插板底座注塑模具设计与制造说明书.doc
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1、 永城职业学院毕业设计题 目: 插板底座 注塑模具的设计与制作 Socket plate injection mold design and manufacture 指导教师: 范虎军 焦志峰 邵文庆 薛飞 职 称: 助 教 学生姓名: 刘阳 路绳超 刘晨 刘冬 学 号:2010131025 2010131026 2010131022 2010131023 专 业: 模具设计与制造 院(系): 机电工程系 2012年 10 月 14日第 111 页 共 111 页摘要本论文的主要内容为插板底座的注塑模设计,首先根据需要选择材料,然后根据产品的外形用Pro/E4.0进行建模获得产品部件模型,之后
2、对产品进行模架选择然后用EMX4.1对模架进行装载。接下来就是对型芯的数控程序的生成,利用Master cam对型芯进行加工,然后导出数控程序。最后,用CAD绘制注塑模具非标准零件的零件图以及模架的装配图出图。【关键词】注塑模、Pro/ENGINEER4.0、AutoCAD2008 Master camAbstractThe main content of this paper for board base of injection mold design,First choose according to need materials,Then according to the appear
3、ance of product with Pro/E4.0 modeling for product component model ,After product die carrier choice then use EMX4.1 to die carrier for loading 。Next is the core of the generation of nc program ,Use Master CAM to core process, and then derived CNC program. Finally, with CAD drawing injection mold no
4、n standard parts of the part drawing and the mould frame assembly drawing the diagram. 【Key words】Injection mold, Pro/ENGINEER4.0, EMX4.1, AutoCAD2008目 录摘要21前言52塑件的结构及工艺分析62.1 塑件结构分析62.2 塑件制品的工艺分析72.2.1 分析制件材料物理性能72.2.2 分析塑料成型性能72.2.3 ABS的成型工艺特点82.2.4 结论83确定成型方式及成型工艺流程83.1 塑件成型方式83.2 注射成型工艺过程的确定84确定
5、成型工艺参数并编制成型工艺卡片95模具设计115.1 确定成型工艺设备规格115.1.1 依据最大注射量初选设备115.2 型腔数目的确定115.3 分型面设计125.4 浇注系统设计135.4.1 主流道设计135.4.2浇口设计135.4.3冷料穴设计145.4.4 排气和引气系统设计145.5 成型零件的设计145.5.1 采用的形式145.5.2 成型零件工作尺寸的计算155.6 冷却系统设计175.6.1 冷却水体积流量175.6.2 冷却管道直径的确定175.6.3 冷却系统结构175.7 导向机构的设计185.7.1 导向机构的主要作用185.7.2 导向机构的设计原则185.7
6、.3 导柱和导套的设计195.8 脱模机构的设计205.8推杆推出机构的设计要点205.9 模架的选择205.9.1 确定模架组合形式205.9.2 确定型腔侧壁厚度和支承版厚度205.9.3 确定模板厚度215.9.4 选择模架类型215.9.5检验所选模架215.10 相关参数的校核215.11模具工作原理介绍216Pro/E在模具设计中的应用226.1创建实体226.2设计注塑模具的成型零件236.2.1新建模具设计文件236.2.2创建模具装配模型236.3设计分型面236.4.设计浇注系统246.4.1创建主流道246.4.2创建模具体积块246.4.3创建模具成型零件246.4.4
7、创建铸模256.4.5开模仿真266.5模架的装载266.5.1EMX组建新建266.5.2加载标准模架276.5.3装配元件276.5.4加载冷却系统276.4.5加载推出机构286.4.6创建拉料杆286.4.7创建固定螺钉286.4.8模架的其他处理297成型零部件的数控加工327.1 零件分析327.1.1 零件特性327.1.2 工艺分析327.1.3 技术要求337.2 零件的导入337.3 零件的加工337.3.1 设定毛坯337.3.2 确定毛坯347.3.3铣外平面347.3.4 侧平面铣削357.3.5 凹槽加工367.3.6 外形铣削加工367.3.7 标准挖槽367.3
8、.8 钻孔加工377.3 9 标准挖槽387.3.10 曲面粗加工挖槽387.3.11 精加工平行铣削397.3.12 曲面粗加工流线加工397.3.13 曲面精加工流线加工407.3.14数控编辑程序41结 论43参 考 文 献44致 谢451前言随着塑料工业的迅速发展,对塑料模具设计和制造技术的要求也越来越高,传统的塑料模具设计及制造技术已经无法适应当今的要求。在注塑产品的开发过程中,模具的设计和制造决定了塑料件的最终质量和成本。而Pro/E在注塑模具设计中的应用,为高质量模具的设计和制造提供了一条途径,使当前模具设计及制造技术呈现出新的特征,大大提高模具的制造效率和质量。这对提高新产品开
9、发速度作用十分的突出。在现在工业生产中,模具是重要的工艺装配之一,它在铸造、锻造、塑料、冲压、粉末冶金,陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本,并且可以保证一定的加工质量要求,所以,汽车、飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的工业产品的品种和数量不断增加,产品的改性换代加快,对产品质量、外观不断提出新的要求,对模具质量的要求也越来高,因此,模具设计与制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。2塑件的结构及工艺分析2.1 塑件结构分析 制件的总体形状为长方体结构零件,如图1示: 图11. 制件总体结构
10、为长方体薄壳类产品,基本尺寸为180mm51mm15mm,厚度为2mm,一段有一个基本尺寸为30mm10mm,厚度为30mm的长方体螺钉固定凸台,螺钉孔直径为5mm.4mm,其中5圆台向下凹1mm,另一端有一直径为8mm,12mm,和15mm厚度为2mm,长为4mm半圆形线孔,其侧有一长方体25mm9mm的凹台,向下凹3mm,厚度为2mm,盒盖四周各有一个直径为8mm,高为8mm和长直径为6mm,高为2mm,相接的圆柱凸台其厚为2mm,盒盖内部两侧各有4个长为5mm,高为12mm,厚为2mm的三角形加强筋,内部有两个高12mm5mm2mm厚的圆柱孔。制件具体分析如下:塑件的尺寸精度该塑件的要求
11、具有中等精度,外表无瑕疵,美观,性能可靠,重要的尺寸有180mm,51mm,15mm,查表3-11可知精度为MT3级,次重要尺寸乳30mm,10mm等,精度为MT5级标注。塑件的表面粗糙度查表3-3可知,ABS注射成型时,表面粗糙的范围为Ra0.2 -32um,而该表面粗糙应较为高,取为Ra0.4um。脱模斜度查表3-4可知,材料为ABS的塑件,其型腔脱模斜度一般为40-120,型芯脱模斜度为40-120。而该塑件为长方体结构,故型腔脱模斜度为1,型芯脱模斜度为1。壁厚塑件整体厚度为2mm。加强筋因该塑件长度较大,且为薄壁塑件,强度不足,需设计加强筋。圆角该塑件内、外表面及四周各有圆角,有利于
12、塑件的成型。侧孔和凸台该塑件一端螺钉定位凸台有两个定位孔,另一端有线孔,其端有一长方形凹块。金属嵌件该塑件无金属嵌件。螺纹、自攻螺纹孔该塑件的凸凹孔和侧孔皆无螺纹。铰链该塑件无铰链结构。文字、符号及标记通过上述分析,该塑件结构属于中等复杂结构,结构工艺性合理,不需对塑件的结构进行修改,塑件尺寸中等,对应的模具尺寸加工容易保证,注射时在工艺参数控制的较好的情况下,塑件的成型要求可以得到保证。2.2 塑件制品的工艺分析2.2.1 分析制件材料物理性能ABS树脂是一种共混物,是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称ABS),这三者的比例
13、为20:30:50(熔点为175)。ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂,无毒、无味、吸水率低,具有良好的综合物理机械性能,如优良的电性能、耐磨性,尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等,且易于加工成型。缺点是耐候性,耐热性差,且易燃。2.2.2 分析塑料成型性能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、高光洁度及高强度。ABS在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度,热变形温度比PA、PVC高,尺寸稳定性好,收缩率在0.4%0.8%范围内,若经玻纤增强后可以减少到0.2%0.4%,而
14、且绝少出现塑后收缩。ABS具有良好的成型加工性,制品表面光洁度高,且具有良好的涂装性和染色性,可电镀成多种色泽。ABS尚具有良好的配混性,可与多种树脂配混成合金(共混物),如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,使之具有新的性能和新的应用领域,ABS若与MMA掺混可制成透明ABS,透光率可达80%。ABS是吸水的塑料,于室温下,24小时可吸收0.2%0.35%水分,虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响,但注塑时若湿度超过0.2%,塑料表面会受大的影响,所以对ABS进行成型加工时,一定要事先干燥,而且干燥后的水分含量应小于0.2%。2.2.3 ABS的成
15、型工艺特点熔融温度高,需要高料温、高压注射成型;模具流道的阻力应小,模具要加热;塑件易产生内应力,原料要干燥,顶出力要均匀,塑件需要后处理。2.2.4 结论 本制品为插板底座,要求耐高温,强度和韧性较好,耐磨、耐腐蚀,中等精度,美观、性能可靠。使用ABS材料,产品的使用性能基本满足要求,但在成型时,要注意选择合理的成型工艺及成型前的干燥处理。3确定成型方式及成型工艺流程3.1 塑件成型方式所生产制品选择ABS工程塑料,属于热塑性塑料,制品需要大批量生产。虽然注射成型模具结构较为复杂,成本较高,但生产周期短、效率高,容易实现自动化生产,大批量生产模具成本对于单件制品成本影响不大。而压缩成型、压注
16、成型主要用于生产热固性塑件和小批量生产热塑性塑料;挤出成型主要用以成型具有恒定截面形状的连续型材;气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒、箱类塑件。所以该制件应选择注射成型。3.2 注射成型工艺过程的确定一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件后处理3个过程。成型前的准备。 a、对ABS原料进行外观检验:检查原料的色泽、粒度均匀等,要求色泽均匀、细度均匀度。b、生产开始如需要改变塑料品种、调换颜色,或发现成型过程中出现了热分解或降解反应,则应对注射机料筒进行清洗。c、为了使塑料制件容易从模具内脱出,模具型腔或模具型芯还需要涂上脱模剂,根据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、液体石蜡或硅
17、油等。注射过程一般包括:加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。塑件后处理。ABS 易产生应力集中,严格控制成型条件,采用以下退火处理工艺。a、烘箱把产品放入红外线烘箱里,用烘箱以8085烘24小时。4确定成型工艺参数并编制成型工艺卡片采用螺杆式塑料注射机,螺杆转速为3060 r/min。材料预干燥0.5h以上。2. 温度料筒前端:150170,料筒中部:180190,料筒后端:200210,喷嘴:180190,模具:5070。3. 压力注射压力:60100MPa,保压压力:4060 MPa。4. 时间(成型周期)注射时间:25s,保压时间:510s,冷却时间:515s,成型周期:1
18、530s。5. 后处理方法:红外线烘箱,温度;7090,时间:0.31h。1该制件的注射成型工艺卡片见下表表1表1 开关注射成型工艺卡片 塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共 1 页第 1 页零件名称插座底板材料定额设备型号SYS-30装配图号材料牌号ABS每模制件数1件零件图号单件质量9.45g工装号材料干燥设备红外线烘箱温度()7090时间(h)0.31料筒温度()料筒一区150170料筒二区180190料筒三区200210喷嘴()180190模具温度()5070时间(s)注射(s)25保压(s)510冷却(s)515 压力(MPa)注射压力60100保压压力4060塑化压力24后处理温度
19、()红外线烘箱7090时间额定(min)辅助(min)0.5时间(min)0.31单件(min)12检验编制校对审核组长车间主任检验组长编制5模具设计5.1 确定成型工艺设备规格初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据,其余都作为校核依据。5.1.1 依据最大注射量初选设备通常保证制品所需要注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的80%,否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷;而过小,注射机利用率偏低,浪费电能,而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质,因此,应注意注射机能处理的最小注射量,最小注射量
20、通常应大于额定注射量的20%。 单个塑件体积。V=9(cm) 单个塑件质量。M=Vp=9.45 (g)由于塑件尺寸太小,生产中通常选用一模两腔,加上凝料的质量(初步估算约为8g)。 塑件成型每次需要注射量。M+8=18(g) 根据注射量,查表选择SYS -30型号的立式注射机,满足注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的80%。 设备参数见下表2。1注射机主要技术参数(表2)项目设备参数额定注射量(cm)30螺杆直径(mm)28注射压力(Mpa)157锁模力(kN)500最大开合模行程(mm)80最大模厚(mm)200最小模厚(mm)70喷嘴圆弧半径(mm)12喷嘴孔直径(mm)35.2 型腔
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