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课题: 塑料端盖注射模模具设计 院 系:机械与动力学院 战 点:深圳研究院 专 业:模具设计与制造 姓 名:邓海君 指导教师:翁晓红目录目录1摘 要3Abstract4设计任务51、 设计任务52、 设计要求6第一章 塑件成型工艺分析71.1塑件的分析71.2 PE(聚乙烯)的性能分析71.3 PE的注射成型过程及工艺参数81.3.1注射成型过程81.3.2注射工艺参数8第二章 拟定模具的结构形式和初选注射机92.1分型面位置的确定92.2型腔数量和排列方式的确定92.3注射机型号的确定9第三章 浇注系统的设计123.1浇注系统的组成123.2浇注系统设计原则123.3主流道的设计123.3.2主流道-的凝料体积133.3.3主流道当量半径133.3.4主流道衬套形式133.4分流道的设计133.4.1分流道设计准则133.4.2分流道的布置形式143.4.3分流道的长度143.4.5分流道截面形状143.4.6分流道截面尺寸143.5浇口的设计143.6冷料穴的设计及计算15第四章 成型零件的结构设计及计算164.1凹模的结构设计174.1.2凸模的结构设计174.2成型零件的钢材选用184.3成型零件工作尺寸的计算194.3.1凹模径向尺寸的计算194.3.2凹模深度尺寸的计算194.3.3型芯径向尺寸计算194.3.4型芯高度尺寸计算194.4成型零件尺寸194.4.1凹模侧壁厚度的计算19第五章 脱模的尺寸设计205.1脱模推出机构的设计原则205.2推出方式的确定205.2.1采用推杆推出.205.3推出结构的设计20第六章 模架的选择216.1模架的选型216.2各模板尺寸的确定216.3模架各尺寸的校核22第七章 排气槽及冷却系统的设计237.1排气槽及冷却系统的设计237.2 冷却系统的设计237.2.1 冷却介质23第八章 导向与定位结构的设计24第九章 总装配图的绘制25设计心得26总结29致 谢31参考文献32摘 要塑料制品已在工业,农业,国防和日常生活中的方面得到广泛应用。特别是在电子业中则为突出。电子产品的外壳大部分是塑料制品,产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能。成型工艺和制品的设计。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射,挤出,压制,压铸和气压成型等和气压成型等。而注射模,挤出约占成型总数的60%以上。注射成型分为加料,熔融塑料,注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。当然如利用电气控制,可实现半自动化或自动化作业。塑料注射模主要用于热塑料制品的成型,已成功的用于成型热固塑性塑料制品,它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。注射模的基本组成是:定模机构、动模机构、浇注系统、导向装置、顶出机构、芯机构、冷却和加热装置、排气系统。因注射模成型的广泛适用,正是我这个设计的根本出发点。AbstractPlastic products have been widely used in industry, agriculture, national defense and daily life. Especially in the electronics industry is highlighted. The electronic products of the outer part of the majority of plastic products, product performance requirements of high quality plastic mold and plastic properties. Molding process and product design.A lot of plastic products. It is mainly used for injection, extrusion, pressing, die casting, pressure molding, etc. While the injection mold, extrusion accounted for more than 60% of the total number of molding. Injection molding is divided into five steps, such as charging, melting plastic, injection mold cooling and product release and so on. Of course, such as the use of electrical control can be achieved semi automation or automation.Plastic injection mold hot plastic products mainly used in forming, has been successfully used in thermosetting plastic molding plastic products, it is in the production of plastic products is a very important process equipment. The basic composition of the injection mold is: the fixed mold mechanism, the dynamic mold mechanism, the pouring system, the guiding device, the top agency, the core mechanism, the cooling and heating device, the exhaust system.Because of the wide application of injection molding, it is the fundamental starting point of my design.设计任务1、 设计任务本毕业设计为一塑料端盖,如图0-1所示。塑件结构比较简单,塑件技术要求是不允许有裂纹和变形缺陷,壁厚均匀,未注圆角R5,材料为聚乙烯(PE),生产批量为大批量。塑件公差按模具设计要求进行转换。塑件如图0-1所示。 图0-1 塑件2、 设计要求(1) 塑件零件图1张(另行分配);(2) 模具装配图1张(A0或A1);(3) 模具零件图45张(必须有1张手工绘图)凸模、凹模、型芯等;(4) 设计说明书一份;(5) 图纸总量:至少2张A0。 第一章 塑件成型工艺分析1.1塑件的分析(1)外形尺寸 该塑件壁厚为10mm,塑件外形尺寸为小型,塑料熔体流程不太长,塑件材料为热塑性塑料,流动性较好,适合于注射成型。(2)精度等级 一个长孔公差未标注,去公差为MT5,其他公差都已给出来。(3)脱模斜度 PE即聚乙烯由乙烯单体经聚合而成,是无臭、无谓、无毒的白色粉末。成型性良好,成型收缩率较小,参考文献【1】表2-10选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为。1.2 PE(聚乙烯)的性能分析聚乙烯按聚合时搞的压力不同分为高压、中压和低压聚乙烯。目前习惯于按聚乙烯密度的不同分为高密度、中密度和低密度聚乙烯。经挤出造粒成蜡状半透明颗粒,外观呈乳白色,密度为0.910.98g/cm。聚乙烯是合成树脂中产量最大、用途最广的塑料品种,约占塑料总产量的30%,为塑料工业之冠。聚乙烯特性及用途包括: 聚乙烯高频绝缘性能优异,由于其吸水性极小,介电性能与频率、温度及湿度无关,耐化学性较好,因此适于制造各种高频通信电缆和海底电缆的绝缘层。 聚乙烯化学稳定性较高,能耐大多数酸、碱及盐的侵蚀,但不耐强氧酸的腐蚀。一般不溶于有机溶剂(除苯及汽油外),可用于制造化工设备的零部件、管道及容器等。 聚乙烯的耐低温性能好,在-60下仍具有较好的力学性能;聚乙烯不耐高温,低密度聚乙烯(高压聚乙烯,LDPE)的使用温度在80以下,高密度聚乙烯(低压聚乙烯,HDPE)的使用温度在110以下。 聚乙烯在热、光及氧的作用下易发生老化,逐渐变脆,力学性能和点性能下降。在成型时,氧化会引起熔体黏度下降和变色,产生条纹,影响塑件质量。因此,聚乙烯成型过程中需要添加抗氧化剂及紫外线吸收剂等。参数数值参数数值密度(kg*dm)0.940.97抗拉屈服强度/MPa2239比体积V(dm*kg)1.0310.6拉伸弹性模量Et(MPa)(0.840.95)*10吸水率24h/%0.01抗弯强度f(MPa)20.840收缩率S1.53.0冲击韧性(kj*m)不断熔点t()105137硬度(HB)2.07邵D6070热变形温度t()6082体积电阻系数Pv(*cm)10PE材料物性参数表1.3 PE的注射成型过程及工艺参数1.3.1注射成型过程成型前准备,对PE的色泽、粒度和均匀度经行检验,PE成型前须经行干燥处理温度为6080,干燥时间为2h。注射过程。塑料在注射剂料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具的型腔成型,其过程大致可以分为充模、压实、倒流和冷却五个阶段。 塑件的后处理(退火),退火处理班费为红外线灯、烘箱,处理温度为70,处理时间为2h4h。1.3.2注射工艺参数注射机:柱塞式料筒温度t/:前段170200;后段140160.模具温度t/:6070;注射压力(p/MPa):60100;成型时间s:注射时间1560;高压时间03;冷却时间1560;总周期40140; 第二章 拟定模具的结构形式和初选注射机2.1分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析,分型面应该选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。2.2型腔数量和排列方式的确定(1)型腔数量的确定 由于塑件的精度要求不高,且塑件的尺寸中等,初步设定为一模两腔两点进料的结构形式。(2)型腔排列形式的确定 该模具选择是一模两腔,垂直主流道,其型腔中心距的确定如图所示。(3)模具结构形式的初步确定 由以上分析可知,本模具设计为一模两腔,对称排列,根据塑件的结构形状及材料的性质,推出机构初选推件板以及推杆脱模方式。浇注系统设计时,流道采用对称平衡式,浇口采用直浇口,熔融物料通过直浇口时还有摩擦生热提高料温的作用,使粘度进一步降低,有利于物料进行下一步的加工,综上所述,可以确定采用单分型面注射模,垂直式主流道,直浇口,推杆以及推杆推出。2.3注射机型号的确定(1)注射量的计算塑件的体积:V塑=158cm取 M=V=150g(2)浇注系统凝料体积的初步计算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2到1倍来计算。由于本次设计采用的流道简单而且比较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来计算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为V总=1.6nV塑=1.61582=505.6cm (3)选择注射机根据以上计算算出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为334.594cm,由参考文献式V公=V总/0.85=505.6/0.85=595cm3。根据以上的计算,初步选择公称注塑量为1000cm,注射机型号为XS-ZY-1000液压-机械式注射机,其主要技术参数见2-1。 表2-1 注射机主要技术参数参数 数值 参数 数值理论注射量/cm 1000 移模行程/mm 200螺杆直径/mm 85 最大模具厚度/mm 700注射压力/Mpa 321 最小模具厚度/mm 300注射速率/gs-1 120 拉杆内向距/mm 650650 螺杆转速/rmin-1 0220 喷嘴球半径/mm 18塑化能力 70 喷嘴孔直径/mm 7.5合模力/N 4500 定位孔直径/mm 150锁模形式 稳定式 (4)注射机的相关参数的校核 注射压力校核。由表C-4可知LD-PE 所需注射压力为60100Mpa这里取p=100Mpa,该注射机的公称注射压力p公=321Mpa,注射机系数k1=1.25-1.4,这里取k1=1.3,则:K1=1.3100=130Mpap公,所以注射机注射压力合格。锁模力校核。塑件在分型面上的投影面积A塑=(100100-4040) 3.14/4=6494mm浇注系统在分型面上的投影是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2到0.5倍。由于本设计的流道很简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小些。这里取A总=0.2A塑。塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积A总为 A总=1.2A塑=7792.8mm模具型腔内的胀型力F胀,则 F胀=A总p模=7792.835=272.75KN上式中p模是型腔的平均计算压力值。P塑是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%-40%,大致范围为12-40Mpa LD-PE故取35Mpa 公称锁模力F锁=4500KN锁模力安全系数为K2=1.1-1.2 K2为1.2 K2F胀=1.2272.75=327.3KNF锁=4500KN 所以注射机锁模力满足要求。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。第三章 浇注系统的设计浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使用塑料熔体平稳而有序地填充到型腔中,以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此,浇注系统十分重要。浇注系统一般可分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。3.1浇注系统的组成单型模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。3.2浇注系统设计原则浇注系统的设计是注塑模具设计一个重要的环节,它对注射成型周期和塑件质量(如外观、物理性能、尺寸精度)都有直接影响,参考文献设计时需要遵循如下原则:1、型腔布置和浇口开设部位力求对称,防止模具承受偏载而产生溢料现象。2、型腔和浇口的排列尽可能减少模具外形模具尺寸。3、系统流道尽可能短,断面尺寸适当(太小则压力及热量损失大,太大则塑料耗费大);尽量减小弯折,以使热量及压力损失尽可能小。4、对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落,即分流道可能采用平衡式布置。5、满足型腔充满前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料耗量。6、浇口位置要适当,尽量避免冲击嵌件和细小型芯,防止型芯变形,浇口的残痕不应影响塑件外观。3.3主流道的设计主流道设计原则:(1)主流道的长度 一般由模具结构确定,对于小型模具L应尽量小于60mm,所以50mm进行计算,(2)主流道小端直径 d=7.5+(0.51)=8mm(3)主流道大端直径 D=d+2Ltan(/2)=11.5mm 式中=4(4)球面配合高度H一般取35mm或取(1/3-2/5)R取H=3mm (5)主流道球面半径SR=注射机喷嘴半径+(12)mm=19mm3.3.2主流道-的凝料体积V=L(R+r+Rr)3.14/3=50(5.75+4+45.75)3.14/3=3771.14mm3.3.3主流道当量半径Rn=(4+5.75)/2=4.88mm3.3.4主流道衬套形式常用的主流道衬套有A、B两类,其中B是为了防止衬套在熔体反压力作用下退出定模板而设计,使用是用固定在定模板上的定位环压住衬套大端台阶即可,对于小型注射机,可将主流衬套与定位环设计成一个整体。衬套与定模之间的配合采用H7/m6。参考文献表9-2,T10A适用于制造各种形状简单的模具的模具型芯和型腔。本设计要求采用T10A钢,热处理淬火表面硬度为53HRC-57HRC。由于该模具主流道较长,定位环和衬套设计成分体式结构较易,具体尺寸参考文献浇口套的结构形式。3.4分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的料流通道,是塑料熔体由主流道入型腔的过渡段,负责将熔体的流向进行平稳转换,在多型腔模中起着将熔体向各个型腔的分配作用。 3.4.1分流道设计准则A尽量保证各型腔同时充满,并均匀地补料,以保证同模各塑件的性能、尺寸可能一致B各型腔之间距离恰当,应有足够空间排布冷却水道,螺钉等,并有足够截面积承受注塑压力。C在满足以上要求时尽量缩短流道长度、降低浇注系统凝料重量。D型腔和浇注系统投影面积的中心应尽量接近驻足及锁模力中心,一般长模板的中心上。3.4.2分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式分流道。3.4.3分流道的长度 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置,从在输送熔料时减少压力损失,热量损失和减少浇道凝料的要求出发,应力求缩短,因此分流道长度取:30mm。3.4.4分流道的直径 D= 3.4.5分流道截面形状 常用的分流道截面面积有圆形、梯形、U形、六角形等,但由于梯形流道只切削加工在一个模板上,接上机械加工费用,且热量损失和阻力损失均不太大,为最常用形式,为了便于机械加工及凝料脱模,本设计的分流道设置在分型面上定模的一侧,截面积形状采用加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。3.4.6分流道截面尺寸设梯形的上底宽度为B=5.8mm,地面圆角的半径取R=1mm,梯形高度取H=3.8mm,设下底的宽度为b,梯形面积应满足如下关系式:(B+b)H/2=D2/4取b=6mm,通过计算的梯形斜度=10.6,基本符合要求。3.5浇口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷,壁厚均匀,表面质量要求较高,因此使用直浇口,直浇口在开模时容易实现自动切断,制件上残留浇口痕迹很小,因此适合制件要求,为了获得更好的充模效果,采用直浇口进料,模具整体使用两板模。直浇口尺寸的确定 3.5.1浇口位置选择原则 通常要考虑一下几项原则:(1) 尽量缩短流动距离。(2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。(3) 必须尽量减少熔接痕。(4) 应有利于型腔中气体排出。(5) 考虑分子定向影响。(6) 避免产生喷射和蠕动。(7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(8) 注意对外观质量的影响。3.6冷料穴的设计及计算冷料穴位于主流道正对面的动模板上,其作用主要是储存熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。由于该塑件要求表面没有印痕,采用脱模板推出塑件,故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时,利用凝料对球头的抱紧力使凝料从主流道衬套中脱出。在完成一次注射循环的间隔,考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度,从喷嘴端部到注射机料筒以内约10-25mm的深度有个温度逐渐升高的区域,这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳,如果这里温度相对较低的冷料进入型腔,便会产生次品。为克服这一现象的影响,用一个井穴将主流道延长以接收冷料,防止冷料进入浇注系统的流道和型腔,把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。第四章 成型零件的结构设计及计算模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称成型零件,成型零件包括凹模。型芯、镶块、成型杠和成型环等。成型过程中成型零件受到塑料熔体的高压作用,料流的冲刷,脱模时与塑件间发生摩擦。因此,成型零件要求有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此处还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性,具有足够的强度、刚度和表面粗糙。在设计模具时,应根据塑件的尺寸精度等级确定模具成型模具成型零件的工作尺寸及精度等级,影响塑件尺寸精度的因素相当复杂,这些因素因作为确定成型零件工作尺寸的依据。影响塑件尺寸精度的主要因素有如下几个方面。(1)塑件收缩率所引起的尺寸误差,塑件成型后的收缩率与塑料的品种,塑件的形状、尺寸、厚度、模具的结构,成型工艺条件等因素有关。在模具设计时,要准确的确定收缩率是很困难的,因为成型后实际收缩率与计算收缩率是有差异的,生产中工艺条件变化,塑料批次的改变也造成塑件收缩率的波动,这些都会引起塑件尺寸的变化。(2)模具成型零件的制造误差。模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一,成型零件加工精度愈低,成型塑件的尺寸精度也愈低。(3)模具成型零件的磨损。模具在使用过程中,由于塑料熔体流动的冲刷、脱模时塑件的摩擦、成型过程中可能产生的腐蚀性气体的绣蚀,以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度,提高而重新进行打磨抛光等,均会造成成型零件尺寸的变化。磨损的结果使型腔尺寸变大,型芯尺寸变小。(4)模具安装配合的误差。模具成型零件装配误差以及在成型过程中成型零件配合间隙的变化,都会引起塑件尺寸的变化。 一般情况下,收缩率的波动、模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要原因。而收缩率的波动引起的塑件尺寸误差随塑件尺寸的增大而增大。因此生产大型零件时,若单靠提高模具制造等级来提高塑件精度是比较困难和不经济的,应稳定成型工艺条件和选择收缩率波动较的塑料。生产小型塑件是,模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素,因此,应提高模具精度等级和减少磨损。设计成型零件是应根据塑料的特性和塑件的结构及精度要求,确定型腔的总体结构,选择分型面和浇口位置,确定脱模方式、排气 部位和冷却水道的布置等,然后根据成型零件加工、热处理、装配等要求进行成型零件的结构设计,计算成型零件的工作尺寸,对重要的成型零件进行刚度和强度的校核。4.1凹模的结构设计凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分成整体式、整体式嵌入式、组合式和镶嵌式四种。本设计中采用整体嵌入式凹模。 凹模(型腔)2D图4.1.2凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件,通常可以分为整体式和组合式两种类型。该塑件采用整体式型芯.凸模(型芯)2D图4.2成型零件的钢材选用根据对成型塑件的综合分析,该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性,同时考虑它的机械加工性能和抛光性能,又因为该塑件为大批量生产,所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20。对于成型零件内表面的型芯来说,由于脱模时与塑件的磨损严重,此钢材选用P20钢进行渗氮处理。4.3成型零件工作尺寸的计算塑件尺寸公差按照零件图中给定的公差计算。4.3.1凹模径向尺寸的计算 L=Ls(1+Scp)-3/4+ Ls-塑件外形径向公称尺寸(mm) Scp-塑料的平均收缩率(%),Scp=(Smax+Smin)/2;-塑料尺寸公差(mm);-模具制造公差(mm),取塑件相应尺寸公差的1/6-1/3,即=(1/6-1/3)。 Scp=2.25%,=1/3 ,L1=100(1+2.25%-3/40.86)+0.2=101.5+0.24.3.2凹模深度尺寸的计算H=Hs(1+Scp)-2/3+ Hs-塑件外形深度方向公称尺寸(mm)H1=30(1+2.25%-2/30.5)+0.187=30.008+0.24.3.3型芯径向尺寸计算l=ls(1+Scp)+3/4-L1=80(1+2.25%+3/40.74)-0.2=80.445-0.2L2=30(1+2.25%+3/40.28)-0.2 =31.05-0.2L3=10(1+2.25%+3/40.34)-0.2=10.48-0.24.3.4型芯高度尺寸计算h=hs(1+Scp)+2/3h1=20(1+2.25%+2/30.56)-0.2 =20.74-0.2h2=30(1+2.25%+2/30.44)-0.2=31.008-0.24.4成型零件尺寸4.4.1凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关,其厚度根据指导书查得凹模嵌件初定单边厚度为40,根据型腔的布置 初步故算模板平面尺寸选用270mm400m 第五章 脱模的尺寸设计本塑件结构简单,可采用推件板推出、推杆推出、或推件板加推杆的综合推出方式,根据脱模力计算来决定。5.1脱模推出机构的设计原则 塑件推出是注射成型过程中的最后一个环节,推出质量的好坏将最后决定塑件的质量,因此塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则,1. 推出机构应尽量设置在动模一侧。2. 保证塑件不因推出而变形损坏。3. 机构简单、动作可靠。4. 良好的塑件外观。5. 合模时的准确复位。5.2推出方式的确定5.2.1采用推杆推出(1)推出面积 设5mm的圆推杆设置4根,那么推出面积为 A杆=3.1455=78.2mm2(2)推杆推出应力 根据表取许用应力为9.5Mpa。=F/A杆=122/78.5通过上述计算,应力偏小,推出时没有塑件突破的可能,需要的脱模力,因此在此采用推杆推出。5.3推出结构的设计 推件板推出的特点是推出力大而均匀,运动平稳,且不会在塑件表面留下推出痕迹。另外,本设计采用侧浇口,充模时容易形成封闭式气囊,因此在型芯上设置4根5推杆,以供排气,使推出更加平稳,此外综合模具结构,最终确定推出方式为推杆推出方式。第六章 模架的选择6.1模架的选型 根据塑件在分型面上的投影面积,以塑件布置在推杆推出范围之内及复位杆与型腔或模具边缘保持距离为原则来确定模架大小,塑件型腔平面尺寸200mmX350mm 塑件投影宽度WW+110=110+110=270mm,查表取W3=220mm因此对应的W=270mm,选择对应L=400mm,模架的查表选的L=400,根据表选择DA型架,于是所选模架为WL=270mm400mm,由于所选尺寸比计算值大一些,为后面的冷却水道,开模机构等多一些空间。6.2各模板尺寸的确定(1)定模型腔板 塑件高度为35mm。考虑到模板上还要开设冷却水道,还需留出足够的距离,故定模型腔板厚度取90mm。(2)型芯固定板,按模架标准板厚取40mm。(3)垫块尺寸垫块=推出形成+推板厚度+杆固定板厚度+(5-10)mm=90-100mm,初步定为100mm。其他尺寸按标准标注,如图所示6.3模架各尺寸的校核 根据所选注塑机来校核模具的尺寸,模具平面尺寸160mm290mm270mm400mm,校核合格。模具高度尺寸 310mm,300mm310mm450mm(模具最大厚度和最小厚度)模具的开模行程S=H1+H2+(5-10)mm=25+40+(5-10)=70mm-75mm350mm,校核合适。第七章 排气槽及冷却系统的设计7.1排气槽及冷却系统的设计该塑件采用直浇口进料,熔体经过分流道向两周充满型腔,分流道连着型腔,其配合间隙可作为气体排出方式,不会在顶部产生憋气现象。同时,型腔的气体会沿着分型面、型芯和推件板之间的间隙向外排出。7.2 冷却系统的设计冷却系统的计算很麻烦,在此只能进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发出的热量,按单位时间内塑料熔体凝固时候所放出的热量应该等于冷却水所带走的热量。7.2.1 冷却介质聚乙烯属于流动性好的材料,其不耐高温,低密度聚乙烯的使用温度在80度以下,高密度聚乙烯在110度以下。所以用常温水对模具进行冷却。 第八章 导向与定位结构的设计注射摸的导向机构用于动定模之间的开合模导向机构的运动导向,按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈与注射剂相配合,使模具的浇口套能与注射剂喷嘴精确定位;而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。磨具所成型的塑件比较简单,磨具定位精度要求不是很高,因此可采用模架本身所携带的定位机构。第九章 总装配图的绘制经过上述一系列的计算和绘图,把设计结果用总装配图表示模具结构,装配图的主视图、俯视图和左视图如图所示:设计心得本次毕业设计是在毕业前最后一次毕业设计,在为期将近一个月的设计过程中,我得到了很多关于注塑模设计的心得体会。本次毕业设计相对之前的设计是比较复杂的,设计过程中遇到很多问题,这其中也不免有设计错误和由于设计顺序不当造成的重新计算和选取注塑机和模架的过程。 在毕业设计开始之前,我们就知道这次毕业设计和以往有所不同,不仅仅体现一般毕业设计就一个学分而模具设计两个学分,如果说大二时做的课设设计是属于机械专业的话,那么模具毕业设计非材控专业莫属。大三这一年中,我们学了很多专业课,大多数和塑料机械、高分子材料有关。注塑成型机械塑料成型机械中占有重要地位,因此,作为材控的学生,要想学好专业知识,注塑成型机械必须的好好去掌握。 在刚刚上完毕业设计之后,我们知道接下来两周任务的繁重,从一开始的找资料了解,到一步一步开始计算,再到一步一步地画图,这个过程我复习了很多之前学过的知识。 在弄说明书之前,我先找资料和上网了解HIPS(高冲击强度聚苯乙烯)的基本性能和加工性能,了解HIPS在实际应用中的背景,他可以很好的弥补聚苯乙烯强度和硬度的缺陷,使得聚苯乙烯的抗冲击性得到很大的提高,同时了解到HIPS的熔融温度、成型温度等加工性能,为下一步的设计做好好一点基础。在一开始找资料的过程中,我深深的体会到一个道理,信息追多而要追求精,在现在信息化大大发展的趋势中,无可置疑这是一个好消息,同时也是一把双刃剑,由于过多信息的存在,会让我们寻找信息的时候迷失方向,因此,平时找信息时要做一个总结,比如那类信息在那个地方比较权威比较齐全等。这样才能迅速而效率的找到资料,我发现在这次毕业设计中,虽然查找资料也花费挺长时间,但是比以前进步了,因为日现在怎么查文本资料、查教材资料、查论文资料。接着就是画图部分,我比较详细的看了模具指导书,着重了解课设计所需的步骤,根据大二做减速器毕业设计的经验,先把尺寸计算好在画图,因为一级减速箱结构简单,因此计算尺寸以后,只要尺寸计算合理,在画图的时候基本不用修改,但注塑模具不太一样,因为一套模具零件比减速箱复杂的很多,而且结构紧凑,对于第一次接触模具设计的人来说,步骤是先设计后画图,而且画图过程中会修改一些尺寸,比如冷却水道在画装配图的时候要修改和很多次。最开始先用PRO/E画塑件三维图,对塑件进行体积、质量分析,由于之前的SRP中学到三维建模的基本操作,所以自己很快就可以把塑件三维图画出来,这说明学会一切必备的软件对设计工作很有帮助,我会继续学习PEO/E其他的建快,如曲面建模、装配图、工程图等,争取在毕业出去工作时,能对PRO/E算得上入门,为以后的工作打下基础。在画装配图和零件图的时候,用到的是AUTOCAD,CAD大一的时候学过一点,平时用的不多,大二的时候曾经有几天帮同学画几个才能加比赛的三维图,但当时仅仅是掌握平时直线、圆、剪切、拉伸镜像等很简单的操作,面对图层的设置、文字样式、标注样式、等这些还没有掌握,在画图的过程中,如果用到我不会的操作,我都是先百度CAD的操作,然后自己试试,如果自己通过以上尝试还是不能掌握操作的话,才去请教同学。从前画图很慢,操作不熟的现像中,我发现自己在CAD这块确实要花很多时间去学习,值得欣慰的是,再用课时3天的是时间后,我对画模具装配图大大多数操作都已经比较熟练,常用的操作还可以用快捷键去做,在5天的使用时间之后,发现自己实用CAD的能力有了一定的提高,但是,CAD里边还有很多很多的功能没用到,在以后学习和工作中,必须的不断学会。在这次毕业设计中,还用到了MoidFlow模拟冲模软件,这个软件完全是从零开始,当时就掌握了所画的塑件点浇口冲模模拟,发现不管把点浇口放到什么位置,冲模过程都很快很好,不知道是不是我哪里设置的不对,对着门软件真的掌握的很少,由于画图的时间很紧,也没有去好好的看完下载的教程视频,以后再好好的掌握下基本操作。这次毕业设计和以前的毕业设计不要打一样,而且我做毕业设计的时候也和以前不大一样,在这次毕业设计中,当遇到为题的时候,我先是自己思考,然后找资料,致力于解决问题,如果自己搞不定的话,才去问同学,而不像以前做毕业设计那样经常问同学,在这次是毕业设计中,虽然问同学少了很多,但发现自己却取得比以前毕业设计更大的进步,因为通过自己思考,可以对解决问题的过程有更深的印象,也提高CAD的使用能力,画工程图能力有了明显提高,我知道想成为一个优秀的人必须要不断培养自己解决问题的能力。通过本次设计,在一定程度上掌握了注塑模设计的一般步骤,了解到从整体的角度去设计和选取,考虑地更细致更缜密。对注射模具和各部分结构有了更深一层的认识,此外,由于本次装配图和零件图的绘制过程中有用到绘图软件,故我对AutoCAD和pro/e软件的掌握有了提高,同时对工程制图进行了复习和加固。总结模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中6090的产品的零件,组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将不断换型,汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有14种排量80多个车型,1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种,共计5000多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具,总价值为1000多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。目前,我国17000多个模具生产厂点,从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业,合资企业,独资企业和私营企业等,都得到了快速发展。其中,集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如,浙江宁波和黄岩地区,从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家,成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东,一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,为了提高其产品的市场竞争能力,纷纷加入了对模具制造的投入。例如,科龙,美的,康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区,现已有几千家。在模具工业的总产值中,企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。其中,冲压模具约占50(中国台湾:40),塑料模具约占33(中国台湾:48),压铸模具约占6(中国台湾:5),其他各类模具约占11(中国台湾:7)。中国台湾模具产业的成长,分为萌芽期(19611981),成长期(19811991),成熟期(19912001)三个阶段。萌芽期,工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织,电子,电气,电机和机械业等产品外销表现畅旺,连带使得模具制造,维修业者和周边厂商(如热处理产业等)逐年增加。在此阶段的模具包括:一般民生用品模具,铸造用模具,锻造用模具,木模,玻璃,陶瓷用模具,以及橡胶模具等。中国塑料模工业从起步到现在,历经了半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48(约122CM)大屏幕彩电塑壳注射模具,6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模方面,以能生产照相机塑料件模具,多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术,模具的电加工和数控加工技术,快速成型与快速制模技术,新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。致 谢经过三个月的毕业设计忙碌之后,设计最终完成,心理有一种说不出的轻松,设计过程中遇到许多的问题,在老师和同学的帮助下予以解决。首先要感谢翁小红老师对我的指导和督促,翁老师给我指出了正确的设计方向,使我加深了对知识的理解,同时也避免了在设计过程中少走弯路,翁老师的督促使我一直把毕业设计放在心理,保证按质按量的完成;要感谢同小组同学,是大家营造了良好的学习环境,在做设计的过程中互帮互助,同时也更增进了同学之间的友谊之情。大专生活至此划上了圆满的句号,在学习的路上有众多莘莘学子辛勤的耕耘,在这块土地上我健康快乐的成长,我永远不会忘记可亲的同学,我永远记会记得学习的道路有你们相伴。参考文献1陈孝康,周兴隆实用模具技术手册M北京:中国轻工业出版社,20012彭建生模具设计与加工速查手册M北京:机械工业出版社,20053申开智塑料成型模具M北京:中国轻工业出版社,20024刘守勇机械制造工艺与机床夹具M北京:机械工业出版社,20005张铮模具制造技术M 北京:电子工业出版社,20026丁闻实用塑料成型模具设计手册M西安:西安交通大学出版社,19937李志刚,夏巨谌中国模具设计大典M中国机械工程学会,20038潘宝权模具制造工艺M北京:机械工业出版社,20049王伯平互换性与测量技术M北京:机械工业出版社,200210李益民机械制造工艺设计简明手册M北京:机械工业出版社,199311李云程模具制造技术M北京:机械工业出版社,200212黄诚驹,李鄂琴逆向工程项目实训教程M北京:电子工业出版社,200413刘彦国,严慧萍注塑成型模腔数量的择优确定J电加工与模,2006
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