后盖注射模具设计毕业设计说明书.doc
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1、沈阳工学院毕业设计说明书沈阳工学院毕业设计(论文)题目 后盖注射模具设计 系 别 机械与运载学院 专业 材料成型及控制工程 学生姓名 富裕 指导教师 李雅 提交日期 2014年4月22日 摘 要本次毕业设计的题目是后盖塑模具设计,该塑件采用ABS为材料。首先对所要设计的产品进行工艺的分析与计算;然后在分析计算的基础上确定成型工艺方案,为一模两腔,推杆推出,单分型面,对注塑模具的主要零部件尤其是成型零部件的尺寸进行设计与计算;再次对注塑产品提出了基本的设计原则,详细介绍了塑件成型工艺设计,注射机的选择,浇注系统的的设计,成型零件的结构设计,脱模推出机构的设计,冷却系统的设计的过程;最后对标准模架
2、的选择也作了相应的介绍。通过本次设计,使我掌握了注塑模具设计的全过程,同时也提高了运用CAXA绘制复杂装配图的能力。关键词:注塑模;分型面;模具设计;注射机Abstract The topic of this graduation design is a lamp tube injection mold design. First of all to design by analysis and calculation of product process, the plastic parts with ABS for materials, and then on the basis of t
3、he analysis and calculation to determine the molding process, as one module and two cavities, push rod, the side gate, single parting surface, for the main injection mold parts, especially the size of the molding parts to carry on the design and calculation. The design of injection molding products
4、put forward the basic principles; Introduced the plastic forming process design, the choice of injection machine, gating system design, the structural design of molding parts, demoulding mechanism of the launch, the process of the design of the cooling system. And the selection of standard mould bas
5、e is introduced accordingly. Through this design, I control the whole process of the injection mould design, but also improves the ability to use CAXA drawing complex assembly drawing.KeyWord:injection plastic mold;parted plane;mold design;injection machineII目录摘 要IAbstractII目录III1 绪论12 塑件工艺性分析22.1塑件
6、原材料的分析22.2主要技术指标32.3 ABS的注射工艺参数32.4 塑件成型方式的选择42.5 塑件结构和尺寸精度、表面质量分析42.6 计算塑件的体积和质量43 确定成型方案及模具类型63.1 模具类型的确定63.1.1确定模具的基本类型63.1.2模架的选择63.2 确定模具类型的主要结构73.2.1分型面得选择73.2.2型腔的排列方式的确定83.2.3浇注系统的设计93.3 分流道的设计113.4 浇口的设计123.5 冷料穴和拉料杆的设计133.6 排气系统的设计144 脱模机构的设计154.1 脱模机构的设计原则154.2 按模具中的推出零件分类154.3 脱模力的计算155
7、推出机构的设计176 冷却装置的设计196.1 冷却系统的设计原则196.2 对温度调节系统的要求196.3 冷却水管直径196.4 冷却水道的结构207 成型零件的设计217.1 成型零件的结构设计217.2 成型零件的工作尺寸计算218 注射机的确定和校核248.1注射机的校核248.2 注射量的校核248.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核258.4 模具开模行程校核26总 结27参考文献28致谢29 291 绪论 模具是指在外力作用下使胚料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。模具中成型塑料制品的称为塑料模具。模具总体要求是:生产尺寸精度、外观、物理性能可以满足使用要求的高质量产品
8、。从模具的使用角度,要求其高效率、自动化、操作方便;从模具制造的角度,要求其结构合理,制造容易,成本低。 塑料模具对塑料制品质量的影响。首先,模腔形状、尺寸、表面粗糙度、分型面、到门和排气槽位置和脱模方式等对精度的大小和形状,产品的部分物理性能、机械性能、电气性能和内部应力的大小和各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、燃烧等都有非常重要的影响;然后,在塑料加工过程中,模具结构对易操作性有很大的影响,大批量生产塑料制品,应该尽量减少模具夹紧、固定零件的过程,因此常采用自动打开和关闭模式和自动弹射机制,确保产品可以自动脱落的模具;最后,模具的成本为塑料制品有着相当大的影响,除了简单的模具,一
9、般模具费很贵,当批量不大,模具成本比例的部分成本将会非常大,在这个时候应该尽可能合理的结构和简单的模具,以降低成本。 现代塑料制品加工中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三个重要因素,尤其是塑料模具对塑料加工技术要求,塑料零件和造型设计起着重要的作用。有效的自动设备只能装上自动生产模具,效率、生产和更新是制造模具和更新的前提。本毕业设计是对大学四年里我学会的基础知识和专业知识的一个全面的检查和考核,同时也培养了我一种解决这个问题的能力。通过毕业设计,可以使我所学的各种综合应用理论知识和技能,进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。2 塑件工艺性分析 塑件如图2.1所示。 图
10、2.1塑件 塑件材料:ABS; 生产批量:大批量生产; 精度等级:型腔5级,其它一般。2.1塑件原材料的分析ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)共聚生成的三元共聚物,具用良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS具有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及表面硬度;丁二烯使ABS具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度;苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、着色性和介电特性,使ABS的表面光洁。ABS树脂是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接
11、等二次加工,广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料。2.2主要技术指标ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,故塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;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。在要求塑件精度高时,模具温度可以控制在5060C,而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在6080C。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2。 ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、
12、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等,还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。2.3 ABS的注射工艺参数注射机类型: 螺杆式螺杆转速: 3060 r/min喷嘴形式: 直通式喷嘴温度: 230280oC料筒温度: 前 230280oC 中 210230oC 后 180200oC模温: 5080oC 注射压力: 70120Mpa保压力: 5070Mpa注射时间(s): 35保压时间(s): 1530冷却时间(s): 1530成型周期(s
13、): 40702.4 塑件成型方式的选择注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度,以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”;模具温度一般通过冷却系统来控制;为了保证制件有较高的形状和尺寸精度,应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形,模具温度必须低于塑料的热变形温度。2.5 塑件结构和尺寸精度、表面质量分析(1) 结构分析。 从零件图上分析,该零件总体形状为方体 ,为一模出两件不同的产品,零件结构相对简单。(2) 尺寸精度分析。取精度等级为IT14分析可得,该零件的尺寸精度比较低,对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。(3) 表面质量分析。 该
14、塑件要求外观无明显缺陷,表面粗糙度为,塑件无毛刺,内部无粗糙度要求,容易实现。综上分析可以看出,注射时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以的到保证。2.6 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数。经UG分析该塑件的体积为V=6.679,投影面积A为45mm*139mm=5850。根据设计手册,可查得ABS密度为1.05。故塑件的质量为:考虑到模具的高度问题,初步选择注射机XS-ZY-125机,其的注射量为,而每次的注射量不超过最大注射量的80%,即125 80%=100。图2.2是利用UG软件测得塑件的体积。 图2.2 体积 3 确定成型方案及模具类型3.1
15、 模具类型的确定3.1.1确定模具的基本类型注射模具的分类方式很多,此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下: 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。3.1.2模架的选择根据对塑件的综合分析,确定该模具是单分型面的模具,由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择A2型模架,其基本结构如图3.1所示。图3.1 模架根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸,经过计算可以知道该模具是一模两腔的模具而两型腔之间的距离在20-30mm
16、之间。把型腔排列成一模两腔可测得长为240mm,宽为160mm,模架的长L=120+复位杆的长度+螺钉的长度+型腔壁厚400mm,模架的宽W=90+复位杆的长度+型腔壁厚+滑块长度320mm。所以就取BL=400330的模架,塑件的厚度为16.9mm,该模具型腔结构复杂所以动模也有型芯,型芯的固定是固定总高度的,B板的厚度取70,满足强度要求,A板为25mm,C板为120mm(C的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高度)。综上所述所选择的模架的型号为:LKM CI-2535-A65-B75-C80 GB/T 12556。3.2 确定模具类型的主要结构3.2.1分型面的选择 分型面的选择
17、不仅关系到塑件的正常成型和脱模,而且设计末句结构和制造成本。如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、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。一般来说,分型面的总体选择原则有以下几条:1脱出塑件方便;2模具结构简单;3型腔排气顺利;4确保塑件质量;5无损塑件外观; 6合理利用设备。鉴于以上的要求,在该模具中分型面设在塑件截面尺寸最大的部位,也是零件的中心位置 如图3.2所示。 图3.2 分型面的选择3.2.2型腔的排列方式的
18、确定型腔指模具中成形塑件的空腔,而该空腔是塑件的负形,除去具体尺寸比塑料大以外,其他都和塑件完全相同,只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔,而后进料成形,因此必须由两部分或(两部分以上)形成这一空腔型腔。其凹入的部分称为凹模,凸出的部分称为型芯。型腔数量的确定,其数目的决定与下列条件有关:1塑件尺寸精度型腔数越多时,精度也相对地降低,1、2 级超精密注塑件,只能一模一腔,当尺寸数目少时,可以一模两腔。3、4 级的精密级塑件,最多一模四腔。2模具制造成本多腔模的制造成本高于单腔模,但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看,多腔模比单腔模具低。3注塑成形的生产效益多腔模从表面上
19、看,比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大,每一注射循环期长而维持费较高,所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。4制造难度多腔模的制造难度比单腔模大,当其中某一腔先损坏时,应立即停机维修,影响生产。塑料的成形收缩是受多方面影响的,如塑料品种、塑件尺寸大小、几何形状、熔体温度、模具温度、注射压力、充模时间、保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和几何形状的复杂程度。本设计根据塑件结构的特点,考虑型腔布局方式,采用一模两腔的模具结构,这样比一模一腔模具的生产效率高,同时结构更为合理,其结构如图3.3所示。 图3.3 一模两腔3.2.3浇注系统的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套
20、接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是熔体最先流经模具的部分,它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响,根据注射机注射量及ABS这种材料选用主流道截面直径,为便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆形,锥度为2,内壁必须光滑,表面光洁度一般应有0.8,其进口端直径为3.5mm,出口端直径为16mm。由于注塑机喷嘴球面半径SR12mm,故主流道球面半径为SR13mm。主流道一般是由浇口套构成,浇口套的作用:1与注射机喷嘴孔吻合,将料筒内的塑料过渡到模具内;2使模具在注射机上很好的定位;3作为浇注系统的主浇道。主浇道的一端通常设计成带凸台的圆盘,其高度为510 mm,并与
21、注射机的固定模板的定位孔成间隙配合。浇口套的球形凹坑深度常取35 mm。(1)根据所选注射机,则主流道小端尺寸为:d=注射机喷嘴尺寸+(0.51)=3.0+0.5=3.5mm。主流道球面半径为:SR=喷嘴尺寸半径+(12)=12+1=11mm。(2)主流道衬套形式本设计虽然是小型模具,但为了便于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取25mm约等于定模板的厚度,材料采用T10制造热处理强度为5256HRC。其结构如图3.4所示。主流道圆锥角可取36,内壁粗糙度为Ra=0.63um。1)主流道大端呈圆角,半径r=13mm,以减小料流转向过渡时的阻力。2)在模具结构允许的情况
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