箱体注塑模CADCAM毕业设计.doc
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1、 毕业设计(论文)报告 题 目 系 别 .专 业 .班 级 .姓 名 .学 号 .指导教师 .2011年 4 月箱体注塑模CAD/CAM摘要本设计为箱体注塑模的设计。设计中采用一模两腔,浇口采用潜伏式浇口,分型面选在截面最大处,塑件成型后利用推杆将成型制品从动模上推出,回程时利用复位杆复位。设计中需要对塑件的尺寸进行计算,确定尺寸精度,然后进行注射机的选取。对注射机参数进行校核,包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。各个参数都满足要求后才能确定注射机的型号。最后通过UG软件铣出成型零件。在设计过程中,为了更清楚的表达模具的内部结构,因此附有大量的模具结构图和模具局部图
2、,并通过通过CAD和Pro/E软件画出它的二维、三维立体图。关键词:箱体 分型面 浇口 工艺分析 Abstract:This design is the design of injection mould for the cabinet. The design uses two mold cavity, type of the sprue is latent gate, the parting surface is chosen in the maximum section of the plastics. After plastics are molded, molding products
3、 are driven by putting from dynamic model,then using reset stem returned.In the design ,the size of the plastic parts needed to calculate ,then determine the size precision and select the type of injection moulding machine. Checking the parameters of injection machine, including the thickness of mol
4、d closing,the size of mould installation,the trip of opening mold ,the clamping force of injection machine,and so on. Determining the model of injection machine after each parameter are meet the requirements. Finally use the UG software to mill out molding parts.In the design process , in order to e
5、xpress the internal structure of mould clearly,there have a lot of mould structure and mould local charts ,then through CAD and Pro/E software plot its 2d, 3d stereo.Key words:Cabinet Parting surface Runner Process analysis 目录第一章 前言 (4)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)第二章 方案论证 (5)2.1 结构分析
6、(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 (7)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)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)4.2数控编程 (18)4.3程序清单 (19)第五章 结束语 (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
7、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,掌握常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求,各种模具的结构特点及设计计算的方法,以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面,掌握一般机械加工的知识,金属材料的选择和热处理,了解模具结构的特点,根据不同情况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灵活的运用。1.2 论文设计内容设计题目:箱体 材料:ABS二维结构图:如图1-1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型面的选择,模具型
8、腔数目的确定及型腔的排列和流道的布局、浇口位置的选择,模具工作零件的结构设计,推出机构的设计,拉料杆形式的选择,排气方式设计等。第二章 方案论证2.1 结构分析2.1.1 产品设计图,如图2-1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39mm的八边形凹槽,表面有一个直径为6.3的通孔,6个阶梯孔。2.1.3外观要求分析塑件表面粗糙度要求Ra为0.8m,其余为3.2m,且表面不允许有飞边、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,且在低温下也不迅
9、速下降。ABS属于通用性热塑性材料,其成型性能好,流动性好,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,它的塑件尺寸稳定性好。在要求塑件精度高时,模具温度可控制在50600C,而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在60800C;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,模具设计时应注意尽量减少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极小。(2)、ABS材料主要参数材料的密度为1.021.05g/cm3;收缩率为0.3%0.8%;注射压力为7090Mpa;查塑料
10、成型工艺及模具设计表6.4中ABS材料允许的溢料值应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,可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。由制品图可知,塑件尺寸不大,采用一模两腔,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)、分型面的选择:分型面应选在塑件外形最大轮廓处;应该有利于塑件的脱模;应保证塑件的精度要求;应满足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选择在塑件的最底面。塑料包紧动模型芯而留在动模,模
11、具结构简单。图3-1分型面的形式(2)、型腔布局及浇口的选择:采用一模两腔矩形分布,生产效率高;采用潜伏式浇口,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计算图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:=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(mm)、塑件径向公称尺寸(mm)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(%)(=0.55%) Cm型腔中心
12、距尺寸(mm)模具制造公差(mm) (一般取=)3.2浇注系统设计普通浇注系统由主流道、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利从浇口套中拔出,浊流到设计成圆锥形锥角为4,流道的表面粗糙度Ra0.8m,浇口套一般采用碳素钢(如T8A、T10A等材料),热处理淬火硬度5357HRC。主流道尺寸,根据所选注塑机、则主流道小端尺寸为: d=注塑机喷嘴尺寸+(0.51)=3+1=4mm主流倒球面半径: SR=喷嘴球面半径+(12)=18+2=20mm3.2.2、分流道的设计在箱体注塑模设计中分流道采用圆形截面,直径D为10mm,分流道长度
13、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用潜伏式浇口,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蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔,因而塑件表面不受损伤,不致于因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。下图3-4为潜伏式浇口开设在推杆的上部而进料口在推杆的上端的形式:图3-4潜伏式浇口的形式潜伏式浇口的锥角取100200,倾斜角为450600,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
14、在该处设置主流道拉料杆。本设计开设冷料穴长度为 1.5d=1.510=15mm。(2)、拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料,使其随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 热处理5055HRCd=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,使其随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
15、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,不要出现粘模现象。3. 塑件不变形损坏4. 具有良好的外观5. 结构可靠。(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:推杆加工简单,更换方便,脱模效果好。推杆设计的注意事项:、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,一般采用推出盘推出,此设计的推杆放置在产品的中央。、直径和数量推杆直径不宜过细,应有足够的刚度和强度,能承受一定
16、的推力,一般推杆直径为2.515mm。为避免变形,对直径为2.5mm以下的推杆设计成阶梯形。设计中推杆数量为10个。、 装配位置 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm,否则,会影响塑件使用。、推杆形状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。 箱体设计中采用圆形推杆推出。圆形结构简单,应用最广。推杆直经d与形腔部分推杆孔一般为采用H7/e7H8/f8的间隙配合; 配部分应保证Dd=46 mm;轴肩厚约46mm。图3-6推杆的结构图材料:T8钢,热处理5055HRC。尺寸:D1=10mm d1=4mm S1=3
17、mm L1=262mm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、推杆等的配合间隙;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,排气槽若设计不合理,将回产生如下弊病:(1)、增加熔体充模流动的阻力,使型腔无法被充满,导致制品棱边不清晰。(2)、 在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕,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高温,使熔体分解变色,甚至炭化烧焦。(5)、 由于排气不良,降
18、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冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则:冷却水孔数量尽量多,尺寸尽量大的原则可知,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则。冷却系统的过程中,还应同时遵循:(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。(6) 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。根据书上的经验值,冷却水
19、孔取4根,因为塑件壁厚为3mm,因此冷却水口口径为10mm。3.6模架与注射机的选择3.6.1模架的确定(1)、模具型腔的壁厚的确定:设计中选择矩形型腔,箱体塑件的轮廓尺寸为6464,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:根据型腔的布局可看出,型腔分布尺寸为124248,考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占有的位置和采用推板推出等方面的问题,参考P228确定选用模架400500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
20、; 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注射机的选择(1)、根据塑件的形状计算体积和质量制品可采用一模两腔,V1=646443=176128mm2 =176.128cm3V2=(585841111)39=121758 mm2=121.758 cm3V3=3.1524=124.6 mm3V4= 3.8523621 2=505.28 mm3V5=4 1.351.65341.6522.65=131.72 mm3塑件总体积:V=V1V2V3V4V5=53608.4 mm3塑件重量:m=V=53.61.05
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