矩形線圈高骨架一模兩腔線圈骨架注射成型工藝及模具設計【含CAD圖紙+文檔】
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畢業(yè)設計(論文)任務書
系 部: 材料工程系
專 業(yè): 模具設計與制造
學生姓名:
設計(論文)題目: 線圈骨架注射成型工藝及模具設計
起 迄 日 期:
指 導 教 師:
發(fā)任務書日期: 年4月20日
畢 業(yè) 設 計(論 文)任 務 書
1.本畢業(yè)設計(論文)課題來源及應達到的目的:
本設計的課題是線圈骨架,是老師從用于實際生產(chǎn)的眾多課題中篩選出來的,具有一定的代表性。
通過對本設計的完成可使我們對模具的設計有一個初步的了解,也更進一步懂得了模具的結構。
2.本畢業(yè)設計(論文)課題任務的內容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等):
設計題目:線圈骨架
☆材料:ABS。
☆生產(chǎn)批量:中等批量。
☆技術要求:未注公差取MT5級精度。
內容:(1) 完成線圈骨架的工藝性分析及工藝方案制定
(2) 線圈模具裝配圖及全部零件圖的繪制
(3) 完成模具主要零件的工藝編程編制
(4) 編寫設計說明書
所在專業(yè)審查意見:
負責人:
年 月 日
系部意見:
系領導:
年 月 日
畢業(yè)設計論文
論文題目:線圈骨架的成型工藝及模具設計
系 部
專 業(yè)
班 級
學生姓名
學 號
指導教師
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名:
專 業(yè): 模具設計與制造
設計(論文)題目: 線圈骨架注射成型工藝及模具設計
指導教師:
年4月15日
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
1.結合畢業(yè)設計(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻資料,撰寫1500字左右(本科生200字左右)的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā)):
文 獻 綜 述
模具是制造業(yè)的基礎工藝裝備,被稱為“制造業(yè)之母”。由于模具的技術水平在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、新產(chǎn)品的開發(fā)能力和企業(yè)的經(jīng)濟效益,因此模具生產(chǎn)技術水平的高低,已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。模具的應用范圍十分廣泛,在電子、汽車、電機、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,75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件都由模具成型,絕大部分塑料制品也由模具成型,模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)隨著經(jīng)濟全球化的進一步加快,世界性的產(chǎn)業(yè)結構調整和轉移速度不斷加快,國內區(qū)域間生產(chǎn)要素也出現(xiàn)了快速流動趨勢,經(jīng)濟實力雄厚的“長三角”將率先成為產(chǎn)業(yè)和資源轉移的重要基地,這對制造業(yè)的發(fā)展帶來了難得的機遇,也為建設一個高起點、多功能、集約化的模具產(chǎn)業(yè)集聚基地提供了必要條件。為進一步加快模具行業(yè)的發(fā)展、提升模具行業(yè)的地位。品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。
我國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向將包括:
1、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多控所致。
2、在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術,近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度,為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件;基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪,其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題;CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高;塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
3、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準,積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件,是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制,而且其常用于較復雜的大型制品,模具設計和控制的難度較大,因此,開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件,顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
5、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低,與國外差距甚大,在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展,為提高模具質量和降低模具制造成本,模具標準件的應用要大力推廣。為此,首先要制訂統(tǒng)一的國家標準,并嚴格按標準生產(chǎn);其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本;再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。
6、應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。
7、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個多世紀,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大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星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、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設計軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達到了標準漸開線齒形要求。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0.02~0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達10~30萬次,淬火鋼模達50~1000萬次,交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距。挑戰(zhàn)亦是機遇,所以,我國模具還有很大的發(fā)展空間。
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
2.本課題的研究思路(包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段(途徑)及進度安排等):
1. 通過收集和查閱各種文獻資料和與同學老師的交流、指導,對目前國內外的模具(塑料模具)的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢進行深入的了解,預計用時間二天;
2. 對工件進行結構形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細地分析,并查閱相關資料看是否符合常規(guī)零件結構設計,預計用時兩天;
3. 經(jīng)過對工件的結構工藝性分析,擬訂可行的注射成型工藝方案,并經(jīng)過分析,研究、比較,選擇一種最為合理的成型工藝作為生產(chǎn)應用,估計用時間一天;
4. 進行主要的設計計算,利用各種經(jīng)驗公式或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)對工作零部件的尺寸的設計計算,預計需用時間四天;
5. 根據(jù)工件的結構,材料,生產(chǎn)批量來進行模具的總體設計,包括模具的類型,定位方式,導向方式等方面的設計;
6. 對模具的主要零部件進行設計,主要有型芯、型腔、定位板、模架和導柱導套等零件,根據(jù)工作需要的強度來設計尺寸,包括各零件的圖紙,預計需用時間五天;
7. 模具的總裝圖和工作原理(有裝配簡圖)需要用時間兩天;
8. 模具主要零部件的加工工藝過程(型芯、型腔)分析與設計,預計用時間一天;
模具的裝配與調試,預計用時兩天;
(線圈骨架的成型工藝及模具設計)
摘 要
此設計題目為一個線圈骨架,此塑件在技術要求方面要求不高,所以模具設計的精度也不需要太高。通過對不同設計方案的對比,最終確定設計方案為:
(1)分型面選在零件高度為5mm的地方;(2)模具設計為一模兩腔式的制件布局;(3)模具采用了斜導柱側抽機構。
由于設計的能力有限,設計過程中還存有許多不足之處,但經(jīng)過精確的計算和校核,此套模具能夠加工所需的合格制件,再加上制件的精度要求不是很高,所以此模具可以投入生產(chǎn)使用。
關鍵詞: 分型面 一模兩腔 斜導柱
Confectioning technology and die design of coil frame
Abstract
The topic of this design is a coil framework.The request of this plastics in the aspects of technique requesting is not high, so the accuracy of the molding tool design also does not request too high. Pass to the contrast of the different design project, end certain design project is: (1) The cent type chooses is the place of the 5 mm in the spare parts high degree; (2) the type of molding design is a mold two the system a distribution; (3) the molding adopted the inclined leading the pillar side take-out organization.
Because designing the ability limited, there are still many not enough places in the design process. But through accurate calculation, this set of molding tools can process a qualified the piece of system for needing. Plusing the accuracy of the piece of system request is not very high, so this molding tool can be using in the production.
Keyword : partsurface a mold two the system inclined leading
插圖清單
圖1-1 產(chǎn)品零件圖--------------------------------------------------------------------------5
圖2-1 制件-----------------------------------------------------------------------------------5
圖3-1 分型面(一)-----------------------------------------------------------------------9
圖3-2 分型面(二)-----------------------------------------------------------------------9
圖3-3 型腔排列方式(一)--------------------------------------------------------------9
圖3-4 型腔排列方式(二)--------------------------------------------------------------10
圖3-5 主流道--------------------------------------------------------------------------------11
圖3-6 分流道--------------------------------------------------------------------------------11
圖4-1 哈夫塊--------------------------------------------------------------------------------14
圖4-2 凹模板--------------------------------------------------------------------------------14
圖4-3 型芯-----------------------------------------------------------------------------------15
圖7-1 模架-----------------------------------------------------------------------------------18
表格清單
表一 型腔、型芯工作尺寸計算-----------------------------------------------16
表二 型芯的加工工藝過程----------------------------------------------------------------21
表三 型腔的加工工藝過程----------------------------------------------------------------22
畢業(yè)設計/論文說明書目錄
前 言----------------------------------------------------------------1
緒 論 -2
第1章 任務來源及設計意義 5
1.1 設計任務來源 -5
1.2 設計目的及意義 -5
第2章 塑件的工藝性分析 6
2.1 塑件的原材料分析 6
2.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 - 6
2.3 計算塑件的體積和質量------------------------------ 7
2.4 塑件注塑工藝參數(shù)確定------------------------------ 7
第3章 注塑模的結構設計 9
3.1 分型面的選擇 9
3.2 確定型腔的排列方式 9
3.3 澆注系統(tǒng)設計------------------------------------------10
3.4 抽芯機構設計------------------------------------------11
3.5 滑塊與導滑槽設計------------------------------------12
第4章 成型零件的結構設計--------------------------------- 14
4.1 型腔的結構設計---------------------------------------14
4.2 型芯的設計---------------------------------------------15
第5章 工藝計算 16
5.1 型腔和型芯工作尺寸計算 16
5.2 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 17
第6章 模具閉合高度的確定 18
6.1 選擇模架 -----------------------------------------------18
6.2 校核注塑機的開合??臻g -------------------------18
第7章 注塑機有關參數(shù)的確定與校核 ---------------------20
7.1 模具合模時校核 20
7.2 模具開模時校核 20
第8章 編寫主要零件的加工工藝規(guī)程---------------------- 21
8.1 型芯的加工工藝---------------------------------------- 21
8.2 型腔的加工工藝---------------------------------------- 22
設計總結 -------------------------------------------------------------24
致 謝 ----------------------------------------------------------- 25
參考文獻 26
線圈骨架注射成型工藝及模具設計
前 言
本書根據(jù)從事塑料注塑模設計與制造的工程技術綜合性應用型人才的實際要求,符合大專模具設計專業(yè)的畢業(yè)生畢業(yè)設計需要所編寫的,對初學注塑模設計者有一定的參考價值。
本設計共分七章,分別對設計題目的來源、設計意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結構及成型設備的選擇、工藝計算、模具結構設計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述。
本設計在設計過程中得到了楊占堯、翟德梅、原紅玲等幾位指導老師的大力支持和幫助,再此表示誠摯的感謝,由于編者水平有限,收集資料有限,如果有不盡人意的地方,懇請讀者不吝賜教,提出改進意見。
編 者
2006年5月
緒論
在高分子材料加工領域中.用于塑料制品成形的模具稱為塑料成形模具.簡稱塑料模。塑料模優(yōu)化設計.是當代高分子材料加工領域中的重大課題。
在塑料材料、制品設計及加工工藝確定以后,塑料模設計對制品質量與產(chǎn)量,就具有決定性的影響。首先,模腔形狀、流道尺才、表面租臉皮、分型面、進與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等,均對制品(或型材)尺寸精度和狀精度以及塑件的物理力學性能、內應力大小、表觀質量與內在質量等,起著十分重要的影響。其次.在塑件加工過程中,塑料模結構的合理性,對操作的難易程度,具有重要的影響。再次,塑料模對塑件成本也有相當大的彤響,除簡易模具外.般說來制模費用是十分昂貴的,大型塑料模更是如此。
現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中,合理的加工工藝、高效率的設備和先進的模具被譽為塑料制品成形技術的“三大支柱”。尤其是塑料模對實現(xiàn)塑件加工工藝要求、塑件使用要求和塑件外觀造型要求、起著無可替代的作用。高效全自動化設備,也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具,才能發(fā)揮其應有的效能。此外.塑件生產(chǎn)與產(chǎn)品更新均以模具制造和更新為前提。塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎之深刻含意,正日益為人們理解和掌握。當塑料制品及其成形設備被確定之后,塑件質量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低*模具因素約占80%。由此可知,推動模具技術的進步應是刻不容緩的策略。尤其大型塑料模的設計技術與制造水平,??蓸酥疽粋€國家工業(yè)化的發(fā)展程度。
我國塑料模的發(fā)展極其迅速。塑料模的設計技術、制造技術、CAD技術、CAPP技術已有相當規(guī)模的開發(fā)和應用。我國在塑料模設計技術和制造技術上,與發(fā)達國家和地區(qū)有相當?shù)牟罹唷T谀>卟牧戏矫?,專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全,質量尚不穩(wěn)定。
“八五”期間,國家組織了以中國鋼鐵總院為首的—批鋼鐵企業(yè),研究和開發(fā)塑料模專用鋼系列?,F(xiàn)在塑料模用鋼材、已形成了較為完善的體系,大致可分為如下5種類型:
1)基本型 如55鋼,使用硬度小于20HRC,切削加工性能好。但模腔表面積糙度差,使用壽命短?,F(xiàn)已被預硬鋼所代替。
2)預硬型 這類鋼是在中、低碳鋼中加入適且合金元素的低合金鋼,淬透性高,加工性能好,調質后的使用硬度應為25—35HRC,屬最大族系通用塑料模具鋼。其典型品種,如美國的P20鋼。
3)時效硬化型 這類鋼是在中、低碳中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素的合金鋼、耐磨性和耐腐蝕性憂于預硬鋼,經(jīng)時效處理后,硬度可高達40—50HRC。這類鋼的典型牌號,如美國的P21、日本的NAK55等,多用于較復雜、精密塑料模,或大批量生產(chǎn)長壽命塑料模。
4)熱處理硬化型 這類塑料模具鋼如美國的D2、日本的PD6l3及PD555等,模腔能達很高的鏡面,并可進行表面強化處理。這類鋼制造的模具,經(jīng)淬火和回火處理后.使用硬度可達50一60HRC。
5)馬氏體時效鋼和粉木冶金模具鋼 適用于要求高耐磨性、高耐腐性、高韌性和超鏡面的塑料模。這類鋼如美國的PS鋼、日本的HAP和ASP鋼.均為采用粉木冶金法制造的模具鋼。
機械技術與電子技術的密切結合.日益更多地采用圖形輸出、數(shù)控數(shù)顯、算機程序控制的設計與加工一體化方法,實現(xiàn)高層次、多工位加工,使塑料模在上、效率上產(chǎn)生一個新飛躍。集設計、分析與制造為一體。此外,激光造型與成型技術,將在新產(chǎn)品開發(fā)中,顯示出越來越重要的作用。
模具標準化程度及其標準零件的制造規(guī)模與范圍.??蓸酥尽獋€國家的工業(yè)化程度。使用標準架及其標準零件,可節(jié)省金屬材料30%,降低成本25%,對于模具工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。如工業(yè)發(fā)達國家日本,塑料模標準件全由專業(yè)廠生產(chǎn),一般模具廠只是它的用戶。
我國塑料模的標準化,在國家標準GB/T 4169.1—4169.U一1984,GB/T2555.1—12555.15—19N和GB/T12556.1—12556.2—19如等推動下,已取得了長足進步。
模具標準化的意義: 模具標準化,是指在模具設計和制造中肺遵循的技術規(guī)范、基準和準則。其意義主要體現(xiàn)在如下幾個方面:
1)模具標淮化的實施.能有助于穩(wěn)定、提高和保證模具設汁質量和制造戶必須達到的質量規(guī)范,使工業(yè)產(chǎn)品零件的不合格率減少到最低限度。
2)模具標準化可以提高專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)水平、縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具制造質量和使用性能。實現(xiàn)模具標準化后,模具標準件和標準棋架可由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)和供應。
3)模具標準化可使棋具工作者擺脫大量重復的一般性設計,將主要精力用來改進模具設汁、解決模具關鍵技術問題、進行創(chuàng)造性的勞動。
4)模具標準化,是采用現(xiàn)代化模具生產(chǎn)技術和裝備、實現(xiàn)模具加入CAM技術的基礎。
5)模具標準化有利于模具技術的國際交流和組織模具出口外銷。因此、模具標準化對于提高模具設計和制造水平、提高模具質量、縮短制模周期、降低成本、節(jié)約材料和采用高新技術,都具有十分重要的意義。
進入新的世紀,中國的模具發(fā)展事業(yè)正在隨著國際潮流迎頭趕上,此外,許多研究機構 和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步;在提高模具質量和縮短模具設計周期等方面作出了貢獻。相信不久,我國的模具水平能達中等發(fā)達水平。
第1章 任務來源及設計目的意義
1.1 設計任務來源
設計題目:線圈骨架
☆材料:ABS。
☆生產(chǎn)批量:中等批量。
☆技術要求:未注公差取MT5級精度。
零件圖如1-1所示:
圖1-1 產(chǎn)品零件圖
1.2 設計目的及意義
本設計題目為普通零件罩盒,但對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計意義,它概括了盒蓋塑料零件的設計要求、內容及方向。通過對該零件模具的設計,進一步加強了設計者注塑模設計的基礎,為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。
第2章 塑件的工藝性分析
2.1 塑件的原材料分析
此塑件所采用的原料ABS其產(chǎn)量大,用途廣且價格低廉,屬熱塑性塑料。
此塑料綜合性能好,所制塑件的沖擊強度高,化學穩(wěn)定性、電性能良好等優(yōu)點,是理想的絕緣材料;從成型性能上看,該塑料屬于無定性料,流動性中等,吸濕性大,所以不易成型,必須充分干燥。尤其是表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥,宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度≥ 250℃)對精度較高的塑件,模溫宜取50~60℃,對光澤、耐熱塑件,模溫宜取60~80℃,因此在成型時應該注意控制成型溫度,澆注系統(tǒng)散熱也應該緩慢不宜過快。
2.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析
2.2.1 結構分析:
圖2-1制件
從零件圖2-1上看,該零件總體為長方形,在兩端部各有一個長25、13mm,寬22、6mm的凸緣部分,中間有一個寬10、55mm長13mm的孔,因此在設計模具時除了要在開模方向上抽芯外還要設置側向分型與抽型機構。
2.2.2 尺寸精度分析:
該零件圖上未標注尺寸公差,故可按照塑件尺寸公差的MT5級處,
故其重要的尺寸為 , , , ,,, 由此分析可知,該零件尺寸精度中等,故使模具相關零件的尺寸加工可以保證。
從塑件的壁厚上來看,壁厚最小處為mm,最大尺寸為1.475mm,壁厚差為0.025mm,壁厚差很小,也有利于塑件的成型。
2.2.3 表面質量分析:
由于該零件所給零件圖上無特別嚴格的要求,所以只要求沒有缺陷,毛刺,內部不得有導電雜質外,沒有特別的表面質量要求,較易實現(xiàn)。
綜上所分析的可以看出,注塑時在工藝參數(shù)控制較好的情況下,零件的成~型要求可以得到保證。
2.3 計算塑件的體積和質量:
計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。計算如下:
計算塑件的體積 : V=2144、6
計算塑件的質量 : 查得ABS的密度=1、05kg/
故塑件的質量為 : M=V=2144、61、05=2、25g
因為該塑件的精度適中,故本模具采用一模兩腔結構。
考慮其外形尺寸,注塑時所需壓力等情況,初步選用注塑機XS—Z—。
2.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找有關文及應用過程中的實際情況,ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇;(試模時,可根據(jù)實際情況作適當調整)
注塑機的類型 :螺桿式
預熱和干燥 :溫度(℃) 80~95
時間(h) 4~5
料筒溫度(℃): 后段溫度 :150~170
中段溫度 :165~180
前段溫度 :180~200
噴嘴溫度(℃): 170~180
模具溫度(℃): 50~80
注射壓力(MPa):60~100 選100MPa
成型時間(s): 高溫時間 0~5
保壓時間15~30
冷卻時間 15~30
成型周期 40~70
注塑時間(s): 30
保 壓 : 選用72MPa
第3章 注塑模的結構設計
注塑模的結構設計主要包括:分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定,型腔的排列方式,冷卻水道布局,澆口位置設置,模具工作零件的結構設計,側向分型與抽芯結構的設計,推出機構的設計等內容。
3.1分型面選擇
模具設計中,分型面的選擇很關鍵,它決定了模具的結構。應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面,分型面選擇方案如圖3-1和如圖3-2所示。
圖3-1 分型面 圖3-2 分型面
圖3-2只有一個A-A水平分型面,孔的成型則要用到側抽芯機構,模具結構復雜,制造成本高。該塑件為線圈骨架,表面質量無特殊要求,但在繞線圈過程中,端面與工人的手指接觸較多,因此兩個端面最好自然形成圓角。此外該工件高度為14、07mm,且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范,若選圖3-1的分型方式既可降低模具的復雜程度,減少模具加工難度又便于成型后分件。
3.2 確定型腔的排列方式
圖3-3 型腔排列
圖3-4 型腔排列
比較圖3-3和圖3-4可知,圖3-3采用圓形四腔(或對稱兩腔)的排列,雖生產(chǎn)效率高。但是此塑件有外側向抽芯,不利于側向抽芯。而圖3-4的排列就給模具設計與制造帶來方便。故選圖3-4的型腔排列方式。故本塑件在注塑時采用一模兩件,即模具需要兩個型腔。
3.3 澆注系統(tǒng)設計
3.3.1 主流道設計
根據(jù)設計手查得XS—Z—60型注塑機和噴嘴的有關尺寸:
噴嘴前端孔徑:do=
噴嘴前端球面半徑:;
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系:
取主流道球面半徑
取主流道小端直徑
為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設計成圓錐形,其斜度為, 經(jīng)過換算得主流道大端直徑 ,為了使熔料順利進入分流道,可在主流道出料端設計半徑 的圓弧過渡。主流道如圖3-5所示。
圖3-5 主流道
3.3.2分流道設計
分流道的形狀及尺寸,應根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復雜,熔料填充型腔比較容易。根據(jù)截面形狀為圓形的分流道,查表得 。如圖3-6所示:
分流道
圖3-6 分流道
3.3.3 澆口設計
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式,選用寬澆口比較理想。
設計時考慮選擇從線圈骨架的中間部分進料,料可由中間流向四周及兩端,在模具結構上也采用鑲拼式型腔、型芯,有利于填充、排氣。查得直澆口的
,試模時修正。
3. 4 抽芯機構設計
本塑件既有內孔,又有側凹,內孔與脫模方向一致,便于脫模,而側凹垂直于脫模方向,故不便脫模,需要設置側抽芯機構,本模具采用側滑與斜導柱抽芯。
3.4.1 確定抽芯距
抽芯距一般應大于成型孔(或凸臺)的深度,本模具中的抽芯
S抽=Sc+(3~5)mm=16mm
3.4.2 確定斜導柱傾角
斜導柱的傾角是斜抽芯機構的主要技術數(shù)據(jù)之一,它與抽拔力及抽芯距有直接關系。一般取 =,本模具中斜導柱的傾斜角為 =。
3.4.3 確定斜導柱尺寸
斜導柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度,可按設計資料的有關公式計算,經(jīng)驗估值,取斜導柱的直徑。
斜導柱的長度根據(jù)抽芯距,固定端板的厚度,斜銷直徑及斜角大小確定,其計算公式為:
由于上模板和上凸模固定板尺寸尚不確定,即不確定,故暫選=25mm。如果該設計中有變化,則修正L的長度 ,取D=22mm,取L=65mm。
3.5 滑塊與導滑槽設計
3.5.1 滑塊與側型芯(孔)的連接方式設計
本設計中側向型芯機構主要是用于成型零件的側凹,故考慮強度和裝配問題,采用組合結構。
3.5.2 導滑槽設計
為了使模具結構緊湊,降低模具裝配復雜程度,擬采用整體式滑塊和整體式導滑槽機構,為了提高滑塊的導向精度,裝配時可對導向槽或滑塊采用配磨,配研的裝配方法。
3.5.3 滑塊的導滑長度和定位裝置設計
由于抽芯距較短,故導滑長度只要求符合滑塊在開模時的定位要求即可。滑塊的定位裝置采用彈簧與臺階的組合形式。
第4章 成型零件結構設計
4.1 型腔的結構設計
模具采用一模二腔的結構形式,考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素,型腔采用組合式。凹模型腔中采用了哈夫塊式結構如圖4-1所示。
圖4-1 哈夫塊
根據(jù)分流道與澆口的設計要求,分流道與澆口設在凹模型腔上,其結構見圖4-2所示:
凹模板尺寸確定,根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗曲線可知,此塑件的成型壓力小于30。尺寸可表示如下:
圖4-2 凹模板
其中 A取80mm B取130mm
取 , 凹模高度
4.2 型芯的設計:
本塑件的型芯為矩形,可容易加工。圖4-3所示。
圖4-3
第5章 工藝計算
5.1 型腔和型芯的工藝尺寸計算
此模具成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來進行計算。
查手得ABS的收縮率為,故平均收縮
考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件,模具制造公差取
表一 型腔和型芯工作尺寸計算
類別
序號
模具零件名稱
塑件尺寸
計算公式
型腔型芯工作尺寸
型
腔
的
計
算
1凹模鑲塊
型
芯
計
算
2型芯
1
5.2 模具加熱與冷卻系統(tǒng)計算
本塑件在注射成型時不要要求有太高的模溫,因而在模具上可不設加熱系統(tǒng),是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設計計算:
設定模具平均工作溫度為,用的常溫水作為模具冷卻介質,其出口溫度為 ,產(chǎn)量為。
5.2.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量
查有關文得:ABS的單位熱流量為。
5.2.2 求冷卻水的體積流量V
第6章 模具閉合高度的確定
6.1 選擇模架
在支撐板與固定零件的設計中,根據(jù)有關標準模 ,結構如圖7-1所示,組合和具體調整:可取
圖7-1 模架
定模板厚度
斜楔塊厚度
型腔板厚度
推件板厚度
型芯固定板厚度
墊板厚度
模板墊塊
模具的總閉合高度:
=20+20.8+32+10+20+15+50
=175.5mm
6.2 校核注塑機的開合??臻g
6.2.1 模具合模時校核
70mm<175.5mm<200mm
故符合要求。
6.2.2 模具開模時的校核
70mm<175.5mm+15mm<200mm
模具開模符合注塑機要求。
第7章 注塑機有關參數(shù)的確定與校核
本模具外形尺寸為150mm<160mm<175.5mm,XS-Z-60型注塑機模板最大安裝尺寸為350mm<280mm
由上述計算知,模具閉合高度為175.5mm, XS-Z-60型注塑機的最小模具厚度為70mm,最大厚度為200mm。
7.1 模具合模時校核
70mm<175.5mm<200mm
7.2 模具開模時的校核
70mm<175.5mm+15mm<200mm
其中:15mm為模具的抽拔距。
經(jīng)校核XS-Z-60型注塑機能滿足使用要求故可以使用。
第8章 編寫主要工作零件加工工藝規(guī)程
在此僅對成型零件型芯、型腔的加工工藝進行分析。
8.1 型芯的加工工藝
型芯的加工工藝過程見表二
表二 型芯的加工工藝過程
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
01
產(chǎn)品名稱
罩盒
零(部)件名稱
型腔
共( )頁第( )頁
材料牌號
T10A
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
每個毛坯可制件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
備注
工序號
工序名稱
工 序 內 容
車間
工段
設備
工 藝 裝 備
工時
準終
單件
1
下料
線切割鋼板405mm×405mm×85mm
備料車間
線切割機床
2
刨
刨六面至尺寸401mm×401mm×81mm
鍛造車間
刨床
3
熱處理
調質
熱處理車間
加熱爐
4
平磨
磨六平面尺寸至400mm×400mm×80mm
模具車間
磨床
5
鉗工
鉗工劃線
模具車間
平行夾頭
6
數(shù)控銑
銑型腔,各尺寸六余量0.5mm
模具車間
銑床
7
磨
磨型腔至公差要求
模具車間
砂輪
8
成型磨
磨兩凹坑
模具車間
成型砂輪
設計日期
審核日期
標準化日期
會簽
日期
標記
記數(shù)
更改文
件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更該文件號
2006.4.15
8.2 型腔加工工藝
型腔加工工藝過程見表三
表三 型腔加工工藝過程
機械加工工藝過程卡
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
01
產(chǎn)品名稱
罩盒
零(部)件名稱
型腔
共( )頁第( )頁
材料牌號
T10A
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
每個毛坯可制件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
備注
工序號
工序名稱
工 序 內 容
車間
工段
設備
工 藝 裝 備
工時
準終
單件
1
下料
線切割鋼板405mm×405mm×85mm
備料車間
線切割機床
2
刨
刨六面至尺寸401mm×401mm×81mm
鍛造車間
刨床
3
熱處理
調質
熱處理車間
加熱爐
4
平磨
磨六平面尺寸至400mm×400mm×80mm
模具車間
磨床
5
鉗工
鉗工劃線
模具車間
平行夾頭
6
數(shù)控銑
銑型腔,各尺寸六余量0.5mm
模具車間
銑床
7
磨
磨型腔至公差要求
模具車間
砂輪
8
成型磨
磨兩凹坑
模具車間
成型砂輪
設計日期
審核日期
標準化日期
會簽
日期
標記
記數(shù)
更改文
件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更該文件號
2006.4.15
設計總結
本設計設計內容為線圈骨架塑料模設計,通過對線圈骨架的設計,基本掌握了對塑料模設計的方法及步驟,對塑料模有了更進一步的了解和認識,對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗。
本設計中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇,例如模板的厚度,可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇(要滿足最小厚度要求,同時也不能太厚太重)。同一塑件由不同的人設計有多種多樣的方案,最終都有可能很好的使用,通過這次設計,我認識到了除了正確掌握和應用書本知識外,吸取他人的設計經(jīng)驗也是非常重要的。
致謝
我實在不想那些乏味的客套話,但在作此畢業(yè)設計時,確實得到了許多人可貴的幫助,因此我要向他們表示感謝。
首先,我要感謝我的指導老師于智宏,還有楊占堯,以翟德梅,原紅鈴等老師,是他們的諄諄教誨,才使我能作此設計,同時,也是他們給我提供了設計的要求,格式,才使我的設計沿著一條光明的大道順利地走完。
同時,我還要向以下各位致以誠摯的謝意。他們是謝少龍,董安敬,劉劍華等,雖然他們很忙,可還是給予我很大的幫助,還有向本設計所用資料的作者表示感謝。
謝謝,謝謝,再次向你們表示感謝。
編者
2006.5.5
參考文獻
【1】楊占堯 塑料注塑模結構與設計[S] 清華大學出版社
【2】王孝培 塑料成型工藝及模具設計簡明手冊[M] 機械工業(yè)出版社
【3】馮炳堯 韓秦榮 模具設計與制造簡明手冊[M](第2版)上??茖W技術出版社
【4】王興天 注塑成型技術 [S] 化學工業(yè)出版社 2001年
【5】 張中元 塑料注塑模具設計從人門到精通[S] 航空工業(yè)出版社1999年
【6】李秦蕊 塑料模具設計[S] 西北工業(yè)大學出版社 1995.9
【7】翟德梅 金屬與塑料成型機械[S] 河南機電高等專科學校 2000年
【8】黃 銳 塑料工程手冊[M] 機械工業(yè)出版社 2000年
【9】許發(fā)樾 實用模具設計與制造手冊[M] 機械工業(yè)出版社 2000年
【10】陳錫棟 周小玉 實用模具技術手冊[M] 機械工業(yè)出版社 2001年
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