〔大学论文〕保持架注塑模设计及加工工艺性分析(含word文档) .pdf
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1、目次 1塑料模具的现状 1 2塑件的成形工艺性分析 3 21课题题目介绍. 3 22制件结构形状. 3 23塑件材料的选择及其结构分析. 4 24塑件工艺性分析. 5 25ABS 的主要技术指标 5 26ABS 的注射成型工艺 6 3模具结构形式的拟定 6 31确定型腔数量及排列方式. 6 32模具结构形式的确定. 7 4注塑机型号的确定 8 41塑件注塑量的计算:. 8 42注射机型号的确定. 9 43注射机及型腔数量的校核. 9 44注射机及参数量的校核. 10 45模具与注射机安装部份的校核. 11 46顶出行程校核. 11 5分型面位置的确定 11 51分型面的形式. 11 52分型面
2、的设计原则. 11 53分型面的确定. 12 6浇注系统的形式和浇口的设计 12 61浇注系统设计原则. 12 62主流道的设计. 13 63分流道的设计. 14 64冷料井的设计. 16 65浇口的设计. 17 66浇注系统的平衡. 19 67排气系统的设计. 19 7成型零件的设计 20 71成型零件的结构形式成型零件的选材. 21 72成型零件的计算. 21 73成型零件钢材的选用. 23 74成型零件强度及支撑板厚度的计算. 25 8模架的确定和标准件的选用 26 81定模座板. 27 82定模板. 27 83动模座板. 27 84动模板. 27 85支承板. 27 86垫块. 27
3、87推杆固定板. 28 88推板. 28 9导向机构的设计 28 91导向机构的作用. 28 92导向结构的总体设计. 28 93导柱的设计. 29 94导套的设计. 29 10侧向抽芯机构设计 30 101结构形式的确定. 30 102斜导柱侧向抽芯力的计算. 30 103斜导柱的设计. 31 104滑块、倒滑槽及定位装置的设计. 31 105楔紧块的设计. 32 11脱模推出机构的设计 33 111推杆推出机构. 33 112推出机构的导向和复位 33 12排气系统确定335 毕业设计总结 37 致谢 39 参考文献 40 1 1 1 1塑料模具的现状塑料模具的现状塑料模具的现状塑料模具的
4、现状 整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很 大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、 复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑 料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于 求的趋势。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅,但所增加的绝对量仍是进口大于出口,致使模具 外贸逆差逐年增大。这一状况在 2006 年已得到改善,逆差略有减少。模具外贸逆差增大 主要有两方面原因: 一是国民经济持续高速发展,特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求, 有 些
5、高档模具国内的确生产不了, 只好进口; 但也确实有一些模具国内可以生产, 也在进口。 这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。 二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样,出口退税率只有 13%,而 未达 17%。 从市场情况来看,塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精 密、复杂、长寿命模具,并大力开发国际市场,发展出口模具。随着中国塑料工业,特别 是工程塑料的高速发展,可以预见,中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整 体发展速度,未来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。 近年来,港资、台资、外资 企业在中国大陆发展迅速,这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的
6、统计资料,因此未 能计入上述数字之中。与其他机械加工相比,模具加工有其一定的非凡性,这些非凡性主 要是:1.大多数模具需要在实芯金属模块上加工出外形复杂的空间曲面,随着模具不断向 大型化发展,模块重量也将越来越大,现在有的已达几十吨;2.大多数模具外形为长方体 或正方体,很少有窄长形的,主要加工量集中在凹模和凸模上;3.随着模具制品要求越来 越精密、复杂,对模具加工精度的要求也越来越高,现在许多模具的加工精度已达12 m,不久将很快发展为小于1m;4.随着用户对模具生产周期的要求越来越短,模具 加工就要满足高效、快速,且有一定柔性和长时间满负荷不停顿运行等要求。根据上述 4 条非凡性,就对模具
7、加工设备提出了如下一些基本要求:1.机床要有好的刚性和与模块重 量相适应的大承载能力;2.工作台面尺寸要与模具外形尺寸相适应,宜于长方形或正方形 及圆形,不宜窄长,而高度方向及其行程却要求有较大空间;3.要有高的精度及精度保持 性;4.要能快速高效地去除余量,且有很高的可靠性,以保持连续长久满负荷运行;5.为 适应复杂的空间曲面加工,且有大量的加工量,因此要求机床能多轴联动,且配有大信息 容量的数控系统。 上面只提出了一些大多数模具加工对设备的基本要求,此外尚有不少非凡要求。例如 加工塑料的机床就要求有更高的速度,但由于切削力小,为降低成本,机床可采用轻型结 构;试模用的研配压机则不要求其高效
8、快速,但要求有反转动能以便修模;某些简单工序 的大量重复加工可用专机等等。同时,复合加工、柔性加工和在线检测也是模具加工的要 求。 “十五”期间模具行业在体制改革,技术创新,结构调整、加强管理等方面做了很多 工作, 但制约模具行业发展的一些深层次问题还没有从根本上解决, 结构性矛盾依然突出, 与社会主义市场经济发展需求不相适应: 1)企业组织结构、产品结构,都不够合理,我国模具生产厂还有相当一部分是自产自 酉己的模具车间(分厂),专业模具厂也大都是“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” ;模具自产自配比例高达 50,国外不超过 30(主要依 靠协作);
9、国内生产的模具属大型、精密、复杂、长寿命等类型国家急需的模具比例只有 30左右,国外在 60以上。 2)模具产品的水平和生产工艺水平比国际先进水平差距较大,主要表现在精度、型腔 表面粗糙度、寿命上比国外有差距。 3)技术创新能力弱,大大制约了行业技术进步和产业升级,企业技术创新能力建设严 重滞后, 缺乏自主创新的内在动力和物质技术手段, 许多模具设计制造技术来源依靠国外, 缺少有自主知识产权的产品技术,产品制作周期长,技术成果应用的水平低,国际上知名 企业,先进的管理思想、先进制度技术及工艺不能很好的借鉴运用。 4)产品技术水平低,结构不合理。一方面中低档模具生产能力严重过剩,企业相互恶 性竞
10、争,互相压价,影响企业发展,另一方面市场急需的高档模具、高新技术产品开发和 生产水平不高,产品质量和售后服务不能满足用户需求,每年需大量进口。 5)管理落后,与国际水平相比模具企业的管理落后更甚于技术落后,技术落后易被发 现,管理落后易被忽视,国内很多模具企业还沿用过去作坊式的管理模式,真正实现现代 化企业管理还不多。 6)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低, 国外先进国家标准件使用覆盖率达 70 以上,国内标准件使用率覆盖率只有 45左右,由于标准化水平低影响到模具制作周 期及模具质量和成本等多方面因素。 国产模具设备行业发展建议: 鉴于国内机床行业尚不重视模具行业中的设备市场, 国产设
11、备在这一市场中的很低的 占有率,罗百辉指出,机床行业应该密切关注模具行业的发展,重视模具行业中的设备市 场,即使是在目前任务饱满的情况下,也应从长远发展出发,从战略高度去熟悉,并对这 一市场进行充分研究与正确定位。 在金切设备方面,非凡是在中低档数控设备方面,国内企业也一样是大有可为的。 近 年来,光是浙江的模具行业,每年都从台湾或国内台资企业购进 2000 多台中低档设备, 我国一些机床企业,是完全有能力进入这一市场的。先从中低档产品开始,再逐渐向高端 发展,这可能是一条比较切合实际的路子。当然,随着模具工业总体水平的不断提高, 所 需设备的档次理所当然的也在不断提高。 例如浙江有些模具企业
12、已开始淘汰台湾设备而把 采购目光逐渐转向日本和欧美了。然而日本和欧美设备的价格究竟还是昂贵了一些。这也 正是国内机床企业的一个良好机遇。希望国内机床行业能把握好这个良好机遇,在我国模 具行业“十一五“的发展中,为其插上翅膀,真正起到利其器而助发展之积极作用。针对国 产模具加工设备行业创新开发能力不足、市场占有份额偏低,罗百辉建议骨干重点企业, 应一方面努力提高现有产品的质量和尽快改善服务, 另一方面应针对模具行业所需去开发 一些新产品,并大力进行宣传,以逐渐形成好的品牌和树立起良好的形象来。非凡是生产 金切机床的骨干企业,更应重视这一问题,因为生产电加工设备的企业在这一点上相对要 好得多,有关
13、企业已经在模具行业中树立起了一些较好的品牌和建立起了良好信誉和形 象。 2 2 2 2塑件的成形工艺性分析塑件的成形工艺性分析塑件的成形工艺性分析塑件的成形工艺性分析 2 2 2 21 1 1 1课题题目介绍课题题目介绍课题题目介绍课题题目介绍 本次毕业设计的题目为:保持架注塑模设计及加工工艺性分析。保持架是一个带有铜 质螺纹嵌件的固定架,是铰链结构的一部分,起到保持和固定轴的相对位置和运动形式的 作用。 2 2 2 22 2 2 2制件结构形状制件结构形状制件结构形状制件结构形状 塑料制件结构形状如图所示。制件由铜质螺纹嵌件和 ABS 塑料件组合而成,ABS 具 有刚性好,冲击强度高、耐热、
14、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良,易于 加工,加工尺寸稳定性和表面光泽好,容易涂装,着色,还可以进行喷涂金属、电镀、 焊 接和粘接等二次加工性能。 2 2 2 23 3 3 3塑件材料的选择及其结构分析塑件材料的选择及其结构分析塑件材料的选择及其结构分析塑件材料的选择及其结构分析 1、塑件(保持架)模型图:如图 2-1 所示。 2、塑件材料的选择:选用 ABS。 3、外观:米白色。 4、生产批量:大批量。 5、塑件的结构与工艺性分析: 6、塑件二维图:如图 2-2 所示。 图 2-1塑件图 图 2-2塑件图 2 2 2 24 4 4 4塑件工艺性分析塑件工艺性分析塑件工艺性分析塑件
15、工艺性分析 如塑件图所示,塑件壁厚较大,生产批量为:中批;材料为 ABS,无定形料,流动性中 等,吸湿大,必须充分干燥,并需采取高料温、高模温来提高提高材料的流动性,因塑件 壁厚较大故成型工艺性良好,可以注塑成型。 2 2 2 25 5 5 5ABSABSABSABS 的主要技术指标的主要技术指标的主要技术指标的主要技术指标 表 2-3 ABS 技术指标 密度(kg/dm 3) 1.021.16 吸水率(24h)0.20.4 熔点 t()130160 抗拉屈服强度b(MPa)37 抗弯强度w(MPa)50 比体积(dm 3/kg) 0.860.98 收缩率 s(%)0.40.7 热变形温度()
16、90 108 体积电阻率(kV)6.9X10 16 击穿强度(kV) 2 2 2 26 6 6 6ABSABSABSABS 的注射成型工艺的注射成型工艺的注射成型工艺的注射成型工艺 261 注射成型工艺过程 预烘干-装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却- 开模-取出塑件-合模、塑件送下工序 262ABS 的注射成型工艺参数 (1) 注射机:螺杆式 (2) 螺杆转速(r/min) :3060 (3) 喷嘴形式:直通式 温度() :150180 (4) 料筒温度() : 前段180190、中段180200、后段140160 (5) 模具温度() :3060 (6) 注射压力(MPa
17、) :70100 (7) 保压压力(MPa) :4050 (8) 注射时间(s) :05 (9) 保压时间(s) :1560 (10)冷却时间(s) :1560 (11)成型周期(s) :40140 3 3 3 3模具结构形式的拟定模具结构形式的拟定模具结构形式的拟定模具结构形式的拟定 3 3 3 31 1 1 1确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式 一般来说,精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构;特别是高 精度的塑件,型腔不宜超过 4 腔,因为每增加一个型腔塑件的尺寸精度约降低 4%。对于 精度要求不高的小型塑件(没有配合
18、精度要求) ,形状简单,又是大批量生产时,若采用 多型腔模具可以使生产效率大为提高。型腔的数目可根据塑件的大小情况而定。 该塑件 6 级精度,为一般精度塑件,故采用一模四腔。型腔的排列方式如下图: 图 2-4型腔排列方式 3 3 3 32 2 2 2模具结构形式的确定模具结构形式的确定模具结构形式的确定模具结构形式的确定 1.多型腔单分型面模具:塑件外观质量要求不高,尺寸精度要求一般的小型塑件, 可 采用此结构。 2.多型腔多分型面模具:塑件外观质量要求高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采 用此结构。 该塑件外观质量要求不高,是尺寸精度要求较低的小型塑件,因此可采用多型腔单分 型面的设计。 从
19、塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。分型面为单 分型面分型。 最常用的浇口形式有: (1)侧浇口。侧浇口也称边缘浇口,当塑料熔体通过狭窄的浇口时,其流速增高, 剪切速率增大,同时;也因摩擦而使料温增高。侧浇口一般开在模具的分型面上,易于加 工, 在试模过程中也便于修改, 能方便地调整充模时的剪切速率和浇口补缩与封闭的时间。 侧浇口适宜于一模多腔,能使生产率大为提高,减少浇注系统的物料消耗,浇口的修除也 比较方便,是一种被广泛采用的浇口形式。侧浇口的缺点是压力损失较大,保压补缩作用 比直浇口弱,壳形件排气不便,易于产生熔接痕、缩孔、气孔翘曲变形等缺陷。 (2)直接浇口。
20、注射时,熔融塑料通过主浇道直接进入型腔,故流程短,进料充填 快,流动阻力小,传递压力好,保压补缩能力强,有利于排气和消除熔接痕,而且浇注系 统的结构简单,制造方便。单丝浇口附近热量相对集中,型腔封闭迟,靠近浇口附近的塑 件参与内应力大,易产生气孔(真空泡)和缩孔等缺陷,而且,浇口的去除不太方便, 塑 件上易于留有明显的浇口痕迹。 (3)潜伏式浇口。也称隧道式浇口或剪切式浇口,是有点浇口演化而来的,一部分 位于分型面上,另一部分呈倾斜状(即隧道形结构) 暗藏与分型面的上方或下方塑件的 侧面,浇口呈针点状。这种浇口在开模时,浇注系统的凝料有推出机构推出,并与塑件从 浇口处自动切断,省掉了切除浇口的
21、工序。潜伏式浇口具有点浇口的特点,常设在塑件的 侧面,因而可以使塑件的主要外表面不会收到损伤。 综合上述浇口形式的优缺点,采用侧浇口。考虑到塑件的布置形式,采用一级分流 道即可。 4 4 4 4注塑机型号的确定注塑机型号的确定注塑机型号的确定注塑机型号的确定 除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外,模具的型腔数、需用的注射量、 塑 件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸 以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密切相关,如果两者不相匹配,则模具无法使 用, 为此, 必须对两者之间有关数据进行较核, 并通过较核来设计模具与选择注射机型号。 4 4 4 4
22、1 1 1 1塑件注塑量的计算:塑件注塑量的计算:塑件注塑量的计算:塑件注塑量的计算: 1、塑件体积:每个塑件的体积:V=41718 mm 2、塑件的质量:每个塑件的质量:M=V=46g 3、注塑量的计算: 流道凝料的质量为 1.6M; 总注塑量为:M=1.6nM=1.6*4*46=294g 4、锁模力的计算: 流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积及锁模力的计算: 每个塑件在分型面上的投影面积为:a a=44*32+0.5*3.14*16*16=1810mm 2 流道凝料在分型面上的投影面积: b=(0.20.5)na=0.4*4*1810=2896 mm 2 总投影面积: A=na+b=
23、4*1810+2896=10136 mm 2 锁模力: F=AP=25*10136=253.4KN (P 取:25Mpa 易成型塑件) 4 4 4 42 2 2 2注射机型号的确定注射机型号的确定注射机型号的确定注射机型号的确定 根据塑件的体积初步选定用:卧室螺杆注塑机 SZ-160/1000 型注塑机注塑机的主要技 术规格如表 4-1: 表 4-1 SZ-63/400 注射机的主要工艺参数 理论注射容积/cm 3 179锁模力/kN1000 螺杆直径/mm42拉杆内间距/mm360X260 注射压力/MPa132移模行程/mm280 注射速度/(g/s)110最大模厚/mm360 塑化能力/
24、(g/s)10.5最小模厚/mm170 螺杆转速/(r/min)10150定位孔直径/mm120 喷嘴球半径/mm10喷嘴口直径/mm 锁模方式双曲肘 4 4 4 43 3 3 3注射机及型腔数量的校核注射机及型腔数量的校核注射机及型腔数量的校核注射机及型腔数量的校核 1、主流道的体积约为: V(cm) = 8.038 2、分流道与浇口的体积约为: V(cm) = 1.47 3、该模具总共需填充塑件的体积约为: V(cm) = 4 41.718 + 8.038 + 1.47 = 170.38 4 4 4 44 4 4 4注射机及参数量的校核注射机及参数量的校核注射机及参数量的校核注射机及参数量
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