格,根据选用的工艺参数将料筒和喷嘴加热;(2) 开始试模时,应该先选择选定的压力,温度和注塑时间的条件下成型,制品不符合要求然后按压力,注塑时间,温度这样的先后顺序变动,注意一次只改变一个参数;(3) 在试模过程中作出详细的记录,并将结果填入试模记录卡,注明模具是否合格,如果需要返修,提出返修意见;(4) 通过不断的试模和返修,生产出合格的制件后,将模具清理干净,涂上防锈油,入库。9.3 试模可能产生的问题及改善措施试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具,是塑料模具这种特殊产品的特殊性。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。9.3.1 粘着模腔制品粘着在模腔上,是指塑件在模具开启后,与设计意图相反,离开型芯一侧,滞留于模腔内,致使脱模机构失效,制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是:(1) 注射压力过高,或者注射保压压力过高。(2) 注射保压和注射高压时间过长,造成过量充模。(3) 冷却时间过短,物料未能固化。(4) 模芯温度高于模腔温度,造成反向收缩。(5) 型腔内壁残留凹槽,或分型面边缘受过损伤性冲击,增加了脱模阻力。9.3.2粘着模芯(1) 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模。 (2) 冷却时间过长,制件在模芯上收缩量过大。(3) 模腔温度过高,使制件在设定温度内不能充分固化。(4) 机筒与喷嘴温度过高,不利于在设定时间内完成固化。(5) 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。9.3.3 粘着主流道(1) 闭模时间太短,使主流道物料来不及充分收缩。(2) 料道径向尺寸相对制品壁厚过大,冷却时间内无法完成料道物料的固化。(3) 主流道衬套区域温度过高,无冷却控制,不允许物料充分收缩。(4) 主流道衬套内孔尺寸不当,未达到比喷嘴孔大0.51 。(5) 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况,首先要设法将制品取出模腔(芯),不惜破坏制件,保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因,一方面要对注射工艺进行合理调整;另一方面要对模具成型部位进行现场修正,直到认为达到要求,方可进行二次注射。9.3.4 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时,制件本身必然存在各种各样的缺陷,这种缺陷的形成原因是错综复杂的,一般很难一目了然,要综合分析,找出其主要原因来着手修正,逐个排出,逐步改进,方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。(1) 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有:a. 熔料流动阻力过大这主要有下列原因:主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状,避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b. 型腔排气不良这是极易被忽视的现象,但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高,排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等,必须合理地安排顶杆、镶块,利用缝隙充分排气,否则不仅充模困难,而且易产生烧焦现象。c. 锁模力不足因注射时动模稍后退,制品产生飞边,壁厚加大,使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力,保证正常制件料量。(2) 溢边(毛刺、飞边、批锋)与第一项相反,物料不仅充满型腔,而且出现毛刺,尤其是在分型面处毛刺更大,甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在,其主要原因有:a. 注射过量b. 锁模力不足c. 流动性过好d. 模具局部配合不佳e. 模板翘曲变形(3) 制件尺寸不准确初次试模时,经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修 a. 尺寸变大注射压力过高,保压时间过长,此条件下产生了过量充模,收缩率趋向小值,使制件的实际尺寸偏大;模温较低,事实上使熔料在较低温度的情况下成型,收缩率趋于小值。这时要继续注射,提高模具温度降低注射压力,缩短保压时间,制件尺寸可得到改善。b. 尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足,制在冷却后收缩率偏大,使制件尺寸变小;模温过高,制件从模腔取出时,体积收缩量大,尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件,通常只能在极小范围内使尺寸京华,可以改变制件相互配合的松紧程度,但难以改变公称尺寸。9.3.5 调整措施调整时应注意调节进料速度,增加排气孔,正确设计浇注系统。注意控制成型周期。致谢 历经近三个月的毕业设计即将结束,敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料,请教各位老师有关模具方面的问题,并且和同学的探讨,模具设计在实际中可能遇到的具体问题,使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法,成型零件的设计,成型零件的加工工艺(如线切割、电火花加工、CNC数控加工),主要工艺参数的计算,产品缺陷及其解决办法,模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛,掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力,我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号,为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了老师以及许多同学的帮助,特别是XXXX老师的悉心指导,使我受益匪浅。在此,对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!参考文献 1. XXXX主编. 塑料注塑模结构与设计. 清华大学出版社. 2.塑料模具技术手册,塑料模具技术手册编委会编,机械工业出版社 3. 王孝陪主编. 塑料成型工艺及模具简明手册. 机械工业出版社. 2000.4. 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社. 19965. 冯炳尧,韩泰荣,蒋文生主编. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社,19986. 黄毅宏主编. 模具制造工艺. 机械工业出版社. 1999 7. 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. 20008. 唐志玉主编. 模具设计师指南. 国防工业出版社. 19999. 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计. 机械工业出版社. 199510. 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社. 1993第 30 页 共 30 页
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