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螺纹异型接头管塑料注塑模

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螺纹异型接头管塑料注塑模螺纹异型接头管塑料注塑模 本科生毕业设计,论文, 前 言 毕业设计作为我们这四年所学知识的一次全面总结,融会贯通,有着十分重要的意义,也是对我们的一次很必要的考验。 近年来,由于我国国民经济的高速、稳定的增长,促进了我国模具工业迅速发展壮大,因此,模具设计与制造专业或相关的材料成形与控制专业称为国内具有优势的热门专业之一。模具是现代化工业生产的重要工艺装备,被称为“工业之母”。而塑料模具又是在整个模具工业中的一枝独秀,发展极为迅速。为了适应社会的发展要求,满足企业对人才的需求,近年来,我国各级学校大多开设了“模具设计”...
螺纹异型接头管塑料注塑模
螺纹异型接头管塑料注塑模 本科生毕业,, 前 言 毕业设计作为我们这四年所学知识的一次全面总结,融会贯通,有着十分重要的意义,也是对我们的一次很必要的考验。 近年来,由于我国国民经济的高速、稳定的增长,促进了我国模具工业迅速发展壮大,因此,模具设计与制造专业或相关的材料成形与控制专业称为国内具有优势的热门专业之一。模具是现代化工业生产的重要装备,被称为“工业之母”。而塑料模具又是在整个模具工业中的一枝独秀,发展极为迅速。为了适应社会的发展要求,满足企业对人才的需求,近年来,我国各级学校大多开设了“模具设计”专业或者相关的“材料成型及控制工程”专业,并将“塑料成型工艺及模具设计”作为主干课。塑料,以其独特的性能、亮丽的外观、低廉的价格等优势,在国民经济和人们的日常生活中占据了重要的地位,随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高,对塑料制品的生产效率和制造质量也提出了越来越高的要求。在塑料制品的制造中,塑料成型模具对制品的成本和质量起着十分关键的作用,为了满足塑料工业不断发展的需要,人们对塑料模具的设计和制造技术进行了大量的研究和探索,并获得了许多新的设计和制造。 通过三年多的基础知识的学习和近一年多对模具设计课程的学习和生产实习,我对模具设计有了一定的感性认识和理性认识,且前面几个学期末的课程设计和半个月的现场实习,对本次的毕业设计有更大的帮助。 本设计是对圆柱螺纹接头弯管塑件进行注射模设计,本设计涉及到的问题包括了塑件结构的分析和材料的选择、模具型腔的数量和布局、注塑机型号的选择、分型面的设计、浇注系统的设计、成型零件的设计、模架的确定和标准件的选用、排气系统的设计、模具温度调节系统的设计、典型零件制造工艺、模具材料的选用、模具工作过程。本设计考虑到塑件的外观要求和加工的工艺要求采用一模二腔镶嵌模仁形式。 本设计吸取了许多前人的成果,比如在画图中运用了塑料模具外挂燕秀工具箱,很多标准件都是从里面直接调用,只是由于经验不足,在选择时会有所不合理之处。 但通过查阅相关资料、虚心请教导师以及和同学相互讨论,尤其在刘厚才老师和伍先明老师的悉心指导下,都一一把困难克服了。通过对这次模具设计的学习,我基本上学会了关于模具设计的一些复杂而关键的步骤,而且本设计已在老师的指导下进行过多次修改,相信本设计现在结构上大体没有硬伤。 由于本人知识水平有限,设计中难免还会有些许不完善或者错误的地方,恳请老师们批评指正。 编者:赵赞辉 2011年5月10日 - 1 - 本科生毕业设计,论文, 第一章 绪 论 1.1 塑料模的功用 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,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业”;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力”。 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具,按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具,金属冲压模具,金属压铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在成型中多数是通过模具来制成品,所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后,塑料模具设计对制品质量与产量,就决定性的影响。首先,模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等,均对制品(或型材)尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等,起着十分重要的影响。其次,在塑件加工过程中,塑料模结构的合理性,对操作的难易程度,具有重要的影响。再次,塑料模对塑件成本也有相当大的影响,除简易模外,一般来说制模费用是十分昂贵的,大型塑料模更是如此。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意,正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后,塑件质量的优劣及生产效率的高低,模具因素约占80%。由此可知,推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平,标志一个国家工业化的发展程度。 1.2 我国塑料模现状 在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的1/3,1/5,工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有 - 2 - 本科生毕业设计,论文, 相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高,系列化商品化尚待规模化;CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。 1.3 塑料模发展趋势 (1)CAD/CAM/CAE技术将全面推广; (2)快速原型制造(RPM)、高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术、高压注射成型及相关技术将得到更好的发展; (3)开发新的模具材料,如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬制合金、陶瓷及复合材料; (4)模具表面强化热处理新技术应用,如我国研制的PMS镜面塑料模具,就是在低级材料中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素后,经过毛坯淬火与回火处理,使其硬度?30HRC,然后加工成型,再进行时效处理,使模具硬度上升到40,50HRC,从而大大提高了模具的使用寿命。 - 3 - 本科生毕业设计,论文, 第二章 塑件成型性工艺分析 本课题设计题目为注塑模ABS螺纹异型接头管塑料模设计。 2.1 注塑成型概述 近年来,随着我国经济的腾飞,塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速,高效,自动化,大型,微型,精密,高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶,不少种类模具已能替代进口模具,模具CAD/CAM技术得到了较快推广应用并取得了良好效果,快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段,高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说,要求高效,自动化,操作简便;从模具制造角度,要求结构合理,制造容易,低成本。现代塑料制品生产中,合理的加工工艺,高效的设备,先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较,一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展,我国的模具工业近年来一直以每年13,,15,左右的增长速度高速发展,而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化,有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展,工业产品的品种、数量越来越多;对产品质量和外观的要求,更是日趋精美,华气。因此,结合中国具体情况,学习国外模具工业建设和模具生产的经验,宣传、推行科学合理化的模具生产,才能推进模具技术的进步。 注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件,其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力,将已塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内,经冷却固化定型后开模得到塑件。 因此,构成注塑成型的三个必要条件:一是塑件必须以熔融状态进入模腔;二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速,以确保及时的充满整个模腔的各个角落;三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。 注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势,表现在以下几个方面:其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行,模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态,从而有利于缩短成型周期;其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入,加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很小,因而可以用一套模具大批量成型复杂零件,表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品;其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、启模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成,从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处,由于冷却条件的限制,很难用这种技术制的无缺陷、壁厚的变化又较大的热塑性塑料制品,另外由于注塑机和注塑模具的造价很高,成型设备的启始投资较大,所以注塑技术 - 4 - 本科生毕业设计,论文, 不适合于小批量制品的生产。 注塑成型又称注射模塑或注射成型,是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外,几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。注塑成型已经成功地运用于某些热固性塑料制件、甚至橡胶制品的工业生产中。 注塑成型的过程是,将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒,经加热塑化成熔融状态,由螺杆(或柱塞)施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中,经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样,开模取得所注塑成型塑件,在操作上完成了一个周期。 注塑成型是塑料模塑成型的一种重要方法,生产中已有广泛的应用。它具有以下几方面的特点: (1)成型周期短,能一次成型外形复杂、尺寸准确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。 (2)对成型各种塑料的适应性强。目前,除氟塑料外,几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型,某些热固性塑料也可以采用注塑成型。 (3)生产效率高,易于实现自动化生产。 (4)注塑成型所需设备昂贵,模具结构比较复杂,制造成本高,所以注塑成型特别适合大批量生产。 2.2 塑件分析 2.2.1 塑件的分析 (1)外形尺寸 该塑件壁厚2mm,塑件结构复杂程度一般,表面质量要求也不高。如图2.1所示,塑件的侧面有一圆柱孔和一侧凸,需设置侧型抽芯机构。塑件外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷, 因而浇口应避免开设在塑件的外表面因此采用侧浇口。由于塑件外形尺寸不大,塑料熔体流程不太长,适合于注射成型。 (2)精度等级 塑件上已经标注公差尺寸精度等级为MT3,属于一般精度,未注公差等级为MT5。 (3)脱模斜度 ABS属于无定型塑料,成型收缩率在0.4%~0.7%之间,相对较小,其脱模斜度,型腔为30′~1?30′,型芯35′~1?。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值;反之可选用偏大值。塑件内孔以型芯小端为准,塑件外形以型腔大端为准。一般情况下,脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留在型腔内时,塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。查参考文献[2]表2-10选择该塑件上型芯和凹模统一脱模斜度为1?。 - 5 - 本科生毕业设计,论文, 图2.1 塑件三维立体图 - 6 - 本科生毕业设计,论文, 图2.2 塑件二维图 2.2.2 ABS的性能分析 (1)基本性能 ABS,中文名,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯,英文名,Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer。ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性,使ABS具有良好的确综合性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。 ABS无毒、无味,呈微黄色,成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度,且在低温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。ABS表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高, - 7 - 本科生毕业设计,论文, ABS综合性能较好,冲击韧度、力学性能较高,尺寸稳定而化学性、电气性能良好;易于成形和机械加工,与372有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。 (2)成型性能 1)无定形料 其品种很多,各品种的机电性能及成形特性也各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。 2)吸湿性强 含水量应小于0.3 %(质量),必须进行充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 溢边料0.04mm左右。 3)流动性中等 4)模具设计时要注意浇注系统 对料流阻力小,浇口处外观不良,容易发生熔接痕,应注意选择浇口位置、形式,顶出力过大或机械加工时塑件表面“呈现白色”痕迹。 (3)ABS主要性能指标 ABS,易燃,屈服强度50Mpa,拉伸强度38Mpa,伸长率35%,摩擦系数0.45,热变形温度80~103?,计算收缩率0.4,0.7 %。具体如表2.1所示。 表2.1 ABS的主要性能指标 性能 单位 数值 3 密度 g/cm1.02,1.08 3比体积 cm/ g 0.86,0.98 吸水率 % 0.2,0.4 收缩率 % 0.4,0.7 熔点 ? 130,160 热变形温度 ? 83,103(0.185MPa) 抗拉屈服强度 MPa 50 3 拉伸弹性模量 MPa 1.4×10 抗弯强度 MPa 80 2 冲击韧度 kJ/m261(无缺口)/11(缺口) 硬度 HB 9.7 16 体积电阻系数 Ω•cm 6.9×10 拉伸强度 Mpa 38 抗压强度 Mpa 53 3 弯曲弹性模量 Mpa 1.4×10 比热容 J/(kg•?) 1470 (4)ABS主要用途 在机械工业系统中用来制造凸轮,齿轮,泵叶轮,轴承,电机外壳,仪表表壳,蓄 - 8 - 本科生毕业设计,论文, 电池槽,水箱外壳,手柄,冰箱衬里等,汽车工业中用来制造驾驶盘,空气调节器,管加热器等,还可供电视机晶体管收音机制造外壳。 2.2.3 ABS的注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程 1)成型前的准备 对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS吸水性较大,成型前应进行充分干燥。 2)注射过程 塑件在注塑机料筒内经过加热、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,其过程可分为充模、压实、保压、倒流、冷却五个阶段。 3)塑件的后处理 处理的介质为空气和水,处理温度为60,70?,处理时间为16,20s。 (2)工艺参数 1)射机:螺杆式,螺杆转速30r/min; 2)热和干燥:温度80,85?,时间2,3小时; 3)筒温度:后段 150,170?; 中段 165,180?; 前段 180,220?; 4)嘴温度:170,180?; 5)模具温度:50,80?; 6)塑压力:60,100Mpa; 7)型时间:30s(注射时间取1.6s,冷却时间20.4s,辅助时间8s); 8)后处理方法:用红外线灯、烘箱烘烤,温度70?,时间2,4小时。 - 9 - 本科生毕业设计,论文, 第三章 拟定模具结构形式 3.1 分型面的设计 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面,分型面的位置影响着成型零部件的结构形状,型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。注射模有一个分型面或多个分型面,分型面的位置,一般垂直于开模方向。分型面的形状有平面和曲面等,但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面,或曲面,这样的分型面虽加工难,但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面,分型面自然也是曲面。 3.1.1 分型面的设计原则 选择分型面时,应考虑的基本原则: (1)符合塑件脱模 为使塑件能从模具内取出,分型面位置应设在塑件断面尺寸最大的部位。 (2)模具零件易于加工 选择分型面时,应使模具分割成便于加工的零件,以减少机械加工的困难。 (3)有利于排气 分型面作为主要的排气渠道时,将分型面设计在塑料熔体的流动末端,以利于排气。 (4)利于塑件的脱模 由于模具脱模机构通常设置在动模一侧,故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产所以的模具尤其显得重要。 (5)确保塑件质量 分型面不要选择在塑件光滑的外表面,避免影响外观质量;将塑件要求同轴度的部分全部放到分型面的同一侧,一确保塑件的同轴度。 (6)型腔方位的确定 在决定型腔(塑件)在模具内的方位时,分型面的选择应尽量防止形成侧凹或侧孔,以避免采用较复杂的模具结构。 (7)锁紧模具的要求 侧向合模锁紧力较小,故对投影面积较大的大型塑件,应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上,将投影面积小的方向作为侧向分型面。 (8)考虑侧向抽拔距 一般机械式分型抽芯机构的侧向抽拔距都较小,因此选择分型面时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上,而将短的抽拔距作为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模一边,避免定模抽芯。 3.1.2 分型面类型的选择 (1)单分型面注射模 单分型面注射模又称两板式模具,它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔,也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模,另一部分在定模。主流道设在定模一侧,分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上,塑件连同浇注系统凝料一 - 10 - 本科生毕业设计,论文, 同留在动模一侧,动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用此结构。 (2)双分型面注射模 双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比,在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板(又称中间板),塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多,我们接触到的大致有以下几种:定距板式双分型面注射模、定距拉式双分型面注射模、定距导柱式双分型面注射模、拉钩式双分型面注射模、摆钩式双分型面注射模、尼龙拉钩式双分型面注射模。双分型面对于塑件外观质量要求比较高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用以上各种双分型面结构。 3.1.3 分型面的确定 对于此塑料件,外观质量要求一般,通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在塑件截面积最大且利于开模取出塑件的平面上,根据以上的原则本次设计产品的分型面在塑件上的位置如图3.1所示。 图3.1 分型面的位置与形状 3.2 型腔的设计 型腔指模具中成形塑件的空腔,而该空腔是塑件的赋形,除去具体尺寸比塑件大以外,其他都和塑件完全相同,只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔,而后进料成形,因此必须由两部分(或两部分以上)形成这一空腔——型腔。其凹入的部分称为凹模,凸出的部分称为型芯。 - 11 - 本科生毕业设计,论文, 3.2.1 型腔数量的确定 为了使模具与注射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,常用的方法有四种:根据经济性确定型腔数目、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目、根据注射机的最大注射量确定型腔数目、根据制品精度确定型腔数目。 一般来说,大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构,但对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高。该塑件精度要求不高,生产批量适中,结构简单,从模具加工成本,制品生产时的成本考虑,拟定为一模两腔。一般来说,精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构,对于精度要求不太高的小型塑件,是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高。 另外,型腔的数目还与下列因素有关: (1)塑件尺寸精度 型腔数越多时,精度也相对地降低,1、2级超精密注塑件,只能一模一腔,当尺寸数目少时,可以一模二腔。3、4级的精密级塑件,最多一模四腔。而对于精度要求不高的塑件,最多可以达到二十几腔。 (2)模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模,但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看,多腔模比单腔模具低。 (3)成形的生产效益 多腔模从表面上看,比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大,每一注射循环期长而维持费较高,所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。 (4)制造难度 多腔模制造难度比单腔模大,当其中某一腔先损坏时,必须停机维修,否则就会影响生产。 塑料的成形收缩是受多方面影响的,如塑料品种,塑件尺寸大小,几何形状,熔体温度,模具温度,注射压力,充模时间,保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。 根据塑件的结构特征,本模具采用一模两腔。由于塑件为薄壁制件,且为了塑件表面是美观,采用侧浇口进行浇注;为保证塑件受力均匀,不影响产品质量,采用哈夫模脱模。 3.2.2 型腔数量和排列方式的确定 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式,由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关,因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流 - 12 - 本科生毕业设计,论文, 道之间的距离尽可能最短,同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。 平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同,可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的;非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等,因而不利于均衡进料,但可以缩短流道的总长度,为达到同时充满型腔的目的,各浇口的截面尺寸制作得不相同。 要指出的是,多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件,不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计,不过有时为了节约,特别是成型配套式塑件的模具,在生产实践中还使用这一方法,但难免会引起一些缺陷,如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。 本设计成型同一塑件,且壁厚均匀,故采用平衡式,排列形式如同3.2所示。 3.2.3 模具结构形式的确定 从上面的分析可知,本模具设计为一模两腔,对称直线排列。浇注系统设计时,流道采用对称平衡式,浇口采用点浇口。由上综合分析可确定选用双分型面注塑模。 3.3 注射机型号的确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范,才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机,倘若用户已提供了注射机的型号和规格,设计人员必须对其进行校核,若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量调整。 - 13 - 本科生毕业设计,论文, 图3.2 型腔数量及其排列形式 3.3.1 注射量的计算 33g/cm通过Pro/E建模分析计算得:塑件体积V为34.75,密度ρ取1.02 错误~cm 未找到引用源。,则塑件质量m为35.45g。 图3.3 质量属性 3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能准确的确定其数值的,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2,1倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.6倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积(即浇注系统的凝料和 3塑件体积之和)为: V,V(1,0.6),2,111.264cm总塑 - 14 - 本科生毕业设计,论文, 3.3.3 选择注射机 一般注射机都有高速、低速两种特性(或称高压时间,低压时间)并可调节选用。 3公称注射量在1000错误~未找到引用源。以下的中、小型注射机,其注射时间常为cm 4s,大型注射机注射时间在12s以内,注射速度一般为5,7m/min。 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ SZ-160/100参数见表2。 表2 注射机主要技术参数 3270 360 移模行程/mm 理论注射容量/ cm 螺杆柱塞直径/mm 45 550 最大模具厚度/mm V注射压力/ MPa 160 150 最小模具厚度/mm ,1g(s注射速率/ 110 锁模形式 双曲肘 ,1g(s塑化能力/ 18.9 160 模具定位孔直径/mm ,110~200 15 喷嘴球半径/mm 螺杆转速/ r(min 1250 3 锁模力/kN 喷嘴口孔径/mm ,41541拉杆内间距/mm — — 5 - 15 - 本科生毕业设计,论文, 3.3.4 注射机的相关参数的校核 (1)注射压力的校核。查参考文献[2]表4-1可知,ABS所需注射压力为80~110MPa, pp,150Mpa这里取=100Mpa,该注射机的公称注射压力,注射压力安全系数k 01公 =1.25~1.4,这里取k=1.3,则: 1 p,1.3,100,130,p ,所以,注射机注射压力合格。 k 01公 (2)锁模力校核 A1)塑件在分型面上的投影面积,则 塑 2A=3.14×56×56= 9847.04 mm塑 2)浇注系统在分型面上的投影面积,即流道凝料(包括浇口)在分型面上的投A浇 A影面积的数值,可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上A浇浇 AA的投影面积 的0.2~0.5倍。本设计中流道凝料投影面积取=0.35A 塑塑浇 3)塑件和浇注体统在分型面上总投影面积 2A,n(A,A),n(A,0.35A),2,1.35,9847.04,26587mm 总塑浇塑塑 4)模具型腔内的胀型力 F,Ap,26587,35N,930.541kN胀总模 式中,是型腔的平均计算压力值。模具型腔内的压力,通常取注射压力的pp 模模 20%~40%,大致范围为25~40Mpa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。 ABS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件,查参考文献[2]表4-2,故取35Mpa。 p 模 Fk查表2得该注射机的锁模力=1250kN,锁模力安全系数=1.1~1.2,这里取2锁 kFFFk=1.2,则=1.2 =1.2×930.541=1116.6492<,所以,注射机锁模力合格,对22胀胀锁 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。 - 16 - 本科生毕业设计,论文, 第四章 浇注系统的形式和浇口的设计 浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道,它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。其可分为普通流道浇注系统和无流道凝料(热流道)浇注系统。 正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔,影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。 4.1 浇注系统的功能 浇注系统的作用,是将塑料熔体顺利的充满到模腔深处,以获得外形轮廓清晰,内在质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序,压力损失小热量散失少,排气条件好,浇筑系统凝料易于与制品分离或切除。 4.1.1 浇注系统的组成 无论用于何种类型的注塑机模具,其浇筑系统一般由四部分组成 (1)主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。它使塑料熔体首要经过的通道,且与注塑机喷嘴在同一条轴线。 (2)分流道 支柱流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔模具中分流道是为了分配物料,通常有一级分流道核二级分流道,甚至多级分流道组成。 (3)浇口 指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内,并有序的填满型腔,且对补缩具有控制作用。 (4)冷料穴 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和储存熔料前锋的冷料。冷料穴也经常起拉钩凝料的作用。 4.1.2 浇注系统设计原则 设计浇注系统时应遵循以下原则: (1)结合型腔布局考虑 尽可能采用平衡式布置,以便设置平衡式流道;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;型腔排列要尽可能紧凑,以减小模具外形尺寸。 (2)热量及压力损失要小 为此浇注系统流程应尽可能短,截面尺寸应尽可能大,弯折尽量少,表面粗糙度要低。 - 17 - 本科生毕业设计,论文, (3)确保均衡进料 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,即分流道尽可能采用平衡式布置。 (4)塑料耗量要少 在满足各型腔充满的前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料耗量。 (5)消除冷料 浇注系统应能收集温度较低的“冷料”,防止其进入型腔,影响塑件质量。 (6)排气良好 浇注系统应能顺利的引导塑料熔体充满型腔的各个角落,使型腔的气体能顺利排出。 (7)生产效率 尽可能使塑件不进行或少进行后加工,成型周期短,效率高。 (8)塑料熔体流动特性 多数热塑性塑料熔体的假塑性行为,应予以充分利用。 (9)防止塑件出现缺陷 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。 (10)塑件外观质量 根据塑件的大小、形状、及技术要求,做到去除修整浇口方便,浇口痕迹无损塑件的美观和使用。 该模具采用普通流道浇注系统,包括:主流道、分流道、冷料穴、浇口。为了确保塑件外观质量,进料浇口只能开在塑件的内侧。如果只是为降低塑料熔体的压力和减少热量损失,流道应尽量短,应使塑件内表面朝向动模一侧,开模后依靠塑件向型芯收缩的包紧力而滞留于动模一侧。 4.2 流道系统设计 流道系统包括主流道、分流道和冷料穴及其结构设计。 4.2.1 主流道的设计 (1)主流道的作用 主流道(也叫进料口),它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁,也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大,其主流道塑料体积增大,回收冷料多,冷却时间增长,使包藏的空气增多,如果排气不良,易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷,影响塑料制品质量,同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足,主流道外脱模困难;若主流道太小,则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加,热量损失增大,粘度提高,流动性降低,注射压力增大,易造成塑料制品成形困难。 主流道部分在成型过程中,其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触,属易损件,对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式(俗称浇口套),以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。 - 18 - 本科生毕业设计,论文, 一般采用碳素工具钢T8A、T10A等,热处理要求淬火54HRC,58HRC。 在一般情况下,主流道不直接开设在定模板上,而是制造成单独的浇口套,镶定在模板上。小型注射模具,批量生产不大,或者主流道方向与锁模方向垂直的模具,一般不用浇口套,而直接开设在定模板上。 浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫,在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接,所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内,浇口套的结构上要增加台肩,这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。 (2)主流道设计要点 1)浇口套的内孔 即主流道呈圆锥形,锥度2?,6?。锥度过大会造成压力减弱,流速减慢,塑料形成涡流,熔体前进时易混进空气,产生气孔;锥度过小,会使阻力增大,热量损耗大,表面黏度上升,造成注射困难。浇口套内孔出料口处(大端)应设计成圆角,一般为0.5,3mm。 r d 2)浇口套的进口 进口的直径应比注射机喷嘴孔直径错误~未找到引用源。d1 大0.5,1mm。若等于或小于注射机喷嘴直径,在注射成型时会造成死角,并积存塑料,注射压力下降,塑料冷凝后,脱模困难。 3)浇口套球面 浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合,设球面浇口套球面半径为,注射机球面半径为r,其关系式如下: SR 错误~未找到引用源。 SR,r,1~2mm 浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大,接触时圆弧度吻合的好。 4)浇口套长度 浇口道的长度应尽量短,可以减少冷料回收量,减少压力损失和热量损失。浇口套的长度应与定模板厚度一致,它的端部不应凸出在分型面上,否则会造成合模困难,不严密,产生溢料,甚至压坏模具。 5)浇口套的结构 浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.6,Ra0.8μm,保证料流顺利,易脱模。浇口套不能制成拼块结构,以免塑料进入接缝处,造成冷料脱模困难。浇口套部位是热量最集中的地方,为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量,要考虑冷却措施。 (3)主流道的尺寸 L 1)主流道的长度:本次设计中初取127mm进行设计。 主 2)主流道小端直径:=注射机喷嘴尺寸 +(0.5~1)mm=3+0.5=3.5mm d DL 3)主流道大端直径:=+2tan a/2=9.15mm,式中a=3? d主 - 19 - 本科生毕业设计,论文, 4)主流道球面半径:=注射机喷嘴球头半径+(1~2)mm=(15+1)mm=16mm.SR 球面的配合高度:=3mm. h (4)主流道的凝料体积 3.14,2222333V,L(R,r,Rr),,110,(3.8,1.78,3.8,1.78)mm,3562mm,3.5cm主主主主主主33 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ (6)主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料的要求较严格,因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体,但考虑上述因素通常仍然将其分开设计,将模具主流道部分设计成可拆卸更换的主流道衬套形式,以便于拆卸更换。同时也便于有效地选择用优质钢材单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢,如T8A、T10A等,热处理淬火表面硬度为50~55HRC,主流道浇口套和定位圈结构尺寸如图4.1所示。 - 20 - 本科生毕业设计,论文, 图4.1 主流道浇口套的结构形式 4.2.2 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道。多型腔模具一定设置分流道。大型塑件由于使用多浇口进料也需要设置分流道。 (1)分流道的设计要点 1)分流道对熔体的阻力要小 在保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下,分流道的截面积与长度尽量取较小值,尤其对小型塑件更重要。分流道转折处应以圆弧过渡。 2)各型腔均衡进料 当塑件形状、大小相同时,各分流道的截面积与长度都要对应相等,各支分流道长度也应一致,并尽量取短。当一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的塑件时,各分流道的截面积及长度应该与塑件相适用。分流道较长时应在其末端开设冷料井。 3)表面粗糙度 表面粗糙度要求达到Ra0.8为佳。 4)分流道位置 可单独开设在定模板或动模板上,也可同时开在动、定模板上,合模后形成分流道截面形状,这主要取决于模具结构、塑料特性及塑件脱出方法。通常分流道多开设在模具的一边,以有利于开模时将流道凝料脱出。 5)分流道与浇口 两者连接处应加工成斜面,并用圆弧过渡,有利于塑料熔体的流 - 21 - 本科生毕业设计,论文, 动及填充。 (2)分流道的布置形式 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式。平衡式布置是指分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相等的布置形式。它要求各对应部分的尺寸相等,这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的,使成型的塑件力学性能基本一致。但是这种布置使分流道较长。非平衡式布置是指分流道到各个型腔浇口的长度相等的布置。这种布置使塑料进入各个型腔有先后顺序,因此不利于均衡送料,但对型腔数量多的模具,为不使流道过长,也常采用。为了达到同时充满型腔的目的,各个浇口的断面尺寸要制作得不相同,在试模的时候要多修改才能实现。在设计时应考虑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,同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡,为简化模具结构和均衡进料,因此本设计采用采用平衡式分流道,一模两腔分流道的布置形式如图4.2所示。 图4.2 分流道的布置形式 (3)分流道的长度 长度应尽量短,且少弯折,但对于透明塑料件来说,分流到是形状应设计成弯形的,其作用是防止透明塑料件在注射时产生明显的气泡。本次设计取单边分流道长度为32mm。 (4)分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U字形和六角形等。要减少流道内的压力损 - 22 - 本科生毕业设计,论文, 失,则希望流道的截面积大、流道的表面积小,以减少传热损失。因此可用流道的截面面积与周长的比值来表示流道的效率,其中圆形截面的效率最高。由于圆形的分流道必须在上下模板上都加工出半圆槽,工艺性不好,本设计采用椎形截面,其加工工艺性好且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。 (5)分流道的当量直径 因为该塑件的质量为35.47g小于200g,根据下式分流道的当量直径为 44 D,0.2654mL,0.265435.4532,0.2654,5.95,2.378mm,3.755mm分塑分 (6)分流道截面积 2A,1/3,d,h= 12.75mm分地面积 (7)凝料体积 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ (8)校核剪切速率 1)确定注射时间:查参考文献[2]表4-8,可取t=2s 2)计算分流道体积流量: 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ - 23 - 本科生毕业设计,论文, 23,1的最佳剪切速率之间,所以,分流道内熔体的剪切速率合格。 5,10~5,10s (9)分流道的表面粗糙度和脱模斜度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取1.25,2.5μm,这样表面稍不光滑,有助于增大塑料熔体的外层流动阻力,避免熔流表面滑移,使中心层具有较高的剪切速率,此处取Ra1.6μm。另外,其脱模斜度一般在5º,10º之间,这里取脱模斜度为8º。 4.2.3 浇口的设计 浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统最关键的部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的主要作用:型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流;易于切除浇口尾料;对于多型腔模具,用以控制熔接痕的位置。 浇口截面积通常为分流道截面积的0.07,0.09倍,浇口截面积形状多为矩形和圆形两种,浇口长度约为0.5,2mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定,取其下限值,然后在试模时逐步修正。 (1)浇口的类型及确定 注射模的浇口结构形式较多,不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况各不相同。按浇口的特征可分为限制浇口和非限制浇口,按浇口的形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口及薄片式浇口;按浇口的特性可分为潜伏式浇口、护耳浇口;按浇口所在的位置可分为中心浇口和侧浇口等。 对于该模具,是中小型塑件的多型腔模具,依据塑料件形状和精度要求,该塑料件采用侧浇口进浇最简便。不过,由于其阻力比较大,成型较为困难。但分析零件表面痕迹可知,实际生产中为使模具结构简单采用的就是侧浇口进料。 (2)浇口位置的选择 浇口开设的位置对制品的质量影响很大,在确定浇口位置时,应注意几点:浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置;浇口应设在制品壁厚较厚的部位,以利于补缩;浇口位置选择有利于型腔中气体的排除;浇口位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于圆筒类制品,采用中心浇口比侧浇口好;对于带细长型芯的模具,宜采用中心顶部进料方式,以避免型芯受冲击变形;浇口应设在不影响制品外观的部位;不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。 (3)浇口的尺寸确定 - 24 - 本科生毕业设计,论文, 1)侧浇口的深度。根据参考文献[2]表4-10,可得,侧浇口的深度计算公式为 =0.7×2=1.4mm h,nt 式中,是塑件壁厚,这里=2mm;是塑料成型系数,对于ABS,其成型系数ttn =0.7。 n 在工厂进行设计时,浇口深度常常先取小值,以便在今后试模时发现问题进行修模处理,并根据参考文献[2]表4-9中推荐的ABS侧浇口的厚度为1.2~1.4mm,故此处浇口深度取1.2mm。 h B。根据参考文献[2]表4-10,可得侧浇口的宽度的计算公式为 2)侧浇口的宽度 0.7,28762nAB ==mm=3.95mm4mm ,3030 A式中,是塑料成型系数,对于ABS其=0.7;是凹模的内表面积(约等于塑件nn 的外表面积)。 3)侧浇口的长度。根据参考文献[2]表4-10,可得侧浇口的长度一般选用L浇0.7~2mm,这里取。 L,1mm浇 (4)校核浇口的剪切速率 1)校核浇口的剪切速率 ?确定注射时间:由表2可知,=2s; t ?计算浇口的体积流: 343V/t,34.75/2,17.375cm/s,1.7375,10mm/s= q塑浇 ?计算浇口的剪切速率:由参考文献[2]式(4-20)可得: 4,,q3.33.3q3.3,1.7375,10 浇,14,1V,,,,则 ,,s,1.14127,10s浇浇33,R,R3.14,16n浇 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ - 25 - 本科生毕业设计,论文, (1)计算主流道的体积流量 V,V,nV3.5,0.816,2,34.75分塑主3q == ,35.25cm/s主t2 (2)计算主流道的剪切速率 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ 23,1主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率~之5,105,10s间,所以,主流道的剪切速率校核合格。 4.2.5 冷料穴的设计及计算 完成一次注射循环的间隔,注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于要求塑料熔体的温度,喷嘴端部到注射机料筒以内10,25mm的深度有个温度逐渐升高的区域,这时才达到正常塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料流动性能及成型性能不佳,如果这里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,用一井穴将主流道延长以接收冷料,防止其进入浇注系统的流道和型腔,这以井穴叫冷料穴。主流道冷料穴开模时应将主流道中的冷凝料拉出来,所以冷料井的直径宜稍大于主流道大端直径,深度约为直径的1,1.5倍。该模具采用底部无杆的圆环槽冷料井。 第五章 成型零件的结构设计及计算 5.1 成型零件的结构设计 塑料在成型加工过程中,用来充填塑料熔体以成型制品的空间称为型腔或模膛。而构成这个型腔的零件叫做成型零件,通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或型环等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触,并且脱模时反复与塑件摩擦,因 - 26 - 本科生毕业设计,论文, 此要求它们有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度值。同时,还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。 凹模又称阴模,它是成型零件外轮廓的零件。凸模(即型芯)是成型塑件内表面的成型零件,通常可分为整体式和组合式两种类型。 模具成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成型腔的尺寸,它通常包括凹模和凸模的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长宽高)、凹模和凸模的高度尺寸以及位置(中心距)尺寸等。模具的成形零件的设计计算主要是凹模型腔和底板厚度的计算,塑料模具型腔在成形过程中受到熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足而产生挠曲变形,导致溢料飞边,降低制品尺寸精度并影响顺利脱模。因此,应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚,尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。 型腔是成型制品的外表面的成型零件,按取结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。由于塑件外观质量要求不高,型腔型芯皆采用了整体式结构,用螺钉与模板连接固定,本设计中其与滑块连接形式采用组合式,,降低模具制造难度及模具制造成本。定模板、动模板结构如图5.1至图5.2所示。 - 27 - 本科生毕业设计,论文, 图5.1 定模板二维图 图5.2 动模板二维图 5.2 成型零件工作尺寸的计算 5.2.1 影响工作尺寸的因素 塑料制品的公差由模具的制造精度、模具的磨损量和塑件的成型收缩率构成。塑料 ,,制品的公差规定按单项极限制,制品的外轮廓尺寸公差取负值“”,制品的内腔尺寸 ,,,,取正值“”。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算,取。 2 11 (1)模具制造公差 模具制造公差可取塑件公差的错误~未找到引用源。,即~36 11错误~未找到引用源。。而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“,”。,,(~),z36 ,,型腔尺寸属于孔类尺寸,在使用过程用由于磨损的原因不断增大,则取“”。型芯z - 28 - 本科生毕业设计,论文, 尺寸属于轴类尺寸,在使用过程中由于磨损的原因不断减小则取“”,中心距尺寸,,z ,z取“”。 ,2 (2)模具的磨损量 实践证明,对于一般的中小型塑件,最大磨损量可取塑件公差 111的,即,对于大型塑件则取以下。另外,对于型腔底面(或型芯端面),,,,,c666 ,,0因此与脱模方向垂直,故磨损量。 c (3)塑件的收缩率 塑件成型后德尔收缩率与多种因素有关,通常按平均收缩率计算。 S,Smaxmin S,cp2 另外,由于注射压力及模具分形面皮面的影响,会导致动模定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高表面粗糙度较低时塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于0.02,0.1mm。 ,一般情况影响零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差错误~未找到引用z ,源。,塑件的收缩率S和模具磨损量错误~未找到引用源。这三项。 c 5.2.2 定模模仁工作尺寸的计算 为塑料的平均收缩率,ABS为0.55%;x 取值范围为0.5~0.75,该处均取0.6;Scp 塑件的尺寸公差;模具成型零件制造误差,当尺寸小于50mm时,=1/4;当塑,,,,件尺寸大于50mm时,=1/5。 ,, (1)凹模长度方向尺寸计算 0l58mms,0.013 = ,,,0.003,0.003zL,[(1,S)l,x,],[(1,0.0055),58,0.6,0.013],58.31mmMcps000 (2)凹模深度方向尺寸计算 0H,23mms,0.008 ,,,0.002,0.002zH,[(1,S)H,x,],[(1,0.0055),23,0.6,0.008],23.12mmMcps000 5.2.3 动模模仁尺寸计算 - 29 - 本科生毕业设计,论文, (1)凸模长度方向尺寸计算 0l58mms,0.013= ,,,0.003,0.003zL,[(1,S)l,x,],[(1,0.0055),58,0.6,0.013],58.3112mmMcps000 (2)凸模直径方向尺寸计算 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ 5.3 型腔刚度强度的校核 由于塑料熔体有很高的压力,还应该对关键成形零件进行强度和刚度的校核。模具型腔壁厚的计算,应以最大压力为准。 理论分析和生产实践表明,大尺寸的模具型腔,刚度不足是主要矛盾,型腔壁厚应以满足刚度条件为准;而对于小尺寸的模具型腔,强度不足是主要矛盾,设计型腔壁厚应以强度条件为准。以强度计算和以刚度计算所需的壁厚相等时的型腔内尺寸即为强度计算和刚度计算的分界值。在分界值不知道的情况下,应分别按强度条件和刚度条件算出壁厚,取其中较大值作为型腔壁厚。由于本模具尺寸不小,故按刚度条件校核即可。 5.3.1 模仁侧壁厚度的计算 模仁侧壁厚度与型腔内压强及型腔的深度有关,根据型腔的布置,模架初选350mm错误~未找到引用源。400mm的标准模架,其厚度根据以下刚度计算公式计算: × 1Cap3S,a错误~未找到引用源。() E,[] Ep式中:型腔侧壁厚度(mm);:型腔压力,取35Mpa;:模具材料弹性模量,S - 30 - 本科生毕业设计,论文, 5取错误~未找到引用源。MPa;错误~未找到引用源。:任一自由边中点的[,]2.1,10 L允许变形量,由塑件宽度公差根据经验式计算决定;:型腔侧壁受压高度;:型腔a 43(L/a)长边长度;:常数,由之值决定,可由近似公式计算 (mm)C,CL/a42(L/a),96 计算得:错误~未找到引用源。。 S,20.54mm 模仁侧壁采用整体式,为结构紧凑,这里模仁侧壁单边厚度选80mm。模仁与模具周边的距离有模板的外形尺寸来确定,根据估算模板平面尺寸选用350mm错误~未找到引用源。×400mm,它比型腔布置的尺寸大得多,所以完全满足强度和刚度要求。 5.3.2 动模板的厚度 1pA3 TL,0.54()EL,p1 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ - 31 - 本科生毕业设计,论文, 第六章 模架的确定 6.1 模架结构的选定 模架是注塑机的骨架和机体,模具的每一部分都寄生其中,通过它将模具的各个部分有机的联系在一起。我国市场上销售的模架一般由定模座板(或定模底板)、定模固定板(或叫定模板)、动模定板(或叫型芯固定板)、支撑板(或叫动模垫板)、垫块(或叫模脚)、动模座板(或叫动模底板)、推板(或叫推出底板)、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。根据需要,还有特殊的模架,如点浇口模架等。 以上内容确定之后,便根据所定内容设计模架。模架部分要自行设计;在生产现场设计中,尽可能选用标准模架,确定出标准模架的形式,规格及标准代号。模架尺寸确定之后,对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算,以校核所选模架是否适当,尤其时对大型模具,这一点尤为重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,再结合标准模架,可选用模架序号为8号(其尺寸为W×L=350mm×400mm错误~未找到引用源。),模架结构为A2型的中小模架。 模架上要有统一的基准,所有零件的基准应从这个基准推出,并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位;动、定模固定板之间通过导向零件定位;脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位;模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位;动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位;垫块不需要与动模固定板用销钉精确定位;顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。 模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉;模具外表面尽量不要有突出部分;模具外表面应光洁,加涂防锈油。两模板之间应有分模隙,即在装配、调试、维修过程中,可 - 32 - 本科生毕业设计,论文, 以方便地分开两块模板。 6.2 各模板尺寸的确定 6.2.1 定模底板尺寸 定模底板是模具与注射机连接处的板,材料为T10A。其平面尺寸为450mm×400mm,厚度为45mm。通过4个M16的内六角圆柱螺钉与定模底板连接;浇口套通过4个M8的内六角圆柱螺钉与其连接。 6.2.2 定模板尺寸 定模板是用于固定定模模仁、导套的板,其材料为45钢。其平面尺寸为350mm400mm,厚度为50mm。其上的导套孔与导套一端采用H7/n6配合;定模板与浇口套× 的接触部位采用H7/k6配合。 6.2.3 动模板尺寸 动模板既有固定动模模仁、导柱的作用,又承受型腔、型芯、推管等的压力,因此它要具有较高的平行度和硬度;由于没有支撑板,其还要起到支撑的作用,所以其材料用45钢较好。其平面尺寸为350mm×400mm,厚度为30mm。其上的固定孔与导柱之间采用H7/k6配合。 6.2.4 动模底板尺寸 材料为45钢,其上的注射机顶杆孔为Φ50mm错误~未找到引用源。。其平面尺寸为450mm×400mm,厚度为30mm。通过通过4个M16的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接。 6.3 模具与注射机安装尺寸校核 6.3.1模具长宽尺寸校核 模具的安装有两种方式,一是从注塑机这方直接吊装入机内进行安装,二是先吊到侧面再由侧面进入到机内安装。 一般模具的外形尺寸受到拉杆间距的限制,应于重视。本次设计模具的长宽为350mm×400mm,注射机拉杆间距为415mm×415mm,由于350mm×400mm,415mm×415mm,故校核合格。 6.3.2 模具闭合高度校核 模具总厚度与注射机模板闭合厚度之间的关系应满足: H,H,H minmmax - 33 - 本科生毕业设计,论文, H,H,,H maxmin H式中 :模具闭合后的总厚度;H:注射机允许的最小模具厚度; mmin ,HH:注射机允许的最大模具厚度;:注射机移动板的最小开合距离; max H,HH,H当时,可以增加模具垫块高度,但时,则模具无法闭合。 minmmmax 模具的实际厚度为400mm,最大模具厚度为550mm,最小模具厚度为150mm,0 错误~未找到引用源。,因此闭合高度校核合格。 6.3.3 开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离,用S表示, SS,H,H,(5~10)mm,须小于注射机移动模板的最大距离,由于注射机锁模机max12 构不同,开模行程可按两种情况进行较核。 (1)开模行程与模具厚度无关 这种情况主要是指锁模机构为液压、机械联合作用的注射机,其模板行程是由连杆机构的最大冲程决定的,而与模具的厚度无关。 (2)开模行程与模具厚度有关 这种情况主要是指全液压式锁模的注射机(如XS-ZY-250)和机械锁模机构的直角式注射机(如SYS-45,STS-60)。其最大开模行程 SH等于注射机移动模板与固定模板之间的最大开距减去模具的闭合高度。 km 由所选注塑机可知,其开模行程与模具厚度无关,则有: S,H,H,(5~10)mm错误~未找到引用源。 max12 SH式中 :注射机动模板的开模行程,280mm;错误~未找到引用源。:塑max1 H件推出行程,取55mm;错误~未找到引用源。:包括流道凝料在内的塑件的高度,2 取110mm; 代入计算得:280mm错误~未找到引用源。165mm~170mm,开模行程校核合格。 - 34 - 本科生毕业设计,论文, 第七章 合模导向机构的设计 导向机构的功能是保证动、定模能够对准,使动模和定模上的成型表面在模具闭合后形成形状和尺寸准确的腔体。从而保证塑料件形状、壁厚和尺寸。导向机构除了导向和定位作用外,还可以增加承受侧压力的能力,保证模具运动平稳。 7.1 导向机构的总体设计 (1)导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后变形。 (2)该模具采用4根导柱,其布置为等直径导柱对称布置。 (3)该模具导柱安装在支承板和模套上,导套安装在定模板上。 (4)在合模时,应保证导向零件首先接触,避免凸模先进入型腔,导致模具损坏。 (5)动定模板采用合并加工时,可确保同轴度要求。 7.2 导柱的设计 导柱是与安装在另一半模上的导套相配合,用以确定动、定模的相对位置,保证模具运动导向精度的圆柱形零件。导柱的基本结构形式有两种:带头导柱(GB/T4169.5-2006最新)、带肩导柱(GB/T4169.5-1984)。 (1)该模具采用带头导柱。 (2)导柱的长度必须比凸模端面高度高出6,8mm。 - 35 - 本科生毕业设计,论文, (3)为使导柱能顺利地进入导向孔,导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。 (4)导柱的直径应根据模具尺寸来确定,应保证具有足够的抗弯强度(该导柱直径由标准模架可知为30mm)。 (5)导柱的安装形式,导柱固定部分与模板按H7/k6配合,导柱滑动部分按H7/k7或H8/f7的间隙配合。 (6)导柱工作部分的表面粗糙度为R=0.4μm。 a (7)导柱应具有坚硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理,硬度为54HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火,硬度为54HRC以上。 对于该模具,由于其精度要求一般,所以采用带头导柱。综合上述所说,导柱的结构尺寸如图7.1所示。 7.3 导套的设计 导套是与安装在另一半模上的导柱相配合,用以确定动、定模的相对位置,保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种:直导套 (GB/T4169.5-2006)、带头导套(GB/T4169.3-1984)。 (1)结构形式:采用带头导套(I型)。 (2)导套的端面应倒圆角,导柱孔最好做成通孔,利于排出孔内剩余空气。 (3)导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合,表面粗糙度为0.8μm。导套外径与模板一端采用H7/k6配合,另一端采用H7/e7配合镶入模板。 (4)导套材料可用淬火钢或铜(青铜合金)等耐磨材料制造,该模具中采用GCr15。 - 36 - 本科生毕业设计,论文, 图7.1 带头导柱的结构尺寸 第八章 脱模推出机构的设计 制品顶出是注射成型过程中最后一个环节,当制品在模具中固化后,需要有一套有效的方式将其从模具中顶出,顶出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的顶出是不可忽视的,且在顶出中不能使制品变形)顶白)破裂等损坏制品的现象。这种装置就是顶出系统。 模具中使塑件从型芯上或型腔中脱出,模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构,也就的上面说到的顶出机构。脱模机构的作用包括脱出和取出两个动作,即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离,称为脱出,然后把从脱出物从模具内取出。 8.1 脱模机构的分类及设计原则 8.1.1 脱模机构的分类 (1)按驱动方式分 手动脱模:它是在开模后,用人工操作推出机构取出塑件;机动脱模:它的利用注射机的开模动作使塑件脱离型腔,开模时塑件先随动模一起移动,达到一定的位置,脱模机构被注射机上固定不动的推杆顶住而不能随动模继续移动,而使塑件脱离模腔,在实际生产中大多都是利用这种脱模方式脱模的;液压脱模:注射机上设置有专用的液压顶出装置,当开模到一定的距离后,通过液压岗活塞驱动而实现脱模动作;气动脱模:利用压缩空气,通过型腔里微小的顶出气孔或受气阀将塑件吹出。 (2)按脱模机构的动作分 一次推出机构:这是最常用的脱模方式,塑件只经过推出机构的一次动作,就可以脱模,故又称简单脱模机构;二次推出机构:塑件经过两 - 37 - 本科生毕业设计,论文, 次不同的动作才能脱模;延迟动作推出机构:在某些情况下,当塑件被推出后,还需要延迟动作在推出浇注系统凝料,尤其用于潜伏式浇注系统的注射模。 (3)模具中的推出零件分 推杆式推出:应用广泛,常用圆形截面推杆;推管式脱模:适用于薄壁圆筒形塑件;脱模板式:运用于薄壁容器,壳体以及不允许存在推出痕迹的塑件;推块式脱模:适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品,可防止塑件变形;斜削脱模:适用于有倒钩类的塑件。 本次设计采用机动脱模机构,其推出零件采用推杆式推出。 8.1.2 脱模机构的设计原则 设计脱模机构时应注意以下原则: (1)结构可靠,机械的运动准确、可靠、灵活,并有足够的强度和刚度; (2)保证塑件不变形不损坏; (3)保证塑件外观良好; (4)尽量使塑件留在动模一侧,以便借助于开模力驱动脱模装置,完成脱模动作;合模时能准确复位。 8.2 弯销脱模 (1) 塑件为圆柱形,下部为平面,上部是一斜面。圆柱下端有一段为螺纹结构,为使塑件顺利脱模,可设计成弯销脱模机构。弯销安装在定模一侧,滑块安装在动模一侧。两板式,斜滑块对分成型,开模时,利用弯销的斜面作用于滑块,推动滑块进行脱模。 (2)斜滑块结构有以下的特点:?斜滑块的脱模距不能太长,其结构比较简单;?滑块移动与脱模的动作是重合在一起;?合模时,斜滑块靠锁紧块锁紧,滑块的移动范围由定位销控制。 (3)根据斜滑块结构的特点,塑件外围的螺纹由对分斜滑块成型。通过锁模力,压紧斜滑块,在套板上产生一定的预应力,使各斜滑块的侧向分型面间具有良好的密封性,防止塑料窜入滑块间隙中形成飞边,影响塑件的尺寸精度。为防止开模时斜滑块由于惯性作用从导轨中脱出,用定位销限制其行程。 (4)该弯销分型脱模机构,采用一模二腔形式。从方便塑料制品脱螺纹考虑,采用哈夫模即斜滑块在抽芯后分型,而不需要其他脱模装置。实际情况是型芯抽出后的脱模,塑料制品常常“粘”在其中一边哈夫模上,要人为拔下,为此,将内型芯增加了一个延长段,使哈夫模分离时,干扰塑料制品附于哈夫模上,又不至于在开模后挂住塑料制品。 (5)注塑成型后,哈夫模即斜滑块因弯销直段部分,内外型芯定型段从塑料制品中抽出,浇口套与主浇道分离,当弯销拔动哈夫模与塑料制品分离后,型芯延长段也接着脱离塑料制品,最后塑料制品与料头一同落下。 - 38 - 本科生毕业设计,论文, 8.3 脱模力的计算 脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需施加的外力,需克服塑件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力合脱模机构本身的运动阻力。 (1)第一次分型时使内型心脱离出来,有脱模力。塑件侧面圆孔直径为30mm, r15壁厚为2mm,,故属于厚壁塑件。端面形状为圆形的厚壁塑件对型,,,,7.5,10t2 芯包紧的脱模阻力计算公式为 ,,2rESL(f,tan)F,,0.1A ,(1,,K)K12 3查参考文献[2]表4-24E是塑料的弹性模量,取Mpa;S是塑件成型的平均收1.8,10 缩率,取0.55%;L是被包型芯的长度,为2mm;是塑件与钢材之间的摩擦因数,取f ,,,0.45;是脱模斜度,本设计中不计,即=0;是塑料的泊松比,取0.3; 22,,22,KKKK= , =1+由上可知=0,即==3.56,=1fsin,cos,12122cos,,2,cos,1,2,且该圆孔为通孔,故A项视为零。 代入计算得塑件对圆柱型芯包紧的脱模阻力为 F,87.35N (2)第二次分型时完成哈夫模与外型心分离,从而使得塑件从型腔中脱出,使塑件从型芯上脱下阻力较大。 塑件长度方向尺寸为48mm,宽度方向为52mm,壁厚2mm, ab,48,52,,故属于薄壁塑件。端面形状为圆柱的厚壁塑件对型芯,,,15.92,10π,t,2 包紧的脱模阻力计算公式为 2(a,b)ESL(f,tan),F, (1,u,K)K12 代入计算得塑件对矩形型芯包紧的脱模阻力为F,5275N,单个塑件的脱模力 F,2,5275,10550NF,7850N,该模具为一模两腔,所以总的脱模力 总 由于所选注射机顶出力远大于脱模力,所以第二次分型没有问题。 - 39 - 本科生毕业设计,论文, 第九章 排气系统的设计 9.1 排溢设计 排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的空气和熔体中挥发出来的气体。如果排气系统不合理,将会产生如下弊病: (1)增加熔体充模的阻力,使型腔无法被充满,导致制品棱边不清晰; (2)在制品上呈现明显可见的流动痕和熔接痕,使制品的力学性能降低; (3)滞留气体使制品产生银纹、气孔、剥层等表面质量缺陷; (4)型腔内气体受到压缩后产生瞬间局部高温,使熔体分解变色,甚至炭化烧焦; (5)由于排气不良,降低了熔体的充模速度。 9.2 引气设计 对于一些大型深腔壳形制品,注射成形后,整个型腔由塑料填满,型腔内气体被排出,此时制品的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空,当制品脱模时,由于受到大气压的作用,造成脱模困难,如采用强行脱模,势必使制品发生变形或损坏,因此必须加引气装置。 9.3 排气系统 排排气系统有以下几种方式: - 40 - 本科生毕业设计,论文, (1)最可靠的方法是开设专门的排气槽; (2)利用型芯、镶件、推杆、推管等配合间隙; (3)利用球状合金颗粒烧结块渗导排气; (4)有时为了防止制品在顶出时造成真空而变形,必须设置进气装置。 设计原则: 排气槽应该开在熔体最后充满的部位。排气槽方向不要朝着工人操作的方向,以防在成型时漏料伤人。 9.4 本模具的排气方式 对于本设计,改塑件由于采用侧浇口进料,在定模板上有与外型芯连接,外型芯与内型芯的连接,压块与内型芯等,其配合间隙可作为气体排出的方式,不会产生憋气的现象,因此本设计不单独开设排气槽。 第十章 温度调节系统的设计 10.1 模具温度对模具的影响 模具在成型的过程中,模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件的质量。模具温度过高,成型收缩大。脱模后塑件变形率大,而且还容易造成溢料和黏模。模具温度过低,则熔体流动性差,塑件轮廓不清晰,表面还会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模具的温度不均匀时,型芯和型腔温度差过大,塑件收缩不均匀,导致塑件翘取变形,会影响塑件的形状和尺寸精度。 综上所述,模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。由于本塑件采用的是ABS,其黏度中等、流动性较好,对模具温度的要求不高,因此只要设计冷却系统就可以了,加热系统就不需设计。 ABS属于中等黏度材料,起成型温度及模具温度分别为200?和50~80?。所以模具温度初步选定为50?,用常温水进行冷却。 10.2 冷却系统的设计 10.2.1 冷却系统设计原则 (1)尽量保证塑件收缩均匀,维持模具的热平衡; (2)冷却水孔数量越多,孔径越大,则对塑件的冷却效果越均匀。根据经验,一 - 41 - 本科生毕业设计,论文, 般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的1,2倍,冷却水孔中心距约为3,5倍,水孔直径一般为8,12; (3)尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等,当塑件壁厚均匀时,冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等; (4)浇口处加强冷却。一般在注射成型时,浇口附近温度最高,距浇口越远温度越低,因此加强浇口处的冷却; (5)尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大,将使模具的温度分布不均匀,尤其对流程很长的大型塑件,料温越流越低,对于矩形模具,通常沿模具宽度方向开设水孔,使进水与出水温度差不大于5?; (6)合理选择冷却水道的形式; (7)合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作,进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧; (8)冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构(如推杆孔、小型芯孔等)发生干涉现象,设计时要通盘考虑; (9)冷却水孔进出接头应埋入模板内,以免模具在搬运过程中造成损坏。 10.2.2 冷却介质的选择 冷却介质有冷却水和压缩空气,但用冷却水较多,因为水的热容量大、传热系数大,成本低。用水冷却,即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。由于ABS的黏度中等、流动性好,成型工艺要求模具温度都不太高,所以常采用水对模具冷却。 10.2.3 冷却系统的简单计算 (1)单位时间内注入模具中塑料熔体的总质量W 1)塑料制品的体积 33 V,V,V,nV,(3.5,0.815,2,34.75)cm,73.8cm主分塑 2)塑料制品的质量 m,,V=1.02×73.8g=75.2g=0.0752kg ttt3)塑件壁厚为2mm,查教材表4-34得=9.3s。取注射时间=2s,脱模时间=8s,注冷脱 tttt则注射周期:=++=19.3s。由此可得每小时注射次数:=(3600/193)次=186N注冷脱 次 4)单位时间内注入模具中塑料熔体的总质量:=186×0.0752kg/h=13.98 kg/h W,Nm Q (2)确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量 查参考文献[2]表4-35直接可S - 42 - 本科生毕业设计,论文, Q知ABS的单位热流量的值的范围在(310~400)kJ/kg之间,故可取370kJ/kg。 S q (3)计算冷却水的体积流量 设冷却水道入水口水温为,,20?,出水口水温为V2 3?,取水的密度ρ=1000kg/,水的比热容=4.187kJ/(kg??)。则根据公式可,,25mc1 得: WQ13.95,3703Sq,,=0.00410/min mVc60,(,,,)60,1000,4.187,(25,20)12 3q (4)确定冷却水路的直径 =0.00410/min时,查参考文献[2]表4-30可知,mdV 为了使冷却水处于湍流状态,取模具冷却水孔直径=10mm。 d (5)冷却水在管内的流速 v 4q40.00410,V=1.42m/s v,,2260,d603.140.01,, (6)求冷却管壁与水交界面的膜传热系数 因为平均水温为22.5?,查参考文献[2]h表4-31可得=6.7,则有: f 0.80.8(1000,0.00410)(,v)24.187,6.7kJ/(m4.187f==?h??)=2.45×h0.20.20.01d 24kJ/(m?h??) 10 A (7)计算冷却水道的导热总面积 WQ13.98370,2S,32Am == ,8.95,10m2520,h,,42.110(50),,,2 L (8)计算模具所需冷却水道的总长度 A0.00895L= ,,285mm,d3.14,0.01 (9)冷却水路的根数n 设每条水路的长度,则冷却水路的根数为 l,200mm L285,n=,根2根 l200 由于2条冷却水道对于模具来说显然时不合适的,因此根据具体情况加以修改。为 了提高生产效率,动、定模模仁都应得到充分的冷却,水道的详细布置情况见装配图。 - 43 - 本科生毕业设计,论文, 第十一章 模具材料的选择 11.1 模具材料选用原则和要求 用于注塑模具的钢材,大致应满足如下要求: (1)机械加工性能优良,易切削,适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工; (2)抛光性能优良,没有气孔等内部缺陷,显微组织均匀,具有一定的使用硬度(40HRC以上); (3)良好的表面腐蚀加工性,要求钢材质地细而均匀,适于花纹腐蚀加工;但对一些特殊塑料; (4)耐磨损、有韧性 ,可以在热交变负荷的作用下长期工作,耐摩擦; (5)热处理性能好,具有良好的淬透性和很小的变形,易于渗氮等表面处理; (6)焊接性好,具有焊接性,焊后硬度不发生变化,且不开裂、变形等; (7)热膨胀系数小,热传导效率高:防止变形,提高冷却效果; (8)性能价格比合理,市场上容易买到,供货期短。 在选择注射模具钢材时,要综合考虑塑件的生产批量、尺寸精度、复杂程度、体积大小和外观要求等因素。对于塑件生产批量大、尺寸精度要求高的场合,应选用优质模具钢。对于结构复杂或体积比较大的塑件应选用易切削钢。外观要求高的塑件可以选用镜面钢材。 - 44 - 本科生毕业设计,论文, 11.2 注射模具材料确定 本次设计的注射模具的材料选择如表11.1所示。 表11.1 模具材料的选择 零件名称 材料牌号 热处理 硬度 说明 淬透性好、变形小、耐磨定模板 45钢 淬火 58HRC,62HRC 性好 淬透性好、变形小、耐磨内型芯 Cr12MoV 淬火 58HRC,62HRC 性好 定模底板 45钢 调质 230HB,270HB ? 动模底板 45钢 调质 230HB,270HB ? 动模板 45钢 调质 230HB,270HB ? 垫块 45钢 ? ? ? 浇口套 45钢 淬火 50HRC,55HRC ? 外型芯 Cr12MoV 淬火 58HRC,62HRC 弯销 T10A 淬火 230HB,270HB ? 导柱 GCr15 淬火 54HRC,58HRC ? 导套 GCr15 淬火 54HRC,58HRC ? 导块 45钢 淬火 50HRC,55HRC ? 定位销 45钢 淬火 50HRC,55HRC ? 表11.2 常用材料的性能比较 钢号 切削加工性 淬透性 淬火不变形性 耐磨性 耐热性 ? ? Q235A 优 差 差 45 优 差 差 中 差 T8A 优 差 差 中 差 - 45 - 本科生毕业设计,论文, T10A 良 差 差 良 差 Cr12MoV 良 优 优 优 良 第十二章 典型零件的制造工艺 塑件的精度高低,表面质量好坏,全取决于成型零件的制造工艺,因此编制出一个科学合理制造工艺是保证成型零件质量,进而保证产品质量的关键。成型零件主要有两类:型腔类和型芯类。简单的型腔和型芯以机械切削加工为主,再加抛光工序;复杂的型腔和型芯以机械切削进行粗加工,精加工以电加工为主,复杂的小型异形型芯以电加工为主。机械切削加工基本上是数控铣削加工。 在模具制造中,每个零件都具有复杂性与特殊性,相互之间具有整体配合性,这给编制模具加工工艺带来了不同的要求,一份好的工艺编制文件,能影响生产成本与产品质量。编制工艺的基本原则。根据自己的人力、物力基础和客户提供的数据或图纸的要求,尽快地编制切实可行的工艺文件,制造出高品质的产品,具有使用性。在这个基本原则构筑的框架中,快、好、省是核心内容,贯穿于编制的始终。 (1)“快”:它要求在最短的时间内编制出耗时最短的工艺文件; (2)“好”:它要求工艺员能够编写出最合理、最佳的工艺文件,预防处理加工过程中出现的问题; (3)“省”:就是要充分节约人力、物力、财力、提高单位生产效率。 - 46 - 本科生毕业设计,论文, 图12.1 动模座 12.1 加工工艺 表12-1 动模座加工工艺表 序号 工序名称 加工工艺过程及要求 设备 1 下料 准备410mm×460mm×35mm的坯料 2 粗铣 在铣床上装夹校正,粗铣至铣床 402mm×452mm×32mm(端面留1mm工艺余量, 上下表面各留0.5mm的加工余量) 3 铣削孔 在铣床上装夹校正,铣外形尺寸Φ16通孔、Φ24铣床 通孔和Φ26通孔,加工Φ26,深15mm的台阶, Φ24,深15mm的台阶,Φ16,深30mm的台阶 4 热处理 调质处理,表面硬度达230HB,270HB 热处理炉 - 47 - 本科生毕业设计,论文, 5 精铣 在铣床上装夹校正,铣外形尺寸铣床 400mm×450mm×30mm 6 MQ1350A 磨削 精磨表面粗糙度为1.6μm至图纸要求 7 钳工 模具钳工对型芯沿脱模方向进行纵向抛光 8 检验 根据图纸对尺寸和形状位置精度进行检验 12.2导块数控编程 (1)数控加工说明: 加工边界的刀具为T01,刀具偏移量储存在H01补偿号指定的内存中;刀具起始位置在X=-40mm Y=-40mm Z=0处。 加工零件中通孔φ40mm刀具为T02, 刀具偏移量储存在H02补偿号指定的内存中;加工零件上阶梯孔φ18mm与φ32mm刀具为T03与T04, 刀具偏移量分别储存在H03与T04补偿号指定的内存中;换刀点选在X=0 Y=0 Z=150mm处,初始平面选在Z=0处,参考平面设在加工孔上表面Z=3处。 切割零件上台阶刀具为T05 刀具偏移量储存在H05补偿号指定的内存中;刀具起始位置在X=-40mm Y=-40mm Z=0处;换刀点选在X=0 Y=0 Z=150mm处。 (2)加工示意图举例: - 48 - 本科生毕业设计,论文, 加工示意图 切割加工示意图于此类似不作说明。 (3)数控编程如下: N10 G00 Z-30 N15 G91 G46 G00 X40.0 Y40.0 D01 N20 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N25 X350.0 N30 G47 Y-76.0 N35 X-350.0 N40 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N45 X350.0 N50 G47 Y-76.0 N55 X-350.0 N60 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N65 X350.0 N70 G47 Y-76.0 N75 X-350.0 N80 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N85 X350.0 N90 G47 Y-76.0 N95 X-350.0 N100 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N105 X350.0 N110G47 Y-76.0 - 49 - 本科生毕业设计,论文, N115 X-350.0 N120 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N125 X350.0 N130 G47 Y-76.0 N135 X-350.0 N140 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N145 X350.0 N150 G47 Y-76.0 N155 X-350.0 N160 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N165 X350.0 N170 G47 Y-76.0 N175 X-350.0 N180 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N185 X350.0 N190 G47 Y-76.0 N195 X-350.0 N200 G47 G01 Y76.0 Z-5.0 F250.0 N205 X350.0 N210 G47 Y-76.0 N215 X-350.0 N220 G46 G00 X-40.0 Y-40.0 N225 G92 X0 Y0 Z0 N230 G90 G00 Z150.0 T02 M06 N235 G43 Z0 H02 N240 S10 M03 N245 G99 G81 X33.0 Y36.0 Z-83.0 R-27.0 F50.0 N250 G98 X317.0 N255 G00 X0 Y0 M05 N260 G49 Z150.0 T03 M06 N265 G43 Z0 H03 N270 S20 M03 N275 G99 G82 X85.0 Y46.0 Z-83.0 R-27.0 F70.0 N280 G98 X265.0 N285 G00 X0 Y0 M05 N290 G49 Z150.0 T04 M06 N295 G43 Z0 H04 N300 S30 M03 N305 G99 G82 X85.0 Y46.0 Z-35.0 R-27.0 F150 N310 G98 X265.0 N315 G00 X0 Y0 M05 N320 G49 Z150.0 N325 M00 - 50 - 本科生毕业设计,论文, N330 M05 加工导块台阶部分数控编程如下: 加工高22mm的面 N10 G00 Z-30 N15 G91 G46 G00 X40.0 Y40.0 D05 N20 G47 G01 Y15.0 Z-6.0 F150.0 N25 X350.0 N30 X-350.0 N35 G47 G01 X350.0 Z-5.0 F150.0 N40 X-350.0 N45 G47 Y-15.0 N50 G46 G00 X-40.0 Y-40.0 N55 Z150.0 N60 M00 N65 M05 加工高15mm的面 N10 G00 Z-30 N15 G91 G46 G00 X40.0 Y40.0 D05 N20 G47 G01 Y22.0 Z-5.0 F150.0 N25 X350.0 N30 X-350.0 N35 G47 X350.0 N40 X-350.0 N45 G47 Y-22.0 N50 G46 G00 X-40.0 Y-40.0 N55 Z150.0 N60 M00 N65 M05 第十三章 模具的安装及工作过程 模具装配试模完毕之后,模具进入正式工作状态,其基本工作过程如下: (1)对塑料ABS进行烘干,并装入料斗; (2)清理模具型芯、型腔,并喷上脱模剂,进行适当的预热; (3)合模、锁紧模具; - 51 - 本科生毕业设计,论文, (4)对塑料进行预塑化,注射装置准备注射; (5)注射,其过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模; (6)该弯销分型脱模机构,采用一模二腔形式。从方便塑料制品脱螺纹考虑,采用哈夫模即斜滑块在抽芯后分型,而不需要其他脱模装置。实际情况是型芯抽出后的脱模,塑料制品常常“粘”在其中一边哈夫模上,要人为拔下,为此,将内型芯增加了一个延长段,使哈夫模分离时,干扰塑料制品附于哈夫模上,又不至于在开模后挂住塑料制品。 注塑成型后,哈夫模即斜滑块因弯销直段部分,内外型芯定型段从塑料制品中抽出,浇口套与主浇道分离,当弯销拔动哈夫模与塑料制品分离后,型芯延长段也接着脱离塑料制品,最后塑料制品与料头一同落下。 (7)制品的后处理,去除边刺和凝料,对制品进行调湿处理。 参 考 文 献 [1] 伍先明,王群,庞佑霞,张厚安编.塑料模具设计指导[M].国防工业出版社,2006. [2] 叶久新,王群主编.塑料成型工艺及模具设计[M].机械工业出版社,2007. [3] 中国模具设计大典编委会编.中国模具设计大典2[M].西安科学技术出版社,2003. [4]王鹏驹主编.塑料模具技术手册[M].机械工业出版社,2001. [5]李力,崔江红,肖庆和,胡纪云编著.塑料成型模具设计与制造[M].国防工业出版社,2007. - 52 - 本科生毕业设计,论文, [6]齐卫东主编.简明塑料模具设计手册[M].北京理工大学出版社,2008. [7]杨占尧等编著.注塑模具典型结构图例[M].化学工业出版社,2005. [8] 冯炳尧,韩泰荣,蒋文森主编.模具设计与制造简明手册(第二版)[M],2006. [9] 大连理工大学工程画教研室.机械制图(第五版)[M].高等教育出版社,2003. [10] 上海科学技术出版社,1998.许发樾主编,实用模具设计与制造手册[M].机械工业出版社,1998. [11] 王旭主编.塑料模结构图册[M].机械工业出版社,1994. ] 许鹤峰,陈言秋主编.注射模具设计要点与图例[M].化学工业出版社,1998. [12 [13] 屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计[M].机械工业出版社,1996. [14] 廖念钊等主编.互换性与技术测量[M].中国计量出版社,1991. [15] 唐志玉主编.塑料模具设计师指南[M].国防工业出版社,1996. [16] 赵旭,何华妹,杜智敏编著. Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版模具设计基础教程[M].人民邮电出版社,2004. [17]和庆娣,袁巍,刘昌丽等编著. Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文版模具设计[M].机械工业出版社,2007 [18] 模具设计与制造技术教育丛书编委会编.模具结构设计[M].机械工业出版社,2004. [19] <现代模具技术>编委会编.注塑成型原理与注塑模设计[M].国防工业出版社,1996. [20] 徐进,陈再枝主编.模具材料应用手册[M].机械工业出版社,2001. [21] 贾润礼,程志远主编.实用注射模设计手册[M].中国轻工业出版,2000. [22] 孙印杰等主编.野火中文版Pro/ENGINEER模具设计[M].北京:电子工业出版社,2004. [23] 杜智敏主编.Pro/ENGINEER野火版塑料注射模具设计实例[M].北京:机械工业出版社,2005. [24] 陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册[M].机械工业出版社,2000. [25] C. K. Mok, K. S. Chin and John K. L. Ho.An Interactive Knowledge-Based CAD System For Mould Design in Injection Moulding Processes,J,.Int J Adv Manuf Technol,2000, 22~44. [26] S. P. Kolluri, and A. A. Tseng,“Simulation of CNC controller features in graphics-based programming” ,J,.Computers in Industry,1989,135~146. 致 谢 经过一个学期的设计,话筒支撑架注塑模终于完成了,本设计是在导师xxx老师的悉心指导和热情鼓励,以及xxx老师的耐心解答和精心帮助下完成的。在模具设计和论文写作期间刘老师认真指导,言传身教,令我们从中学到了许多有益的东西。X老师严谨的治学态度、渊博的知识和执着的敬业精神给我留下了深刻印象。在跟随导师学习、生活中,得到了导师无微不致的关怀、帮助和教诲,给我诸多启示,解答了设计过程中 - 53 - 本科生毕业设计,论文, 许多难题,尤其是在加工工艺方面,x老师丰富的现场经验弥补了我们这些学生缺乏现场加工工艺经验的不足,使所得本次设计得以顺利完成。还有在导师细心的指导和严格的要求下,也使得自己的制图更加规范,工作也更加认真。导师们的精神激励我克服困难,广泛涉猎新思想、新理论,不断地探求新的科学发展。 通过本次毕业设计,对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结,对模具的设计和加工有了一个比较系统、全面的认识和了解,也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。本次设计,也遇到了很多问题,不过由于老师和同学们的热心帮助才使得毕业设计顺利完成,感谢他们~衷心的感谢xxx指导老师,谢谢他专业上的指导,更要谢谢他在我精神上的鼓励~谢谢各位老师~同时也感谢给予我热心帮助的同学~ 谢谢朋友对我的作品的赏识,充值得到积分就可以下载说明书,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。下载后请留上你的邮箱号或者qq号或者给我的qq留言:734570778,我将压缩包送给你,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦~欢迎下次光临~ - 54 - 本科生毕业设计,论文, - 55 -
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