毕业设计(论文)-法兰连接座塑料模设计与制造.doc
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1、法兰连接座塑料模设计与制造Xxxx 学 院 本 科 毕 业 设 计(论文)法兰连接座塑料模设计与制造Piastic Mold Design and Manufacture of Flange Block 学 院(系): 机电工程系 专 业: 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名: xx 学 号: xx 指 导 教 师(职称): xx 完 成 日 期:xxxxx 法兰连接座塑料模设计与制造机械设计制造及其自动化专业 xx摘 要本设计主要根据所给出的法兰连接座实物,测绘出其尺寸,画出零件二维和三维图形,设计出一套完整的注塑模具。基于对塑件性能、成型工艺、生产批量等多方面因素的考虑,决定采用一模一
2、腔双分型面注塑模具,模架的结构形式为动、定模各两块模板。在该模具设计中,首先根据塑件尺寸选择标准模架来定出模具整体结构,然后再根据实际情况对一些尺寸不合适的模板零件进行适当的修改。根据塑件的结构特征,对模具的浇注系统、成型零件、推出机构等作了认真地设计和计算。其中,在成型零件设计时,由于塑件表面的部分含有小孔,故采用一些小型芯来成型局部小孔。浇注系统设计时采用了点浇口,以保证塑件表面的质量。关键词注塑模;浇注系统;推出机构;侧向抽芯Piastic Mold Design and Manufacture of Flange BlockMechanical Design,Manufacturing
3、 and Automation Major Yuan ShuaiAbstract: A set of injection molds is designed in accordance with the fiange block material object, mapping out its two-dimensional and three-dimensional graphics, and a complete set of plastic injection molds is designed .Based on the performance of plastic parts, mo
4、lding process, production volume and other factors of consideration, a dual cavity surface of a plastic injection mold is adopt, and mould bases has two movable mould plates and two stationary mould plates. In the mould design, the first according to the standard set the overall structure of mould,
5、then depending on the number of dimensions is not the right template parts to be appropriately modified. According to the structure of the plastic parts, on the die casting system, formed components, institutions, cooling system, and so on for the design and calculate. A set piece of the parts formi
6、ng the core part of the complex surface is designed, and the lateral oblique core pulling the slider is formed for lateral hole; and gating System design point of gate is used in order to ensure the quality of the surface of plastic parts.Key words: Injection mold; Casting system; Pushing mechanism;
7、 Side core pulling目 录1 前言12 拟定模具结构形式12.1 模具结构形式的确定22.1.1 塑件材料特性22.1.2 塑件精度及表面粗糙度32.1.3 塑件的壁厚32.2 塑件二维及三维视图43 注塑机型号的确定53.1 预选择注塑机53.2 校核注射机技术参数63.2.1 注射力的校核:63.2.2 锁模力的校核:63.2.3 最大注射量的校核74 模具结构的设计74.1 分型面和模具结构形式的确定7 4.1.1 塑件分型面的选择74.1.2 型腔数目的确定74.2 浇注系统的设计74.2.1 主流道设计84.2.2 分流道的设计84.3 浇口的设计94.4 成型零件的
8、设计104.4.1 型腔与型芯的径向尺寸104.4.2 型腔深度与型芯的高度尺寸134.5 小型芯的设计134.6 型芯镶块的设计134.7 侧向抽芯机构的设计144.7.1 斜导柱134.7.2 其余结构的设计134.8 脱模机构的设计154.8.1 脱模机构的设计原则134.8.2 脱模机构的基本原则134.8.3 脱模机构的结构设计134.8.4 脱模力的计算134.9 合模导向机构的设计184.9.1 导柱导向的形式和作用134.9.2 导柱导向机构的设计135 模架的确定205.1 模架总体尺寸的确定205.2 模具模架图206模具的开合模过程及装配图216.1 模具的开合模过程21
9、6.2 模具的装配图21结论23参考文献24致谢251 前言塑件在人们的日常生活中及现代工业生产领域中占有很重要的地位。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺,可以提高生产效率,保证零件质量,节约材料,降低生产成本,从而取得很高的生产效率。因此,在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域,塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用,出现了金属材料塑料化的趋势。 在工业发达国家,据最近数据统计,日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40%;韩国模具专业厂中,生产塑料模的43.9% ,生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业,60%生产塑料模,35%生产冲模和夹具。目前我国塑料模具
10、的研究和制造还跟不上国内塑料工业发展的需求,我们应该清醒地看到我国塑料模具的研究和制造业中与工业发达国家相比的差距,努力促进塑料模具技术的发展。作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术具有可以一次成型各种结构复杂和尺寸精密的塑件。成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点,因此,世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具。注射成型占众多的成型方法中主导地位,塑料塑件的质量、生产的效率和成本和模具的结构、使用性能密切相关,因此,设计制造出结构合理,使用性能优良的注射成型模具已成为塑料生产厂家关注的焦点。纵观发达国家对模具工业的认识与重视,我们感受到制造理念陈旧则
11、是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低,决定着产品的质量、效益和新产品开发能力,它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此,模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品,现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分,是国民经济的装备产业,其技术、资金与劳动相对密集。目前,我国模具工业的当务之急是加快技术进步,调整产品结构,增加高档模具的比重,质中求效益,提高模具的国产化程度,减少对进口模具的依赖。正因为塑料模具占据的主导地位,为提高对注塑模的设计水平,本次进行法兰连接座塑料模具设计与制造,通过对塑件的测绘,了解塑件是如何成型的,确定塑件的浇口形式,流道的布局。由塑件的结构形
12、式进行分析,结合自己的理解并查阅相关资料,明确塑件的分型面及分型面的选取,推出机构、导向机构,采用什么样的侧抽芯机构等有关问题。最终确模具的工作原理,并对模具部分零件进行加工,完成整套模具的装配。在设计中要充分利用AOTUCAD和UG绘图软件来辅助此次设计,以便使设计过程更快捷,更准确的进行。 2 拟定模具结构形式2.1 塑件的成形工艺分析:产品名称:法兰连接座产品材料:ABS产品数量:大批量生产 塑件颜色:黑色,不透明塑件要求:此塑件壁厚2mm,根据对塑件的结构特性及外观要求分析,塑件外侧表面光滑,允许的最大脱模斜度0.5,其他尺寸可按一般精度等级。该塑件为大批量生产,故要求模具有较高的注塑
13、效率。2.1.1 塑件材料特性 ABS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)是在聚苯乙分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物,也可称为聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能,ABS塑料是无定型料,一般不透明,无毒,无味,成型塑件表面有较好的光泽,ABS具有良好的机械强度,特别是抗冲击性高,ABS还具有一定的耐磨性,耐寒性,耐油性,耐水性,化学稳定性和电性能,ABS缺点是耐热性不高,并且耐气候性较差,在紫外线作用下易变硬发脆。使用ABS注射成形塑件制品时,由于其熔体黏度较高,所需的注射压力较高,因此塑件对型芯的包紧力较大,故塑件应采用较大的脱模斜度,另外熔体黏度较高使ABS制
14、品易产生熔接痕,所以模具设计时,应尽量减少浇注系统对料流的阻力。ABS易吸水,成形加工前应进行干燥处理,在正常的条件下,ABS制品尺寸稳定性较好。查中国模具设计大典得到ABS塑料的成形工艺参数如表1-1表1-1 ABS的成形工艺参数缩写ABS注射成形机类型螺杆式密度(g/cm)1.031.07计算收缩率(%)0.10.2预热 温度()8085时间(h)23料筒温度()后段150170中段165180前段180200喷嘴温度()170180 接上表 模具温度()5080注射压力(公斤/厘米2)7001500 成型时时间(秒)注射时间2090高压时间05冷却时间20120 其他成型温度()2602
15、90成型压力(公斤/厘米2)10602810比重(克/厘米2)1.231.46玻纤含量(%)2040脱模斜度401020总 周 期50220螺杆转速(r/min)30使用注射机类型螺杆、柱塞均可后处理方法红外线灯、烘箱温度()70时间(h)24说 明该成形条件为加工通用级ABS塑料时所用2.1.2 塑件精度及表面粗糙度(1) 精度ABS塑料的精度等级:高精度为MT2;一般精度为MT3;未注公差尺寸为MT5,该塑件为MT3级;该塑件精度等级一般,为MT3.(2) 表面粗糙度塑件的表面粗糙度Ra一般为1.6m3.2m,而模具的表面粗糙度数值要比塑件低12级,该塑件的表面粗糙度为Ra1.6m,符合制
16、造条件。2.1.3 塑件的壁厚由中国模具设计大典表8.5-10得:ABS塑料最小壁厚0.75mm,最大壁厚3mm,推荐壁厚2.3 mm。该塑件最小壁厚1mm,最大壁厚2mm,符合ABS的要求。2.2 塑件的二维及三维视图本设计的塑件零件图及三维图如图2-1和图2-2图2-1 塑件零件图图2-2 塑件三维图3 注塑机型号的确定 3.1 预选择注塑机塑件材料为ABS,查相关资料得起密度为1.01-1.04g/cm,收缩率为0.3-0.8%得:平均密度为1.02g/cm 平均收缩率为0.55%用UG画出其三维图形后对其进行分析得到一下数据:塑件质量:m=45g注射量: M=1.6nm n-型腔数 =
17、72g m-塑件的质量塑件和流道凝料在分型面的投影面积所需锁模力的计算:A1是塑件在分型面上的面积,流道凝料在分型面上的投影面积A2。A1=(26-17)=1215.18mmA2=3456+(4+3+3/2)=902.63 mmA=A1+A2=1215.18+902.63 A总投影面积=2117.81mm P型腔压力(35MPa)F=AP =2117.8135MP F锁模力 =74.1210N 由上面的数据初步选一种注射机SZ-250-1250查中国模具设计大典表9.9-3得SZ-250-1250主要技术参数如下:理论注射容积:270cm螺杆直径:45mm注射压力:160Mpa注射速度:110
18、g/s塑化能力:18.9g/s螺杆转速:10200r/min锁模力:1250kN拉杆内向距:415415mm移模行程:360mm最大模具厚度:550mm最小模具厚度:150mm3.2 校核注射机技术参数3.2.1 注射力的校核:要求Pekp0 在此处k取1.3 p0一般取70100Mpa校核Kp0=1.3100=130Mpa k安全系数Pe=160Mpa此参数适合3.2.2 锁模力的校核:注射机的锁模力必须大于该模胀型力要求FkAP F1.22117.8135 A总投影面积=88947.6N=88.9KN p型35MPaF=1250KN k安全系数 1.11.2FkAp 此参数适合3.2.3
19、最大注射量的校核塑件连同凝料在质量一般不应大于注射机公称注射量的80%. Gmax=CPGC-料筒温度下塑件的体积膨胀的校正系数C=0.93P-所有塑件在常温下的密度 p=1.03g/cmG-注射机的公称注射量Gmax=0.931.03270 =258.63gV=m/p=45/1.03=43.69cm0.8Gmax 最大注射量合格4 模具结构的设计4.1 分型面和模具结构形式的确定 4.1.1 塑件分型面的选择 分型面选择时需要遵循如下原则:(1) 分型面应设置在塑件外形最大轮廓处;(2) 分型面选择应尽可能使塑件留在动模;(3) 分型面选择应保证塑件的精度要求;(4) 分型面选择应考虑塑件外
20、观质量;(5) 分型面选择应利于型腔排气;(6) 拔模斜度较小或塑件较高时,为了便于脱模,可将分型面选在塑件的中间部位;(7)分型面的选择应利于模具的制造;分型面选择应利于侧向抽芯此塑件对外观质量有较高要求,尺寸精度要求一般,在外轮廓尺寸处有配合要求,表面粗糙度要求在1.60.4之间,分型面选择在塑件外形的最大轮廓处。4.1.2 型腔数目的确定 此模具设计采用一模一腔双分型面注塑模具,侧面外轮廓处采用在动模部分滑块侧向抽芯,模架结构参考选用2030型模架。4.2 浇注系统的设计注射模的浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止,所流经的通道。4.2.1 主流道设计(1) 主流道尺寸
21、由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,所以在注射模中主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套。 在卧式或立式注射机上使用的注射模中,主流道垂直于模具分型面。为了使塑料凝料能从主流道中顺利拔出,需将主流道设计成圆锥形,具有26的锥角,内壁有Ra0.8m以下的表面粗糙度,小端直径常为48mm,注意小端直径应大于喷嘴直径约1mm,否则主流道中的凝料无法拔出。(2) 主流道浇口套主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造,热处理淬火硬度5357HRC,本设计中浇口套与定位圈设计成整体形式,用螺钉固定在定模板上(如图4-1),浇口套与模板间采用H7/m6的过度配合。图4-1 浇
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