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文档简介
摘要在按钮注塑模构造被设计过程中,设计者针对产品材料性能、构造特点进行工艺分析;通过度析,拟定该模具型腔建数模、分型面、初选了注塑机。然后在PRO-e环境下进行该模具成型零件设计、模架构造系统设计,最后模具总成,生成二维总装图和非原则零件零件图,并在PRO-e中对按钮型腔进行数控加工。整套模具设计都基于CAD进行模具总装图和零件图从CAD中生成。本设计实现了模具CAD,对此后从事模具设计具备一定实际指引意义。核心词:塑料;注塑模;设计;pro/ETheDesignofInjectionMoldAbstract:Thepress-buttonisdesignedoftheinjectionmoldingprocess,thedesignerfortheproductstructureofthematerialproperties,processanalysis;throughanalysis,determinethemouldcavityisbuiltmodularandpartingsurfaces,aplasticinjectionmoldingmachineoftheprimaries.AndthenmakethePRO-ediespartsdesign,moldframesystemdesign,andfinallydieAssembly,generatetwo-dimensionalGeneralAssemblydrawingsandnon-standardpartsdiagrams,andforthepress–buttoninthePRO-ebottomcoverofcavityforCNCmachining.ToolingdesignarebasedonCADformouldGeneralAssemblydrawingsandpartsdiagramsgeneratedfromCAD.ThisdesignenablesmouldCAD,engagedinthedesignofthedieinthefuturewithsomepracticalguidance.Keywords:Plastic;Injectionmold;Design;pro/E目录第一章绪论 11.2课题研究目与意义 21.3本课题重要研究内容 2第二章分析制品及材料工艺性 32.1塑件材料选取 32.2ABS材料分析 32.2.1使用性能及用途 32.2.2成型性能 32.2.3ABS重要技术指标 42.2.4ABS成型塑件重要缺陷及消除办法 42.3注射成型工艺过程 42.4模架构造示意图 5第三章注塑机选取 63.1注塑机型号初步拟定 63.2按射机最大注射量进行校核 63.3锁模力校 73.4最大注射压力校核 73.5模具与注射机安装某些校核 7第四章分型面拟定 84.1分型面基本形式 84.2选取分型面基本原则 84.3分型面拟定 9第五章浇注系统设计 105.1浇注系统设计应遵循基本原则 105.2主流道尺寸 105.3主流道衬套形式 125.4分流道布局形式 125.5冷料井设计 135.5.1主流道冷料井设计 13第六章模架拟定和原则件选用 146.1定模固定板 146.2定模板 146.3动模固定板 146.4动模板 146.5动模垫板 156.6垫块 156.7其她零件 15第七章成型零部件设计 167.1凹模构造 167.2成型零件工作某些尺寸计算 167.3计算成型零部件工作尺寸要考虑因素 167.3.1塑件收缩波动 167.3.2模具成型零件制造误差 177.3.3模具成型零件磨损 177.3.4模具安装配合误差 177.4凹模径向尺寸计算 187.4.1凹模径向尺寸计算 187.4.2凹模深度尺寸计算 187.5定模板及凹模某些构造拟定 197.5.1凸模径向尺寸计算 197.5.2凸模深度尺寸计算 19第八章导向与定位机构设计 218.1导向构造总体设计 218.2导柱设计 228.3导向孔 228.4定位圈设计 23第九章塑件脱模机构设计 249.1脱模机构构成 249.2推出机构设计设计原则 249.3脱模机构分类 24第十章排气槽设计 26第十一章模具试模与修模 2711.1注射机选定 2711.2试模用注塑料 2711.3试模工艺 2711.4试模 27结束语 29致谢 30附录 32附录一塑件动模三维视图 32附录二塑件定模三维视图 33附录三模架三维视图 34附录四零件装配CAD视图 35附录五英文文献: 36附录六中文翻译 39第一章绪论1.1引言现今国内模具工业呈现新发展特点与趋势,构造调节等方面获得了不少成绩,信息社会经济全球化不断发展进程,模具行业发展趋势重要模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济迅速方面发展。随着着产品技术含量不断提高,模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具公司向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。随着汽车、IT电子、航空等有关行业领域高速发展,国内模具行业日新月异、高技术含量模具成为“十一五”发展重点。将来中华人民共和国将重点发展高技术含量模具,模具产品向轻巧、精美、迅速高效生产、低成本与高质量方向发展。中华人民共和国塑料模具发展迅速。塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%,因此在将来模具市场中,塑料模具发展速度将高于其他模具,在模具行业中比例将逐渐提高。随着市场竞争激烈化,客户对于产品质量规定越来越高,生产速度规定越来越快。这些规定推动人们不断设计技术更加先进,生产效率更加高注塑机,同步设计构造更加合理,性能更加稳定注塑模具,并谋求更为合理注塑工艺,以满足这方面规定。中华人民共和国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求推动下,形成了一种巨大产业链条,从上游原辅材料工业和加工、检测设备到下游机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业,塑料模具发展一片生机。为了可以使咱们在毕业后工作过程中可以独立分析和解决实际问题,在四年学习将要结束时候,学校安排了“毕业设计”这个实践环节。本设计题目为“气球底座注塑模具设计”。在设计中通过度析选用了“一模四腔”型腔排列方式,可以满足大批量生产任务;浇口设计过程中依照模具构造选取了点浇口,在顶出机构设计中,考虑到制件成型后由于收缩将包紧在型芯上,导致脱模力较大,为保证塑件质量,采用了顶杆脱模。1.2课题研究目与意义塑料模具产业近年来在国内发展不久,随之而来是日益激烈市场竞争,加入WTO后,外国模具厂家进入国内市场,要在激烈竞争中脱颖而出,发展模具原则件实行模具专业化生产至关重要。当代产品生产中,模具由于其加工效率高,互换性好,节约原材料,因此得到很广泛应用。模具用途广泛,模具种类繁多,科学地进行模具分类,对有筹划地发展模具工业,系统地研究、开发模具生产技术,增进模具设计、制造技术当代化,充分发挥模具功能和作用;对研究、制定模具技术原则,提高模具原则化水平和专业化协作生产水平,提高模具生产效率,缩短模具制造周期,都具备十分重要意义。1.3本课题重要研究内容本课题重要是旋钮帽注塑模设计,分析旋钮帽注塑模制造工艺,分流道、注塑量等工艺计算。(1)按钮注塑模设计初步方案尽量运用校内外所有条件,并有指引教师解说,对其工艺流程结识,计算出有效尺寸,然后绘制出旋钮帽注塑模装配图和零件图。(2)按钮注塑模各部件初步设计方案该模具包括浇注系统、合模导向机构设计以及脱模顶出等机构设计,要使得设计价格低廉、成型性能较好。第二章分析制品及材料工艺性2.1塑件材料选取(1)塑件(底托)如图示:图2.1底托塑件图(2)塑件材料选取:改性聚苯乙烯(即ABS)2.2ABS材料分析2.2.1使用性能及用途性能:综合性能较好,冲击性、机械强度较高,尺寸稳定,耐化学性、(水无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响)、电性能良好;易于成型和机械加工,与有机玻璃熔接性良好,可做双色成型塑件,且表面可镀铬等装饰性颜色。用途:适于制作普通机械零件、各类外壳、汽车配件、日用品、管材及文具等。2.2.2成型性能(1)无定性料,流动性中档,比聚苯乙烯、AS差,但比聚碳酸酯、聚砜好。(2)吸湿性强,必要充分干燥,表面规定光泽塑件须经长时间预热干燥。(3)成型时宜取高料温、高模温,但料温过高易分解(分解温度为250℃)。对精度较高塑件,模温宜取50—60℃。对光泽、耐热塑件,模温宜取60-80℃,注塑压力应比加工聚苯乙烯稍高,普通用柱塞式注塑机时料温为,180-230℃注射压力为100—140mpa,螺杆式注塑机则取160—220℃,70—100mpa为宜。(4)易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流阻力,模具设计时要注意浇注系统,选取好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)。(5)ABS在升温时粘度增高,塑料上脱模斜度宜稍大,宜取1°以上。(6)在正常成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。2.2.3ABS重要技术指标表2.1ABS重要技术指标密度(QUOTE)1.05抗拉屈服强度(mpa)50比容(QUOTE)0.92拉伸弹性模量(mpa)1.8×QUOTE吸水率24h(%)0.3冲击强度无缺口261收缩率(%)0.3—0.8缺口11熔点(℃)130-160弯曲强度(mpa)80热变形温度(℃)0.45mpa90-108强度(hb)9.71.8mpa83-103体积电阻率(QUOTE)6.9×QUOTE2.2.4ABS成型塑件重要缺陷及消除办法重要缺陷:缺料、气孔、飞边、浮现熔接痕、塑件耐热性不高(持续工作温度为70℃左右热变形温度约为93℃)、耐气候性差(在紫外线作用下易变硬变脆)。消除办法:加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。2.3注射成型工艺过程预烘干→装入料斗→预塑化→注射装置准备注射→注射→保压→冷却→脱模→塑件送下工序清理模具:涂脱模剂→合模→注射模具装配完毕之后,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、并涂上脱模剂,进行恰当预热;(3)合模、锁紧模具;(4)对塑料进行预塑化,注射装置准备注射;(5)注射,其过程涉及充模、保压、倒流、浇口冻结后冷却和脱模;(6)脱模过程:开模时,开合模系统带动动模某些后移,主流道凝料在定模拉料杆作用下,与主流道衬套分离;继续开模到一定距离,塑件分型面分型,之后推出机构动作,推板在注射机顶杆作用下,带动塑件推杆动作,于是塑件在塑件推杆作用下,脱离型芯,从而完毕塑件与模具分离;最后将塑件取出。(7)塑件后解决:对塑件进行修边或抛光解决。2.4模架构造示意图图2.2注塑模架第三章注塑机选取3.1注塑机型号初步拟定该塑件体积借助pro/e画出三维零件图,再查询其体积为。依照塑件体积初步选定用XS-Z-30(卧式)型注塑机。XS-Z-30(卧式)型注塑机重要技术规格如下表:表3.1注塑机重要技术规格理论注射容积(QUOTE)30螺杆直径(mm)28注射压力(MPa)119注射行程/mm130螺杆转速注射时间/s0.7锁模力(kN)250拉杆间距(mm)235移模行程(mm)160模具最大厚度(mm)180模具最小厚度(mm)60注射方式柱塞式模具定位孔直径(mm)Φ63.6喷嘴球半径(mm)R12喷嘴口孔径(mm)Φ2模板尺寸(mm)250×2803.2按射机最大注射量进行校核(式3.1)(式3.2)选用机台型号XS--Z--30注射机额定注塑量为30g,因而该注射机注射机是符合规定。式中K注射机最大注射量运用系数,普通取0.8;注射机容许最大注射量m1浇注系统所需材料质量或体积,g/cm3;m单个塑件质量或体积,g/cm3n型腔数量。3.3锁模力校核塑件投影面积QUOTE=3.14×QUOTE=143.07QUOTE(式3.4)由锁模力(式3.5)式中F——注射机额定锁模力;n——型腔数,n=4;k——安全系数,取k=1.QUOTE——融料在型腔中平均压力,ABS为30mpa;A——塑件投影面积;得:QUOTEKN≤F(式3.6)3.4最大注射压力校核注射机额定注射压力即为它最高压力QUOTE应当不不大于注射机成型时所调用注射压力,即:QUOTE>KQUOTE(式3.7)很明显上式成立,符合规定。3.5模具与注射机安装某些校核喷嘴尺寸注射机头为球面,其球面半径与相应接触模具主流道始端凹下球面半径相适应。模具厚度模具厚度H(又称闭合高度)必要满足:QUOTE<H<QUOTE(式3.8)式中QUOTE——注射机容许最小厚度,即动、定模之间最小开距;QUOTE——注射机容许最大模后。注射机容许厚度150<H<250(式3.9)第四章分型面拟定4.1分型面基本形式该塑件只有一种分型面,因此选取垂直式分型面(它是与开模方向垂直平面)4.2选取分型面基本原则由于分型面受到塑件在模具中成型位置、浇注系统设计、塑件构造工艺性及精度、形状以及推出办法、模具制造、排气、操作工艺等各种因素影响,因而在选取分型面时应综合分析。选取分型面时普通应遵循如下几项基本原则:1.分型面应当在塑件外形最大轮廓处2.拟定有利留模方式,尽量把塑件开模式留在动模一边,便于塑件顺利脱模3.有助于保证塑件精度规定4.不影响外观条件下,尽量满足塑件外观质量规定5.便于模具加工制造,尽量选取平直分型面。6.尽量减少塑件在合模分型面上投影面积。7.对排气系统和冷却系统影响8.对侧抽芯影响4.3分型面拟定图4.1注塑零件分型面
第五章浇注系统设计5.1浇注系统设计应遵循基本原则浇注系统尺寸与否合理不但对塑件性能、构造、尺寸、内外在质量等影响较大,并且还在与塑件所用塑料运用率、成型效率等有关。对浇注系统进行整体设计时,普通应遵循如下基本原则;(1)设计浇注系统应合用于所用塑料成型工艺特性规定,以保障塑料之间质量。(2)在保证塑件成型质量,满足型腔良好排气效果前提下,应尽量缩短流程,同步还应控制好流道表面粗糙度,并减少六道弯折等。(3)应注意与模具排气方式相适应,使塑件获得良好成型质量;(4)应尽量避免塑料熔体直冲细小型芯和嵌件,以防止熔体冲击使细小型芯变形或嵌件位移;(5)浇注系统设计时,应当使浇注系统凝料与塑件易于分离,且浇口痕迹易于清理和休整;(6)设计时应尽量保证在同一时间内塑料熔体布满各型腔,且使浇注系统在分型面上投影面积总重心与注塑机锁模机构锁模力作用中心相重叠;(7)先对注射机成型时流动距离比或流动面积比进行校核,可以避免充填局限性现象发生。5.2主流道尺寸(1)主流道小端直径主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+0.5-1则d=2+1取d=3(mm)。(式5.1)(2)主流道球半径主流道球半径SR=12+1—2取SR=14(mm)。(式5.2)(3)球面配合高度球面配合高度为3—5取3(mm)。(4)主流道长度主流道长度L,应不大于60mm,上原则架及该模具构造,取L=46(mm)(式5.3)(5)主流道锥度主流道锥角普通应在2°—6°,取α=4°,因此流道锥度为α/2=2°(式5.4)(6)主流道大端直径主流道大端直径D=d+2Ltan(α/2)(α=4°)≈4.3(mm)(式5.5)图5.1主流道5.3主流道衬套形式主流道某些在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力熔料要冷热互换地重复接触,属易损件,对材料规定较高,因而模具主流道某些常设计成可拆卸更换衬套式(俗称浇口套),以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热解决。普通采用碳素工具钢如T8A、T10A等,热解决规定淬火53—57HRC。主流道衬套应设立在模具对称中心位置上,并尽量保证与相连接注射机喷嘴同一轴心线。主流道衬套形式有两种:一是主流道衬套与定位圈设计成整体式,普通用于小型模具;二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件,然后配合固定在模板上。该模具尺寸较小,主流道衬套可以选用整体式。5.4分流道布局形式分布特点是:从主流道到各个型腔分流道,其长度、断面尺寸及其形状都完全相似,以保证各个型腔同步均衡进料,同步进料完毕。由于课题为一模四腔,因此选取H形,H形是以四个腔为一组,分流道呈交叉H形。图5.2分流道5.5冷料井设计在完毕一次注射循环间隔,考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所规定塑料熔体温度,从喷嘴端部到注射机料筒以内约10—25mm深度有个温度逐渐升高区域,这时才达到正常塑料熔体温度。位于这一区域塑料流动性能及成型性能不佳,如果这里相对较低冷料进入型腔,便会产生次品。为克服这一现象影响,用一种井穴将主流道延长以接受冷料,防止冷料进入浇注系统流道和型腔,俗称冷料井(冷料穴)。5.5.1主流道冷料井设计主流道冷料井设计成带有推杆冷料井,底部由一根推杆构成,推杆装于推杆固定板上,与推杆脱模机构连用。冷料井孔设计成倒锥形,便于将主流道凝料拉出。当其被推出时塑件和流料凝道能自动坠落,易于实现自动化操作。第六章模架拟定和原则件选用6.1定模固定板定模座板(280X230厚25)普通用45钢或Q235A制成,最佳调质230—270HB;主流道衬套固定孔与其为H7/m6过渡配合;通过六个Φ10内六角螺钉与定模固定板连接;定模垫板普通就是模具与注射机连接处得定模板。6.2定模板(230X230厚25)普通用45钢或Q235A制成,最佳调质230—270HB;上面型腔为整体式;有四个型芯固定孔;其导柱固定孔与导柱为H7/m6过渡配合。6.3动模固定板规格,(280X230厚25用于固定型芯(凸模)、导套。为了保证凸模或其她零件固定稳固,固定板应有一定厚度,并有足够强度,普通用45钢或Q235A制成,最佳调质230—270HB;导套孔与导套为H7/m6或H7/k6配合;型芯孔与其为H7/m6过渡配合。6.4动模板规格,(230X230厚30)普通用45钢或Q235A制成,最佳调质230—270HB;其注射机顶杆孔为Φ50mm;其上推板导柱孔与导柱采用H7/m6配合。6.5动模垫板垫板是盖在固定板上面或垫在固定板下面平板,它作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固定板,并承受型腔、型芯或顶杆等压力,因而它要具备较高平行度和硬度。普通采用45钢,经热解决235HB或50钢、40Cr、40MnB等调质235HB。还起到了支承板作用,其要承受成型压力导致模板弯曲压力。6.6垫块(1)重要作用:在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构动作空间,或是调节模具总厚度,以适应注射机模具安装厚度规定。(2)构造形式:可为平行垫块、拐角垫块。(该模具采用平行垫块)。(3)垫块普通用中碳钢制造,也可用Q235A制造,或用HT200,球墨铸铁等。式中△——顶出行程余量,普通为5——10mm,以免顶出板顶到动模垫板。(4)模具组装时,应当注意左右两垫块高度一致,否则由于负荷不均匀会导致动模板损坏。6.7其她零件(1)定位圈45钢(2)各销35钢热解决后硬度28—38HRC(3)各螺钉45钢淬火硬度43—48HRC(4)水嘴45钢镀锌第七章成型零部件设计成型零部件也就是构成塑料模具模腔零件,是直接与塑料熔体接触,承受熔体料流高压冲刷、脱模摩擦等,因而,成型零件不但规定有对的几何形状、较高尺寸精度和较低表面粗糙度,并且还规定有合理构造,较高强度、刚度及较好耐磨性。7.1凹模构造(1)整体式凹模。它是有整块钢材加工而成,对于构造复杂凹模就不太合用这会导致加工困难或者无法加工,并且在局部维修过程中也是很麻烦。(2)整体嵌入式凹模。在多型腔模具型腔构造设计中,为了提高加工效率和保证尺寸精度及形状一致性,常采用数控加工、电加工等办法加工凹模型腔,然后将每个凹模镶块整体嵌入模板,这种镶拼式模具跟换、维修以便。(3)局部镶拼式凹模镶块。这种适当凹模局部形状复杂,不易加工,热解决后易开裂、变形,采用这种构导致型塑件时,易产生镶拼痕迹,且对拼块精度规定高。在零件易损坏部位常采用这中构造形式,便于维修和更换。7.2成型零件工作某些尺寸计算为了计算简便起见,塑料制品和成型零件均按单向极限将公差带置于零线一边,以型腔内径成型塑料制品外径时,规定型腔基本尺寸LM为型腔最小尺寸,偏差为正,表达为LM塑料制品基本尺寸Ls为塑料制品最大尺寸,偏差为负,表达为(Ls)。以型芯外径成型塑料内径时,规定型芯最大尺寸为基本尺寸,表达为(LM),塑料制品内径最小尺寸为基本尺寸,表达为Ls。即凡是孔都是以它最小尺寸作为基本尺寸,凡是轴都是以它最大尺寸作为基本尺寸。7.3计算成型零部件工作尺寸要考虑因素7.3.1塑件收缩波动s=(Smax--Smin)LSs—塑件收缩率波动误差Smax—塑件最大收缩率Smin—塑件最小收缩率LS—塑件基本尺寸实际收缩与计算收缩率会有差别,按照普通规定,塑料收缩率波动所引起误差应不大于塑件公差1/3。7.3.2模具成型零件制造误差普通成型零件工作尺寸制造公差取塑件公差值1/3~1/4或取IT7~IT8级作为制造公差,组合式型腔或型芯制造公差应依照尺寸链来拟定。7.3.3模具成型零件磨损对于中小型塑件,最大磨损量可取塑件公差1/6,对于大型塑件应取塑件公差值1/6以上。7.3.4模具安装配合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变化,都会引起塑件尺寸变化。综上所述,塑件在成型过程产生最大尺寸误差应当是上述各种误差总和。即:——塑件成型误差;——模具成型零件制造误差;——模具成型零件磨损引起误差;——塑料收缩率波动引起误差;——模具成型零件配合间隙变化误差;——模具装配误差。由此可见,影响因素多,累积误差较大,因此咱们在设计时应使累积误差不超过塑件规定公差值,即: 式中—为塑件公差。因收缩率波动引起塑件尺寸误差会随塑件尺寸怎大而增大,生产大型塑件时,由于收缩率波动对塑件尺寸公差影响较大,仅仅依托提高模具制造精度级别来提高塑件精度时困难和不经济,因此选取收缩率波动较少塑件。因而在设计模具时考虑收缩率时非常重要。拟定ABS塑料平均收缩率:7.4凹模径向尺寸计算7.4.1凹模径向尺寸计算凹模径向尺寸计算采用平均尺寸法,公式如下:QUOTED——凹模径向尺寸(mm);——塑件平均收缩率(ABS收缩率为0.3%—0.8%,平均收缩率0.55%)d——塑件径向公称尺寸(mm);△——塑件公差值(mm)(3△/4项系数随塑件精度和尺寸变化,普通在0.5—0.8之间,取0.6);——凹模制造公差(mm)(当尺寸不大于50mm时=1/4QUOTE;当塑件尺寸不不大于50mm时,=1/5QUOTE)凹模径向尺寸计算为:D=QUOTE=QUOTE7.4.2凹模深度尺寸计算凹模深度尺寸采用平均尺寸法,公式如下:QUOTE式中H——凹模深度尺寸(mm);h——塑件深度公称尺寸(mm);——塑件平均收缩率(平均收缩率0.55%);QUOTE项关于资料简介系数为0.5;——凹模制造公差(mm)(当尺寸不大于50mm时,=1/4QUOTE;当塑件尺寸不不大于50mm时,=1/5QUOTE);QUOTE——塑件最小收缩率(%)。凹模深度尺寸为:H=7.5定模板及凹模某些构造拟定7.5.1凸模径向尺寸计算凸模径向尺寸计算采用平均尺寸法,公式如下:QUOTED——型芯径向尺寸(mm);δ——型芯制造公差(mm);——塑件平均收缩率(平均收缩率0.55%);d——塑件径向公称尺寸(mm);△——塑件公差值(mm)(3△/4项系数随塑件精度和尺寸变化,普通在0.5—0.8之间,取0.6);凸模径向尺寸计算为:D=QUOTE7.5.2凸模深度尺寸计算凸模深度尺寸采用平均尺寸法,公式如下:QUOTEH——凸模深度尺寸(mm);h——塑件孔深度尺寸(mm);——塑件平均收缩率(平均收缩率0.55%);QUOTE项关于资料简介系数为0.5;——凸模制造公差(mm)(当尺寸不大于50mm时,=1/4QUOTE;当塑件尺寸不不大于50mm时,=1/5QUOTE);QUOTE——塑件最小收缩率(%)凸模深度尺寸为:H=QUOTE第八章导向与定位机构设计合模导向机构对于塑料模具是不可少部件,由于模具在闭合时规定有一定方向和位置,必要导向。导柱安装在动模或者定模一边均可。有细长型芯时,以安在细长型芯一侧为宜。普通导柱设在模板四角。导向机构重要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。a. 定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具,并且在模具闭合后使型腔保持对的形状,不至由于位置偏移而引起塑件壁厚不均,或者模塑失败。b. 导向作用动定模合模时,一方面导向机构接触,引导动定模对的闭合,避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。c. 承受一定侧压力塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力,或由于注射机精度限制使导柱在工作中承受一定侧压力,此时,导柱能承担一某些侧压力。当侧压力很大时,不能单靠导柱来承担,需要增设锥面定位装置。对于三板模、脱模板脱模等,导柱还要承受悬浮模板质量.当采用原则模架时,因模架自身带有导向装置,普通状况下,设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置,则须由设计人员依照模具构造进行详细设计。8.1导向构造总体设计导向零件应合理地均匀分布在模具周边或接近边沿部位,其中心至模具边沿应有足够距离,以保证模具强度,防止压入导柱和导套后变形。导柱中心至模具外缘应至少有一种导柱直径厚度;导柱普通设在离中心线1/3处长边上。(1) 该模具采用4根导柱,其布置为在模板四个角上。(2) 该模具导柱安装在动模固定板上,导套安装在定模固定板和脱板上。(3) 为了保证分型面较好接触,导柱和导套在分型面处应制有承屑板,即可削去一种面或在导套孔口倒角。(4) 各导柱、导套及导向孔轴线应保证平行。(5) 在合模时,应保证导向零件一方面接触,避免凸模先进入型腔,导致成型零件损坏。(6) 当动定模板采用合并加工时,可保证同轴度规定。(7) 导柱导套配合长度普通取配合直径1.5~2倍,别的某些可以扩空,以减小摩擦,并减少加工精度。8.2导柱设计(1)本设计模具采用带头导柱,且加油槽。(2)导柱长度必要比凸模端面高度高出6~8mm。(3)为使导柱能顺利地进入导向孔,导柱端部常做成圆锥形或球形先导某些。(4)导柱直径应依照模具尺寸来拟定,应保证具备足够抗弯强度(该导柱直径由原则模架知为∅20)。(5)导柱安装形式,导柱固定某些与模板按H7/m6过渡配合,导柱滑动某些按H7/f7或H8/f7间隙配合。(6)导套端面应倒圆角,普通倒角半径为1~2mm。导柱孔最佳做成通孔,利于排出孔内剩余空气。(7)导套孔滑动某些按H7/f7 或 H8/f7 间隙配合,表面粗糙度为Ra0.4um。导套外径按H7/m6或H7/k6配合镶入模板。(8)导套材料可用淬火钢或铜(青铜合金)等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱硬度,这样可以改进摩擦,以防止导柱或导套拉毛。多用20钢渗碳后淬火或T8A、T10A淬火。8.3导向孔导向孔可以直接开设在模板上,且设计为通孔,这种形式孔加工简朴,合用于生产批量小,精度规定较高模具。对导向孔构造重要有四点规定,分述如下:(1)、形状 为了使导柱进入导套比较顺利,在导套前端倒圆角,导柱孔最佳打通,否则导柱进入未打通导柱孔时,孔内空气无法逸出而产生压力,给导柱进入导致阻力。(2) 材料 可用淬火铜或铜等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱硬度,这样可以改进磨擦,以防止导柱或导套拉毛。(3) 导套精度与配合 普通A型用二级精度过度配合,B型用二级精度静配合。(4) 光洁度 配合某些光洁度规定七级。(5)导套选取应依照模板厚度来拟定,材料为T8A硬到HRC50~55,或采用20钢渗碳0.5~0.8厚,淬硬到HRC56~60.本设计导套装在公模板。8.4定位圈设计为了便于模具在注射机上安装以及模具浇口套与注射机喷嘴孔精定位,应在模具上安装定位圈,用于与注射机定位孔匹配,定位圈除完毕浇口套与喷嘴孔精准定位外,还可以防止浇口套从模内滑出。无论是采用原则型定位圈还是特殊型定位圈,其外径D都应比注射机上定位圈配合孔径小0.2~0.3mm,以便顺利安装模具。第九章塑件脱模机构设计在注射成型每一循环中,塑件必要由模具型腔中脱出,脱出塑件机构称为脱模机构或顶出机。9.1脱模机构构成脱模机构由顶杆、顶杆固定板、顶出板、回程杆、勾料杆、回程弹簧构成,其中,勾料杆作用是勾着浇注系统冷料,使其随同塑件一起留在动模一侧,顶杆用来顶制品,顶出固定板,用来固定顶杆,回程杆,运用回程弹簧起复位导向作用。本模具脱模机构由推板和复位杆构成。9.2推出机构设计设计原则(1)塑件滞留于动模边,以便借助于开模力驱动脱模装置,完毕脱模动作,致使模具构造简朴。(2)防止塑件变形或损坏,对的分析塑件对模腔粘附力大小及其所在部位,有针对性地选取适当脱模装置,使推出重心与脱模阻力中心相重叠。由于塑料收缩时包紧型芯,因而推车力作用点应尽量接近型芯,同步推出力应施于塑件刚性和强度最大部位,作用面积也应尽课能大某些,以防塑件变形或损坏。(3)力求良好塑件外观,在选取顶处位置时,应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大部位。在采用推杆脱模时特别要注意这个问题。(4)构造合理可靠,脱模机构应工作可靠,运动灵活,制造以便,更换容易且具备足够刚度和强度。9.3脱模机构分类脱模机构可按动力来源分类也可按模具构造分类(1)按动力来源分类。分为手动脱模、机支脱模、液压脱模、气动脱模,本设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用顶出油缸,并开模到一定距离后,活塞动作实现脱模。(2)按模具构造分类。分为简朴脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用顶出机构是顶杆顶出机构。顶杆机构特点:顶杆加工简朴,更换以便,脱模效果好。第十章排气槽设计在注塑成型过程中,模具内除了型腔和浇注系统中有气体外,尚有塑件受热或凝固产生低分子挥发气体,这些气体若不能顺利排出,则也许因充填时气体被压缩而产生高温,引起塑件局部炭化烧焦,使塑件产气愤泡,或使塑料熔接面不良而引起缺陷,因而须进行排气设立,排气深度(或间隙)0.025mm。(1)排溢设计:排溢是指排出充模熔料中前锋冷料和模具内气体等。(2)引气设计:对于某些大型腔壳形塑件,注射成型后,整个型腔由塑料填满,型腔内气体被排出,此时塑件包容面与型芯被包容面基本上构成真空,当塑件脱模时,由于受到大气压作用,导致脱模困难,如采用强行脱模,势必使塑件发生变形或损坏,因而必要加引气装置。(3)排气系统有如下几种方式:运用排气槽;运用型芯、镶件、推杆等配合间隙;有时为了防止制品在顶出时导致真空而变形,必要设立进气装置。(4)该套模具排气方式有1运用模具分型面排气;2对于组合式型芯可运用其拼和缝隙、零件配合间隙结束语模具生产水平高低已成为衡量一种国家产品水平高低重要标志,由于模具在很大限度上决定着产品质量、效益和新产品开发能力。为了能更好把握模具生产各个环节,本次设计从头到尾始终严格按照分析题目、收集资料、总体设计、详细设计、完善设计环节逐渐进行设计,其中重要涉及注塑机选用、浇注系统设计、凹模凸模设计、成形零件推出方式拟定以及排溢系统等设计。在这期间遇到过许多专业问题,最后都在周教师细心指引协助下一一攻克,最重要是在整个过程中我学到了诸多,也感受到了模具生产在当前以及将来都会占据非常重要地位,模具设计发挥作用将是不可代替。固然随着先进制造技术不断发展和模具兴业整体水平提高,在模具行业将会浮现更多新设计、生产、管理理念与模式,这就规定咱们继续学习。致谢毕业设计就这样在自己忙碌中结束了,开始时候真不懂得如何做起,但是在史教师细心指引下我一步一步步入了正轨。如果不是教师大力支持,我想我会走诸多弯路。通过这次设计也让我结识到了自己实力,相对于来说我所掌握知识还是很少,在做设计时候,要串联诸多方面知识,而我有时候真不懂得该从何做起,遇到难处就去查看资料或者去请教教师和同窗。至此,感谢教师和同窗们对我协助。大学生活就要结束了,有你们陪伴,让我充实渡过了这四年宝贵时光。最后,在此,我再次感谢史教师对我协助和指引。[1]李德群、唐志玉主编,中华人民共和国模具设计大典.江西科学技术出版社.[2]伍先明、王群、庞佑霞、张厚安编著,塑料模具设计指引,国防工业出版社[3]周凤云主编,工程材料及应用(第二版),武汉:华中科技大学出版社,[4]屈华昌主编,塑料成型工艺与模具设计,北京:机械工业出版社,1996[5]许鹤峰、陈言秋编,注塑模具设计要点与图例,北京:化学工业出版社,1999[6]宋翠芳,注射模中三维造型及消隐,计算机应用,1994[7]王建华,徐佩弦,热流道系统设计和喷嘴选取,塑料制造,[8]苏娟华,赵一静,曹津,饮料瓶坯注射模具热流道设计,塑料工业,[9]李德群,国外注射模CAD/CAE/CAM发展概况,模具工业,1994[10]ComputerAidedCompositionDesignofPrehardened-MouldSteelforPlasticPatrickWOLLANTSScience&Technologyofmaterial/01[11]宋玉恒主编,塑料注射模具实用手册,北京:航空工业出版社,1994[12]张克惠编著,注塑模设计,西北工业大学出版社,1995[13]屈华昌主编,塑料成型工艺与模具设计,北京:机械工业出版社,1994[14]李秦蕊主编,塑料模具设计,西北工业大学出版社,1997[15]唐志玉等主编,塑料制品设计指南,北京国防工业出版社,1997[16]张留成主编,高分子材料导论.第1版.北京化学工业出版社,1993[17]邹立谦主编,塑料制品设计,北京机械工业出版社,1993[18][美]哈罗德·贝罗夫斯基著.塑料产品设计和加工工程,吴南桥,吴洪武,晋刚等译北京:化学工业出版社,附录附录一塑件动模三维视图附录二塑件定模三维视图附录三模架三维视图附录四零件装配CAD视图附录五英文文献:ThedevelopmentofthemoulddesignmanufacturePlasticindustryistheworldoneofthefastestgrowingindustries.Since1909realizechemicalsynthesismethodwithpureproductionofplastic,startingwithplasticindustrymorethan90yearsofhistoryhas.In1927,PVCplasticpolymerchemistrysincetheadvent,alongwiththedevelopmentoftechnology,variousperformanceplastic,especiallypolyamide,polyformaldehyde,ABS,polycarbonate,poly(PSF,polystyreneether,fluorineplasticengineeringplasticdevelopmentisrapid,itsspeedexceededpolyethylene,polypropylene,PVCandpolystyrenefourgeneralplastic,plasticpiecesinindustrialproductsandsuppliesfromawiderangeofapplications,plasticinsteadofmetalexamples,everywhere.Plastichastheadvantagesofaseriesofmetal,suchas:lessweight,corrosionresistance,electricalinsulationgood,easilymodelling,highefficiencyandlowcost,etc.Buttherearealsomanyitsdefects,suchas:anti-agingsex,heat-resistant,antistatic,resistancetoflammabilityandmechanicalstrengthbelowthanmetal.Butasthepolymersynthesistechnology,materialmodificationtechnologyandformingtechnologyprogress,moreandmoreexcellentperformanceplasticpolymermaterialsareconstantlyemerging,whichpromptedplasticindustrytheleapdevelopment.Plasticspeciesincreased,newengineeringplasticvarietiesofplasticmoldingequipment,increased,formingtechnologyandmouldtechnologylevelofdevelopmentfortheapplicationofplasticparts,developedthewidefield.Atpresent,theplasticpartsofthenationaleconomyalreadydeepintoeachdepartment.Especiallyinofficemachines,camera,automobile,instrumentandapparatus,machinerymanufacturing,aviation,transportation,communication,lightindustry,buildingmaterialsproducts,dailynecessitiesandhouseholdappliancesindustrytrendofthepartsplasticcontinuouslystrengthened,andhavesoldproducts.Accordingtoreports,theUnitedStateshasbecomethecountry'sfirstplasticindustryfourlargestindustrialannually,plasticconsumptionhasmorethansteel.Intheworldaccordingtothesizeandweightcomputationoftheconsumptionofplasticpartsalsoexceededsteel.TheplasticsindustryinChinaisexpandingrapidly,especiallyinthelast20years,yieldandvarietyaregreatlyincreased,manynoveltyengineeringplasticalsohasalreadyputinbatchproduction.Plasticsin1990,thehighestintheworld536.8tonstofourthplace.Nowadays,Chinaplasticsindustryhasformedafairlylargecompletesystem,itincludesplasticproduction,forming,plasticmachineryequipment,toolingandscientificresearch,personneltraining,etc.Plasticindustryinthenationaleconomyineachdepartmentplaysamoreandbiggerrole.Alongwiththescienceandtechnologyprogressandthenationaleconomydevelopmenttoextensiveplasticparts,plasticmouldingtechnologyneedstohighprecision,highefficiencyandbeinglonglifetimeinthatdirection.Becauseitisacomprehensivetechnology,soit'sdevelopmentwillinevitablyinvolvemanyareasofmutualcooperation.1.Theprogressofplasticmoldingtheoryofplasticinallkindsofmoldfillingprocesstherheologicalbehaviorresearchunceasinglythorough;Relevantextrusionrheologicaltheoryandmathematicalmodelhasbeensetup,basicallyinactualproductionandhasbeenusedin;Therheologicaltheoryaboutinjectionmoldingisdiscussed;inTheplasticinjectionmoldingmeltinapeacekeepingtwo-dimensionalsimplecavityofmoldfillingflowtheoryandmathematicalmodelhassolvedsomewhat,thefutureworkistocombinetheorywithpracticalproductiontofurtherenhancetheplasticmeltin3-dcavityflowbehavioroftheresearch.Furtherdeepenthetheoreticalbasisandtheplasticmoldingtechnologyprincipleofstudysoastoimprovemoldingprocessmethods,moldingandshapingequipments.2.Theplasticmoldingmethodinnovationforsomenewplasticandsomehavespecialrequirements,theoldplasticpartsmoldingmethodhasnolongerapply.Therefore,inrecentyearsappearedalotofnewmethods,suchastheplasticmoldingmaterialswithoutportcoagulationthermosettingplasticinjectionmolding,theinjectionmolding,lowfoaminjectionmolding,exhaustinjectionmolding,flowinjectionmolding,powermolteninjectionmolding,gas-assistedinjectionmoldingandmanyvarietiesofplasticinjectionmolding,castingofplasticmolding,plasticpowdersinteringmoldingetc.3.Plasticpiecesofprecision,miniaturizationandsuper-largechangeinordertomeetvariousdepartmentsofnationaleconomyofplasticpartsofprecision,miniaturizationandsuperoperatingrequirementsofhighprecisionmould,miniatureandlargemolddeveloped,smallsizeandtypeofplasticmoldingequipmentalsoconstantlyemerging,forexample,Germanyinjectionquantitydevelopedonly0.1gminiatureinjectionmachine.Canproduce0.05gaminiatureplasticproductsaround.Domesticmanufacturingof0.5gram'sinjectionmachineandcanproduceabout0.1gaminiatureplasticproducts(suchaswatchshaft,etc.).Moldismoldedpartsofoneofimportanttechnicalequipmentproduction.Mouldwithitsparticularshapethroughcertainwaymakesrawmaterialmolding.Differentplasticformingmethodsusingdifferentmoldingtechnologyandprincipleandstructurecharacteristicsandnotthesameplasticmould.Plasticsqualityfitandunfitqualityandproductionefficiency,mouldfactorsaccountfor80%.Apairofgoodqualityinjectionmouldcanmoldingmillionsoftimes,compressionmoduluscanproduceabout250,000,theseallmadewithmolddesignandhasagreatrelationship.Inthemodernplasticsproduction,reasonablemouldingtechnology,efficientmoldingequipment,advancedplasticmouldandmanufacturingtechnologyisindispensablefactors,especiallyplasticmouldtorealizeplasticprocessingtechnologyrequirements,theuseofplasticpartsrequirementandmodellingdesignplaysanimportantrole.Efficientautomaticequipmentalsoonlyloadedontoautomateproductionmol
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