099-手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)
099-手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì),099,手機(jī),塑料,模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題目:手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)題目:手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)一、前言1 課題研究的意義;國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1課題的研究意義手機(jī)后蓋分很多種,在此只詳細(xì)介紹一款手機(jī)后蓋的模具設(shè)計(jì),手機(jī)后蓋是采用注塑模具設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不僅僅是手機(jī)后蓋,手機(jī)外殼,鼠標(biāo)殼等等都是采用此種辦法,此次選題的意義不僅僅在于如何設(shè)計(jì)出一套的手機(jī)后蓋的模具,更在于通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)學(xué)習(xí)注塑模具設(shè)計(jì)的方法,熟悉注塑模具設(shè)計(jì)的過(guò)程,了解三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E,模具設(shè)計(jì)專家EMX5.0,塑性分析軟件MOLDFOLW等先進(jìn)CAD/CAE技術(shù),并最終使三者融合來(lái)深化自己對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)在注塑模技術(shù)開發(fā)研究與應(yīng)用方面起步較晚。從20世紀(jì)80年代中期開始,國(guó)內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國(guó)外知名度較高的注塑模系統(tǒng)。同時(shí),某些高等學(xué)校和科研院所也開始了注塑模系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作,我國(guó)注塑模CAD/CAE/CAM研究始于07年代末,發(fā)展較為迅速多年來(lái),我國(guó)對(duì)注塑模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其開發(fā)應(yīng)用十分重視,在“八五”期間,由北京航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等單位聯(lián)合進(jìn)行了國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“注塑模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)”,并于1996年通過(guò)鑒定,部分成果己投入實(shí)際應(yīng)用,使我國(guó)的注塑模研究和應(yīng)用水平有了較大提高.目前擁有自主版權(quán)的軟件有,華中理工大學(xué)開發(fā)的塑料注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)HscZ0,鄭州工業(yè)大學(xué)研制的2一MOLD分析軟件等.這些軟件正在一些模具企業(yè)中推廣和使用,有待在試用中逐步完善。這些項(xiàng)目的成果對(duì)促進(jìn)我國(guó)注塑模技術(shù)的迅速發(fā)展起了重要作用,使我國(guó)注塑模技術(shù)及應(yīng)用水平很快提高。目前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段。一方面,國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展,另一方面,模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。因此,放眼未來(lái),模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展,模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短,模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。這對(duì)我們新時(shí)代的年輕人來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)也是一次強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。 1.3國(guó)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì): 近二十多年間,國(guó)外注塑模技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代許多研究者對(duì)一維流動(dòng)進(jìn)行了大量研究,由最初的CAD技術(shù)和CAM技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息向CAD/CAM一體化方向發(fā)展。80年代初開展三維流動(dòng)與冷卻分析并把研究擴(kuò)展到保壓分子取向以及翹曲預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。80年代中期注塑模進(jìn)入實(shí)用階段,出現(xiàn)了許多商品化注塑模CAD/CAE軟件,比較著名的有:1.澳大利亞MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系統(tǒng);2.美國(guó)PTC公司的Pro/Engineer 軟件;3.美國(guó)UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系統(tǒng)等等.這些先進(jìn)軟件的熟練掌握極大地促進(jìn)了國(guó)外模具行業(yè)的發(fā)展。因此,未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi),他們將朝著大型、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的方向發(fā)展。2 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題2.1課題的研究目標(biāo)合理編制模具零件的制造工藝。合理的設(shè)計(jì)塑件及模具成型零部件的結(jié)構(gòu)以及工藝。初步掌握側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝性分析,設(shè)計(jì)圖樣要求符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn),表達(dá)完整,布局合理。圖: 2.2研究?jī)?nèi)容計(jì)算設(shè)計(jì)出所需模具的型腔、分型面、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、溫控系統(tǒng)、排氣方式、凹模與型芯的固定方式以及相對(duì)應(yīng)制件的模具尺寸 2.3擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題(1) 塑件成型位置及分型面選擇; (2) 模具型腔數(shù)的確定,型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置; (3) 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); (4) 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì); (5). 側(cè)抽芯的設(shè)計(jì) (5) 拉料桿的形式選擇; (6) 冷卻水道的布置 二、設(shè)計(jì)方案的確定1、分型面的選擇1分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處。否則,可能會(huì)無(wú)法脫模和加工型腔。無(wú)論塑件以何方位布置型腔,都應(yīng)將此作為首要原則。 2 盡可能的將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。因?yàn)樵趧?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單易行。 3有利于保證塑件的尺寸精度。 4 有利用保證塑件的外觀質(zhì)量。分型面上的型腔壁面稍有間隙,熔體就會(huì)在塑件上產(chǎn)生飛邊。飛邊影響塑件的外觀質(zhì)量。因此在光滑平整表面或圓弧曲面上,應(yīng)盡量避免選擇分型面。 2、澆注系統(tǒng)的布置 在多腔模中,分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種,在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中選取平衡式布置。從平衡的角度來(lái)看應(yīng)盡量選擇H形排列 在本次設(shè)計(jì)中,一模2腔。3、脫模結(jié)構(gòu)的選擇 1.推桿脫模機(jī)構(gòu) 它是一種最常用的脫模機(jī)構(gòu),主要由推出部件上,推出導(dǎo)向部件和復(fù)位部件等組成。 設(shè)計(jì)要點(diǎn): (1) 推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方 (2) 推桿應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度和承受推出力,以免推桿在推出時(shí)彎曲或折斷。 (3) 對(duì)于開有冷卻水道的模具,應(yīng)避免推桿通過(guò)冷卻水道,否則會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng),再設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)并與冷卻水道保持一定距離,以保證加工。 綜合加工難度及成本,本塑件選用,推桿推出脫模機(jī)構(gòu)且頂桿應(yīng)布置在制品最低點(diǎn)處同 。4、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來(lái)源可以分為三大類 (一):手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu) 1:模內(nèi)手動(dòng)抽芯 2:模外手動(dòng)抽芯 (二):液動(dòng)或者氣動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu) (三):機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu) 1:斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) 2:斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)3:彎銷抽芯機(jī)構(gòu) 4:斜導(dǎo)槽抽芯機(jī)構(gòu) 5:彈簧抽芯機(jī)構(gòu) 6:齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu) 此次模具設(shè)計(jì)產(chǎn)品含有較小內(nèi)扣,因此,設(shè)計(jì)采用斜頂機(jī)構(gòu)。三、本課題的主要研究?jī)?nèi)容(提綱)合理編制模具零件的制造工藝。合理的設(shè)計(jì)塑件及模具成型零部件的結(jié)構(gòu)以及工藝。初步掌握側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝性分析,設(shè)計(jì)圖樣要求符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn),表達(dá)完整,布局合理。 內(nèi)容主要包括: 材料:ABS 生產(chǎn)批量:大批量 1、查找相關(guān)資料,進(jìn)行塑件成型工藝性(原材料,結(jié)構(gòu)和尺寸)分析; 2、注射機(jī)型號(hào)及工藝參數(shù)的選用; 3、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式:(1)分型面的確定;(2)型腔數(shù)量和排列方式的確定4、塑件的開模;5、選取標(biāo)準(zhǔn)模架 6、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等),繪制模具結(jié)構(gòu)草圖; 7、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算(包括注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核)等; 8、運(yùn)用CAD繪制總裝圖和個(gè)成型零件的二維圖形;9、制作說(shuō)明書四、指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師: 2013年 12 月 7 日所在系審查意見: 簽名 2013 年 12 月 7 日五、參考文獻(xiàn)1伍先明,王群,龐佑霞,張厚安塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M國(guó)防工業(yè)出版社,北京,20062李建軍,李德群模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CADM北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20053大連理工大學(xué)工程畫教研室編.機(jī)械制圖M高等教育出版社,19934葉久新,王群主編塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)M湖南科學(xué)技術(shù)出版社,20055徐佩弦塑料與模具設(shè)計(jì)M北京,中國(guó)輕工業(yè)出版社,20016廖念釗等互換性與技術(shù)測(cè)量M中國(guó)計(jì)量出版社,北京,20007張建剛,胡大澤主編數(shù)控技術(shù)M華中科技大學(xué)出版社,20008陽(yáng)湘安注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析J模具制造,2004:89王家慶,曹陽(yáng)根,李德群等塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M機(jī)械工業(yè)出版社,北京,200210肖青注射模設(shè)計(jì)J塑料注射模技術(shù),2005,1:38-3911吳宗澤,羅圣國(guó)主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M高等教育出版社,北京,1999,12賈潤(rùn)禮,程志遠(yuǎn)主編.實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)M中國(guó)輕工業(yè)出版社, 北京,200013周永泰我國(guó)塑料模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J塑料,2000,6(29):23-2714郭廣思主編注塑成型技術(shù)M機(jī)械工業(yè)出版社,北京,200215朱旭霞,楊寧等模具企業(yè)動(dòng)態(tài)建模方法的研究J模具技術(shù)2004:216 T. Altan, S.I. Oh, H.L. Gegel. Metal Forming Fundamentals andApplicationsDB/CD. American Society of Metals,1983-3-12.17 S. Kumar,R. Singh,G.S. Sekhon. An Expert System for Design of Blanking Dies for Sheet Metal OperationsDBCD. World Congress on Engineering and Computer Science,2008-10-2218 德K.Stoeckhert/G.Menning編著,模具制造手冊(cè),北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003年。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告題目:手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì) 注射成型工藝注射成型工藝從聚烯烴顆粒在重力作用下進(jìn)入塑化/注塑機(jī)的注射單元開始。在溫度和壓力作用下聚烯烴樹脂融化并流動(dòng),壓力迫使熔體注入模具并維持到型腔內(nèi)的熔體冷卻固化。當(dāng)制件溫度充分降低到材料分離溫度時(shí),模具打開制件推出。這一完整的過(guò)程被稱為一個(gè)成型周期。從熔體被注進(jìn)模具型腔到開模這段時(shí)間稱為合模時(shí)間??傋⑺艹尚椭芷谟勺⑸鋾r(shí)間、保壓時(shí)間、推出時(shí)間和合模時(shí)間組成。注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu):1注射/塑化機(jī)構(gòu)2夾緊機(jī)構(gòu)3注塑模具4控制系統(tǒng)注射機(jī)構(gòu)柱塞式注射機(jī)構(gòu)是最早應(yīng)用于注射模的注射機(jī)構(gòu),但如今已很少采用。往復(fù)螺桿式注射是如今注塑模中最常見的注射方法。(圖16)注射裝置的主要作用是混合、塑化并將熱塑性熔料注入閉合的模具中。它由以下幾個(gè)步驟完成這些功能:1注射周期從螺桿位置處開始。2最初螺桿在加熱的料筒內(nèi)開始旋轉(zhuǎn),樹脂顆粒在這一動(dòng)作下被迫沿著螺管向前移動(dòng)。3原料移動(dòng)時(shí)它們被攪拌、混合并隨著管道的變窄逐漸被壓縮聚集在一起??拷峡诘穆菪糠直环Q為進(jìn)料區(qū),在這里沒(méi)有壓縮的機(jī)構(gòu)。4當(dāng)顆粒沿著注射管道移動(dòng)時(shí), 隨著原料移動(dòng)到管道的盡頭,它們被摩擦熱與外部的電子加熱板加熱。摩擦熱是由原料間的彼此滑動(dòng)以及原料在移動(dòng)過(guò)程中與管道內(nèi)壁的相互接觸產(chǎn)生。源于摩擦和傳導(dǎo)來(lái)的熱量使原料熔化。大多數(shù)原料熔化發(fā)生在聚合物被壓縮,螺旋管道的直徑變大的傳輸過(guò)程中。5其次熔融聚合物進(jìn)一步混合并在螺管內(nèi)計(jì)量。在計(jì)量段螺管內(nèi)根部直徑達(dá)到最大,這里也沒(méi)有壓縮機(jī)構(gòu)。6. 聚合物熔料流動(dòng)到螺管的頂端時(shí),由螺管前部聚合物產(chǎn)生的壓力促使螺桿在管道內(nèi)隨著進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)而被反向推動(dòng),熔融的聚合物在螺管的測(cè)量部位進(jìn)一步被混合而均勻化。7.當(dāng)聚集在螺桿尖端的熔料體積能完成模具型腔及流道系統(tǒng)(引入模具型腔部分的管道)的填充時(shí),螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這部分總的材料被稱為注射量而螺桿回旋到料口的時(shí)間被稱為回程時(shí)間。8螺桿隨后向前施壓使熔料注入模具此時(shí)便進(jìn)入注射階段。為了補(bǔ)償腔內(nèi)的材料由于冷卻導(dǎo)致的收縮,額外有一部分材料留在螺桿端部的注射口處。這些額外的材料被稱為補(bǔ)料。在成型階段,一些補(bǔ)料繼續(xù)緩慢地注入型腔內(nèi)以補(bǔ)償材料在壓縮過(guò)程中體積減少和塑料本身的收縮。背壓是在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)施加在其后端的液壓。通過(guò)螺旋注射管前面的調(diào)節(jié)螺絲可以控制背壓的大小,也可以通過(guò)改變管道前端的壓力來(lái)增加背壓。背壓可以加劇旋轉(zhuǎn)管道內(nèi)熔體之間的摩擦,這樣就減少了材料熔化所需的能量。增加壓力可以在不增加氣缸溫度和提高塑化機(jī)功率的前提下提高熔體溫度。不利的是背壓的增加降低了注塑機(jī)的成型率并且因增加了不必要的剪切(熱)導(dǎo)致高分子聚合物的降解。因此,除非是混合需要,通常應(yīng)當(dāng)設(shè)置最小的背壓值。兩板模系統(tǒng)也稱為螺桿預(yù)塑機(jī),被應(yīng)用于(圖17所示)的塑化機(jī)構(gòu)。該塑化機(jī)構(gòu)額外配有一個(gè)注射料筒被稱為蓄料筒,熔體通過(guò)蓄料筒中的蓄料器注入模具,配有蓄料筒的注塑化機(jī)可用于填補(bǔ)長(zhǎng)而狹窄的模具型腔或?qū)ψ⑸淞亢妥⑸鋲毫σ髧?yán)格的大形塑件的高速注射。 注射容量是以通用聚苯乙烯(PS)最大注射量盎司(安士)來(lái)定義的,其它樹脂按PS塑料注射容量的90% - 95%來(lái)定義。塑化率同樣以PS塑料為基準(zhǔn),以磅/小時(shí)或盎司/秒為單位。由于不同的熔體參數(shù)和不同的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)出的螺旋機(jī)構(gòu)存在著差異,將這些數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換以應(yīng)用于其它樹脂是不可能的。注射速度是在標(biāo)準(zhǔn)注射壓力下通過(guò)注射機(jī)噴嘴射出的最大量的塑化材料,通常它的單位是立方米/分鐘。注射壓力通常表示為在注射過(guò)程中施加在螺桿內(nèi)的液壓,單位是帕斯卡(磅/平方英寸)??呻S需要選擇最大的噴射壓力,而實(shí)際壓力取決于樹脂、熔體溫度、模具冷卻、零件及模具的設(shè)計(jì)。大多數(shù)注射機(jī)配有一張聚合物及其實(shí)際壓力明細(xì)表。 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)摘 要這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是手機(jī)后蓋的注塑模設(shè)計(jì)。注射成形的過(guò)程是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔融塑化成為黏流態(tài)的流體,用柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下,使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中,經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段,冷卻定形后,然后開模分型得成形塑件,得到塑料制品。塑料模具注射成形的最大特點(diǎn)是:成形同期短,能一次成形外形復(fù)雜、尺寸精密等的塑料工件;對(duì)各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng);生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行的工作有首先是對(duì)塑料進(jìn)行工藝性能的分析并畫出塑件零件圖,以及主流道的設(shè)計(jì)、模具型腔的分部以及型腔位置的選擇,并要畫出它們的零件圖,模架的選擇和校核、注塑機(jī)的選取和校核等,而其中最重要的一部就是對(duì)模具結(jié)構(gòu)中型腔、型芯各徑向尺寸和高度尺寸的計(jì)算,這些工作都要在查閱有關(guān)書籍后進(jìn)行,總的設(shè)計(jì),最后要畫出模具設(shè)計(jì)的總裝配圖,并要對(duì)模具進(jìn)行裝配和試模,對(duì)其中出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn),直到最后的零件符合設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞:注射模具;注射成型;型芯型腔計(jì)算Mobile phone back cover plastic mould designAbstractThe graduation design content is the design of injection mould for mobile phone back.The process of injection molding is the plastic material into the barrel through the heating and melting into the viscosity of the fluid flow, using high pressure to push the plunger or screw, cavity melt through the nozzle into the higher pressure in the mold, after cooling, solidification, cooling, and then open type shaped plastic parts, get plastic products.The biggest characteristic of plastic mold injection molding: forming period is short, the one-step molding plastic workpiece shape, size precision of the complex of all kinds of plastic; adaptability; high production efficiency, stable product quality, easy to realize automation production.The main design work is firstly analyses the process performance of the plastic and painted plastic parts diagram, as well as the design, the main channel of mould cavity segment and location of cavitys choice, and to draw the part drawing, mold selection and verification, the selection of injection molding machine and checking, and one of the most important part is the calculation of the structure of die cavity, the core of the radial dimension and the height dimension, these are to be carried out in the access to the books, the total design, finally to draw the assembly drawing of die design, and to the mold assembly and test mode, improvement on the problems of mold, until the end of the parts meet the design requirements.Key Words: Injection mol;Injection molding ,Core cavity calculation主要符號(hào)表 材料的抗拉強(qiáng)度 安全系數(shù) 安裝及導(dǎo)向系數(shù) 實(shí)際彈性模數(shù) 材料的彈性模數(shù) 材料組織缺陷系數(shù) 截面不均勻系數(shù)目 錄1緒論5 1.1我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀5 1.2國(guó)外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r62塑件注塑成型的工藝分析8 2.1塑件的測(cè)繪與造型8 2.2塑件分析8 2.3塑件材料的成型工藝參數(shù)9 2.3.1ABS塑料主要的性能指標(biāo)9 2.3.2ABS的注射成型工藝參數(shù):10 2.3塑件的體積和質(zhì)量103 注射機(jī)型號(hào)的確定12 3.1注射量的計(jì)算12 3.2注塑機(jī)的選擇124 注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核13 4.1注射量的校核13 4.2鎖模力的校核13 4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核145 分型面的確定15 5.1分型面的形式15 5.2分型面的選擇原則15 5.3本設(shè)計(jì)分型面的選擇156 塑件工作尺寸的計(jì)算16 6.1 型腔凹模尺寸的計(jì)算17 6.2型芯凸模尺寸的計(jì)算187澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20 7.1主流道設(shè)計(jì)20 7.2分流道的布置21 7.3澆口的設(shè)計(jì)228推出機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24 8.1脫模推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)24 8.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)259溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2728 9.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27 9.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2810 繪制模具裝配圖及零件圖29總結(jié)30參考文獻(xiàn)31致謝.32畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明.33畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)獨(dú)創(chuàng)性聲明.341 緒論80年代以來(lái),在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下,我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為13%,1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2000年我國(guó)模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元,其中塑料模約占30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。1.1 我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.020.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次,淬火鋼模達(dá)501000萬(wàn)次,交貨期較以前縮短,但和國(guó)外相比仍有較大差距. 成型工藝方面,多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣,有的廠采用率達(dá)20%以上,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國(guó)外的5080%相比,差距較大。 在制造技術(shù)方面,CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階,以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表,陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng),如美國(guó)EDS的UG、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn),雖花費(fèi)了大量資金,但在我國(guó)模具行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程,如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái),我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展,主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等,這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn),為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來(lái),國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼,如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM 、SM等,對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響,但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用,并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下,和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%-80%相比,仍有很大差距。 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè),模具市場(chǎng)的總體趨熱是平穩(wěn)向上的,在未來(lái)的模具市場(chǎng)中,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)塑料模具提出越來(lái)越高的要求是正常的,因此,精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí),由于近年來(lái)進(jìn)口模具中,精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù),所以,從減少進(jìn)口、提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā),這類高檔模具在市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展,使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),高速公路的迅速發(fā)展,對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求,因此子午線橡膠輪胎模具,特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平;以塑代木,以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大;家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展,特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大;而電子及通訊產(chǎn)品方面,除了彩電等音像產(chǎn)品外,筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展,這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。整體來(lái)看,中國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步,但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí),一些低檔塑料模具卻供過(guò)于求,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過(guò)于求的趨勢(shì)。1.2 國(guó)外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)發(fā)展塑料模很重視,塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)先進(jìn),如模具CAD/CAM技術(shù)采用普遍,加工設(shè)備數(shù)控化率高等,模具生產(chǎn)效率高、周期短。國(guó)外,70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件,模擬塑料的沖模過(guò)程,分析冷卻過(guò)程,預(yù)測(cè)成型過(guò)程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來(lái)越大,意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后,試模時(shí)間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)的材料很難達(dá)到大型、精密模具所需要的性能要求、CAECADCAM.CAPP等軟件很多都是國(guó)外的。拿塑封模具來(lái)說(shuō),國(guó)外一次可以加工出上百個(gè)型腔的模具,還有熱流道技術(shù)、氣輔成型這些工藝應(yīng)用都很普遍。德國(guó)的模具很多采用熱流道技術(shù),使用熱流道技術(shù),產(chǎn)品的質(zhì)量好,成型周期短,精度高。 本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下:1.了解目前國(guó)內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀,所用時(shí)間15天;2.確定加工方案,所用時(shí)間5天;3.模具的設(shè)計(jì),所用時(shí)間30天;4.模具的調(diào)試所用時(shí)間5天2 塑件注塑成型的工藝分析2.1塑件的測(cè)繪與造型本次設(shè)計(jì)以步步高V207手機(jī)后蓋為設(shè)計(jì)對(duì)象,首先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪,利用測(cè)量工具游標(biāo)卡尺,偏差范圍保持在0.1mm之內(nèi),利用三維制圖軟件UG 對(duì)塑件進(jìn)行造型,主要利用 草圖 拉伸,圓角等命令。2.2塑件分析 2.2.1 外形尺寸分析該制件外形尺寸不大,同時(shí)塑料熔體流程不太長(zhǎng);適合于注塑成型,如圖所示:圖2.1 手機(jī)后蓋外形 2.2.2精度等級(jí)分析 塑件精度等級(jí)為MT5,未注尺寸都是按照這一精度查取的,屬于較低精度的塑件。 2.2.3脫模斜度 2.2.4參考塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)表210選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為。表2-1 常用塑料的脫模斜度塑料名稱脫模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯酰胺、氯化聚醚25452045硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35403050聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、ABS、聚甲醛 351303040熱固性的塑料254020502.3塑件材料的成型工藝參數(shù)苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)可認(rèn)為是改性聚苯乙烯。性能:綜合性能較好、沖擊韌、力學(xué)強(qiáng)度高,尺寸穩(wěn)定,耐化學(xué)性、電性能良好:易于成型和機(jī)械加工,與有機(jī)玻璃的熔接性良好,可作雙色成型塑件,且表面可鍍絡(luò)等裝飾性顏色。用途:適于制作一般機(jī)械零件、各類殼體、汽車配件、日用品、管材及文具等。2.3.1ABS塑料主要的性能指標(biāo) 密度 (Kg.dm-3) 1.021.16收縮率 % 0.40.7熔 點(diǎn) 130160熱變形溫度 6598彎曲強(qiáng)度 Mpa 80拉伸強(qiáng)度 MPa 50拉伸彈性模量 GPa 1.810彎曲彈性模量 Gpa 1.4壓縮強(qiáng)度 Mpa 1839缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286體積電阻系數(shù) cm 1013 擊穿電壓 Kv.mm-1 15介電常數(shù) 60Hz3.72.3.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):注塑機(jī)類型:螺桿式噴嘴形式: 通用式料筒一區(qū) 150170料筒二區(qū) 180190料筒三區(qū) 200210噴嘴溫度 180190模具溫度 5070注塑壓 60100保壓 4060注塑時(shí)間 25保壓時(shí)間 510冷卻時(shí)間 515周期 1530后處理 紅外線烘箱溫度(70)時(shí)間(0.31)2.3.3 塑件的體積和質(zhì)量該產(chǎn)品材料為ABS,查書本得知其密度為1.02-1.10g/cm3,計(jì)算其平均密度為1.06 g/cm3,收縮率為0.3-0.8,平均收縮率為0.55。使用軟件畫出三維實(shí)體圖,軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫塑件的體積。如圖所示:圖2.2 體積測(cè)量 因此估算塑件體積:V塑6787mm3塑件質(zhì)量: m塑V塑1.0667877.2g 3 注射機(jī)型號(hào)的確定3.1注射量的計(jì)算塑件質(zhì)量: m塑V塑1.0667877.2g 3.2注塑機(jī)的選擇澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能去定準(zhǔn)確的數(shù)值,但是可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍到1倍來(lái)估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短,因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.55倍來(lái)估算,故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積(即澆注系統(tǒng)的凝料和2個(gè)塑件體積之和)為 : V總=1.6n V塑=1.626787=21.7 表3-1 注塑機(jī)數(shù)據(jù)項(xiàng)目XS-ZY125結(jié)構(gòu)形式立理論注射容量/cm3125螺桿(柱塞)直徑/mm42注射壓力/Mpa119鎖模力/KN900拉桿內(nèi)間距/mm260290移模行程/mm300最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm200噴嘴球半徑/mm16噴嘴口孔徑/mm64 注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核4.1注射量的校核 根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)可知:塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量,其公式按下式校核: 0.8=0.8125=100 (4.1)式中:塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和 注射機(jī)的注射量() 0.8最大注射量的利用系數(shù)經(jīng)估計(jì)算得: V總=1.6n V塑=1.626787=21.7 (4.2)所以=21.7 pF=497KN 故合格4.3注射機(jī)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(lái)設(shè)計(jì)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=200mm290Hm=Hmax=300mm 合格 5 分型面的確定5.1分型面的形式分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件等有關(guān),常見的形式有:水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。5.2分型面的選擇原則1、復(fù)合塑件脫模的基本要求,就是能使塑件從模具中取出,分型面應(yīng)設(shè)在脫模方向最大的投影邊緣部位;2、分型線不影響塑件外觀,即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面;3、確保塑件留在動(dòng)模一側(cè),利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面;4、確保塑件質(zhì)量;5、要你管盡量避免成型孔、側(cè)凹,若需要滑塊成型,力求滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,盡量避免定?;瑝K;6、滿足模具的鎖緊要求,將塑件投影面積大的方向放在定動(dòng)模的合模方向上,而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面;另外,分型面是曲面的,應(yīng)加斜面鎖緊;7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置,有利于開模;5.3本設(shè)計(jì)分型面的選擇通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析,同時(shí)根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮,決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上,其位置如圖所示圖5.1 分型面 6 塑件工作尺寸的計(jì)算該塑件的材料ABS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(jì)算。查手冊(cè)得的收縮率為0.3%0.8 %,故平均收縮率為 0.55%。表6.1 塑料公差數(shù)值表5.9-11基本尺寸精 度 等 級(jí)公 差 數(shù) 值-精度等級(jí)表,表6.2 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(jí)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(jí)為級(jí)精度選取。此產(chǎn)品采用4級(jí)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(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到ITIT級(jí),綜合參考,相關(guān)計(jì)算具體如下:6.1 型腔凹模尺寸的計(jì)算(相關(guān)公式參見塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)第79-80頁(yè))(一)、型腔徑向尺寸的計(jì)算: L+z =(1+Scp)LS-3/4+z (6.1) 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=114.6 mm Ls2=48.2 mm (6.2)又查表知4級(jí)精度時(shí)塑件公差值 1= 0.22mm 2= 0.30 mm實(shí)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(shí)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 (6.3)得: z1=1/40.22=0.05 mm z2=1/40.30=0.08 mm則: L1+z=(1+Scp)LS-3/4+z (6.4) =(1+0.55%)114.6-3/40.22+0.05 =115.06+0.05 mm L2+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.55%)48.2-3/40.30+0.08=48.24+0.03 mm 型腔深度尺寸的計(jì)算:凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法: H+z =(1+Scp)LS-2/3+ z (6.5)H凹模深度尺寸(mm)z凹模深度制造公差(mm)其余符號(hào)同上由:HS1=9.5 mm HS2=10.1mm 取4級(jí)精度時(shí)1=0.44 mm 2=0.30 mm 由z=1/4得: z1=0.11 mm z1=0.08 mm則:H1+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.55%)9.5-2/30.44+0.11 =9.26 +0.11 mmH2+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.55%)10.1-2/30.30+0.08 =9.96+0.08 mm6.2型芯凸模尺寸的計(jì)算運(yùn)用平均收縮率法: Lz =(1+Scp)LS+3/4 z (6.5)L 型芯徑向尺寸(mm)z 型芯徑向制造公差(mm)其余符號(hào)同上由:LS1=114.6mm LS2=46.2 mm 取精度時(shí)1=0.30 mm 2=0.20 mm由z=1/4得:z1=0.08 mm z2= 0.05 mm 則:L1z =(1+Scp)LS+3/4z =(1+0.55%)114.6+3/40.300.08 =115.460.08mmL2z =(1+Scp)LS+3/4z =(1+0.55%)46.2+3/40.200.05 =46.60.05 mm型芯高度尺寸的計(jì)算運(yùn)用平均收縮率法: Hz =(1+Scp)LS+2/3z (6.6)H型芯高度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm)其余符號(hào)同上由:H1=9 mm H2=9.5 mm 取4級(jí)精度時(shí) 1=0.16 mm 2=0.40 mm 由z=1/4得:z1=0.04 mm z2=0.1 mm 則:H1z =(1+Scp)LS+2/3z =(1+0.55%)9+2/30.160.04 =9.1560.04 mmH2z =(1+Scp)LS+2/3z =(1+0.55%)9.5+2/30.400.1 =9.8 0.1 mm7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng),它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來(lái)說(shuō),它的作用可以作如下歸納:它是將來(lái)自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔,同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出,在塑件熔體填充凝固的過(guò)程中,將注塑壓力有效地傳遞到型的各個(gè)部位,以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件制件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則:了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動(dòng)特性。采用盡量短的流程,以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于良好的排氣,澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量(如外觀,物理性能,尺寸精度)都有直接的影響,設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則:型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱,防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短,斷面尺寸適當(dāng)(太小則壓力及熱量損失大, 太大則塑料耗費(fèi)大):盡量減少?gòu)澱?,表面粗糙度要低,以使熱量及壓力損失盡可能小。對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落,及分流道盡可能平衡布置。滿足型腔充滿的前提下,澆注系統(tǒng)容積盡量小,以減少塑料的耗量。澆口位置要適當(dāng),盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯,防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。7.1主流道設(shè)計(jì)主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位,它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔,其形狀為圓錐形,便于熔體順利的向前流動(dòng),開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái),主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間,由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,通常不直接開在定模上,而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵0鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕,又考慮取料順利,對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口,為了方便于拉出流道中的凝料,將主流道設(shè)計(jì)成錐形,錐度為3,內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.8微米,孔徑為0.5毫米。主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹,主流道設(shè)計(jì))成圓錐形,因ABS的流動(dòng)性為中性,故其錐度取3度,過(guò)大會(huì)造成流速減慢,易成渦流,內(nèi)壁粗糙度為R0.8um。主流道大端呈圓角,其半徑取r=13mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過(guò)渡的阻力,r=1.5mm.在保證塑件成形良好的情況下,主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,否則會(huì)使主流道的凝料增多,且增加壓力損失,使塑料熔體降溫過(guò)多影響注射成形。為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出,應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接,主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑,其半徑為r2=r1+(12),其小端直徑D=d+(0.51),凹坑深度常取34mm。在此模具中取r2=1112mm。由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套,以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理,其大端兼作定位環(huán),圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度H=510mm。同時(shí)因該鬧鐘后蓋采用ABS,需加熱,所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。圖7.1 澆口套7.2分流道的布置分流道是指主流道末端與澆口之間的通道。此副模具采用圓形的截面形狀,對(duì)于壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件,截面的直徑可采用如下的的經(jīng)驗(yàn)公式: D=0.2654W1/2L1/4 =6mm其中D是分流道的直徑,L是分流的長(zhǎng)度,W是塑件的質(zhì)量,此副模具選分流道的截面直徑為D=6mm,由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料的熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想,因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra要求比較高,一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式,它必須遵循以下兩方面的原則,即一方面排列緊湊,縮小模具板面的尺寸,一方面流程盡量短,鎖模力力求平衡,該模具采用對(duì)稱平衡式的分流道。7.3澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的通道。它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位,也是最薄點(diǎn)。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口,該塑件采用的是限制性澆口,它一方面通過(guò)截面積的突然變化,使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度,提高剪切速率,有利于塑料進(jìn)入,使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動(dòng)特性,調(diào)節(jié)澆口尺寸,可使多型腔同時(shí)充滿,可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量,同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流,并便于澆口凝料與塑件分開的作用。設(shè)計(jì)中,澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的,初步試模,必要時(shí)還需要修改。因此澆口的位置的開設(shè),對(duì)成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時(shí),需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征,成型質(zhì)量和技術(shù)要求,綜合分析。一般要滿足以下原則: 盡量縮短流動(dòng)距離。 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件的壁厚。 必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。 考慮分子定向的影響。 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 不在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量。該模具設(shè)計(jì)中澆口的形式為側(cè)澆口。圖7.2 澆口尺寸8 推出機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1脫模推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在對(duì)塑件進(jìn)行脫模是必須遵循以下原則:1、因?yàn)樗芰鲜湛s是抱緊凸模,所以頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近凸模。因?yàn)樗芗谋诤竦年P(guān)系我們可以利用推板。2、頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位,如加強(qiáng)筋,壁厚等處。作用面積盡可能大一些,以防止塑件變形和損壞。3、為了保證良好的塑件外觀,頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。將頂桿設(shè)計(jì)在塑件的內(nèi)部型腔。4、若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí),對(duì)不影響塑件尺寸和使用,一般頂桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件0.1mm;否則塑件會(huì)出現(xiàn)凸起,影響基面的平整。本次模具設(shè)計(jì)中采用斜頂完成產(chǎn)品內(nèi)扣得脫模,和推桿完成產(chǎn)品的整個(gè)脫模。推桿的具體形狀如圖所示:圖8.1 推桿斜頂?shù)木唧w形狀如圖所示:圖8.2 斜頂8.2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分,因?yàn)槟>咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置,所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu),導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可,通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有:定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。定位作用:為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具,并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀,不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪K芗谧⑷胄颓贿^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力,或由于注射機(jī)的精度限制,使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用。動(dòng)定模合模時(shí),首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸,引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合,避免凸?;蛐托鞠冗M(jìn)入型腔,產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力,導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后,其的配合可以進(jìn)行定位。本次模具設(shè)計(jì)導(dǎo)柱,導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。9.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中,模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等,并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用,在注射過(guò)程中,冷卻時(shí)間占注射成型周期的約80%,然而,由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同,模具溫度的要求有盡相同,因此,對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本,模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量,而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性,塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多,如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì),冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置,模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度,塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。低的模具溫度可降低塑件的收縮率。模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快,可降低塑件的翹曲變形。對(duì)結(jié)晶性聚合物,提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定,避免后結(jié)晶現(xiàn)象,但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高,塑件的耐應(yīng)力開裂性降低,因此降低模具溫度是有利的,但對(duì)于高粘度的無(wú)定型聚合物,由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān),因此提高模具溫度和充模,減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。在注射成形過(guò)程中,模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率,根據(jù)塑料的要求,注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右,而從模具中取出塑件的溫度約為600C,溫度降低是由于模具通入冷卻水,將溫度帶走了,普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻,通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度因注塑產(chǎn)品使用的塑料是ABS,要求模溫高,若模具溫度過(guò)低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性,增加剪切阻力,使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大,甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時(shí),為防止填充不足,充入溫水或者模具加熱??傊?,要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn),模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求: 確定加熱或是冷卻;模溫均一,塑件各部分同時(shí)冷卻;采用低的模溫,快速且大量通冷卻水;溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,成本低謙本次模具設(shè)計(jì)中 運(yùn)水的布置為經(jīng)典環(huán)繞型運(yùn)水如圖所示:圖9.1 冷卻水路9.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)ABS料在熔化時(shí),會(huì)產(chǎn)生氣體,所以當(dāng)塑料在充滿型腔時(shí)及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣,如果在型腔中不及時(shí)排除干凈,可以會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時(shí)的排氣可采用如下四種方式排氣:利用配合間隙排氣;在分型面上開設(shè)排氣槽排氣;利用排氣守排氣;強(qiáng)制性排氣;該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.030.05mm.它常用于中小型的簡(jiǎn)單模具。 10 繪制模具裝配圖及零件圖模具整體設(shè)計(jì)也就是模體的設(shè)計(jì),隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化,可以從市場(chǎng)上購(gòu)買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu),15876種規(guī)格。在本次設(shè)計(jì)中,澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件,可以外購(gòu)。經(jīng)過(guò)以上所有計(jì)算,利用cad軟件繪制出如圖所示的裝配圖以及其明細(xì)表如下圖10.1 裝配圖11總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的時(shí)間,我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這短短的幾個(gè)月內(nèi),我學(xué)到了很多東西,可說(shuō)是受益非淺。雖說(shuō)是短短的幾個(gè)月,但我認(rèn)為通過(guò)實(shí)踐所得比從書本上學(xué)到的東西要有價(jià)值的多。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在張暉老師耐心、認(rèn)真的教導(dǎo)下,使我獨(dú)立地完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)中我還學(xué)會(huì)了如何查閱設(shè)計(jì)手冊(cè),如何對(duì)塑件的工藝分析,如何模具設(shè)計(jì)。在張老師的帶領(lǐng)下,還看到了型腔、型芯、滑塊等各種模具零部件。這樣在我腦海里有了一個(gè)深刻的印象,不至于對(duì)模具模棱兩可。同時(shí)也清楚的看到了實(shí)踐與理論的差別。更重要的是經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì),使我更加牢固、扎實(shí)的掌握了專業(yè)理論知識(shí),對(duì)我以后的學(xué)習(xí)工作上有了更大的幫助,并奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人水平有限,時(shí)間倉(cāng)促,本次設(shè)計(jì)難免有錯(cuò)誤和欠妥之處,懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。最后我誠(chéng)摯的感謝老師們對(duì)我的教導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1 康亞鵬主編,MastercamX數(shù)控加工自動(dòng)編程,北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2006。2 屈華昌主編,塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001。3 邢邦圣主編,機(jī)械工程制圖,南京:東南大學(xué)出版社,2003。4 楊占堯白柳主編 ,塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009。5 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World Congress on Engineering and Computer Science, 2008-10-22 18 德K.Stoeckhert/G.Menning編著,模具制造手冊(cè),北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003 年。 致 謝 面對(duì)大學(xué)生涯中任務(wù)最繁重,工作量最大,工作過(guò)程最辛苦的畢業(yè)設(shè)計(jì),一度沖動(dòng)而又茫然?;仡欉^(guò)去幾個(gè)月進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的艱辛歷程,一切仍然歷歷在目。圖書館、教室、寢室電腦前都留下了我們忙碌的身影。這期間,我們利用了教科書、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)圖冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)資源等一系列有助于畢業(yè)設(shè)計(jì)的力量和工具。在此要特別感謝導(dǎo)師的精心指導(dǎo),是他通過(guò)不怕辛苦的悉心指導(dǎo)過(guò)程,幫我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題,為我們指引了正確的設(shè)計(jì)思路,并詳細(xì)的給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維,少走了許多彎路;此外,也使我學(xué)會(huì)了綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí),提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,為以后走上工作崗位從事實(shí)際工作奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 此外,還要感謝我們的室友以及班上的同學(xué),是他們?cè)谶@個(gè)設(shè)計(jì)中給我提出了許多寶貴的建議和意見,并且給予了我很大的關(guān)心,鼓勵(lì)和支持,在此謝謝他們。
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