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塑料注射模具设计系统_设计说明书.doc

塑料注射模具设计系统_设计说明书

du1581
2011-10-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《塑料注射模具设计系统_设计说明书doc》,可适用于高等教育领域

前言目录引言第一章任务来源及设计目的意义设计任务来源设计目的及意义第二章零件的工艺性分析塑件的工艺性分析塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析计算塑件的体积和质量第三章塑料的成型特性与工艺参数的确定第四章浇注系统的设计分型面的选择塑件的成型位置流道的设计第五章成型部件的工艺设计与计算成型部件的计算模具加热与冷却系统的有关计算第六章模具闭合高度的确定第七章注塑机有关参数的校核第八章编写主要工作零件加工工艺规程型芯套筒的加工工艺过程第九章模具的安装与调试模具的安装模具的调试设计小结致谢参考文献第一章任务来源及设计目的意义设计任务来源设计目的及意义第二章零件的工艺性分析塑件的工艺性分析塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析计算塑件的体积和质量第三章塑料的成型特性与工艺参数的确定第四章浇注系统的设计分型面的选择塑件的成型位置流道的设计第五章成型部件的工艺设计与计算成型部件的计算模具加热与冷却系统的有关计算第六章模具闭合高度的确定第七章注塑机有关参数的校核第八章编写主要工作零件加工工艺规程型芯套筒的加工工艺过程第九章模具的安装与调试模具的安装模具的调试设计小结致谢参考文献引言我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。随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行业广泛应用对塑料模具的需求日益增加塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品其技术水平的高低已经成为一个国家制造业水平的重要标志之一。同时提高塑料模标准化水平和标准件的使用率设计中应用优质模具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。总之模具行业是制造业的重要组成部分对国民经济的发展起着重要作用。本课题为塑料盖注塑模具该设计的主要意义在于掌握注塑模设计的大体思路懂得如何着手分析和考虑问题能自己独立的设计出一套完整的模具一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具。塑料盖注塑模具设计开发出新的塑料成型工艺和快速经济模具以适应多品种、大批量的生产方式。设计塑料盖首先要考虑零件的工艺性从使用性能上看选用什么材料合适还有分析计算塑件的结构和尺寸精度及表面质量然后设计分析浇注系统确定分型面再分析计算型腔和型心综合考虑浇注系统模具结构的复杂程度等因素拟采取一模件即需要个型腔。塑件内部有向外凸起的回转结构在成型不易脱模时本着创新的思想在本副模具中对这种机构进行了改进设计成了活动型腔的自动脱模机构。模具行业在今后的发展中要更加关注其产品结构的战略性调整使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧的跟着市场的需求发展。没有产品的需求、产品的更新换代就没有模具行业的技术进步。第一章任务来源及设计目的意义设计任务来源设计题目:塑料盖材料:PA生产批量:大批量生产技术要求:①未注圆角R②所有尺寸公差按SJ的级精度图产品零件图设计目的及意义本设计题目为普通零件塑料盖但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义它概括了盒盖塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计进一步加强了设计者注塑模设计的基础为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。第二章零件的工艺性分析塑件的工艺性分析塑件的原材料分析:塑件的原材料分析。塑件的材料采用尼龙(PA)属于热塑性塑料。从使用性能上看该塑料具有的机械强度和刚度优良的韧性自润滑性耐磨性和良好的耐化学性。还具有无毒着色容易等优点。()熔融粘度低流动性良好易产生溢边(溢料间隙mm)()塑料容易吸湿成型前需要预热干燥并应防止干燥后再次吸湿成型时的含水量不得超过。否则流动性下降。制品容易出现气泡银丝等缺陷。对于精度要求高的制件成型后需要作调湿处理调湿后制品会发生尺寸胀大的现象。()塑料的收缩率不稳定(收缩率为~)()塑料熔体冷却速度对结晶度和制品性能影响较大故应根据制品壁厚正确选择和控制模具温度范围(~℃)过低易出现缩孔和结晶化问题。塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析结构分析从零件图上分析:该零件总体形状为一盒体高度方向仅与mm。长度方向上有mm。且在下端内壁里面有一个较小的外抽芯抽芯空间较小模具设计和制造难度均较大。尺寸精度分析该零件重要尺寸如、、、等尺寸精度为MT级(GBT)。次重要尺寸如、等尺寸精度为MT级(GBT)由以上分析、该零件的尺寸精度中等偏上对模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看壁厚较为均匀有利于塑件的成型。从塑件壁厚上看所有壁厚尺寸均为mm壁厚均匀有利于塑件成型。表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺外并没有什么特殊的表面质量要求故比较容易实现。综上分析可知注塑时在工艺参数控制得较好的情况下零件的成型要求可以得到保证。计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具的型腔数。计算塑件的体积:V=(过程省略)计算塑件的质量:根据设计手册可查得PA的密度为ρ=g故塑件质量为:W=Vρ=××=g采用一模腔的模结构考虑其外形尺寸初步选用型号为LY的注塑机该注塑机的注射量为g注射量压力为mpa锁模力为KN。最大开模行程mm最大安装尺寸为mm×mm,装模高度为mm~mm,顶出行程为mm。第三章塑料的成型特性与工艺参数的确定查找相关文献和参考工厂实际应用情况PA成型工艺参数可作如下选择(试模时可根据实际情况作适当的调整)注塑温度:包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度:喂料区温度选用℃后段温度选用℃中段温度选用℃前段温度选用℃喷嘴温度选用℃熔料温度:~℃料筒恒温:℃模具温度:~℃注射压力:~Mpa注塑时间:选用s保压压力:注射压力的保压时间:s背压:~Mpa需要准确的调解冷却时间:s注塑速度:建议采用较快的注塑速度计量行程:~D残料量:mm预热杆:℃时烘干小时回收率:可加入回料收缩率:~浇口系统:点式机器停工时段:无需用其它料清洗熔料残留在料筒内时间可达min。容易发生热降解。(注:料筒设标准螺杆特殊几何尺寸有较高塑化能力上述可用直通式喷嘴)第四章浇注系统的设计分型面的选择该塑件为一塑料盖表面质量无特殊要求但在外部在旋入时常与人的手相接触。因此上端面最好自然形成圆角。此外该零件高度为mm且与另一工件相配合。因此应保证下部配合部分的同轴度即把它们放在模腔的同一侧。故选用以下分型面较为合理。图分型面塑件的成型位置本塑件在注塑时采用一模件即需要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以下的型腔排列方式(图)。采用下图所示的型腔排列方式的最大优点是从主流道末端到各型腔的分流道其长度和尺寸都是对应相等。所以各浇道受力较为平衡易于塑件的成型。综合考虑模具型腔的排列方式和塑件的外形尺寸初步选用标准模架类型为×TGBT。图型腔排列方式流道的设计()主流道设计根据设计手册查得LY的注塑机喷嘴的有关尺寸:喷嘴前端孔经:=Фmm喷嘴前端球面半径=mm根据模具主流道与喷嘴的关系R=(~)mmD=(~)mm取主流道球面半径R=mm取主流道小端直径d=Фmm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~经换算得主流道大端直径D=Фmm为了使熔料顺利进入分流道可在主流道出料端设计半径r=mm的圆弧过渡。()分流道设计分流道的形状及尺寸应根据塑件的体积壁厚形状的复杂程度注塑速率分流道长度等因素来确定。经分析选用截面形状为半圆形的分流道。查表得R=mm。如图所示:图-半圆形分流道()浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式选用点浇口较为理想。设计时考虑壁厚为mm故查表初选尺寸为(b×l×h×d)=mm×mm×mm×Фmm试模时修整。第五章成型部件的工艺设计与计算成型部件的计算本副模具成型零件工作尺寸计算时采用平均尺寸平均收缩率平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得PA的收缩率为S=~故平均收缩率=()=考虑到工厂模具制造的现有条件模具制造公差取=△()型腔和型芯工作尺寸的计算型腔、型芯工作尺寸计算见下页表()成型部件活动型腔及其套筒型芯的设计由本塑件的形状不大且在塑件内部有向外凸起的回转结构在成型时不易脱模。传统上一般把内部的型腔做成两半的活动镶块用两个销钉一端过盈一端间隙配合将它们连接在一起脱模时连同活动型腔镶块一并顶出然后用手将它们分开但此种设计不利于大批量自动化生产的要求因此在本副模具中对这种机构进行了改进设计成了活动型腔的自动脱模机构。其结构设计方案如下:图活动型腔及套筒组合部件表型腔和型芯的计算类别序号模具零件名称塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸型腔的计算上模板型腔下模板型腔活动型腔型芯的计算活动型腔套筒型芯其工作原理:脱模时推拉杆推着活动型腔向前推进在弹簧弹力的作用下活动型腔沿套筒型芯的侧壁不断向两边张开当张开当一定程度塑料在重力作用下自动脱落。顶出完成后模具闭合。在复位杆及推拉杆上弹簧受拉力的作用下活动型腔沿套筒型芯侧壁回到原来的位置。()型腔侧壁厚度及筋板厚度计算凹模型腔侧壁厚度计算凹模力整体式圆形型腔根据整体圆形凹模型腔侧壁厚计算公式进行计算得t为mm,设计时取mm底板厚度计算根据凹模板底部厚度计算公式进行计算得mm。设计时为了整体结构的协调凹模板取mm则凹模板底部厚度为-=mm模具加热与冷却系统的有关计算本塑件在注射成型时不要求太高的模温因此在模具上可不设加热系统通过下列计算可以判断是否需要设计冷却系统:设定模具平均工作温度℃用℃的常温水作为模具冷却介质其出口温度为℃产品为(初算每分钟一套kgh。求塑件在硬化时每小时释放的热量Q查有关文献得PA的单位热流量为×JkgQ=WQ=××Jkg=×Jkg求冷却水的体积流量VV===×min第六章模具闭合高度的确定在支承和固定零件的设计中根据经验确定:定模座板=mm上凹模型腔板=mm型腔固定板=mm垫板=mm支承板=mm动模座板=mm。综上所述模具的闭合高度为:H===mm第七章注塑机有关参数的校核模具的外形尺寸为mm×mm×mmLY注塑机的最大安装尺寸为mm×mm装模高度为mm~mm。即该副模具满足安装条件。经查LY型注塑机的最大开模行程S=mm满足顶出塑件要求:S≥(~)mm==mm经验证LY型注塑机能满足使用要求故可以采用。第八章编写主要工作零件加工工艺规程型芯套筒的加工工艺过程型芯套筒的加工工艺过程见表表型芯套筒的加工工艺过程序号工序名称工序内容下料Фmm×mm的钢根车(普通车床)①车端面②车外圆保证Фmm③切断保证长度为mm热处理调质~HRC车(数控车床)①车外圆处台阶面留~mm余量②钻中心孔留~mm作绞③车锥孔留~mm余量④精车外圆处台阶面至图⑤精车锥孔留mm磨量⑥精车两端面保证尺寸平行度铰精铰中心孔至图热处理淬火后回火保证~HRC钳锥面部分与配偶研配贴合面不少于表镀、铬钳抛光机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称模具零(部)件名称型芯套筒共()页第()页车间工序号工序名称材料牌号备料车间下料钢毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数锻件×设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床夹具编号夹具名称切削液三抓卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r·minˉ切削速度M·minˉ进给量mm·rˉ切削深度mm进给次数工步工时机动辅助车普通车床车普通车床车普通车床热处理车数控车床车数控车床车数控车床铰铰刀设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期模具典型零件机械加工工序卡机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称模具零(部)件名称型芯固定板共()页第()页车间工序号工序名称材料牌号备料车间下料钢毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数标准模架××设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r·minˉ切削速度M·minˉ进给量mm·rˉ切削深度mm进给次数工步工时机动辅助热处理平磨平面磨床坐标镗坐标镗床铰铰刀钳热处理钳设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期第九章模具的安装与调试模具的安装装配的要求如下()模具上下平面的平行度偏差不大于mm分型面处需密合。()推件时推件杆和卸料板动作要同步。装配顺序()装配前按图检验主要工作零件及其他零件的尺寸。()镗导柱孔将定模推件板型芯固定板合在一起使分模面紧密接触并夹紧。镗导柱孔型孔在空内压入工艺定位销后加工侧面的垂直基准。()加工定模用定模侧面的垂直基准确定定模上型腔中心的实际位置并依次作为加工基准镗线切割用的穿丝孔线切割矩形孔。()加工推件板按定模实际加工中心位置在推件板上镗线切割用的穿丝孔并以穿丝孔为基准切割型孔。()压入导柱。在定模座推件板型芯固定板上分别压入导柱使导向可靠滑动灵活。()装配型芯。将型芯固定板与推件板合拢把型芯放入推件板型孔内用螺孔复印法和压销钉套法使型芯紧固在型芯固定板上。()通过型芯引钻支撑板和型心固定板上的孔。()通过支撑板引钻推杆固定板上的孔。()在推杆固定板和支撑板上加工限位螺钉孔和复位杆孔。()将镶块装入定模。()加工定模座板加工螺孔限位孔和导柱孔。()定模和定模座板的装配。用平行夹头把它们夹紧通过定模板的孔引钻在定模上拆开后再定模上攻螺孔然后用螺钉和销钉将定模和定模座板紧固。()装配动模部分修正推杆和复位杆长度。()完成装配后进行试模并校验入库。模具的调试注射模装配成以后。也要按正常的生产条件进行试模以了解模具的实际使用性能是否满足生产要求、有无不完善的地方进行改进或作调整。通过试模塑件上常会出现各种弊病为此必须进行原因分析排除故障。造成次废品的原因很多有时是单一的但经常是多个方面综合的原因。需按成型条件成型设备模具结构及制造精度塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾然后再采取调节成型条件修整模具等方法加以解决。首先在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内或型芯上甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。在试模过程中应做详细记录并将结果填入试模记录卡注明模具是否合格。如需返修则应提出返修意见。在记录卡中应摘录成型工艺条件及操作注意要点最好能附加上加工出的制件以供参考。试模后将模具清理干净涂上防锈漆然后分别入库和返修。设计小结本设计设计内容为塑料盖注塑模设计通过对塑料盖的设计基本掌握了对塑料模设计的方法及步骤对塑料模有了更进一步的了解和认识对模具的制造方法和制造途径积累了丰富的经验。本设计分别对设计题目的来源、设计意义、零件工艺性分析、工艺方案的确定、塑料的成型特性与工艺参数的确定、浇注系统的设计、成型部件的工艺设计与计算、模具闭合高度、模具结构及成型设备的选择、工艺计算、模具结构设计及校核、加工工艺等几方面进行了阐述。设计过程是首先根据零件的各种性能要求塑件的材料采用尼龙(PA)属于热塑性塑料。从使用性能上看该塑料具有的机械强度和刚度优良的韧性自润滑性耐磨性和良好的耐化学性。还具有无毒着色容易等优点。然后确定零件各工艺参数时要综合考虑零件的性能要求、重量、尺寸大小等因素。设计浇注位置和分型面时全面论证分析几种方案从中选择一种较为合理的一种。综合考虑浇注系统模具结构的复杂程度等因素拟采取一模件即需要个型腔。该设计注塑出的零件为塑料盖总体形状为一盒体高度方向仅与mm长度方向上有mm由于本塑件质量体积较小所以可以忽略冷却系统。由本塑件的形状不大体积较小且在塑件内部有向外凸起的回转结构在成型时不易脱模该设计本着创新的思想借助弹簧弹力实现自动脱模。本设计中模板等尺寸也不代表一种最佳的选择例如模板的厚度可以根据能取得的原料的厚度按最小的加工量选择(要满足最小厚度要求同时也不能太厚太重)。同一塑件由不同的人设计有多种多样的方案最终都有可能很好的使用通过这次设计我认识到了除了正确掌握和应用书本知识外吸取和借鉴他人的设计经验虚心向别人请教也是非常重要的。致谢设计的题目是塑料盖注塑模具设计从设计的内容和目的来看符合本专业的培养方向并能充分体现综合训练的目标设计难易程度适当工作量适中与生产实践相结合紧密经济性、实用性强。本设计在设计过程中得到了梁博、赵安奎、路留生、王曙光、韩玉坤、韩向珂、王海燕等几位指导老师的大力支持和帮助再此表示诚挚的感谢由于本人水平有限收集资料困难如果有不尽人意的地方恳请导师不吝赐教提出宝贵改进意见。本论文的完成是借签和参考了大量的同类文献和书籍在此对那些编著者表示衷心的感谢因为他们为我提供了广泛的素材和便捷的知识参考为我们论文的完成节省了不少时间为我论文的最终定稿提供了基础。最后由衷的感谢各位老师在百忙之对我的论文进行审阅提出宝贵的意见这都是给我无限的帮助更有利于以后的工作。再次感谢所有指导帮助过我的老师。参考文献张中元主编塑料注塑模具设计从入门到精通北京航空工业出版社李秦蕊主编塑料模具设计西安西北工业大学出版社杨占尧主编塑料注塑模结构与设计北京清华大学出版社翟德梅主编《金属与塑料成型机械》河南机电高等专科学校王兴天主编《注塑成型技术》化学工业出版社伍先明等编《塑料模具设计指导》国防工业出版社黄锐主编《塑料工程手册》机械工业出版社许发樾主编《实用模具设计与制造手册》机械工业出版社陈锡栋周小玉主编《实用模具技术手册》机械工业出版社洪慎章编《实用注塑成型及模具设计》械工业出版社瑞斯著朱元吉译《模具工程第二版》化学工业出版社(加拿大).王文广田雁主编《塑料配方设计第二版》化学工业出版社叶久新王群主编《塑料制品成型及模具设计》湖南科学技术出版社孙玉芹等主编《机械精度设计基础》科学出版社陈再枝蓝德年编《模具钢手册》冶金工业出版社编委会编著《塑料模具技术手册》机械工业出版社.大连理工大学工程画教研室编著《机械制图(第四版)》高等教育出版社许树勤王文平编著《模具设计与制造》北京大学出版社IntegratedCADCAECAMSystemforInjectionMouling,ComputerControlEngineeringJournal,Simulationofcoolingprocessofinjectionmolding,Luyiqiang,LiDequn,ProgressinNaturalScience,VolNo,

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