3-DVD遙控器外殼注塑模具設(shè)計(jì)-電視遙控器前蓋塑料模具設(shè)計(jì)
3-DVD遙控器外殼注塑模具設(shè)計(jì)-電視遙控器前蓋塑料模具設(shè)計(jì),dvd,遙控器,外殼,注塑,模具設(shè)計(jì),電視,塑料
湖 南 科 技 大 學(xué)英文文獻(xiàn)翻譯學(xué) 生 姓 名: 曹志 學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)及班級(jí): 材料成型及控制工程二班 學(xué) 號(hào): 0818010204 指導(dǎo)教師: 文澤軍 2012年 3月 12日湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū) 機(jī) 電 工 程 院 材料成型及控制工程 系(教研室)系(教研室)主任: (簽名) 2012 年 2 月 22 日學(xué)生姓名: 曹志 學(xué)號(hào): 0818010204 專(zhuān)業(yè): 材料成型及控制工程 1 設(shè)計(jì)(論文)題目及專(zhuān)題: 電視遙控器前蓋塑料模具設(shè)計(jì) 2 學(xué)生設(shè)計(jì)(論文)時(shí)間:自 2012 年 2月 20日開(kāi)始至 2012 年 6 月 8 日止3 設(shè)計(jì)(論文)所用資源和參考資料:1)電視遙控器前蓋實(shí)物測(cè)繪的工程圖紙1份2)Pro/e2001操作平臺(tái),AutoCAD操作平臺(tái)3)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具工業(yè)、模具技術(shù)、塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝、塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)例、工程材料等。4 設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要內(nèi)容:1)測(cè)量某電視機(jī)蓋外形尺寸,采用Pro/e操作平臺(tái),完成該蓋由產(chǎn)品實(shí)物到實(shí)體模型的轉(zhuǎn)換2)模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算3) 成型零件、抽芯、推出等零件設(shè)計(jì)4) 采用計(jì)算編程加工關(guān)鍵零件(型芯、型腔等)5)主要零件( 型芯、型腔等)的機(jī)械加工工藝5 提交設(shè)計(jì)(論文)形式(設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等)及要求:1)模具總裝圖1張,并繪制所有零件圖,畢業(yè)答辯圖紙總量不少于3.5張A0圖紙2)畢業(yè)論文(打印)不少于40頁(yè),且附有1500漢字以上英文專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)翻譯。6 發(fā)題時(shí)間: 2012 年 2 月 22 日指導(dǎo)教師: (簽名)學(xué) 生: (簽名)湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度表畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 電視機(jī)遙控器前蓋塑料模具設(shè)計(jì) 起止時(shí)間:2012.2.20-2012.6.8學(xué)生: 曹志 (簽名) 指導(dǎo)教師: 文澤軍 系(教研室)主任: (簽名)時(shí) 間工 作 內(nèi) 容備 注第1周至第4周(2月20日至3月17日)調(diào)研,收集相關(guān)資料,完成論文開(kāi)題報(bào)告(畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告)及1500漢字以上的英文文獻(xiàn)翻譯第5周至第7周(3月18日至4月7日)測(cè)量電視機(jī)遙控器前蓋板外形尺寸,完成由實(shí)物到三維實(shí)體模型的轉(zhuǎn)換;完成模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算第8周至第10周(4月8日至4月28日)完成型腔、型芯、鑲塊、成型桿和成型塊、抽芯、推出等零件設(shè)計(jì);采用計(jì)算編程加工關(guān)鍵零件(型腔和型芯等)第11周至第13周(4月29日至5月19日)完成主要零件( 型腔、型芯等)機(jī)械加工工藝;完成模具總裝圖及所有零件二維工程圖繪制并打印第14周至第16周(5月20日至6月8日)完成并打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備答辯第 周至第 周( 月 日至 月 日)第 周至第 周( 月 日至 月 日)第 周至第 周( 月 日至 月 日)第 周至第 周( 月 日至 月 日)第 周至第 周( 月 日至 月 日)注:此表一式兩份:一份存學(xué)院,一份發(fā)給學(xué)生。湖南科技大學(xué) 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題 目電視機(jī)遙控器前蓋塑料模具設(shè)計(jì)作者姓名曹志學(xué)號(hào)0818010204所學(xué)專(zhuān)業(yè)材料成型機(jī)控制工程1、 研究的意義,同類(lèi)研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題(列出主要參考文獻(xiàn))模具工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一,而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類(lèi)。因此,研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。注塑成型時(shí)現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法,世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的50%以上,尤其是家電盒型注塑產(chǎn)品需求量不斷增加,注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的的制品,適合高效率大批量的生產(chǎn)方式,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的加工方法,注塑模具的設(shè)計(jì)和制造主要依賴(lài)于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技師的水平,一般需要經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn),這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長(zhǎng)、生產(chǎn)成本增加,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量,要解決這些問(wèn)題必須以科學(xué)分析的方法,研究各個(gè)成型過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)。塑料注塑成型時(shí)一個(gè)復(fù)雜的加工和物理過(guò)程,為實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。必須進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)與制造、成型過(guò)程的CAD/CAM/CAE集成技術(shù)的研究。2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題(根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的塑件是電視機(jī)遙控器前蓋,是日常生活中常見(jiàn)的薄壁塑件,由于此塑件表面曲面復(fù)雜,且需要側(cè)向抽芯,所以設(shè)計(jì)模具的開(kāi)模原理和成型零件的設(shè)計(jì)將是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 經(jīng)過(guò)與老師和同學(xué)的探討,初步采取一模兩腔中以對(duì)式方案,這樣有利于力平衡,側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)將選擇斜導(dǎo)柱形式,開(kāi)設(shè)滾輪導(dǎo)滑。采取多根推桿脫模,這樣將會(huì)使脫模力非常平均,不會(huì)使薄壁塑件拉傷甚至拉裂。3、 特色與創(chuàng)新之處由于塑件是薄壁塑件,而且電視機(jī)遙控器前蓋由于使用性能的需要有一段向內(nèi)凸的結(jié)構(gòu),這將使得塑件必須采取側(cè)向抽芯。 4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)步驟:1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 2.模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論分析與計(jì)算 3.裝配圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.成型零件工作圖設(shè)計(jì) 5.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。因此本設(shè)計(jì)主要采取查閱資料的研究方法,同時(shí)結(jié)合cad/PRO/ E軟件,提高設(shè)計(jì)的效率和合理性5、 擬使用的主要儀器設(shè)備、試劑和藥品游標(biāo)卡尺,Pro/E軟件,Auto cad軟件,計(jì)算器,鉛筆,橡皮6、參考文獻(xiàn)1蔣繼紅.塑料成型模具典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè).中國(guó)輕工業(yè)出版社.2006.8. 2伍先明.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).國(guó)防工業(yè)出版社.2010.4. 3葉久新.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.2007.11. 4付建軍.模具制造工藝.機(jī)械工業(yè)出版社.2010.1.注:1、開(kāi)題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果,在開(kāi)始撰寫(xiě)論文之前寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告。2、參考文獻(xiàn)按下列格式(A為期刊,B為專(zhuān)著)A:序號(hào)、作者(外文姓前名后,名縮寫(xiě),不加縮寫(xiě)點(diǎn),3人以上作者只寫(xiě)前3人,后用“等”代替。)、題名、期刊名(外文可縮寫(xiě),不加縮寫(xiě)點(diǎn))年份、卷號(hào)(期號(hào)):起止頁(yè)碼。B:序號(hào)、作者、書(shū)名、版次、(初版不寫(xiě))、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁(yè)碼。3、表中各項(xiàng)可加附頁(yè)。2目錄前 言1第1章 設(shè)計(jì)題目與要求4第2章 注射??尚行苑治?2.1注射模設(shè)計(jì)的特點(diǎn)52.2注射模組成52.2.1成型零件52.2.2澆注系統(tǒng)52.2.3導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)62.2.4脫模機(jī)構(gòu)62.2.5側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)62.2.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)62.2.7排氣系統(tǒng)62.3注射性能分析62.3.1 注射成型工藝的可行性分析62.3.2 表面粗糙度72.3.3尺寸精度72.3.4 脫模斜度72.3.5 壁厚72.3.6加強(qiáng)筋82.3.7圓角82.3.8質(zhì)量和體積82.4 材料選擇82.4.1 塑料介紹82.4.2 分析塑料零件材料82.4.3 材料選擇102.5塑件分析132.5.1 拔模斜角分析132.5.2 法向量分析132.5.3 高斯曲率分析142.5.4 曲面上最小半徑分析142.5.5 上下方向上的斜率分布分析。14第3章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式173.1 型腔數(shù)目的決定173.1.1 塑件尺寸精度173.1.2 模具制造成本173.1.3 注塑成型的生產(chǎn)效益173.1.4 制造難度173.2 分模面的選擇18第4章 注射機(jī)型號(hào)的確定204.1 鎖模力計(jì)算204.2 注射容量計(jì)算214.3 注射機(jī)的選用21第5章 澆注系統(tǒng)和排氣的設(shè)計(jì)235.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則235.2 澆注系統(tǒng)布置235.3 流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)235.3.1 主流道235.3.2 分流道截面形狀245.3.3 冷料井及拉料桿255.4 澆口設(shè)計(jì)265.4.1 澆口類(lèi)型的選用265.4.2 澆口尺寸計(jì)算275.5 澆注系統(tǒng)的平衡285.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)285.6.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法29第6章 成型零件設(shè)計(jì)306.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)306.1.2 動(dòng)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)336.2 成型零件鋼材選用356.2.1 選用要求356.2.2所選用的鋼材356.3 成型零件工作尺寸計(jì)算366.3.1 凹模和鑲件尺寸計(jì)算376.4 側(cè)向抽芯的設(shè)計(jì)38斜頂抽芯設(shè)計(jì)39第7章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)397.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用397.2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)407.3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套材料的選擇41第8章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)438.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求438.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)43第9章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)459.1冷卻系統(tǒng)的功用459.1.1對(duì)制品質(zhì)量的影響459.1.2對(duì)生產(chǎn)效率的影響459.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)459.2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則459.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)46參考文獻(xiàn)47致謝48iii大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)前 言1.模具工業(yè)的重要性模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,在電子、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,60%一80%的零部件都依靠模具成形。因此,模具被稱(chēng)之為“百業(yè)之母”、“工業(yè)之父”。模具的質(zhì)量和先進(jìn)程度,直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本,影響新產(chǎn)品投產(chǎn)周期、企業(yè)品結(jié)構(gòu)調(diào)整速度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍以上。目前,模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低,己成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一,決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力?,F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè),模具行業(yè)的發(fā)展,可以帶動(dòng)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。按照一般公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),模具產(chǎn)值與其帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)的工業(yè)產(chǎn)值之比為3:100。通過(guò)模具加工產(chǎn)品,可以大大提高生產(chǎn)效率,節(jié)約原材料、降低能耗和成本,產(chǎn)品的一致性好。如今,模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低,而在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,并且直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù),特別是在制造業(yè)中,它起著其它行業(yè)無(wú)可取替代的支撐作用,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。2.現(xiàn)代模具制造技術(shù)的發(fā)展趨向(1)模具的標(biāo)準(zhǔn)化 模具標(biāo)準(zhǔn)化體系包括四大類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),即:模具基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、模具工藝標(biāo)準(zhǔn)、模具零部件標(biāo)準(zhǔn)及與模具生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。模具標(biāo)準(zhǔn)按模具主要類(lèi)別分:沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)、塑料注射模具標(biāo)準(zhǔn)、壓鑄模具標(biāo)準(zhǔn)、鍛造模具標(biāo)準(zhǔn)、堅(jiān)固件冷鐓模具標(biāo)準(zhǔn)。拉絲模具標(biāo)準(zhǔn)等等。隨著國(guó)際交往的增多、進(jìn)口模具國(guó)產(chǎn)化工作的發(fā)展以及三資企業(yè)對(duì)其配套模具的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 要求的提出,一方面在標(biāo)準(zhǔn)制訂方面注意了盡量采納國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),包括采納先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn);另一方面許多模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需要,除按中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件外,同時(shí)也按國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件。加快模具的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化發(fā)展,適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)的需要,可以提高模具的制造質(zhì)量、縮短模具的制造周期。新材料、新技術(shù)、新工藝的研究和應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)模具新材料,進(jìn)一步提高模具鋼材的耐磨、耐蝕、綜合機(jī)械性能、加工性能和拋光性能,是提高模具質(zhì)量的穩(wěn)定性和使用壽命的主要途徑和發(fā)展趨向。 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的又一次革命,其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。普及和提高CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用,是模具設(shè)計(jì)制造走向現(xiàn)代化的必由之路。以高速銑削為代表的高速切削加工技術(shù)代表了模具外表面粗加工的的發(fā)展方向。成型面的加工向精密、自動(dòng)化方向發(fā)展,光整加工技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展。以三坐標(biāo)測(cè)試儀和快速原型制造技術(shù)為代表的制模技術(shù),是模具制造技術(shù)的重大發(fā)展,尤其是用于反向制造工程和復(fù)雜模具的制造,對(duì)縮短制造周期有著非常重要的作用。節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高速、綠色熱處理工藝是模具零件熱處理的主導(dǎo)方向 。(2)現(xiàn)代生產(chǎn)制造方式 在完全實(shí)現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化,供應(yīng)商品化的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)代IT技術(shù),組成局域通信網(wǎng)絡(luò),將計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)完成的各成型面、配合面數(shù)字化,并編成代碼直接輸入數(shù)控機(jī)床或CNC加工中心進(jìn)行自動(dòng)編程,繼而完成自動(dòng)加工。加工過(guò)程中能夠完成自動(dòng)檢測(cè)和結(jié)果的自動(dòng)顯示,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及模具制造的自動(dòng)化和智能化并以此提高設(shè)計(jì)和制造的速度和質(zhì)量,減少人為的多層次失誤造成的缺陷,從而縮短模具生產(chǎn)周期,提高模具質(zhì)量以及使用的可靠性和壽命。模具是材料成型加工中的重要工藝制備,是機(jī)械、電子、輕工、國(guó)防等工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)之一。利用模具可以實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工,從而提高生產(chǎn)效率、降低成本。隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)模具的使用壽命、加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好壞和使用壽命長(zhǎng)短,將直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。而模具材料的種類(lèi)、熱處理工藝、表面處理技術(shù)是影響模具使用的極其重要的因素,所以世界各國(guó)都在不斷地研究和開(kāi)發(fā)新型模具材料、改進(jìn)模具熱處理工藝、選用適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砑夹g(shù)、合理地設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)對(duì)模具的維護(hù)等措施,來(lái)穩(wěn)定和提高模具的使用壽命,防止模具的早期失效。3.塑料模具工業(yè)今后的發(fā)展方向 我國(guó)塑料模具增長(zhǎng)迅速,比重不斷提高,目前,塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比重約為30%,在模具進(jìn)出口中的比重高達(dá)5070%。塑料模具已形成巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條,從上游的原輔材料工業(yè)和加工、檢測(cè)設(shè)備到下游的機(jī)械、汽車(chē)、摩托車(chē)、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)展一片生機(jī)。塑料制品的應(yīng)用日漸廣泛,為塑料模具提供了一個(gè)廣闊的市場(chǎng),同時(shí)對(duì)模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能復(fù)合型的模具將受到青睞。與此同時(shí),建筑、家電、汽車(chē)等行業(yè)對(duì)塑料的需求量都很大。 塑料模具加快集群化發(fā)展,目前,我國(guó)模具工業(yè)地域特點(diǎn)明顯,主要表現(xiàn)為:東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角地區(qū),約占全國(guó)模具產(chǎn)值的2/3以上。塑料模具與模具整個(gè)行業(yè)地地域分布相似。浙江、江蘇、廣東塑料模具位于全國(guó)前列,其產(chǎn)值在全國(guó)模具總產(chǎn)值中的比例達(dá)到70%我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的發(fā)展方向包括:提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)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(fù)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。在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù),近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度。開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。第1章 設(shè)計(jì)題目與要求本次設(shè)計(jì)的題目為電視機(jī)遙控器外殼上半部分塑料模具設(shè)計(jì),材料為聚苯乙烯(PS),年產(chǎn)量為50萬(wàn)件,采用注射模塑成型,該遙控器的形狀如圖1.1所示。圖 1.1第2章 注射??尚行苑治?.1注射模設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 塑料注射模塑能一次性地成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或嵌件的塑料制品。在注射模設(shè)計(jì)時(shí)。必須充分注意以下三個(gè)特點(diǎn):2.1.1塑料熔體大多屬于假塑料液體,能剪切變稀。它的流動(dòng)性依賴(lài)于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來(lái)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),并校驗(yàn)型腔壓力及鎖模力。2.1.2視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上,進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保證模具的閉合、成型、開(kāi)模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進(jìn)行,模具零件和塑件的剛度與強(qiáng)度等力學(xué)問(wèn)題必須充分考慮。2.1.3在整個(gè)成型周期中,塑件模具環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。2.2注射模組成凡是注射模,均可分為動(dòng)模和定模兩大部件。注射充模時(shí)動(dòng)模和定模閉合,構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng);開(kāi)模時(shí)動(dòng)模和動(dòng)模分離,取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定板上,動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)模具上各個(gè)零件的不同功能,可由一下個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成。2.2.1成型零件 指構(gòu)成型腔,直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動(dòng)模和動(dòng)模閉合后,成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。2.2.2澆注系統(tǒng)將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的流道稱(chēng)為澆注系統(tǒng),由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。2.2.3導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)為確保動(dòng)模與定模閉合時(shí),能準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對(duì)中,通常分別在動(dòng)模和定模上設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。深腔注射模還須在主分型面上設(shè)置錐面定位,有時(shí)為保證脫模機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和復(fù)位,也設(shè)置導(dǎo)向零件。2.2.4脫模機(jī)構(gòu)是指開(kāi)模過(guò)程的后期,將塑件從模具中脫出的機(jī)構(gòu)。2.2.5側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件,在被脫出模具之間,必須先進(jìn)行側(cè)向分型或拔出側(cè)向凸?;虺槌鰝?cè)型芯。2.2.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了滿(mǎn)足注射工藝對(duì)模具溫度的要求,模具設(shè)有冷卻或加熱額的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具冷卻,一般在模板內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水道,加熱則在模具內(nèi)或周邊安裝點(diǎn)加熱元件,有的注射模須配備模溫自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。2.2.7排氣系統(tǒng)為了在注射充模過(guò)程中將型腔內(nèi)原有氣體排出,常在分型面處開(kāi)設(shè)排氣槽。小型腔的排氣量不大,可直接利用分型面排氣,也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預(yù)先設(shè)置專(zhuān)用排氣槽。2.3注射性能分析2.3.1 注射成型工藝的可行性分析:本塑件形狀復(fù)雜,壁厚不均,尺寸精度要求較高,而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求,因此對(duì)模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):a:形狀:幾乎沒(méi)有復(fù)雜性限制,容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔;b:尺寸:塑件可小到不足1克,大到幾十千克,沒(méi)有限制;c:材料:在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動(dòng)性的熱塑性塑料;d:精度:可注射高精度的塑件,有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性;e:生產(chǎn)率:中等,循環(huán)時(shí)間主要由塑件壁厚決定,最短可在十幾秒內(nèi),可增加每模的型腔數(shù)來(lái)提高生產(chǎn)率。由以上塑件的特點(diǎn)和注射成型工藝的優(yōu)點(diǎn),分析可知:該塑件適合于采用注射成型方法。2.3.2 表面粗糙度:由塑件外觀可知,塑件的外表面要求較高,因此其表面粗糙度取Ra0.4mm,而其內(nèi)表面由于是復(fù)讀機(jī)的內(nèi)部,為顧客視線所不及,故不影響其外觀視覺(jué)質(zhì)量,從簡(jiǎn)化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮,其內(nèi)表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。一般情況下,模具粗糙度低于塑件12個(gè)等級(jí),故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um,而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。2.3.3尺寸精度:按SJ13721978標(biāo)準(zhǔn),塑料件尺寸精度分為8級(jí)。本塑件所用材料為聚苯乙烯(PS),由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知,本塑件宜選用4級(jí)精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見(jiàn)零件圖。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān),尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對(duì)塑件精度的影響可知,模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系,由塑件零件圖可得,模具精度等級(jí)為IT8。2.3.4 脫模斜度:該塑件采用的塑料是PS,而PS的成型收縮率較?。?.2-0.6%),而且塑件較復(fù)雜,對(duì)型芯的包緊面積也較大,所以應(yīng)取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致,因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)圖紙要求可知10。2.3.5 壁厚:由圖紙可知,該塑件有許多中不同的壁厚,如2mm、1.5mm、1mm、0.8mm等。壁厚不均勻,這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻,并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問(wèn)題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開(kāi)裂。為防止此類(lèi)現(xiàn)象出現(xiàn),這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì),故我在壁厚不同處采取過(guò)渡設(shè)計(jì),例如:采用圓弧過(guò)渡等措施。2.3.6加強(qiáng)筋:由圖紙要求可知,該塑件設(shè)機(jī)了很多加強(qiáng)筋,加強(qiáng)筋的尺寸為頂部0.7mm,根部為0.8mm。這對(duì)提高塑料件的抗彎強(qiáng)度,減小塑料件的翹曲變形,提高抗蠕變和抗沖擊性能有好處,同時(shí),加強(qiáng)筋的添加改善了塑料熔體的充模流動(dòng)或者是縮短了流程或增加了流程的截面。2.3.7圓角:從塑件可知,該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強(qiáng)筋的根部等處都設(shè)計(jì)了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù),提高了抗沖擊、抗疲勞能力,而且改善了塑料熔體的流動(dòng)充模性能,減少了流動(dòng)阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力,防止開(kāi)裂和翹曲,也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對(duì)應(yīng)的圓角,提高了成型零件的強(qiáng)度。2.3.8質(zhì)量和體積:由天平可稱(chēng)出該塑件的質(zhì)量約為m30g再由公式v=m/ 30/1.25=24cm3,由此可知,該塑件屬于小型塑件。2.4 材料選擇2.4.1 塑料介紹塑料(Plastics)是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ),加入若干其他材料(添加劑)制成的固體材料。塑料的優(yōu)點(diǎn):塑料的強(qiáng)度較小,有較高的比強(qiáng)度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性,良好的耐磨性和耐腐蝕性,以及優(yōu)異的成型工藝性。塑料的缺點(diǎn):強(qiáng)度,硬度較底,易老化等。2.4.2 分析塑料零件材料該塑件為電視機(jī)遙控器外殼的上半部分,有以下特點(diǎn):(1)它所處的工作環(huán)境好,處于室溫下,不承受沖擊載荷,也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中; (2)產(chǎn)量大,用于一般的日常生活中,故要求此塑件材料質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉,且對(duì)人體不產(chǎn)生任何毒副作用。(2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜成型較困難。(4)要求要有較美麗的外觀。因此我初步選擇采用通用塑料。通用塑料分為聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)等品種,多用于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中,具有價(jià)格低等特點(diǎn)。聚乙烯PE:是由乙烯單體聚合而成的。特點(diǎn):采用不同的聚合條件可得到不同性質(zhì)的聚合物:有高壓PE、中壓PE、低壓PE三種。高壓PE:由于有較低的密度、相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度,故質(zhì)地柔軟;低壓PE:由于含有較高的相對(duì)分子質(zhì)量、密度、結(jié)晶度,故質(zhì)地堅(jiān)硬,耐寒性能良好,在70時(shí)還保持柔軟,化學(xué)穩(wěn)定性很高,能耐酸、堿及有機(jī)溶劑,吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。缺點(diǎn):是力學(xué)強(qiáng)度不高,熱變形溫度很低,故不能承受較高的載荷和不能在較高的溫度下正常工作。b聚氯乙烯PVC:是由乙炔氣體與氯化氫合成氯乙烯單體,然后在聚合成聚氯乙烯。特點(diǎn):可分為硬質(zhì)PVC和軟質(zhì)PVC。硬質(zhì)PVC:力學(xué)強(qiáng)度高,電氣性能優(yōu)良,耐酸、堿的抵抗力極強(qiáng),化學(xué)穩(wěn)定性很好。缺點(diǎn):是軟化點(diǎn)低,機(jī)械強(qiáng)度高。其可在1560時(shí)使用。軟質(zhì)PVC:有質(zhì)輕、隔熱、隔音、防震等特點(diǎn),而且強(qiáng)度低、易老化、延伸率高。c聚丙烯PP:特點(diǎn):聚丙烯的主要特點(diǎn)是相對(duì)密度小,約為0.9。它的力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、硬度等,均優(yōu)于低壓PE。并有很突出的剛性,耐水行較好,可在100以上使用,若不受外力,則溫度升到150也不變形?;旧喜晃?,并且有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,除對(duì)濃硫酸、濃硝酸外,幾乎都很穩(wěn)定。絕緣性能優(yōu)越,高頻電性能優(yōu)良,而且不受溫度影響,成型容易。對(duì)人體不產(chǎn)生毒副作用,可用于藥品及食品的包裝。缺點(diǎn):耐磨性不夠高,成型收縮率較大,低溫呈脆性,熱變形溫度亦較低。d聚苯乙烯PS:聚苯乙烯略早于聚丙烯問(wèn)世,其原料十分豐富,是目前最廣泛應(yīng)用的材料之一。聚苯乙烯的密度為1.041.16g/cm3 ,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚苯乙烯遇火會(huì)自燃。 聚苯乙烯的主鏈上有結(jié)構(gòu)龐大的苯環(huán),故柔順性差,質(zhì)地脆硬,抗沖擊性能差,敲打時(shí)發(fā)出類(lèi)似金屬的響聲。機(jī)械強(qiáng)度低于硬質(zhì)聚氯乙烯,尤其是相對(duì)分子量較小的品種強(qiáng)度更差,聚苯乙烯屬于非結(jié)晶型聚合物。聚苯乙烯具有良好的可塑流動(dòng)性和較小的成型收縮率,是成型工藝最好的塑料品種之一,容易制造形狀復(fù)雜的制品。聚苯乙烯無(wú)色透明,透光性?xún)H次于有機(jī)玻璃,容易著色,常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。聚苯乙烯具有很小的吸水率,在潮濕的環(huán)境中尺寸變化很小,適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品,如儀表儀器殼體等。聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能,尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小,是優(yōu)良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點(diǎn)是脆性大,形狀復(fù)雜的制品成型后存在較大的內(nèi)應(yīng)力時(shí),常會(huì)在使用中自行開(kāi)裂。為改善聚苯乙烯的脆性,加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性,提高沖擊韌性。這種塑料稱(chēng)為高沖擊聚苯乙烯。2.4.3 材料選擇由以上四種通用塑料的性能分析可知:塑件電視機(jī)遙控器外殼的材料宜采用聚苯乙烯(PS)。以下是聚苯乙烯塑料的技術(shù)數(shù)據(jù):1:成型特點(diǎn):無(wú)定形料,吸濕性小,不易分解,性脆易裂,熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力;:流動(dòng)性好,溢邊值0.03左右,應(yīng)防止飛邊;:塑件壁厚應(yīng)均勻,不易有嵌件,(如有嵌件應(yīng)先預(yù)熱),缺口,尖角各面應(yīng)圓弧連接;:可用螺桿式或柱塞式注射機(jī)加工,噴嘴可以選用直通式或自鎖式;:易采用高料溫,低模具溫度,低注射壓力延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力,防止縮孔,變形(尤其對(duì)厚壁塑件)但料溫高易出銀絲,料溫低或脫模劑多則透明性較差;:可以采用各種形式的澆口,澆口于塑件應(yīng)圓弧連接,防止去除澆口時(shí)損壞塑件,脫模斜度易取2以上,頂出均勻,以防止脫模不良而發(fā)生開(kāi)裂2:物理性能:密度(g/cm3)比體積(g/cm3)吸水率 (%)透光率(%)摩擦系數(shù)24h長(zhǎng)時(shí)間PS鋼P(yáng)S銅1.041.061.101.110.010.030.05透明0.340.163:熱性能:玻璃化溫度 熔點(diǎn)熔融指數(shù)MFI g/10min維卡針入度 熱變形溫度45N/2180N/2100105170176230負(fù)荷21N2.092.038.6914015010211556574:力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度Mpa抗彎強(qiáng)度Mpa斷裂伸長(zhǎng)率%彎曲彈性模量 Gpa抗壓強(qiáng)度Mpa沖擊韌度 KI/m2布氏硬度HBS無(wú)缺口缺口37672001.4556783.44.88.65 R9.510.55:成形條件:料桶溫度/噴嘴溫度模具溫度注射壓力Mpa料桶溫度/噴嘴溫度模具溫度注射壓力Mpa后段中段前段140160160170170190170180326560110料桶溫度/噴嘴溫度模具溫度注射壓力Mpa后段中段前段140160160170170190170180326560110后段中段前段140160160170170190170180326560110注射機(jī)類(lèi)型密度g/cm3計(jì)算收縮率%預(yù)熱溫度 / 時(shí)間 /h柱塞式1.21.330.10.2607526.成型時(shí)間成型時(shí)間/s螺桿轉(zhuǎn)速r/min適用注射機(jī)類(lèi)型注射時(shí)間/s高壓時(shí)間/s冷卻時(shí)間/s總周期/s15450315604012048螺桿、注塞均可后處理方法紅外線鼓風(fēng)烘箱溫度/70時(shí)間/H247:電氣性能:電阻率m擊穿電壓kv/介電常數(shù)介電損耗角正切耐電弧性s1014302.02.60.0011251852.5塑件分析2.5.1拔模斜角分析分析結(jié)果:Bracketed area percentage: 25.1222,由結(jié)果可易知,0.5拔模角合適。2.5.2 法向量分析由分析結(jié)果可知,該結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足使用條件。2.5.3 高斯曲率分析由分析結(jié)果可知,該結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足使用條件。2.5.4 曲面上最小半徑分析分析結(jié)果:Min. inside radius: -177.8879 ,Surface is convex可知該結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足條件。2.5.5 上下方向上的斜率分布分析。分析結(jié)果:Min. slope: -0.0193Max. slope: 0.0485Bracketed area percentage: 0.00002.6.6塑件表面積及重心位置分析VOLUME = 2.7072260e+04 mm3SURFACE AREA = 4.4078063e+04 mm2DENSITY = 1.2500000e+00 TONNE / mm3MASS = 3.3840325e+04 TONNE CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame:X Y Z 7.8830943e+01 1.5052038e+02 -4.4591896e+01 mmINERTIA with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * mm2)INERTIA TENSOR:Ixx Ixy Ixz 9.5925963e+08 -4.0136164e+08 1.1830220e+08Iyx Iyy Iyz -4.0136164e+08 2.9332132e+08 2.2629210e+08Izx Izy Izz 1.1830220e+08 2.2629210e+08 1.1163238e+09INERTIA at CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * mm2)INERTIA TENSOR:Ixx Ixy Ixz 1.2527087e+08 1.7626238e+05 -6.5402701e+05Iyx Iyy Iyz 1.7626238e+05 1.5737437e+07 -8.4378451e+05Izx Izy Izz -6.5402701e+05 -8.4378451e+05 1.3932992e+08PRINCIPAL MOMENTS OF INERTIA: (TONNE * mm2)I1 I2 I3 1.5731407e+07 1.2524068e+08 1.3936614e+08ROTATION MATRIX from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES: -0.00157 -0.99892 -0.04644 0.99998 -0.00125 -0.00688 0.00682 -0.04645 0.99890ROTATION ANGLES from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES (degrees):angles about x y z 0.395 -2.662 90.090 RADII OF GYRATION with respect to PRINCIPAL AXES:R1 R2 R3 2.1560882e+01 6.0835272e+01 6.4174335e+01 mm第3章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式3.1 型腔數(shù)目的決定注射模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,每一次注射生產(chǎn)一個(gè)塑件,也可以是多腔,每一次注射生產(chǎn)多個(gè)塑件。每一副模具中,型腔數(shù)目的多少與下列條件有關(guān)系。3.1.1 塑件尺寸精度型腔數(shù)目越多時(shí),精度也相對(duì)地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差,也由于熔體在模具內(nèi)的流動(dòng)不均所致。按照SJ137278標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1、2級(jí)超精密級(jí)塑件,只能一模一腔,當(dāng)尺寸數(shù)目少(形狀簡(jiǎn)單)可以是一模二腔。3、4級(jí)的精密級(jí)的精密塑料件,最多是一模四腔。3.1.2 模具制造成本多腔模的制造成本高于單腔模,但非簡(jiǎn)單的倍數(shù)比。四腔模并非單腔模的四倍。因此,從塑件成本中所占模費(fèi)比例來(lái)看,多腔模比單腔模要低。3.1.3 注塑成型的生產(chǎn)效益多腔模從表面上看,比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高,但是多腔模所使用的注射機(jī)大,每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維修費(fèi)用高,所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔數(shù)。3.1.4 制造難度 多腔模的制造難度比單腔模大。當(dāng)其中一腔先損壞(或磨損超差)時(shí),應(yīng)立即停機(jī)維修,影響生產(chǎn)。綜合以上幾個(gè)方面綜合考慮,我的設(shè)計(jì)采用一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。就精度而言,我的塑件屬于四級(jí)精度,它可以使用一模四腔;但從模具制造成本以及模具成型的生產(chǎn)效益來(lái)看,他比單型腔模具降低了生產(chǎn)成本提高了生產(chǎn)效率;而且塑件的注射量比較??;但從制造難度來(lái)講,這套模具的型腔十分復(fù)雜已經(jīng)很難加工,必須采用較多的鑲塊才能實(shí)現(xiàn),如果型腔過(guò)多,就會(huì)影響各個(gè)鑲塊之間的裝配關(guān)系,造成塑件成型困難,尺寸精度以及表面粗糙度難以保證。而一模兩腔恰好解決了這一問(wèn)題,不僅使得模具有了較好的精度,而且便于加工,便于注塑,適應(yīng)了現(xiàn)代化大規(guī)模高效率生產(chǎn)高精密零件的要求。3.2 分模面的選擇分模面為定模與動(dòng)模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時(shí),應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:(1) 使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上;(2) 分型面的痕跡不影響塑件的外觀;(3) 澆注系統(tǒng),特別是澆口能合理的安排;(4) 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上;(5) 使塑件易于脫模。由于本塑件的結(jié)構(gòu)形狀較為特殊,根據(jù)選擇分模面時(shí),應(yīng)遵守以上的原則。再綜合我的塑件形狀的考慮,以及模具整體設(shè)計(jì)、制造、加工的要求,我選擇采用平面分型面,如圖3.2.1所示 這是PRO/E分模時(shí)作的單面分模面,由于上表面要求較高,必須要求塑件留在動(dòng)模一側(cè)。這樣的分型面設(shè)計(jì)有以下的特點(diǎn):第一、 這樣的設(shè)計(jì)保證了分模時(shí)塑件留在動(dòng)模一側(cè);第二、 分型面的痕跡會(huì)在塑件的下邊緣一圈,保證不會(huì)影響 外觀質(zhì)量;第三、 這樣的設(shè)計(jì)使得推桿比較好布置,比較容易推出塑件; 第四、 使得脫模變的容易;第4章 注射機(jī)型號(hào)的確定在模具設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)產(chǎn)品幾何尺寸及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn),盡可能選用適合的注塑機(jī)以充分發(fā)揮設(shè)備的內(nèi)在能力。4.1 鎖模力計(jì)算鎖模力是指注射機(jī)構(gòu)在工作中對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。鎖模力與注射容量全面地反映了設(shè)備的主要特征和加工能力。在實(shí)際注射成型中,由于制品形狀不同,所采用樹(shù)脂品種不同,注射工藝條件及模具結(jié)構(gòu)不同,所需要的合模力大小也各不相同。因此,在選用注射機(jī)時(shí),要對(duì)其合模力進(jìn)行計(jì)算。通常,可采用下列公式進(jìn)行: FPm(NAs+Aj) (4.1-1)式中: F-注射機(jī)最大合模力(MN);N-型腔個(gè)數(shù);Pm-成型時(shí)模腔平均壓力(MPa);As-塑件在開(kāi)模方向的最大投影面積().Aj-澆注系統(tǒng)在開(kāi)模方向的最大投影面積()從前面可知: N=2采用PRO/E測(cè)得澆注統(tǒng)以及塑件在開(kāi)模方向上的投影面積為0.025所以: FnPcA=2400.025 =2 MN=2000KN4.2 注射容量計(jì)算 注射機(jī)的理論注量,指在對(duì)空注射時(shí)能完成一次注射熔料的體積量(3).模具安裝后,對(duì)模腔注射容量的計(jì)算,可以制件產(chǎn)品為主,計(jì)算其體積量,然后確認(rèn)總體積注射量,從而可得:Vgn(Vs+Vj)(cm3)式中: Vg-注射機(jī)額定注射量(cm3);Vs-單個(gè)塑件的容積量(cm3); Vj-澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的容積量(cm3); N-型腔數(shù)。其中: Vs=24cm3 Vj=3cm3 所以: Vn(Vs+Vj)=2(24+3)=54cm34.3 注射機(jī)的選用根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)附表8(P392),由以上所取得的數(shù)據(jù)F和V可知,可選用型號(hào)為 G54-S-200/400的注射機(jī)可。XS-ZY-125注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及特性如下:螺桿直徑(mm): 55最大理論注射容量(cm3): 200400注射壓力(MPa): 109注射行程: 160鎖模力(KN): 2540最大注射面積(cm2): 645最大模具厚度H(mm): 406最小模具厚度H1(mm): 165最大和穆行程: 260模板最大距離L0(mm): 800模板行程L1(mm): 400噴嘴圓弧半徑R(mm): SR18噴嘴孔徑d(mm): 4噴嘴移動(dòng)距離(mm): 210推出形式: 中間推出 和模方式: 液壓-機(jī)械螺桿轉(zhuǎn)速: 16、28、48機(jī)器外型尺寸: 4700X1000X1815其他: 總力280KN,開(kāi)模力8T,頂桿最大距離190mm第5章 澆注系統(tǒng)和排氣的設(shè)計(jì)5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則(1)澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置;(2)盡量縮短流程,以降低壓力損失,縮短充模時(shí)間;(3)澆口位置的選擇,應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流,及噴射和蛇行流動(dòng),并有利于排氣和補(bǔ)縮;(4)避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊,防止變形和位移。(5)澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠,易與塑件分離或切除整修容易,且外觀無(wú)損傷;(6)熔合縫位置必須合理安排,必要時(shí)配置冷料井或溢料槽;盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量;(7)澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度,其中澆口必須有IT8以上精度。5.2 澆注系統(tǒng)布置在多腔模中,分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類(lèi),一般以平衡式為宜。本次設(shè)計(jì)采用的是對(duì)角式布置,充分利用了它質(zhì)量好,一致性好等優(yōu)點(diǎn)。5.3 流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道、分流道和冷料井及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5.3.1 主流道直澆口式主流道呈截錐體。主流道入口直徑d應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者能同軸對(duì)準(zhǔn),也使得主流道凝料能順利脫出。所以: d =4+1=5mm主流道入口的凹坑球面半徑R,應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑約23mm。反之,兩者不能很好貼和,會(huì)讓塑料熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。故:R=12+(23)=(1415)mm取R=15mm 錐孔壁粗糙度Ra0.8m。主流道的錐角=24。過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流,卷入空氣。過(guò)小錐角使凝料脫模困難,還會(huì)使充模時(shí)流動(dòng)阻力大,比表面增大,熱量損耗大。主流道的出口端應(yīng)該有較大圓角rD。其中, D可用經(jīng)驗(yàn)公式求出:D= 其中, V-流經(jīng)主流道的熔體體積(cm3);K-因熔體材料而異的常數(shù),取K=1.2;所以, D=8mm所以, r=1 mm主流道的比表面S為:S= =0.58 主流道的長(zhǎng)度是L,一般按模板厚度確定。但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗,以短為好。小模具控制在50mm之內(nèi)。初步確定:L=50mmH=R=15=6mm5.3.2 分流道截面形狀 (1)流道尺寸分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。其中圓形截面最理想,使用越來(lái)越多。本次設(shè)計(jì)采用圓形截面,形狀如圖5.1所示。圖 5.1 分流道的尺寸由經(jīng)驗(yàn)得知,第一分流道為6mm,第二分流道4mm。(2)流道剪切速率的校核 = 由課本塑料制品與模具設(shè)計(jì)中表3.3-5可知,注射時(shí)間為t=2.0s故: Q=20.4cm3/s=1275=12.75x1025102s-1符合要求。5.3.3 冷料井及拉料桿冷料井有兩種,一種是純?yōu)椤安蹲健被蛸A存冷料之用;另一種是還兼有拉或頂出凝料功用。(1) 拉料桿冷料井 拉料桿冷料井可分為頂出桿成型的“拉頂”冷料井、拉料桿成型的“拉料”冷料井和凹坑拉料冷料井。在本次設(shè)計(jì)中,我們采用Z頭頂出桿成型的“拉頂”冷料井。它具有“拉頂”動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。形狀如圖5.2所示:圖 5.25.4 澆口設(shè)計(jì)澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門(mén),對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性的影響。因而澆口類(lèi)型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。5.4.1 澆口類(lèi)型的選用澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門(mén),對(duì)塑料件質(zhì)量具有決定性的影響,因而澆口類(lèi)型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。澆口有多種類(lèi)型,如直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、重疊式澆口、扇形澆口、潛伏式澆口等。直接澆口雖然有如以等流程充模、澆注系統(tǒng)流程短、壓力損失和熱烈散失小,且有利于補(bǔ)縮和排氣等優(yōu)點(diǎn),但是,塑件上殘留痕跡較大,切除困難。重疊式澆口多用于大型腔。扇形澆口適合于大面積薄壁塑件。點(diǎn)澆口必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu);澆口位置可以自由選擇,不受限制。剪切速率高,能使流程比增大;澆口必須用三板模切斷;潛伏式澆口是點(diǎn)澆口在特殊場(chǎng)合下的一種應(yīng)用形式。但可以在脫模時(shí)自動(dòng)拖斷;它可以隱藏在外表不露出的部位,使?jié)部诤圹E不外漏。但加工比較空難,容易磨損。側(cè)澆口也稱(chēng)為邊緣澆口,由于它開(kāi)設(shè)在主分型面上,截面形狀易于加工和調(diào)整。多型腔模具常采用側(cè)澆口,可設(shè)計(jì)成兩板模。綜合塑件,是比較容易流動(dòng)的聚苯乙烯,而且零件外表面要求較高;側(cè)澆口也稱(chēng)為邊緣澆口,應(yīng)用最多的一種,澆口形狀簡(jiǎn)單,尺寸容易準(zhǔn)確控制。它的截面形狀如下圖5.3所示:圖 5.35.4.2 澆口尺寸計(jì)算澆口的幾個(gè)尺寸中,以深度h最為重要。H控制了澆口暢通開(kāi)放時(shí)間和補(bǔ)縮作用。澆口寬度W的大小控制了熔體充模流量。澆口長(zhǎng)度L,只要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許,以短為好,一般選用L=0.51.5mm。澆口深度有經(jīng)驗(yàn)公式:h=nt (5.6-1) 式中, h-潛伏式澆口寬度(mm),中小型塑件通常用h=0.52mm,大約為制品最大壁厚的; t-塑件壁厚();n-塑件材料系數(shù),取n=0.6。故: 澆口的經(jīng)驗(yàn)公式:d= (5.6-2)式中, d-澆口直徑; A-型腔表面積(mm2);n-塑料材料系數(shù);取n=0.6。AD2+4(1518)+2(2513)=3.14632+4(1518)+2(23.14513)=3115.665+1080+816.45012mm2所以: W=1.4mm最后,須用流經(jīng)側(cè)澆口熔體剪切速率=104s-1進(jìn)行校核。又知充模注射時(shí)間為t=1.6s,故: Q=25.5cm3/s=33730=3.373104104s-1符合要求。5.5 澆注系統(tǒng)的平衡 本次設(shè)計(jì)分流道的布置采取的是平衡式布置,從主流道末端到各型腔餓分流,其長(zhǎng)度、斷面形狀和尺寸都對(duì)應(yīng)相等,各型腔受力相同,不需采取平衡計(jì)算 。5.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從某種角度而言,注塑模具也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔的同時(shí),必須置換出型腔內(nèi)的空氣和從物料中溢出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè)計(jì)的重要組成部分。5.6.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法(1) 利用分型面排氣是最簡(jiǎn)單的方法,排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)。(2) 利用頂桿與孔的間隙排氣,必要時(shí)可對(duì)頂桿作些排氣的結(jié)構(gòu)措施;(3) 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣,燒結(jié)塊應(yīng)有足夠的承壓能力,設(shè)置在塑件隱蔽處,并需要開(kāi)設(shè)排氣通道;(4) 在熔合縫位置開(kāi)設(shè)冷料井,在儲(chǔ)存冷料前也滯留了不少氣體;(5) 可靠有效的方法是在分型面上開(kāi)設(shè)專(zhuān)用的排氣槽,尤其上大型注塑模具必須如此;(6) 對(duì)于大型的模具,也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。由于本設(shè)計(jì)將采用大量的鑲件以保證模具具有良好的加工、維修性能;采用了大量的頂針以實(shí)現(xiàn)模具對(duì)塑件的均勻頂出,使得塑件不會(huì)因?yàn)閼?yīng)力不均勻而斷裂或留下痕跡;采用了斜滑頂桿塊來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件的抽芯。這些結(jié)構(gòu)都的存在著間隙,可以利用這些間隙實(shí)現(xiàn)派氣的功能,而不用設(shè)計(jì)另外的排氣結(jié)構(gòu)。第6章 成型零件設(shè)計(jì)模具閉合時(shí),成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力。作為高壓容器,它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、材料和熱處理的選擇及加工工藝性,是影響模具工作壽命的主要因素。6.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),當(dāng)然以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提,但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價(jià)格,隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級(jí)和壽命要求的提高而增加。6.1.1 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定模是成型塑件外表面的成型零件。定模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體潛入式和組合式。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的塑料的特點(diǎn),采用組合式定模。定模的形狀如下各圖定模板設(shè)計(jì)如圖6.1所示,其中1位置為放置導(dǎo)套的導(dǎo)套孔,由于所選的導(dǎo)套為帶肩導(dǎo)套,所以該孔為梯形孔,具體零件參考定模板零件圖。2位置放一個(gè)凸型鎖緊塊,如圖6.2所示:圖6.2的上半部分,它的下半部分裝在動(dòng)模板上,兩者之間具有較高的配合關(guān)系,這不僅可以起到二次定位的作用,最主要的是在注塑機(jī)注射時(shí),可以鎖緊模具,使得導(dǎo)柱,導(dǎo)套承受較小的橫向沖擊力保護(hù)了導(dǎo)柱、導(dǎo)套的使用壽命。3位置是用來(lái)放制定位定模鑲塊的鍥型鎖緊塊,它與模板垂直的方向有一定的斜度在螺釘?shù)淖饔孟驴梢詫?duì)鑲塊起到定位的作用。4位置用來(lái)放置澆口襯套。5位置為螺紋孔。圖 6.1圖 6.2(2)定模鑲塊的設(shè)計(jì):鑲拼式組合模具雖然具有強(qiáng)度和剛度較差,制造成本高的問(wèn)題,但是由于它具有但由于它具有良好的互換性,型腔成型部分容易損壞,可以在損壞時(shí)進(jìn)行互換,簡(jiǎn)化了模具的維修過(guò)程,同樣節(jié)省了成本;而且它可以合理的運(yùn)用材料,定模板由于不參與零件成型,可以采用一般的材料,而鑲塊參與零件成型,屬于重要零件必須用要求比較高的材料,比如鏡面鋼(PMS),節(jié)約了優(yōu)質(zhì)的模具鋼,在某種程度上也是節(jié)省成本。鑲拼式組合凹模鑲塊的加工一般是采用線切割、電火花、數(shù)控銑床等現(xiàn)代化加工手段來(lái)保證加工的精確性和良好的表面光潔度。設(shè)計(jì)的定模鑲塊如圖6.3所示: 圖 6.3(3)鑲塊的定位:鑲塊的定位是由位于定模板底板的螺釘與側(cè)面的鍥型鎖緊塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖6.4所示:圖 6.41為定模板;2為鍥型鎖緊塊;3為定模鑲件1;4為動(dòng)模部分。螺釘旋入定模板1時(shí),同時(shí)帶動(dòng)2向下,從而使得定模鑲件1在橫向精確定位。由于定模鑲件2鑲嵌在1內(nèi),所以不可能用這種比較簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。而由于它大小比較小,所以可以做一個(gè)斜面,依靠斜面將鑲塊定位,在底部用螺釘孔固定。6.1.2 動(dòng)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)動(dòng)模和和動(dòng)模型芯都是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。動(dòng)模也稱(chēng)主型芯,用來(lái)成型塑件整體的內(nèi)部形狀。小型芯也稱(chēng)成型桿,用來(lái)成型塑件的局部孔或槽。與定模部分不同,它與注塑機(jī)后半部分相連它參于塑件的頂出,一般的模具設(shè)計(jì)都要求塑件留在動(dòng)模部分,好容易脫模。因而動(dòng)模一般比定模復(fù)雜。 塑件由于外表面向上,要求較高,而內(nèi)表面裝配在遙控器里面,主要是參與增加強(qiáng)度的肋板以及定位零件的特殊裝置,對(duì)于外觀并沒(méi)有太高的要求,所以只要保證尺寸的精確就可以了。經(jīng)過(guò)查資料和考證,決定采用與定模部分一樣的結(jié)構(gòu)即整體鑲拼式組合凹模。(1) 動(dòng)模板的結(jié)構(gòu) 由模具設(shè)計(jì)手冊(cè)才查的模架A1-355355-38-Z1(GB/T12556)動(dòng)模板的尺寸,再由PRO/E設(shè)計(jì)可以得到如圖6.5所示的動(dòng)模板結(jié)構(gòu):圖 6.5 其中1位置用來(lái)放凹型鎖緊塊,它與定模板上的凸型鎖緊塊相配合,正在注射時(shí)鎖緊模具使得導(dǎo)柱導(dǎo)套承受較小的橫向沖力,減少了導(dǎo)柱的壓力同時(shí)也對(duì)型腔起到保護(hù)的作用。2位置為螺紋孔。4位置為回程桿孔屬于復(fù)位機(jī)構(gòu),這一點(diǎn)將在復(fù)位機(jī)構(gòu)中進(jìn)行詳細(xì)的介紹。3位置用來(lái)放置楔緊塊。(2)動(dòng)模模仁的設(shè)計(jì):動(dòng)模模仁是安裝在動(dòng)模板內(nèi)的大型整體式鑲件,它參與重要的型腔成型起結(jié)構(gòu)如圖6.7所示: 圖 6.7其中1為水道孔;2為連接螺紋孔;3為頂桿孔;4為斜推桿孔;5為主流道孔。6.2 成型零件鋼材選用6.2.1 選用要求(1) 機(jī)械加工性能良好。(2) 拋光性能優(yōu)良。(3) 耐磨性和抗疲勞性能好。(4) 具有耐腐性能。6.2.2所選用的鋼材: 由于設(shè)計(jì)采用整體鑲拼式模具所以可以在符合模具強(qiáng)度,剛度以及光潔度的前提下合理的選用鋼材。(1) 定模板: 定模板由于沒(méi)有參與塑件的成型,所以對(duì)表面光潔度要求不高,因而采用了45鋼。45鋼屬于通用塑料模具鋼材,用于調(diào)質(zhì)后精加工大型熱塑塑性塑料注射模具,淬透性差,淬火變形小,較高溫度下時(shí),熱疲勞性不高,拋光性能差。此種鋼材適用于制造要求具有較高強(qiáng)度和高耐磨性的各種模具。(2) 定模模仁:定模模仁是零件外表面的成型面,由于零件的外表面要求比較高,所以選擇Cr12MoV。Cr12MoV 鋼有高淬透性,截面為 300 40 0 以下者可以完全淬透,在 300 40 0時(shí)仍可保持良好硬度和耐磨性,韌性較Cr12 鋼高,淬火時(shí)體積變化最小。可用來(lái)制造斷面較大、形狀復(fù)雜、經(jīng)受較大沖擊負(fù)荷的各種模具和工具。例如,形狀復(fù)雜的沖孔凹模、復(fù)雜模具上的鑲塊、鋼板深拉深模、拉絲模、螺紋挫絲板、冷擠壓模、冷切剪刀、圓鋸、標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具等。(3) 動(dòng)模模仁:動(dòng)模模仁成型塑件的下表面,由于它于遙控器下半部分配合,裝在里面,所以要求只要達(dá)到一定的光潔度就可以了。故也選擇了Cr12MoV。(4) 動(dòng)模板:動(dòng)模板同樣采用45鋼,理由與定模板相同。6.3 成型零件工作尺寸計(jì)算注塑模成型零件工作尺寸,是指這些零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型,并在模具溫度下冷卻固化,最終在室溫下進(jìn)行尺寸檢測(cè)和使用。因此,塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得,必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。由于塑件尺寸類(lèi)型的多樣性,及其成型收縮率的方向性和收縮率的不穩(wěn)定性,以及塑件和金屬模的制造公差,因此成型零件工作尺寸的計(jì)算,一直是注塑加工中的重大課題。成型零件的每個(gè)工作尺寸,都要根據(jù)塑件尺寸和精度要求逐一計(jì)算。對(duì)塑件和模具成型零件,掌握它們的尺寸和公差確定的公式與規(guī)則,及其影響因素,是十分必要的。 模具成型零件工作尺寸,應(yīng)按照國(guó)家GB1800-79標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值,用公差等級(jí)IT6IT10確定偏差,并作相應(yīng)規(guī)定:(1) 包容和被包容尺寸采用單向偏差制;(2) 模具上包容尺寸均采取正偏差,既作為基孔制的孔;被包容尺寸均標(biāo)注負(fù)偏差,即作為基軸制的軸。(3) 對(duì)中心距和單向位置尺寸,均取雙向等值偏差。按照以上規(guī)定,現(xiàn)根據(jù)塑料件的尺寸按平均收縮率Scp對(duì)模具尺寸進(jìn)行計(jì)算。注:本小節(jié)所有表格除表3.11-2 SJ1372-78公差數(shù)值從塑料模具設(shè)計(jì)師指南中查出外,其余均從塑料制品與模具設(shè)計(jì)中查出。其中,我們由第三章可知,Scp=0.44。本節(jié)所采用的主要代號(hào)及其含義如下:Dm、dm-模具的包容、被包容尺寸,mm;Hm、hm-模具的包容、被包容深度、高度尺寸,mm;Lm、lm-模具的中心距、單邊位置尺寸,mm;-塑料件尺寸公差,按SJ1372-78選定,mm;m-模具成型零件的制造公差,
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