2022年连接座设计方案任务书彭舜波.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用广州城建职业学院毕业设计题目 _连接座塑件注射模设计所在系 _机电工程系 _ 专业班级 _08 模具三班 _ 同学姓名 _ 彭舜波 _ 同学学号 _0809050306_ 指导老师 傅洁琼 _ 广州城建职业学院教务处制名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用连接座塑件注射模设计 模具设计与制造 08 模具 <3）班：彭舜波 指导老师：傅洁琼摘要：本文主要介绍了连接座注塑成型工艺的编制和运算,以及其所用的一套 模具的设计说明；本文第一介绍了该零件的工艺方案对比,包括零件的工艺性和工艺性方案 的确定；通过分析比较,确定了直接一步注射的模具,随后进行了相关的工艺 运算；其次介绍了模具的结构设计,并最终确定了注射机的型号和规格；本文最 后仍对整个设计过程进行了总结；关键词： 1. 连接座, 2. 注塑模, 3. 凹凸模【正文】一、连接座的设计任务书连接座的设计任务书如下图所示；二、塑件的结构工艺性分析<一）塑件的几何外形分析该连接座是由两个圆筒和一个矩形组成的；连接座的三维图如下图所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用<二）塑件原材料的成型特性分析 ABS是聚苯乙烯的改性成品,是目前产量最大、应用最广的工程塑料；ABS是不透亮非 结晶型聚合物,无毒、无味,密度为 1.021.05g/cm 3；ABS 具有突出的力学性能,牢固、坚强、坚硬；具有肯定的化学稳固性和良好的介电性能；具有较好的尺寸稳固性,易于成 型和机械加工,成型塑件表面有较好的光泽,经过调色可配成任何颜色,表面可渡铬；其 缺点是耐热性差,连续工作温度为 70左右,热变形温度为 93左右,但热变形温度比聚 苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高；耐候性差,在紫外线作用下易变硬发脆；ABS 可采纳注 射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法；ABS成型性能如下：易吸水,成型加工前应进行干燥处理,表面光泽要求高的塑件应长时间预热干燥；流淌性中等,溢边值为 0.04mm左右；壁厚和熔料温度对收缩率影响微小,塑件尺寸精度高；比热容低,塑化效率高,凝固也快,故成型周期短；表观黏度对剪切速率的依靠性很强,因此模具设计中大都采纳点浇口形式；顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹,脱模斜度宜取 2以上；易产生熔接痕,模具设计时应留意尽量削减浇注系统对料流的阻力；宜采纳高料温、高模温、高注射压力成型；在要求塑件精度高时,模具温度可掌握在名师归纳总结 5060；而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应掌握在6080；第 3 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用<三）塑件的结构工艺性分析1、塑件的尺寸精度分析该塑件需标注公差的尺寸有28、20、 46、16、6,其它尺寸均为未标注公差的自由尺寸,可按 要求见下表；MT7 级精度查取公差,塑件上主要尺寸的公差塑件标注尺寸 塑件尺寸公差26 外 形 尺 寸32 22 16 3 内 形 尺 寸28 20 8 孔 间 尺 寸46 0.15 16 0.15 孔 尺 寸6 0.1 2、塑件表面质量分析0.8对该塑件表面没特殊要求；一般情形下,外表面要求光滑,表面粗糙度Ra 可以为m；没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度Ra可取 3.2m；3、塑件的结构工艺性分析名师归纳总结 从图纸上分析,该塑件外形为圆柱和一块长方体的链接座,圆角过度且无尖角存在,第 4 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用壁厚较匀称,且符合最小壁厚要求；塑件型腔较大,长方形上的孔为 6 符合最小孔径要 求；26 和 34 两圆柱面由圆弧 R4 过度；综上所述,改塑件可采纳注塑成型加工；<四）塑件的生产批量 塑件的生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要影响；在大批量生产 中,由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小,提高生产率和注射模具寿命问题 比较突出,所以可以考虑使用自动化程序较高、结构复杂、精度寿命高的模具；假如是小 批量生产,就应尽量采纳结构简洁、制造简洁的注射模具,以降低注射模具的成本；该塑 件的生产类型是大批量生产,因此在模具设计中要提高塑件的生产率,倾向于采纳多型 腔、高寿命、自动脱模,以便降低生产成本；<五）初选注射机 1、运算塑件体积或重量通过三维造型可获得矩形上壳罩的体积V=13.32cm3 ABS的密度为 =1.05g cm 3,所以塑件的质量w= V=1.05 × 13.32=13.99g 2、依据塑件本身的几何外形及生产批量确定行腔数目 依据该塑件的外形,加上塑件尺寸有一般精度要求,外表面有高光滑要求,不易采纳 太多型腔数目,所以考虑采纳一模两腔,行腔平稳布置在型腔板两侧,以便利浇口排列和 模具的平稳；3、确定注射成型的工艺参数依据该塑件的结构特点和ABS 的成型性能,查看有关数据初步确定塑件的注射成型工艺参数,初选 SZY-300 型螺杆式注塑机；塑件的注射成型工艺参数名师归纳总结 工艺参数内容工艺参数注射时间内容第 5 页,共 21 页温度 809035 预热与干燥时间 2h 成型时间 /s 保压时间1530 料筒温度 / 后段180200 螺杆转速冷却时间1530 中段210230 总周期4070 前段200210 /<r/min）3060 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 喷嘴温度 / 180190 个人资料整理仅限学习使用红外线灯烘箱方法模具温度 / 6080 后处理温度 / 70 注射压力 /MPa 7090 时间 /h 24 4、确定模具温度及冷却方法 ABS 为非结晶型塑料,流淌性中等,壁厚一般,因此在保证顺当脱模的前提下应尽可 能降低模温,以缩短冷却时间,从而提高生产率；所以模具应考虑采纳适当的循环水冷 却,成型模具温度掌握在 6080；5、确定成型设备 由于塑件采纳注射成型加工,使用一模两腔分布,因此可运算出一次注射成型过程所 废料=2× 13.99+13.99 × 20%=30.78g 用塑料量为： W=2w+w 依据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素,初选SZY-300 型螺杆式注射机,记录下SZY-300 型螺杆式注射机的主要技术参考入下表：SZY-300 型注射机的主要技术参数名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 7 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 8 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 9 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用6、制定塑件注射成型工艺卡综上分析,填写塑件注射成型工艺卡,见下表；塑件注射成型工艺卡<厂名）资料编号塑件注射成型工艺卡塑件名称连接座材料牌号ABS 共页第页设配型号SZY-300 装配图号材料定额13.99 每模件数2 件零件图号单件品质 /g 工装号设备材料干名师归纳总结 燥温度8090第 10 页,共 21 页料筒温时间2h 后段180200 度/ 中段210230 前段180190 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用喷嘴 180190 模具温度 6080 注射 35 时间 /s 保压 1530 冷却 1530 注射压力 7090 压力后处理温度红外线灯烘箱70/MPa 背压时间定帮助时间24h 额 /min 单件检验主管工编制校对审核组长车间主任检验组长程师三、分型面及浇注系统的设计<一）分型面的挑选该塑件为连接座,外形表面质量要求较高；在挑选分型面时,依据分型面的挑选原就,考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体等因素,分型面应挑选在塑件外形轮廓的最大处,如下图所示在满意原就的两个方案中,方案 A 的塑件开模后留在定模的一侧,塑件不易取出,顶出机构复杂；方案 B 不但保证了不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体等因素,且塑名师归纳总结 件取出便利,因此挑选方案B；第 11 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用<二）浇注系统的设计浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成；考虑到塑件的外观要求较高,外表面不答应有成型斑点和熔接痕,以及一模两腔的布置、ABS 对剪切速率较为敏锐等因子,浇口采纳便利加工修整、凝料去除简洁且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口,模 具采纳单分型面结构两板模,模具制造成本比较简洁掌握在合理的范畴内；浇注系统的设 计如图 1 所示；1、主流道和定位圈的设计 主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞,估应设计成独立可拆卸更换的浇口套,采名师归纳总结 用优质钢材制作,并经热处理提高硬度,定位圈与浇口套分开设计如图2 所示；第 12 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1 个人资料整理仅限学习使用图 2 2、分流道的设计 本分流道采纳半圆形分流道,在一块范本上,切削加工简洁实现,且比表面积不大,热量缺失和阻力缺失不太大；查体会资料得ABS的分流道举荐直径为3 所4.89.5mm,估取 5mm,该模具的分流道设计如图示；图 3 3、浇口设计依据塑件的外观要求及型腔分布情形,选用图4 的侧浇口；从塑件的侧部进料；图 4 图 5 4、冷料穴的设计采纳带 Z 形头拉料杆的冷料穴,如图5 所示,将其设置在主流道的末端,既起到冷料穴的作用,又兼起分模型时将凝料从主流道仲拉出留在动模一侧,稍做侧向移动便可取出凝 料的作用；四、模具设计方案论证 <一）型腔布置对于一模多腔的模具型腔布置,在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模 具能正常工作的前提下,尽可能使模具型腔对称、均衡、取件便利,本设计的模具采纳一模两腔,型腔平稳布置在型腔板两侧；<二）成型零件的结构确定名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用成型零件直接与高温高压的塑料接触,它的质量直接影响塑件的质量；该塑件的材料 为 ABS 工程塑料,对表面粗糙度和精度的要求较高,因此要求成型零件有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性,应选用优质模具钢制作,仍应进行热处理以使其具备 5055HRC的硬 度；1、凹模设计 采纳整体嵌入式凹模,放在定范本一侧,主要是从节约优质钢材料、便利热处理、方 便日后的更换修理等方面考虑的；2、凸模设计 型芯结构设计也应采纳组合式,可节约珍贵模具钢,削减加工工作量；成型塑料塑件内壁的大型芯装在动范本上,成型 6 孔是小型芯装在定范本上,便利型芯的制作安装、塑件的飞边去除以及塑件内部冷却水道的排布；<三）导向定位机构设计 由于塑件基本对称且无单向侧压力,所以采纳直导柱导向便可满意合模导向及闭模后 的定位；<四）推出机构设计 依据连接座的外形特点,其推出机构可采纳推件板推出或推杆推出；其中推件板推出 结构牢靠、顶出力匀称,不影响塑件的外观质量,但制造困难,成本高；推杆结构简洁,推出平稳牢靠,虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶出痕迹,但不影响塑件外观,所以 才用推杆推出机构；<五）冷却系统设计 改塑件采纳大批量生产,应尽量缩短成型周期,提高生产率：且高密度聚乙烯为结晶 型塑料,成型时需要充分、匀称冷却；因此,该模具的凹模冷却是在定范本上开出冷却水 道,采纳冷却水惊醒循环冷却型腔：而型芯的冷却就采纳内部加装铜管喷流冷却的方式,其进出水孔在支撑板上,冷却水道的设计如下图所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用五、主要零部件的设计运算 <一）成型零件的成型尺寸运算 该塑件的材料是一种收缩范畴较大的塑料,因此成型零件的尺寸均按平均值法运算；前面已经查得ABS的收缩率为0.4%0.7%,故其平均收缩率为z=Scp=<0.4+0.7 ）%/2=0.55%=0.0055 依据塑件尺寸公差的要求,模具的制造公差取/3 ,成型零件尺寸的运算见下表；类别模具零件名称塑件尺寸成型零件尺寸的运算mm 运算公式工作尺寸33.76名师归纳总结 型26Lm=1+Scp>Ls-0.7525.685第 15 页,共 21 页16Lm=1+Scp>Ls-0.6715.625腔 计 算3231.7152221.7732.612- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 28个人资料整理仅限学习使用28.78型 芯 计 算4620lm=1+Scp>Ls+0.7520.56266.285中 心 距 计 算8lm=1+Scp>Ls+0.678.56947.03516Cm=1+Scp>Cs16.36<二）模具型腔壁厚的确定 塑料模具型腔在成型工程中受到熔体的高压作用,应有足够的强度和刚度；经体会资 料法所得型腔侧壁厚度S应为 2030mm,型腔底板厚度T 应为 2535mm；<三）推出机构的设计 采纳推杆推出机构,由于该塑件的脱模力不是很大,推杆的布置空间足够,所以无须 采纳运算方法来确定推杆的大小,可以依据体会数据选取 d=3 的推杆；<四）标准模架的确定 考虑到本塑件是采纳一模两腔平稳布置、侧浇口一次分型结构、型腔的壁厚要求、塑 件尺寸大小、冷却水道的布置等多项因子,选取标准模板的尺寸为 200mm× 350mm×100mm,选用 CI 型标准模架；标记为：龙记大水口 CI2035；六、成型设备的校核运算 <一）注射机注射压力校核经查塑料成型模具设计得ABS 的注射压力为60100MPa,SZY-300 的注射压力为125MPa,估注射机的注射压力足够,满意注射的要求；<二）注射量的校核在一个成型周期内,注塑模具内所需的塑料熔体总量 腔容积有关,其值用下式运算：<mi ）与模具浇注系统的容积和型名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用mi =Nms+ mj式中： N型腔数量； ms单个制品的品质或体积,g 或 cm 3； m j 浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积,g 或 cm 3；已知 N=2、ms=13.32 cm 3,经估算 mj =20 cm 3,就 mi =46.64cm 3；SZY-300 型注射机的额定注射量为 mI=320 cm 3,为使注射成型过程稳固牢靠,应有3mi =<0.10.8）mI=32256 cm因此,该注射机的注射量满意模具的要求；<三）锁模力额定校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所施加的最大夹紧力；注射机锁模力的校核关系式为：FkpA 式中 F 注塑机锁模力,SZY-300 型螺杆式注射机的锁模力为1400KN；-3m 2； k压力损耗系数,一般取1.11.2 ；A=2.83 × 10 p型腔内熔体的压力,本塑件p=30MPa； A塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和,本模具运算得kpA=1.2 × 30× 106× 2.83 × 10-3× 10-3101.88KN1400KN 估注射机的锁模力足够,满意锁模要求；<四）安装尺寸的校核本模具采纳的是型号为龙记大水口 CI-2035 的标准模架,模具的外形尺寸为 200mm×350mm,模具闭合高度为 H=100+A+B+C=100+60+70=330mm,查数据得 SZY-300 型注射机动、定模范本最大安装尺寸为 520mm× 620mm,答应模具的最小厚度 Hmin=130mm,最大厚度Hman=355mm,即模具的外形尺寸不超过注射机动、定模范本最大安装尺寸,模具闭合高度满足 HminHHman的安装条件,估该模具满意 <五）推出机构的校核SZY-300 型螺杆式注射机的安装要求；SZY-300 型螺杆式注射机的推出形式为中心及上、下两侧设有推杆；由于该模具推力名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 不大,在SZY-300 型螺杆式注射机上采纳个人资料整理仅限学习使用 50mm顶杆推出,在动模座板预留与之匹配的52mm顶出孔；塑件实际推出距离为 <六）开模行程的校核62mm <40+10）mm,满意推出距离要求；注射机的开模行程是有限的,取出制品所需的开模距离必需小于注射机的最大开模距离,本模具为单分型面注射模具,校核关系公式：SZY-300 型螺杆式注射机的最大开模行程与模后无关,SH1+H2+510> 式中 S 注射机的最大开模行程,SZY-300 螺杆式注射机的最大开模行程为S=340mm； H1塑件脱模所需的推出距离,该塑件的脱模推出距离为62mm； H2塑件的高度,该塑件的高度为47mm；运算得H1+H2+510>=62+47+10=119mmS=340mm 经以上分析证明,SZY-300 型螺杆式注射机能满意要求,估可以采纳；七、绘制模具装配图名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 19 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 直导套 2. 导柱 3. 定模座板4. 内六角螺丝个人资料整理仅限学习使用8. 母模仁 9.5. 母范本 6. 密封圈 7. 内六角螺丝母范本 10. 公模仁 11. 公范本 12. 型芯 13. 隔水片 14. 密封圈 15. 顶针 16. 内六角螺丝 17. 内六角螺栓 18. 内六角螺丝 19. 动模座板 20. 推板 21. 推板固定板 22. 垫板 23. 快速接头 24. 复位杆 25. 拉料杆 26. 内六角螺丝致 谢27. 止转销 28. 浇口套 29. 定位环经过半年的劳碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个大专生的毕业设计,由于体会的匮乏,难免有很多考虑不周全的地方,假如没有导师的督促指导,以及一起工 作的同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的；在这里第一要感谢我的导师老师；老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从查阅数据到设计草案的确定和修 改,中期检查,后期具体设计,装配草图等整个过程中都赐予了我尽心的指导；我的设计 较为复杂烦琐,但是老师仍旧细心地订正图纸中的错误；除了佩服老师的专业水平外,他 的治学严谨和科学讨论的精神也是我永久学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工 作； 其次要感谢我的同学对我无私的帮忙,特殊是在软件的使用方面,正由于如此我才能名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用顺当的完成设计,我要感谢我的母校广州城建职业学院,是母校给我们供应了优良的学习环境；另外,我仍要感谢那些曾给我授过课的每一位老师,是你们教会我专业学问；在此,我再说一次感谢！感谢大家！；参考文献：1李建军,李德群主编模具设计基础及模具 CAD M 机械工业出版社,20052.邓明等编着现代模具制造技术 M 化学工业出版社,20053. 陈万林 .有用塑料注射模设计与制造 M. 北京 :机械工程出版社 ,2000.34-205. 4.叶久新,王群主编塑料制品成型及模具设计 M 湖南科学技术出版社,20055.孙玉芹等主编机械精度设计基础 M 科学出版社,20046. 沈言锦 .林章辉 .塑料模课程设计与毕业设计指导 M . 长沙：湖南高校出版社,2022.3 .9-1737.<美国） TA奥斯瓦德, L特恩格 PJ格尔曼编着,吴其晔译注射成型手册M 化学工业出版社,2005M 机械工业出版社,20068.洪慎章编着有用注塑成型及模具设计9.中国模具工业协会标准件委员会编中国模具标准件手册 1989M 上海科学普及出版社,名师归纳总结 10.<加拿大） H瑞斯着,朱元吉译模具工程其次版M 化学工业出版社,2005第 21 页,共 21 页11.王文广,田雁主编塑料配方设计其次版M 化学工业出版社,2004200112.塑料模具技术手册编委会编着塑料模具技术手册M 机械工业出版社,- - 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