慧魚系列兩端孔的小連桿零件的可調(diào)注塑模具設(shè)計-塑料注射模含UG三維及12張CAD圖-獨家.zip

慧魚系列兩端孔的小連桿零件的可調(diào)注塑模具設(shè)計-塑料注射模含UG三維及12張CAD圖-獨家.zip,系列,兩端,連桿,零件,可調(diào),注塑,模具設(shè)計,塑料,注射,UG,三維,12,CAD,獨家 慧魚系列兩端孔的小連桿零件的可調(diào)注塑模具設(shè)計 摘 要 本論文主要介紹了慧魚零件兩端孔的小連桿塑件的注塑模具設(shè)計過程，以三維設(shè)計軟件為平臺，建立給定產(chǎn)品的三維幾何模型，針對慧魚零件具有系列化的特點進(jìn)行工藝分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行該系列零件的可調(diào)注塑模設(shè)計，使一模能生產(chǎn)一類的系列零件，從而節(jié)約成本。通過對塑件進(jìn)行工藝分析，確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備，在本設(shè)計中，采用ABS塑料注射成型,成型方式為最多一模三腔（1-3腔可調(diào)節(jié)）。根據(jù)注射模具的相關(guān)知識，利用UG軟件對塑件進(jìn)行了實體造型，選擇合適的分型面進(jìn)行三維分模，合理地設(shè)計成型零件。此外，從具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、成型部分的結(jié)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)、注射機(jī)的選擇以及校核，都有詳細(xì)的設(shè)計說明，如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具在正常工作運行的前提下，保證了模具的工作壽命。 關(guān)鍵詞：小連桿；注塑模具；慧魚；可調(diào)；冷卻系統(tǒng)；注射機(jī) Abstract This paper mainly introduces the injection mold design process of the small connecting rod plastic parts with holes at both ends of Huiyu parts. Based on the three-dimensional design software platform, the three-dimensional geometric model of the given product is established. According to the characteristics of Huiyu parts with serialization, the adjustable injection mold design of the series parts is carried out. One mold can produce a series of parts, thereby saving costs. Through the process analysis of the plastic parts, the technological parameters and the molding equipment used are determined. In this design, ABS plastic injection molding is adopted, and the molding method is at most one mold three cavity (1-3 cavity adjustable). According to the related knowledge of injection mold, using UG software to carry out solid modeling of plastic parts, select the appropriate parting surface for three-dimensional parting, reasonably design molding parts. In addition, from the specific mold structure, the casting system of the mold, the structure of the forming part, the design of the demoulding mechanism, the cooling system, the selection and check of the injection machine, all have detailed design instructions, so the structure can ensure that the mold in normal operation under the premise of ensuring the mold life. Key words: small connecting rod; injection mold; fish; adjustable; cooling system; injection machine. 引 言 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，62%~91%的工業(yè)產(chǎn)品都需要使用模具，特別是機(jī)械設(shè)計、汽車配件、生物醫(yī)學(xué)、軌道交通、電子產(chǎn)品、航空等行業(yè)領(lǐng)域十分突出，因此，模具工業(yè)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的研發(fā)都需要模具的生產(chǎn)。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型的產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低可以作為衡量一個國家的制造水平的重要標(biāo)志之一[1]。自中國加入WTO以來，模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵是模具技術(shù)的進(jìn)步，在經(jīng)濟(jì)全球化的競爭下，我國的技術(shù)人員不斷改革和創(chuàng)新，國內(nèi)的模具制造設(shè)備及機(jī)床也已經(jīng)逐步走向規(guī)?；I(yè)化、國際化的發(fā)展道路，可以預(yù)言，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高，并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用。 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 2 第二章 塑料材料分析 6 第三章 塑件的工藝分析 8 3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 3．2 塑件尺寸及精度 9 3．3 塑件表面粗糙度 9 3．4 塑件的重量 9 第四章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 10 4．1注射成型工藝過程分析 10 4．2 澆口種類的確定 10 4．3 型腔數(shù)目的確定 11 4．4 注射機(jī)的選擇和校核 11 4.4.1 注射量的校核 12 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 13 4．4．3、注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 13 5．1 分型面的設(shè)計 15 5．2 型腔的布局 15 5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 16 5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 16 5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 16 5．3．3 主流道的設(shè)計 17 5．3．4 分流道的設(shè)計 18 5．3．5 澆口的設(shè)計 18 5．3．6 流道調(diào)節(jié)柱的設(shè)計 19 5．3．6 冷料穴的設(shè)計 19 5．4 注射模的成型零部件設(shè)計 19 5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 5．4．2 成型零部件的工作尺寸的計算 21 5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 22 5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 22 5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 22 5．6．3 推板機(jī)構(gòu)具體設(shè)計 22 5．7．1 溫度的調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 23 5．7．2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 24 5．8 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 24 5．8．1 模架的選用 24 5.9 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 26 第六章 模具材料的選用 27 6．1 成型零件材料選用 27 6．2 注射模用鋼種 27 總結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 25 致謝 26 第一章 緒論 塑料成型所用的模具稱為塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模中一種類型。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性[2]。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。目前，塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個領(lǐng)域，塑料工業(yè)又是一個飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域，世界塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開始研制到現(xiàn)在塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝自動化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域，它經(jīng)歷了30年代以前的初創(chuàng)階段、30年代的發(fā)展階段、50-60年代的飛躍發(fā)展階段和70年代至今的穩(wěn)定增長階段。 目前，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，在國內(nèi)外模具工業(yè)中，各類模具占模具總量的比例大致如下：沖壓模、塑料模各占35%~40%,壓鑄模占10%~15%；粉末冶金模、陶瓷膜、玻璃模等其他模具占10%左右，可以看到，未來的必定大幅度地向著以塑代鋼的趨勢發(fā)展。據(jù)研究總結(jié)，我國的塑料成型方法有50種左右。其中最重要的是注塑成型，擠出成型，壓縮成型和中空成型等。它們幾乎占了整個塑料成型的86%；其中注塑成型應(yīng)用最廣，占塑料成型的35%左右。注射成型技術(shù)成型周期短，能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑件，注塑成型的生產(chǎn)效率高、大批生產(chǎn)時成本低、易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)等優(yōu)點。 第二章 塑料材料分析 2．1 塑料材料的基本特性 （1） 使用性能 ABS塑膠材料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性耐磨性好、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。 常用于機(jī)械工業(yè)上的點擊外殼、水表殼、加熱器、電器零部件及家具制造等，因此也適用于電器慧魚零件兩端孔的小連桿的制造。　　 （2） 成型特點 1　 非結(jié)晶性塑料，吸濕性大，要充分干燥； 2　 流動性中等，溢邊值約為0.04mm左右； 3　 宜用高料溫，高模溫，模具溫度一般控制在50~70度，高注射壓力； 4　 模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，應(yīng)注意選擇澆口的位置和形式，脫模斜度取1°或者以上 （3） ABS的主要性能指標(biāo) 具體見如下表（表2-1） 表2-1 ABS主要性能指標(biāo) 密度/g.cm-3 1.05 屈服強(qiáng)度/Mpa 50 比體積/cm3.g-1 0.86~0.98 拉伸強(qiáng)度/Mpa 38 吸水性（%） 0.2~0.4 拉伸彈性模量/Mpa 1400 熔點/℃ 130~160 抗彎強(qiáng)度/Mpa 80 計算收縮率（%） 0.4~0.7 抗壓強(qiáng)度/Mpa 53 比熱容/J.(Kg.℃)-1 1470 彎曲彈性模量/Mpa 1400 2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 表2-2 ABS的注塑工藝參數(shù) 1、注塑機(jī)類型： 螺桿式 7、保壓壓力/ MP 50~70 2、噴嘴溫度/C 180~190 8、注射時間/s 3~5 3、螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60 9、保壓時間/s 15~30 4、模具溫度 50~70 10、密度(g/cm3) 1.05 5、料筒溫度/C 料筒： 前200~210 中210~230 后180~200 11、冷卻時間/s 15~30 6、注射壓力/ MP 70~90 12、成型周期/s 40~70 7 第三章 塑件的工藝分析 在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度，塑料慧魚零件兩端孔的小連桿如圖所示。(本模具三腔出一模，但長短不一，分別為長、中、短不同長度的零件，在生產(chǎn)需求時按實際生產(chǎn)，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)澆口套下方的調(diào)節(jié)柱可以實現(xiàn)每次接通一個零件的流道來實際調(diào)節(jié)生產(chǎn)。)詳細(xì)數(shù)據(jù)請參考圖紙。 圖3-1 塑料件3D視圖 3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）脫模斜度 由于塑料產(chǎn)品會在冷卻過程中發(fā)生收縮的情況，因此它在脫模前會對模具的型芯有包緊力的作用。為了避免脫模的時候，過大的脫模力會造成制件表面的拉傷，與塑件脫模的平行方向上，在制件內(nèi)部表面和外部表面設(shè)置一個特定的角度，這稱為脫模斜度。 通常來說塑料件脫模斜度大約是0.5～1.5，塑件材料PP的型腔脫模斜度為35～1°30/，型芯脫模斜度為30/～1° 塑件的壁厚 注射成型的生產(chǎn)中，塑料產(chǎn)品的壁厚有著重要的作用，因為塑料產(chǎn)品的壁厚跟塑模充模的時候熔體流動、冷卻凝固時的定型時間、成型的質(zhì)量、生產(chǎn)成本都是密切相關(guān)的。 塑件的壁厚一般取1～3，最常用的數(shù)值取2～3。該塑件壁厚均勻，在保證強(qiáng)度和質(zhì)量的前提下，周邊和底部壁厚均為1。 （2） 塑件的圓角 為了避免塑件的應(yīng)力集中，應(yīng)對塑模的充模特性進(jìn)行改善，適當(dāng)?shù)脑龃笠恍┻^渡的角度，在塑件有角度的地方采取過渡圓角的方法。 在一般情況下，塑件的各個連接角度處均設(shè)有半徑大于等于0.5～1的圓角。外圓弧的半徑應(yīng)大于塑件壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角的半徑則是是壁厚的0.5倍。根據(jù)觀察，此塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角較大，滿足塑件圓角取值要求。 3．2 塑件尺寸及精度 不能按照金屬的公差等級確定精度等級。塑件制件的尺寸和塑料制品的公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，采用常用的MT3級精度，未標(biāo)注的均采用低精度公差MT5。 3．3 塑件表面粗糙度 根據(jù)塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表面內(nèi)壁的表面粗糙度應(yīng)為塑料制件表面粗糙度的1/2，即是Ra 0.01～0.63。因為模具在使用的過程中，型腔的磨損而使表面粗糙度持續(xù)的增加，所以應(yīng)該根據(jù)加工情況給以拋光復(fù)原的一個循環(huán)使用周期，提高塑件的表面粗糙度。 據(jù)圖紙要求可看出，此次設(shè)計的塑料產(chǎn)品的外表面的粗糙度明顯比起內(nèi)表面的粗糙度要高，故為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。 3．4 塑件的重量 本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量，在UG軟件中可以測得塑件的體積分別為2425.21mm3、1627.21mm3、1218.42mm3（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量分別為2.55克+1.71克+ 1.28克 。三個零件共計5.53克。本模具可以單獨生產(chǎn)其中一個零件，也可以把調(diào)節(jié)柱更改成完全通口實現(xiàn)二個/三個零件同時生產(chǎn)，因此，本模具注塑量計算按三個零件同時生產(chǎn)的最大注塑量（5.53克）計算 。 29 第四章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 4．1注射成型工藝過程分析 根據(jù)塑料件的材料、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，確定塑料件的成型工藝過程為： 為了讓注射模充模的過程和產(chǎn)品質(zhì)量的保證，應(yīng)該對使用的設(shè)備和原料件作好下面幾項準(zhǔn)備工作。 （1）、成型前對原材料的預(yù)處理 檢測原料的水量多少，表觀質(zhì)量是否完好，對原物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，由于ABS的材料吸水率極低，所以成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有必要，可在70 ～ 80 ℃的范圍內(nèi)下進(jìn)行干燥處理2～4 h。 （2）、料筒的清洗 在準(zhǔn)備用某些塑料之前，在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)塑料中如果有分解現(xiàn)象時，都必須對注射機(jī)進(jìn)行清洗。 （3）、脫模劑的選用 脫模劑是為了塑料制件容易從注塑模具中脫出，而噴涂在模具模腔內(nèi)表面上的一種噴劑。在實際生產(chǎn)中，為了順利脫模，經(jīng)常使用的脫模劑包括：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油等等。對于ABS材料，可選用硬脂酸鋅。 第二步: 注射成型過程 完整的注射成型過程包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模等幾個步驟。 第三步：制件的后處理 注射制品經(jīng)過脫?；驒C(jī)加工后，會對塑料制件進(jìn)行下一階段的處理，目的是為了消除制件內(nèi)的殘余內(nèi)應(yīng)力，從而提高制件的性能和改善尺寸的差異。 4．2 澆口種類的確定 注塑模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道便是澆注系統(tǒng)。 澆口作用是將塑料熔體 充滿模具型腔并使注射壓力傳遞到模具各個部分。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中包括澆口的設(shè)計與選擇恰當(dāng)與否直接關(guān)系制件能否完好的成型。 由于本設(shè)計中慧魚零件兩端孔的小連桿塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)。 4．3 型腔數(shù)目的確定 因為在本設(shè)計中采取側(cè)澆口，而且塑件的尺寸大，為了提高塑件成功概率，從生產(chǎn)效益來說，并從經(jīng)濟(jì)型的生產(chǎn)角度開始，節(jié)約生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率，復(fù)雜程度一般，故采用一模三腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 4．4 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模三腔，需要至少注射量為5.53g，流道水口廢料6.2g，總注塑量達(dá)到11.73g，再根據(jù)工藝參數(shù)，綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海SA1200 A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： SA1200 參數(shù)部分 SA1200/410U A B C 1 mm 36 40 45 2 螺桿長徑比 L/D 23．3 21 18．7 3 注射容量 cm3 173 214 270 4 注射重量 g 157 195 246 7 注射壓力 Mpa 237 192 152 8 螺桿轉(zhuǎn)速 rpm 0-285 9 鎖模力 KN 1200 10 移模行程 mm 360 11 拉桿內(nèi)距 mm 410×410 12 最大模厚 mm 450 13 最小模厚 mm 150 14 頂出行程 mm 120 15 頂出力 KN 33 16 頂出桿根數(shù) PC 5 17 最大油泵壓力 Mpa 16 18 油泵馬達(dá)功率 Kw 18．5 19 電熱功率 Kw 9．75 20 外型尺寸 M 4．83×1.26×1.96 21 機(jī)器重量 T 4.6 22 料斗容積 Kg 25 23 油箱容積 L 280 4.4.1 注射量的校核 模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： 式中 --型腔數(shù)量 --單個塑件的體積（） --澆注系統(tǒng)需塑料的體積（） 本設(shè)計中：n=1+1+1 2.425+1.62+1.22 =6.51 M=（2.425+1.62+1.22+6.51）x1.05=178.32X1.05=12.36g 注塑機(jī)額定注塑量為157g 1570.8=208g>12.36g 注射量符合要求 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 在注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是主要影響鎖模力的因素。如果這一個數(shù)值超出了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則在成型過程中會出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，所以必須滿足以下的關(guān)系。 式中 n --型腔數(shù)目 --單個塑料件在模具分型面上的投影面積 --澆注系統(tǒng)在模具分型面中的投影面積 n=3 =882 =625 =3x882+625=3271 注射成型時必須有一個可靠的鎖模，故塑料熔體對型腔中的成型壓力與塑料件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即是： （）P < F 式中： P—塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa） F—注射機(jī)額定鎖模力（N） 其它意義同上 型腔內(nèi)通常為20-40MPa，現(xiàn)取P=30MPa （）P=3271x30x0.001=98KN<1200KN 鎖模力符合要求 4．4．3、注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 （1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 注射機(jī) 式中 --允許的最大模厚 --注射機(jī)允許的最小模厚 本設(shè)計中模具厚度為260mm 180

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