端盖注塑模具设计.doc
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1、目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1课题的目的和意义11.2国内、外现状及发展趋势11.2.1国内注塑模具的发展现状11.2.2国外注塑模具的发展现状21.3塑料模具的发展趋势2第2章 注塑产品的总体分析42.1 注塑产品结构分析42.2塑件表面质量分析52.3塑件的体积和质量52.4塑件的成型工艺性分析5第3章 注射机的选择6第4章 分型面和型腔数目的确定74.1分型面设计74.2型腔数目的确定7第5章 浇注系统的设计95.1浇注系统设计的组成和作用95.2主流道设计95.3分流道设计105.4浇口设计105.4.1浇口位置的选择115.4.2浇口的截面形状和尺寸11第6章
2、 成型零件的结构设计126.1成型零件的结构形式及设计126.1.1 凹模结构设计126.1.2 型芯结构设计126.2成型零件工作尺寸的计算126.2.1模具成型零件的工作尺寸计算12第7章 结构零部件设计157.1注射模架的选取157.2合模导向机构的设计157.2.1导柱的设计157.2.2 导套设计157.3导柱导套的设计原则16第8章 侧向分型与抽芯机构的设计178.1斜导柱的设计178.1.1斜导柱的形状及技术要求178.1.2斜导柱的倾斜角178.1.3斜导柱的长度178.1.4斜导柱的受力分析与直径计算188.2滑块的设计198.3导滑槽的设计208.4滑块定位装置208.4.
3、1滑块定位装置的作用208.4.2结构形式208.5 斜顶杆的设计20第9章 脱模机构设计229.1脱模机构的设计原则229.2脱模力计算229.3推出机构设计239.3.1 推杆推出机构设计239.3.2推出机构复位与导向23第10章 注射机有关参数校核2510.1最大注射量的校核2510.2注射压力的校核2510.3锁模力的校核2510.4注射机模具安装部分的相关尺寸校核2610.4.1喷嘴尺寸校核2610.4.2最大最小模厚校核2610.4.3开模行程校核26第11章 冷却系统的设计2711.1冷却系统的设计原则2711.2冷却回路布置27第12章 结论28参考文献29致 谢3029沈阳
4、工业大学本科生毕业设计第1章 绪论1.1课题的目的和意义模具工业为制造业的发展带来了重大的机遇,它是国民经济发展的重要基础,世界上各工业发达国家都把优先发展模具工业放在重要位置。伴随时间的推移,科学技术有了巨大的发展。如今,企业在管理方面很规范、高效,技术的水平和设计的能力在其中发挥着举足轻重的作用,大大促进了生产的效率。传统的简单的车间生产经管方式已经被其取代。我国的制造的行业规模,位于世界的前列。模具的发展水平成为一个国家制造业水平的晴雨表。用塑料做的零件的到了相当广泛的应用,在生活中随处可见。塑料的发明和使用,谱写了人类物质文明的新篇章,极大推动力人类社会的繁荣与进步。塑件的广泛使用直接
5、影响和带动了注射模的飞速发展与进步。对注塑模具的设计与制造的研究和经验的积累对产品的生产有着十分重要的作用。本课题的选择与本专业密切相关且能与社会生产实践相联系,具有相当的现实意义。通过这次设计可以培养我独立思考、分析与解决问题的能力,使我能将所学知识运用到模具设计中去,对模具设计有更深的了解与认识,并能够锻炼常用相关软件的操作。可以获得一般塑料模具成型制品的基本设计能力的锻炼与培养。1.2国内、外现状及发展趋势1.2.1国内注塑模具的发展现状模具抵抗高压冲击的能力方面在满足塑件塑性成形工艺要求、保证塑件质量、降低成本、提高产品质量等方面发挥着重要作用。随着模具工业的发展,模具工业逐渐成为一个
6、技术密集、设备先进、科学管理的产业。随着现代制造技术在工业生产中的迅速发展,模具已成为各种工业产品生产的重要工艺设备,特别是在塑料制品的生产过程中,塑料模具的应用非常广泛,塑料模具种类繁多,在不同的模具中的位置越来越突出,它已成为各种模具设计、制造、研究中最具代表性的模具之一。在 2000年,模具总产值在国内预估值为250-280亿元,塑料国家从1980年至今模具工业之发展迅速,模具总产值约占其中的30%。此后,我国塑料类模具在模具总量中的比例会呈现稳定上升趋势。在半个多世纪的巨大发展之后,我国模具水平得到极大提升。时至今日,其模具在很多方面有了质的提升,而通过这些方方面面的改进、增强以及长时
7、间的开发以后,淬火钢模寿命达到了501000万次,而非淬火刚则能达到10万次到30万次之间,两者的寿命都得到了较大的提升,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。国产精密模具寿命短,制造周期长,塑料成型设备陈旧,规格少,材料性能差,模具材料远不能满足要求。为适应我国塑料工业快速发展的需要,改变目前塑料工业的落后状况,赶上世界先进水平,必须重视技术的钻研。1.2.2国外注塑模具的发展现状在众多西方国家中的从事模具生产与制造的厂子中,都有着相当先进的当代新出现的,走在最前列的技术。正是因为他们拥有高超的技术,使得他们的产品质量非常好,产出的产品多,销路非常广。正是因为如此优势,使得他们在世界范
8、围处于第一梯队。可见先进的技术对模具又好又快制造时非常重要的。(1)CAD/CAE/CAM在西方欧美国家有关企业中的大范围应用,有力的展示了大数据处理在推动其行业飞速发展的巨大能动性。(2)为在加工模具时,其中对零部件进行高速加工是非常难得,它可以提高产品质量,减少成本。这一技术已在西方有关行业大范围的使用。(3)欧美国家掌握了可以在很短时间内把产品生产出来的技术。如今,外国把塑料原材料经过加工使其具有一定形状和功能的产品的方法发展的是相当的快。先进的软件技术在产品成型中的广泛应用。各种先进注射机的研究和投入使用,是的可以加工出更加精美,细致的产品,大大提高了制造水平。1.3塑料模具的发展趋势
9、塑料模具的结构、质量和性能直接影响到塑料件的质量和成本。在塑件成形过程中,模具结构对操作难度有很大的影响。在塑料件的批量生产中,尽量减少开、合的人为干预,尽量让机器使他自动工作。,通过研究和整体调查之在后,我们不难发现有很多很多的相关方面的加工编程等软件在之后的工作时是需要非常高的相关要求。除此之外,我们的相关技术也越来越成熟从而使得以上很多要求都可以得到满足,人们也随之越来越重视这些相关方面的各种技术。也诚然的是,电脑技术能通过模拟完整或其中的一部分内容的加工过程,把实际过程中可能发生的错误消除在设计的这个阶段上,从而,我们则可以使加工的修补和返厂加工这一过程得以减少乃至消除。目前,塑性成形
10、技术正朝着小型化、精密化和超大规模化方向发展。精密注塑可以控制成型产品的尺寸公差,主要应用于仪表、电子等行业。考虑到塑料模具的设计、制造和材料选择,塑料模具技术的发展趋势可分为以下几个方面。(1)模具标准化。(2)CAD/CAM/CAE技术的应用正朝着网络化、开放性、智能化方向发展。(3)不断创新发现是大势所趋。(4)增强理论研究。(5)塑料模具专用材料研发。第2章 注塑产品的总体分析2.1 注塑产品结构分析把塑料做成一定形状的制品所需要的生产方法直接关系到模具的设计。只有塑料件做成方便加工和处理的样子,我们才继续根据它的外观才能有方向性的造出生产它的模具的合适的构造。以避免产生错误的不合格产
11、品。例如生产的产品有气泡,裂纹缺陷。保证产品的尺寸合格,表面质量和形状符合要求等是我们应当注意的方面。此塑件内部有一倒钩式凸台,制件外围有一圆环凸缘,壁厚较为均匀,具体尺寸参见图纸,形状如图2-1和图2-2。图2-1塑料端盖图2-2塑料端盖2.2塑件表面质量分析产品的光洁程度与模具的型腔光整质量是息息相关的。在成型过程中尽量避免波纹和冷疤,保证边缘平整,无缺口、毛刺。对于不透明塑料件,模芯的成型表面不影响塑料件的外观,只影响塑料件的脱膜性能。因此,在不影响塑件使用的情况下,型芯的表面粗糙度比型腔的表面粗糙度高1至2级。2.3塑件的体积和质量根据塑料端盖的形状尺寸, 用Pro/E绘制塑料端盖的三
12、维实体模型,进行实体模型分析,其体积为:;ABS的密度:;塑件的质量:。2.4塑件的成型工艺性分析ABS塑料是热塑性材料。该材料具有尺寸稳定、冲击强度高、易成型、耐寒性好、耐热耐腐蚀等综合性能。它的密度为,拉伸强度,弯曲强度,拉伸弹性模量,弯曲弹性模量,收缩率,常取。ABS塑料具有较强的吸湿性,成型前必须充分预热干燥,使其含水量小于。该塑料流动性中等,成型时宜采用较高的加热温度(使模具温度在)之间)和较高的注射压力(小浇口的制品高达,厚壁大浇口)。第3章 注射机的选择注射机的最大能注射的熔料量是应该比实际需要的大一些的,一般实际的是额定的20%80%。从这方面出发,初选注射机为卧式注射机XS-
13、ZY-125。射机的规格如下表3-1:表3-1 XS-ZY-125注射机的主要技术规范项目类型参数注射装置螺杆直径/mm50最大理论注射量/125注射压力/MPa120喷嘴孔径/mm4喷嘴球面半径/mm12合模装置最小模具厚度/mm200最大模具厚度/mm300模板行程/mm300锁模力/KN900拉杆间距/mm260290第4章 分型面和型腔数目的确定4.1分型面设计在注射模设计时,根据塑料件的结构和形状,首先确定塑料件在模具中的位置,即分型面。选择分型面的基本原则是:分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置,以制品的顺利的取出。在进行选择那个有利于塑件取出的塑件截面最开阔的位置的时候,应该引起
14、我们注意与思考。它是否方便把制品在变冷固形后取出,是否依然能使自评保持较好的外貌和质量。他还应该使腔内气体在被赶出时畅通无阻,最后还要和选择出的注塑机相匹配,能使生产制品的设备,即模具的构造的到简化。塑料端盖产品的最大端面截面位置如下图3.1所示,选它作为分型面是方便端盖取出的。图3.1分型面的选择4.2型腔数目的确定以注射机能喷射出塑料熔料的最大值分析腔体个数n: (4-1)式中 注射机的最大注射量(或g)取125 浇注系统冷凝料量(或g)取4 单个塑件的容积或质量(或g)取13.57代入数据经过计算可知型腔数不能超过7个,本零件主要从经济性确定。该零件大批量生产,同时考虑产品质量的保证以及
15、生产效率,因此采用一模两腔,即一次注射成型两个塑件。型腔的布置形式用I形排列。第5章 浇注系统的设计5.1浇注系统设计的组成和作用浇注系统一般是 由主通道、分流通道、浇口和冷料穴四部分组成。它的作用是用塑料溶液填充腔体,将浇注的压力分配到型腔范围内,对塑件的清楚程度和致密程度还有优良的物理性能形成应是有好处的。塑件质量和其成型过程与浇注系统设计的合理性有直接关系。我们应该考查它到底需要什么样的方法进行加工,适合什么处理条件。在选择那个在型腔附近,往型腔内注入熔料的小孔时,应对塑件质量的影响和熔接痕的位置进行预分析。熔体流动中的压力的降低应是小的,这样对塑件的形成是有积极意义的。可以通过减小流道
16、长度来实现这一要求。冷凝料如果多了,那将是对材料的较大的浪费,应尽量使其减少,并且它也应该方便去除而不会对塑件造成太大的影响,最好无影响。5.2主流道设计主流道凹槽和注射机的喷嘴,它们经常频繁接触碰撞,因此通常的情况,它被做成耐磨,耐冲击的可拆卸的浇口套的形式。如下图5.1所示。1.注射机喷嘴 2.浇口套图5.1主流道形式与喷嘴机关系 主流道设计成圆锥形,锥角=26,取=2。注射机的喷嘴直径:。主流道小端直径:,取d1=5mm。大端直径:。主流道下凹球面的半径应大于喷嘴球面半径12mm,取14mm。内壁表面粗糙度为。5.3分流道设计在进行分流道的尺寸选择时,应使它在截面方向的面积尺寸对溶体压力
17、的分配和传递产生良好的效果。如果它是面积小的,则减少热量耗散,实际上也应尽量如此选取。U形截面和梯形截面加工比其他形式的截面的加工是方便的多的,且流动阻力和热量损失不大,所以在实际生产中得到较广泛的应用。分流道表面常被加工得较粗糙,一般取,以加大对外层塑料溶体的流动阻力从而方便在分流道内壁形成溶体凝固层。凝固层有绝热的作用,并且可以让液态原料在通道中顺利的移动。5.3.1分流道的形状和尺寸常用的分流 道截面形状与效率如表5-1所示,本次设计,初选圆形截面。多数塑料一般取56mm,ABS塑料流动性一般,本次设计中取。表5-1流道的截面形状与效率流道截面流道效率0.025D0.025D0.153D
18、0.195Dd=D/20.166Dd=D/40.100Dd=D/60.071D5.4浇口设计作为浇注系统的关键部分,浇口起到控制和调节物料速度和进料时间、防止溶体回流。5.4.1浇口位置的选择浇口是使熔料进入的入口所以它又称进料口,在选择它的布置时应在几方面进行考虑。首先型芯的过度变形是不被允许的,把腔内气体赶出也应是方便的。还应保持流体的通常流动。还有侧面的冲击对细型芯等两件的伤害是极为巨大的,应避免。5.4.2浇口的截面形状和尺寸浇口的类型有很多种,常见的几种形式有侧、点、重叠式、直接形式浇口等。通过对塑件的外形分析和各浇口的特点,应用侧浇口的形式。侧浇口一般在模具分型处开设,边缘进料。浇
19、口的深度h决定着浇口冷凝时间,一般中小型塑件h取0.52mm,浇口宽度b对于中小型塑件通常取b=1.55mm,浇口的长度一般取L=0.52mm。本次设计采用侧浇口形式。第6章 成型零件的结构设计6.1成型零件的结构形式及设计在设计成型 件的结构时,不仅要考虑保证成型件的合格性,而且要便于加工制造。为了降低模具成本,还必须尽可能节省那宝贵珍惜的材料。6.1.1 凹模结构设计凹模是使塑件具有有用形状的部件。凹模中的整体形式由一整块材料制成。刚性好,强度高,不会造成塑料件的拼接痕迹。模具装配方便,热处理不方便。对于形状复杂的零件,加工成本高,主要适用于形状不复杂的中小型塑料件。整体嵌入模采用结构尺寸
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