台灯外壳注塑模具设计(32页).doc
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1、- 摘 要本次毕业设计的课题为台灯外壳的注射成型模具设计,主要从台灯外壳材料特性、成型性能及台灯外壳的形状、型腔结构等多角度详细分析了台灯外壳注塑加工工艺性。因无批量生产要求,且零件体积不大、结构较为简单,故采用“一模四件”的生产方式。初步选择注塑机的型号和规格,分析台灯外壳结构及生产方式宜采用单分型结构,对浇注系统、成型零部件、导向及定位机构、脱模机构、冷却系统、模架各部件零件都进行了相关的计算和选择。最后,在参照台灯外壳的体积、重量等参数后对注塑机的相关主要参数进行校核,以判断所选的注塑机能否满足注塑要求。关键词注射成型;一模四件;单分型面;注塑机;AbstractThe graduati
2、on design subject to cover the injection molding design, mainly from the plastic material characteristics, forming performance and plastic parts, die-cavity structure is analyzed in detail from multiple perspectives, such as plastic injection molding process technology. Because there is no batch pro
3、duction requirements, and small parts, simple structure, a mold piece of the means of production. Preliminary selection of type and specification, injection molded parts structure analysis and production mode, appropriate USES double type structure, gating system, forming parts, orientation and posi
4、tioning and demoulding mechanism, cooling system, formwork components parts are made of calculation and choice. Finally, in the reference of the volume, weight after injection parameters such as the main parameters related to test to determine whether meet the selected injection molding requirements
5、.Key wordsInjection molding; Mold One; Duplex profile; Injection molding machine;目 录摘要、关键词Abstract、Key Words 目 录1.引言12.台灯外壳的工艺分析 12.1台灯外壳的原材料分析 12.2成型特性及条件22.3台灯外壳的结构和尺寸精度及表面质量分析22.3.1结构分析22.3.2尺寸精度分析32.3.3表面质量分析32.4计算台灯外壳的体积和重量33.初选注塑机的型号及规格44.台灯外壳注塑工艺参数的确定55.注射模的结构设计65.1分型面选择65.2确定型腔数目及排列方式65.3浇注系
6、统的设计65.3.1主流道设计75.3.2分流道设计75.3.3浇口设计75.3.4浇口套及定位环设计75.4成型零件结构设计85.4.1型腔工作尺寸的计算85.4.2型腔侧壁厚度和底板厚度计算115.5导向及定位机构设计125.5.1导向机构的设计125.5.2导柱导套材料的选择和热处理125.6脱模机构设计145.6.1脱模力计算145.6.2脱模机构的选择与设计145.6.3推出机构的复位165.7冷却系统设计175.7.1冷却系统的设计原则175.7.2冷却回路的设计175.8模架176.注射机有关参数的校核176.1最大注射量的校核176.2注射压力的校核186.3开模行程和顶出行程
7、的校核186.4模具外形尺寸的校核196.5模具厚度校核196.6注射机定位孔与模具浇口套外圈配合的校核186.7锁模力的校核197.设计小结20谢辞21参考文献22-第 - 28 - 页-1.引言注塑成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法,热塑性塑料注塑占注塑成型工艺主导地位,热固性塑料和结构泡沫塑料注塑也占有一定份额。特别是为适合特殊性能要求的塑料注塑,在传统热塑性塑料注塑成型技术的基础上开发了专用注塑成型技术,如气体辅助注塑成型(GAIM)、反应注塑成型(RIM)、增强反应注塑成型(RRIM)、结构发泡注塑成型、电磁动态注塑成型和精密注塑成型等,通过各种注塑成型可以获得各种结构形状复杂
8、的塑料制品。如今各种复杂塑料注塑成型的结构件、功能件以及特殊用途的精密件已广泛的应用到交通、运输、包装、储运、邮电、通讯、建筑、家电、汽车、计算机、航空航天、国防尖端等国民经济的所有领域,已成为不可缺少的重要的生产资料和消费资料。进入90年代,我国国民经济的持速增长,带动了塑料工业的快速增长。塑料机械产业明显的跃升,促使注塑产品的应用领域从一般日用、民用行业向国民经济几乎所有的部门拓展,而且具有较高技术含量和高附加值的注塑产品开发应用不断增多,提高了我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、市场开发能力、产品应用范围和参与市场竞争的能力等方面与以往相比均有了较大提高,沿海工业发达地区的注塑产品档次
9、接近港台同类产品的水平。到2000年全国注塑产品耗用量约287万吨;其中农用注塑品2.65万吨、包装储运注塑品6.5万吨、建筑注塑管件22.6万吨、工业配套注塑件127万吨、日用注塑制品128.2万吨。注塑行业主要生产加工配套产品,服务于国民经济各行各业,市场需求量大,2000年家电行业洗衣机、冰箱、小家电产品等约需50万吨;电子电器、电视机、电脑等产品需塑料配件产品约50万吨;250万辆汽车需注塑配件约30万吨;包装储运物流产品约6.5万吨。沿海经济发达地区,由于经济高速增长,急需注塑产品的配套服务,给注塑行业发展带来机遇。目前国内经济发达地区广东、浙江、上海、江苏和山东等省市注塑产品产量约
10、占全国总产量65%,且从过去劳动密集型逐渐转向技术、资本密集型发展,生产力布局日趋合理。目前注塑行业年加工能力350万吨以上,单机注塑加工容量可从4克-5万克,甚至将有6万克注塑机问世。注塑行业存在的主要问题1、我国注塑行业专业化生产企业,大多数是原国家轻工业部管辖下五、六十年代建的塑料制品厂,其特点生产规模小、分散广、科技力量不强、市场开发应变能力薄弱、中低档产品偏多、企业老负担重、资金缺乏。而国内一些原料生产基地和大型家电集团、汽车制造厂、建材厂自己投资搞注塑配件、其生产规模、科学技术水平和产品市场拥有率大大超过原有企业水平,市场竞争的地理化和本土化,这种上游产品往下发展,而下游产品往上发
11、展,使我国处于中间状态的注塑企业发展空间越来越小,注塑产品单一,企业生存和发展越来越难,濒临破产倒闭。2、我国注塑行业市场存在混乱状况。个别乡镇私人企业,由于其负担轻、税赋低、劳动成本低、偷工减料以低档次、低价格倾销产品冲击市场,阻碍我国注塑行业的健康有序发展。3、注塑行业重复建设、产能过剩、产品互相削价,致使经济效益大幅度滑坡。4、国内多数注塑产品企业整体技术、装备、水平与发达国家比还处于较落后状态、产品开发能力差,创新少、深度加工跟不上市场需求。5、注塑制品加工离不开注塑设备和模具,而目前国内能制造的最大注塑机锁模力只有3600吨左右,注塑量未超过5万克。同时全国模具厂缺乏龙头企业,模具开
12、发能力尚不及先进发达国家。6、原材料供应方面。国内自己生产原料品种牌号少,选择余地小,不能满足加工厂需求,每年还需大量进口原材料。国内原材料供需矛盾突出。本次设计我的课题是台灯外壳注塑模具设计,经过阅读了大量相关书籍以及计算之后,我酝酿的设计思路是:首先要分析、消化原始资料,确定模具的结构方案,进行模具设计的相关计算,再绘制结构草图、绘制模具总装图和非标准零件工作图,最后编写设计说明书。2.台灯外壳的工艺性分析2.1台灯外壳的原材料分析台灯外壳的材料采用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),属热塑性塑料。ABS密度1.051.07g/cm3,抗拉强度3563MPa,抗弯强度6297MPa,拉
13、伸弹性模量15872277MPa,弯曲弹性模量13802690MPa,收缩率0.3%0.8%,常取0.55%,成型温度200240。ABS塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件。2.2成型特性及条件1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的台灯外壳须长时间预热干燥80-90度。2、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。3、如成形耐热级或阻燃级材料,生产
14、3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。4、流动性中等,溢边值0.04mm。5、塑料的加热温度对台灯外壳的质量影响较大,温度过高易于分解(分解温度为250)。成型时宜采用较高的加热温度(模温5080)和较高的注射压力(柱塞式注射机:料温180230,注射压力100140MPa;螺杆式注射机:温度160220,注射压力70100MPa)。2.3台灯外壳的结构和尺寸精度及表面质量分析2.3.1结构分析从零件图上分析,台灯外壳的形状较复杂,带有一个侧面铰链,侧抽芯给模具的加工带了很大的难度。台灯外壳的注塑材料选用ABS,台灯外壳的铰链的
15、决定了台灯外壳的重心的位置的所在。所以我们必须很好多处理台灯外壳壁厚的均匀,譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致,这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于台灯外壳的主体作用是起固定作用,它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距,势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力,造成台灯外壳填充不满的缺陷,可以考虑采用单浇口,但应用了UG的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后,发现会给台灯外壳的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位,但是这样的话成本太高,而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂,用整体形式
16、是不利于损坏后的维修,适当的使用嵌件就可以解决这些问题,但不能利用过多的嵌件,不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。 图2-12.3.2尺寸精度分析该零件的尺寸主要为台灯外壳外形尺寸和内部结构形状、位置尺寸,没有具体精度要求,因此可以在加工中得到保证。从台灯外壳的壁厚上来看,所有壁厚均大于最小壁厚2mm,分布比较均匀,根据尺寸注射成型时不会发生填充不足现象,有利于零件的成型。2.3.3表面质量分析图纸上并未注明表面技术要求,但是联系实际情况,零件对外表面美观要求较高,表面无毛刺、斑点等缺陷,内部不需要特别的表面质量要求,一般容易实现。综上分析可以看出,注射成型时在工艺参数控制得较好的情况下,零
17、件的成型要求可以得到保证。2.4计算台灯外壳的体积和重量1)估算单个台灯外壳的体积:V64038mm364cm3估算台灯外壳的重量:根据设计手册课可查得ABS的密度为=1.05g/,故台灯外壳的重量为M=V=1.05*64=67.2g2)四个台灯外壳和浇注系统凝料 总体积V约256cm3,总质量约268.8g。由于没有批量要求,从零件结构、尺寸、生产率等多方面考虑,初步确定型腔数为4个,即一模四腔。3.初选注射成型机的型号和规格此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号9
18、44439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦!欢迎下次光临!注 射 装 置一次注射量/400螺杆直径/mm42注射压力/MPa120最大注射面积/320喷嘴孔直径/mm4喷嘴球半径R/mmR10喷嘴移动距离/mm120合 模 装 置合模力/kN900拉杆内间距/mm370320压板尺寸/mm800900模板行程/mm700模具厚度/mm400-650模板最大开距/mm350其他顶出行程(中心顶出)/mm230注射机顶杆直径/mm22定位圈尺寸/mm100表3-1 XS-ZY-400 卧式注塑成型机技术规范4.台灯外壳注射工艺参数
19、的确定ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时,可根据实际情况作适当调整。注射温度:包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度:后段温度t1选用160; 中段温度t2选用1800; 前段温度t3选用200;喷嘴温度:选用180;模具温度:选用80;注射压力:选用100MPa(相当于注射机表压35kgf);注射时间:选用40s;保压时间:选用20s;冷却时间:选用30s。5.注射模的结构设计注射模结构设计主要包括:分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。5.1分型面的选择模具设计中,分型面的选择很
20、关键,它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和台灯外壳的成型要求来选择分型面。选择分型面的一般原则:1.分型面应选在台灯外壳外形最大轮廓处;此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题报告,实习报告,你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我,qq号944439233或734570778,我这里还有其他题目的毕业设计全本,欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦!欢迎下次光临!此台灯外壳为薄壁后盖,表面质量要求一般偏高,考虑到出模的方便,台灯外壳表明精度及加工成本,结合分型面选择的原则,选择单分型面结构,分型面如图5-1。 图5-1 分型
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