塑料模具毕业设计说明书(共33页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录 专心-专注-专业摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类,因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本论文介绍了注射成型的基本原理,特别是单分型面注射模具的结构与工作原理,对注塑产品提出了基本的设计,介绍了冷流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统的设计过程度要求做了简单说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。并分析和阐述了模具型芯零件及各标准件的选材、热处理工艺,塑件的结构要素,塑件的尺寸公差和精度的选择,塑件的体积和质量的计算方法对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证包括模具闭合
2、厚度、模具安装尺寸等。在校验合格后,进行成型零件加工工艺过程的制定,既要保证塑件的质量,又要兼顾经济性。 通过本设计可以对注塑模具有一个更进一步的认识,了解模具结构及工作原理。关键词: 进水接头注塑模 侧抽芯 分型面 浇注系统 1.引言塑料具有可塑性强,密度小,比强度高,化学稳定性高,外观多样的特点,因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱,塑料制品几乎已经进入一切工业部门及人民日常生活的各个领域。进水接头是日常生活中十分常见和常用的制品,选择进水接头是因为它的结构包含了常见塑料模具的各个部分,能达到综合训练自己设计水平的目的,能充分做到理论结合现实生活的实际情况,我们能做到同时站在生产方和使用者的
3、角度来考虑产品的设计,可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改进产品的设计方案,使产品模具设计更具实际意义。2.塑件工艺分析2.1产品结构分析图2-1进水接头三维图如上面的三维图,该零件结构中等复杂程度,是个管状零件,通过分析该零件需要两边抽芯才能完成。 图2-2零件图如图2-2所示,零件上重要尺寸(如:130 -0.1、14.3+0.05 -0.1、22-0.1 -0.2、10.20.05)的精度为三级(SJI372-78),次要尺寸精度等级为46级(SJI372-78),由此可知尺寸精度中等偏上,对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从零件壁厚来看,壁厚比较平均为4.1,有利于零件的成型。
4、该零件的表面质量达CRN C级标准,要求不是很高比较容易实现。综合上述,制件取MT4制造,未注公差尺寸取MT6制造。2.2成型结构工艺性分析a、本次设计采用平衡式侧浇口,这样可以更好的防止模具受力不均与,也便于塑件填充均匀。b、 侧抽芯机构用斜滑块,用铰链复位。c、 冷却系统确保要达到冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位,以防漏水的要求。2.3塑件材料分析零件的材料聚甲醛属于工程塑料,有以下几个方面的性能:2.3.1聚甲醛的使用性能 聚甲醛是结晶度很高的高聚物。它的突出特点是综合力学性能好。其强度、硬度很高,尤其是弹性模量很大,具有与金属材料较接近的比强度和比刚度;聚甲醛还具有很好的冲击强度和疲
5、劳强度,好的耐磨性和小的摩擦系数。2.3.2聚甲醛的成型性能 聚甲醛的吸水性比聚酰胺和ABS等塑料小,成型前可不必要进行干燥,其制品尺寸稳定性较好,可以制造较精密的零件。但聚甲醛熔融温度范围小,熔融和凝固速度快,其制品容易产生毛斑、折皱、熔接痕等表面缺陷,并且收缩率大,热稳定性差。2.3.3聚甲醛的用途聚甲醛是一种较好的工程材料,可以在很多领域代替钢、铜、铝、铸铁等金属材料制造许多多种结构零件。2.4注射成型的工艺参数注射机类型: 螺杆式预热和干燥t/: 80100 35h密度1.411.43计算收缩率/% 1.53料筒温度/: 后段 160170 中段 170180 前段180190喷嘴温度
6、t/: 170180模具温度t/: 90120注射压力P/MPa: 80130成型时间t/s: 注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 2060 总周期 50160螺杆转速n/(rmin-1): 28后处理: 方法 红外线灯、古风烘箱 温度t/ 140145 时间t/h 43.模具设计方案的设计3.1计算制件的体积和质量通过UG造型,直接得出该零件的体积为6231.43查手册知道聚甲醛的密度为1.54g/3,采用一模四件的模具结构塑件体积V塑 =6.2314 cm3塑件的质量M塑=V塑=9.6g浇注系统体积V浇=20%.V塑=1.25 cm3浇注系统质量M浇=V浇 =2g故V总=4V塑+
7、V浇= 26.175cm3 M总=M塑+M浇=40.3g即总质量为46.1g3.2注射机的确定考虑注射时所需压力和工厂现有设备等情况,根据制件体积和质量的计算,初步选用注射机SZ-100/630型,其主要技术参数如下2:注射机型号 SZ-100/630结构形式 卧螺杆直径(mm) 30理论注射容量(cm3) 75注射压力(MPa) 224注射速率(g/s) 60塑化能力(g/s) 7.3螺杆转速(r/min) 14-200锁模力(KN) 630拉杆内间距(mm) 460x460最大模具厚度(mm) 300最小模具厚度(mm) 150 锁模形式 双曲肘移模行程(mm) 270喷嘴球半径(mm)
8、SR18喷嘴球孔直径(mm) 4模具定位孔直径(mm) 1253.3分型面的选择因分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:1) 分型面应便于塑料件的脱模2) 分型面的选择应有利于侧面分型和抽芯3) 分型面的选择应保证塑料件的质量4) 分型面的选择应有利于防止溢料5) 分型面的选择应有利于排气6) 分型面的选择应尽量使成型零件便于加工7) 分型面选择必须考虑注射机的技术参数综合上述,制件的分型
9、面选择有两种方案如图3所示:a)b)图3分型面方案一:图a这种方案分型面大,脱模力主要集中水平方向,推出行程不是很大,对设备的要求不是很高,容易实现和控制。方案二:图b主要的脱模力在径向而且用哈夫块开模,需要的水平力又大,这样综合起来需要的脱模力,在客观上比方案一要大许多,而且所需的推出行程比方案一大许多。所以分型面选择方案一在水平方向。3.4确定型腔的排列方式模具的型腔数可根据塑料制品的产量、精度高低、模具的制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定的。由于大批量生产,宜采用多型腔模具。2n=0.375G/V(G为公称注射量,V为单个制件的体积)n=0.375x250/6.2
10、31=15.7为了便于模具的设计与加工,故采用一模四件。本模具采用一模四件大批量生产,根据要求从主流道来的熔体能均衡到达各浇口并同时充满型腔,综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素采取,有两种方案:方案一,侧抽机构设置在前后方向,这样对要求大的模架。方案二,侧抽芯机构设置在左右方向,同样的抽芯力,选择的模架比较适中,节省材料。综合上述比较选择左右侧抽芯。如图4所示的排列方式。图4 型腔排列图3.5浇注系统的设计定义:指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道,使塑料熔体平稳有序的填充型腔,并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分,以获得组织紧密的塑件。分类:普通浇注系统:冷流道
11、(本模具采用)无流道凝料浇注系统:热流道、绝热流道普通浇注系统设计原则:1) 了解塑料的成型性能和塑料的流动性。2) 要保证塑件的质量,避免常见的充填问题。3) 尽量减少停滞现象;尽量避免熔接痕;尽量避免过度保压和保压不足;尽量减少流向杂乱。4) 尽量减少及缩短浇注系统的断面和长度。5) 尽可能做到同步填充。6) 便于修整浇口以保证制件外观。3.5.1主流道设计作用:是连接注射机和模具的桥梁,是熔料最先进入型腔经过的部位。如图5所示:图5主流道图主流道部分尺寸单位()主流道参数符号名称尺寸d主流道小端直径注射机喷嘴直径(0.51)SR主流道球面半径喷嘴球面半径(0.51)h球面配合高度35主流
12、道锥角23L主流道长度一般60D主流道大端直径d(0.51)确定后尺寸如下:d=4.5 SR=18.5 h=3=2 D=8浇口套的尺寸如图6:图6浇口套尺寸定位环的选用作用:主要是使注射机与模具主流道准确对正、定位。主流道和定位环的关系如图所示:定位环的基本尺寸如图7:图7 定位环基本尺寸3.5.2分流道设计 作用:使塑料熔体的流向得到平稳的转换,并尽快地充满型腔。分流道的设计原则1) 对于含有玻璃纤维流动性较差的树脂,流道截面要大一些,聚甲醛属于流动性中等,截面适中2) 流向改变的拐角处,应适当设置冷料穴3) 使塑件和流道在分型面的投影面积的几何中心和锁模力的中心相重合4) 保证熔体迅速而均
13、匀地充满型腔5) 分流道的尺寸尽可能短,容易尽可能小,使熔体到达浇口时,温度和压力降低最少6) 要便于加工及刀具的选择综合上述:分流道的截面尺寸和形状 分流道的截面尺寸应按塑料制品的体积、制品的形状和壁厚、塑料品种、注射速度、注射速率、分流长度等因素确定。由型腔的排列方式可知分流道的长度较长,为了便于加工选择半圆形的截面分流道,选择直径为7的半圆形截面分流道。分流道的布置及长度 采用平衡式如图4所示分流道的表面粗糙度 Ra小于1.6um原因:可增加塑料熔料的流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层,有利于流道保温。3.5.3浇口的设计 作用:连接分流道和型腔桥梁,是浇注系统中最薄弱和最关键
14、的地方。浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响产品的外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。浇口过小:易造成充填不足、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩很大。浇口过大:浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。浇口的类型:环形浇口 轮辐式浇口 点浇口 侧浇口 潜伏式浇口 护耳浇口本设计采用矩形截面侧浇口,设计时从壁厚2处进料,料由厚处往薄处流,而且在模具上采取镶拼式型腔和型芯,有利于填充和排气,有利于更换方便,又节省材料。测浇口的尺寸根据1得知:厚度=1;宽度=2.5;长度=1.5 如图8所示:图8 侧浇口图3.5.4排气系统设计利用模具分型面和配合间
15、隙自然排气,排气间隙以不产生溢料为限,通常为0.030.05。 3.5.5冷料穴和拉料杆设计1)冷料穴的设计冷料穴的作用:容纳浇注系统流道中料流前锋冷料,以免这些冷料注入型腔,既影响熔体充填速度,又影响塑料制件的质量。见图6常见的冷料穴有:拉料杆的冷料穴(本设计采用) 、 带球头拉料杆冷料穴 、 无拉料杆冷料穴冷料穴的位置见图62)拉料杆的设计作用:起到模具开模时,将凝料从定模部分脱出和将塑件留在动模的作用基本尺寸及结构见图9图9 拉料杆材料:T10热处理:头部HRC5055配合:拉杆与推件板H9/f9,拉杆固定部分H7/m6表面粗糙度Ra0.83.5.6型芯型腔结构设计1)型腔设计由于制件的
16、型腔形状中等复杂程度,且尺寸不大,但需要大批量生产比较容易磨损,故型腔采用镶拼式。材料为P20。如零件图10所示。动模镶块定模镶块图10动、定模镶块零件图2)型芯设计型芯结构简单,且尺寸不大,由于需要侧抽芯,所以型芯做成锥度配合,具有较好的强度。材料采用P20。如零件图11所示。大型芯小型芯图11 型芯零件图3.6合模导向机构设计3.6.1导向与定位机构设计 注塑模具的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构主要用于动、定模之间的开合模导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。3.6.2导向机构的功用(1) 定位作用合模时保证动、定模正确的位置,以便合模后保持模具型腔的正
17、确形状。(2) 导向作用合模时引导动模按序正确闭和,防止损坏凹、凸模。(3) 承载作用导柱在工作中承受一定的侧向压力。3.6.3导向机构结构及设计模具设计通常购买标准模架,其中包括了导向机构。如模架图3.6.4定位机构设计通常有导向机构就足够动、定模之间的正确定位了。但由于导套和导柱之间存在间隙,所以对于薄壁、精密塑件的注塑模具,仅有导柱导向机构是不够的,还必须在动、定模之间增设锥面定位机构,以满足精密定位和同轴度的要求。本设计涉及产品的同轴度,所以要设置锥面定位。3.7脱模机构设计3.7.1脱模机构设计注塑成型每一循环中,塑件必须从模具中凹、凸模上脱出,完成脱出塑件的装置称为脱模机构,也称顶
18、出机构。脱模机构设计原则脱模机构设计时须遵循以下原则:(1) 因为塑料收缩时抱紧凸模,所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模;(2) 顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位,如加强条、凸缘、厚壁等处,作用面积也尽可能大一些,以防止塑件变形和损坏;(3) 为保证良好的塑件外观,顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位;(4) 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基面上时,为不影响塑件尺寸和使用,一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.050.1mm;否则塑件会出现凸起,影响基面的平整。在动模一边拖加一顶出力,就可实现塑件脱模的机构称为简单脱模机构。通常使用推杆脱模机构。推杆多用T8A或T10A材料,头
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