毕业设计论文多格盒注塑模设计(23页).doc
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1、-毕业设计论文多格盒注塑模设计-第 23 页毕业设计论文论文题目:多格盒注塑模设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 毕业设计(论文)任务书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学生姓名: 学 号: 设计(论文)题目:壳体注塑模设计 起 迄 日 期: 指 导 教 师: 发任务书日期: 摘 要本文介绍了多格盒注塑模具的设计过程。本设计对塑件在模具中的位置和分型面位置、选择浇注系统与排气系统、成型零件的结构、合模导向机构、推出机构、温度调节系统的设计方案做了充分的论证,并优化选取最合理的设计方案。本模具采用整体式,简化了模具结构。通过对型芯支承
2、板和型腔板的计算,保证了模具的正常使用,优化了模具的结构设计,使得模具结构紧凑。关键词:注射模;挤出模;浇口套;排气槽;分型面;推杆。毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的: 2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):(1)外壳的结构工艺分析 制定成型工艺方案,进行工艺与模具设计(2)外壳注射模设计,绘制模具总装图一张及主要的模具零件图(3)编写设计说明书;编制主要成型零件的加工工艺卡一份绪 论略谈我国塑料模具发展方向:模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等
3、工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业”;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。 80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2002年我国模具总产值为360亿元,其中塑料模约占30%左右。在未来的
4、模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。近年来,我国的模具工业一直以每年13%左右的增长速度快速发展。据预测,我国模具行业在“十五”期间的增长速度将达到13%15%。模具钢的需求量也将以年12%的速度递增,全国年需求量约70万吨左右,而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种的60%,每年进口模具钢约6万吨。我国每年进口模具约占市场总量的20%左右,已超过10亿美元,其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50%以上;冲压模具占全部进口模具约40%。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视,我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低,决定着产品的质量、效益和新产
5、品开发能力,它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此,模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品,现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分,是国民经济的装备产业,其技术、资金与劳动相对密集。目前,我国模具工业的当务之急是加快技术进步,调整产品结构,增加高档模具的比重,在塑料注射成型模具中,积极应用热流道,推广气辅或水辅注射成型,以及高压注射成型技术,满足产品的成型需要。 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础,其大量应用可缩短模具设计制造周期,同时也显著提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于30%,而先进国家均高于7
6、0%,每年我们要从国外进口相当数量的模具标准件,其费用约占年模具进口额的3%8%。 发展快速制造成型和快速制造模具,即快速成型制造技术,迅速制造出产品的原型与模具,降低成本推向市场。 积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料,满足特殊产品的需要。 推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺,满足模具制造的需要。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术,提高模具的可靠性。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程,最大限度地提高模具的开发效率与成功率。 开发新的成型工艺与模具,以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。 在科技发展中,人是第一因素,因此我们要特别注重人才的培养,实
7、现产、学、研相结合,培养更多的模具人才,搞好技术创新,提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术,逐步走向网络化、智能化环境,实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。 1 模塑工艺规程的编制该塑件是多格盒零件,其形状如图1-1所示。本塑件的材料采用PP,生产型为大批量生产。 图1-11.1 塑件的工艺性分析1)塑件的原材料分析:该塑件材料选用PP(聚丙烯)。属于热塑性塑料,从使用性能上看,该塑料具有刚度好、耐水、耐热性强;从成型性能上看,该塑件吸水性小,熔料的流动性好,成型容易但收缩率大。另外,该塑
8、料成型时易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷,成型温度低时,方向性明显,凝固速度较快,易产生内应力。因此,在成型时应注意控制成型温度,浇注系统应较缓慢散热,冷却速度不易过快。2)PP塑件注射参数分析:注射温度包括料筒温度和喷嘴温度料桶温度 喂料区 3050(50)区1 160250(220)区2 200300(220)区3 220300(240)区4 220300(240)区5 220300(240)喷嘴 220300(240)括号内的温度建议作为基本设定值,行程利用率为35%和65%,模件流长与壁厚之比为50:1到100:1熔料温度 220280料桶恒温 220模具温度 2070注射压力 具有很好的
9、流动性能,避免采用过高的注射压力80140MPa;一些薄壁包装容器除外可达到180MPa保压压力 避免制品产生缩壁,需要很长时间对制品进行保压(约为循环时间的30%);约为注射压力的30%-60%背压 520MPa注射速度 对薄壁包装容器需高的注射速度;中等注射速度往往比较使用于其他类的塑料制品螺杆转速 高螺杆转速(线速度为1.3m/s);是允许的,只要满足冷却的时间结束前就完成塑化过程就可以。计量行程 0.5-4D(最小值最大值)4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm取决于计量行程和螺杆转速预烘干 不需要; 如果储藏条件不好。在80的温度下烘干1h就可回收率 可以
10、达到100%回收收缩率 1.25%2.5%;收缩率高;24h后不会再收缩(成型后收缩)浇口系统 点式浇口或多点浇口;加热式热流道,保温式热流道,内浇套浇口位置在制品最厚点,否则会发生大的缩水。机器停工时段 无需用其他材料进行专门的清洗工作;PP耐高温料桶设备 标准螺杆,标准使用的三段式螺杆,对包装容器类制品,混合段和切变段几何外形特殊(L:D=25:1)直通喷嘴,止逆阀。3)塑件的结构分析从零件图上分析,该零件总体长度为长方形,内部有九个较深的空腔。塑件长130mm,宽120 mm.底部为长24mm,宽3mm,高9mm的对称小凸台。对于凸台在型腔中开一个凹槽即可以解决。总体上看制件结构比较简单
11、但制件的截面积为面积较大的盲孔,制件包紧型芯时易形成真空,因此设计时需要设置引气装置。4)塑件的尺寸精度分析制件的精度等级;塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸 与产品图中尺寸的 程度,即所获得塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素很多,首先是模具的制造精度和模具的磨损程度;其次是塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化等,因此塑件尺寸精度往往不高,应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。因该塑件材料是PP,精度等级要求不高,塑件上又未注公差尺寸,所以应选用塑件精度等级为MT5,该塑件的精度等级较低,考虑到制件受模具活动部分的影响,取公差值和附加值之和,MT2级取0.05,MT3-5级取
12、0.1。由以上分析可见,该塑件的尺寸精度不高,对应的模具相关零件尺寸加工可保证。从塑件的壁厚上来看,壁厚均匀,有利于零件的成型。5)塑件的表面质量分析塑件表面要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质,因为塑件外表面要与人手接触,所以要求表面尽量光滑,塑件表面没有其它要求,所以比较容易成型。1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。塑件的体积=整个塑件形状所包围体积-九个空腔的体积+凸台体积。所以塑件体积V=84130120-(19386+34383)117+24392 =1310400-960336+1296 =351360立方毫米 =351.360立方厘
13、米 塑件的总质量=塑件的总体积塑件材料的密度=351.3600.9=316.224g本塑件采用一模一腔的模具结构,考虑起外形尺寸。注塑时所需压力和工厂现有的设备情况,初步选用注塑机为XSZY500型。1.3 塑件注塑工艺参数的确定:查找相关文献和参考工厂实际应用的情况,PP的成型工艺参数可做如下选择:(试模时,可根据实际情况作适当调整) 注塑温度:包括料桶温度和喷嘴温度。 料桶温度:后段温度选用220 中段温度选用240 前段温度选用260 喷嘴温度:选用220 注塑压力:选用100MPa 模具温度:选用70收缩率 :(0.40.8)注塑时间:30s保压: 选用72 MPa保压时间:5s冷却时
14、间:30s预 热:(23)小时2 注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括:分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、推出机构的设计等内容。2.1 分型面的设计模具设计中,分型面的选择很关键,它决定的模具的结构。选择分型面时,应该根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。选择分型面的原则是:塑件脱出方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理。该塑件为多格形盒盖类零件,表面没有特殊要求,但外表面常与人手接触,故要求外表面光滑无毛刺,所以不能把分型面设在外表面。为了有利于排气,塑料溶体的末端应在分型面上
15、。塑件结构比较简单,不必采用侧抽芯,但是塑件内有凹槽,分型面应该取在塑件的最大表面处。为了降低模具的复杂程度和加工难度。故选用图1-2所示的分型方式比较合理。图2-1 分型面的设计2.2 模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产,宜采用多型腔注塑模具,但考虑到塑件内部有九个较深的空腔且制件体积较大难于成型宜尽量采用少型腔。而塑件成型与 塑化能力,最大注射量以及合模力等参数有关,此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响,综合上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量:(1)按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1公式:N1=(F/PC)/AB/A 参数: F注塑机的锁模力 N PC 型腔内的平均压力MPa
16、A 每个制件在分型面上的面积() B 流道和浇道在分型面上的投影面积() B 在模具设计前为未知量,根据多型腔模具的流动分析B为(0.20.5),常取B=0.35,熔体内的平均压力取决于注射压力,一般为50100MPa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力,为保险起见常用0.8F则 N1=0.8F/APC-0.35/A=0.8350010/1.1107510-0.35/1.110 据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.21倍,现取C=0.4则N2=(G-0.4V)/V=G/V-0.4=500/351-0.4=1.42-0.4=1.021(个)从以上讨论可以看到模具的型腔个数确定为1个必须取
17、N1,N2中的较小值,在这里可以选取的个数是1或2个,考虑到制件的取出和模具的开模等情况,以及模具的主流道长度最好小于60mm,以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的注塑模具采用一模一腔的方案,即 N=1 2.3 浇注系统设计:浇注系统设计包括主流道设计、分流道设计、冷料井设计、浇口设计。浇注系统设计原则是:排气良好;流程短;防止型芯和嵌件变形;整修方便;防止塑件翘曲变形;合理设计冷料穴或溢料槽;除满足以上各点外,浇注系统的断面积和长度尽量取小值以减少浇注系统的塑料量,从而减少回收料。1)主流道设计。根据设计手册查得国产XSZY500型注塑机的有关尺寸:喷嘴前端球面的
18、半径:R12 喷嘴前端孔径: =6mm R= +(12)mm D=+(0.51)mm 的条件下,住流道长度应尽量短, 以减小压力损失和废料量,通常主流道长度可小于或等于60mm图 2-2 主流道2.4 分流道设计:分流道的的形状尺寸,应根据塑件体积、壁厚、形状的复杂程度、注塑速率、分流道的长度等因素来确定。本塑件形状不复杂,熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道长度较短,为了便于加工起见,选用截面为梯形分流道。梯形截面分流道容易加工,且熔体的热量散发和流动阻力都不大。查表得R=4mm。如图所示:图2-3图23 半圆形分流道2.5 浇口设计:浇口是流道和型腔之间的连接部分,也是注塑模
19、进料系统的最后部分,其基本作用是:1)使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔;2)型腔充满后,浇口能迅速冷却封闭,防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口的设计与塑件形状、断面尺寸、模具结构、注塑工艺条件(压力)及塑料性能等因素有关系。但是,根据上述两项基本作用来说,浇口的截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增大料流速度、快速冷却封闭、便于与塑件分离以及浇口残痕最小等要求。根据塑件成型要求及型腔的排列方式,用点浇口较为理想。这种浇口的长度很短,不超过其直径,所以脱模后塑件上的浇口残痕不明显,不需要再修正浇口痕迹。这种浇口被广泛采用,但采用这种浇口时,常常要在模具上增加一分型面,以便浇口凝
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