毕业设计(论文)-骨架(SMBS-04)的注射模设计(全套图纸) .doc
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1、湖南网络工程职业学院前言全套CAD图纸,联系153893706光阴似梭,大学三年的学习一晃而过,为具体的检验这三年来的学习效果,综合检测理论在实际应用中的能力,除了平时的考试、实验测试外,更重要的是理论联系实际,让我们走向社会之前完成一次综合性设计。即本次设计的课题是骨架(SMBS-04)的注射模设计,是对以前所学课程的一个总结。本次毕业设计课题来源于生活,应用广泛,但成型难度大,模具结构较为复杂,对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解,同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。在此次设计中,主要用到所学的注射模设计,以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般
2、流程,即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点,主要包括成型位置的及分型面的选择,模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择,模具工作零件的结构设计,推出机构的设计,拉料杆的形式选择,排气方式设计等。通过本次毕业设计,使我更加了解模具设计的含义,以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题,这为我以后从事模具职业打下了良好的基础。本次毕业设计得到了广大老师和同学的帮助,特别是周华健老师和屠冬青老师
3、的悉心指导,在此表示感谢!由于实践经验的缺乏,且水平有限,时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处,恳请各位老师和同学批评指正。目 录前言绪论1第一章 设计任务书4第二章 塑件分析5一、 塑件工艺性5二、 塑件结构分析6 第三章 塑料材料的成型特性与工艺参数7第四章 成型设备的选择9一、 初选注射机9二、 型腔数量的确定10 第五章 浇注系统的设计和排溢系统的设计11一、 塑料制件在模具中的位置11二、 浇注系统的设计 12三、 排溢系统的设计14第六章 成型零部件的设计与计算15一、 成型零件的结构设计15二、 成型零件工作尺寸的计算15三、 模架的选取18第七章 脱模机构的设计19一、 脱
4、模力的计算19二、 推出机构的设计19第八章 合模导向机构的设计21一、 导柱21二、 导套21第九章 镶块的精定位设计22第十章 温度调节系统的设计与计算22一、 冷却的计算22二、 冷却系统的设计原则与常见冷却系统的机构23第十一章 注射机参数的校核23一、 注射量的校核23二、 注射压力的校核23三、 模具与注射机安装部分的相关尺寸23四、 行程的校核24五、 顶出装置的校核25参考文献26关键词:注射模、凸模、凹模、斜滑块。Key words: injection mould、punch、matrix、angled-lift splits 绪论一、 我国塑料模具工业的发展现状及特点 我
5、国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料
6、门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达1030万次,淬火钢模达501000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广
7、,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的50%80%相比,差距较大。 在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Mold
8、flow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20,3
9、Gr2Mo、PMS、SM、SM等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响,但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%80%相比,仍有差距。据有关方面预测,模具市场的总体趋势是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂
10、、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。二、我国塑料模具工业和今后的主要
11、发展方向(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。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3
12、D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。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。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
13、为了确保塑料件精度,继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,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的规格品种。 (6)应用优质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
14、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。三、设计在学习模具中的作用 通过对模具专业的学习,掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求,各种模具的结构特点及设计计算的方法,以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面,掌握一般机械加工的知识,金属材料的选择和热处理,了解模具结构的特点,根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用,综合检验大学期间所学的知识。 第一章 设计任务书 此塑件为骨架(SMBS-04),采用ABS材料,小批量生产,塑件
15、的外表面无特别要求。 本次毕业设计的工作量较大,主要包括模具结构的设计、模具结构总装图的绘制等,所以历时较长,要求完成以下任务:1 根据尺寸分析零件工艺性;2 设计骨架的注射模,完成模具装配图一张,产品图一张,型芯镶块、型腔的零件图各一张,非标准零件图一套。3 编制改模具非标准零件加工工艺过程卡:1) 编制改模具所有非标准零件加工工艺过程卡;2) 编制一个工作零件(成形零件)机械加工主要工序的工序卡。4 编写设计说明书。 第二章 塑件分析 本塑件为骨架.主要形状为长方体的壳类零件,零件形状如产品图所示,具体尺寸请看产品图纸。一、 塑件的工艺性1) 尺寸精度 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与
16、产品图中尺寸的符合程度,即所或塑件尺寸的准确度。一般塑件的尺寸精度是根据使用要求确定的,但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺特点,过高的精度要求是不恰当的。因此,要合理地选择塑件精度,在满足使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动,而本塑件的结构简单无配合精度,由于所用材料为ABS所以确定其采用一般精度,为MT3级精度,无公差值者,按MT5级精度取值。其主要尺寸公差标注如下(单位均为mm)。塑件定位尺寸:10+ -0.14、13+-0.0.16。2)表面粗糙度 塑件的表面粗糙度,除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、波纹等庛点外,主要由模具成型零件的表面粗糙
17、度决定。由于本塑件的外观要求不高,所以表面粗糙度要求低,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求高12级.所以依据塑料成型工艺与模具设计中表3-3可知,塑件的表面粗糙度在1.63.2之间,选取3.2。3)形状 塑件在满足功能的要求下,其内外表面应尽可能保证有利于成型,以简化模具结构,降低成本,提高生产率和保证塑件的质量。由于此塑件的外表面要求不高、塑件结构简单,可以把浇口设在上表面。4)壁厚 本塑件为薄壁小型零件。5)脱模斜度 为了便于塑件脱模,以防脱模时擦伤塑件表面,与脱模方向平行的塑件表面一般应具有合理的脱模斜度。脱模斜度的大小主要取决于塑料的收缩率、塑件的形状和壁厚以及塑件的部位等因素,收缩率
18、大的塑料取较大的脱模斜度。由于塑件在冷却收缩时,会使它包紧在模具型芯或者型腔中的凸起部分。因此为了便于从塑件中抽出型芯或者从型腔中脱出塑件,防止脱模时拉住塑件,而又因为本塑件是一个壳类零件,如不设适当的斜度将比较难脱模。因此根据塑料成型工艺与模具设计中表3-7中查得:型腔的脱模斜度选40120;型芯选351。所以选取1o。二、塑件结构分析由于所选的材料为ABS。塑件成型性较好,它的流动性好,收缩率小,加上塑件的表面质量要不高、尺寸精度要求的问题,故适合采用点浇口。由于模具的结构简单,考虑本塑件为小批量生产、注射机的各项规格、工作性能、制品的精度要求、模具制造费用、生产效率等,采用一模二腔模具。
19、第三章 材料的成型特性与工艺参数本塑件材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物,俗称为ABS。英文名称为Acrylonitrile-butadiene-styrene。 1. 主要用途ABS是一种综合性能优良的在工程中广泛应用的新型塑料。在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等,还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作水表壳、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、食品包装器、农药喷雾器及家具等。2. 基本特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯
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