毕业设计(论文)-套件材料聚酰胺塑料注塑模具设计(全套图纸) .doc
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1、目 录全套CAD图纸,联系153893706引 言2毕业设计指导书 2设计说明书5一、设计题目5二、塑件分析 7三、所选材料的成型特性与工艺参数8四、浇注系统的设计10五、分型面的选择及型腔布置13六、排气系统的设计13七、成型零部件的设计与计算14八、脱模机构的设计22九、合模导向机构的设计24十、温度调节系统的设计与计算25十一、设计小结27十二、模架的选择29十三、参考文献 29引 言本说明书为机械类塑料模注射模具设计说明书,是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括:毕业设计任务书,毕业设计指导书,毕业设计说明书,毕业设计体会,参考文献等。编写本说明书时,力
2、求符合设计步骤,详细说明了塑料注射模具设计方法,以及各种参数的具体计算方法,如塑件的成型工艺,塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中,得到有张蓉老师关同学的大力支持和热情帮助,在此谨以致意。由于本人设计水平有限,在设计过程中难免有错误之处,敬请各位老师批评指正。 设计者: 2006 年5月13号毕 业 设 计 指 导 书一、题目:套件 材料 聚酰胺(PA)二、明确设计任务,收集有关资料1、了解毕业设计的任务、内容、要求和步骤,制定设计工作进度计划(一般需周)2、将Pro/E零件图,转化为AUTOCAD平面图,并标好尺寸3、查阅、收集有关的设计参考资料4、了解所设计零件的用途、结构、性能,在整
3、个产品中装配关系、技术要求、生产批量5、塑胶厂车间的设备资料6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况三、工艺性分析 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面,在技术方面,根据产品图纸,主要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素,是否符合模塑工艺要求;在经济方面,主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本,阐明采用注射生产可取得的经济效益。、塑胶件的形状和尺寸:塑胶件的形状和尺寸不同,对模塑工艺要求也不同。、塑胶件的尺寸精度和外观要求塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。3、生产批量生产批量的大小,直接影响模具的结构型式
4、,一般大批量生产时,可选用一模多腔来提高生产率;小批量生产时,可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。4、其它方面在对塑胶件进行工艺分析时,除了考虑上述因素外,还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺性的影响。四、确定成型方案及模具型式:根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果,确定所需的模塑成型方案:制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。五、工艺计算和设计1、 注射量计算:涉及到选择注射机的规格型号,一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品,可以利用Pro/E的“分析/模型分析/模型质量属性”来计算
5、质量。或者采用估算法估计塑料的用量,以保证足够的塑料用量为原则。2、 浇注系统设计计算:这是设计注射模的第一步,只有完成浇注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力,从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。3、 成型零件工作尺寸计算:主要有凹模和型芯径向(长/宽)尺寸和高度(深度)尺寸,其最大值直接关系到模具尺寸大小,而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便,凡孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸,即公差为正;凡轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸,即公差为负;进行工作尺寸计算时应考虑塑
6、料的收缩率和模具寿命(磨损裕量)等因素。4、 模具冷却与加热系统计算:冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却时间计算有三种方法,根据塑料制品形状和塑料性能选择适当的公式进行计算即可。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温度差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。5、 注射压力、锁模力和安装尺寸校核:模具初步设计完成后,还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求,校核模具外形尺寸可否方便安装,行程是否满足模塑成型及取件要求。六、进行模具结构设计1、 确定凹模(模板)尺寸:先计算凹模(模板)厚度,再根据厚度确定凹模(模
7、板)周界尺寸(长X宽),在确定凹模(模板)周界尺寸时要注意:第一,浇注系统的布置,特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置;第二,要考虑凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心与模板的几何中心应重合;第四, 凹模(模板)外形尺寸尽量按国家标准选取。、选择模架并确定其他模具零件的主要参数:在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后,可根据定模、动模板的尺寸,从塑料模国家标准GB/T 125551990 (塑料注射模大型模架)和GB/T 125561990 (塑料注射模中小型模架及技术条件)中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅标准中有关零部件图表,就可以
8、画装配图了。七、画装配图一般先画主视图,再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的,故注射模也常按安装位置画成卧式,画主视图最好从凸凹模结合面(即分型面)开始,向左右两个方向画较为方便,且不易出错。模具装配图包括:1、主视图:绘制模具工作位置的剖面图2、侧视图:一般情况下绘制定模部分视图, 3、俯视图、局部剖视图等。4、列出零件明细表,注明材质和数量,凡标准件须注明规格。5、技术要求及说明,包括所选注射机设备型号,所选用的标准模架型号,模具闭合高度,模具间隙及其它要求。八、绘制各非标准零件图零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求。九、编写技术
9、文件1、编写注射成型工艺卡片:根据塑料的成型特点,查阅有关资料,确定合理的注射成型工艺参数,并作成工艺卡片。2、编写加工工艺过程卡片:选取两个重要模具成型零件,确定加工工艺路线,并作成加工工艺过程卡片3、编写设计说明书:第一部分 设计题目:镶件注射模一 设计题目:套件注射模二 设计要求:1绘制产品零件图2绘制模具装配图3绘制整套模具零件图(除标准件外)4编写设计说明书三 设计要求:1模具结构设计合理,工艺性好。设计计算正确,参数选用正合理。2模具绘图布局合理,视图完整、清晰,各项要求符合规范。3模具装配图采用CAD绘制并打印(0号图打印)4绘制全套模具零件图,除标准件(模架选择标准的也要出图)
10、5设计说明书内容完整,分析透彻,语言流畅,参考资料应注明出处,字数在20000左右,统一采用AZ纸、5号宋体打印。图量一般要求为2张半0号。第二部分 塑件分析1. 制品图如图2-1:图2-12.制品分析:该制品结构简单,形状尺寸小,壁厚均匀,使用PA制造。公差等级为MT5,该制品采用了凸起来增加制品的强度和刚度,表面粗糙度为1.6。采用液态石蜡作为尼龙类塑料脱模剂效果较好,硅油的效果好,但价格贵,而且使用时要与甲苯等有机溶剂配成共溶液,涂抹型腔后待有机溶剂挥发后才能显示硅油的润滑效果。该制品在成型后应进行调湿处理 ,因为这类塑料在空气中使用或存放过程中容易吸水而膨胀,需要很长时间尺寸才能稳定下
11、来。所以将脱模后的塑件放在热水中处理,不仅隔绝空气防止氧化,消除内应力,而且还可以加速达到吸湿平衡,稳定其尺寸。经调湿处理后的塑料,其调湿处理后的塑件,其冲击韧性和抗拉强度均有所提高。调湿处理的温度一般为100150度。处理时间由塑料品种,塑件形状,壁厚和结晶度的大小来决定的。达到 调湿处理后,应缓慢冷却至室温。第三部分 所选材料的成型特性与工艺参数该制品采用PA,俗称尼龙,于1939年实现工业化生产,最初用作制造合成纤维的原料,后来由于PA具有高韧性,耐磨性,自润滑,使用温度范围宽(高温度强度好,低温度韧度好),耐油和耐腐蚀等优良综合性能,已成为开发最早的工程塑料品种,并获得广泛的应用,其产
12、量约占工程塑料总产量的三分之一。1.PA的性能特点:PA的熔点在180280之间,品种不同,差别较大。然儿其热变形温度较低,一般均在100以下,长期使用就会发生脆化,必须提高热稳定性。PA具有良好的力学性能。它的劳性和耐油 耐溶剂性,抗拉强度 硬度 耐磨性好,PA具有吸水性,优良的耐摩擦性和耐磨耗性,以及良好的耐疲还具有较好的电绝缘性。 2.PA的成型特点以及模具设计的注意事项:1成型特点:PA熔点高,成型前须预热;黏度低,流动性好,易产生溢流,飞边;熔融温度下较硬,易损模具主流道及型腔壁易黏膜。2注意事项:防止溢料,更提高结晶化温度,应注意模具温度的控制;收缩率为1.5%2.5%3.工艺参数
13、:30%玻纤增强尼龙66的工艺参数如下;注射机类型;螺杆 预热和干燥 温度 100110 时间 1216H成型温度 22730 模具温度 70注射力 70176MPa后处理方法; 油 水 盐水 温度; 90100 时间; 4.H说明;1) 预热和干燥均采用鼓风烘箱 2 )凡潮湿环境使用的塑料,应进行调湿处理,在100120度水中加热218H4注塑机的选择:1)注塑机的流量:塑件的体积计算:=63.14(9.5292)14=2439.6=64(2240.5)14=672=+=2439.6+672=3111.66=63111.6=18699.6 取=250002)塑件的质量计算:v=1.33111
14、.6=4.045g6=64.045=24.27g设凝料的质量为5克24.27+5=29.27g 取=30g按注射量选择40000的注射机。按流量选择注塑机,由料制品及成型技术教材附录F选择SZ40/32立式注射机,其参数如下:理论注射容积:40 螺杆直径:24cm注射压:150Mpa 锁模力:320KN拉杆内向距:205mm 移模行程 160mm最大模具厚度:160mm 最小模具厚度:130mm喷嘴球半径:10mm 喷嘴口半径: 3mm 第四部分 浇注系统的设计1.浇注系统的设计;A 浇注系统的组成及设计原则 1 浇注系统通常由主流道 分流道 浇口料穴等组成 2 设计原则;1流程要短。减少压力
15、和热量损失及塑料消耗量,同时缩短了充模时间2排气良好。使料流平稳顺利充满型腔。3防止型芯变形和嵌件位移。应避免料流直冲较小的型芯和嵌件。 4防止塑件翘曲变形和表面形成冷疤,冷斑等缺陷。应减轻浇口附近应力集中。5合理选择冷料穴b 主流道设计; 主流道是指连接注射机喷嘴与风流道或型腔单腔模的进料通道。负责将塑料溶体从喷嘴引入模具,其形状,大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道垂直于分型面通常作在淬硬浇口套内,如图4-15a所示。为了使塑料疑料能从主流道中顺利拔出,需将主流道设计成圆锥形,具有a=2-6的锥角。内壁为ra 0.8 um 以下的表面粗糙度,小端直径大于喷嘴直径约0.51mm,凹坑半径
16、R也应比喷嘴头半径大1-2mm,以便疑料顺利拔出。浇口套大端高出定模端面H=510mm,起定位作用与注射机定模板的定位孔呈间隙配合。为了拆御更换方便,模具的定位圈常与浇口套分开设计,如图4-1所示。 图41C分流道及其平衡布置(1分流道:主流道和浇口之间的进料通道。其作用是通过流道截面及方向变化使塥料平稳地转换流向,并均匀分配给各个型腔多型腔模。常见分流道的截面形状有圆形 梯形 U形 半圆形及矩形等几种形式,其中圆形截面分流道的比面积最小,但需要开设在分型面两侧,且对应两部分必须吻合,加工不方便;梯形及U形截面分流道加工较容易,且热量损失和流动阻力均不大,为最常用形式;半圆形和矩形截面的分流道
17、则因此比面积最大。在此设计中,采用圆形截面。 2分流道的尺寸;因为各种塑料的流动性有差异,所以a 以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径。常用塑料的分流道直径推荐值如塑料制品成型及模具设计表4-3。对于壁厚小于3mm,质量在200以下的塑件可以用以下经验公式确定分流道的直径;D=0.2654 式中;M-流径分流道的塑料量 L-分流道长度mm D-分流道直径,对于粘度叫大的塑件,可用上式算得的D值再 以1.21.25的系数,据表43查得尼龙类分流道的直径为1.69.5 取D=4。3分流道的布置:分流道采用平衡布置,多型腔模具应尽量均衡布置型腔,使熔融塑料几乎同时到达每个型腔的进料口,这样,塑料
18、到每个型腔的压力和温度是相同的,塑件的品质理应相同 图42D 浇口的设计1浇口又称进料口,是分流道与型腔之间的狭窄部分,也是浇注系统中最短小的部分,他使塑料溶体的流速产生加速度,有利于迅速充满型腔,同时还起封闭型腔防止溶体倒流的作用,并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离。浇口的设计与塑料性能,塑件形状,截面尺寸 模具结构及注射工艺参数等有关。总的要求是使溶料以较快的速度进入并充满型腔,同时在充满后能适时冷却封闭,因此浇口的截面要小,长度要短,这样可以增大料流速度,快速冷却封闭,且便于塑件与凝料分离,不留明显的浇口痕迹,保证塑件外观质量。2浇口的形式;浇口的形式很多,在此设计中为了保证制件的外观,
19、采用推切式潜伏口。3前途浇口的优缺点;进料口设在塑件内侧时,塑件外边面没有点浇口切断痕迹。脱模时,推杆切断进料口可实行注射机的全自动化操作。避免了点浇口流道所需要的定模定距分型机构。模具结构简单。但隧道斜孔的加工较困难。为了将斜的点浇口推出。必须是柔韧性好的塑料,必须是柔韧性好的塑料。并且要严格掌握塑件在模内的冷却时间。在流道为凝固时及时推出潜伏浇口E 冷料穴设计; 冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头以及塥体流动的前锋冷料,以防止溶体冷料进入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端,冷料穴底部常作成曲折的钩行或下陷的凹槽,使冷料穴兼有分模时将主流道衬套中拉出,并留在动模一侧的作用。在此设计
20、中采用带球型头拉料杆的冷料穴。这种拉料杆专用于借助推板将制品脱模时模具中。前锋冷料进入冷料穴后,紧包在拉料杆的球形头上,开模时便可将主流道凝料从主流道中拉出。球头拉料杆固定在动模一侧的型芯固定板上,并不随推出机构移动,所以当推件板从型芯上推出制品时,也就将主流道凝料从球头拉杆上硬刮下来 图43第五部分 分型面选择及型腔布置A分型面的选择原则;(1便于塑件脱模: 1)在开模时尽量使塑件留在动模内;2)应有利于侧面分型和抽芯;3)应合理安排塑件在型腔中的方位。2考虑和保证塑件的外观不遭损失:(3)尽力保证塑件尺寸的精度要求(4)有利于排气。(5)尽量使模具加工方便B分型面的形式如图51型腔树木的确
21、定与排列形式 图511.型腔数目确定方法常见的有四种:(1)根据经济性确定型腔树木(2)根据注射机的额定锁模力确定型腔树木(3)根据注射机的最大注射量确定型腔数目(4)根据制品精度确定型腔数目对于高精度制品,由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致。故通常推荐型腔数目不超过6个,本设计为六型腔注射模。2型腔的排列此设计的型腔在模板上呈圆形排布。在设计时要注意以下几点(1)尽可能采用平衡式排列(参见分流道布置)确保制品的质量的均一和稳定(2)型腔布置与浇口开设部位应力求对称,以便防止模具承受偏载而产生溢料现象如图4-20尽量使型腔排的紧凑,以便减少模具的外形尺寸。第六部分 排气系统的设计及流
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