毕业设计(论文)-表盖注塑模设计.doc
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1、济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 表盖注塑模 系别 机电工程系 专业 模具设计与制造 班级 模具 0801 姓名 学号 指导教师 日期 2010-12 济源职业技术学院毕业设计 I 设计任务书 1.1.设计题目:设计题目: 表盖注塑模 2.2.设计要求:设计要求: 1.模具图样的设计 (1)了解制品工艺性 (2)了解制品的批量 (3)了解塑料制品所用的设备 2.确定模具设计方案 (1)确定模具所用的材料 (2)确定模具设计的基本结构 (3)确定模具选用的标准件型号 (4)确定模具型腔型芯的成形尺寸 (5)进行注塑机的强度、刚度校核及冷却系统的排布 (6)完成模具图
2、样的设计图纸 3.3.设计进度:设计进度: 第一周至第七周 核心技能训练 第八周 搜集模具相关资料及前期准备工作 第九周 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算 第十周 模具整体设计和绘制装配图 第十一周 模具主要零件图的绘制 第十二周 撰写设计说明书 第十三周 毕业论文的校核、修改 第十四周 打印装订,准备答辩 指导教师(签名):指导教师(签名): 济源职业技术学院毕业设计 II 摘摘 要要 本次模具设计是“表盖”其设计思路是根据多个模具加工事例总结出来。设计内容 是从零件的工艺分析开始的,根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的 材料选择,接下是成型参数、密度、收缩率的确定,模具种类
3、与模具设计的关系、塑件 的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算(包括模具行腔型芯的计 算及其公差的确定) 、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、注 射模标准件的选用及总装技术要求等内容。 其中模具结构设计是这次设计的主要内容,其内容包含了模具的分型面选择、主流 道及分流道的设计与布局,推出机构导向机构等一系列模具的重要零部件的设计加工方 法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作,使其通俗易懂加工方便。本次 设计不仅让我熟悉了课本所学的知识,而且让我做到所学的运用到实践当中,更让我了 解了塑料模具设计的全过程和加工实践的各种要点。 关键词:塑料表盖 ,
4、侧浇口 ,注塑 济源职业技术学院毕业设计 III 目 录 摘 要 .II 1 塑件工艺分析.1 11 塑件设计要求 1 12 塑件的材料特征及选用 1 13 塑件材料的确定 3 14 塑料的收缩率及密度确定3 15 塑件的成型要求 3 2 塑件的尺寸精度与结构.5 3.注射机及模架的选用 6 31 注射机的选用 6 32 模架的选用6 4 浇注系统的设计.8 4. 1 主流道、主流道衬套及定位圈的设计 8 42 模具型腔数的确定、排列和流道布局9 43 分流道的形状及尺寸9 44 浇口的形状及其位置选择.11 5 模具型腔、型芯的有关计算13 51 制品成型位置及分型面的选择.13 52 型腔
5、工作尺寸计算.13 53 型芯的工作尺寸计算.14 54 模具中孔中心距计算.16 6 模具结构设计17 61 导向机构的设计.17 62 推出机构的设计.17 63 拉料杆的形式选择.18 64 侧抽芯的设计.19 7 注塑机参数校核20 7. 1 最大注射量校核 .20 7. 2 锁模力校核 .20 7. 3 模具闭合高度校核 .20 7. 4 开模行程校核 .21 8. 1 冷却回路的设计 .22 8. 2 冷却回路的总长度的计算 .23 济源职业技术学院毕业设计 IV 8. 3 冷却水体积流量的计算 .23 9 塑料注射模具技术要求及总装技术要求 .25 9. 1 零件的技术要求 .2
6、5 9. 2 总装技术要求 .25 致 谢 .27 济源职业技术学院毕业设计 1 1 塑件工艺分析 1 11 1 塑件设计要求塑件设计要求 产品精度及表面粗糙度要求为一般精度,但在加工制造过程中要求各部分有一定配合 精度关系。产品为大批量生产,故设计的模具要有较高的注塑效率,浇注系统要能自动 脱模,可采用侧浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大,所以模具采用一模四腔结 构,浇口形式采用侧浇口,相对于大塑件可采用相对于小的塑件大的分流道,以达到同 时充模的效果。 塑件外形图如图 1.1。 图 1.1 表盖塑件图 1 12 2 塑件的塑件的材料特征材料特征及选用及选用 1. 聚乙烯()PE 基本特
7、征:聚乙烯塑料为无毒、无味、呈白色或乳白色柔软,半透明的大理石状颗 粒料。密度为 0.91-0.96,为结晶型塑料。聚乙烯吸水性小,且介电性能与温度、湿 3 cm g 济源职业技术学院毕业设计 2 度无关;因此聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料。 主要用途:低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件, 如齿轮、轴承等。中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形,可制造瓶类、包装用 薄膜以及各种注射成形制品,也可用在电线、电缆上面。高压聚乙烯常用于制造塑料薄 膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等。 成形特点:成型时,在流动方向与垂直方向的收缩率差异大容。注射方向的收缩率
8、 大与垂直方向的收缩率,易变形、翘曲,并使塑件浇口周围部位的脆性增加;应控制模 温;保持冷却均匀、稳定,流动性好且对压力变化敏感;宜用于高压注射,料温均匀, 填充速度快,保压充分;冷却速度慢,因此必须充分冷却;模具应设有冷却系统;质软 易脱模,塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。 2. 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物()ABS 基本特征:是三种单体的共聚物,价格便宜,原料易得,是目前产量最大,应ABS 用最广泛的工程塑料之一。无毒、无味呈微黄色或白色不透明粒料,成形的塑件有ABS 较好的光泽,密度为 1.02-1.0。是由于三种组分组成的,故它有三种成分的 3 cm g ABS 综合力学性能,而每一组
9、分有在其中起着固有的作用丙烯腈使具有良好的表面硬度,ABS 耐热性及化学腐蚀性,丁二烯使坚韧,苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性ABS 能。 主要用途:在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、仪表、ABS 水箱外壳等;汽车工业上用其制造汽车挡泥板、扳手、热空气调节导管、加热器等。还 可用 ABS 夹层板制作小轿车车身;纺织器材,电器零件,文教体育用品;玩具,电子琴 及收录机壳体,食品包装容器,农药,喷雾器等。 成形特点:易吸水使成形塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此成形加工前应ABS 进行干燥处理,在正常的成形条件下,壁厚熔料、温度对收缩率影响极小;要求塑件精 度高时;模具温度
10、可控制 50 度和 60 度之间,要求塑件光泽和耐热时应控制在 60 度和 80 度之间,比热容低塑化效率高,凝固性也快,故成形周期短;的表现黏度对剪ABSABS 切速度的依赖性很强,因此模具设计中大都采用浇口形式。 3. 聚丙烯()PP 基本特征:聚丙烯无色、无味、无毒的。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻。 密度为 0.900.91。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性 3 cm g 济源职业技术学院毕业设计 3 能,如卓越的介电性能,耐水性、化学性能稳定。宜于成形加工等;还具有聚乙烯所没 有的许多性能,可制做铰链,有教高的抗弯曲疲劳强度,如(盖和本体合一的各种容器,
11、经过 7x10 次开闭弯折未产生损坏和断裂现象,但其在氧、热、光的作用下极易解聚、老 7 化,所以必须加入防老化剂。 主要用途:可用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件;可作为各种酸 碱等的输送管道,化工容器和其他设备的衬里,表面涂层;可制造盖和本体合一的箱壳, 各种绝缘零件,并用于医药工业中。 成形特点:成形收缩范围及收缩率大,易发生缩孔,凹痕、变形、方向性强,流动 性极好,易于成形;热容量大,注射成形必须设计能充分进行冷却的冷却回路;注意控 制成形温度。料温低时方向性明显,尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模 温为 80 度左右,不可低于 50 度,否则会造成成形塑件表面光
12、泽差,产生熔接痕等缺陷。 温度过高会产生翘曲或变形。 1 13 3 塑件材料的确定塑件材料的确定 综上以上三种材料特征,用途、和成形特点看,其各种塑料具有各自的特殊性能, 但考虑到箱体扣的工作环境以及所受的力的大小来看,其在工作过程中需要频繁的开合, 所以综上各种塑料的性能来考虑。具有以上工作环境所需的性能,为此确定使用材ABS 料为:。 ABS 1 14 4 塑料的收缩率及密度确定塑料的收缩率及密度确定 表 1.1 材料性能参数 材料 代号 密度 (kg.m-3) 收缩率 (%) 模具温度 ()C 0 注射压力 P注 ()Mpa 最大不溢料 间隙/mm PE940-9601.5-3.660-
13、7060-1000.02 PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03 ABS 1030-10700.3-0.850-8060-1000.04 PVC 13800.6-1.530-6080-1300.03 由表 1.1 可知丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物()的收缩率(0.3-0.8)%由丙烯ABS 氰-丁二烯-苯乙烯共聚物()的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率,确定收ABS 缩率值为 0.5%其密度为 1.05 3 cm g 1 15 5 塑件的成型要求塑件的成型要求 济源职业技术学院毕业设计 4 化学性能稳定,宜于成形加工等,闭合弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面 要
14、求无飞边或缩孔现象。 常用塑料工艺参数: 模具温度:50-70C 0 C 0 喷嘴温度:180-190C 0 C 0 料筒温度:前段温度:200-210C 0 C 0 中段温度:210-230C 0 C 0 后段温度:180-200C 0 C 0 注射压力:7090Mpa 注射机类型:螺杆式 保压压力:50-70 Mpa 喷嘴形式:直通式 注射时间:35s 保压时间:1530s 冷却时间:1530s 成形周期:4070s 该产品为大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率,浇注系统要能自动脱模, 可采用点浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大,所以模具采用一模四腔、同模异 腔结构,浇口形式采用
15、侧浇口,相对于大塑件可采用相对于小的塑件大的分流道,以达 到同时充模的效果。 济源职业技术学院毕业设计 5 2 塑件的尺寸精度与结构 为了降低模具加工难度和制造成本,在满足塑件使用的前提下,用较低的尺寸公差 精度如表(2.1)塑件有关尺寸精度等级参数 表 2.1 塑件有关尺寸精度等级参数 精度等级 12345678 基本尺寸/mm 公差数值/mm -30.040.060.080.120.160.240.320.46 360.050.070.080.140.180.280.360.56 6-100.060.080.100.160.200.320.400.64 10-140.070.090.120
16、.180.220.360.440.72 14-180.080.100.120.200.240.400.480.80 18-240.090.110.140.220.280.440.560.56 24-300.100.120.160.240.320.480.640.96 30-400.110.130.180.260.360.520.721.00 40-500.120.140.200.280.400.560.801.2 50-650.130.160.220.320.460.640.921.4 塑件精度等级与塑料品种有关,根据塑料的收缩率的变化不同,塑料的公差精度为 高精度、一般精度、低精度三种 如表
17、 2.2 塑件精度等级参数 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 ABS 567 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高,所以精度等级选择一般精度 (2.1) 、 (2.2)两表可查得模具加工时的各尺寸工。 济源职业技术学院毕业设计 6 3.注射机及模架的选用 3 31 1 注射机的选用注射机的选用 由工件图算得体积为 8.57,用一模四腔的生产方式,所以四个塑件的总体积为 3 cm 34.29,浇注系统的体积为 3 cm 3 6cm 由公式: 浇塑件总 VVV 3 30525cm 选用 XS-Z-60 型卧式注射机,其性能参数如下: 额定注射量: 3 60cm 注射压力: Mpa
18、122 锁模力: KN500 最大注射面积: 2 130cm 最大开模行程: mm180 模具最大厚度: mm200 模具最小厚度: mm70 拉杆间距: mm300190 喷嘴直径: mm4 喷嘴圆弧半径: mm12 3 32 2 模架的选用模架的选用 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个;另外还制订了塑料注射模具的标准 模架,分中小型模架 (GB/T12556.190)和大型模架 (GB/T12555.190)两种。 中小型模架标准中规定,模架的周界尺寸范围为:560x900,并规定模架mmmm 的形式为品种型号,即基本型,A1、A2、A3 和 A4 四个品种。 济源职业技术学院
19、毕业设计 7 表 3.1 四种模架的组成、功能及用途 型号组成、功能及用途 A1 型 定模采用两块模板,动模采用一块模板,与推杆推件机构组成模架,适用于立式和卧 式注射机。 A2 型 动、定模均采用两块模板,与推件机构组成模架,适用于立式和卧式注射机,可用于 带有斜导柱侧向抽芯的模具,也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3 型 定模采用两块模板,动模采用一块模板,它们中间设置了一块推件板,用于推件板件 的模具,适用于立式和卧式注射机。 A4 型 动、定模均采用两块模板,它们中间设置了一块推件板,用于推件板件的模具,适用 于立式和卧式注射机。 根据以上四种模架的组成,功能及用途可以看出,A2 型模型
20、适用于本次模具的设计, 固选用 A4 模架。 中小型模架的周界尺寸参数、规格有: 100、125、160、180、200、250、315、355、400LLLLLLLLL 、450和 500等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为:LL 400400,得上、下模板的厚度为 32,垫板厚度为 80 。mmmmmmmm 济源职业技术学院毕业设计 8 4 浇注系统的设计 4.14.1 主流道、主流道衬套及定位圈的设计主流道、主流道衬套及定位圈的设计 定位圈是使浇口套和注射机喷嘴孔对准定位所用。定位圈直径 D 为与注射机定位配 合直径,应按选用注射机的定位孔直径确定。直径 D 一般比注射机定位
21、孔直径小 0.10.3,以便装模。定位圈一般采用 45 号钢或 Q275 钢。定位圈用六角螺钉固定在mm 模板上时,一般用两个以上的 M6M8 的内六角螺钉。这里选用定位圈与浇口套为一体, 压配于顶模板内。 主流道设在定模板上,并且位于模具的中心,与注射机喷喷嘴在同一轴线上,其为 一圆锥孔,其小头正对注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面,所以主流道小头孔端的外形 应为一凹球面。为了配合紧密,防止溢料,凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大 12 。mm 主流道衬套的材料常用 T8A 制造,热处理后硬度为 5055HRC。主流道衬套与定模板 采用 H7/m6 的过渡配合,主流道衬套与定位圈采用 H9/m9
22、 的过渡配合。由于受型腔或分 流道的反压力作用,主流道衬套会产生轴向定位移动,所以主流道衬套的轴向定位要可 靠。 主流道设计应注意的问题: 1. 便于流道凝料从主流道衬套中拔出,主流道设计成圆锥形 。 锥角 粗糙 42 度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑,球半径略大于喷嘴头半径。 63 . 0 Ra 2. 主流道要求耐高温和摩擦,要求设计成可拆卸的衬套,以便选 用优质材料单独 加工和热处理。 3. 衬套大端高出定模端面,并与注射机定模板的定位孔成间隙配合,起定mm105 位隙作用。 4. 主流道衬套与塑料接触面较大时,由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退 出,可设计定住 。 5. 直角式注射机
23、中,主流道设计在分型面上,不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的 圆柱形。 =2 +Dtg 2 ld =2+655tg 2 4 =9 mm 济源职业技术学院毕业设计 9 主流道衬套结构形式如图 4.1。 图 4.1 主流道衬套图 4 42 2 模具型腔数的确定、排列和流道布局模具型腔数的确定、排列和流道布局 根据设计需要和生产效率的要求可知,为满足塑件的使用要求,在同一次的注射成 型中,一次成型塑件的个数为四个,也就是采用一模四腔的生产方式。型腔的排列根据 模具的形状及尺寸排列。 型腔排列如图 4.2 所示 图 4.2 型腔排列图 因为同模异腔,所以塑件的尺寸为竖直方向,取得标准模架的周界尺寸为 4
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