2022年毕业设计箱体注塑模CADCAM措施一 .pdf
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1、毕业设计 1.1 应用背景及意义 (4 1.2 论文设计内容 (4 1.3 论文设计重点、难点 (4 第二章方案论证 (52.1 结构分析 (5 2.2 成型工艺分析 (5 2.3 生产规模 (6 第三章箱体注射模结构设计 (7精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 29 页4 / 29 3.1 成型零件设计 (7 3.2 浇注系统设计 (9 3.3 推出机构的设计 (10 3.4 排气系统的设计 (12 3.5 冷却系统的设计 (12 3.6 模架与注射机的选择 (13 3.7 模具结构草图 (16 3.8 注射模动作过程分析
2、 (17 第四章成型零件加工工艺 (184.1 加工路线 (18 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页5 / 29 4.2 数控编程 (18 4.3 程序清单 (19 第五章结束语 (22谢辞 (23附件 1: 型芯的加工工艺路线 (24 附件 2: 定模板的加工工艺路线 (25 附件 3: 动模板的加工工艺路线 (26 参考文献 (27 第一章前言1.1 应用背景及意义通过对模具专业的学习,掌握常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求,各种模具的结构特点及设计计算的方法,以达到能够独立设计一般模具的要求。在精选学习
3、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 29 页6 / 29 模具制造方面,掌握一般机械加工的知识,金属材料的选择和热处理,了解模具结构的特点,根据不同情况选用模具加工新工艺。箱体的毕业设计是在学习了塑料成型工艺与模具设计以及模具专业相关专业课程以后,对以上各方面的要求加以灵活的运用。1.2 论文设计内容设计题目:箱体材料: ABS 二维结构图:如图1-1 图 1-1 箱体零件图1.3 论文设计重点、难点模具结构的设计既是重点又是难点,主要包括塑件成型的位置和分型面的选择,模具型腔数目的确定及型腔的排列和流道的布局、浇口位置的选择,模具
4、工作零件的结构设计,推出机构的设计,拉料杆形式的选择,排气方式设计等。第二章方案论证2.1 结构分析2.1.1 产品设计图 , 如图 2-1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 29 页7 / 29 图 2-1 箱体产品图2.1.2 结构类型分析塑件的结构呈盒罩状,塑件底部有一个深39mm的八边形凹槽,表面有一个直径为6.3 的通孔, 6 个阶梯孔。2.1.3 外观要求分析塑件表面粗糙度要求Ra为 0.8 m ,其余为 3.2 m ,且表面不允许有飞边、毛刺、收缩等缺陷。2.1.3 尺寸精度分析精度要求按标准的公差4 级,2
5、.2 成型工艺分析1)、ABS材料的特性成型的塑件有较好的光泽,其有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。ABS属于通用性热塑性材料,其成型性能好,流动性好,成型收缩率较小。比热容较低,在料筒中塑化效率高,在模具中凝固较快,成型周期短,但吸湿性强,原料要需干燥,它的塑件尺寸稳定性好。在要求塑件精度高时,模具温度可控制在50600C,而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在60800C;ABS在升温时粘度高,所以成型压力较高,故塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。2)、ABS材料主要参
6、数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 29 页8 / 29 材料的密度为1.02 1.05g/cm3;收缩率为0.3%0.8%;注射压力为7090Mpa ;查塑料成型工艺及模具设计表6.4中 ABS 材料允许的溢料值应0.05mm 。2.3 生产规模生产规模的大小,直接影响模具的结构型式,一般大批量生产时,可选用一模多腔来提高生产率;小批量生产时,可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。由制品图可知,塑件尺寸不大,采用一模两腔,因此适合小批量生产。第三章箱体注塑模结构设计3.1 成型零件设计3.1.1 、塑件在模具中
7、的位置1)、分型面的选择:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页9 / 29 分型面应选在塑件外形最大轮廓处;应该有利于塑件的脱模;应保证塑件的精度要求;应满足塑件的外观质量要求;应便于模具的加工制造;应有利于排气等等。对于箱体的分型面应选择在塑件的最底面。塑料包紧动模型芯而留在动模,模具结构简单。图 3-1 分型面的形式2)、型腔布局及浇口的选择:采用一模两腔矩形分布,生产效率高;采用潜伏式浇口,浇口的分流道位于模具分形面上,塑料熔体通过推杆的端部注入型腔。3.1.2 、成型零件工作尺寸的计算图 3-2 零件工作尺寸
8、与塑件尺寸的关系图ABS材料的平均收缩率为: 0.55% 查阅课本塑料成型工艺及模具设计,所用的公式如下:型腔的径向尺寸:=型腔的深度尺寸:=精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页10 / 29 型芯的径向尺寸:=型芯的高度尺寸:=中心距 Cm :=以上式中,型腔径向尺寸 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 29 页11 / 29 型腔深度尺寸 (mm 塑件高度公称尺寸 (mm 塑件深度公称尺寸 (mm 塑料的平均收缩率 (% 模具制造公差 (mm
9、 一般取=)3.2 浇注系统设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。3.2.1 、主流道的设计主流道通常设计在模具的浇口套中,为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出,浊流到设计成圆锥形锥角为 4,流道的表面粗糙度Ra 0.8 m,浇口套一般采用碳素钢 如 T8A 、T10A等材料),热处理淬火硬度5357HRC 。主流道尺寸,根据所选注塑机、则主流道小端尺寸为:d=注塑机喷嘴尺寸 +0.51)=3+1=4mm 主流倒球面半径: SR=喷嘴球面半径 +12)=18+2=20mm 3.2.2 、分流道的设计在箱体注塑模设计中分流道采用圆形截面,直径D 为 10mm ,分流道长度L 为12
10、mm ,如图 3-3。图 3-3 分流道的长度和直径3.2.3 、浇口的设计箱体设计中采用潜伏式浇口,这种浇口的分流道位于摸具的分型面上,浇口斜向开设在摸具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔,因而塑精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 29 页12 / 29 件表面不受损伤,不致于因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。下图3-4为潜伏式浇口开设在推杆的上部而进料口在推杆的上端的形式:图 3-4 潜伏式浇口的形式潜伏式浇口的锥角 取 100200,倾斜角 为 450600,推杆上进料口的宽度为 0.8mm
11、 2mm 。3.2.4 、冷料穴和拉料杆的设计1)冷料穴是浇注系统的结构组成之一,它的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料注入型腔;便于在该处设置主流道拉料杆。本设计开设冷料穴长度为1.5d=1.5 10=15mm 。2)、拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料,使其随同塑件一起留在动模一侧,其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆,箱体设计中设计了主流道拉料杆,如图3-5:图 3-5 拉料杆的形式材料: T8A 热处理 5055HRC d=12mm D=20mm 3.3 推出机构的设计1)、推出机构由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成,其中,拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料,
12、使其随同塑件一起留在动模一侧;推杆用来顶制品;推杆固定板用来固定推杆,拉料杆;利用回程弹簧起复位导向作用。2)、对推出机构的要求:1. 塑件留于动模。 2. 模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上,不要出现粘模现象。3. 塑件不变形精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 29 页13 / 29 损坏 4. 具有良好的外观 5. 结构可靠。3)、推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构,常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点:推杆加工简单,更换方便,脱模效果好。推杆设
13、计的注意事项:、推出位置推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方,推杆不宜设在塑作最薄的处,以免塑件变形或损坏,当结构需要顶在薄壁处时,可增加推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时,一般采用推出盘推出,此设计的推杆放置在产品的中央。、直径和数量推杆直径不宜过细,应有足够的刚度和强度,能承受一定的推力,一般推杆直径为 2.5 15mm。为避免变形,对直径为2.5mm以下的推杆设计成阶梯形。设计中推杆数量为 10个。、 装配位置推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05 1mm ,否则,会影响塑件使用。、推杆形状与尺寸推杆材料多用钢45、T8、T10, 推杆头部要淬火处理HRC50以上,
14、工作端面粗糙度低于 Ra0.8。箱体设计中采用圆形推杆推出。圆形结构简单,应用最广。推杆直经d 与形腔部分推杆孔一般为采用H7/e7 H8/f8的间隙配合。配部分应保证Dd=46mm ;轴肩厚约 4 6mm 。图 3-6 推杆的结构图材料: T8 钢,热处理 50 55HRC。尺寸: D1=10mm d1=4mm S1=3mm L1=262mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 29 页14 / 29 数目:每个塑件上6 根推杆。3.4 排气系统的设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用,排气方式一般有:利用排气槽;
15、利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙;利用分型面上的间隙。排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔,排气槽若设计不合理,将回产生如下弊病:1)、增加熔体充模流动的阻力,使型腔无法被充满,导致制品棱边不清晰。2)、 在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕,使制品的力学性能降低。3)、 滞留气体使制品产生银纹,气孔,剥层等表面质量缺陷。4)、 型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温,使熔体分解变色,甚至炭化烧焦。5)、 由于排气不良,降低了熔体的充模速度,延长了注射成形周期。箱体设计中可利用推杆和分型面的间隙排气。3.5 冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则:冷却水孔数量尽量多,
16、尺寸尽量大的原则可知,冷却水孔数量大于或等于3 根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。冷却系统的过程中,还应同时遵循:(1) 浇口处加强冷却;(2) 冷却水孔到型腔表面的距离相等;(3) 冷却水孔数量应尽可能的多,孔径应尽可能的大;(4) 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位,以防漏水。(5) 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧,通常应设在注塑机的背面。(6) 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。根据书上的经验值,冷却水孔取4 根,因为塑件壁厚为3mm ,因此冷却水口口径为 10mm 。3.6 模架与注射机的选择3.6.1 模架的确定1)、模具型腔的壁厚的确定:
17、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 29 页15 / 29 设计中选择矩形型腔,箱体塑件的轮廓尺寸为6464,因此矩形型腔内壁短边b 为 64,查塑料成型工艺与模具设计书表6.9 ,得整体式型腔侧壁厚s=40mm ,整个型腔的分布图如下图:根据型腔的布局可看出,型腔分布尺寸为124248,考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占有的位置和采用推板推出等方面的问题,参考P228确定选用模架 400500 结构为 A1的形式如图 3-7:图 3-7 模架结构图2)模架的相关尺寸:图中, H1=32mm; H2=20mm ; A=28
18、mm ; B=80mm ; C=50mm ;D=125mm 模架的总的闭合高度H=32 28805012532=347;在设计时将定模座板和定模板做成整体式。3.6.2 注射机的选择39=121758 mm2=121.758 cm3V3=3.1524=124.6 mm3V4= 3.8523621 2=505.28 mm3V5=4 1.35 1.65 3 4 1.6522.65=131.72 mm3塑件总体积: V=V1V2V3V4V5=53608.4 mm3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 29 页16 / 29 塑件重
19、量: m=V =53.61.05=56.28g 2)、根据塑件的重量或体积,选择注射机设备的规格:当未限定设备需考虑注射机额定注射量mg ,每次注射量不超过最大注射量的80% ,即: n;式中, K注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8 :注射机的最大注射量,g 浇注系统凝料量, g 单个塑件的质量, g 根据浇注系统初步设计方案进行估算浇注系统的体积: = 6.5210426.52102156.52 =20.43 cm3 浇注系统凝料的重量:= =20.431.05=21.45g 因为采用一模两腔,故n=2,则: V注=159.54 cm3查塑料成型工艺与模具设计书P49 表 3.1 得,
20、ABS材料的注射压力为7090MPa ;根据塑料制品的体积或质量,查塑料成型工艺与模具设计书表4.2 选定注塑机型号为 XS ZY 500. 3)、所选注塑机的参数如下表3-1:表 3-1 注塑机的参数螺杆直径 /mm 65mm 额定注塑容量 / 500 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 29 页17 / 29 注塑压力 /MP 145 锁模力 /kN 3500 注射行程 /mm 200 模具最小厚度 /mm 300 模具最大厚度 /mm 450 最大合模行程 /mm 500 喷嘴圆弧半径 /mm 18 喷嘴孔直径 /m
21、m 3、5、6、8 ,通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注量的80% 。所以,选用的注塑机最大注塑量应满足:式中注塑机的最大注塑量 ,;塑件的体积, cm3浇注系统体积, cm3则 500=92.54 cm3 、锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时,会产生使模具分型面张开的力,这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力,它应小于注塑机的额定锁模力Fp,才能保证注射时不发生溢料现象,即:Fz=p(nA+A1 Fp 式中, Fz 熔融塑料在分型面上的涨开力,N。 Fp注射机的额定锁模力, N. A单个塑件在模具分型面上的投影面积,mm2 A1浇注系统在模具分型
22、面上的投影面积,mm2 p塑料熔体对型腔的成型压力,其大小一般是注塑压力的80% ,Mpa 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 29 页18 / 29 查塑料成型工艺与模具设计表4.1 得,p=30 Mpa 投影面积的计算: A=64 643243.15223.852=38.58 cm3 A1=1.3222.6=6.53 cm3则 Fp(nA+A1=30238.586.53 )=251.07KN,即 3500KN 251.07KN,满足要求;、最大闭合高度的校核模具厚度 H与注塑机的闭合高度应该满足:H式中,注塑机允许最小
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