(最新)注塑模具课程设计说明书范文+模版.pdf
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1、-I-课程设计说明书题目冲压模具课程设计学院名称班级学号学生姓名指导教师XXXX 年 XX月 XX 日-II-摘要本文主要是关于酒瓶塞子的注塑工艺的分析及模具设计。首先,对注塑工件进行了结构和工艺分析,确定了最佳成形方案;对整个塑件成形过程进行了模拟分析,预测了成形过程中可能出现的问题。根据分析结果,利用 CAD 等软件,完成了酒瓶塞子注塑模设计。关键词;酒瓶塞子,CAD,注塑模-I 目 录第一章 概论.11.1 课题背景及意义.11.2 我国塑料模具现状及发展方向.11.2.1 我国塑料模具的发展现状.11.2.2 我国塑料模具的发展方向.3第二章 塑件工艺分析 .12.1 塑件的工艺分析
2、.12.1.1 分型面的选择.12.2 塑件的材料分析 .22.3 塑件的表面分析 .22.4 塑件的尺寸精度 .22.5 塑件的壁厚分析 .22.6 塑件的脱模角度分析 .22.7 塑件的圆角分析 .22.8 塑件的孔尺寸设计 .22.9 塑件的注塑工艺参数设置.2第三章 模具设计 .43.1 整体设计 .43.1.1 模架结构选择.43.1.2 注塑机的选择.43.2 系统设计 .53.2.1 浇注系统设计 .53.2.2 排气系统设计.203.2.3 模温系统设计.203.3 合模导向机构的设计 .213.3.1 导套.223.3.2 导柱.223.4 侧向分型抽芯机构 .错误!未定义书
3、签。3.4.1 抽芯距 S.错误!未定义书签。3.4.2 侧抽芯力 FC.错误!未定义书签。3.4.3 斜导柱设计.错误!未定义书签。3.4.4 侧滑块设计.错误!未定义书签。3.5 成型零件的设计与计算 .错误!未定义书签。3.5.1 成型镶块.233.5.2 成型镶件.错误!未定义书签。3.5.3 推出机构设计.253.6 注射机校核 .25-II 3.6.注射量校核 .253.2 最大锁模力校核.253.6.3 注射压力的校核.263.6.4 模具厚度校核.263.6.5 开模行程的校核.26第四章 总装配图 .27第五章 结束语 .30致谢.31参考文献 .332-1 第一章 概论1.
4、1 课题背景及意义本课题为酒瓶塞子的注塑辅助工艺分析及注塑模设计。图 1.1酒瓶塞子随着塑料等非金属材料在工业产品中的广泛应用,模具工业在国民经济中的作用也越来越大。在机械、电子等行业中,有一半以上的产品是采用模具制造的方法。利用模具成型的生产方法很多,其中注塑成型具有制成品精度高、生产效率高和可以用来生产几何形状非常复杂的产品等特点,在整个塑料制品生产行业中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要装备,其设计周期、生产效率和质量直接影响产品的进度、成本和效率。故很有必要利用现有软件技术对其制造前期进行模拟分析及设计。1.2 我国塑料模具现状及发展方向1.2.1 我国塑料模具的发展现状模具
5、工业是国民经济的基础工业,受到国家和企业界的高度重视,发达国家就有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说。当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认可。我国模具行业近年来发展很快,据不完全统计,目前模具生产厂点共有2 万-2 多家,从业人员约50 万人,全年模具产值约360 亿元,总量供不应求,出口约2亿美元。进口约 l0 亿美元。当前,我国模具行业的发展具有如下特征:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平;塑料模和压铸模成比例增长;专业模具厂家数量及其生产能力增加较快;“三资”企业及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角
6、洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区。南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江,其模具产值约占全国总产值的60以上。我国模具总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家,模具商品化和标准化程度也低于国际水平。(1)成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD 气辅软件,取得较好
7、的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的 5080%相比,差距较大。(2)产品结构方面,我国塑料模具工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大的发展。模具水平有了较大提高,但与国外相比仍有较大差距(表 1.1)。表1.1 国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度型腔表面粗糙度非淬火钢模具寿命淬火钢模具寿命热流道模具使用率标准化程度中型
8、塑料模生产周期0.0050.01mm Ra0.010.05m1060万次160300万次80%以上7080%一个月左右0.020.05mm Ra0.20m1030 万次50100 万次总体不足 10%小于 30%24 个月-3(3)制造技术方面,CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM 系统,如美国 EDS的 UG、美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer及澳大利亚 Mold flow公司的 MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实
9、现了CAD/CAM 的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如填充和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM 技术的发展。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、3Cr2Mo、PMS 等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 30%以下,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距。1.2.2 我国塑料模具的发展方向(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计
10、制造水平及比例。由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及高生产率的要求。(2)在塑料模模具设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。(3
11、)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具
12、以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产-4 方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。(6)应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。(7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三
13、坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。-1 第二章 塑件工艺分析2.1 塑件的工艺分析如图 2.1 所示,该塑件为壳体且壁厚均匀,塑件的尺寸不大且结构也较为复杂。在塑件的外壁和内壁上都分布有侧孔,这给塑件的脱模造成较大的难度。通过对塑件的结构分析,设计出合理的工艺方案是模具设计的前提。2.1.1 分型面的选择为了能够方便顺利的脱模,一定要设计出合理的分型面。通过对塑件结构分析,设置如图 2.2 所示分型面。图 2.1 分型面取产品最大轮廓处有利于脱模-2 2.2 塑件的材料分析ABS是由丙烯腈、
14、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、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合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结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,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提供了不同的特性,例如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。表 2.1 ABS 注射成型的主要工艺参数密度(g/3)1.05-
15、1.08 收缩率0.3-0.7后处理方法油、水、盐温度()90100 时间(h)4注射机类型螺杆式螺杆转速,(r/min)3060 喷嘴形式直通式喷嘴温度()180190 料筒温度()前200210中210230后180200模具温度()5070注射压力(MPa)7090保压力(MPa)5070 成型时间(s)注射时间35保压时间1530 冷却时间1530 成型周期4070 ABS的主要成型特点:(1)可用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等成型加工方法。-1(2)收缩率小,可制得精密塑料。(3)吸湿性较大,成型前应干燥处理。(4)流动性中等,溢边值0.04mm,溶体粘度强
16、烈依赖于剪切速率,因此模具设计大都采用浇口形式。(5)熔融温度较低,熔融温度范围固定,宜采用高料温、高模温和高注射压力,有利于成型。(6)浇注系统流动阻力小,注意浇口形式和位置应合理,防止产生熔接痕或减小熔接痕数量。脱模斜度不宜过小。(7)要求塑件精度高时,模具温度可控制在 5060,要求塑件光泽和耐热时,应控制在 6080。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。主要应用范围:汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),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),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式
17、雪撬车等。表 2.2 注塑模工艺条件工艺条件干燥处理熔化温度模具温度注射压力注射速度ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090下最少干燥 2 小时。材料温度应保证小于0.1%。210280;建议温度:245。25705001000bar 中高速度-2 2.3 塑件的表面分析塑件的用途可知,其外表面要求光洁,故开设分型面应尽量使工件处于一个型腔里以及设置浇口应避免开设在其外表面;另外设置好注塑工艺参数,就可以实现了。2.4 塑件的尺寸精度注塑件没有精度要求,但由于尺寸较小,因此取最低精度5 级。以保证该零件的尺寸精度,对应的模具相关的零件加工可以保证。2.5塑件的壁
18、厚分析:塑件的壁厚首先取决于塑件的使用要求,即强度、结构、重量、电气性能、尺寸稳定性能、以及装配等要求。另外,还应尽量使其各部壁厚均匀,避免太薄,否则会因引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡、凹陷等成型质量问题。塑件壁厚一般在 16mm 范围内,而通常用的数值 23mm,大型塑件的壁厚也有比6 mm更大的,这都随塑料类型及塑件大小而定。2.6脱模斜度的分析:使用脱模斜度为了使塑件便于脱模,但对于高度不大的塑件,可以不取斜度,本产品是属于小型塑件,高度不大,因此没有设置脱模斜度。这样不会对于塑件有太大的影响,可以忽略不考虑。2.7 塑件的圆角分析:为了避免应力集中,提高塑件强度,改善塑件的流动情况
19、及便于脱模,在塑件的各面或内部连接处,应采用圆弧过度。这样尤其对增强塑件更有利于填充型腔。另外,塑件的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度,也是有利的,塑件的各连接处均应有半径不小于0.51 mm的圆角。2.8 塑件上孔的设计:塑件上的孔是用模具的型芯成型的,从理论上说,可以成型任何形状的孔,但是形状复杂的孔,其模具制造困难,成本较高。因此,用模具成型的孔,应采用工艺上易于加工的孔。塑件上常用的孔有通孔、盲孔、形状复杂的孔等。这些孔均应设置在不易削弱塑件强度的地方。在孔之间和孔与边缘之间均应留有足够的距离(一般大于孔径)。塑件上固定用孔和其他受力孔的周围可设一凸边来加强。本塑件是一个平行的
20、通孔,结构简单,也便于设置。2.9塑件注射工艺参数的确定:-3 查找塑料模设计手册和参考工厂的实际应用的情况,ABS 的成型工艺参数可作如下选择。试模时,可根据实际的情况做的调整。常用国产注射机的技术规范注塑机型号XS-ZY-250 注射量/cm3 250 螺杆直径/mm 160 注射压力/Mpa 250 注射行程/mm 400 注射时间/s 6 注射方式螺杆式锁模力/KN 300 最大成型面积/cm2 320 模板最大行程/mm 300 模具厚度/mm 100-400 拉杆空间/mm 250*250 模板尺寸/mm 250*250 锁模方式液压-机械喷嘴球径/mm SR16 喷嘴孔径/mm
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