毕业设计(论文)-外壳外盖注塑模具设计(全套图纸)(33页).doc
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1、-毕业设计(论文)-外壳外盖注塑模具设计(全套图纸)-第 31 页XXX大学课程设计说明书课题名称: 外壳注塑模设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间: 年月日 年月 日目 录目 录1ABSTRACT41 前言51.1 课题背景51.2 课题分析72 塑件分析82.1 产品分析及其技术条件82.2 塑件材料的确定92.3 塑件材料的性能分析92.3.1基本特性92.3.2成型性能102.3.3主要用途113 成型布局及注塑机选择113.1 进胶方式选择123.2 型腔的布局及成型尺寸123.3 估算塑件体积质量133.4 注塑机的选择和校核133.4.1注射胶量的
2、计算143.4.2锁模力的计算143.4.3 注塑机选择确定15表 HTFSYZ-350注塑机参数154 注塑模具设计154.1 模架的选用164.1.1模架基本类型164.1.2模架的选择164.1.3导向与定位机构设计174.2 浇注系统的设计184.2.1主流道设计184.2.2分流道的设计194.2.3浇口的设计194.2.4冷料穴的设计204.3 分型面的设计204.4 成型零部件的设计214.4.1成型零部件结构224.4.2成型零部件工作尺寸的计算234.4.3 凹模宽度尺寸的计算234.4.4 凹模长度尺寸的计算244.4.5 凹模高度尺寸的计算244.4.6 凸模宽度尺寸的计
3、算244.4.7 凸模长度的计算244.7.8 凸模高度尺寸的计算254.4.9模具强度与刚度校核254.6 脱模及推出机构254.6.1脱模力254.6.2推出机构264.8 冷却系统的设计与计算274.8.1冷却水道设计的要点284.8.2冷却水道在定模和动模中的位置284.8.3冷却水道的计算294.9 排气结构设计304.10 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核31结语31致谢32附图(2D/3D)装配图33参考文献35摘 要根据塑料制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,考量塑件制件尺寸。本模具采用一模二腔,侧浇口进料,注射机采用SYZ-350型号,设置冷
4、却系统,CAD和UG绘制二维总装图和零件图,选择模具合理的加工方法。附上说明书,系统地运用简要的文字,简明的示意图和和计算等分析塑件,从而作出合理的模具设计。关键词:机械设计;模具设计;CAD绘制二维图;UG绘制3D图。全套图纸,加153893706ABStractTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the
5、process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two sub gate feed injection machine adopts HTF160XB models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a ma
6、nual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maABS, injection machine selection.1 前言1.1 课题背景模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电
7、和轻工业等行业中,60%80%的零件都依靠模具成形,并且随着近年来这些行业的迅速发展,对模具的要求越来越高,结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率,是其它加工制造方法所不能比拟的。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断地扩大,越来越普遍地采用塑料成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具,在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低,直接影响产品的质量、产量、成本及产品的
8、更新换代,同时也决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。注射模的种类很多,其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关,其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上,动模部分安装在注射机的移动模板上,在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。由于模具的使用特点,决定了模具设计也区别与其他行业。模具设计要考虑的要点如下:a塑件的物理力学性能,如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏
9、感性,不同塑料品种其性能各有所长,在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点,避免或补偿其缺点。b塑料的成型工艺性,如流动性、成型收缩率的各向差异等。塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩,同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却或使热固性塑料制品均匀地固化。c塑件结构能使模具总体结构尽可能简化,特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构。使模具零件符合制造工艺的要求。对于特殊用途的制品,还要考虑其光学性能、热学性能、电性能、耐腐蚀性能等。目前,我国的模具制造技术已从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具。在塑料模具方面,能设计制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模。一些塑料模
10、主要生产企业利用计算机辅助分析(CAE)技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等,合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等,使模具设计方案进一步优化,也缩短了模具设计和制造周期采用模具先进加工技术及设备,使模具制造能力大为提高。采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造加工之前,在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模
11、具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统,使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制,提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用,对模具制造能力的提高也起到了很大作用。我国经济仍处于高速发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面,国内
12、模具市场将继续高速发展;另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。 随着计算机技术的发展应用,模具设计与制造技术正朝着数字化方向发展。特别是模具成型零件方面的软件等,这些技术采用计算机辅助设计,进而将数据交换到加工制造设备,实现计算机辅助制造,或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化。1.2 课题分析本课题內容是对外壳进行测绘。基于生产实践之上的对产品进行模具设计,模具设计主要内容有型腔布局、浇口形式与位置、模胚选择、分型面的确定、冷却系统设置、推出机构设置、注塑机台选择及注塑工艺分析等。根据塑料制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术
13、要求,本模具采用一模二腔布局,侧入式浇口进料,注射机采用SYZ-350型号,设置冷却系统,CAD和UG绘制二维总装图和零件图,系统地运用简要的文字,简明的示意图和和计算分析,从而作出合理的模具设计。选择合理的加工方法。模具方案确定后进行工艺分析。根据此方案可以达到设计的预期效果,并且大大提高了注塑模的质量。2 塑件分析2.1 产品分析及其技术条件在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析,只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。课题目标产品是一个生活中常见的外壳,其零件外形如图所示。具体结构和尺寸详见图纸,该塑件结构简单,生产量大
14、,要求较低的模具成本,成型容易,精度要求不高。产品2D/3D视图塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本,在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大,所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。根据任务书和图纸要求,本次产品尺寸均采用MT5级精度,未注采用MT8级精度。塑件的表面要求越高,表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外,主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.021.25之间,模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2,即Ra 0.010.63
15、。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加,所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高,为Ra0.8,内部为Ra1.2。2.2 塑件材料的确定 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料,它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸,并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能,广泛应用于现代工业和日常生活,它具有密度小,质量轻,比强度高,绝缘性能好,介电损耗低,化学稳定性高,减摩耐磨性能好,减振隔音性能好等诸多优点。另外,许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。此产品壁厚均匀,ABS性能优良,成本低廉,符合
16、需求生产量大的要求,容易成型,对于本课题零件相当适用,所以在这选择其为产品的材料。2.3 塑件材料的性能分析2.3.1基本特性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名:Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers,简称ABS。ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。 ABS树脂是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。可以在-2560的环境下表现正常,而且有很好的成型性,加工出的产品表面光洁,易于染色和电镀。而且可与多种树脂配混成共混物。现在主要用于合金,塑料,以及ABS牌号。ABS塑胶原料树脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物,AB
17、S是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。ABS树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8C4H6C3H3N)x,但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物,其中,丙烯腈占15%35%,丁二烯占5%30%,苯乙烯占40%60%,乳液法ABS最常见的比例是A:B:S=22:17:61,而本体法ABS中B的比例往往较低,约为13%。ABS塑料的成型温度为180-250,
18、但是最好不要超过240,此时树脂会有分解。随着三种成分比例的调整,树脂的物理性能会有一定的变化:1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性,但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性;丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质;苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。2.3.2成型性能1、无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。2、宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。3、如需解决夹
19、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。4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产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。5、强度较高,耐冲击能力强。2.3.3主要用途ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS工程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,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯
20、代烃中。ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性,又增加了弹性、强度(丁二烯的特性)、耐热和耐腐蚀性(丙烯腈的优良性能),且表面硬度高、耐化学性好,同时通过改变上述三种组分的比例,可改变ABS的各种性能,故ABS工程塑料具有广泛用途,主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。3 成型布局及注塑机选择3.1 进胶方式选择注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的
21、成型。常向的浇口形式有直接浇口,侧浇口,点式浇口,扇形浇口,圆盘式浇口,环形浇口等。浇口的位置选择原则:浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时,应考虑以下几点:1. 熔体在型腔内流动时,其动能损失最小。要做到这一点必须使1)流程(包括分支流程)为最短;2)每一股分流都能大致同时到达其最远端;3)应先从壁厚较厚的部位进料;4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体由于本设计中塑件外表面质量要求较高,所以选用侧浇口。侧浇口在产品端面处,成形后切除浇口, 零件组装时浇口被遮挡起来。3.2 型腔的布局及成型尺寸因为本设计中采用侧浇口,且塑件的尺寸较大,为提高塑件成功概率,
22、并从经济型的角度出发,节省生产成本和提高生产效率,采用一模二腔,进行加工生产。型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短,同时采用平衡流道。成型型腔尺寸依据塑件布局计算确定,需考量成形封闭结合面大小,太大造成模具尺寸过大,成本浪费,太小易导致成型时溢料飞边,甚至型腔变形。因模具是一模二腔,考量排布可得型腔长为230mm,宽为200mm。塑件的高度为504mm,塑件的大部分部胶位都留在型腔部分,型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加20
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