2022年毕业设计箱体注塑模CADCAM措施一 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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 其次章 方案论 证 5 2.1 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 73 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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

2、3.7 模具结构草 图 16 3.8 注射模动作过程分 析 17 第四章 成型零件加工工艺 18 4.1 加工路 线 18 4 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2 数控编 程 18 4.3 程序清 单 19 第五章 终止语 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,把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

3、构特点及设计运算的方法,以达到能够独立设计一般模具的要求；在5 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 模具制造方面,把握一般机械加工的学问,金属材料的挑选和热处理,明白模具结 构的特点,依据不怜悯形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敏捷的运用；1.2 论文设计内容设计题目：箱体1-1 材料： ABS 二维结构图：如图图 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

4、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、浇口位置的挑选,模具工作 零件的结构设计,推出机构的设计,拉料杆形式的挑选,排气方式设计等；其次章 方案论证 2.1 结构分析 2.1.1 产品设计图 , 如图 2-1 6 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 径为 6.3 的通孔, 6 个阶梯孔；2.1.3 外观要求分析39mm的八边形凹槽,表面有一个直塑件表面粗糙度要求 Ra 为 0.8 m,其余为 3.2 m,且

5、表面不答应有飞边、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,2.2 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,且在低温下也不快速下 降； ABS 属于通用性热塑性材料,其成型性能好,流淌性好,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,它的塑件尺寸稳固性好；在要求塑件精度高时,模具温度可掌握在5060 0C,而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应掌握在 6080 0C；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

6、具设计时应留意尽量削减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微小；2）、 ABS材料主要参数7 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 材料答应的溢料值应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,可采纳单型腔模具等进行生产来降低模具的制 造费用；由制品图

7、可知,塑件尺寸不大,采纳一模两腔,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 、塑件在模具中的位置 1）、分型面的挑选：8 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；应当有利于塑件的脱模；应保证塑件的 精度要求；应满意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挑选在塑件的最底面；塑料包紧动模型芯而留在动模,模具结构简洁；图 3-1 分型面的形式 2）、型腔布局及浇口的挑选：采纳一模两腔矩形分布,生产效率高；采

8、纳埋伏式浇口,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运算图 3-2 零件工作尺寸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：9 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 10 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 29 页精选学

9、习资料 - - - - - - - - - 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一般取=）3.2 浇注系统设计 一般浇注系统由主流道、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当从浇口套中拔 出,浊流到设计成圆锥形锥角 为 4 ,流道的表面粗糙度 Ra0.8 m,浇口套一 5357HRC；般采纳碳素钢 如 T8A、T10A等材料）,热处理淬火硬度 主流道尺寸,依据所选注塑机、就主流道小端尺寸为：d=注塑机喷嘴尺寸 +0.51）=3+1=4mm 主流倒球面半径：

10、 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纳圆形截面,直径D 为 10mm,分流道长度L 为12mm,如图 3-3 ；图 3-3 分流道的长度和直径 3.2.3 、浇口的设计 箱体设计中采纳埋伏式浇口,这种浇口的分流道位于摸具的分型面上,浇口斜 向开设在摸具的隐藏处；塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔,因而塑11 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 件表面不受损耗,不致于因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观成效；下图 3-4为埋伏式浇口

11、开设在推杆的上部而进料口在推杆的上端的形式：图 3-4 埋伏式浇口的形式埋伏式浇口的锥角 取 10 020 0,倾斜角 为 45 0 60 0,推杆上进料口的宽度为 0.8mm2mm；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,使其伴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

12、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,使其伴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,不要显现粘模现象；3. 塑件不变形12 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 损坏 4. 具有良好的外观

13、5. 结构牢靠；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：推杆加工简洁,更换便利,脱模成效 好；推杆设计的留意事项：、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,一般采纳推出盘推出,此设计的推杆放置在产品的中心；、直径和数量 推杆直径不宜过细,应有足够的刚度和强度,能承担肯定的推力,一般推杆直径为 2.5 15mm；为防止变形,对直径为 推杆数量为 10 个；、 装配位置2.5mm以

14、下的推杆设计成阶梯形；设计中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,否就,会影响塑件使用；、推杆外形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,工作端面粗糙度低于 Ra0.8；箱体设计中采纳圆形推杆推出；圆形结构简洁,应用最广；推杆直经 d 与形腔部分推杆孔一般为采纳 H7/e7 H8/f8 的间隙协作；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 13 / 29 名师归纳总结 - - - -

15、- - -第 13 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；利用型芯、镶件、推杆等的协作间隙；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,排气槽如设计不合理,将回产生如下弊病：1）、增加熔体充模流淌的阻力,使型腔无法被布满,导致制品棱边不清晰；2）、 在制品上出现明显的流淌痕和熔接痕,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

16、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 冷却系统的设计依据模具冷却系统设计原就：冷却水孔数量尽量多,尺寸尽量大的原就可知,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就；冷却系统的过程中,仍应同时遵循：（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

17、；（6） 冷却水孔应防止设在塑件的熔接痕处；依据书上的体会值,冷却水孔取4 根,由于塑件壁厚为3mm,因此冷却水口口径为 10mm；3.6 模架与注射机的挑选 3.6.1 模架的确定 1）、模具型腔的壁厚的确定：14 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 设计中挑选矩形型腔,箱体塑件的轮廓尺寸为64 64,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：依据型腔的布局可看出,型腔分布尺寸为124 248,考虑到导柱、导套及连接螺

18、钉布置应占有的位置和采纳推板推出等方面的问题,参考 P228确定选用模架 400 500 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=28mm； B=80mm； C=50mm；D=125mm 模架的总的闭合高度H=3228805012532=347；在设计时将定模座板和定模板做成整体式；3.6.2 注射机的挑选 39=121758 mm 2=121.758 cm3V3= 3.153 2 4=124.6 mmV4= 3.852 3 6 2 1 2=505.28 mmV5=4 1.35 1.65 3 4 1.652 2

19、.65=131.72 mm3 塑件总体积： V=V1V2V3V4V5=53608.4 mm15 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 塑件重量： m=V =53.6 1.05=56.28g 2）、依据塑件的重量或体积,挑选注射机设备的规格：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 依据浇注系统初步设计方案进行估算浇注系统的体积： = 6.5

20、2 1042 6.5 2 102 15 6.5 2 3 =20.43 cm浇注系统凝料的重量：= =20.43 1.05=21.45g 由于采纳一模两腔,故 n=2,就：3 V 注= = =159.54 cm查塑料成型工艺与模具设计书 P49 表 3.1 得, ABS材料的注射压力为 7090MPa；依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 XSZY500. 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 16 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 29

21、页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 /mm 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 大注塑量应满意：式中注塑机的最大注塑量 ,；3塑件的体积, cm3浇注系统体积, cm就 500=92.54 cm3 、锁模力的校核80%；所以,选用的注塑机最当高压的塑料熔体布满模具型腔时,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

22、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=pnA+A1 Fp 式中, Fz 熔融塑料在分型面上的涨开力,N；80%,Mpa 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,2 mmA1浇注系统在模具分型面上的投影面积,2 mmp塑料熔体对型腔的成型压力,其大小一般是注塑压力的17 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 查塑料成型工艺与模具设计表 4.1 得, p=30 Mpa 投影面积的运算： A=64 64 3 2 4 3.1

23、52 2 3.852=38.58 cm3 A 1= 1.322 2.6=6.53 cm3就 FpnA+A1=30mm 式中, S注塑机的最大开模行程,mm H 1推出距离 脱模距离）, mm 包括浇注系统）所需的开模距, H2包括浇注系统在内的塑件高度,mm 即 500mm39mm64mm5mm=108mm 3.7 模具结构草图 如图 3-7 所示：18 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3-7 箱体注塑模的结构图 1定位圈 2 压板 3 小型芯 1） 4 小型芯 2） 5 螺钉 6 定模板 7动模

24、板 8 大型芯 9 推杆 10 支承板 11 垫块 12 螺钉 13 螺钉 14小型芯 3） 15 螺钉 16 浇口套 17 推杆 18 导套 19 导柱 20 拉料杆 21 复位杆 22 推板导柱 23 推杆固定板 24 推板导套 25 动模 座板 26 推板 27- 水管接头 3.8 注射模动作过程分析合模时,在导柱 19 和导套 18 的的导向作用下,动模和定模合模；型腔由定模板 6 上的凹模和固定在动模板7 上的凸模组成,并由注射机合模系统供应的锁模力锁紧；然后注射机开头注射,塑料熔体经定模上的浇注系统进入型腔,待熔体布满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模；开模时,注射机注射机合模系

25、统带动动模后退,模具从动模和定模分型面分 开,塑件包在凸模 型芯） 8 上随着动模一起后退,同时拉料杆 20 将浇注系统的主 流道凝料从浇口套中拉出；当动模移动肯定距离后,注射机的顶杆接触推板 26,推 板导柱 22 和推板导套 24 的导向作用下,推出机构开头工作,使推杆和拉料杆分别 将塑件及浇注系统凝料从凸模和冷料穴中推出,塑件与浇注系统凝料一起从模具中 落下,至此完成一次注射过程；合模时,推出机构靠复位杆复位并预备下一次注射；19 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 成型零件加工工艺4.1

26、加工路线4.1.1 、定模型芯的加工工艺路线：备料车削端面热处理磨研磨检验；分析：型芯总体外形是旋转体,因此备料时挑选圆棒料；公差按塑件标准公差4 级,精度要求不高,可考虑用车削加工主要轮廓然后再磨；材料应挑选锻造性能好、淬透性好、热处理变形的小来制作,如CrWMn；下料长度因考虑车削时的装夹长度,外圆留 5mm的切削余量； 具体工艺卡见附件 1）4.1.2 、动模的加工工艺路线：备料铣六面热处理钳工镗磨检验；分析：动模的结构主要由很多的通孔组成：四个导柱孔、推杆孔、螺纹孔,两个型芯孔,因此可以先在钻床上钻孔后再在镗床上镗孔；为保证模板上、下表面的平行度和表面粗糙度,在铣削之后需要在平面磨床上

27、磨削上、下平面；具体工艺卡见附件 2）4.1.3 、定模的数控加工路线路线：备料铣六面磨线切割数控铣热处理检验；分析：动模由两个型腔和流道组成,为保证模板上、下表面的平行度和表面粗糙度,在铣削之后需要在平面磨床上磨削上、下平面；具体工艺卡见附件 3）数控铣： 1）、型腔铣粗加工分型面：立铣刀 EM20_R0.5；2）、型腔铣粗加工两个型腔和分流道：球头刀 BM4；3）、固定轮廓铣精加工两个型腔：球头刀 BM4；4）、固定轮廓铣精加工分流道：球头刀 BM4；5）、参考刀具清根铣精加工转接 4.2 数控编程 1）、进入加工模块,设置加工方法R：球头刀 BM1；在数控加工环境中挑选型腔铣mill contour,挑选“ 加工方法视图” 并对粗加工和精加工的部件余量设定参数；2）、创建铣刀点击“ 创建刀具” ,并修改立铣刀和球铣刀的参数；20 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3）、创建几何体在“ 操作导航器” 中双击创建几何体WORKPIECE,