成都大学毕业设计论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,成都电子机械高等专科（论文）,题 目：塑料壳注塑模设计,作者姓名：李 军,学号：,03123 34,指导教师：黄晓燕 职称：副教授,所 在 系：机械工程系,专业：模具设计与制造,答辩日期：,2006,年,6,月,22,日,完成日期：,2006,年,6,月,9,日,前 言,在现代生产中,由于模具成型具有优质、省料、成本低等优点,60%-90%,的零件都耍要模具成形,模具技术已成为国民经济的重要工业之一,许多工业产品的开发和生产在很大程度上都依赖模具生产,特别是汽车、轻工、电子、航天航空、石油化工等行业更为突出，而作为制造业基础的机械行业,据国际生产技术协会预测,21,世纪机械制造工业的零件,其粗加工的,75%,和精加工的,50%,都将依靠模具完成,.,一般模具生产费用占轻工、电子、汽车等行业产品成本的,30%,不少国家模具产值已超过机床产值,.,可以预言,随着工业生产的不断发展,模具工业在国民经济中的地位将日益提高,并在国民经济发展的过程中发挥越来越重要的作用,.,它为我们能力的发挥提供了一个精彩的大舞台,.,选题的意义,随着塑料工业的飞速发展,注塑模传统的的手工设计与制造已无法适应当前的形势,.,近,20,年来的实践表明,缩短模具设计与制造时间，提高塑料制件精度与性能的正确途径之一,就是采用计算机辅助设计,(CAD),、辅助工程,(CAE),和辅助制造,(CAM).,现代科学技术的发展,特别是塑料流变学,计算机技术,几何造形和数控加工的空飞猛进为注塑模具设计与制造采用高技术创造了条件,.20,世纪,80,年代以来,注塑模,CAD/CAM/CAE,已从实验室阶段进入了实用阶段,并在生产中取得了明显了经济效益,.,注塑模,CAD,、,CAE,、,CAM,技术的发展和推广,被公认为,CAD,技术在机械工业中应用的一个典范,.,我之所以选择用,PRO/E,、,Mastercam,和,Moldflow,软件来做这个课题,因为,CAD,、,CAM,、,CAE,在模具的设计与制造中发挥越来越来重要的作用,很多的模具都是采用,Moldflow,分析,PRO/E,造型,Mastercam,加工,学会使用这些软件能为自己的工作打下坚实的基础,.,本文主要工作,介绍本盒件模具各部件设计、,PRO/E,造型产品、造型模具各部件以及装配模具,.,用,Mastercam,软件模拟加工型芯、型腔和支承板,.,用,Moldflow,分析产品的浇口设置、注塑工艺,产品结构与注塑工艺,产品结构,尺寸：,60,、,60,、,30,等精度为,MT4,级（,GB/T 14486-1993,）,次重要尺寸精度为,MT4,级（,GB/T 14486-1993),壁厚最大在处为,3.75mm,，最小处为,1.88mm,，大多数壁厚都是,3.75mm,，比较均匀,表面粗糙度取,Ra=1.6m,该零件的表面除没有缺陷、毛刺，内部不得有导电杂质,网格划分,Pro-E,作出的产品模型，需转换为,.STL,文件才能被,MPI,所接受。,网格划分情况、参数如图,材 料 选 择,产品注塑工艺条件,塑料材料选用,PS8720,，是产自台湾的聚苯乙烯。右图为该原料的有关信息。,该原料的推荐工艺参数,填 充 时 间,压 力 分 析,流动前沿温度分析,加权温度分析(BULK),冷 凝 层 因 子 图,注塑口压力曲线,锁模力曲线,气穴位置图,流动分析详细过程,|-|,|Time|Volume|Pressure|Clamp force|Flow rate|Status|,|(s)|(%)|(MPa)|(tonne)|(cm3/s)|,|-|,|0.09|4.73|1.16|0.00|15.26|V|,|0.17|9.78|1.45|0.00|15.30|V|,|0.26|14.86|1.68|0.00|15.32|V|,|0.35|19.84|1.88|0.00|15.33|V|,|0.43|24.66|2.05|0.01|15.32|V|,|0.51|29.66|2.24|0.01|15.33|V|,|0.60|34.67|2.42|0.02|15.34|V|,|0.68|39.41|2.59|0.03|15.34|V|,|0.77|44.37|2.77|0.04|15.34|V|,|0.85|49.42|2.95|0.05|15.34|V|,|0.94|54.06|3.11|0.07|15.34|V|,|1.03|59.31|3.30|0.09|15.34|V|,|1.11|63.88|3.49|0.11|15.34|V|,|1.19|69.01|3.70|0.15|15.35|V|,|1.28|73.80|3.93|0.18|15.35|V|,|1.36|78.80|4.16|0.22|15.35|V|,|1.45|83.51|4.42|0.27|15.35|V|,|1.53|88.50|4.70|0.33|15.36|V|,|1.62|93.39|5.02|0.40|15.36|V|,|1.70|98.20|5.55|0.54|15.36|V|,|1.71|98.83|5.64|0.57|15.06|V/P|,|1.73|99.34|4.51|0.48|7.53|P|,|1.81|99.96|4.51|0.98|0.63|P|,本模具工作原理,模具安装在,SZ,160/100,注塑机上,定模部分固定在注塑机的定模板上,动模部分固定在注塑机的动模板上,.,合模后,注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔,经保压,冷却后塑件成型,.,开模时动模部分随模板一起渐渐将分型面打开,当分型面打开到,20mm,时,动模运动停止,在注塑机顶出装置作用下,推动推板运动将塑件顶出,.,合模时,在导柱的导向作用下,分型面完全闭合,.,合模状态和模具爆炸图,分 模 状 态,PRO/E造型,产品,采用PRO/E的模具设计模块、自动生成型芯和型腔、再装配整个模刃,成型零件的设计,（1）型腔的结构设计,采用整体嵌入式凹模的结构,其材料选用42CrMo,技术要求：淬火处理，硬度为48-55HRC,精度等级选用IT6级,.,（2）型芯的结构设计,结合本产品的结构和经济等方面的考虑，采用组合式型芯的结构，由于型芯的结构比较复杂,并且用常规的加工方法不易加工,需用数控加工和电火花加工，它与型腔的配合产用,H7/k6,，采用过渡配合,可使嵌入件固定牢靠嵌入模板后有足够强度与刚度。其材料选用,42CrMo,。,技术要求：淬火处理，硬度为,48-55HRC,精度等级选用,IT6,级,.,采用这种组合结构节省了优质模具钢,便于加工和热处理,也便于动模与定模对准,.,其它零部件的三维造型、型芯固定板、吊环、水嘴和浇口套,定位圈、定模座板、型腔固定板和螺纹,导套、推板、导柱,推出固定板、推出板、动模固定板和推杆,限位钉、模脚、支承板和螺钉,注 塑 机 的 选 用,根据上一章产品的情况，采用一模四件的结构，考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为 SZ160/100 型。该注塑机机主要技术参数情况如下：,项目：参数,理论注射容量/cm3:160,螺杆（柱塞直径/mm:40,注射压力/MPa 150,注射速率/（g/s）105,塑化能力（g/s）45,螺杆转速（r/min）0200,锁模力/KN 1000,拉杆内间距/mm 345*345,移模行程/mm 325,最大模具厚度/mm 300,最小模具厚度/mm 200,锁模形式 双曲肘,模具定位孔直径/mm 100,喷嘴球半径/mm SR15,喷嘴口孔径/mm 4,生产厂家 浙江塑料机械厂,注 塑 机 和 注 塑 模 的 关 系,（1）,注塑机性能校核与型腔数量的确定,按注塑机的塑化能力确定型腔数量NI为4,结合产品的结构和尺寸考虑，使用一模四腔的结构。,（2）注塑量校核,理论注射量是指在对空注射的条件下，注射螺杆（或柱塞）作为一次最大注射行程时，注射装置所达到的最大注出量。理论注射量一般有两种表示方法：一种规定以注射聚苯忆烯（PS）塑料（密度约为1g/cm3）的最大克数（g）为标准，称之为理论注射质量；另一种规定以注射塑料的最大窖（cm3）为标准，称之为理论注射容量。校核合格的条件是,MS=M,M=NMZ+MJ,式中n-型腔数目 4,MZ-每个塑件的质量,g 27,MJ-浇注系统的质量,g 10,得 118=P注,式中 P注-成型所需的注射压力,MPa;5.636MPa,P额-注射机额定注射压力,MPa;100 MPa,固注射压力合格.,模具闭合高度的校核,在支承与固定零件的设计中,根据经验确定:定模座板:H1=30mm;型芯固定板H2=40:推板H3=20:型芯固定板H3=30mm；支承板H4=30mm:根据推出行程和推出机构尺寸确定垫块:H5=80.,因而模具的闭合高度:H=H1+H2+H3+H4+H5,=30+40+20+30+40+80+30 =270,本模具的外形尺寸为400*450*270,SZ160/100 型注塑机的模板最大安装尺寸为300 故能满足模具的安装要求.,由以上计算模具的闭合高度H=270mm,SZ160/100注射机所允许模具的最小厚度Hmin=200mm,最大厚度HMAX=300mm,即模具满足注射机的安装条件：Hmin=H=H1+H2+(5-10)mm,=10+12+1,=32mm,综上所验证,SZ160/100 型注塑机能满足此模具的要求,故可以采用,型芯的加工,1,绘制三维曲面造型,2 规划加工刀具路径,3 加工坯料及对刀点的确定,4 规划曲面粗加工刀具路径,预留量为0.5mm,5 规划曲面等高外形粗加工路径,预留量为0.2,6 规划曲面浅平面精加工路径,预留量为0,7 规划曲面平行平面精加工路径,8 规划曲面陡斜面精加工路径,9 成型面精磨,型芯毛坏,模拟加工型芯,型腔的加工,1,绘制三维曲面造型,2 规划加工刀具路径,3 加工坯料及对刀点的确定,4 规划曲面粗加工刀具路径,预留量为0.5mm,5 规划曲面等高外形粗加工路径,预留量为0.2,孔的加工,型腔的毛坯状态,型腔的模拟加工,支承板的加工,1,绘制三维曲面造型,2 规划加工刀具路径,3 加工坯料及对刀点的确定,4 规划导柱孔粗加工刀具路径,预留量为0.5mm,5 规划导柱孔半精加工刀具路径预留量为0.2,6 规划导柱孔精加工刀具路径预留量为0,7 规划螺纹孔加工刀具路径,8 螺纹孔攻丝,支承板毛坯状态,支 承 板 模 拟 加 工,结 论,按照,传统方法,由于模具设计仅凭个人经验,当模具装配完毕后,往往需要几次试模和返修才能产出合格的塑料制件,.,采用模具,CAD/CAE/CAM,集成化技术后,制件一般不需要进行原型实验,采用几何造型技术,制件的形状能精确,逼真地显示在计算机屏幕上,有限元分析可对其工艺性进行分析和预测,.,借助于计算机,自动绘图代替了人工绘图,自动检测代替了手册查阅,快速分析代替了手工计算,使我们能从繁琐的绘图和计算中解放出来,集中精力从事诸如方案的构思和结构优化等创造性的工作,.,模具,CAD/CAE/CAM,技术是以科学,合理的方法,给用户提供一种行之有效的辅助工具,使用户在模具制造之前能借助于计算机对制件,模具结构,加工,成本等进行反复修改和优化,直至获和最佳效果,.,作者没有实践经验,但是借助于模具,CAD/CAE/CAM,集成化技术,我对模具的设计有了深刻的体会,使作者受益非浅。,致 谢,本次设计是在黄晓燕老师的悉心指导和关怀下完成的。黄晓燕老师对作者的毕业设计给予了许多富有启发性的教诲，有力地保证了本次设计顺利圆满的完成。她严谨细致的工作作风，求实创新的治学态度给作者留下了深刻的印象，并使作者终身受益。在此谨黄晓燕老师致以由衷的敬意和诚挚的感谢！,衷心感谢成都大学机械工程系的所有老师，在作者三年来的学习中给予的关心和帮助!,李 军,2006年6