搅拌机底座模具设计.doc
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1、设计说明书搅拌机的模具设计及工艺设计摘 要本设计说明书简要说明了搅拌机底座注射模具的设计过程。首先从该塑件所选用的材料ABS、塑件的精度要求、生产批量等几个角度进行分析,确定模具的成型方案。具体内容包括注塑机的选择、型腔数目的确定、塑件的排位、分型面的确定、模具强度、成型零件的设计、常用的结构件的设计、侧向分型抽芯机构的设计、脱模机构、浇注系统、模具温度及冷却系统的设计等,并对在设计中选用的一些常用的标准件进行了说明。其中主要针对模具的型芯、型腔的设计进行了认真的分析和说明,为提高模具的设计水平提供了有力的理论依据。型芯的计算按制品的平均收缩率计算,同时还对一些特殊的部位的尺寸进行必要的工艺分
2、析,还有一部分尺寸则根据实际生产过程中得到的一些经验的数据确定。关键词:ABS;脱模机构;冷却系统;浇注系统;模具设计;注塑模 ABSTRACTThis design instruction booklet briefing cap has injected the mold the design process. First from should model the material which an institute selects ABS, models the precision request, the production batch and so on several ang
3、les carries on the analysis, the definite mold takes shape the plan. The concrete content including the casting machine choice, the cavity number determination, models the platoon position, divides the determination, the mold intensity, takes shape the components design, the commonly used structural
4、 element design, the good position design, the drawing of patterns organization, pours the system, the mold temperature and the cooling system design and so on, and to some commonly used standard letters which selected in the design has carried on the explanation. Mainly aimed at the mold the core,
5、the cavity design has carried on the earnest analysis and the explanation, for enhanced the mold the design level to provide the powerful theory basis. The core computation according to the product average shrinkage computation, meanwhile carries on the essential craft analysis to some special spots
6、 sizes, but also some part of sizes act according to some experiences data determination which in the actual production process obtains.Keywords:ABS; come off the mechanism of model ; cooling system ;gating system ; mold design; injection moldIII设计说明书目 录摘 要IABSTRACTI目 录I1 绪论11.1塑料成型与注塑模具11.2国内外相关发展状
7、况21.2.1国内发展状况21.2.2国外发展状况31.2.3中国与国外先进技术的差距31.3塑料模具发展走势32 塑件材料分析与方案设计52.1塑件的工艺分析62.1.1塑件的材料62.1.2 ABS的基本特性62.1.3 ABS的成型特点62.1.4 ABS的主要用途62.1.5 ABS的注射成型工艺参数62.2塑件的成型工艺72.2.1注射成型的原理82.2.2注射成型的工艺过程82.2.3注射成型工艺参数102.2注塑模的机构组成102.3方案设计113 注射成型机的选择123.1估算塑件体积123.2估算塑件质量123.3注塑机的注射容量123.4锁模力123.5选择注塑机及注塑机的
8、主要参数133.5.1注射机的选择133.5.2 XS-ZY-50型注塑机的主要参数133.6注塑机的校核134 浇注系统设计154.1浇注系统的功能154.1.1浇注系统的组成154.1.2浇注系统设计原则154.1.3浇注系统布置164.2流道系统设计174.2.1主流道设计174.2.2冷料井设计184.2.3分流道设计184.2.4浇口设计195 成型零件设计205.1分型面的设计205.2成型零件应具备的性能215.3成型零件的结构设计215.3.1凹模(型腔)结构设计215.3.2型芯的结构设计235.4成型零件工作尺寸计算245.4.1影响塑件尺寸和精度的因素245.4.2成型零
9、件工作尺寸的计算255.4.3模具型腔侧壁和底板厚度的计算256 导向机构的设计276.1导向机构的作用276.2导柱导向机构276.2.1导向机构的总体设计276.2.2导柱的设计286.2.3导套的设计287 脱模机构的设计297.1脱模机构的结构组成297.1.1脱模机构的设计原则297.1.2脱模机构的结构297.1.3脱模机构的分类297.2脱模力的计算307.3简单脱模机构307.3.1顶杆脱模机构的设计要点307.3.2顶杆的形状317.3.3顶杆强度的计算317.4复位装置328 侧向分型与抽芯机构设计338.1侧向分型与抽芯机构的分类331)计算斜导柱倾斜角352) 计算斜导
10、柱直径353) 计算斜导柱长度359 温度调节系统的设计369.1温度调节系统的作用369.1.1温度调节系统的要求369.1.2温度调节系统对塑件质量的影响369.2冷却系统的机构379.2.1模具冷却系统的设计原则379.2.2模具冷却系统的结构38模拟软件moldflow的介绍39设计总结48致谢49参考文献50设计说明书1 绪论1.1塑料成型与注塑模具塑料工业是由塑料原料和塑料制品生产两大系统组成,二者相辅相成,缺一不可,而塑料制品生产是实现塑料原料自身价值的唯一手段。塑料制品生产的目的就是根据各种塑料的性能,利用各种工艺方法,使其成为具有一定形状而又有使用价值的物品或定型材料。塑料制
11、品生产主要由成型、机械加工、表面装饰、装配等环节组成,其重要一环就是塑料成型。塑料成型就是将各种形态的塑料原料(粉料、粒料、溶液或分散体)制成所需形状的制品或胚件的过程。塑料成型的方法很多,如注塑、吹塑、挤出等等。而注塑成型以其能成型高尺寸精度、高复杂性的制品和高效率占有重要一席。塑料注塑成型过程是,塑料原料从注塑机的料斗进入加热筒,经塑化后由柱塞或螺杆的推动,在一定压力下通过喷嘴进入模具型腔,经冷却固化后而开模获得制品(塑件)。除少数几种塑件外,几乎所有的塑件都可以注塑成型。据有关资料统计,注塑制品占所有模塑件总产量的三分之一;注塑模具占塑料成型模具数量的二分之一以上。注塑成型制品的应用已十
12、分广泛,并随着塑料原料的不断改进,已逐步代替传统的金属和非金属材料的制品,发展注塑模具大有可为。 塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极其密切的关联,世界各国对塑料模的现代设计与制造技朮都极为关注。近年来,国外对塑料模的热流道系统温度控制系统应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都做了许多探索,并取得了一定成果。国外许多企业在塑模的设计与制造方面,已采用了CAD/CAM系统。这对提高塑件制品质量,缩短塑模制造周期,降低塑件生产成本方面取得较好经济效益。 塑模设计的传统方法,是依靠设计人员的经验技巧和现有的设计数据,从对塑件的工艺计算到塑模的设计制图,全靠手工劳动。对塑模的制造就更需要
13、专业人员付出大量的繁杂劳动。所以塑件的质量和数量都远不能满足生产发展的需要。随着计算器技朮的广泛应用,塑模设计和制造采用了CAD/CAM系统,从而大大提高了模具设计制造的效率。塑模CAD/CAM的应用可以提高塑模的设计制造质量和速度。据日本有关数据报道,仅用CAD系统即可缩短设计时间(40-70)%。另据文献介绍,日本在151个模具制造厂中调查有11%采用了CAD系统,7%采用了NC自动编程系统,在64个注塑造厂中有22%采用了CAD系统,有16%采用CAD/CAM系统,10%采用了NC自动编程系统。采用NC机床可以提高制造精度,节省能耗和扩大制造功能。国内CAD/CAM的开发起步较晚,虽然在
14、这方面已进行了大量研究开发工作,但仍较落后,有待进一步改进和完善。塑料模具材料直接影响塑模的使用寿命加工成本及产品的成型质量,因此设计时要正确地选择模具材料。用于塑料模具材料的品种很多,其中主要是以钢合金工具钢冷热模具钢,不锈钢等,此外,有色金属中有锌合金铝合金铍铜或某些新材料等。随着材料科学不断发展,在模具新材料的应用上,国内外都已经对模具的工作条件,失效形式和提高撒哈拉沙模具的使用寿命的途径方面进行了大量的研究工作,并开发出许多不仅具有良好的使用性能,而且还有加工好,热处理变形小的新型塑料模具钢,如预硬钢时效硬钢析出硬化钢耐腐蚀钢等,并在生产中得到广泛应用。选择塑模材料的主要依据是塑模工作
15、条件,对工作精度要求较低,工作条件比较好的塑模,可选择价格较低廉的普通材料制造,而对一些工作精度要求较高,工作条件恶劣的塑模,则需要选择价格较贵使用性能好的材料制造。必要时还应寻加工好的模具零件进行特殊的强化处理,以使塑模具有较长的使用寿命。1.2国内外相关发展状况1.2.1国内发展状况模具工业是国民经济发展的重要基础工业,也是一个国家加工工业发展的重要标志。近年来,我国模具工业的技术水平取得了长足的发展。当前,国内已经能生产精度达2微米的的精密多工位级进模,工位数最多已达160个,使用寿命12亿次,大型模具、精密塑料模具和部分汽车覆盖模具都已经达到了很高的水平。现在,我国模具生产厂点约有3万
16、多家,从业人数80多万人。“十五”期间,模具年平均增长速度达到20左右,2005年模具销售额达650亿元,同比增长25;模具出口7.4亿美元,比2004年的4.9亿美元增长约50,均居世界前列。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50,塑料模具约占33,压铸模具约占6,其它各类模具约占11。但是,由于创新能力弱,行业关键技术难以突破,使得我国模具行业长期以来面临着“低端竞争、高端进口”的尴尬局面。为了适应市场对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求,模具越来越向着大型化、高精度化、多功能复合模具化等方向发展。热流道模具、气辅模具等先进的模具加工技术也将在塑料模具中得到更广泛的应用。标准件的
17、广泛应用,将极大的影响模具制造周期,提高模具的质量,并降低模具的制造成本。模具技术含量的不断提高,将使中高档模具比例不断增大,产品的机构调整将引发模具市场走势不断变化。1.2.2国外发展状况高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平,在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造,已成为快速制造优质模具的有力保证。(1) CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美,CAD/CAE/CAM已成为模具企业普通应用的技术。(2) 为了缩短制模周期、提高市场竞争力,普遍采用高速切削加工技术。(3) 快速成型技术与快速制模技术获得普遍
18、应用。目前,国外注射成型技术的发展迅速,精密注射成型、注射成型中的计算机技术的广泛应用,以及全电动注射剂、两板式注射机、无拉杆注射机、电磁动态化注射机、低压注射成型、高速注射成型、复合注射成型、超级小精密注射成型等技术的研发及应用,都大大提高了国外模具的生产和制造水平。1.2.3中国与国外先进技术的差距中国模具生产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多,也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后、其差距主要表现在下列几方面。国内自配率不足80,其中中低档模具供过于求,中高档模具自配率不足60。模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模
19、具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。中国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间(分厂),专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式。国外模具企业大多是“小而专”、“小而精”。模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多,而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。与国际先进水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术。1.3塑料模具发展走势(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精
20、度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。(2)在塑料模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)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
21、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。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以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。(4)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
22、生产方式。 (5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。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。本次毕业设计中主要应用了先进的CAD软件和UG软件。其中UG主要用
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