注塑-骨架模具的设计与制造-说明书.doc
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1、南昌航空大学科技学院学士学位论文骨架模具的设计学生姓名:罗斌 班级:0781053指导老师:陈为国摘要:注射成形是塑料成型的一种重要方法,它主要适用于热塑性塑料的成型,可以一次成型形状复杂的精密塑件。在综合分析塑件结构,使用要求,成型质量和模具制造成本的基础上,介绍结构简单,形状规则的塑件成型。设计成型零件部位时,应根据塑料的特性、塑件的结构和适用要求,确定型腔的总体布局,选择分型面,确定脱模方式,设计浇注系统、排溢系统等。然后根据加工工艺和装配工艺的要求进行成型零部件的结构设计,计算成型零部件的工作尺寸,对关键的成型零部件进行强度和刚度校核,并采用侧向分抽芯机构,使塑件能一次成型。设计了相应
2、的的侧向分型抽芯的注射模。最后介绍了模具的工作过程.关键词:注射模 抽芯机构 模具设计 指导老师签名:Skeleton die designStudent name:Luo Bin Class:0781053Supervisor:Chen Wei GuoAbstract: Injection molding is plastic molding of a kind of important method, it is mainly applied to thermoplastic plastic molding and shaping a complex shape of precision
3、plastic pieces. On analyzing the structure of plastic parts, use requirement, forming quality and mould manufacturing cost, and on the basis of simple structure, shape rules introduced the plastics molding. Design molding parts parts, should according to the characteristics of plastics, plastic piec
4、es of structure and applicable requirements, determine the overall layout, choose mold parting surface demoulding manner, design, determine gating system, platoon excessive system, etc. And then based on the processing and assembly process requirements for molding parts structure design, calculation
5、 molding parts work size, shape of key parts were the strength and stiffness checking, and USES the lateral points core-pulling mechanism, make plastics can once moldings. Design the correspondings side parting core-pulling of injection mould. Finally introduced the working process of the die. Keywo
6、rds:injection mould medialcoe pulling mechanism mold design Signature of Supervisor:目 录1 塑件的工艺分析1.1 塑件原始资料分析(03)1.2 明确塑件的生产批量(04)1.3 估算塑件的体积和重量(04)1.4 分析塑件的成型工艺参数(05)2 确定模具结构方案2.1 脱模原理(05)2.2 确定型腔数量及布局形式(06)2.3 选择分型面(07)2.4 确定浇注系统与排气系统(07) 2.4.1 浇注系统形成(07)2.4.2 主流道的设计(08)2.4.3 分流道的设计(08)2.4.4 浇口的设计(
7、08)2.4.5 排气系统(09)2.5 选择推出方式(09)2.6 模具加热与冷却方式(09)3 模具设计的有关计算3.1 型芯和型腔工作尺寸的计算(10)3.1.1 型腔径向尺寸计算(10)3.1.2 型蕊径向尺寸计算(10)3.2 侧壁厚度与底板厚度的计算(10)3.2.1 侧壁厚度(10)3.2.2 推板厚度(11)3.3 斜导柱等侧抽芯有关计算(11)3.3.1 斜导柱的设计(11)3.3.2 斜导柱的计算(12)3.3.3 斜滑块的计算(13)3.3.4 契滑块的设计(13) 3.3.5 导滑条(14)3.4 冷却与加热系统(14)4 选择模架4.1 初选注射机(15)4.1.1
8、浇注系统的重量(15)4.1.2 注射压力(16)4.2 选标准模架(17)5 校核注射机5.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核(18)5.2 开模行程的校核(18)5.3 模具在注射机上的安装(19)6 推出机构的设计6.1 推件力的计算(19)6.2 推杆的设计(20)6.2.1 推杆的强度计算(20)6.2.2 推杆的压力校核(20)6.3 推板强度计算(20)7 连接件的选用7.1 销钉的选用(21)7.2 螺钉的选择(22)8 模具的装配8.1 模的装配(22)8.2 动模的装配(22)结 论 (23)参考文献 (24)致 谢 (25)1 塑件的工艺分析如图 1-01 所示
9、塑料制件,材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS塑料) ,收缩率 0.3%0.8% 。 图 1-011.1 塑件的原始材料分析 该材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS塑料),是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。ABS无毒、无味、呈微黄色,成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看,该塑料具有极好的抗冲击强度,有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。从成型性能上看,该塑料在升温时粘度增高,所以成型压力较高,故塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;ABS易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力;在正常的
10、成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060,而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在6080。1.2 明确塑件生产批量该塑件要求大批量生产。1.3 估算塑件的体积和重量按照图 1-02 塑料件图示尺寸近似计算: V总=3.1419217=19270.18 mm3 V1 =3.149.526=1700.31 mm3 V2 =3.14(192-112)6=4521.6 mm3 V3 =3.14(192-9.5)28=6801.25 mm3 V4 =3.148211=2210.56 mm3所以塑件的体积为V=19270.18-1700.31-4521.
11、6-6801.25-2210.56=4036.46mm3=4.04 cm3塑件重量为Gs =V=1.064.04=4.2824 g式中为塑料密度(ABS的密度=1.041.07g/cm3) 图 1-021.4 分析塑件的成型工艺参数干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度:210280C;建议温度:245C。 模具温度:2570C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 注射压力:5001000bar。 注射速度:中高速度。2 确定模具结构方案2.1脱模原理制品为骨架。该模具采
12、用斜导柱抽心机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板做成整体,确保凹模滑块4的定位锁紧。定模板和滑块上都开设了冷却水道,模具冷却比较均匀,缩短了生产周期。工作原理:模具分流道与侧浇口开设在垂直分型面IIII上,并由骨架凸翼腔底进料。开模时,II分型面分型,斜导柱5带动凹模滑块4做IIII垂直分型面分型。最后,由推板10推出塑件制品。2.2 确定型腔数量及布局形式该塑件在注射时采用一模二件,即模具需要二个型腔。综合考虑浇注系统,模具结构的复杂程度等因素拟采取图图1-03所示的型腔排列方式。 图1-032.3 选择分型面确定分型面位置如图1-04图1-042.4确定浇注系统与排气系统2.4.1 浇注
13、系统形式采用普通浇注系统,由于二型腔模,必须设置分流道,用潜伏式浇口形式从零件内部进料,利用分型面间隙排气。2.4.2 主流道设计根据塑料模具设计手册初步得XSZ60型注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴前端孔径:d0=4 mm;喷嘴前端球面半径:R0=12 mm;根据模具主流道与喷嘴的关系 R=R0+(12) mm d= d0+(0.51) mm取主流道球面半径:R=13 mm;取主流道的小端直径d=5 mm。为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其斜度为2-6,取4,经换算得主流道大端直径为D=8 mm。2.4.3 分流道设计a分流道的形状和尺寸分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积、壁厚
14、、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因数来确定。本塑件的形状不复杂,熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的形状长度较短,为了便于加工起见,选用截面形状为半圆形分流道,查表5-40(塑料模具设计手册)得R=2.5 mmB分流道的表面粗糙度由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有内部的熔体流动状态比较理想,因此分流道表面粗糙度要求不太低,一般Ra取1.6m左右,这可增加对外层塑料熔体的阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层。2.4.4 浇口的设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,选用潜伏式浇口较为理想,如图 1-05。设计时在模具结构上采取瓣合式型腔,潜伏式浇口的锥角取
15、1020图 1-05查表5-45(塑料模具设计手册)选尺寸为直径1 mm,试模时修正。2.4.5 排气系统:该模具为小型模具,可利用分型面间隙排气,该分型面位于熔体流动的末端。2.5 选择推出方式选择推出机构:该塑件为簿壁塑件,综合各个因素,选定为推板推出机构。为了防止推板刮伤凸模,推板内孔应比凸模成型部分大0.20 mm 0.25 mm,外,将凸模和推板的配合做成锥面,以防止因推板偏心而出现飞边,其单边斜度10左右为易。2.6模具加热与冷却方式该模具采用电热丝加热,用水冷。3 模具设计的有关计算3.1型芯和型腔工作尺寸的计算查表塑料模设计手册表 1-4 塑料ABS收缩率:0.3%0.8%。平
16、均收缩率: S=(0.3%+0.8%)/2=0.55%3.1.1 型腔径向尺寸的计算:38:(Lm)+0z=(1+0.0055)38-0.263/4+00.26/3=38.01+00.08722:(Lm)+0z=(1+0.0055)22-0.223/4+00.22/3=21.96+00.07319:(Lm)+0z=(1+0.0055)19-0.223/4+00.22/3=18.94 +00.0731.5:(Lm)+0z=(1+0.0055)1.5-0.123/4+00.12/3=1.42 +00.04型腔深度的计算:8 :(Hm)+0z=(1+0.0055)8-0.162/3+00.16/3=
17、7.94+00.0536 :(Hm)+0z=(1+0.0055)6-0.142/3+00.14/3=5.94+00.0471.5:(Hm)+0z=(1+0.0055)1.5-0.122/3+00.12/3=1.43+00.043.1.2 型芯径向尺寸的计算:16:(Lm)-0z =(1+0.0055)16+0.203/4 -00.20/3=16.24-00.06719:(Lm)-0z =(1+0.0055)19+0.223/4 -00.22/3=19.27-00.0731.5:(Lm)-0z =(1+0.0055)1.5+0.123/4 -00.12/3=1.6-00.04 型芯高度公式:6
18、:(hm)+0z=(1+0.0055)6+0.142/3 -00.14/3=6.13-00.04711:(hm)-0z =(1+0.0055)11+0.182/3 -00.18/3=11.18-00.063.2 侧壁厚度与底板厚度的计算3.2.1 侧壁厚度:该型腔为整体式。因此,型腔的强度和刚度按整体式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦,也可以参考经验推荐数据。查塑料成型工艺与模具设计表6.10 型腔侧壁厚取=20 mm3.2.2 推板厚度:H=0.74 pr4/E) 1/3 其中查,E=2.1105MPa,可取制品轴向尺寸公差的1/10,取=0.03 mm,p由表4.1取30Mpa。H=(0
19、.74300.84 /2.11050.00003) 1/3 =1.13 cm 16mm3.3 斜导柱等侧抽芯有关计算3.3.1 斜导柱的设计斜导柱的倾斜角取22.5。Ft=2rESLf/(1+m+k)(1+f)Ft脱模力(推出力)(N)E塑料弹性模量(N/cm2,ABS塑料为1.82.9105N/cm2之间,取2.0105 N/cm2)S塑料的平均成型收缩率(mm/mm)L包容凸模的长度(cm)f塑料与刚的摩擦系数(ABS塑料取0.2)m塑料的帕松比(取0.3)k=2r2/(t2+2tr) (t为塑料平均壁厚)t=塑料平均壁厚(cm)r圆柱半径(cm)2Ft=221.92000000.0055
20、1.70.3/(1+0.3+5.87)(1+0.2) =1393.97(N)查塑料成型工艺与模具设计表9.1 取Fw=10KN再查表9.2 得d=16mm3.3.2 斜导柱的计算在斜导柱的设计中斜导柱采用了理论上最佳的斜角:22.5,直径取16 mm。先计算抽心距:S抽=(R2-r2) 1/2+(23) mm其中:R塑件的大圆盘半径 r塑件的最小的腰部外圆半径S抽=(192-9.52) 1/2+(23) 16.45+(23) =19 mm然后在CAD里根据抽心距算出其长度,如图1-06图 1-06其强度校核:F弯=F抽/cos其中:F弯斜导柱所受的弯曲力(N)F抽抽拔力(N) 斜导柱的斜角F弯
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