托架注塑模具设计大学论文.doc
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1、XX大学毕业设计(论文)托架注塑模具设计摘 要模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。塑料工业的飞速发展,对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求,能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。模具技术是融合机械工程、计算机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。本文中针对托架 注射模具制定出合理的设计结构,其中包括成型部分及其零部件设计,浇注系统设计,脱模机构设计,冷却系统设计等。根据分析,设计了一套塑料注射模具,并对模具以及主要零件进行了CAD绘图。关键字:注射模具,浇注系统,脱模机构,冷却系统全套设计请加 19
2、7216396或401339828AbstractMold production technology of level, has become an important symbol to measure the level of a national manufacturing products. The rapid development of the plastics industry, put forward the good quality, high manufacturing precision, short development cycle, higher and high
3、er requirements of injection mold design and production, can adapt to this demand has become the key factor in the development of mold manufacturing enterprises. Mould technology is a comprehensive subject integration of mechanical engineering, computer application, automatic control, numerical cont
4、rol technology and other disciplines as a whole.This paper aimed at the carrier injection mold making a reasonable design structure, including molding parts and components design, gating system design, demould mechanism design, cooling system design. According to the analysis, a set of plastic injec
5、tion mold design, the mold and the main parts of the CAD drawing.Keywords: ejection mechanism of injection mould, gating system, cooling system目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 前言1第2章 塑件的工艺分析22.1塑件的工艺性分析22.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析42.2.1结构分析42.2.2尺寸精度分析42.2.3表面质量分析42.3 计算塑件的体积和质量52.4 注塑机的初选5第3章 分型面选择和浇注系统设计63.1
6、注射模具分型面的选择63.1.1 分型面的基本形式63.1.2 分型面选择的基本原则63.1.3 分型面的选择63.2 浇注系统的设计73.2.1 浇注系统的组成73.2.2 注射模具主流道的设计73.2.3 分流道的设计9第4章 成型零件的设计104.1 模具型腔的结构设计104.2 型芯的结构设计114.3 成型零件的尺寸确定114.2 型芯的结构设计124.3 成型零件的尺寸确定12第5章 顶出机构的设计14第6章 冷却系统的设计15第7章 排气系统16第8章 成型设备有关参数校核17第9章 模具特点和工作原理17总 结19参考文献20第1章 前言塑料制品的成型是塑料成为具有实用价值制品
7、的重要环节。塑料成型方法已达40多种。其中最重要的是注射,挤出,吹塑和压制等。它们几乎占了整个塑料成型的85%;其中注射尤为突出,占塑料成型的30%以上。注射模具成形是热塑性塑料成型的一种方法,几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型,有些热固性塑料也可以用注射模塑成型。先进制造技术的发展使人们不再单纯地依赖产品图或产品样件来设计制作模具,逆向工程技术的应用使产品的图片、照片或影像资料,甚至产品模具本身,都可以作为模具的设计依据。逆向工程技术特别在消化、吸收国外先进模具技术方面具有突出的优势, 由此还带来设计思路上的变化,有时可以先设计模具型腔,然后据此再完善产品设计图样。21第2章 塑件的工艺
8、分析该塑件是托架 产品,其零件图如图所示。生产类型为大批量生产。图2.1 托架 图2.1塑件的工艺性分析该材料为聚甲醛聚甲醛是一种没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚合物,具有优异的综合性能。聚甲醛是一种表面光滑,有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,可在-40-100C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越,又有良好的耐油,耐过氧化物性能。很不耐酸,不耐强碱和不耐太阳光紫外线的辐射。聚甲醛的拉伸强度达70MPa,吸水性小,尺寸稳定,有光泽,这些性能都比尼龙好,聚甲醛为高度结晶的树脂,在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度,弯曲强度,耐疲劳性强度均高,耐磨性和电性能优良。聚
9、甲醛的分子结构式为毛CHZ-0矢,是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物。由于C-0键的键长小于C-C键,因此聚甲醛链轴方向的填充密度大。与聚乙烯相比,聚甲醛的碳氧键短,内聚能密度高,密度大。按其分子链中化学结构的不同,可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。两者的重要区别是:均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高, 但热稳定性差,加工温度范围窄(约10),对酸碱稳定性略低;而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低,但热稳定性好,不易分解,加工温度范围宽(约 50),对酸碱稳定性较好。是具有优异的综合性能的工程塑料。有良好的物理、机械和化学性能,尤其是有优异的耐摩擦性能。俗称赛钢或夺钢,为第三大通用 塑料
10、。 适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件。聚甲醛分子链的柔顺性大,链的结构规整性高,因而结晶度高,结晶能力强。均聚甲醛的结晶度为75%一85 %,共聚甲醛为70%一75 %,即使快速淬火,结晶度也能达到65%以上。完全非晶态的聚甲醛只有在一100时才能得到。高密度和高结晶度是聚甲醛具有优良胜能的主要原因,如硬度大和模量高,尺寸稳定性好,耐疲劳性突出,不易被化学介质腐蚀等。尽管聚甲醛分子链中C-。键有一定的极性,但由于高密度和高结晶度束缚了偶极矩的运动,从而使其仍具有良好的电绝缘性能和介电性能。聚甲醛端基中含有半缩醛结构。当加热至100左右时,可从其端基的半缩醛处逐渐解聚,因此其
11、耐热性较低。当加热到 170左右时,可从分子链的任何一处发生自动氧化反应而放出甲醛,甲醛在高温有氧时会被氧化成为甲酸,甲酸对聚甲醛的降解反应有自动加速催化作用,因此 常在均聚甲醛树脂中加人热稳定剂、抗氧化剂、甲醛吸收剂等,以满足成形加工的需要。由于共聚甲醛分子链中含有一定量的C-C键,它可以阻止聚甲醛分子链的 氧化降解,因而共聚甲醛比均聚甲醛的热稳定性能要好得多。但是无论是均聚甲醛还是共聚甲醛,在加工和应用时应充分重视其热稳定性和热氧稳定差的缺点。注塑工艺参数料筒温度喂料区3050(50)区1160250(200)区2200300(220)区3220300(240)区4220300(240)区
12、5220300(240)喷嘴220300(240)比重 1.43熔点 175C伸强度(屈服) 70MPa伸长率(屈服) 15%(断裂) 15%冲击强度(无缺口) 108KJ/m2(带缺口) 7.6KJ/m2均聚甲醛的合成一般以甲醛的水溶液在酸的存在下缩合聚合。得到聚合度为100以上的a-聚甲醛,然后将其加热分解成甲醛气体,经精制和脱水后,通常利用部分预聚合的方法纯化单体,然后通入含少量引发剂的干燥溶剂中进行聚合。因为水的存在,使分子量显著降低。引发剂可用路易斯酸或碱等。但大多用叔胺进行负离子加成聚合,反应如下:聚甲醛的端基为半缩醛(CH2OH),当温度高于 100 时,端基易断裂,一般需经端基
13、处理使之稳定化。稳定化处理后可耐热到230 。多聚甲醛可在 170200 的温度下加工,如注射、挤出、吹塑等。主要用作工程塑料,用于汽车、机械部件等。POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率,可高达到2%3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结
14、构分析从零件图上分析,该零件总体形状为长形。因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2尺寸精度分析从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为5mm,壁厚均匀,,在制件的转角处设计圆角,防止在此处出现缺陷,由于制件的尺尺寸中等。2.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺,内部不得有杂质外,没有什么特别的表面质量要求,故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.2.3 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积:V=46.87cm计算塑件的质量:根据设计手册可查得ABS的密度为=1.06kg/dm塑件
15、质量:M=V50g(通过3D软件测量得到)2.4 注塑机的初选根据塑件的计算重量或体积,选择设备型号规格,确定型腔数当未限定设备时,须考虑以下因素:采用一模两件的模具结构,考虑其外形尺寸,注塑时所需压力和工厂现有设备等情况,初步选用注塑机XSZY125型。第3章 分型面选择和浇注系统设计3.1 注射模具分型面的选择3.1.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定,但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。3.1.2 分型面选择的基本原则选择分型面的基本原则:(1)保持塑料外观整洁;(2)分型面应有利于排气;(3)应考虑开模是塑料留在动模一侧;(
16、4)应容易保证塑件的精度要求;(5)分型面应力求简单适用并易于加工;(6)考虑侧向分型面与主分型面的协调;(7)分型面应与成型设备的参数相适应;(8)考虑脱模斜度的影响11。3.1.3 分型面的选择1、确定成型位置由于塑件结构简单,所以不用设计小型心,型腔直接开设在定模板和中间板上.采用两排各8个型腔分布.2、确定分型面采用单分型面注射模,从AA分型面一次分型,如下图所示:图3.1 分型面3.2 浇注系统的设计3.2.1 浇注系统的组成浇注系统是将熔融的塑料从成型设备喷嘴进入模具型腔所经的通道,它包括主流道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统应注意以下几项原则12。(1)根据所确定的
17、塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。(2)根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素,并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。(3)应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把,以节省原料,提升注射效率。(4)应根据所选用塑件的成型性能,特别是它的流动性能,选择浇注系统的截面积和长度,并使其圆滑过渡以利于物流的流动。3.2.2 注射模具主流道的设计主流道是熔融塑料由成型设备喷嘴先经过的部位,它与成型设备喷嘴在同一轴心线上。由于主流道与熔融成型设备喷嘴反复接触、碰撞,一般浇口不直接开设在定模上,为了制造方便,都制成可拆卸的浇口套,用螺钉或迫合形式在定模板上13。(1)主流道的设计主流道是指浇注系统中从
18、成型设备喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道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,因此,必须使熔体的温度降和压力损失最小。(2)主流道尺寸在卧式或立式成型设备上使用的模具中,主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出,主流道设计成圆锥形,其锥角 为26。小端直径d比成型设备喷嘴直径大0.5mm1 mm。由于小端的前面是球面,其深度为3mm5 mm,成型设备喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1mm2mm。流道的表面粗糙度值Ra为0.08 。(3)主流道浇口套主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T
19、10A等材料制造,热处理淬火硬度53HRC57HRC。浇口套的材料应选用优质钢T8A,并应进行淬火处理,为了防止成型设备喷嘴不被碰撞而损坏,浇口套的硬度应低于成型设备喷嘴的硬度。为了便于浇注凝料从主流道中取出,主流道采用为36左右的圆锥孔。浇口套于成型设备的喷嘴头的接触球面必须吻合,由于成型设备喷嘴是球面,半径是固定的,所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出,应使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴端的凸面接触良好,圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径,球面与主流道孔应以清角连接,不应有倒拔痕迹。为了便于浇注凝料从主流道中取出,主流道采用为36度左右的圆锥孔,对流动性较差的塑料也可取得稍大一
20、些,但过于大则容易引起注射速度缓慢,并容易形成涡流。浇口套与塑料注射区直接接触时,其出料端端面直径应尽量选得小些。浇口套于成型设备的喷嘴头的接触球面必须吻合,由于成型设备喷嘴是球面,所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出,应使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴端的凸面接触良好,圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径,球面与主流道孔应以清角连接,不应有倒拔痕迹,以保证主流道凝料顺利脱模14。定位环是模体与成型设备的定位装置,它保证浇口套与成型设备的喷嘴对中定位,定位环的外径应与成型设备的定位孔间隙配合。浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。成型设备SZ-63400的喷嘴球半径为18 mm
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