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毕业设计说明书

星球幻影
2010-09-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《毕业设计说明书doc》,可适用于工程科技领域

液压系统性能与参数的初步确定引言选题的目的与意义随着全球经济一体化进程加快模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显机械电子、汽车、轻工、建材和国防工业等部门都大量采用模具进行生产并提出越来越高的要求。模具工业已成为新技术产业化的重要组成部分模具技术水平的高低与产品的质量、效益和新产品的开发能力有密切关系它成为衡量一个国家工业水平高低的重要标志之一。电插板作为现代生活的必需用品被广泛的应用于生活的各个方面。本设计以电插座上盖为研究对象利用ProE分析设计电插座上盖盖的注塑模具塑件材料采用的是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。注塑模具发展现状世纪年代以来国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来中国模具发展十分迅速模具工业一直以左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前中国有多个模具生产厂点从业人数约多万。在模具工业的总产值中冲压模具约占塑料模具约占压铸模具约占其他各类模具约占。近年来中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度将技术进步作为企业发展的重要动力。此外许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中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in(约cm)大屏幕彩电塑壳注射模具、kg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。经过多年的努力在模具CADCAECAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入世纪在经济全球化的新形势下随着资本、技术和劳动力市场的重新整合中国装备制造业在加入WTO以后将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中无论哪一行业的工程装备都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。注塑模具发展的影响因素在我国大型多型腔精密注塑模虽已能生产但总体技术水平不高与国外先进国家相比仍有很大差距特别是模具寿命低的问题非常突出。影响模具寿命的因素较多但模具材料是重要因素高寿命模具离不开优质模具材料。我国模具虽然有很大的进步和市场但也有不足的地方:一是规模偏小二是技术偏低三是涉及领域狭窄四是对相关行业影响带动能力不大。国内模具企业传统的制造方法一般是大至型芯、型腔小至一个螺钉独要自己设计生产结果造成阵线过长批量太少既浪费了精力和资源也无法保证在每一个环节都能拥有高级专业化水准。现代模具技术的发展在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备更重要的是生产技术的管理等。本设计的主要内容基于以上分析本文提出了基于ProE的电插座上盖注塑模具的设计主要设计内容如下:()利用ProE软件对电插座上盖盖进行三维造型。()进行注塑模具的设计以及三维造型。()生成二维模具装配图。()制定电插座上盖注塑模具型腔加工工艺。塑件三维造型及工艺分析塑件材料的分析ABS树脂(丙烯腈苯乙烯丁二烯共聚物ABS是AcrylonitrileButadieneStyrene的首字母缩写)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。结构  ABS树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、,丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(CH·CH·CHN)x但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈苯乙烯共聚物的混合物其中丙烯腈占~丁二烯占~苯乙烯占~最常见的比例是A:B:S=::此时ABS树脂熔点为℃。随着三种成分比例的调整树脂的物理性能会有一定的变化:,丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。性质 ABS树脂是微黄色固体有一定的韧性密度约为~g/cm。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。 ABS树脂可以在℃~℃的环境下表现正常而且有很好的成型性加工出的产品表面光洁易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。ABS树脂可与多种树脂配混成共混物如PC/ABS、ABSPVC、PA/ABS、PBT/ABS等产生新性能和新的应用领域如:将ABS树脂和PMMA混合可制造出透明ABS树脂。塑件的结构工艺性分析要想获得优质的塑件除合理选用塑件的原材料外还必须考虑塑件的结构工艺性这样不仅可使成型工艺得以顺利进行而且还能满足塑件和模具的经济性要求即以最低的成本生产出合格的产品、在进行塑件结构工艺性设计时必须遵循以下几个原则。()在设计塑件时应考虑原材料的成型工艺性如流动性、收缩率等。()在设计塑件的同时应考率其模具的中体结构使模具型腔易于制造模具抽芯和推出机构简单。()在保证塑件使用性能、物理性能与力学性能、电性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等的前提下力求结构简单壁厚均匀使用方便。()当对设计的塑件外观要求较高时应先通过造型然后逐步绘制图样。塑件结构工艺性设计的主要内容包括:尺寸与精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚、斜度、加强肋、支承面、圆角、孔、螺纹、齿轮、嵌件、文字、符号及标记等。本设计主要涉及到塑件的尺寸与精度、表面粗糙度、塑件形状、圆角、壁厚等的工艺性设计。塑件的尺寸与精度塑件尺寸精度与很多因素有关如模具制造精度及其使用后的磨损塑料收缩率的波动成型工艺条件的变化等。一般来讲为了降低模具的加工难度和模具的制造成本在满足塑件使用要求的前提下应尽量把塑件尺寸精度降低一些。塑件尺寸精度也与塑料品种有关根据各种塑料收缩率的不同原四机部标准又将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种如表所示。此表反映了在实践总结和讨论分析的基础上不同塑料在同样工艺难度下所能达到的不同精度等级标准。选择精度等级时应考虑脱模斜度对尺寸公差的影响。下表适用于注射、压缩及压注等成型的热固性塑料和热塑性塑料的尺寸公差。根据下表本塑件采用四级精度属于一般精度等级。表塑件精度等级的选用类别塑料名称建议采用的精度等级高精度一般精度低精度聚苯乙烯ABS聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯聚砜聚丙醚酚醛塑料粉氨基塑料玻璃纤维增强塑料塑件脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩会使塑件紧紧包住型芯或型腔中的凸起部分为了便于塑件从型腔中脱出或从塑件中抽出型芯防止脱模时拉伤或擦伤塑件设计塑件时必须考滤其内外壁面应有足量的脱模斜度。()脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定:塑件内孔以型芯小端为准尺寸符合图样要求斜度由扩大方向取得塑件外形以型腔(凹模)大端为准尺寸符合图样要求斜度由缩小方向取得。一般情况下脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。()当要求开模后塑件留在型腔内时则塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度。综合以上结合本塑件自身特点脱模斜度采用°塑件圆角为了防止塑件转角处的应力集中改善其成型过程中的充模特性增加相应处模具与塑件的机械强度提高其外观的可塑性除使用要求需要采用尖角外在塑件其它各面间的转角处或内部连接处需采用圆角过度。圆角半径的大小取决于塑件的壁厚如图所示。图内圆角、壁厚对应力集中的影响本塑件在分型面型腔与型腔配合处采用尖角过渡其余棱边倒角R。塑件壁厚塑件应有一定的壁厚这不仅是为了塑件在使用中有足够的强度和刚度而且也为了塑料在成型时保持良好的流动状态。有时塑件在使用时所需的强度虽然很小但是为了承受脱模推出力仍须有适当的厚度。壁厚的设计应合理壁太薄熔料充满型腔时的流动阻力大会出现缺料现象壁太厚塑料件内部会产生气泡外部产生易产生凹陷等缺陷同时增加了成本壁厚不均将造成收缩不一致导致塑件变形或翘曲在可能的条件下应是壁厚尽量均匀一致。塑件的壁厚一般取~mm大型塑件的壁可达mm。本设计中由于塑件是己知的外围壁厚是mm。塑件的体积和质量该塑件的材料取的是ABS。查手册和产品说明得知其密度为~gcm收缩率为。取其密度为,平均收缩率为。使用ProE软件画出塑件三维图如图所示则自动计算出塑件的体积V=。由公式M=ρ×V知:塑件质量:M=×=g式中:M塑件质量(g)ρ塑件平均密度()V塑件体积()。下图是塑件的三维造型图图塑件三维图(正面)图塑件三维图(背面)模具设计注射机的选用注射模是安装在注射机上的因此在设计注射模的时候应该对注射机有关技术规范进行必要的了解以便于设计出符合要求的模具同时选定合格的注射机型号。从模具设计制造角度考虑需要了解注射机的主要技术规范。在设计时最好查阅注射机生产厂家提供的有关注射机使用说明书上标明的技术规范。因为即使统一规格的注射机生产厂家不同其技术规格也略有差异。选用注射机时通常以某塑件或模具实际需要注射量初选某一公称注射量的注射机型号然后依次对该机的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸进行一一校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号为了保证正常的注射成型模具每次需要的实际注射量应该小于某注射剂的公称注射量。即:NvNVJ≤mg由上文所述可知由PROE计算得出塑件的体积是毫米ABS的密度一般在g/cm这里取g/cm计算得出塑件的质量为g初选注射机为XSZY其最大的理论注射量为g注射压力为Mpa锁模力为吨最大注射面积为cm最大开模行程为mm喷嘴圆弧半径为mm喷嘴孔径为mm。以下为选用注射机XSZY型的主要技术参数如表所示:表注塑机的主要技术参数技术参数数据单位结构形式卧式理论注射容量g螺旋柱塞直径φmm注射压力MPa注射行程mm注射时间s注射方式柱塞式合模力kN最大成型面积cm拉杆空间mm最大开模行程mm最大模具厚度mm最小模具厚度mm型腔数目的确定及布置型腔数目的确定注射模具每一次注射循环所能成型的塑件个数是由模具型腔的数目所决定的。型腔数目及布置方案和分型面的选择据定了塑件在模具中的位置。本塑件要求大批量生产且形状简单重量较轻按注射机的最大注射容量确定型腔数目有:n≤(Gm)m其中:G注射机的最大容量(g)m单个塑件的质量(g)m浇注系统的重量(g)带入数据计算取n=因此采用一模两腔这样做有利于生产效率的提高且成本较低。型腔的布置多型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列H型排列、直线排列及符合排列等型腔的布置与浇注系统的设计有密切的关系根据塑件的外形特点选用型腔的排列方式。()尽可能采用平衡式排列以便构成平衡式浇注系统确保塑件质量的均一和稳定。()型腔布置和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。()尽量使型腔排列的紧凑一些以便减小模具的外形尺寸。()在一般情况下常用直线排列和H形排列从平衡的角度来看应尽量选取H形排列。根据上面确定的型腔的数目本设计中采用直线型排列方式。如下图所示:图型腔的排列方式分型面的选择()符合塑件脱模:为使塑件能从模具内取出分型面的位置应设在塑件断面最大尺寸的部位。()分型面的数目和形状:通常只采用一个与开模运动方向相垂直的分型面。确定分形面应以模具制造及脱模方便为原则。()型腔的选择:尽量防止形成侧孔和侧凹以避免采用较复杂的模具结构。()确保表面质量:分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面避免影响塑件的外观质量将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧。以确保塑件的同轴度要考虑减小造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。()有利于塑件脱模:由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧故尽可能使开模后塑件留在动模一侧。()有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时应将分型面设计在塑料的流动末端以利于排气。()模具零件易于加工。由于电插板上盖的形状比较简单模具制造比较简单故采用单分型面模具。图单分型面设计示意图排气系统的设计模具合模后在模内的所有空间如流道内、型腔内以及各零件组合的空隙内都残存有空气。另外塑料熔融体射入型腔后也会产生一些分解出来的气体。这些空气和气体如不能在塑料熔体进入浇注系统的同时顺利排出模外将会产生下述危害:()对射入流道的熔融塑料产生阻力降低了流动速度使成型困难甚至难以充满型腔造成凹陷或缺料产生废品。()在制品上形成空洞接痕云纹等缺陷降低制品质量。()降低连续注射的速率影响生产效率。排气系统的选择注射模排气方式有多种常见的排气方式有:()用分型面排气。()用型芯与模板配合间隙排气。()利用顶杆运动间隙排气。()用侧型芯运动间隙排气。()开设排气槽或排气孔。排气槽的位置确定原则()排气槽应设在料流末端。()排气槽设在主分型面凹模侧这样既便于加工修整又容易脱换。()排气槽设在嵌件或壁厚最薄处。()便于清理以免积存冷料。()勿对着操作区。()合理设计排气槽的深度这与塑料的流动性有关。本设计由于塑件的分型面较少且比较简单所以采用了用分型面的排气方式。成形零部件的设计型腔的结构设计型腔是成型制品外表面的成型零件是制品外表面形状、结构的复制。型腔按其结构不同可分为:()整体结构的型腔:整体结构的型腔结构简单易于制造制品上无镶拼结构留下的拼接痕制品质量较好制造中省去了镶拼组合所需的工时和费用。()整体嵌入结构的型腔:整体嵌入结构型腔的优点是可以选用优质钢材加工而用才不多其结构便于加工也便于维修和更换一致性较好。其外形根据制品形状结构和模具结构需要可以是圆形、方形、矩形或其他形状。()局部镶拼结构的型腔:对于型腔内某些易于磨损或较为复杂的部分采用局部镶拼组合的结构可使易于加工且制造精度也易于得到保证。()四壁镶拼结构的型腔:对于比较复杂的、大型的型腔常采用四壁镶拼结构。()两瓣组合结构的型腔:此机构是专为两端带凸缘的塑料制品诸如线圈骨架之类的制品设计的。()螺纹型环结构的型腔:在全自动成型螺纹塑料制品的模具中则采用了完整的螺纹型环成型。本设计中采用的是()整体结构的型腔。型腔工作尺寸计算在注射成型的过程中型腔承受塑料熔体的高压作用因此模具型腔应该有足够的强度。型腔强度不足将发生塑性变形甚至破裂刚度不足将发生过大弹性变形导致型腔向外膨胀并产生溢料间隙。型腔是成型塑件外形的模具零件其工作尺寸属包容尺寸在使用过程中型腔的磨损会使包容尺寸逐渐的增大。所以为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要在设计模具时包容尺寸尽量取下限尺寸尺寸公差取上偏差。此型腔工作尺寸计算采用的是平均值法。()型腔径向尺寸的计算式中Lm型腔径向尺寸(mm)Ls塑件外形基本尺寸(mm)Scp塑件平均收缩率(%)△塑件公差(mm) x修正系数,一般为~,公差值大取小值对于小型塑件一般去  δz成型零件的制造公差一般取塑件公差的~对于中小型塑件取δz=△由于此塑件是小型塑件所以取修正系数x=成型零件的制造公差δz=△。根据《实用塑料注射模设计与制造》P页塑件公差数值表如下表。表SJ公差值表公差尺寸(mm)精度等级公差数值级精度由Ls=mmLs=mm可查得△=mm(的级△为mm)△=mm故:Lm=××=Lm=(××=型腔高度尺寸的计算式中Hm型腔高度尺寸(mm)Hs塑件高度尺寸(mm)Scp塑料平均收缩率() ∆塑件公差(mm) x修正系数,一般为~,公差值大取小值对于小型塑件一般去  δz成型零件的制造公差一般取塑件公差的~对于中小型塑件取δz=△由于此塑件是小型塑件所以取修正系数x=成型零件的制造公差δz=△。由Hs=mm查得△=mm△=mm故:Hm=××=Hm=××=型芯的设计型芯是用于成型塑件内表面的零部件又称凸模型芯主要分为以下几个形式。()整体式型芯型芯与模板做成整体结构简单成型质量好但钢材耗量大适用于内表面形状简单的小型型芯。()组合式型芯当塑件内表面形状复杂或形状虽不复杂但为了节省优质钢材减少切削加工量时可采用组合式型芯将型芯及固定板分别采用不同材料制造和热处理然后连接在一起。当塑件形状较简单型芯高度不大便于加工及热处理变形较小的情况下则型芯可为整体结构反之则可采用组合式结构本设计采用()整体型芯。型芯的工作尺寸计算()型芯的径向尺寸计算  式中lm型芯径向尺寸(mm)  ls塑件径向尺寸mmScp塑料平均收缩率() ∆塑件公差(mm) x修正系数,一般为~,公差值大取小值对于小型塑件一般去  δz成型零件的制造公差一般取塑件公差的~对于中小型塑件取δz=△由于此塑件是小型塑件所以取修正系数x=成型零件的制造公差δz=△。由ls=mmls=mmLs=mmLs=mm查表得△=mm△=mm△=mm故:Lm=(XX)=Lm=(XX)=Lm=(XX)=Lm=(XX)=()型芯的高度尺寸计算式中Hm型芯高度尺寸(mm)Hs塑件高度尺寸(mm)Scp塑料平均收缩率 ∆塑件公差(mm) x修正系数,一般为~,公差值大取小值对于小型塑件一般去  δz成型零件的制造公差一般取塑件公差的~对于中小型塑件取δz=△由于此塑件是小型塑件所以取修正系数x=成型零件的制造公差δz=△。由Hm=mmHm=mm查表得△=mm故:Hm=(XX)=Hm=(XX)=浇注系统的设计普通浇注系统的组成浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。安装在卧式或立式注射机上的注射模具所用的浇注系统亦称为直浇口式浇注系统其主流道垂直于模具分型面安装在角式注射机上的注射模具所用浇注系统主流道平行于分型面。浇注系统的设计原则设计浇注系统应遵循如下基本原则:()料的成形性能和塑料熔体流动特性()采用尽量短的流程以减少热量和压力的损失()有利于型腔中气体的排出()防止型芯的变形和嵌件的位移()尽量避免或减少产生熔接痕主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道是熔体最先流经模具的部分它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。()​ 主流道尺寸在卧式或立式注射机上使用的模具中主流道垂直于分型面。由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触所以只有在小批量生产时主流道才在注射模上直接加工大部分注射模中主流道通常设计成可拆卸、可更换的主流道浇口套。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出主流道设计成圆锥形其锥角为º~º。小端直径d比注射机喷嘴直径大~mm。由于小端的前面是球面其深度为~mm注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大mm。流道的表面粗糙度值Ra为。图主流道浇口套及其固定形式主流道浇口套一般采用碳素工具钢如TA、TA等材料制造热处理淬火硬度HRC。主流道浇口套及其固定形式如图所示()主流道的形状和尺寸计算主流道小端直径d=d()mm其中:d为注射机喷嘴孔直径XSZY注射机的喷嘴孔直径为mm取增量为计算得出d为mm球面配合高度H=mm主流道球半径R=R()查XSZY注射机喷嘴球半径得出R为mm。取增量为mm故R=mm主流道长度要求尽量小于mm取mm主流道与分流道过度圆角取r=mm主流道大端直径D=dLtan。计算得出D=mm分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道作用是改变熔体流向使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。()分流道的形状与尺寸分流道开设在动模分型面的一侧其截面形状应尽量使其比表面积(流道表面积与其体积之比)小。梯形及u形截面分流道加工较容易且热量损失与压力损失均不大此次选用u形截面。()分流道的长度根据型腔在分型面上的排布情况分流道可分为一次分流道、两次分流道甚至三次分流道。分流道的长度要尽可能短且弯折少以便减少压力损失和热量损失节约塑料的原材料和能耗。()分流道的表面粗糙度由于分流道中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数值不能太小一般取µm左右这可增加对外层塑料熔体的流动阻力.使外层塑料冷却皮层固定形成绝热层。()分流道的布置采用平衡式布置()分流道尺寸的计算分流道长度L=(D)计算得出L=mm分流道锥角α(一般取到度)这里取度分流道与浇口过度圆角r=mm取mm分流道大端宽度b=()D计算得b为mm分流道小端宽度按塑件选择分流道直径:常用推荐ABS分流道的直径为mm这里取mm。浇口设计()浇口的概念浇口亦称进料口是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。()浇口的作用浇口通过截面积的突然变化使分流道送来的塑料熔体提高注射压力使塑料熔体通过挠口的流速有一突变性增加提高塑料熔体的剪切速率降低黏度使其成为理想的流动状态从而迅速均衡地充满型腔。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分这有利于在塑件的后加丁中塑件与浇口凝料的分离。()浇口的结构形式:浇口的结构形式很多按照浇口截面形状的不同可以分为点浇口扇形浇口环形浇口护耳浇口。潜伏浇口轮辐浇口侧浇口爪形浇口等。本设计采用侧浇口。侧浇口:侧浇口一般开设在分型面上塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔其截面形状多为%(扁槽)是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上特点是由于浇口截面小减少了浇注系统塑料的消耗量同时去除浇口容易不留明显痕迹。本次设计的侧浇口参数如下:L=mmb=mmt=mm图侧浇口()浇口位置的选择原则尽量缩短流动距离避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷浇口应开设在塑件厚壁处考虑分子定向的影响减少熔接痕提高熔接强度冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低形成的冷凝料头为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件质量在进料口的末端的动模板上开设一洞穴这个洞穴就是冷料穴。卧式或立式注射机的冷料穴一般都设在主流道正面的动模板上其直径稍大于主流道的大端直径。本设计中冷料穴的直径是фmm。拉料杆的设计为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出往往使冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而动模一边的作用根据拉料的方式不同常见的冷料穴与拉料杆结构形式有:带钩形拉料杆的冷料穴带球头拉料杆的冷料穴无拉料杆的冷料穴等。本设计采用的是带Z字头形拉料杆的冷料穴。浇注系统平衡设计()浇注系统的平衡概念为了提高生产效率降低成本小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的结构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔非平衡式布置形式则需要通过调节浇口尺寸使浇口的流量及成形工艺条件达到一致这就是浇注系的平衡亦称浇口的平衡。()浇注系统的平衡计算方法浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的BGV(BalancedGateValue)值来判断或计算。浇口平衡时BGV值应符合下列要求:相同塑件的多型腔模具各浇口计算出的BGV值必须相等不同塑件的多型腔模具各浇口计算出的BGV值必须与其塑件型腔的充填量成正比。本次设计采用的是平衡布置的形式。导向机构的设计为了保证注射模的准确开模和合模注射模具必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位及承受一定得侧向压力。本次设计采用了导柱导套和复位杆的导向形式。导向机构的作用()定位作用()导向作用在设计导向机构的时候应该注意的问题()导向应合理的均均布在模具分型面的四周导柱的布置应采用等直径不对称布置或不等直径对称布置。导柱中心到模具外缘应有足够的距离以保证模具的强度()导柱的长度比型心的高度高出到mm以免在错误定位时型心进入凹模型腔相碰而发生损坏。()导柱设置在动模一侧可以起到保护型心及塑脱模时支撑推件板的作用在设计中应根据具体情况来选择导柱的位置。一般设置在动模。()配合精度:导柱固定端与模板之间一般采用Hm或Hk的过渡配合导柱导向部分通常采用Hf或Hf的间隙配合下图是对导柱的三维造型:图导柱导套的结构形状:导柱孔最好做成通孔以利于排出孔内空气及残渣废料。若模板较厚导柱必须做成不通孔时可在不通孔的侧面打一小孔排气。材料:导柱与导套的材料相同或铜合金其硬度一般低于导柱硬度可防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度值一般为Ramm。固定形式:可用Hn或Hk配合镶入模板。图导套推出机构的设计注射过程在经过加料、塑化、注射及冷却几个步骤后塑件及浇注系统的凝料被从模具的型腔推出推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。推出机构主要由推出零件。推出零件固定板和推板推出机构的导向与复位部件组成。推出机构的类型:()一次推出机构一次推出机构又称简单推出机构这类形式应用最为广泛主要分为推杆推出机构推管推出机构推件板推出机构和多元件推出机构等。()二次推出机构设计要求:()塑件留在动模()塑件在推出过程中不变形、不损坏()不损坏塑件的外观质量()合模时应使推出机构正确复位()动作可靠由于塑件的制造比较简单所以本次设计采用一次推出机构的推杆形式。推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大而且推杆截面大部分为圆形容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度.推杆推出时运动阻力小推出动作灵活可靠损坏后也便于更换因此在生产中广泛应用。但是因为推杆的推出面积一般比较小易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。推杆及复位杆的形状如下图所示:图推杆图复位杆冷却系统设计冷却系统设计原则冷却回路的设计通常遵循以下原则()冷却回路数量应尽量多冷却通道孔径要尽量大。冷却回路数量多孔径大型腔散热均匀因而型腔表面温度较均匀制品内应力小变形小精度高。()冷却通道的布置应合理。塑件的壁厚基本均匀时冷却通道与型腔表面的距离最好相等分布尽量与型腔轮廓相吻合。当塑件的壁厚不均匀时则在厚壁处应加强冷却。为此冷却通道间隔小而且较靠近型腔。塑料熔体在充填型腔过程中一般在浇口附近温度最高因而应加强浇口附近的冷却。为此冷却水应从浇口附近开始流向其他地方。冷却回路排列的方式应根据塑件的形状和塑料特性以及对模具温度的要求而定。()冷却回路应有利于减小冷却水进、出口水温的差值。如果冷却水道较长则温差就较大这样就会使模具的温度分布不均匀为了避免这种现象合理布置水道。()冷却回路结构应便于加工和清理其通道孔径一般取~㎜。()冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等一般冷却水孔的孔壁至型腔表面的距离应大于㎜常用~㎜。()冷却水道要避免接近熔接痕部位以免熔接不牢影响塑件的强度。综合以上冷却水孔的布置要点同时还要兼顾水道与其它件是否产生干涉本次设计的冷却水道采用直通式不会与其他零件产生干涉水道中插入铜管防止漏水。冷却参数计算()所需冷却水体积流量:应用公式:来计算式中:冷却水的体积流量(mmin)单位时间内注入模具的塑料质量(kgh)塑料成型时在模内释放的热焓量(Jkg)本设计中=×(Jkg)冷却水的比热容(Jkg·K)本设计中=×(Jkg·K)冷却水的密度(kgm),本设计中=(kgm)冷却水的出口温度(℃)本设计中=(℃)冷却水的进口温度(℃)本设计中=(℃)塑件质量M塑=M==g,用ProE作出浇注系统的三维图计算出浇注系统的总质量为g每小时注射次==Kg计算得===(mmin)()冷却水孔直径求出冷却水的体积流量后可以根据冷却水处于湍流状态下的流速与通道直径的关系(见《塑料模具技术手册》页表)选定冷却水道直径为mm。()冷却水在水孔内的传热速度===(ms)()冷却水孔与冷却水间的传热系数按下式计算:=式中:与冷却介质温度有关的物理系数本设计中=冷却介质在该温度下的密度(㎏m³)本设计中=(㎏m³)。则:==(Wm·K)()传热水孔总传热面积公式式中:A冷却水孔总传热面积(m)G单位时间内注入模具的塑料质量(kgh)本设计中=Kg冷却水的传热系数(Wm·K)本设计中=(Wm·K)C冷却水的比热容(Jkg·K)本设计中=×(Jkg·K)冷却水的密度(kgm)本设计中=(kgm)TW模具温度(℃)本设计中TW=(℃)冷却水的平均温度(℃)本设计中=(℃)计算得:A===(m)()冷却水孔总长度公式L=式中L冷却水孔总长度(m)其余参数同上。L===m()冷却水道孔数目设因模具尺寸之限制每一根水孔的长度为l则模具内应开设的水孔数计算如下:公式n=式中A冷却水孔总传热面积(m),本设计中A=×(m)d水道直径(mm)本设计中d=mmL冷却水孔总长度(m),本设计中L=m计算n==因为模具采用的设计是一模两腔设计选用铜管以防止漏水会降低冷却作用故采用条水道。注射机的校核注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力Pz是否满足塑件成型时的注射压力Pch,ABS的注射压力通常在到Mpa之间。由此可见注射压力满足要求。锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力当高压的塑料熔料体充满型腔时会沿锁模方向产生一个很大的胀型力为此注射模的额定锁模力必须大于该胀型力。即:F≥Pm(nASAj​)F注射机的额定锁模力(N)ASAj​分别为塑件和浇注系统在分型面上的投影面积(mm)Pm塑料熔体在模腔内的平均压力(Mpa)通常模腔压力在MPa成型一般制品在MPa精密制品在MPa之间。n型腔个数下表是成型不同制品的模内平均压力表:表模内的平均压力制品特点模内平均压力P模MPa举例容易成型制品PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品、容器类制品一般制品在模温较高下成型薄壁容器类制品中等黏度塑料和有精度要求的制品ABS、PMMA等有精度要求的工程结构如壳体、齿轮等加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品用于机器零件上高精度的齿轮或凸轮等注:(《注射模具设计要点与图例》页)这里取ABS的Pm为MPan为计算得F=XX≥X(XXX)X≥X模具安装尺寸的校核为了使注射模具顺利的安装在注射机上幷生产出合格的制件在模具设计时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸因为不同型号和规格的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同。主要校核的项目有:喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度等。()喷嘴尺寸注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径R应大于注射机喷嘴球头半径R以利于同心和紧密接触通常取R=R(~)㎜为宜否则主流道内凝料无法脱出。本设计中主流道始端直径为mm注射机喷嘴孔半径为mm。所以根据以上所述主流道衬套始端的尺寸为R=mm。()定位圈尺寸注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合便于模具安装并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。定位环的高度一般小型模具为~mm大型模具为~mm。本设计中模具定模板上凸起的定位环的高度为mm。()模具外形尺寸注射模外形尺寸应小于注射机工作台面的有效尺寸。模具长度方向的尺寸要与注射机拉杆内间距相适应模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装固在注射机工作台面上。本次设计所选用模架的长宽为×mm而所选注射机的拉杆间距为mm。因此所选用的注射机满足此项要求。()模具厚度模具厚度(闭合高度)必须满足下式:Hmin≤Hm≤Hmax(mm)式中:Hm所设计的模具厚度(mm)Hmin注射机允许的最小模具厚度(mm)Hmax注射机允许的最大模具厚度(mm)。本次设计中Hm=mmHmin=mmHmax=mm。≤≤因此所选用的注射机满足此项要求。开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离用H表示它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同开模行程可按以下两种情况校核一种是开模行程于厚度无关一种是开模行程与厚度有关。这里选用的是开模行程与模具厚度有关且是单分型面的注射模具。当开模行程与模具厚度无关时有S=HMHHa()mm式中:H塑料脱模需要的顶出距离(mm)H塑件的高度(包括浇注系统凝料)(mm)。a取出浇注系统凝料所需要的浇口板与定模板之间的距离。本设计中H=mmH=mmHm=mm,a=mm根据校核公式:Sk≥HmS()mm得Sk=mm≥=mm所选注射机满足此项要求。通过对以上工艺参数的校核本设计所选用的注射机满足要求。标准模架的选用标准模架是模具的骨架用模架将模具的各个部分连接在一起。为了方便应用模架一般都可以在市场上购买。决定模板尺寸的因素()​ 根据型腔的大小和布置方案画出型腔的视图()​ 根据冷却系统的设计将冷却管道画在型腔的周围()​ 根据所选模架的类型将导柱导套不知在何时的位置上模板的布置()​ 型腔的位置。型腔的位置取中、对称、以免注射时发生受力不均()​ 冷却管道的位置。冷却管道一般与型腔的距离在mm()​ 支撑柱的位置。支撑住在大中型模具中是非常重要的它是为了防止模具型腔压力过大而使模具产生翘曲变形()​ 推杆复位杆的位置。推杆复位杆尽量布置在塑件承受脱模力较大的位置模板标准化的重要性()模具标准化概括下来有以下优点:()简单方便买来即用不必库存()能使模具价格降低()简化了模具的设计和制造()缩短了模具的加工周期促进了模具的更新换代()提高了模具中容易损坏的零件的互换性便于模具的维修()模具标准化系列化是开发模具CADCAE的需要根据所选注射机XSZY和塑件的外形尺寸可以确定本次设计中的各部分模架的尺寸部分标准模架三维造型如图为标准模架图标准模架以下是部分模架或零件的三维造型图定位圈图顶杆固定板图支撑块图挡钉图推板导柱模具工作原理图所示为模具总体结构示意图。此模具采用一次分型结构选用两模板形式的模架。其具体工作过程如下:开模时由注射机带动动模板、支承板、垫块和动模座板向后移定模板和定模座板不动动模板和定模板分开同时主流道的凝料被拉料杆拉下塑件由顶杆顶出凝料由拉料杆拉出。合模时有导柱导套导向和复位杆复位使模具顺利合模。图模具装配图圆柱销密封圈复位杆推板导柱推板导套拉料杆推杆顶杆固定板螺钉挡钉螺钉动模座顶杆支撑板支撑块动模垫板动模板定模板定模座板螺钉冷却管道型芯镶件型芯螺钉主流道衬套定位圈圆柱销导套导柱型芯加工工艺凹模工艺过程卡零件名称型芯零件编号材料件数毛坯×序号工序名称加工简要说明工时设备工艺简图备料买来的圆棒料切成×的毛坯h车削粗车:车端面小端留加工余量粗车外圆外圆各尺寸留mm的精车余量。精车:小端面、外圆留~的磨削余量。粗车大端面精车大端面。h车床CA铣削粗铣:凹模内底面留加工余量mm。精铣:精铣内底面留磨削余量。h立式铣床YDL镗孔粗镗:凹模内表面留加工余量mm。粗镗R的孔。精镗:精镗凹模内表面留磨削余量。精镗R的孔。h立式镗床钻孔铰孔钻××的孔铰×的孔。min立式钻床热处理淬火:硬度~HRC。h磨削磨削:小端面、内表面、内底面。minM研磨研磨:小端面、内表面、内底面。hM钳工抛光:对凹模表面粗糙度要求高的部位进行抛光修整、倒角。h日期年月零件质量等级结论本次设计是在对塑件进行了综合分析后进一步分析了ABS的成型温度、注射压力等成型条件。并在此基础上进行了ABS材料硒鼓右侧盖注射模具设计设计时按照成型体积选择注射机并按照注射机的注射量、塑件的尺寸精度和效率经济性等影响因素确定型腔数目为二。为了降低生产成本设计中应尽量选择标准件标注模架由此解决了修配问题。本次设计中采用了侧浇口主流道和平衡式分流道顶杆顶出机构冷却系统。主要得出以下结论:()在选择塑件材料时须根据塑件的特点、用途以及性能等方面比较合理的选择。材料很大程度上决定着塑件的使用性能。本设计中由于塑件是电讯设备的配件所以考虑到塑件的用途选择其材料为ABS。()模具的结构设计应全面的考虑它不仅要考虑分型面的确定更要考虑如何才能使塑件和浇口的凝料顺利脱模。本设计中采用一次分型分型面设在动、定模板之间。脱模时在塑件和凝料被顶出的同时浇口自动切断。()浇口的选择要满足塑料制件的表面质量。本设计中由于塑件的表面要求光洁所以浇口采用具有二次浇口的潜伏式浇口保证塑件的表面质量。谢辞走的最快的总是时间来不及感叹大学生活已近尾声四年多的努力与付出随着本次论文的完成将要划下完美的句号。本论文设计在王老师的悉心指导和严格要求下业已完成从课题选择到具体的写作过程论文初稿与定稿无不凝聚着王老师的心血和汗水在我的毕业设计期间王老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议王老师一丝不苟的作风严谨求实的态度使我深受感动没有这样的帮助和关怀和熏陶我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向王老师表示深深的感谢和崇高的敬意!在临近毕业之际我还要借此机会向在这四年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里各位任课老师认真负责在他们的悉心帮助和支持下我能够很好的掌握和运用专业知识并在设计中得以体现顺利完成毕业论文。同时在论文写作过程中我还参考了有关的书籍和论文在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友在毕业设计的这段时间里你们给了我很多的启发提出了很多宝贵的意见对于你们帮助和支持在此我表示深深地感谢!参考文献陈锡栋,周小玉.《实用模具技术手册》.北京:机械工业出版社王桂萍邱以云.塑料模具的设计与制造M.北京:机械工业出版社《塑料模具技术手册》.塑料模具技术手册M.北京:机械工业出版社刘昌祺.塑料模具设计M.北京:机械工业出版社黄虹.《塑料成型加工与模具》.北京:化学工业出版社肖爱民沈春根.塑料模具设计与制造完全自学手册:PrENGINEERUGEMXM.北京:兵器工业出版社陶筱梅杜小清.ProENGINEER在塑料模具设计中的应用J.塑料科技():~王东辉孙海洋.ProE在塑料模具设计中的应用J.哈尔宾轴承():~高占华,曹巨江,张利平等.基于ProE的管接头注塑模具设计J.机械制造与自动化():~范玉.基于ProE的汽车音响面板三维造型及模具设计J.机械工程师():~孙品主编兰州理工大学学报J兰州理工大学()徐颖主编制造业自动化J《制造业自动化》杂志社()阮雪榆主编模具技术J上海交

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