圆形塑件盖塑料模具设计.docx
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1、河南工业职业技术学院塑料模课程设计说明书圆形塑件盖塑料模具设计目录第一局部前言1其次局部设计任务书2第三局部塑件成形工艺分析4第四局部分型面的选择6第五局部注射机的初选8第六局部模具的构造分析与设计9第七局部成型零件的设计(12)第八局部浇注系统的设计(23)第九局部成型设备的选择及校核(30)第十局部成型工艺参数确实定(32)第 1 页共 46 页第十一局部第十二局部第十三局部模具特点和工作原理设计小结参考资料(34)(37)38前 言一个学期的课程马上完毕,为检验这一个学期以来对于塑料模设计的学习效果,综合检测理论在实际应用中的力气,除了寻常的考试、试验测试外,更重要的是理论联系实际,即我
2、们将努力认真的完成此次课程设计,我们的课程设计题目为:手轮注塑模具设计。本次课程设计课题来源于生产实际,应用广泛,但成型难度相对较难,模具构造相对简洁,对我们初学模具设计的学生是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解,同时熬炼对塑料成型模具的设计和制造力气。本次设计以手轮注塑模具为主线,综合了成型工艺分析,模具构造分析,最终是模具的设计计算等一系列模具设计的全部过程。能很好的到达学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具构造及零部件。把以前学过的根底课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同
3、时使用了 AutoCAD、SolidWorks 等软件。本次课程设计得到了廖秋慧教师和张效迅教师的关心指导。正由于教师的悉心指导和帮助,我们才得以解决一个又一个难题,最终完成课程设计,在此谨代表小组全体同学向教师表示感谢。由于实际阅历和理论技术有限,设计的错误和缺乏之处在所难免, 期望各位教师和同学批判指正。一、 设计任务书1.1 课程设计目的本课程设计的目的是使我们在学完塑料模具设计课程之后,稳固和加深对塑料模有关理论的生疏,提高设计计算、制图和查阅参考资料的力气。使得我们能正确运用专业学问,初步把握制定注塑工艺规程及进展注塑模具设计的原则和方法。在课程设计中应本着技术上先进、经济上合理的原
4、则,制定注塑工艺规程和设计有关的注塑模具。塑料制品名称:盖如右图成型方法与设备:在适当的塑料注射机上注射成型;塑料原料:ABS;收缩率:.0.3%0.8%;塑件图:如以以下图为制品的图样。河南工业职业技术学院塑料模课程设计说明书第 1 页共 46 页河南工业职业技术学院塑料模课程设计说明书二、塑件成形工艺分析ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性: 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性; 丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性; 苯乙烯具有易加工、高光滑度及高强度。从形态上看,ABS 是非结晶性材料。 三中单体的聚合
5、产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相 中的分子构造。这就可以在产品设计上具有很大的灵敏性,并且由此产生了市场 上百种不同品质的ABS 材料。这些不同品质的材料供给了不同的特性,例如从中等 到高等的抗冲击性,从低到高的光滑度和高温扭曲特性等。 ABS 材料具有超强的易加工性,外观特性, 低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。注塑模工艺条件 枯燥处理:ABS 材料具有吸湿性,要求在加工之前进展枯燥处理。建议枯燥条件 为 8090C 下最少枯燥 2 小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温
6、度:210280C;建议温度:245C。 模具温度:2570C 。模具温度将影响塑件光滑度,温度较低则导致光滑度较低。 注射压力:5001000bar。 注射速度:中高速度。典型用途 汽车仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等,第 1 页共 46 页电冰箱, 大强度工具头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等, 机壳体, 打字机键盘,消遣用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。二、塑件的尺寸精度分析该塑件无尺寸精度特别要求,全部尺寸均为自由尺寸,按 MT5 查取公差。其主要尺寸公差要求如表 2.3.11 所示:塑件标注尺寸塑件尺寸公差按 MT5 级精度塑件标注尺寸塑件尺寸公差按 MT5 级精度
7、35.535.53232+0.5613-0.56132828+0.5外形尺R1-0.32R11616+0.38-0.2寸9.79.7内形尺7.67.6+0.28-0.327.57.5寸44+0.243.5-0.283.566+0.24-0.24内形尺寸66+0.24R1R1+0.22.2 塑件外表质量分析该塑件外表没有提出特别要求,一般状况下外外表要求光滑,外表粗糙度可以取到 Ra= 0.8mm 。没有特别要求时,塑件内部外表粗糙度可取 R= 3.2mm 。a2.3 塑件外表质量分析该塑件外表没有提出特别要求,一般状况下外外表要求光滑,外表粗糙度可以取到 Ra= 0.8mm 。没有特别要求时,
8、塑件内部外表粗糙度可取 R= 3.2mm 。a2.4 塑件构造工艺性分析(1) 壁厚分析:设计合理,壁厚相对均匀,且符合最小壁厚的一昂球。(2) 圆角过渡:要从分型面位置、型芯、型腔构造来分析过渡圆角的设置。依据本塑件的壁厚,均承受圆角半径 R1mm。(3) 脱模斜度:为便于塑件从模腔中取出,塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。外形尺寸以大端为基准,斜度往小处取;内形尺寸以小端为基准,斜度往大处取。依据 ABS 的性能和模具设计与制造简明手册第三版P433表 2-2-5:型芯脱模斜度为:0.7,型腔脱模斜度为 0.52.5 生产实际考虑该塑件的生产类型应当是大批量生产,因此在设计模具时,要提要塑件
9、的生产效率,倾向于承受多型腔、高寿命、自动脱模的模具,以降低生产本钱。三、分型面的选择3.1 分型面的选择原则如何确定分型面,需要考虑的因素比较简洁。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的构造工艺性及精度、嵌件位置外形以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较。为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:(1) 分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何形式布置,都应将此作为首要原则;(2) 便于塑件顺当脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。(3) 有利于保证塑件的精度要求。(4) 尽可能满足塑件的
10、外观质量要求。分型面上型腔壁面稍有间隙, 就会产生飞边。(5) 便于模具加工制造,在选择非平面分型面时,应有利于型腔加工和制品的脱模便利。(6) 对成型面积的影响,尽量削减制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力。(7) 对排气效果的影响,尽可能有利于排气。(8) 对侧向抽芯的影响本塑件没有抽芯。其中最重要的是第2和第5、第8点。为了便于模具加工制造,应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。3.2 方案分析该塑件为家用的旋钮塑料,要求外表光滑平坦;无毛刺无毛边;不允许缩水、凹坑;无划伤;无污物。在选择分型面时,依据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观以及成型后能够顺当取出制件,有以下几种
11、方案:分型面选择的首要原则是必需选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面,这是确保塑件能够脱出模具而必需遵循的根本原则。1分型面的方案一:该塑件承受垂直分型,用活动镶块垂直分型后,留在包紧在下模的型芯上,在有动模端的推杆将塑件从型芯上脱出,虽然这样使模具型腔由内型变成了外型,可以降低模具型腔的加工难度,但是会在塑件的垂直分型面上产生熔接痕,不能到达塑件的外观要求,并且模具的构造简洁,所以此分型面方案不是好。AA(2) 分型面的方案二:该塑件承受水平分型,定模局部成型塑件的内部构造,将型芯装在定模上,型腔做在动模,当开模后塑件包紧在型芯,随型芯留在动模,然后由定模上的推件板将塑件脱出型芯,这样就可以
12、到达塑件的外观的使用要求,但是由于推件板推塑件出简洁产生飞边,就要求推件板的加工难度加大,并且推件板出简洁磨损,就要求推件板的材料耐磨,从而增加了模具的本钱。此方案不是很好也不承受。AA A|3分型面的方案三:该塑件承受水平分型,型腔在定模,型芯在动模,分型后塑件包紧在型芯上,随型芯一起留在动模,然后有动模的推管和推杆的共同作用将塑件从动模中脱出,这种分型方式,首先,塑件的外形由定模的型腔成型,这样不紧能够保正塑件的外观质量,成型后由而且型腔承受镶块式更加节约材料,便于加工;其次,分型后由动模的推管和推杆作用于塑件内部将塑件从动模的脱出,这样就不会影响塑件的外观质量,而且模具的构造简洁,加工便
13、利。无论从成型性能上看,还是从经济性看此方案都较为合理,所以此方案相对前两个方案来说更加好一些。结论:综合上述的三种方案,从塑件的外观要求,模具的成型性能,以 及模具的加工经济性考虑动身,还是方案三的分型方案是三者当中最好 的一种方案,所以承受方案三的分型面。4.3.1 计算塑件的体积四、注射机的初选依据制件的三维模型, 利用三维软件直接求得塑件的体积为:1V =4426.29mm3。4.3.2 计算所需的体积2浇注系统凝料按 1:1 取,故:V= V =4426.29mm3121塑件和浇注系统凝料总体积为按一模四腔算 :V= 4V+V=35410.32 mm3 =35.41032 cm34.
14、3.3 选用注射机依据总体积 V= 8852.58 mm3,初步选取 XS-Z-60 型螺杆式注射成型机。XS-Z-60 型螺杆式注射成型机主要参数如下表所示理论注射量60 cm3移模行程180mm注射压力1220MPa定位孔的直径55锁模力500kN喷嘴球半径SR12mm最大模具厚度200mm喷嘴口孔径4最小模具厚度70mm项目参数项目参数4.4 注射机的终选4.4.1 注射量的校核公式是0.8 0.85 WW公注式中 W公W注注射机的公称注射量,cm3每模的塑料体积量,cm3如前所述,塑件及浇注系统的总体积为35.41032 cm3,远小于注射剂的理论注射量 51 cm3,故满足要求。五、
15、模具的构造分析与设计5.1 确定模架5.1.1 确定型腔布局模具承受一模四腔,布局如以以以下图所示,需要确定图中尺寸。(1) 确定 S1 和S22查塑料模具设计指导与范例P120 表 6-27 可得:S1=7S =18(2) 确定 L 和 bb=L=1345.1.2 确定模板尺寸依据上面的 b 和 L,考虑注塑机的大小、导柱、导套和螺钉等布置, 依据 GB/T 12555-2023塑料注射模模架,模架型号为:D 型,200mm180mm。5.1.3 确定模架尺寸模具上全部的螺钉尽量承受内六角螺钉;模具外外表尽量不要有突出局部;模具外外表应光滑,加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙, 即在装配、调
16、试、修理过程中,可以便利地分开两块模板。1. 定模座板200mm200mm、厚 25mm定模座板是模具与注射机连接固定的板,定模座板上固定导柱和定位圈,材料为 45 钢。定位圈通过 4 个 M6 的内六角圆柱螺钉与其连接。定模座板上的导柱与导柱孔承受 H7/k6 协作,定模座板与拉料杆承受H7/k6 协作。2. 定模板150mm200mm、厚 40mm用于固定定模模仁型腔镶块和导套。应当有确定的厚度,并有足够的强度。一般用 45 钢。其上的导套孔与导套一端承受 H7/k6 协作, 定模与定模模仁型腔镶块承受 H7/m6 协作。3. 动模板150mm200mm、厚 40mm用于固定动模模仁型芯镶
17、块和导套。一般用45 钢。动模板应具有较高的平行度和硬度。动模模仁型芯镶块通过 6 个沉头螺钉 M10 固定在动模板上面。其上的导套孔与导套一端承受 H7/k6 协作,动模与动模模仁型芯镶块承受 H7/m6 协作。4. 垫块28mm200mm、厚 50mm主要作用:在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间,或是调整模具的总厚度,以适应注射机的模具安装厚度要求。构造形式:可以是平行垫块或拐角垫块,该模具承受平行垫块。垫块材料:垫块材料为 45垫块的高度 h 校核: h=h1+h2+h3+s+=4+13+15+10+8=50mm式中 h1顶出板限位钉的厚度,该模具限位钉厚度,为4mm;h2推板
18、厚度,为 13mm; h3推杆固定板厚度,为 15mm; s推出行程,为 10mm; 推出行程充裕量,取 8mm。5. 动模座板200mm200mm、厚 25mm动模座板上的注射机顶杆孔为 150mm,动模座板上还有四个挡钉孔,动模座板的推板导套孔与推板导柱承受 H7/n6 协作。挡钉与挡钉孔承受 H7/n6 协作,材料为 45 钢。6. 推板90mm200mm、厚 13mm推板上的推板导套孔与推板导套承受 H7/k6 协作。用 4 个 M10 的内六角圆柱螺钉与推半固定板固定。材料为 45 钢。7推杆固定板90mm200mm、厚 15mm材料为 45 钢。其上的推板导套孔与推板导套承受 H7
19、/f9 协作。河南工业职业技术学院塑料模课程设计说明书第 1 页 共 46 页河南工业职业技术学院塑料模课程设计说明书六、 成型零件的设计6.1.1 成型零件的构造分析1. 型腔的设计(1) 定模模仁型腔镶块型腔承受整体嵌入式构造。整体式型腔有较高的强度和刚度,在使用中不易发生变形。本模具是一模四腔,四个型腔均做在一个模仁内,而不是分别做四个嵌入定模板。第 1 页共 46 页(2) 定模模仁型腔镶块的固定由于定模模仁型腔镶块比较大,而且厚度较厚,故承受螺钉连接,这样做能够到达很好的紧固作用。螺钉连接型腔4 个螺钉紧2. 型芯的设计1型芯本塑件考虑到排气效果,因此,型芯承受镶拼组合式。共有两个型
20、芯组成。型芯均为圆形,但较小,因此承受台阶固定,销钉防转。一个小型芯成型动模局部的型腔定模局部的型腔2动模模仁型芯镶块由于分型面取在塑件最大投影面积处,因此,动模局部也有型腔。由于动模板厚度较厚,因此动模模仁型芯镶块既承受螺钉紧固。紧固螺钉模芯6.2 排气系统的设计在注射成型过程中,模具内除了型腔和浇注系统原有的空气外,还有塑料受热或凝固时产生的低分子挥发气体。这些气体假设不能顺当排出,则可能因填充时气体被压缩而引起塑件局部炭化烧焦,或使塑件形成气泡、产生熔接不牢、外表轮廓不清及充填不满等成性缺陷。另外气体的 存在还会产生反压力而降低充模速度,因此设计模具时必需考虑型腔的排气问题。由于该模具的
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