长套管注塑模具设计
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分 类 号 TB21 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)长套管注塑模具设计所在学院宁波大红鹰学院专 业机械设计制造及其自动化班 级08机自2班姓 名卢海波学 号08141010220指导老师涂晶洁 2012年03月04日诚 信 承 诺我谨在此承诺:本人所写的毕业论文长套管注塑模具设计均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。 承诺人(签名): 年 月 日摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,随之而来的是快速发展的塑料模具产业,因此,研究注塑模具不仅可以了解塑料产品的生产过程,而且对于提高塑料产品质量也是十分有益。本设计介绍了长套管注射成型模具设计过程,着重阐述了注射模具浇注系统的设计;注射模具分型面的选择;注射模具侧抽芯机构的设计,同时还对主要成型零件的加工工艺进行了设计。通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理,为将来从事相关工作奠定基础。关键词:注射模,一模两腔,抽芯机构,导柱IIIAbstractThe plastic industry is one of the fastest growing industrial categories in the world, Followed by the rapid development of the plastic is mold industry. Therefore, study on the injection mold can not only understand the plastic product but also the production process, it is also very useful for improving the quality of plastic products.This design introduced the long casing injection molding mould design process, Focuses on the gating system of injection mold design, Choice parting surface of injection mold; injection mold side core-pulling mechanism design, but also on the main forming part of the design process.Through this design, may to the cast of mold have a preliminary understanding, notes some detail question in the design, understands the mold structure and working principle, lay the foundation to the furture related work.Key Words: Injection Mould,Two cavity in one mould, Core-pulling Mechanism, Guide Column目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 引言11.1 塑料模具的现状及未来的发展方向11.1.1 模具工业的概况11.1.2 国外模具技术现状11.1.3 国内模具技术现状21.1.4 模具技术未来的发展方向31.2 本课题任务要求3第2章 长套管成型工艺参数及成型条件42.1 材料的成型特性42.1.1 塑件的结构工艺性分析42.1.2 长套管材料的选择42.1.3 材料的成型特性与工艺参数5第3章 成型方案的确定63.1 方案分析与设计63.2 注射模具分型面的选择73.2.1 分型面的基本形式73.2.2 分型面选择的基本原则73.2.3 分型面的选择73.3 型腔数目的确定及布置83.4 注射模具浇注系统的设计83.4.1 注射模具浇注系统的组成及其设计原则83.4.2 注射模具主流道的设计93.4.3 注射模具分流道的设计103.4.4 注射模具浇口的设计113.5 冷料穴的设计13第4章 成型零件的设计与计算144.1 注射模具成型零件和模体的设计144.1.1 注射模具型腔的结构设计144.1.2 注射模具型芯的结构设计144.1.3 注射模具成型零件的尺寸确定14第5章 注塑模具导向及推出机构设计175.1 注射模具的斜导柱侧抽芯机构设计175.2 注射模具的顶出机构18第6章 塑料注射模具的温度调节系统设计196.1 塑料注射模具的温度调节系统的重要性196.2 塑料注射模具冷却系统的设计原则196.3 过滤网注射模具的冷却系统设计19第7章 注射机的选择及参数的校核1第8章 典型零件加工工艺设计21结束语22致 谢23参考文献24 第1章 引言第1章 引言1.1 塑料模具的现状及未来的发展方向1.1.1 模具工业的概况模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,如今,世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%1。塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的,自塑料问世后的几十年以来,由于其原料丰富、制作方便和成本低廉,塑料工业发展很快,它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等,成为各个工业部门不可缺少的材料2。1.1.2 国外模具技术现状近十多年来,国外先进国家的模具技术水平飞速发展,主要表现在以下几个方面:(1)在模具设计制造已普遍应用CAD/CAM/CAE 技术。该技术的应用,能极大地提高模具产品的设计水平、制造水平和分析测试水平。从而达到缩短生产周期提高产品质量和精度,降低产品成本的目的。(2)快速原型法和快速制模技术(RPM/RMT)已得到广泛的应用。RPM一项集激光、材料、信息及控制等技术于一体的先进制造技术,其突出特点就是能直接根据产品的CAD数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品,而不需要任何工装夹具,而迭加形成三维实体。(3)模具专业化生产及标准化程度高专业化生产是现代工业生产的重要特征之一,国外工业先进的国家模具专业化生产已达75%以上。标准化是实现模具专业化生产的基本前提,能系统提高整个模具行业技术水平和经济效益的重要手段,是机械制造业向深层次发展必由之路。(4)模具敏捷制造系统发展较快目前国外先进国家的模具敏捷制造系统发展较快。这也是我国模具行业的近期发展目标。另外,高速铣削加工、超精加工和复合加工技术、热流道技术等已在国外先进国家得到了很好的应用。这些先进的技术的应用极大的提高了这些国家模具产品的质量、精度。缩短了生产周期,提高了经济效益,提高了产品的竞争力。尽快吸收,应用国外先进技术,是我国模具行业技术发展的一个方向。以下是(表1)国内外塑料模具技术的比较:表1 国内外塑料模具技术比较项目国内国外注塑模型腔精度0.02 mm0.05mm0.005 mm0.01mm型腔表面粗糙度Ra0.20mRa0.01m0.05m非淬火钢模具寿命10万次30 万次10万次60 万次淬火钢模具寿命50万次100 万次160万次300 万次热流道模具使用率总体不足10 %80 %标准化程度小于30 %70 %80 %中型塑料生产周期2个月4 个月1 个月左右在模具行业中的占有量25 %30 %30 %40 %1.1.3 国内模具技术现状从起步到现在,我国模具工业经历了半个多世纪的发展,已有了较大的提高,与国外的差距正在进一步缩小。我国的模具工业,既存在着高速迅猛发展的良好势头,又存在着精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足,无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。为了推进社会主义现代化建设,适应国民经济各部门发展的需要,模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。具体表现在以下几个方面:(1)模具行业日趋大型化,精度将越来越高。10年前,精密模具的精度一般为5,现在已达2-3。不久,1精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高,有些模具的加工精度公差就要求1以下,这就要求发展超精加工。(2)热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节约制件的原材料,这项技术的应用在国外发展很快,已十分普遍。国内热流道模具也已经生产,有些企业已达30%左右,但总的来看,比例太低,亟待发展。(3)模具CAD/CAM/CAE技术较广泛地得到应用,并开发出了自主版权的模具CAD/CAM/CAE软件。电加工,数控加工在模具制造技术发展上发挥重要作用,部分骨干企业已开始使用这一技术。1.1.4 模具技术未来的发展方向今后我国模具工业的发展趋势是现代设计方法与工艺设计相结合,在模具的开发和制造过程中,采用数控精密高效加工设备、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术,模具工业向着集团化、规模化方向发展,走出一条自主开发模具的成功之路,具体有以下两个方面:(1)管理统一化、等级化如果我们要想向世界高水准模具看齐,必须走改革之路。改革方案很多,适合我国国情并有利于管理、有利于模具质量的提高即可。例如:我们可以向国外模具高水准的国家学习,进行深入了解和研究,如果他们管理模式适合我国国情的发展,则可效仿其经验,这样我们会少走许多弯路。(2)提高人才技术水平有资料显示:由于技术人才的缺乏及其技术水准低下,目前,我国工业产品合格率只有7 0 % ,不良产品每年带来的经济损失近两千亿元。由此看来要想加强我国技术人才队伍,提高技术人才技术含量,首先要求国家重视技术人才。加大对技术领域建设和技术人才的投资力度,增开高质量的模具技术人才培训机构,加大、加深对技术人才的培养和再深造。提高技术人才的社会地位、经济地位、福利待遇。1.2 本课题任务要求(1)对长套管零件的注塑模具设计;(2)制作典型零件加工工艺卡片;(3)完成该注塑模具装配图设计,全部零件图纸设计,模具成型零件三维造型设计。3第7章 注射机的选择及参数的校核第2章 长套管成型工艺参数及成型条件2.1 材料的成型特性2.1.1 塑件的结构工艺性分析 (1)本课题是对长套管的注塑模设计。首先对实物长套管进行测绘,并对塑件的使用性能和结构要求有一个基本的了解。图1所示为长套管零件图。图1 长套管零件图(2)尺寸精度 由于塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动,而本塑件的配合精度不高,所以塑件公差数值根据模具实用技术设计综合手册中表3-1-1确定。尺寸精度根据给定的0.6。(3)表面粗糙度 由于塑件的外观要求比较高,所以表面粗糙度有较高要求,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求低12级,所以塑件的表面粗糙度在 1.60.2之间。我们选取 0.8。2.1.2 长套管材料的选择(1)塑料的性能塑料材料的相对密度在0.83 2.2范围内,在众多的材料中只比木材的相对密度稍高。且在各种的材料中,塑料材料具有最高的比强度,甚至比特种合金铝还要高。塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性很高,其耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有优异的加工性能。(2)PA66的特性长套管给定的材料为PA66(聚酰胺66或尼龙66)。PA66是半透明或不透明乳白色结晶形聚合物,具有可塑性。能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、酯类、烃类、酮类等腐蚀。因其机械强度较高且具有优良的耐磨性、自润滑性,故广泛应用于需要有抗冲击性和高强度要求的产品。2.1.3 材料的成型特性与工艺参数本塑件材料为聚酰胺66(尼龙66),简称为PA66。 (1)基本特性:坚韧,耐磨,耐疲劳,耐油,耐水,抗霉菌,但吸水性大。(2)主要用途:适于制作一般机械零件,减摩耐磨零件,传动零件,以及化工、电器仪表等零件;(3)成型特点:熔融状态热稳定性差;成型收缩范围和收缩率大,方向性明显,易发生缩孔、凹痕、变形等弊病,成型条件应稳定;流动性好,易溢料;吸湿性较好;融料冷却速度对结晶塑件结构性能有明显影响,成型时要严格控制模温;模具浇注系统的形式和尺寸与成型聚苯乙烯时相似,但增大浇道和浇口截面尺寸可改善缩孔及凹痕现象。(4) PA66塑料的注射参数注射类型:螺杆式喷嘴温度:200210C料筒温度:前段190210C;中段200220C;后段210230C模具温度:4080C注射压力:40100 MPa注射时间:2090 S保压时间:05S冷却时间:20120 S成型时间:45220 S第3章 成型方案的确定3.1 方案分析与设计长套管具有通孔,需有型芯,且上面小下面大,不均匀。成型模具还需采用分型等成型结构。该塑件的长度为270mm,所以型芯较长,利用普通上下分型的脱模方式会需要很大行程的注塑机,经过具体的分析及有关难度零件的资料查阅,现给出以下两种方案,下面对模具结构方案进行分析论证:方案1: 本方案采用PLC控制系统控制电动机,电动机跟齿轮啮合,在分型时电动机转动带动齿轮旋转使得型芯松动,使塑件自行掉落。但经过分析,型芯旋转会影响到塑件的精度,而且一开始的设计疏忽了两个齿轮旋转方向并不一致,这样也会影响塑件的正常成型。方案2:该制品为长管,需要很长距离抽芯,该模具采用了先由斜拉杆做短距离抽芯,然后由弹簧将滑块和制品同时弹移使制品自行掉落的方式,使模具结构较为简化。方案2能更好的完成长套管塑件注塑成型,所以本次设计采用方案2.3.2 注射模具分型面的选择3.2.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定,但大体上分型面的形状有平面式分型面、斜面式分型面、阶梯面式分型面和曲面式分型面。 3.2.2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则:a)尽量使塑件在开模后留动、下模边;b)保证塑件外观和质量要求;c)要确保塑件的精度要求;d)便于实现侧向分型抽芯动作;e)分型面有利于排气;f)有利于塑件脱模;g)考虑溢边对塑件的影响;h)考虑对设备合模力的要求;i)考虑脱模斜度的影响。3.2.3 分型面的选择由于长套管的上下面均有一个圆形小孔,考虑到该塑件需要侧抽芯,如果采用上下面分型,会使得塑件的上下面凹部分需要复杂的侧抽芯,且该塑件为细长管件,采用上下面分型会需要很长的行程,根据对长套管模型的观察和分型面选择的基本原则现选择以轴心为基准平行的平面为分型面(见图2),这样解决了塑件复杂的侧抽芯问题及大行程问题。图2 分型面选择图3.3 型腔数目的确定及布置为了制模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目。该塑件精度要求不高,要求大批量生产,使用一模一腔不能满足该要求,不经济,且该塑件具有较长抽芯,从模具加工成本,制品生产时的成本考虑,而且如果拟定为一模四腔,塑件将无法进行放置,故拟定为一模两腔。布置形式采用平衡式布置,两个塑件平行放置,这样能实现均衡进料、同时充满的目的。3.4 注射模具浇注系统的设计3.4.1 注射模具浇注系统的组成及其设计原则注射模具的浇注系统由主流道, 分流道,浇口,冷却穴等部分组成。注射模具设计中对浇注系统进行合理的布局和形式的选择是一个重要的环节。所以在设计注射模具的浇注系统时有以下几项原则:(1)确保塑料充满整个型腔;(2)保证塑料熔体流动平稳;(3)应尽量减短流程;(4)流道表壁的粗糙度要低;(5)防止制品变形和翘曲;(6)防止型芯变形和嵌件位移;(7)去除浇口应尽量方便,且不影响制品质量;(8)合理设计冷却穴。3.4.2 注射模具主流道的设计主流道是从注塑机喷嘴与模具接触位起,到分流道为止的这一段流道。作用是负责将塑料熔体输往分流道。主流道常设在模具的中心位置,模腔内的塑料就以模具的中心进行对称平衡布局。由于主流道与注射机反复接触、碰撞,一般都不将主流道直接开在定模板上,而是将其单独设在一个衬套中,然后将衬套镶入模板内,此衬套称为浇口套。(1)主流道的设计:(a)主流道进口端与喷嘴头部接触处应做成球面凹坑。通常主流道进口端凹坑的球面半径Sr要比喷嘴球面半径Sr大1mm 2mm,凹入深度约5mm,为了补偿主流道与喷嘴的对中误差,主流道进口端的直径D应比喷嘴出口直径d大0.5mm 1mm;(b)主流道的锥角取2 4,对流性差的塑料可增加大到 6左右;取4(c)主流道表壁的表面粗糙度取Ra 0.8 Ra 0.4;取Ra 0.8(d)主流道出口端应与分流道之间呈圆滑过渡,过渡角R为0.3mm 3mm;取1mm(e)浇口套与安装孔应为过渡配合;(f)浇口套与定模板之间的连接力必须足够;(g)采用定位圈定位法,定位圈与定位孔的配合长度,该模具为中小型模具,所以选10mm, 图3 定位圈图4 主流道图(2)浇口套的设计初选注射机HTF120J/TJ的喷嘴球半径为12 mm,喷嘴孔径为4 mm.所以要使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好,凸球面半径取13 mm,圆锥孔的小端直径则大于喷嘴口内径,取5.5 mm。 图5 浇口套3.4.3 注射模具分流道的设计分流道是介于主流道和浇口之间的一段流道,它开设在分型面上。作用是将主流道送来的塑料分配后,输往各个浇口。(1)分流道的设计要点:(a)制品的体积和壁厚,分流道的截面厚度要大于制品的壁厚;(b)成型树脂的流动性,对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 分流道截面要大一些;(c)分流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴;(d)使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合;(e)保证熔体迅速而均匀地充满型腔;(f)分流道的尺寸尽可能短,容易尽可能小;(g)分流道要便于加工及刀具的选择;(h)分流道每一节流道要比下一节流道大;(2)分流道的设计长套管的注射模要求一模两腔,在布局上选择平衡式分流道。所谓平衡式布置就是将通往各个型腔的分流道的断面形状、大小及分流道长度都取作一致以保证各个型腔同时均匀进料,同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面,它的效率比圆形稍差,但加工起来比圆形截面要简单。如果选择过大的分流道直径D,则分流道内积存空气过多,塑件易产生气泡,塑件消耗量过大,材料利用率低,冷却时间过长,所以取D=6mm。3.4.4 注射模具浇口的设计浇口是连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统的终端。一般这段很短的通道截面积很小,这样可以增加物料的充模流速,产生摩擦热或增大剪切速率来提高流动性,控制浇口封闭时间,降低模塑周期,易于平衡各型腔的进料速度,尤其是使平衡式分流道达到各浇口同时进料,容易与塑件断离,因此它是浇注系统的关键部位。(1)浇口的基本类型(a)直接浇口直接浇口是熔融塑料从直流道直接注入型腔的最普通的浇口,又称主流道型浇口,广泛应用于单型腔模具。(b)侧浇口侧浇口一般开设在分型面上,由塑件侧面进料。广泛使用于一模多腔,适用于成型各种形状的塑件,浇口去除方便。图6 侧浇口(c)扇形浇口扇形浇口是矩形侧浇口的一种变异形式。它能使塑料充模时横向得到更均匀的分配,降低制品的内应力和带入空气的可能性。常用来成型宽度较大的薄片状制品。(d)点浇口点浇口是一种断面尺寸很小的浇口。它能自行切断,无需修剪浇口,生产效率高。单腔模多腔模均适用。断离后的点浇口凝料可以由手工取出或靠点浇口自动脱落机构脱模。(e)潜伏式浇口浇口位置一般选择在制品侧面不影响外观的地方,开模时浇口自动切断。(2)浇口的选择本模具要求一模两腔,选择点浇口,可以大大的缩短冷却时间,缩短成型周期,点浇口疤痕小,易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。而且,PA66的流动性较好,用点浇口更有利于填充型腔。浇口位置在选择分型面上,浇口截面位置简单,容易加工,且注射效率高。由于点浇口的种类较多,查参考文献模具实用技术设计综合手册中P496 的表3-6-6点状进料口相关数据得点浇口尺寸:直径 d=1.0mm长度 l=2.0mm3.5 冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前,喷嘴最前面的熔体塑料的温度较低,形成冷凝料头,为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件质量,在进料口的末端的动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴,这个洞穴就是冷料穴。它的作用是储存因两次注塑间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料,防止冷料进入型腔而形成冷接缝。冷料穴的尺寸约等于主流道大端的直径,长度约为主流道大端的直径。为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出,往往是冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用,根据拉料的方式的不同,冷料穴的形式又可分为与推杆匹配的冷料穴、与拉料杆匹配的冷料穴和无拉料杆的冷料穴三种。(1) 主流道冷料穴的设计开模时应将主流道中的凝料拉出,所以冷料穴直径稍大于或等于主流道大端直径。开模时,主流道中的凝料由Z 形头冷料穴拉出定模,当塑件被推出时,凝料同时被推出。该模具采用与拉料杆匹配的冷料穴,如图7 所示。冷料穴深度取10mm。图7 主流道冷料穴(2)分流道冷料穴的设计该模具设计采用点浇口形式,故无须考虑分流道的冷料穴设计。第4章 成型零件的设计与计算4.1 注射模具成型零件和模体的设计4.1.1 注射模具型腔的结构设计(1)型腔的结构形式:(a)整体式型腔由整块材料构成,牢固、不易变形、塑件质量好。适用于形状简单或形状复杂但型腔可用电火花和数控加工的中小型塑件。(b)整体嵌入式型腔由整块金属材料加工成并镶入模套中,型腔尺寸小,凹模镶件外形多为旋转体,更换方便,适用于塑件尺寸较小的多型腔模具。(c)局部镶嵌式将型腔中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中,使得易磨损镶件部分易加工易更换。长套管的型腔部分不是很复杂,只有一个型芯。这里选用整体镶入式型腔。4.1.2 注射模具型芯的结构设计型芯的结构形式大体有:整体式;整体组合式;局部组合式;完全组合式。本模具选择的是整体组合式。整体组合式就是将主体型芯镶嵌在模板上面固定而成。它加工简单,易修复更换,也有很高的强度和刚度。4.1.3 注射模具成型零件的尺寸确定(1)型腔尺寸计算型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸,因此应选择塑件公差的1/2,取负偏差,再加上-1/4的磨损量,而型芯深度则再加上-1/6的磨损量,这样的型腔的计算尺寸的表达如下。(a)型腔的径向尺寸的计算式: = (3.1)式中型腔的最小基本尺寸;塑件的最大基本尺寸;塑件的平均收缩率,S=0.005;塑件的公差,取7级精度;模具制造公差,按1/4选取。型腔径向尺寸:12.05 15.0705 18.095 21.1475 25.1875 19.1125 22.165根据(3.1)式计算各型腔的各径向尺寸:(b)型腔的深度尺寸的计算公式: (3.2)式中型腔深度的最小尺寸;塑件的最大基本尺寸; 其余符号与(3.1)相同。根据(3.2)式计算得型腔的各深度尺寸:4.9475 2.9325 252.32785(c)型芯尺寸计算型芯的各部分尺寸除特殊情况以外都是趋于缩小尺寸,因此应选择塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨损量,而型芯高度则加上+1/6的磨损量。型芯的计算尺寸表达如下。(d)型芯的径向尺寸的计算式: (3.3)式中型芯的最大基本尺寸塑件的最小基本尺寸其余符号与(3.1)相同。型芯径向尺寸:10.285 16.4根据(3.3)式计算得型芯的各径向尺寸:(e)型芯的高度尺寸计算: (3.4)式中型芯高度的最大尺寸;型芯内形深度的最小尺寸;其余符号与(3.1)相同。根据(3.4)式计算得型芯的各高度尺寸:275.975第5章 注塑模具导向及推出机构设计5.1 注射模具的斜导柱侧抽芯机构设计斜导柱是斜导柱侧抽芯机构的重要零件。设计斜导柱主要包括斜导柱的结构形式和安装形式、斜导柱的工作直径、抽拔角的选择、斜导柱的长度的确定以及斜导柱的加工精度、选用材质及其热处理等等。(1)斜导柱倾斜角斜导柱的倾斜角是决定其抽芯工作效果的重要工作。倾斜角的大小关系到斜导柱的弯曲力和实际达到的抽拔力,也关系到斜导柱有效工作长度、抽芯距和开模行程。计算公式为 (3.5)式中斜导柱的抽拔角抽芯距,=5 mmH斜导柱完成抽芯距所需的开模具行程,H=95 mm根据(3.5)式计算: =16.47, 取=17(2)圆柱形斜导柱总长度的计算斜导柱的总长度取决于抽芯距、斜导柱直径和倾斜角。圆柱形斜导柱总长度的计算式:mm (3.6)式中斜导柱长度斜导柱工作部分直径-抽芯距斜导柱抽拔角根据(3.6)式计算L =77.13 mm, 取=78 mm斜导柱结构如图8所示。图8斜导柱图5.2 注射模具的顶出机构注射成型的每一周期中,必须将塑件从模具型腔中脱出,这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构,也可称为顶出机构或推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。推出机构设计原则:(a)结构可靠;(b)保证塑件推出时不变形不损坏;(c)推出位置尽量选在塑件内侧,保证塑件外观良好;(d)尽量使塑件留于动模一侧;(e)把塑件推出模具10mm左右;如果脱模斜度较大时可以顶出塑件深度的2/3就可以了;(f)尽量选在垂直壁厚的下方,可以获得较大的顶出力;(g)每一副模具的顶杆直径最好是加工成直径相同的,使加工容易;(h)圆推杆的顶部不是平面时要防转;本设计中采用塑件自行掉落的方式,所以不需要推出机构。第6章 塑料注射模具的温度调节系统设计6.1 塑料注射模具的温度调节系统的重要性模具温度是否合理直接关系到成型塑件的尺寸精度、表观及内在质量,以及塑件的生产效率,因此是模具设计中的一项重要工作。塑料品种不同则对于模具的温度要求也不同。总要求是,使模具温度达到适宜制品成型的工艺条件要求,能通过控温系统的调节,使模腔各个部位上的温度基本相同;在较长时间内,即在生产过程中的每个成型周期中,模具温度应均衡一致。6.2 塑料注射模具冷却系统的设计原则(1)合理确定冷却水道与型腔表壁的距离;(2)合理地进行冷却水道总体布局;(3)应加强浇口处的冷却;(4)控制冷却水入口处的温度差尽量小; (5)应使冷却水道中的水呈湍流状态流动;(6)考虑和利用模具材料的导热性;水路布置如图9 图9 水路布置图6.3 过滤网注射模具的冷却系统设计根据塑料制品形状及其所需的冷却效果,冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等,同时还可以互相配合,构成各种冷却回路。其基本形式有六种,由于过滤网为薄壁零件,且零件体积不是很大,所以热传递的热量也不是很大,这里选用的是简单流道式。第7章 注射机的选择及参数的校核7.1 注射机的选择及计算(1)注射容量注射容量是选择注射机的重要参数,它在一定的程度上注射机的注射能力,标志着注射机成型最大体积的塑料制品。确定了单个塑件的体积(质量)和模孔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积,再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷料穴的体积,即是一模塑料的总体积Vm。0.8式中成型零件与浇注系统体积总和,cm3;注射机最大注射容量,cm3; 通过PROE软件计算出单个零件的体积为32.5cm3 ,浇注系统体积为9.8cm3。估算:=232.5+9.8=74.8cm3 ,所以93.5 cm3选择注塑机HTF120J/TJ,有关参数见表2表 2 注塑机参数置INJECTION UNITB螺杆直径Screw Diametermm40螺杆长径比Screw L/D RatioL/D20理论容量Shot Size(Theoretical)cm3214注射重量 Injection Weight(PS)g195注射压力Injection PressureMpa160螺杆转速Screw Speedrpm0195合模装置CLAMPING UNIT合模力Clamp TonnageKN1200移模行程Toggle Strokemm350拉杆内距Space Between Tie Barsmm410x410最大模厚Max.Mold Heightmm430最小模厚Min.Mold Heightmm150顶出行程Ejector Strokemm120顶出力Ejector TonnageKN33顶出杆根数Ejector NumberPiece5其它OTHERS最大油泵压力Max.Pump PressureMPa167.2 注射机有关参数的校核7.2.1 型腔数的校核(1)以机床的注射能力为基础,每次注射量不超过注射机最大注射量的80,按下面的公式计算 N=(0.8S-W浇)/W件 =(0.81.13214-1.139.8)/73.45 =2.482 型腔数校核合格。式中 N 型腔数;S 注射机的注射量,g;W浇 浇注系统的质量,g;W件 塑件质量,g。(2)以注射机料筒塑化能力为基础校核型腔数时,应考虑不得超过塑化能力的85,按下面的公式计算 N=(0.85PT- W浇)/W件 =(0.8573.6200-1.139.8)/73.5 =58.142型腔数校核合格。式中 P 料筒塑化能力,kg/h; T 成型周期,s; W浇 浇注系统的质量,g; W件 塑件质量,g。7.2.2 注射机工艺参数的校核(1)最大注射压力的校核塑料压力校核的目的是校核注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要。注射机最大注射压力应稍大于塑件成型所需要的注射压力。即PekP0=1.3100=130MPa而Pe=236MPa,注射压力校核合格。式中 Pe 注射机额定注射压力(MPa);K 注射压力安全系数,取1.3;P0 成型所需的注射压力(MPa),PA66为40100;(2)锁模力校核FKF锁=KAP型=1.2259.86=311.83kN而F=1200kN,锁模力校核合格7.2.3 开模行程的校核HH1H2(510)mm式中 H 注射机动模板的开模行程(mm),取120mm;H1塑件推出行程(mm),取25mm(塑件壁高处的高度);H2 包括流道凝料在内的塑件高度(mm),其值为36H236(510)mm4146mm (25mm 由装配图直接量取)所以,H120mm2540456681mm由计算可得,符合要求。第8章 典型零件加工工艺设计第8章 典型零件加工工艺设计宁波大红鹰学院工 艺卡第 1页共 1页产品型号定模座板零(组)件号定模座板零(组)件名称定模座板材 料45钢板毛坯种类型材工序号工 序 名 称机 床夹 具备注机床类别型 号0开 料锯 床J305床夹具5铣四周轮廓铣床X6132铣床夹具10铣上平面铣床X6132铣床夹具15铣底面铣床X6132铣床夹具20钻上平面各孔钻床Z51钻床夹具25钳工修整30检验3523致 谢结束语通过此毕业设计,掌握了模具设计的方法和步骤,并结合具体的零件进行了具体的设计工作,包括确定型腔的数目、选择分型面、确定浇注系统、脱模方式、冷却系统的设计、注射模成型零件尺寸的计算等。毕业设计从测绘塑件图纸,到完成PROE造型设计;完成塑件注射模具方案设计和相关设计计算;模具成型零件PROE造型设计;最后完成模具加工,掌握了完整的工程设计过程,工程设计应用能力得到了锻炼和提高。完成注射模具的制造工艺设计,但由于缺乏实际工作经验,在这些设计过程中也遇到了很多困难,但在指导老师的指导下,问题都迎刃而解。在设计期间,我学习并运用PROE对长套管及注射模的所有零件进行了造型设计和对所有零件进行装配设计。提高了我对PROE的运用能力和计算机的应用能力,为以后我的工作奠定了基础。总之,通过本次毕业设计,加强了我对各项知识的学习深度,更培养了分析问题和解决问题的能力,教会我怎样才能按步骤有条不紊地进行工作。这些为我走上工作岗位奠定了坚实的基础。致 谢论文从开题、具体设计、论文的撰写,均得到了老师、同学和朋友的大力支持。特别感谢老师对我的指导。他们在繁忙的教学工作期间,对我的毕业设计付出了大量的心血,多次给我提出深刻而具有指导性的意见。正是有了他们对我时时刻刻的指导,才使我能正确把握论文的方向,并顺利地完成。感谢所有给我传道授业的老师们,正是你们的辛勤教授才使学生有了完成毕业设计的知识与能力储备,奠定了我的理论与实践基础。参考文献1 罗继相. 浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策J. 模具技术, 2001.2 李志刚等. 模具计算机辅助设计M. 武汉:华中理工大学出版社,1990.3 韩向东, 陈炜. 基于网络的模具CAD/CAM/CAE一体化系统的研究J. 农业机械学报, 2001.4 杜鹃. CAD/CAM/CAE技术在模具生产中的应用J. 机械设计与制造, 2003.5 缪德建. 模具制造中CAD/CAE/CAM/CAT的应用J. 模具技术, 2002.6 王颖. CAD技术在模具行业的应用及其发展方向J. 天津理工院学报, 2003.7 张海鸥. 快速模具制造技术的现状及其发展趋势J. 模具技术, 2000.8 姚真裔. 模具CAD/CAM/CAE集成制造在铸造中的应用J. 铸造技术, 2003. 9 叶伯生. 机电一体化技术J. 农业机械学报, 2001.10 陈光明. 压铸模CAD/CAE/CAM的研究现状与发展J. 铸造技术, 2004. 11 戴国洪. 数控加工CAD/CAPP/CAM集成系统的研究J. 机械制造, 2000.
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