关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 烤架手柄塑件注射模设计[整理].doc

烤架手柄塑件注射模设计[整理].doc

烤架手柄塑件注射模设计[整理].doc

李性达 2018-02-13 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《烤架手柄塑件注射模设计[整理]doc》,可适用于高中教育领域,主题内容包含烤架手柄塑件注射模设计整理南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者:王长江学号:学院(系、部):材料工程学院专业:材料成型及控制工程,模具设计,题目:符等。

烤架手柄塑件注射模设计整理南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者:王长江学号:学院(系、部):材料工程学院专业:材料成型及控制工程,模具设计,题目:手柄塑料件注射模设计指导者:评阅者:年月南京毕业设计说明书(论文)中文摘要本文主要介绍了烤架手柄塑料件的注射模设计其材料为PP。根据PP塑料的工艺特性和产品的使用要求分析了烤架手柄的结构特点和成型工艺。通过应用MoldFlow软件对塑件进行流动模拟分析确定了塑件的注射模结构以及工作过程。采用PROE软件进行D分模对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后完成模具总装图设计及主要零件图的绘制从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。关键词烤架手柄注射模设计ProE毕业设计说明书(论文)英文摘要TitleTheinjectionmolddesignofthewarmerhandleAbstractThispaperdescribestheinjectionmolddesignofthewarmerhandleThematerialofwarmerhandleisPPAccordingtotheprocessingpropertyofPPandtheproduct’soperatingrequirementThestructureandmanufacturabilityofwarmerhandlewasanalyzedThroughmakinguseofMoldFlowsoftwaretoflowsimulateanalysesaninjectionmouldstructureanditsoperatingprocesswasdeterminedMakinguseofProEsystemtosetupDmoldopening,designingthemoldingpart,runnersystemcrossrangeejectingmechanism,resetmechanismandthecoolingsystemIntheend,drawnthemoldgeneralassemblydrawingandmajorpartsdrawing,accordingly,ensuremouldstructure’ssecurity,rationalityandpracticabilityKeywordswarmerhandledesignofinjectionmouldProE目录前言第一章塑料模具设计简介塑料模具技术的发展现状和趋势塑料制件的设计原则注射模设计要点第二章烤架手柄塑件成型工艺性分析塑件结构分析PP塑料注射成型特性PP塑料特性PP塑料成型性能PP塑料注射成型工艺参数第三章成型设备与模架的选用注射机的选择模架的选择模具参数的校核错误~未定义书签。第四章模具结构形式的拟定错误~未定义书签。分型面位置的确定错误~未定义书签。分型面的选择原则错误~未定义书签。烤架手柄分型面的确定错误~未定义书签。确定型腔数量及排列方式浇注系统的设计主流道设计分流道设计浇口设计冷料穴的设计浇注系统的平衡成型零部件的设计型腔的结构设计型芯的结构设计型芯镶件的设计侧向抽芯与分型机构的设计斜导柱的设计侧滑块的设计侧滑块定位装置的设计推出与复位机构的设计推出机构的设计复位机构的设计结构零部件的设计支承零部件的设计导柱导向机构的设计排气与冷却系统的设计排气系统的设计冷却系统的设计型腔和型芯的冷却第五章ProE和Moldflow软件的应用应用ProE软件D分模模具设计流程烤架手柄塑料模的设计步骤烤架手柄塑件模流分析Moldflow模流分析流程第六章结论致谢参考文献前言塑料制品的使用越来越泛在很多方面它己成为金属制品的替代物。塑料模具作为成型方式中的一种是家用电器、汽车和航空航天等领域中塑料制品的重要生产工具。并且随着塑料工业的迅猛发展人们对塑料制品的质量要求越来越高外形在满足性能要求的同时也变得越来越复杂而且产品品种多、更新快、价格低市场竞争剧烈。据统计日本一万多家模具企业中生产塑料模具的就占韩国模具专业厂中生产塑料模的占。塑料模具是塑料产品开发中至关重要的一个环节也是批量产品得以投放市场的先决条件。在塑料模具中由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品适用于高效率、大批量的自动化生产方式使其在塑料模中的占用量超过了以上是塑料制品成型的主要方法。因此为了适应市场竞争对塑料模具的交货期短、质量好、价格低的要求模具制造行业就必须以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出塑料模具来。在今天这样激烈竞争的环境中客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见缩短这些常用零部件的设计时间能极大地提高模具设计的效率和缩短模具的交货期。因此对引进CADCAECAM系统进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库充分地发挥计算机和CAD软件的功能才能达到缩短模具设计周期提高模具设计水平的目的使科学技术转化为实实在在的生产力。模具CADCAECAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术是一项高科技、高效益的系统工程。塑料模CADCAECAM技术能显著缩短模具设计与制造周期降低生产成本提高产品质量塑料模CADCAECAM技术的重要性正逐渐被模具界所认识其中注塑模具应用软件的发展引人注目。据统计在国外注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD技术的在我国注射模CAD技术也在不断地应用和推广中。本文结合烤架手柄注射模具的设计实例理论联系实际通过查阅大量资料采用图例和文字相结合的方法介绍了模具设计基本过程和技巧。在本次设计中采用了PROE、AUTOCAD软件做了D造型和D绘图。最后还运用MOLDFLOW软件对零件的成型过程做了模拟分析使模具结构得到了优化。当然由于能力有限难免有不足之处望阅者多多指教。第一章塑料模具设计简介塑料模具技术的发展现状和趋势模具生产技术是衡量一个国家制造工艺水平的重要标志之一。而塑料模具在模具占有非常重要的地位。从总体上看塑料注射模具的基本发展趋势是朝高效率、高精度、高寿命方向发展。为了提高塑料制品生产效率在模具结构上将向多型腔、自动装卸料、节能省料方向发展。为了充分发挥注塑机的潜力发展了多层多腔模具多工位多腔模具。热流道模具应用范围正在逐渐扩大。已发展应用于微型注射件热敏性材料的注射成型等等以及多层多腔注射模热流道装置已成为专门的商业产品。测温控制系统的发展改善了注射件的尺寸精度和成型效率。冷却系统不单对型腔进行冷却对滑块、型芯都进行冷却从而构成空间的立体冷却系统。这些技术的应用解决了注射成型中模温、模压、溢料等问题使产品的内应力分布趋于合理减少了废品率。在设计方法上用计算机模拟塑料成型时的料流速度温度控制流动方式以及应力场的分布等使模具达到最优的参数和结构选择得到最佳的浇注系统和冷却系统减少反复试模的工作量。在加工技术上机械与电子技术日益密切结合更多地采用数控、数显、计算机控制如采用数控铣床、光学曲线磨床、高精度电火花加工机床和紧密镗床、数控雕刻机等高精度、高效率的加工设备。这使模具精度越来越多地由设备来保证减少了对人工技巧的依赖性。新型电加工工艺已发展成为一种与其他工艺相结合的复合加工工艺。实现高层次的自动化是目前电火花加工的一个发展方向。喷雾电火花加工也是新近发展起来的电火花加工技术。这种新加工方法对改变电火花加工后材料表面的金相属性有重要意义在实际应用中有较大的价值。我国模具材料及应用技术较落后。塑料模具的设计、制造水平仅相当于先进工业国家年代中期的水平热处理工艺还停留在采用普通热处理方式真空热处理工艺尚不完善。为使我国模具工业有较大发展除加强加工与检测设备的研究外对材料及其处理工艺的研究也应得到足够的重视。塑料制件的设计原则塑料制件主要是根据使用要求进行设计。要想获得优质的塑件塑件本身必须有良好的结构工艺性这样不仅可使成型工艺得以顺利进行而且能得到最佳的经济效益。塑件的设计视塑料成型方法和塑料品种性能不同而有所差异。塑件的设计原则是在保证使用性能、物理性能、力学性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等前提下尽量选用价格低廉和成型性能较好的塑料。同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。在设计塑件时还应考虑其模具的总体结构使模具型腔易于制造模具抽芯和推出机构简单。塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。此外在塑件成型后尽量不再进行机械加工。在塑料制件时应考虑以下几点:()为了便于塑件从成型零件上顺利脱出必须在塑件外表面沿脱模方向设计足够的斜度。一般斜度取′,′。()在满足制件结构各使用要求的条件下尽可能用较小的壁厚。并且同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致否则会因冷却和固化速度不均产生附加应力。()加强肋的布置应考虑到其方向尽量与熔体充模流动方向一致以避免熔体流动干扰、影响成型质量。()制件的两相交平面之间尽可能以圆角过渡避免因锐角而造成应力集中同时采用圆角过渡可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度。()孔与孔的中心距应大于孔径(两者中的小孔)的倍孔中心至边缘的距离为孔径的倍。孔周边的壁厚要加大其值比与之相装配件的外径大,以避免收缩应力所造成的不良影响。()为增加塑件螺纹的强度防止最外圈螺纹可能产生的崩裂或变形应使其始末端留出一定距离。当考虑螺纹螺距收缩率时塑件与金属螺纹的配合长度不能太长一般不大于螺纹直径的倍(或,牙)。()塑件上标记的凸出高度不小于mm线条宽度一般不小于mm通常以mm为宜。两条线的间距不小于mm边框可比字高出mm以上。()铰链部分厚度应减薄一般为,mm且其厚度必须均匀一致壁厚的减薄处应以圆弧过渡。注射模设计要点()模具的结构和基本参数是否与注射机规格相匹配。()模具是否具有合模导向机构机构设计是否合理。()分型面选择是否合理有无产生飞边的可能制品能否滞留在设有推出脱模机构的动模(或定模)一侧。()模腔的布置与浇注系统设计是否合理。浇口是否与塑料原料相适应浇口位置是否恰当浇口与流道的几何形状尺寸是否合适流动比数值是否合理。()成型零部件结构设计是否合理。()推出脱模机构与侧向分型或抽芯机构是否合理、安全和可靠。它们之间或它们与其它模具零部件之间有无干涉或碰撞的可能脱模板(推板)是否会与型芯咬合。()是否需要排气结构如果需要其设置情况是合理。()是否需要温度调节系统如果需要其热源和冷却方式是否合理。温控元件是否足够精度等级如何寿命长短如何加热和冷却介质的循环回路是否合理。()支承零部件装配关系是否合理。()外形尺寸能否保证安装紧固方式选择得是否合理可靠安装用的螺栓孔是否与注射动、定模固定板上的螺孔位置一致压板槽附近的固定板上是否有紧固用的螺钉。第二章烤架手柄塑件成型工艺性分析塑件结构分析烤架手柄属于小型塑件如图所示其壁厚为mm其外形尺寸为mmmmmm。烤架手柄外形结构具有复杂的曲面四周都有圆角过渡。要求塑件表面美观、光洁、无明显熔接痕、银丝和流痕同时不产生明显的翘曲变形。塑件一侧带有侧孔下部由一个深为mm的方形孔。塑件侧孔需采用侧抽芯机构可设置一侧型芯利用侧滑块和斜导柱驱图烤架手柄动这样便于分型。烤架手柄下部由一个不规则方形孔为了便于模具制造利于脱模、简化模具结构以及便于修模、节约成本本人采用小型芯镶件成型。否则型芯部分加工困难且成型小孔部分易弯曲磨损损坏之后将导致整个型芯报废难以修复。无形中增加了模具的制造成本。PP塑料注射成型特性PP塑料特性()物理性能:聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有,gcm是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定在水中小时吸水率仅为。成型性好但因收缩率大厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好易于着色。()力学性能:聚丙烯的结晶度高结构规整因而具有优良的力学性能其强度和硬度、弹性都比HDPE高但在室温和低温下由于本身的分子结构规整度高所以冲击强度较差分子量增加的时候冲击强度也增大但成型加工性能变差。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性。()热性能:PP具有良好的耐热性熔点在,制品能在以上温度进行消毒灭菌在不受外力的也不变形。脆化温度为在低于会发生脆化耐寒性不如聚乙烯。()化学稳定性:聚丙烯的化学稳定性很好除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外对其它各种化学试剂都比较稳定但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件防腐蚀效果良好。()电性能:聚丙烯的高频绝缘性能优良由于它几乎不吸水故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数且随温度的上升可以用来制作受热的电气绝缘制品它的击穿电压也很高适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好但静电度高与铜接触易老化。()耐候性:聚丙烯对紫外线很敏感加入氧化锌、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。PP塑料成型性能()结晶料吸湿性小易发生融体破裂长期与热金属接触易分解。()流动性好但收缩范围及收缩值大易发生缩孔、凹痕、变形。()冷却速度快浇注系统及冷却系统应缓慢散热并注意控制成型温度模具温度低于时塑件不光滑易产生熔接不良以上易发生翘曲变形。()塑料壁厚须均匀避免缺胶、尖角以防应力集中。()PP料从附近开始劣化所以加热温度宜在以下操作其分子配向性很强在低温成型时易因分子配向而翘曲及扭曲应注意。PP塑料注射成型工艺参数PP塑料注射成型工艺参数如表所示。表PP塑料注射成型工艺参数塑料名称PP工艺参数注射机螺杆式料筒温度喷嘴温度温度模具温度压力注射压力Mpa注射时间S保压时间S时间冷却时间S总周期S螺杆转速(Rmin)收缩率()方法红外线灯鼓风烘干后处理温度时间h备注通用级第三章成型设备与模架的选用注射机的选择对于模具设计必须首先选则合适的注塑机型号以确定额定注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具的安装尺寸及开模行程等技术规范后才能进行下面真正的模具设计。根据塑件的形状及尺寸计算其在分型面上的投影面积和塑件以及浇注系统的质量计算所需锁模力、总注射物料量然后初选设备。由于制品的由许多曲面构成形状复杂首先利用ProE软件的分析工具中的投影面积功能对制品在分型面上的投影面积进行计算与测量。在ProE软件里打开三维模型利用分析测量功能对制品的表面积、体积、质量进行分析与计算。根据软件计算得出结果如下:塑件在分型面上的投影面积A=mm塑件体积V=mm塑件密度,gcm所以塑件的质量M==g从生产批量上考虑年产量为万件以一周六个工作日来计算一年的工作日约为=天。假设采用一模两件生产方式则每天需要完成的产量为:件=若每天的生产时间为小时则产品所需要的成型周期为()秒件。所以本设计采用一模四腔的模具族并考虑塑件的收缩率为实际所需PP材料体积为V=()g加上浇注系统及冷凝料材料体积约为g所以初选设备为XSZY其主要技术规格如下表所示。表设备主要技术规格额定注射量cm模具最大厚度mm螺杆直径mm模具最小厚度mm注射压力Mpa动定模固定板尺寸mm注射行程mm拉杆空间mm液压机械注射时间s合模方式、螺杆转数rmin、、、液压泵流量Lmin、注射方式螺杆式液压泵压力Mpa、锁模力KN电动机功率Kw最大成型面积mm加热功率Kw最大开合模行程螺杆驱动功率Kwmm喷嘴圆弧半径喷嘴孔直径推出形式两侧推出中心距为mm模架的选择根据型腔的布局可看出型腔嵌件分布尺寸为又根据型腔侧壁最小厚度再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推杆推出等各方面问题确定选用模架为龙记模胚序号为模架结构为A的形式如图所示。模架各模板尺寸的确定:此处删减NNNNNNNNNNNNNNNN字需要整套设计请联系q:。烤架手柄分型面确定型腔数量及排列方式为了提高生产率和经济性平衡浇注系统并保证塑件的精度设计时要合理确定型腔数目和排列方式。分析塑件的结构特点并考虑所选注射机的型号将模具设计为一模四腔。侧孔向外排列以实现侧抽芯顺利进行其型腔排列方式如图所示。浇注系统的设计浇注系统的作用是将来自注塑机喷嘴的熔融塑料输送到各型腔中。浇注系统的形状和尺寸将对熔融塑料的充填产生很大的影响。浇注系统设计得好熔融塑料就能顺利地充满型腔浇注系统设计不合理则会出现型腔充填不满或塑件外观质量差、尺寸精度低等缺陷。浇注系统一般都由四部分组成:主流道、分流道、浇口、冷料穴。对浇注系统设计的具体要求是:()对模腔的填充迅速有序可同时充满各个型腔图型腔排列方式()对热量和压力损失较小尽可能消耗较少的塑料()能够使型腔顺利排气:()浇注系统凝料容易与塑料分离或切除()不会使冷料进入型腔浇口痕迹对塑件外观影响很小主流道设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道是熔体最先流进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。()主流道被套形式本设计虽然是小型模具为了损坏时方便更换和维修主流道通常单独开设在主流道衬套上PP的成型压力比较大为了防止熔体反压力对衬套的反作用力并使其退出故选用A型结构如图所示。()主流道尺寸根据所选注射机则主流道小端尺寸为d=注射机喷嘴尺寸(,)==mm主流道球面半径为SR=喷嘴球面半径(,)==mm图主流道衬套()主流道配合形式主流道衬套与定模板采用过渡配合Hm,所以其尺寸为直径mm,,,定模板上对应的孔直径为:mm配合长度为mm与定模座板用,,间隙配合Hf故尺寸为mm定模座板上对应的孔mm。,,,分流道设计在多型腔或单型腔多浇口(塑件尺寸大)时应设置分流道分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态并在流动过程中压力损失尽可能小能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。()分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔因此采用平衡式分流道如图所示。()分流道长度第一级分流道L=mm第二级分流道L=mm()分流道形状、截面尺寸及凝料体积)形状及截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模本设计的分流道图分流道布置设置在型面上动模一侧截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大一般采用下面的经验公式来确定截面尺寸即()BmL,式中B梯形大底边宽度(mm)m塑件质量(g)L分流道的长度(mm)B==mm根据参考文献取B=mm。HB,,,mm,取H=mm分流道L截面形状如图所示。从理论上L分流道可比L截面小但为了刀具的统一和加工方便在分型面上的分流道采用一样的截面。)凝料体积L,,分流道长度mm图分流道截面形状分流道截面积A,,()mmq,,凝料体积mm=mm()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塑料熔体的流动状态较为理想因面分流道的内表面粗糙度Ra不宜太小以防将冷料带入型腔一般取μm左右即可这样表面稍不光滑可增大外层塑料熔体的流动阻力有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定减小流速从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。此外为了有利于塑料的流动和填充防止产生反压力消耗动能分流道与浇口的连接处既在浇口进料口端导圆过渡。浇口设计浇口是模具浇注流道的最后一部分它一端与浇注流道中的其他流道相连接熔融材料就是从这端流入浇口的它的另外一端直接与模具型腔相连接这一端非常重要如果与模具的型腔接触面积过大将直接导致生成的零件与设计的零件条件不相符但是如果与模具型腔接触太小可能导致熔融材料无法及时补充进入模具型腔前面的已经冷却凝固而后面的熔融材料还没有补充进来造成产品充填不足导致零件产品出现缺陷。()选择浇口类型浇口的形式有很多种直浇口、侧浇口、扇形浇口、点浇口等每种浇口都有其自己实用的情况。综合分析,本设计采用侧浇口,与其它浇口相比它有许多优点如浇口的截面形状简单加工方便浇口截面小去除浇口较容易且不留明显痕迹。对浇口能进行精密加工修正浇口尺寸方便迅速即使注塑模已经安装在注塑机上也能进行修正常用的成型材料均可选用这种浇口。()浇口的位置浇口的位置选择是非常重要的最好能够保证材料能够同时均匀的填满整个模具型腔浇口与模具型腔的接触位置也需要注意最好是平面接触。初步试模后还需进一步修改浇口尺寸无论采用何种浇口其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表一定要认真考虑浇口位置的选择通常要考虑以下几项原则:)尽量缩短流动距离)浇口应开设在塑件壁厚最大处)必须尽量减少熔接痕)应有利于型腔中气体排出)考虑分子定向影响)避免产生喷射和蠕动)浇口处避免弯曲和受冲击载荷)对外观质量的影响()浇口结构结构尺寸的经验确定根据参考文献取得侧浇口尺寸:深度h=mm宽度w=mm长度l=mm冷料穴的设计冷料穴主要是用来储藏在注射间隔时期内由于喷嘴端部温度低而构成的所谓冷料渣以及用它来拉出凝固在浇口的塑料。前锋冷料接触冷模而使料温下降如果让这部分温度已经下降的塑料流入型腔则无论从物理性能或外观质量来看均不甚好所以需要设置一个冷料穴。冷料穴应设置在浇道中塑料流动方向的转折处以便将冷料导入穴中存留起来。通常可按装配图中实线所示的形式在塑料前进的方向延长线处设置冷料穴。如果按虚线所示的方向设置冷料穴则起不到存留冷料的作用。冷料穴的长度通常是浇道直径的,倍。如果冷料穴长度过短则部分冷料将流入到型腔会在成型件上出现冷料斑或其它表面缺陷。对进料口也一样要在进料口或直浇口的延长线处设置冷料穴让冷料留入穴中。分析了主流道、分流道形状尺寸位置以及分型面的形式现采用以下冷料穴和拉料杆形式尺寸部分详细见装配图和零件图。浇注系统的平衡对于一模多腔的中小型塑件的注射模具设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下应力求主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同否则需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致这就是浇注系统的平衡。本套模具采用平衡式浇注系统即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等形状及截面尺寸都相同。成型零部件的设计具的成型零件是塑料模具设计的核心部分由型腔、型芯、成型滑块、螺纹型芯、型环、成型顶杆以及可以活动的型芯镶件侧滑块等组成。模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件成型零件工作时直接与塑料接触塑料熔体的高压、料流的冲刷脱模时与塑件间还发生摩擦。因此成型零件要求有正确的几何形状较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。此外设计时成型零件还要求结构合理制造简单、易于保证精度、模具制造成本低。设计成型零件时应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求确定型腔的总体结构选择分型面和浇口位置确定脱模方式、排气部位等然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计计算成型零件的工作尺寸对关键的成型零件进行强度和刚度校核型腔的结构设计本套模具采用一模四件由于塑件的尺寸比较小形状复杂宜采用现代技术来加工因此采用整体镶入式型腔。由于有四个塑件所受的压力较大因此厚度需设计大一点。将模板用线切割机床切割成贯通的模框将矩形型腔镶块从背面嵌入模体通过与定模板的过盈配合来固定用台阶来定位其中型腔和定模板之间采用Hm配合。。采用这种结构工艺简单易于保证配合精度。另外还要考虑到冷却水道的布置等。综合上述因素应用ProE软件来进行结构设计查表设计型腔的长为mm宽为mm高为mm如图所示。图型腔结构型芯的结构设计本套模具的型芯结构宜采用整体镶入式结构。其整体结构如图和所示将型芯安装在动模板的通孔中另装支撑板用通过盈配合将型芯固定图型芯结构并夹紧型芯。因型腔和型芯有同心度要求利于塑件的成型及型芯镶件的固定所以可将型芯的底部做成与型腔相同的尺寸。动模板与定模板组合在一起加工这在没有精密机床场合容易保证相互配合的同心度。这种结构形式多在多腔模具中采用。型芯镶件的设计当塑件局部有不同形状的孔和沟槽时对一些形状简单的可在主体型芯上一并成型但对一些形状较为复杂加工起来费时、费料的塑件只有在主体型芯上的某一部分镶嵌与塑件对应的形状即可大大简化工艺又便于制造与维修。型芯镶件的固定形式采用与型芯孔Hm的过渡配合固定本模具的镶件为了成型烤架手柄下部的小孔尺寸在D分模时考虑收缩率所得尺寸即是。无需单独计算。结构形式如图所示。图型芯镶件侧向抽芯与分型机构的设计当在注射成型的塑件上与开合模的方向不同的内侧或外侧具有孔、凹穴或凸台时塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模此时模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯以便在塑件脱模推出之前先将侧向成型零件抽出然后再把塑件从模内推出否则就无法脱模。根据本塑件的结构塑件侧孔的成型采用侧滑块抽芯机构需要利用斜导柱提供侧抽力该结构多用于有局部侧孔或侧凹不能直接随主分型面脱模成型的部位。斜导柱的设计()斜导柱的结构形式斜导柱的结构形式如图所示。斜导柱末端做成凸肩形固定于模板内与模板内的安装孔采取Hm的过渡配合右边为完成抽芯所需工作部分长度斜导柱的倾斜角为侧滑块与斜导柱工作部分采用Hb配合。()斜导柱长度计算)抽芯距的确定根据塑件上的侧孔的深度为了H=mm则抽芯距mm实际取s=mmsH,,(~)~)斜导柱直径的确定根据抽芯力()FApu,,,,(cossin)t式中脱模斜度(度),摩擦系数u塑件单位面积上对型芯的包紧力(N)pA单个塑件包络型芯的面积(mm)则抽芯力kNF,:,:,(cossin)t两个侧型芯的抽芯力F,kNt根据参考文献查得最大弯曲力是kN斜导柱的直径为mm实际取d,斜导柱直径mmd,斜导柱固定部分大端直径mmd,斜导柱固定部分直径mm)斜导柱长度的确定斜导柱的总长为LLLLLL,()z,,,,,dhstancostansin(~)mm式中斜导柱长度(mm)Lz斜导柱固定部分大端直径(mm)dh斜导柱固定板厚度(mm)d斜导柱工作部分的直径(mm)侧向抽芯距(mm)smmL,::::tancostansin(~)z,~mm实际取mmL,z图斜导柱侧滑块的设计侧滑块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中的一重要零部件一般情况下它与侧向型芯组合成侧滑块型芯。结合本塑件的结构特点侧型芯复杂加工困难因此将侧滑块和侧型芯分别加工。侧滑块与侧型芯采用Hm过渡配合用圆柱销定位。在侧向分型与抽芯过程中塑件的尺寸精度和侧滑块移动的可靠性都要靠其运动的精度来保证。滑块的底部T形来定位与导滑槽的配合为Hg这样侧型芯的中心与T形导滑面较近抽芯时滑块稳定性较好。侧滑块的结构如图所示。侧型芯的结构如图所示。图侧滑块图侧型芯侧滑块定位装置的设计侧滑块与斜导柱的分别工作在模具动、定模两侧的侧抽芯机构开模后侧滑块必须停留在刚脱离的斜导柱的位置上以便合模时斜导柱准确插入侧滑块的斜导孔中因此必须设计侧滑块的定位装置以保证侧滑块脱离斜销后可靠地停留在正确的位置上。根据本模具的运动关系侧滑块是向上抽芯侧滑定位装置结构采用拉杆挡块装置定位。推出与复位机构的设计推出机构的设计注射成型每一循环中塑件必须准确无误地从模具的型腔或型芯上脱出完成脱出塑件的装置称为脱模机构。推出机构设计的合理性与可可靠性直接影响到塑料制件的质量因此推出机构的设计是注射模设计的一个十分重要的环节。()推出脱模机构的设计原则塑件推出是注射成型过程中的最后一个环节根据制品的形状复杂程度和注射机推出结构形式设计合适的推出机构其选用原则如下:)推出机构应尽量设置在动模一侧。)保证塑件不因推出而变形损坏好。)机构简单、动作可靠。)保证有良好的塑件外观。)合模时的准确复位。()塑件推出的基本方式)推杆推出推杆推出是一种基本的、也是一常用的塑件推出方式。常用的推十形式有圆形、矩形、阶梯形。)推件板推出对于轮廓封闭且周长较长的塑件采用推件板推出机构。推件板推出部分的形状根据塑件形状而定。)气压推出对于大型深型腔塑件经常采用或辅助采用气压推出方式。本套模具的推出机构形式较为复杂全部采用圆形推杆推出。在分型时斜导柱与侧滑块以完成侧向抽芯与分型之后受到注射机顶杆的作用使得带动推件杆向前运动推出塑件使塑件脱离型芯。()塑件的推出机构)带肩的直通式推杆如图所示。每个塑件由根推杆推出共有根。)推杆直径与模板上的推杆孔采用Hf间隙配合。)通常推杆装入模具后其端面应与型腔底面平齐或高出开腔底面mm,mm。)推杆与推杆固定板通常采用单边mm的间隙这样可以降低加工要求又能在多推杆的的情况下不因各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。)推杆直径为mm材料选用TA钢推杆头部需进行淬火处理硬度在,HRC表面粗糙度在Rum以下。a)由于推杆的顶部是曲面形状因此在推杆的固定部分用止转销定位。图推杆复位机构的设计复位机构就是在模具闭合时顶出系统的各顶出元件恢复到原来设定的位置如顶杆、顶管顶块等。他们的端部一般并不直接接触到定模的分型面上所以模具闭合时并不能驱动他们复位必须靠复位机构使其复位。()复位机构基本形式)复位杆复位复位杆复位最常用制造简单易于安装和调节复位动作稳定可靠得到了广泛应用。与顶出元件可同时安装在固定板上合模时定模分型面推动复位杆并带动顶出系统同时复位。)复位杆与弹簧同时复位在推杆多并且复位力要求大时弹簧常与复位杆配合使用以防止复位过程中发生卡滞或推出机构不能准确复位的情况。本套模具有根推杆并且复位力要求也较大所以考虑把弹簧和复位杆配合使用属于弹簧先复位机构在合模时推杆只要离开注射机顶杆在弹簧的作用下推出固定板即带动推出机构完成先复位动作。()烤架手柄模具的复位机构)模具采用了根直径为mm,长度mm的复位杆。)复位杆与动模的的配合精度为Hf材料为TA头部应淬硬,HRC。)在合模时为了避免同定模板发生干扰而合模不严安装时复位杆低于动模分型面的距离。)弹簧由于受疲劳和受热变形等因素的影响很容易引起弹簧失效为此弹簧应金尽量选长一些以增加耐疲劳强度并且在使用过程中及时更换。结构零部件的设计支承零部件的设计注射模中的各种固定板、支承板、支承块以及模座等都称为支承零部件将它们与合模导向机构和推料脱模机构等组装便可组成注射模架。模架的作用是用来安装和固定注射模中的各种功能机构设计时各种支承零件必须具有足够的强度和刚度。()固定板固定板在模具中起着固定成型零部件、合模导向机构及推出脱模机构等各种结构功能的作用如动、定模固定板推件板推出固定板等。固定板在模具中的工作条件与结构形式和注射成型工艺条件有关。动、定模固定板推出固定板采用钢推件板采用TA,硬度HRC。()支承板和垫块支承板也叫垫板对固定板上模具的各零件起着支承作用。垫板垫靠在支承板和模座之间形成推出脱模机构的运动空间。变更支承板和垫块的厚度可改变模具的封闭高度以保证闭合高度和开模行程与注射机规格的匹配。支承板应具有一定的强度和刚度以免发生变形引起注射成型时发生溢料或制品偏差。垫块、模座与支承板间可采用六角螺钉固定。支承板和垫块的材料采用钢。()模座与注射机相联的模具底板称为模座。模座是整个注射模中支承所有零部件的底板在注射成型过程中传递合模力并承受成型力应具有足够的强度和刚度即应具有足够的厚度不能低于。本套模具的模座厚度为达到了使用要求。模座材料也采用钢。导柱导向机构的设计合模导向机构在注射模中用来保证动模和定模或模内其他零部件之间准确对合。在模具中起定位、导向和承受一定的侧压力的作用导向机构主要有导柱导向、销和锥面等定种形式。导向机构要求导向精确定位准确并且有足够的强度刚度和耐磨性。本套模具采用导柱导套导向机构它是利用导柱与导套间的配合来保证模具的对合精度。导柱的设计()导柱的设计要点)直径根据模具大小而定表面耐磨芯部坚韧有足够的强度故多采用低碳钢()渗碳淬火或碳素工具钢(TA、)淬火处理硬度,HRC。)导柱的长度通常高出凸模端面,mm以免导柱末端导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。)导柱端部常设计成锥形或半球形便于导柱顺利进入导向孔。)导柱的配合精度导柱与导向孔通常采用间隙配合Hf或Hf,而与安装孔则采用过度配合Hm或Hk配合部分表面粗糙度Ra=μm。并需要采用适当的固定方法防止导柱从安装孔中脱出。)导柱直径尺寸按模具外形尺寸而定模板尺寸越大导柱间中心距应越大所选导柱直径也越大。()导柱的数量与布置对标准模架其导柱数量及布置一般都是确定的。本套模具采用的是标准导柱数量为个对称布置导向精度很高。导套的设计使用导套的目的是导柱孔磨损之后便于更换。有A、B两种常用的导套结构本套模具使用的是带台阶的那种。导套与固定孔间采用的是过渡配合Hm。排气与冷却系统的设计排气系统的设计为了使塑料熔体顺利充填模具型腔必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因所产生的气体不能被排除干净塑件上就会形成气泡、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。该套模具是属小型模具排气量很小而且分型面比较多在齿轮型腔部队还设置了根推杆因此设计不单独开设排气槽。冷却系统的设计在注塑成型过程中模具温度直接影响塑料的充填和塑件的定型也直接影响注射周期和塑件的质量。因此通常必须进行模具的有效冷却使模具温度保持在一定的范围内。模具的冷却就是将注塑成型过程中产生的、并传导给模具的热量尽可能迅速、并最大程度地导出以使塑件以较快的速度冷却固化冷却的效果直接决定着塑件的质量和注射效率。模具的冷却效果是指塑件冷却固化过程中在限定时间内冷却系统带出热量的多少和模具温度的均匀程度。冷却水道的开设原则()冷却水道与成型面各处距离要相等排列与成型面的形状相符保证冷却均匀防止冷却不均变形。()冷却水道应使成型零件表面冷却均匀模具温差不大。()冷却水道的距离要适当保持在,mm左右直径一般取Φ(,mm)之间。()浇口与喷嘴直接接触温度最高冷却水道应从高温区向低温区流动。()冷却系统防止漏水尤其不能渗入成型区域。()动定模分别设计冷却系统循环式冷却水道中冷却介质的冷却路线应相等。()冷却水道尽量避开塑件可能产生熔接痕的部位进出水嘴设在不影响操作的部位常设在注射机操作位置的对面或模具的下面。()模具总体设计的过程中兼顾冷却水道的设计留出冷却水道的布置空间同时设计冷却水道时要考虑节约用水原则。必要时设置冷却水的循环供水装置。冷却水道形式及连通方式()冷却介质由于水的热容量大、传热系数大、成本低、使用方便、冷却效果好等特点冷却介质普遍采用水作冷却介质。因此本套模具也采用水作为冷却介质。()冷却水道的形式本套模具采用沟道式冷却的冷却水道形式它是直接在模具的模板上钻孔通入冷却介质。其特点是冷却介质直接接触模体传导热量结构简单冷却效果较好。模具采用串联形式的的连通方式。冷却水从入口处流入直径始终相等的水道并依次串联通过成型区带走热量从出口处流出。型腔和型芯的冷却综合考虑冷却水道的开设原则、冷却水道的形式及连通方式型腔和型芯冷却水道的设计及水道的布置如图所示:((a)型腔(b)型芯图型腔、型芯冷却水道第五章ProE和Moldflow软件的应用应用ProE软件D分模模具设计流程()创建模具模型读取预先设计好的零件作为参考零件根据设计确定的型腔数及型腔间距调整零件的摆放位置。然后创建模胚从而形成一个模具模型。()设置模具模型的收缩率可按尺寸或比例两种方式设置模具模型的收缩率一般是按尺寸方式设置收缩率。()创建模型总分型面根据设计确定的分型面结合零件在模具模型中的位置以拉伸的方法创建模具模型的分型面。()创建镶件、侧滑声块的体积块分型面()根据模型分型面和体积块分割模块()抽取模具体积块并产生实体模具元件()模拟充填型腔来产生成型浇注件()定义开模的步骤烤架手柄塑料模的设计步骤()创建新的文件夹【在资源管理器下创建新的文件夹文件名设为handlemold】【将烤架手柄零件handle复制至此文件夹中】【进入ProE系统】点击文件设置工作目录【选目录handlemold后确定】()创建一个新的模具文件【单击工具栏中创建新文件的图标】【在类型字段中选制造子类型字段选模具型腔键入文件名称handlemfg后单击确定】【画面显示模具坐标系及基准平面】()创建模具模型)读取设计好的零件作为参考零件模具模型装配参考模型【选取参考零件:handlePRT打开】【单击对话框中的缺省图标然后单击确定】【参考模型中选择按参照合并后单击确定】)定位参考零件重定义布局调整数值【型腔布置中选择重定义】【在布局中选择可变输入一模四腔调整的合理数值】【浏览后单击确定】如图所示。图一模四腔)创建毛胚创建工件【手动输入胚料名称handlewrkmold单击确定】【单击创建特征确定】【在型腔布局的中部创建一平面】【用拉深的方式创建出长宽高的毛胚】()设置收缩率收缩按尺寸设置复位【收缩选按尺寸】【选择一个参考零件设置收缩率为确定】()设计分型面)主分型面的设计【增加复制与成型零件相关的曲面应用侧面影像线修剪曲面把曲面延拓到工件表面】【选定已做好的分型面用镜向合并】如图所示。图烤架手柄分型面)镶件分型面的设计【增加复制四棱柱的内孔表面】【增加拉伸与内孔表面突出部分下端重合的体积块合并曲面】用同样的方法设计其它三个镶件分型面)侧滑块分型面的设计【增加复制与成型零件相关的表面】【拉伸产生一个大体形状的长方体】【合并拉伸的分型面与复制面在一起】用镜向命令复制另一个侧块分型面()以分型面拆出模具体积)拆出侧滑块体积块【模具体积块分割】【两个体积块所有工件完成】【选取侧滑块分型面完成选取】【在分割对话框中单击OK】【分别输入侧滑块名称handleslide、另一个名称handlebody】)拆出型腔型芯体积块【模具体积块分割】【两个体积块模具体积块完成】【选取bady体积块完成选取】【选取总分型面完成选取】【在分割对话框中单击OK】【分别输入型腔名称handlecavity、型芯名称handlecore】)拆出镶件体积块【模具体积块分割】【一个体积块模具体积块完成】【选取型芯体积块完成选取】【选取镶件分型面完成选取】【在分割对话框中单击OK】【输入镶件的名称handleinsect】()产生模具元件模具组件抽取【单击全选图标后确定】【则左面窗口的模型树多出了型腔、型芯、侧滑块、镶件】()产生浇铸件铸模创建输入浇铸件的文件名molding即可()开模)先将参考零件、毛胚及分型面隐藏)定义开模步骤一模具打开【定义间距,>定义移动】【选取移动件:侧滑块,>完成选取】【决定移动方向:选取侧滑块的右表面使移动方向向右】【键入移动量:,>完成】以同样的的方法移动左边的侧滑块。)定义开模步骤二模具打开【定义间距,>定义移动】【选取移动件:型腔,>完成选取】【决定移动方向:选取型腔的上表面使移动方向向上】【键入移动量:,>完成】)定义开模步骤三模具打开【定义间距,>定义移动】【选取移动件:浇注件,>完成选取】【决定移动方向:选取型芯的上表面使移动方向向上】【键入移动量:,>完成】)定义开模步骤四模具打开【定义间距,>定义移动】【选取移动件:镶件,>完成选取】【决定移动方向:选取型芯的下表面使移动方向向下】【键入移动量:,>完成】如图所示。()存档后离开单击工具栏储存文件的图标保存文档。烤架手柄塑件模流分析Moldflow模流分析流程()模型的导入右击项目管理视窗导入选择烤架手柄分析模型(选择网格划分类型为Fusion和产品设计尺寸单位Millimeters)烤架手柄如图所示。图烤架手柄D图烤架手柄模型()横型的网格划分)在任务窗口中双击CreateMesh或者选择MeshGenerateMesh)单击Advanced(高级)按钮在Globaledgelength(网格全局边长)文本框中填入网格大小为。网格划分如图所示。图网格自动划分结果()网格缺陷修改所示。修改后的纵横比如图图三角形单元纵横比诊断结果()分析类型及顺序的设置在分析任务窗口选择CoolFlowWarpPack分析类型。()产品注塑原料的选择在分析任务窗口中右击材料一栏选择材料PP()一模多腔的布局选择建模移动拷贝命令选择镜像在选择栏中框选整个塑件和特定的节点在镜像栏中选择XZ平面选择拷贝单击应用。创建好的多型腔如图所示。图一模四腔结果()浇注系统的建立先创建节点利用系统的直线、曲线创建功能首先勾画出浇注系统的中心线再对中心线进行杆单元的网格划分。浇注系统如图绿色部分所示。图浇注系统()冷却系统的建立利用“先点后线再单元”的方法来创建冷却水管。冷却水管如图蓝色部分所示。()工艺过程参数设置选择分析过程参数设定向导设置相关参数本设计中大多数选择的是默认值。()分析计算双击任务栏窗口中的立即分析进行分析计算。第六章结论烤架手柄手结构特点突出具有侧孔是一个典型的塑料产品其模具设计包括了常见的斜导柱侧滑块抽芯机构其设计思路也较为典型。浇注系统中浇口采用了侧浇口在保证产品精度的同时有效的保证了塑件外观质量。根据现代模具的设计方法应用ProE软件进行D分模设计从而提高了模具设计效率缩短产品生产的生命周期提高了模具制造精度。而Moldflow软件的应用则极大的提高了设计的可靠性。通过有限元分析技术从理论上对产品设计方案在注塑成型过程进行数值模拟通过有关计算结果的分析预测塑料件结构可能出现的缺陷有效分析结果进而合理设计模具浇注系统和冷却系统消除缺陷。毕业设计到此算是结束了期间我学到了很多东西也说明白了自己的一些不足。路漫漫其修远兮吾将上下而求索。致谢毕业设计即将结束,在此对吴梦陵老师表示深切的感谢和隆重的敬意。在这次的毕业设计过程中吴老师给予了我详细的指导。每当我碰到问题他在给予我详细解答的同时总是有意地引导我去锻炼发现问题和解决问题的能力。在他的影响下我养成了良好的研究习惯。与此同时本人也很荣幸地得到了其他老师和同学的悉心帮助和指导在此一并表示衷心的感谢。学海无涯苦作舟的同时良师与益友实在如风帆般重要。参考文献屈华昌(塑料成型工艺与模具设计M(北京:机械工业出版社(王孝培(塑料成型工艺及模具简明手册M(北京:机械工业出版社(许发樾(模具结构型式与应用手册M(北京:机械工业出版社(赵昌盛(实用模具材料应用手册M(北京:机械工业出版社(林纳恩格(注射模具例M(北京:化工工业出版社(林清安(ProENGINEERWildfire模具设计M(北京:清华大学出版社(王刚单岩(Moldflow模具分析基础M(北京:清华大学出版社(王刚单岩(Moldflow模具应用实例分析M(北京:清华大学出版社(():付伟(基于ProE的分模方法及技巧J(模具工业LQ(Tang,C(Chassapis,SManoochehriOptimalcoolingsystemDes(designformulticavityinjectionmolding(FiniteElemAnalDes()–BH(Min,AstudyonqualitymonitoringofinjectionmoldedpartsJ(MaterProcess(Technology(()–

用户评论(0)

0/200

精彩专题

上传我的资料

每篇奖励 +1积分

资料评分:

/45
0下载券 下载 加入VIP, 送下载券

意见
反馈

立即扫码关注

爱问共享资料微信公众号

返回
顶部

举报
资料