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任務(wù)書所在學(xué)院專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師題 目插座底板注塑模具設(shè)計及成型零件工藝設(shè)計一、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容與基本要求:(目標、任務(wù)、途徑、方法,應(yīng)掌握的原始資料(數(shù)據(jù))、參考資料(文獻)以及設(shè)計技術(shù)要求、注意事項等)(紙張不夠可加頁)1. 設(shè)計目標及設(shè)計(論文)擬解決的主要問題(1)設(shè)計目標:1)翻譯2篇專業(yè)相關(guān)的最新英文文獻,文獻翻譯要求不少于2000字;2)查閱和整理文獻,撰寫文獻綜述,文獻綜述要求不少于3000字;3)整理設(shè)計思路,完成開題報告,開題報告要求不少于3000字;4)完成肥皂盒造型設(shè)計、二維模具總圖及零件圖設(shè)計、制定完整的注塑成形工藝、制定成型零件加工工藝,提交論文、圖紙及工藝卡片。(選做:模具三維設(shè)計)(2)擬解決的主要問題:1)根據(jù)塑件的重量、大小和數(shù)量初步確定成型設(shè)備,并確定模具的型腔數(shù)。2)分型面設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計、側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計、頂出系統(tǒng)設(shè)計以及排氣系統(tǒng)設(shè)計。3)計算模具結(jié)構(gòu)尺寸:a注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核;b成型零件工作尺寸計算;4)繪制模具結(jié)構(gòu)圖 a裝配圖:要求能夠明確地表示出模具的結(jié)構(gòu)特征。b零件圖:要求做到可以加工,應(yīng)注明具體尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差及熱處理要求等等。利用工程CAD或其他計算機輔助設(shè)計完成二維零件圖,并打印出圖。5)分析成型零件結(jié)構(gòu)、材料,完成其加工工藝設(shè)計。2. 設(shè)計(論文)的主要內(nèi)容和基本要求設(shè)計主要內(nèi)容包括:分析零件結(jié)構(gòu)合理性,合理確定分型面、澆注系統(tǒng)尤其是澆口形式和位置,設(shè)計成型塑料零件側(cè)面形狀的模具結(jié)構(gòu);根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求設(shè)計成型零件結(jié)構(gòu)及加工工藝,并給出工藝卡片。基本要求:注意裝配圖的裝配關(guān)系(配合尺寸)和重要尺寸;零件圖結(jié)構(gòu)要素,尺寸、形位公差、粗糙度、熱處理和技術(shù)要求;零件側(cè)面成型部分拆裝工藝和動作可靠性;模具的合理冷卻及水道必要的密封。要求模具結(jié)構(gòu)符合大批量生產(chǎn)要求,模具工作可靠,動作平穩(wěn);模具零件結(jié)構(gòu)合理,滿足數(shù)字化加工要求。要求模具表面挺括清晰,無飛邊,無明顯收縮痕跡。要求成型零件有正確的幾何形狀,結(jié)構(gòu)合理,能達到較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度。3. 推薦參考文獻(5篇以上)1 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計M.北京:高等教育出版杜,2001.2 齊曉杰主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計M.北京: 機械工業(yè)出版杜,2006.3 塑料模具設(shè)計手冊編寫組塑料模具設(shè)計手冊M.北京: 機械工業(yè)出版社,2004.4 伍先明等編.塑料模具設(shè)計知道.北京: 國防工業(yè)出版社,2008.5 馮炳堯等.模具設(shè)計與制造簡明手冊M.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2005.6 陳錫棟, 周小玉. 實用模具技術(shù)手冊M. 北京:機械工業(yè)出版社, 20017 黃毅宏, 李明輝. 模具制造工藝M. 北京:機械工業(yè)出版社, 19998 焦永和. 機械制圖M. 北京:北京理工大學(xué)出版社, 20039 單泉, 張銀彩, 郭敬芬. PRO/ENGINEERM. 北京:機械工業(yè)出版社, 2005二、畢業(yè)論文進度計劃序號各階段工作內(nèi)容起訖日期備注1下發(fā)任務(wù)書20XX年9月15日2外文翻譯20XX年11月15日3開題報告20XX年11月15日4文獻綜述20XX年11月15日5論文、圖紙、工藝卡片20XX年 月 日6答辯20XX年 月 日三、專業(yè)(教研室)審批意見:審批人(簽字):工作任務(wù)與工作量要求:原則上查閱文獻資料不少于12篇,其中外文資料不少于2篇;文獻綜述不少于3000字;文獻翻譯不少于2000字;畢業(yè)設(shè)計說明書或論文1篇不少于10000字。 提交相關(guān)圖紙、實驗報告、調(diào)研報告、譯文等其它形式的成果。畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范及有關(guān)要求,請查閱寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范。備注:學(xué)生一人一題,指導(dǎo)教師對每一名學(xué)生下達一份畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書。實訓(xùn)工具一覽表工種工步工具鉗工劃線劃線平板游標卡尺高度尺木刷樣沖、棉布鎯頭鉆孔臺鉆麻花鉆鉸孔鉸刀鉸扳锪孔锪鉆拋光油石砂紙煤油研磨膏羊毛氈、凈水銼配整形銼扁銼部件裝配銅棒內(nèi)六角扳手數(shù)銑數(shù)銑數(shù)控銑床壓板精密平口鉗墊塊百分表及表座彈簧夾頭刀柄平刀球刀游標卡尺線切割線切割壓板百分表鉬絲加工液軟件游標卡尺電火花電火花壓板刀口尺成型電極煤油游標卡尺實訓(xùn)工具一覽表工種工步工具鉗工劃線劃線平板游標卡尺高度尺木刷樣沖、棉布鎯頭鉆孔臺鉆麻花鉆鉸孔鉸刀鉸扳锪孔锪鉆拋光油石砂紙煤油研磨膏羊毛氈、凈水銼配整形銼扁銼部件裝配銅棒內(nèi)六角扳手數(shù)銑數(shù)銑數(shù)控銑床壓板精密平口鉗墊塊百分表及表座彈簧夾頭刀柄平刀球刀游標卡尺線切割線切割壓板百分表鉬絲加工液軟件游標卡尺電火花電火花壓板刀口尺成型電極煤油游標卡尺開題報告1、畢業(yè)設(shè)計題目公牛插座底座注塑模設(shè)計2、題目來源(科研、生產(chǎn)、教學(xué)、其它)生產(chǎn)3、畢業(yè)設(shè)計的研究背景和意義上海遐欣塑膠模具有限公司,是一家專業(yè)從事模具設(shè)計、制造及注塑成型、裝配、絲網(wǎng)印刷為一體化的企業(yè)。公牛插座底座是公司的一個產(chǎn)品,該塑件年產(chǎn)量約為20萬件。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ),模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志,它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量,效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。塑料模是一種用于生產(chǎn)的基本工藝裝備,它可以控制和限制熔融態(tài)的塑料流體在模具型腔內(nèi)的流動,使之形成所需要的形狀。它在很大的程度上節(jié)約了大量的零件的原材料,降低了加工成本,提高了生產(chǎn)效率。當前塑料制品在制造業(yè)中所占的比例迅猛增加,一個設(shè)計合理的塑料模具可以提高生產(chǎn)率,降低次品率。 塑料作為一種新的工程材料,發(fā)展速度十分迅猛。塑料材料由于其具有優(yōu)異的性能且加工容易,故成為塑料、橡膠和合成纖維三大合成材料中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的高分子材料。目前,塑料材料的應(yīng)用領(lǐng)域仍在進一步擴大,已經(jīng)涉及國民經(jīng)濟及人們生活的各個方面而塑料的加工及成型工藝也越來越得到設(shè)計者的重視。4、畢業(yè)設(shè)計的目標、基本內(nèi)容、重點與難點、主要創(chuàng)新點,研究的可行性 目標:獨立完成該套模具的設(shè)計,以及編寫設(shè)計計算說明書。 基本內(nèi)容:完成整套注塑模具的設(shè)計。 重點與難點:塑件底部螺紋孔的成型零件設(shè)計。 主要創(chuàng)新點:注塑模具的脫螺紋機構(gòu)。 研究的可行性:圖紙正確,說明書完整。5、主要參考資料及使用的原始資料(參考資料必須有著作、論文、網(wǎng)站和其它類,不得少于15冊)1 陳濤.塑料模具的動態(tài)仿真.現(xiàn)代制造工程,2009(3):90-912 錢萍,朱紅建,朱理.CAE技術(shù)在柜機風柵注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用.機械制造,2010(4):17-19 3 李奇,朱江峰.模具設(shè)計與制造.北京:人民郵電出版社,20064 李大鑫,張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述.模具制造,2005(2):60-615 劉向陽,屈平.我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀.世界制造技術(shù)與裝備市場,2004(2):88-906 王志峰,趙維民.中小型注塑模具企業(yè)模具設(shè)計與加工的流程.機械設(shè)計與制造,2008(2):196-1987 劉少達.我國塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004(3):101-1038 姬正橋,謝州.塑料產(chǎn)品注塑模具的現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計分析與制造.機械設(shè)計與制造,2008(1):209-2119 付宏生,劉京華.注塑制品與塑料模具設(shè)計.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200310 黃虹.塑料成型加工與模具.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200211 冷真龍,周麗萍.一模多用注射模具設(shè)計研究.機械設(shè)計與制造,2009(5):251-25312 王剛,單巖.Moldflow模具分析應(yīng)用實例.北京:清華大學(xué)出版社,200513 李錦標,易鈴棋,郭雪梅.精通Pro/ENGINEER 3.0野火版注塑模具設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社,200814 孫波.機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典.西安:西安電子科技大學(xué)出版,200815 Yang Junyi,Li Yuanyuan,Effect of cooling Sysyterm Desipn and Process parameters on cyclic variation of Mold Temperature-Simulation by DRBEM Plastics Rubber and Composistes Processing and Applications,1995,23(4),221-251 16 鄧明.實用模具設(shè)計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,2006整體構(gòu)思設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(論文)的整體構(gòu)思(設(shè)計類:方案;論文類:提綱) 1對產(chǎn)品成型工藝進行分析2注塑模具設(shè)計的方案論證3注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(包括零件結(jié)構(gòu)設(shè)計,成型零件及主要零部件的設(shè)計計算等,繪制裝配圖和零件圖)4模具零件加工工藝規(guī)程的編制5畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫畢業(yè)設(shè)計(論文)的主要研究手段、方法(含學(xué)校實驗室條件) 應(yīng)用已掌握的專業(yè)知識,在指導(dǎo)老師的幫助下,應(yīng)用proe、AUTOCAD等軟件完成該套注塑模具的設(shè)計與繪制,并在相應(yīng)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上理論聯(lián)系實際,不斷鞏固和學(xué)習(xí)新的知識,為將來更好的工作打下堅實的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計的進度安排第一階段 準備工作 20XX年06月01日20XX年08月30日第二階段 方案調(diào)研 20XX年09月01日20XX年09月15日第三階段 畢業(yè)設(shè)計 20XX年09月16日20XX年12月15日第四階段 畢業(yè)答辯 20XX年12月16日20XX年12月25日第五階段 資料歸檔 20XX年12月26日20XX年12月30日指導(dǎo)教師意見:(對題目、深度、廣度、工作量、工作準備的意見,對結(jié)果的預(yù)測、期待等)選題符合要求,同意開題 指導(dǎo)教師簽字: 20XX 年 9 月 15日專業(yè)指導(dǎo)小組意見: 符合要求,同意開題專業(yè)指導(dǎo)小組長簽字: 20XX 年 9 月 15日 系指導(dǎo)委員會意見: 符合要求,同意開題系畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)委員會主任簽字:周宏雷 20XX 年 9 月 15日4目 錄摘要1一 研究的目的、意義、現(xiàn)狀和方法21.研究的目的及意義22、研究的現(xiàn)狀3二 相關(guān)知識7三 主要研究內(nèi)容8四 總結(jié)9參 考 文 獻10摘要本文通過對模具的發(fā)展現(xiàn)狀以及塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀,綜述了注塑模具的市場發(fā)展。用Pro/E軟件,CAD軟件對公牛插座底座進行模具設(shè)計與模擬開模,從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品設(shè)計制造質(zhì)量、降低成本及靈活快速響應(yīng)市場的目的。介紹了塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用、設(shè)計準則,塑料注塑模的設(shè)計計算,包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,注塑機的選用等方面。 關(guān)鍵詞:注塑模具;公牛插座底座;PROE;一 研究的目的、意義、現(xiàn)狀和方法1.研究的目的及意義塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一,掌握塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義1。在機械制造業(yè)中,隨著全球市場競爭的日益激烈,各企業(yè)都力求以最好質(zhì)量、最低成本、最快速度將產(chǎn)品推向市場,計算機模擬技術(shù)得以充分用用。在傳統(tǒng)模具設(shè)計制造過程中,模具制造完畢后要進行多次試模、修模。反復(fù)的修模會造成模具內(nèi)部品質(zhì)的變化,導(dǎo)致整副模具.性能降低,從而使最終塑料制品質(zhì)量不能達到標準。而使用計算機輔助技術(shù)不僅可提高一次性試模的成功率,而且還可以使模具在質(zhì)量、性能及成本上都有很大程度的提高2。通過本次設(shè)計掌握先進軟件技術(shù),用專業(yè)分析軟件moldflow和軟件EMX4.1來縮短設(shè)計周期,提高一次性試模的成功率。本設(shè)計還通過電熱毯開關(guān)的注塑模具設(shè)計,了解注塑模具制造特點和新興注射成型技術(shù)對模具制造的新要求,分析注塑模具制造技術(shù)中的幾個關(guān)鍵問題。模具具有明顯的效益擴大作用,用模具生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品價值,往往是模具自身價值的幾十倍,幾百倍,甚至更多。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性,高生產(chǎn)率和代消耗,是其他加工方法所不能比擬的。注塑模具的發(fā)展日新月異,掌握注塑模具設(shè)計及其專業(yè)分析軟件,對未來的注塑模具設(shè)計市場有著不可估量的意義,對個人今后的事業(yè)有著不同尋常的意義。2、研究的現(xiàn)狀世界工業(yè)經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,帶動了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,模具是最重要的工藝裝備之一3。采用模具進行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率,節(jié)約原材料,降低成本,并保證一定的加工質(zhì)量要求。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分,模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為一個國家制造水平高低的重要標志,因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力4。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子、汽車、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。5塑料,橡膠,陶瓷,玻璃,皮革,耐火材料以及建材制品等大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型。因此個發(fā)達工業(yè)國家都十分重視對模具品種的開發(fā),質(zhì)量的改進,加工精度的提高和制造周期的縮短?,F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時,也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。目前,CAD/CAE/CAM等技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計和生產(chǎn)6。由于模具生產(chǎn)采用一系列高新技術(shù),如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等,因此,模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分,有人說,現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。在中國,人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位。我國的模具正處在高速發(fā)展時期,據(jù)不完全統(tǒng)計 ,目前模具生產(chǎn)廠點共有2 萬多家,從業(yè)人員約50 萬人,全年模具產(chǎn)值約360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約2 億美元,進口約10 億美元7。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展,加大了用于技術(shù)進步的投資力度,將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。塑料工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速。早在十多年前塑料的產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬的總和8。塑料制品在汽車、機電、儀表、航空航天等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來,中國塑料工業(yè)年均增長速度達到10%以上,塑料制品年產(chǎn)量位居世界第二。塑料制品在農(nóng)業(yè)、塑料包裝、塑料管材和異型材、汽車、家電、電子、交通等領(lǐng)域發(fā)展迅猛,掀起了一股投資熱潮。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),今后5-10年中國建筑業(yè)會有更大的發(fā)展,將成為中國市場新的消費熱點和經(jīng)濟增長點,并帶動化學(xué)建材業(yè)的發(fā)展。由于國家已禁止使用鑄鐵管道,代之以塑料管材,預(yù)計2010年全國新建住宅室內(nèi)排水管的80%及城市供水管的50%將采用塑料管。同時國家正在大力發(fā)展塑料門窗,預(yù)計2010年塑料門窗的普及率將達到30%-50%。塑料模具是應(yīng)用最廣泛占的一類模具,在模具類中塑料模比例一般30%40%。塑料模具近年來發(fā)展相當快,2002年已經(jīng)增加到140億左右。在2006年模具進出口統(tǒng)計中,我國模具的出口總額為2.52億美元,進口額則達到了12.72億美元,在進口模具中的塑料模具占到了50%左右。塑料模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大,帶動力強,外向度高,發(fā)展塑料模具工業(yè)有利于拉動其它行業(yè)的發(fā)展,推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。塑料模具在高技術(shù)驅(qū)動和支柱產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求的推動下,形成了一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條,從上游的材料工業(yè)和加工、檢測設(shè)備到下游的機械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應(yīng)用產(chǎn)業(yè),塑料模具發(fā)展方興未艾。這是整個塑料模具行業(yè)的優(yōu)勢所在。塑料制品成形的方法雖然很多,但最主要的方法是注塑成型。世界成形模具產(chǎn)量的半數(shù)以上是注塑模具。80年代以來注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)已經(jīng)從實驗室研究階段進入了實用化階段。在注塑模具方面,2006年,注塑模具比例進一步上升,熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高,注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展,我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸,最精密的注塑模具精度已達到2微米。在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時,CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣,CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展,模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn),專利數(shù)量增多。實踐證明,縮短注塑模具設(shè)計與制造周期,提高塑料制品制造精度與性能的正確途徑之一是采用CAD/CAE/CAM技術(shù)9。 當前國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中最重要的方法之一,已經(jīng)得到相當廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,注塑制品約占整個塑料制品的20%30%,而在工程塑料中有80%以上的制品是采用注塑成型加工的。我國注塑模具工業(yè)起步晚,底子薄與工業(yè)發(fā)達的國家相比存在很大的差距。但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和改革及開放方針引導(dǎo)下,我國注塑模行業(yè)得到迅速發(fā)展。高效率,自動化,大型,微型,精密,無流道,氣體輔助,高壽命模具在整個塑料模具產(chǎn)量所占的比重越來越大,為工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ),推動國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。在引進的塑料模具中,以科技含量較高的模具居多,如高精度模具、大型模具、熱流道模具、氣輔及高壓注射成型模具等?,F(xiàn)代塑料制品對表面光潔度、成型時間都提出了更高的要求,因而也推動了塑料模的發(fā)展。在塑料模具方面,我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距。要改善中國塑料模具的進出口狀況,必須加速國產(chǎn)塑料模具的發(fā)展。為此,要盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大瓶頸。一是模具標準化率不足,這必然導(dǎo)致交貨期延長,同時造成用戶更換零部件的困難。模具標準化程度低也直接制約著模具的專業(yè)化分工協(xié)作和商品化流通,也限制了模具的出口,2003年中國模具標準化程度和商品化程度在45%左右,與發(fā)達國家商品化程度70%-80%相比,還有較大的差距。 另一個主要原因是國內(nèi)制造高精模具的能力較低。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展,精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時,由于近年來進口模具中,精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù),所以,從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā),這類國產(chǎn)高檔模具在市場上隨著發(fā)達國家模具產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的對外轉(zhuǎn)移以及中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,與轎車、家電和電子業(yè)相關(guān)的精密模具的需求不斷增加,從速度、品質(zhì)、成本及服務(wù)等多方面加速了模具產(chǎn)業(yè)的競爭步伐,從而不斷提升國內(nèi)模具標準化和精密化等方面的技術(shù)水準。經(jīng)過多年努力,塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等在中國越來越廣泛地得到應(yīng)用,并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)組件;針對市場關(guān)鍵零部件、微孔、精細結(jié)構(gòu)組件的加工要求,追求精密模具的開發(fā)以提高產(chǎn)品附加值,已成為一些中小企業(yè)發(fā)展之道。專家預(yù)言,未來模具將向大型化、高精密度、多功能復(fù)合型等方向發(fā)展,熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高,并且隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展,氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。同時,由于近年來中國每年用10億美元左右進口模具,其中精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)。從減少進口的角度出發(fā),中國也應(yīng)加快高檔塑料模具的開發(fā)。未來的十年,中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括10: 1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平; 2.在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù);3.大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù); 4.在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù);5.提高模具標準化水平和模具標準件的使用率; 6.發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù); 7.逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用; 8.進一步研究開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備; 9.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程; 10.開發(fā)新的成形工藝和模具。一般注塑模具制造都采用一模多腔,以提高生產(chǎn)效率,降低成本。11這也是當前注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀之一。二 相關(guān)知識Moldflow軟件用于優(yōu)化制件和模具設(shè)計的整個過程,并提供了一整套的解決方案。它為制件設(shè)計、模具設(shè)計、注塑生產(chǎn)等整個過程提供了非常有價值的信息和建議,它可將優(yōu)化設(shè)計貫穿于設(shè)計制造的全過程,徹底改變傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗的“試錯”的設(shè)計模式,使產(chǎn)品的設(shè)計和制造盡在掌握之中。在這個軟件中應(yīng)用較多的是MPI(Moldflow Plastics Insight)部分,MPI可以模擬熱塑性塑料的注塑成型過程中的充模、保壓、冷卻階段,它可以通過預(yù)測塑性熔體在流道、澆口和型腔中的流動過程,計算澆注系統(tǒng)及型腔的壓力場、溫度場、剪切應(yīng)變速率場和剪切應(yīng)力場的分布,從而可以優(yōu)化澆口數(shù)目、澆口位置和注塑成型工藝參數(shù),預(yù)測所需的注塑壓力和鎖模力,并發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的欠注、燒焦、不合理的熔接痕位置和氣穴等缺陷12。EMX是Pro/ENGINER的一個外掛軟件,該軟件為模具設(shè)計提供標準模架以及一些經(jīng)典結(jié)構(gòu)的設(shè)計,從而可大大提高產(chǎn)品效率13。三 主要研究內(nèi)容1、澆注系統(tǒng)及排氣形式的確定根據(jù)塑料熔體的流動行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動阻力,通過分析的出充模順序同時考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和型腔內(nèi)原有氣體的導(dǎo)出問題,分析熔接痕的位置,決定澆口的數(shù)量和方位14。在這方面除了可用經(jīng)驗或解析的方法分析外,還可用模流分析軟件進行分析。2、冷卻形式的確定根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)、型腔形狀和冷卻水道的布置,分析得出保壓和冷卻過程中塑件溫度場的變化情況,解決塑性收縮、補縮問題,盡量減少由于溫度和壓力不均、結(jié)晶和取向不一致而造成的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。同時還要盡量提高冷卻效率,縮短成型周期。在這方面出了可用經(jīng)驗分析外,也可用模流分析軟件進行分析15。3、脫模形式的確定塑件脫模和橫向分型抽芯問題,通常可以通過經(jīng)驗和理論計算分析來解決。4、分型面及型腔數(shù)目的確定,型腔的布置的確定決定塑件的分型面,決定型腔的鑲拼結(jié)合。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不但要滿足充模和冷卻等工藝方面的要求,同時成型零件還要具有適當?shù)木?、粗糙度、強度和剛度,易于裝配和制造,制造成本低。5、注塑機的選擇注塑機的選擇應(yīng)根據(jù)成型塑件所需的最大注射容量或質(zhì)量、鎖模力、模具的閉合厚度及所需的開模距離來確定16。四 總結(jié)注塑模具在現(xiàn)代工業(yè)中占有很重要的地位。注塑成型新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展對制造技術(shù)不斷提出了新的要求,將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)應(yīng)用于制造全過程,未來注塑模制造將是以計算機輔助技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù),以信息流暢作為首要備件的有極強應(yīng)變能力與競爭力的技術(shù)。電熱毯開關(guān)的注塑模具設(shè)計以計算機為輔助工具,從三維造型到模具設(shè)計分析分別用了Pro/E軟件和Moldflow軟件,還用到了CAD制圖軟件,整個設(shè)計過程離不開電腦輔助。僅以電熱毯開關(guān)的注塑模具設(shè)計展望未來注塑模具市場的發(fā)展。參 考 文 獻1 陳濤.塑料模具的動態(tài)仿真.現(xiàn)代制造工程,2009(3):90-912 錢萍,朱紅建,朱理.CAE技術(shù)在柜機風柵注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用.機械制造,2010(4):17-19 3 李奇,朱江峰.模具設(shè)計與制造.北京:人民郵電出版社,20064 李大鑫,張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述.模具制造,2005(2):60-615 劉向陽,屈平.我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀.世界制造技術(shù)與裝備市場,2004(2):88-906 王志峰,趙維民.中小型注塑模具企業(yè)模具設(shè)計與加工的流程.機械設(shè)計與制造,2008(2):196-1987 劉少達.我國塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004(3):101-1038 姬正橋,謝州.塑料產(chǎn)品注塑模具的現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計分析與制造.機械設(shè)計與制造,2008(1):209-2119 付宏生,劉京華.注塑制品與塑料模具設(shè)計.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200310 黃虹.塑料成型加工與模具.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200211 冷真龍,周麗萍.一模多用注射模具設(shè)計研究.機械設(shè)計與制造,2009(5):251-25312 王剛,單巖.Moldflow模具分析應(yīng)用實例.北京:清華大學(xué)出版社,200513 李錦標,易鈴棋,郭雪梅.精通Pro/ENGINEER 3.0野火版注塑模具設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社,200814 孫波.機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典.西安:西安電子科技大學(xué)出版,200815 Yang Junyi,Li Yuanyuan,Effect of cooling Sysyterm Desipn and Process parameters on cyclic variation of Mold Temperature-Simulation by DRBEM Plastics Rubber and Composistes Processing and Applications,1995,23(4),221-251 16 鄧明.實用模具設(shè)計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,200610 插板底座板下蓋-公牛插座底蓋外殼的注塑模具設(shè)計摘要本次設(shè)計的題目是:公牛插座底蓋注射模。本次設(shè)計主要是通過對塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來進行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚,斜度和圓角以及是否有抽芯機構(gòu)。通過以上的分析來確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大?。黄渲凶钪匾氖谴_定型芯和型腔的結(jié)構(gòu),例如是采用整體式還是鑲拼式,以及它們的定位和固緊方式。此外還分析了模具受力,脫模機構(gòu)的設(shè)計,合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖。關(guān)鍵詞:插座底蓋;注射模;分型面;型腔;澆口;型芯;冷卻系統(tǒng)AbstractThe title of this design is: Bull socket bottom cover injection mold. This design is mainly through the shape of plastic parts, size and precision requirements for injection molding process feasibility analysis. The molding process of plastic parts mainly includes wall thickness, slope and fillet, and whether there is a core pulling mechanism. Through the above analysis to determine the mold parting surface, cavity number, gate form, location size; the most important thing is to determine the core and cavity structure, such as the use of integrated or mosaic, and their positioning and fastening mode. In addition, the force of the die, the design of the demoulding mechanism, the design of the clamping and guiding mechanism and the design of the cooling system are analyzed. Finally, draw up a complete die assembly plan and main parts drawing.Key words: socket bottom cover; injection mold; parting surface; cavity; gate; core; cooling system目 錄摘要IAbstractII前 言11 塑件的工藝性分析31.1塑件的原材料工藝性分析41.2注塑模工藝條件41.3確定成型工藝條件52 注塑機的選擇62.1計算塑件的體積和重量62.2確定注塑成型體積72.3注塑機基本參數(shù)72.3.1注塑機概況72.3.2注塑機的分類72.3.3注塑機型號72.4注塑機的校核82.4.1注射量的校核82.4.2鎖模力的校核82.4.3注射機安裝模具部分的尺寸校核93 成型零件尺寸的計算93.1型腔尺寸計算113.2型芯尺寸計算124 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計144.1分型面的選擇144.2澆注系統(tǒng)154.2.1澆口套的選用154.2.2分流道的布置164.2.3澆口的設(shè)計174.2.4冷料的穴設(shè)計184.2.5澆口套及定位圈的設(shè)計184.3 脫模機構(gòu)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計194.3.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計194.3.2合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計204.4 模架的選用214.5 溫度系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計224.5.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計224.5.2溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計234.6 模具總裝圖的繪制25總 結(jié)27致謝27參考文獻28IV前 言模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),被成為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是整個模具行業(yè)中的一枝獨秀,發(fā)展極為迅速。自從1927年聚氯乙烯塑料問世以來,隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)的進步,愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn),從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中,69%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工,模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn),特別是汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。我國自改革開放以來,塑料工業(yè)發(fā)展很快,表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多,其產(chǎn)量已上升到居世界第四位,由此可見,塑料工業(yè)已在我國國民經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。在模具方面,我國模具總量雖已位居世界第三,但設(shè)計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多,模具商品化和標準化程度比國際水平低許多。在模具價格方面,我國比發(fā)達國家低許多,約為發(fā)達國家的1/31/5,工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化。我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù),已有相當規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大,在模具材料方面,專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標準化程度不高,系列化商品化尚待規(guī)?;?;CAD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高;獨立的模具工廠少;專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃;企業(yè)大而全居多,多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計與制造水平,提高國際競爭能力,是刻不容緩的。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及對塑件質(zhì)量要求的提高,塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)塑料成型理論研究的進展。(2)新的成型方法不斷涌現(xiàn)。(3)塑件更趨向精密化、微型化及超大型化。(4)開發(fā)出新型模具材料。(5)模具表面強化熱處理新技術(shù)應(yīng)用。(6)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)發(fā)展迅速。(7)模具大量采用標準化。在工業(yè)發(fā)達的國家,模具工業(yè)已經(jīng)從機床工業(yè)中分離出來,并發(fā)展成為一個獨立的工業(yè)部門,而且其產(chǎn)值已經(jīng)超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。目前國內(nèi)模具行業(yè)的基本情況是,隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展,模具設(shè)計制造日漸受到人們廣泛關(guān)注,已形成一個行業(yè)。但是我國模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員,存在品種少、精度低、制造周期長、壽命短、供不應(yīng)求的狀況。一些大型、精密、復(fù)雜的模具還不能自行制造,需要每年花幾百萬.上千萬美元從國外進口,制約了工業(yè)的發(fā)展,所以在我國大力發(fā)展模具行業(yè)勢在必行。1 塑件的工藝性分析本文設(shè)計的是公牛插座底蓋注塑模,其零件圖見圖,設(shè)計要求為:1. 材料:ABS 2. 收縮率:0.75%3. 外觀要求:光滑,無明顯制件缺陷(如縮痕、氣泡、翹曲)。4. 生產(chǎn)批量:*萬件圖-公牛插座底蓋零件圖圖-三維造型1.1塑件的原材料工藝性分析1. 結(jié)晶料,濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解。2. 流動性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔凹痕變形。3. 冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度,料溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低于50度時,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90度以上易產(chǎn)生翹曲變形。4. 塑料壁厚均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中。1.2注塑模工藝條件注塑機選用,對注塑機的選用沒有特殊要求。由于ABS具有高結(jié)晶性,需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/m 來確定,注射量20%-85%即可。干燥處理:如果儲存適當則不需要干燥處理。熔化溫度:ABS的熔點為160-175,分解溫度為350,但在注射加工時溫度設(shè)定不能超過275,熔融段溫度最好在240。模具溫度:模具溫度50-90。對于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5以上。注射壓力:采用較高注射壓力(1500-1800bar)和保壓壓力(約為注射壓力的80%)。大概在全行程的95%時轉(zhuǎn)壓,用較長的保壓時間。注射速度:為減少內(nèi)應(yīng)力及變形,應(yīng)選擇高速注射,但有些等級的ABS和模具部不適用(出現(xiàn)氣泡、氣紋)。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴散的明暗相間條紋,則要用低速注射和較高模溫。流道和澆口:流道直徑4.7mm,針形澆口長度1-1.5mm,直徑可小至0.7mm,深度為壁厚的一半,寬度為壁厚的兩倍,并隨筆并隨模腔內(nèi)的熔流長度逐步增加。模具必須有良好的排氣性。排氣孔深0.0225mm-0.038mm,厚1.5mm,要避免收縮痕,就要用大而圓的注口及圓形流道,加強筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0- 60%)1.3確定成型工藝條件1) 溫度:注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度,噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度,以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”;模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制;為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度,應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形,模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。2) 壓力:注射成型過程中的壓力包括注射壓力,保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力,提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力,與制件的形狀,壁厚及材料有關(guān)。對于像abs流動性好的料,保壓力應(yīng)該小些,以避免產(chǎn)生飛邊,保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力,背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣,提高熔體密實程度之外,還可以使熔體內(nèi)壓力增大,螺桿后退速度減小,塑化時的剪切作用增強,摩擦熱量增大,塑化效果提高,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,背壓的使用范圍約為3.427.5MPA。3) 時間:完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間,保壓時間,冷卻時間,其他時間(開模,脫模,涂脫磨劑,安放嵌件和閉模等),在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間,以提高生產(chǎn)率,其中,最重要的是注射時間和冷卻時間,在實際生產(chǎn)中注射時間一般為35秒,保壓時間一般為20120秒,冷卻時間一般為30120秒(這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的,質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長)。確定成型周期的經(jīng)驗數(shù)值如表2.2所示。表 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值,可以初步確定成型工藝參數(shù),因為各個推薦值有差別,而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致,結(jié)合兩者的合理因素,初定制品成型工藝參數(shù)如下: 表 ABS注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格料筒溫度/后段中段前段160-220180-200160-180成型時間/t注射時間保壓時間冷卻時間21520噴嘴溫度/220-310螺桿轉(zhuǎn)速/r.min-140模具溫度/20-60注射壓力/Mpa70-100 2 注塑機的選擇2.1計算塑件的體積和重量 體積:通過UG軟件的“測量體”分析塑件,得到塑件的體積為Vg=29602mm3。如圖所示:圖 體積說明質(zhì)量:材料ABS的密度取=1.06g/ cm3,則單個塑件的質(zhì)量m=V=18.5g。2.2確定注塑成型體積由于采取側(cè)澆口以及制件的大小我們可以采取一模兩腔,可決定設(shè)備型號、規(guī)格。注射機的額定注射量為V(額)每次的注射量不超過它的80%,若成型產(chǎn)品需要的注射量應(yīng)是主流道以及分流道剩余凝料和兩個產(chǎn)品的體積之和:即 V總=21.217471=420.8V額V總 所以可得出 V額52.5mm2.3注塑機基本參數(shù)2.3.1注塑機概況注塑機是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。圖注塑機注射成型是通過注塑機和模具來實現(xiàn)的。2.3.2注塑機的分類注塑機的類型有:立式、臥式、全電式,但是無論那種注塑機,其基本功能有兩個:(1)加熱塑料,使其達到熔化狀態(tài);(2)對熔融塑料施加高壓,使其射出而充滿模具型腔。2.3.3注塑機型號 根據(jù)以上注塑體積計算以及模具總高度H模=225和模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-40選擇注射機SZA-YY60螺桿式注射機,其參數(shù)如下:額定注射量:125螺桿直徑:42mm注射壓力:119Mpa鎖模力:900KN模板行程:300mm模具最大厚度:300mm 模具最小厚度:200mm模板尺寸:330440mm拉桿空間:260290mm定位孔直徑:100mm合模方式:液壓機械 2.4注塑機的校核每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機上進行生產(chǎn),因此模具設(shè)計與所用的注塑機關(guān)系十分密切。在設(shè)計模具時,應(yīng)校核注塑機的一些技術(shù)參數(shù)2.4.1注射量的校核根據(jù)模具設(shè)計與制造簡明手冊可知:塑件的體積應(yīng)小于注射機的注射容量,其公式按下式校核: V件0.8V注=0.8X125cm3=100cm3式中:V件塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和 V注注射機的注射量() 0.8最大注射量的利用系數(shù)經(jīng)計算得: 0.8V(額)V(注)42cm (具體計算過程見2.2章) 所以是合格的2.4.2鎖模力的校核由P注 P成型查模具設(shè)計指導(dǎo)表6-5ABS塑料成型時的注射壓力P成型=5070MpP鎖模pF式中 p塑料成型時型腔壓力,abs塑料的型腔壓力p=90Mpa F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和(mm2)各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 F=(100402)=8000 pF=708000=560KN P鎖模=900KNpF=560KN 2.4.3注射機安裝模具部分的尺寸校核 噴嘴尺寸:噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng),澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計的; 定位環(huán)尺寸:定位環(huán)高度10mm,直徑100mm(與定位孔相配合);模具厚度:Hmin=200mmHm=265Hmax=300 3 成型零件尺寸的計算該塑件的材料是一種收縮范圍較大的塑料,因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。查手冊得ABS平均收縮率為 0.75%。公差數(shù)值表5.9-11基本尺寸精 度 等 級公 差 數(shù) 值-精度等級表,精度尺寸的選用2-3、5類別塑件種類建議采用的精度等級高精度一般精度低精度ABS根椐塑件的要求,由以上兩表可查得:該塑件可按精度等級為級精度選取。此產(chǎn)品采用級精度,屬于一般精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間,凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到ITIT級,綜合參考,相關(guān)計算具體如下:3.1型腔尺寸計算(相關(guān)公式參見塑料制品成型及模具設(shè)計第79-80頁)(一)型腔徑向尺寸的計算:L+z =(1+Scp)LS-3/4+z L凹模徑向尺寸(mm)LS塑件徑向公稱尺寸(mm)Scp塑料的平均收縮率()塑件公差值(mm)z 凹模制造公差(mm)由:LS1=4mm LS2=6mm 又查表知4級精度時塑件公差值 1= 0.14mm 2= 0.16mm 實踐證明:成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/31/4,因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/31/4。為了保持較高精度選1/4。由于: z= 1/4 得: z1=1/40.14=0.035 mm z2=1/40.16=0.04mm 則: L1+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)4-3/40.14+0.035 =3.9650.035 mmL2+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)6-3/40.16+0.04 =5.985+0.04mm(二)型腔深度尺寸的計算:凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法: H+z =(1+Scp)LS-2/3+ zH凹模深度尺寸(mm)z凹模深度制造公差(mm)其余符號同上由:HS1=2 mm HS2=4 mm 取4精度時1=0.12 mm 2=0.14 mm 由z=1/4得: z1=0.03 mm z2=0.035 mm 則:H1+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.75%)2-2/30.12+0.03 =1.955+0.03mmH2+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.75%)4-2/30.14+0.035 =3.98+0.035mm3.2型芯尺寸計算(一)型芯徑向尺寸的計算運用平均收縮率法:Lz =(1+Scp)LS+3/4 zL 型芯徑向尺寸(mm)z 型芯徑向制造公差(mm)其余符號同上由:LS1=34 mm LS2=94mm 又查表知4級精度時塑件公差值 1= 0.26mm 2= 0.44mm 實踐證明:成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/31/4,因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/31/4。為了保持較高精度選1/4。由于: z= 1/4 得: z1=1/40.26=0.065 mm z2=1/40.44=0.11mm 則: L1+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)34-3/40.26+0.065 =34.4+0.065 mmL2+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)94-3/40.44+0.11 =95.315+0.11mm(二) 型芯高度尺寸的計算運用平均收縮率法: Hz =(1+Scp)LS+2/3zH型芯高度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm)其余符號同上由:H1=7mm 取4精度時 1=0.16 mm 由z=1/4得:z1=0.04 mm 則:H1z =(1+Scp)LS+2/3z =(1+0.75%)7+2/30.160.04 =7.230.04mm4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1分型面的選擇 分型面的確定主要應(yīng)該考慮以下幾點:(1)安排制件在型腔中的位置時,在與開模相垂直的方向上應(yīng)該盡量避免側(cè)凹或側(cè)孔。(2)一般分型面是與注射機開模方向垂直的平面,但分型面也有傾斜的平面或彎曲面,這樣的分型面雖加工困難,但型腔制造和塑件的脫模比較容易。有合模對中錐面的分型面,自然也是曲面。(3)分型面的位置除了應(yīng)開設(shè)在塑件中斷面輪廓最大的地方才能使塑件順利地從型腔中脫出外,還應(yīng)考慮以下幾種因素:因分型面不可避免地要在塑件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡,故分型面最好不要選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。從塑件的頂出考慮分型面要盡可能地使塑件留在動模邊,當塑件的壁厚較大但內(nèi)孔較小時,則對型芯的包緊力很小,常不能確切判斷塑件是留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動模邊,利用頂管脫模,當塑件的孔內(nèi)有管件(無螺紋連接)的金屬嵌中時,則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)特點,為了方便塑件澆注后脫模、排氣、塑件的外觀質(zhì)量等要求,分型面的位置選擇如下圖5-1所示:另外分型面設(shè)計成下圖所示還考慮到減少和簡化側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu),從而達到簡化模具的效果。分型面4.2澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機的噴嘴射出后,到進入模具型腔以前所流動的一段路徑的總稱,主要應(yīng)包括主流道、分流道、進料口、冷料穴等幾部分。在設(shè)計澆注系統(tǒng)時,應(yīng)考慮塑料成型特性、塑件大小及形狀、型腔數(shù)、注射機安裝板大小等因素。4.2.1澆口套的選用主流道為與注射機噴嘴連接的部分,一般為圓錐,錐度為2 6,對于粘度較大的熔體也可考慮稍微增大錐角,此處的主流道錐角:2主流道直徑的決定,主要取決于主流道內(nèi)熔體的剪切速率。但在具體設(shè)計時,一般根據(jù)經(jīng)驗選取一合適的值做為主流道小端直徑d,一般應(yīng)大于機床噴嘴直徑0.51mm左右,通常取d=36mm,查實用模具技術(shù)手冊表159,當材料為ABS時,選取d=3.5mm,故主流道各部分直徑如下圖所示(其中流道的長度需根據(jù)模板厚度確定如表):表 主流道部分尺寸符號名稱尺寸D主流道小端直徑注射機噴嘴直徑+(0.5-1)=3.5SR主流道球面半徑噴嘴球面半徑+(1-2)=16H球面配合高度3-5 取3A主流道錐角2- 6 取2L主流道長度由板厚決定D主流道大端直徑4.2.2分流道的布置分流道的設(shè)計原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿整個型腔,流動阻力小,熔體溫降小,并且能將熔體均衡地分配到各個型腔。常見的分流道截面形狀有圓形、半圓形、U形、梯形、矩形等具體參數(shù)如表 ,其中:圓形截面分流道比表面積最小,熱量不容易散失,流動阻力最小,但它需要同時開設(shè)在兩塊模板上,要保證兩半圓完全吻合,制造較困難;半圓形截面分流道較容易加工,熱量損失和阻力也不大,是最常用的形式。綜合各方面因素考慮,此處分流道布局以及截面示意圖。分流道示意圖分流道截面表分流道截面形狀4.2.3澆口的設(shè)計 澆口也稱進料口,進料口的形式也有很多種,此處采用的是側(cè)澆口的形式。側(cè)進料口為矩形其尺寸為2X1mm。4.2.4冷料的穴設(shè)計圖 冷料穴示意圖冷料穴是為了防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔,從而影響注塑成型和塑料件質(zhì)量而開設(shè)的容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料井穴,本設(shè)計中冷料穴開設(shè)在主流道和分流道的交界處。4.2.5澆口套及定位圈的設(shè)計定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴孔對準定位所用。定位圈直經(jīng)D為與注射機定位孔配合直經(jīng),應(yīng)按選用注射機的定位孔直經(jīng)確定。直經(jīng)D一般比注射機孔直略小,以便裝模。定位圈一般采用45號鋼或Q275鋼。定位圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時,一般用兩個以上的M6M8的內(nèi)六角螺釘,本設(shè)計采用兩個M8螺釘固定。澆口套的材料為T10、硬度HRC45;定位圈的材料為45鋼,硬度為HRC50,尺寸結(jié)構(gòu)如下圖:圖 澆口套及定位圈結(jié)構(gòu)4.3 脫模機構(gòu)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計塑件冷卻后由于有少量的收縮,塑件會緊貼在型芯上,所以在脫出產(chǎn)品時不像沖壓件那么可以自動脫落。這樣,我們必須設(shè)計推出機構(gòu)將塑件頂出,推出機構(gòu)設(shè)計時我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻,在此設(shè)計中,由于采用了一模二腔的結(jié)構(gòu),模具開模時,在注塑機的作用下,動模部分向開模方向運動,運動到一定位置注塑機的頂出裝置作用在推桿固定板上,推桿固定板推動推桿,推桿將產(chǎn)品推出模外,其推桿的設(shè)計如圖所示。圖 推桿4.3.2合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)主要包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套主要作用是在動模與定模合模時保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位,其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強度,防止壓入導(dǎo)柱后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小,一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計中采用了4根導(dǎo)柱。在對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須考慮以下要求:(1)長度:導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面要高出一些。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進入型腔與其相碰而損壞。在這里我設(shè)計的是把導(dǎo)柱裝在定模那邊。(2)形狀:導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分,使導(dǎo)柱能順利進入導(dǎo)柱孔。(3)材料:導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯,因此,多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理。或碳素工具鋼(T8、T10)經(jīng)淬火處理硬度HRC50-55。 (4)配合精度:導(dǎo)柱裝入模板多用七級精度過渡配合。(5)光潔度:配合部分光潔度要求7級,此外,導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來確定。加工個導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時,應(yīng)將定模板、推件板、動模板合在一起,一次性加工出來,以保證孔的同心度,然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的具體結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)圖 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)4.4 模架的選用通過前面的設(shè)計及計算工作,便可以根據(jù)所定內(nèi)容確定模架。模架部分可以自己設(shè)計,也可以選用標準模架;在生產(chǎn)現(xiàn)場模具設(shè)計過程中,盡可能選用標準模架,確定出標準模架的形式,規(guī)格及標準代號,因為標準件有很大一部分已經(jīng)標準化,隨時可在市場上買到,這對縮短制造周期,降低制造成本時極其有用的。塑料注射模標準模架共有兩種,即GB/T 12556.1-12556.21990塑料注射模中小型模架和GB/T 12555.1-12555.151990塑料注射模大型模架。兩種標準模架的區(qū)別主要在于適用范圍。中小型標準模架的模板尺寸BCL500mmX900mm,而大型模架的模板尺寸BXL為630mmX630mm-1250mmX2000mm。所以根據(jù)塑件的大小我只能選用小型模架。而塑料注射模中小型模架的結(jié)構(gòu)形式可按照結(jié)構(gòu)特征分為基本型和派生型。選用標準模架,可以大大縮短模具的制造周期,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。由于用的是點澆口自動脫料的形式再根據(jù)前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,綜合考慮了塑件的結(jié)構(gòu)和大小結(jié)合標準模架,選用模架為AI-2525-A40-B50-C80。而標準件則包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件等。 圖 龍記標準模架 4.5 溫度系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計4.5.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計當塑料熔體注入型腔時,如果型腔內(nèi)原有的氣體,蒸汽不能順利地排出,將在制品上形成氣孔、接縫、表面輪廓不能完全充滿型腔,同時還會因氣體被壓縮而產(chǎn)生焦痕,而且型腔內(nèi)汽體被壓縮產(chǎn)生的反氣壓會降低充模速度,影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。排氣機構(gòu)的設(shè)置,一般有如下幾種方法:(1)利用分型面排氣:在型腔周圍設(shè)置排氣槽,采用這種方法排氣時,易在模具上的排氣處殘留樹脂分解的物質(zhì),特別在澆口對側(cè)的部位,必須及時將其清除,否則久而久之腐蝕模具的型腔表面。(2)利用推桿排氣:在推桿上設(shè)置排氣槽,由于推桿是運動零件可達到自清效果,清理效果較好。(3)利用鑲件排氣:對于制品的筋、槽部位經(jīng)常采用此法。由以上方法做以比較并參考塑件的結(jié)構(gòu)特征即塑件本身比較小再處于對模具設(shè)計的復(fù)雜性和經(jīng)濟性的考慮,所以本設(shè)計排氣機構(gòu)設(shè)計的最佳方案為利用推桿及鑲件排氣。 4.5.2溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計4.5.2.1水道布局縮短成型周期有各種方法,而最有效的是制造冷卻效果良好的模具,如果不能實現(xiàn)均一的快速的冷卻,則會使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成制品變形成形或開裂,所以我們必須根據(jù)制品的形狀及壁厚設(shè)計,制造能實現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路。一般在冷卻回路的布置上應(yīng)遵循如下原則:(1)模具上有數(shù)組冷卻回路時,冷卻水應(yīng)首先接近主流道的部位;(2)對于聚乙稀等收縮率較大的成型樹脂,必須沿制品收縮大的方向設(shè)置冷卻回路;(3)水道之間的中心距離一般為水道直徑的3-5倍,最小不得小于水道直徑的1.7倍,水道的外周離模具型腔表面的距離一般為10-15mm。本設(shè)計由于采用整體嵌入式型腔,且型腔外形為矩形,水道布置具體結(jié)構(gòu)如圖所示:水道分布圖4.5.2.2冷卻時間計算由中國模具設(shè)計大典2,冷卻時間依塑件種類、塑件壁厚而異,一般用下式計算: (公式12-1,中國模具設(shè)計大典29.8-8.P458)式中: Tc最低冷卻時間(s); s塑件平均壁厚(mm); k塑件平均熱擴撒率(mm2/s); tw模具平均溫度(); tM熔體平均溫度(); tE塑件平均脫模溫度()。代入數(shù)據(jù)計算得:Tc=8.26s,由表取Tc20s。4.5.2.3管道直徑設(shè)計管道直徑通過類比法并根據(jù)以往別人總結(jié)的經(jīng)驗,綜合考慮到模具的實際結(jié)構(gòu),在這里取d=6 mm,可以滿足冷卻要求又不浪費資源和造成與其他結(jié)構(gòu)的干涉。4.6 模具總裝圖的繪制模具整體設(shè)計也就是模體的設(shè)計,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模體設(shè)計已接近標準化,可以從市場上購買相應(yīng)的模體。標準模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標準模架有12種結(jié)構(gòu),15876種規(guī)格。在本次設(shè)計中,澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標準件,可以外購??傃b圖如圖所示二維裝配圖三維裝配圖總 結(jié)經(jīng)過一個月的時間,我完成了畢業(yè)設(shè)計。在這短短的一個月內(nèi),我學(xué)到了很多東西,可說是受益非淺。雖說是短短的一個月,但我認為通過實踐所得比從書本上學(xué)到的東西要有價值的多。通過畢業(yè)設(shè)計使我真正做到了理論聯(lián)系實際。在張云老師耐心、認真的教導(dǎo)下,使我獨立地完成了這次畢業(yè)設(shè)計。在此設(shè)計中我還學(xué)會了如何查閱設(shè)計手冊,如何對塑件的工藝分析,如何模具設(shè)計。在梁老師的帶領(lǐng)下,還看到了型腔、型芯等各種模具零部件。這樣在我腦海里有了一個深刻的印象,不至于對模具模棱兩可。同時也清楚的看到了實踐與理論的差別。更重要的是經(jīng)過這次設(shè)計,使我更加牢固、扎實的掌握了專業(yè)理論知識,對我以后的學(xué)習(xí)工作上有了更大的幫助,并奠定了扎實的基礎(chǔ)。由于本人水平有限,時間倉促,本次設(shè)計難免有錯誤和欠妥之處,懇請老師們批評指正。最后我誠摯的感謝老師們對我的教導(dǎo)。致謝首先感謝本人的導(dǎo)師*老師,她對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。*老師淵博的知識誠懇的為人,使我受益匪淺,在畢業(yè)設(shè)計的過程中,特別是遇到困難時,他給了我鼓勵和幫助,在這里我向她表示真誠的感謝!感謝和我在一起進行課題研究的同窗同學(xué),和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后,我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學(xué),并感激師友的教誨和幫助!參考文獻1)實用模具設(shè)計簡明手冊.鄧明主編. 機械工業(yè)出版社2)產(chǎn)品造型與模具設(shè)計案例精解. 楊占堯主編. 高等教育出版社3)Pro/E3.0模具設(shè)計范例教程.張興華等主編. 北京理工大學(xué)出版社4)塑料模具標準件及設(shè)計應(yīng)用手冊.楊占堯主編. 化學(xué)工業(yè)出版社5)塑料注射模具設(shè)計實用手冊.宋玉垣. 航空工業(yè)出版社28
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