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手表包装盒内芯塑料注射模具设计.doc

手表包装盒内芯塑料注射模具设计

瞬间云雾弥漫
2017-09-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《手表包装盒内芯塑料注射模具设计doc》,可适用于职业岗位领域

手表包装盒内芯塑料注射模具设计题目:手表包装盒内芯塑料注射模具设计院、系:机电信息系学科专业:机械设计制造及其自动化学生:学号:指导教师:手表包装盒内芯塑料注射模具设计摘要本论文介绍了手表包装盒内芯塑料注射模具的设计与制造方法。该注射模采用了模腔的结构。塑料模具的设计和制造水平反应了机械设计和加工水平模具的设计已应用了当代先进的设计手段如CAD、CAM、CAE的逐渐广泛使用使模具的设计效率大大提高快速成型技术的应用及现代加工技术的使用如高档加工中心、特种加工技术的使用使模具的制造精度越来越高加工周期越来越短。各行各业对模具的要求量与日俱增我国的模具行业蒸蒸日上正需要大量的模具设计与制造技术的人才。通过参观,查阅资料,计算用PROE、CAD等软件绘图进行塑料零件的注射模具设计我熟悉并掌握了塑料零件注射设计全过程能够根据不同的塑料材料的性能塑料的结构特点选择恰当的模具结构并掌握了模具主要零件的强度计算及每一个零件的尺寸确定掌握了材料的选择热处理要求及其制造工艺知识通过该设计检查了自己的外语翻译及理解能力能熟练运用计算机进行设计和绘图。通过本次设计后我能够完全独立完成中等难度以上塑料注射模具设计并能在选材结构设计等方面进行环保、经济技术分析。简言之本论文就是将人们常见的手表包装盒的内芯作为设计模型将塑料注射模具的相关知识作为依据阐述塑料注射模具的设计全过程。关键词:塑料注射模具设计ThedesignofplasticinjectionmoldaboutthecoreofWatchboxAbstractThispaperdescribesthedesignofplasticinjectionmoldandthemethodsofmanufacturingaboutcoreboxwatchesThestructureofonemoldandtwocavitywasuseinthisinjectionmoldPlasticmolddesignandmanufacturinglevelreflectsthelevelofmechanicaldesignandprocessing,Thecontemporaryartinstrumentshasbeenappliedtothemold,suchasCAD,CAM,CAEareuseoftheprogressivewithwidespread,sothattheefficiencyofmolddesignaregreatlyimproved,TheapplicationofthetechnologiesaboutrapidprototypingandmodernprocessingsuchashighendmachiningcentersandthetechnologyofspecialprocessingenabletheprecisionofmanufacturetogrowprocessingcyclesbecomingshorterandshorterTherequirementsofvariousindustriesontheamountofmoldaregrowingwiththesuccessofChina'smoldindustry,isinneedofalargenumberofpeopleaboutmolddesignandmanufacturingskillsThroughvisiting,accessingtoinformation,computing,usingdrawingsoftwaresuchasPROE,CADtodothedesigntheinjectionmoldabouttheplasticparts,Iamfamiliarwithandmasteredthewholeprocessofthedesignoftheinjectionmoldaboutplasticparts,Icandependontheperformanceofplasticmaterials,thecharacteristicsofplasticstructural,toselecttheappropriatemoldstructure,andbeabletocalculatethestrengthofthemainpartsanddeterminethesizeofeachpart,havetheknowledgeabouttherequireofheattreatmentinchoiceofmaterialsandmanufacturingprocesses,throughthedesign,inspecttheproficiencyofthetranslationandunderstandingtoforeignlanguagwithowncandesignandgraphicsquicklyintheuseofcomputerThroughthisdesign,Icanbetotallyindependenttofinishthedesignofplasticinjectionmoldwhichismorethanthemiddledifficulty,IbeabletoprotecteenvironmentandanalysisthetechnicalofeconomicinmaterialandstructuraldesignInshort,thecoreofwatchboxwhatpeopleoftenlookwasasadesignmodelinthispaperandtheknowledgerelatedplasticinjectionmoldwasasthebasistodescribethedesignprocessoftheplasticinjectionmoldKeywords:plasticsinjectionmolddesign目录主要符号表绪论模具工业简介我国模具工业的现状我国模具工业的发展趋势课题研究的背景、主要内容、基本要求课题背景主要内容基本要求注塑件的设计功能设计塑件的工艺分析分析塑件使用材料的种类及工艺特征分析塑件的结构工艺性初步确定型腔数目注塑机的选择注塑机简介注塑机基本参数选择注塑机塑件体积的计算计算塑件的质量:按注射机的最大注射量确定型腔数目计算浇注系统的体积其初步设定方案如下查表确定型号分型面的确定分型面的形式分型面的设计原则浇注系统的设计主流道的设计分流道的设计浇口设计冷料穴的设计确定主要零件结构尺寸选模架型腔、型芯工作尺寸计算模架的选择导向结构的设计导柱结构的设计导套结构的设计推出机构的设计推件力的计算推杆的设计抽芯机构设计抽芯距的确定斜顶杆双滚轮抽芯机构的设计冷却系统的设计冷却水回路布置的基本原则:确定冷却水道直径模具排气槽的设计校核注射机有关工艺参数的校核模具厚度H与注射机闭和高度模具工作过程成型前的准备原料的检验和预处理料筒的清洗嵌件的预热脱模剂的选用注射过程脱模过程制品的后处理退火处理调湿处理结论参考文献致谢毕业设计(论文)知识产权声明毕业设计(论文)独创性声明主要符号表T成形周期K注射机最大注射量的利用系数一般取M注射机的额定塑化量(gh或cmh)M浇注系统所需塑料质量和体积(g或cm)M单个制品的质量和体积(g或cm)F注射机的额定锁模力(N)A单个制品在模具分型面上的投影面积(mm)A浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm)p塑料熔体在模腔内的平均压力(MPa)通常模腔内压力S注射机最大开模行程(mm)maxH推出距离(脱模距离)(mm)H包括浇注系统在内的制品高度(mm)Q抽拔力(N)A侧型芯被包紧的截面周长(cm)h成型部分深度(cm)q单位面积积压力μ摩擦系数a脱模斜度绪论绪论模具工业简介模具是制造业的一种基本工艺装备它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高产品质量好材料消耗低生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志它在很大程度上决定着产品的质量效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业正日益受到人们的关注。早在年月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械电子轻工汽车纺织航空航天等工业领域里日益成为使用最广泛的主要工艺装备它承担了这些工业领域中,~,的产品的零件组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上仅以汽车摩托车行业的模具市场为例。汽车摩托车行业是模具最大的市场在工业发达的国家这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一汽车工业重点是发展零部件经济型轿车和重型汽车汽车模具作为发展重点已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加年将达到种。一个型号的汽车所需模具达几千副价值上亿元。为了适应市场的需求汽车将不断换型汽车换型时约有,的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一据统计中国摩托车共有种排量多个车型多个型号。单辆摩托车约有零件种共计多个其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需副模具总价值为多万元。其他行业如电子及通讯家电建筑等也存在巨大的模具市场。我国模具工业的现状模具生产技术水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要指标之一因为模具在很大程度上决定着产品的质量效益和新产品的开发能力。自世纪年代以来我国的经济逐渐起飞也为模具产业的发展提供了巨大的动力。世纪年代以后大陆的工业发展十分迅速模具工业的总产值在西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)年仅亿元人民币年增长到亿元人民币年已达到亿元人民币年增至~亿元人民币。今后预计每年仍会以~的速度快速增长。目前我国多个模具生产厂点从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外其他所有制形式的模具厂家包括集体企业合资企业独资企业和私营企业等都得到了快速发展。其中集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如浙江宁波和黄岩地区从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业为了提高其产品的市场竞争能力纷纷加入了对模具制造的投入。例如科龙美的康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区现已有几千家。我国模具工业的发展趋势世纪年代开始发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来并发展成为独立的工业部门其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来我国的模具工业发展也十分迅速。近年来每年都以,的增长速度快速发展。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。此外许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后我国要发展成为世界制造强国仍将依赖于模具工业的快速发展成为模具制造强国。尽管我国模具工业有了长足的进步部分模具已达到国际先进水平但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要每年仍需进口多亿美元的各类大型精密复杂模具。与发达国家的模具工业相比在模具技术上仍有不小的差距。今后我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新以缩小与国际先进水平的距离。()注重开发大型精密复杂模具随着我国轿车家电等工业的快速发展成型零件的大型化和精密化要求越来越高模具也将日趋大型化和精密化。()加强模具标准件的应用使用模具标准件不但能缩短模具制造周期降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此模具标准件的应用必将日渐广泛。()推广CADCAMCAE技术模具CADCAMCAE技术是模具技术发展的一个西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)重要里程碑。实践证明模具CADCAMCAE技术是模具设计制造的发展方向可显著地提高模具设计制造水平。()重视快速模具制造技术缩短模具制造周期随着先进制造技术的不断出现模具的制造水平也在不断地提高基于快速成形的快速制模技术高速铣削加工技术以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。课题研究的背景、主要内容、基本要求课题背景塑料模具的设计和制造水平反应了机械设计和加工水平模具的设计已应用了当代先进的设计手段如CAD、CAM、CAE的逐渐广泛使用使模具的设计效率大大提高快速成型技术的应用及现代加工技术的使用如高档加工中心、特种加工技术的使用使模具的制造精度越来越高加工周期越来越短。各行各业对模具的要求量与日俱增我国的模具行业蒸蒸日上正需要大量的模具设计与制造技术的人才。主要内容通过塑料零件的注射模具设计能够熟悉盒掌握塑料零件注射的设计全过程能够根据不同的塑料材料的性能塑料的结构特点选择恰当的模具结构并掌握模具主要零件的强度计算及每一个零件的尺寸确定掌握材料的选择热处理要求及其制造工艺知识通过该设计应能检查外语翻译及理解能力能熟练运用计算机进行设计和绘图。通过设计后能够完全独立完成中等难度以上塑料注射模具设计并能在选材结构设计的方面进行环保、经济技术分析。基本要求()绘图要求:A测绘塑料零件图B模具总装配图C动模、定模、镶块等主要零件图。()编写说明书具体内容如下:A分析塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响B分析所采用模具结构方案着重分析难点(斜导柱、哈佛模、点浇口等)C选择注塑机的根据D分析所有分型面选出最佳分型面E确定哪些面有脱模斜度F分析浇口位置浇口形状形式及所有采用的理由G说明所有推顶装置设置的位置及其理由H对该设计方案各部分应作经济技术分析。()计算下列尺寸:A有关成型零件工作尺寸的计算B成型型腔壁厚计算C冷却水道面积计算D斜导柱长度、直径、抽拔力的计算。()应用软件对所设计模具进行成型仿真对结果进行分析。()对设计中典型零件进行工艺规程卡片编制。()翻译有关外文技术文献一份。()生产批量:万件。注塑件的设计注塑件的设计功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标该塑件是日用品,承受外力的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较少塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素此外,塑料都会老化,还要考虑到材料的光氧化等问题塑件的工艺分析分析塑件使用材料的种类及工艺特征通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等其次才是成型难易和经济性问题。该塑件材料选用ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)。用途:汽车配件(仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等)收音机壳电话手柄、大强度工具(吸尘器头发烘干机搅拌器割草机等)打字机键盘娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:克立方厘米燃烧鉴别方法:连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验:环已酮可软化芳香溶剂无作用特点:、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好、与有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。、流动性比HIPS差一点比PMMA、PC等好柔韧性好。、用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件、同PVC(聚氯乙烯)一样在屈折处会出现白化现象。成型特性:无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)长时间预热干燥度,小时宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>度)对精度较高的塑件,模温宜取度,对高光泽耐热塑件,模温宜取度、如需解决夹水纹需提高材料的流动性采取高料温、高模温或者改变入水位等方法。、如成形耐热级或阻燃级材料生产天后模具表面会残存塑料分解物导致模具表面发亮需对模具及时进行清理同时模具表面需增加排气位置。ABS树脂是目前产量最大应用最广泛的聚合物它将PSSANBS的各种性能有机地统一起来兼具韧硬刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、B代表丁二烯S代表苯乙烯。丁二烯和苯乙烯的三元共聚物A代表丙烯腈ABS工程塑料一般是不透明的外观呈浅象牙色、无毒、无味兼有韧、硬、刚的特性燃烧缓慢火焰呈黄色有黑烟燃烧后塑料软化、烧焦发出特殊的肉桂气味但无熔融滴落现象。ABS工程塑料具有优良的综合性能有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性散热性(现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了笔记本电脑只要内部结构设计合理同样可以有出色的散热效果。)成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类不溶于大部分醇类和烃类溶剂而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS工程塑料的缺点:热变形温度较低可燃耐候性较差。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色成型的塑件有较好的光泽。密度为~gcm。ABS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。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性易与成型加工经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高连续工作温度为ºC左右热变形温度为ºC左右且耐气候性差在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高所以成型压力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少浇注系统对料流的阻力在正常的成型条件下壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS主要技术指标:表热物理性能密度(gcm)(比热容(JkgK)导热系数线膨胀系数西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)(WmK×)(K)滞流温度(C)表力学性能屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)断裂伸长率(,)拉伸弹性模量(GPa)抗弯强度(MPa)弯曲弹性模量(GPa)抗压强度(MPa)抗剪强度(MPa)无缺口冲击韧度布氏硬度R(简支梁式)缺口表电气性能表面电阻率(Ω)×体积电阻率(Ωm)×击穿电压(KVmm)介电常数(Hz)介电损耗角正切耐电弧性(s)(Hz)分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等整体结构较简单多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外其他尺寸精度要求相对较低但表面粗糙度要求较高再结合其材料性能故选一般精度等级:级工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处浇口斜向开设在模具的型芯处从塑料件侧面进料因而塑件外表面不受损伤不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数:干燥条件:小时成型收缩率:模具温度:(模具温度将影响塑件光洁度温度较低则导致光洁度较低)融化温度:(建议温度:)成型温度:注射速度:中高速度注射压力:bar初步确定型腔数目初步确定型腔数目根据产品结构特点此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式模件的结构。注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素:()塑件的尺寸精度()模具制造成本()注塑成型的生产效益()模具制造难度。考虑到该塑件是一般日用品,查手册得塑件的经济精度推荐级,所以初定为一模两腔最合理注塑机的选择注塑机的选择注塑机简介年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的注塑机的产量占整个塑料机械产量的成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法常用的说法有:()按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机()按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据()公称注塑量指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力()注射压力为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力()注射速率为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度常用的注射速率如表所示。表注射量与注射时间的关系注射量CM注射速率CMS注射时间S()塑化能力单位时间内所能塑化的物料量塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)()锁模力注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开()合模装置的基本尺寸包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围()开合模速度为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停()空循环时间在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间选择注塑机塑件体积的计算塑件:零件塑件的体积V=cm西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)浇注系统的体积:V=cm塑件与浇注系统的总体积为V=*=cm计算塑件的质量:查手册取密度ρ=gcm塑件体积:V=cm塑件质量:根据有关手册查得:ρ=gcm所以塑件的重量为:M=V×ρ=cm×=g按注射机的最大注射量确定型腔数目kmm,p根据n,()knmm得()m,pk注射机最大注射量的利用系数一般取k,m,注射机最大注射量cmз或gpm,浇注系统凝料量cmз或g单个塑件体积或质量cmз或gm,根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用模腔西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)计算浇注系统的体积其初步设定方案如下图浇注系统示意图根据三维模型利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V=cm西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)查表确定型号查表文献、得选用CJNC型号注射机其参数如下:分型面得确定分型面的确定分型面是决定模具结构形式的重要因素它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。分型面的形式该塑件的模具只有一个分型面垂直分型。分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响因此在选择分型面时应综合分析。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则:分型面应选在塑件外形最大轮廓处确定有利的留模方式便于塑件顺利脱模保证塑件的精度满足塑件的外观质量要求便于模具制造加工注意对在型面积的影响对排气效果对侧抽芯的影响在实际设计中不可能全部满足上述原则一般应抓住主要矛盾在此前提下确定合理的分型面。其分型面如图西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)图分型面示意图西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)浇注系统的设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道它由主流道分流道冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质传热传压情况决定着塑件的内在和外表质量它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。浇注系统的设计原则:浇口位置应尽量选择在分型面上以便于模具加工及使用时浇口的清理浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致并使其流程为最短浇口的位置应保证塑料流入型腔时对着型腔中宽敞、壁厚位置以便于塑料的流入避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。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处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的CJNC型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径:d=mm喷嘴前端球面半径:R=mm根据模具主流道与喷嘴的关系RRmm,ddmm,取主流道球面半径:R=mm取主流道小端直径:d=mm为了便于将凝料从主流道中取出将主流道设计成圆锥形起斜度为此处选用经换算得主流道大端直径为MM。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)图主流道示意图分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道一般开设在分型面上起分流和转向作用分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置分流道的设计应尽可能短以减少压力损失热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表所示。表流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径塑料名称分流道断面直径mmmmABSAS~聚苯乙烯~聚乙烯~软聚氯乙烯~尼龙类~硬聚氯乙烯~聚甲醛~聚氨酯~丙烯酸~热塑性聚酯~抗冲击丙烯酸~聚苯醚~醋酸纤维素~聚砜~聚丙烯~离子聚合物~异质同晶体~聚苯硫醚~分流道的断面形状有圆形矩形梯形U形和六角形。要减少流道内的压西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)力损失希望流道的截面积大表面积小以减小传热损失因此可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率其中圆形和正方形的效率最高但正方形的流道凝料脱模困难所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状直径为mm。分流道选用圆形截面:直径D=mmRm,,流道表面粗糙度a图分流道示意图浇口设计根据浇口的位置选择要求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壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口边缘浇口(又名为标准浇口、侧浇口)该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上具有矩形或近矩形的断面形状其优点是浇口便于机械加工易保证加工精度而且试模时浇口的尺寸容易修整适用于各种塑料品种其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。该模具采用侧浇口其有以下特性:形状简单去除浇口方便便于加工而且尺寸精度容易保证试模时如发现不当容易及时修改能相对独立地控制填充速度及封闭时间对于壳体形塑件流动充填效果较佳。浇口设计如图西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)图口示意图冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度有影响成型塑件的质量另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时在拉料杆的作用下主流道凝料从定模浇口套中被拉出最后推出机构开始工作将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。其设计如下图图冷料穴示意图确定主要零件结构尺寸选模架确定主要零件结构尺寸选模架型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是Q平均收缩率:=()=平,型腔内径:=mm,,,()DDDQ平模,型腔深度:=mm,,,(H)HHQ平模型芯外径:=mm,,(d)ddQ,平模型芯深度:=mm,,(h)hhQ,平模型腔径向尺寸(mm)D,模D塑件外形基本尺寸(mm)Q塑件平均收缩率平,塑件公差,成形零件制造公差一般取,塑件内形基本尺寸(mm)dd型芯径向尺寸(mm)模H型腔深度(mm)模H塑件高度(mm)h型芯高度(mm)模塑件孔深基本尺寸(mm)h型腔:钢材选用P使用数控精雕及电火花加工成型HRC型芯:钢材选用P使用数控精雕及电火花加工成型,HRC模架的选择注塑模模架国家标准有两个即GBT《塑料注射模中小型模架及其技术条件》和GBT《塑料注射模大型模架》。由于塑料模具的蓬勃发展现在在全国的部分地区形成了自己的标准该设计采用龙记标准模架型号为:CIAB西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)图模架模型图导向结构的设计导向结构的设计导向机构的作用:)定位作用)导向作用)承受一定的侧向压力导柱结构的设计长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出cm以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。形状导柱前端应做成锥台形以使导柱能顺利地进入导向孔。材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯因此多采用钢(经表面渗碳淬火处理)硬度为HRC。导套结构的设计材料用与导柱相同的材料制造导套其硬度应略低与导柱硬度这样可以减轻磨损一防止导柱或导套拉毛。形状为使导柱顺利进入导套导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔以利于排出孔内的空气。推出机构的设计根据塑件的形状特点模具型腔在定模部分型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶为了便于加工降低模具成本我们采用推杆推出机构推杆推出机构结构简单推出平稳可靠虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹但塑件底部装配后使用时不影响外观设立五个推杆平衡布置既达到了推出塑件的目的又降低了加工成本。注:推杆推出塑件推杆的前端应比型腔或型心平面高出mm采用推杆推出推杆截面为圆形推杆推出动作灵活可靠推杆损坏后也便于更换。结合制品的结构特点模具型腔的结构采用了整体式型腔板这种结构工作过程中精度高并且在此模具中容易加工得到在推出机构中采用厂组合式推杆如图中这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断因为产品较小另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆全部固定在顶杆固定板。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置以保证塑件推出时受力均匀塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求推杆装入模具后起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)cm推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件按下式计算并确定其脱模力(Q):()QLhpf,,cossin,,L式中型芯或凸模被包紧部分的断面周长(cm)被包紧部分的深度(cm)hp由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力一般取MPa磨擦系数一般取~f脱模斜度,L=MMH=MMQ=MM*MM*MPA(*COSSIN)*=(N)推杆的设计推杆的强度计算查《塑料模设计手册之二》由式得,lQd=()()n,Ed圆形推杆直径cm推杆长度系数,l推杆长度cmn推杆数量E推杆材料的弹性模量N(钢的弹性模量E=N)cmcmQ总脱模力取D=MM。查《塑料模设计手册》式推杆压力校核Q=(),,,snd,,取Nmms,<推杆应力合格硬度HRC,,s抽芯机构设计抽芯机构设计抽芯距的确定抽芯距的计算公式如下:S,S~式中S抽芯距mmS取出塑件最小尺寸mmR最外尺寸mmr滑块内径mm。S==mm斜顶杆双滚轮抽芯机构的设计当塑件侧面的凹槽较浅所需抽芯距不大而采用斜导柱分型抽芯比较麻烦时可考虑用斜顶杆来进行抽芯。图斜顶杆双滚轮抽芯机构图冷却系统的设计冷却系统的设计冷却水回路布置的基本原则:a)冷却水道应尽量多b)截面尺寸应尽量大c)冷却水道离模具型腔表面的距离应适当d)适当布置水道的出入口e)冷却水道应畅通无阻f)冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况以及冷却水道的截面积浇注系统中的分流道布置如图所示采用非平衡式布置从主流道末端到每个浇口的距离不相等但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同这样的设计可以使进人每型腔的流程最短减少了热量散失缩小了模具的体积对于该小型什的注射成型来说并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形浇口的类型采用侧浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀必然导致收缩不均匀特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好在模具的定模型腔板和动模利腔板内开没了如图所示的水道横向穿过这两块模板这样使塑件各处的冷却均匀模具的模温均匀本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。设定模具平均工作温度为用常温的水作为模具冷却介质CC其出口温度为。C确定冷却水道直径Jkg查表得ABS的单位流量为依据塑件体积可知所需的冷却水管直径较小。设计冷却水道直径为mm符合要求。冷却水示意图:西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)模具排气槽的设计模具排气槽的设计当塑料熔体充填型腔时必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷甚至气体受压而产生高温使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件排气槽将对它们的品质带来很大的影响对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大而且不属于深型腔类零件因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气间隙值取。校核校核注射机有关工艺参数的校核锁模力与注射压力的校核FpnAA,()()p注射时型腔压力查参考文献得MPaA塑件在分型面上的投影面积()cmA浇注系统在分型面上的投影面积()cmF注射机额定锁模力按CJNC型注射机额定锁模力为kN模具厚度H与注射机闭和高度注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件(包括浇注系统)所需的开模距离即满足下式()SHH,式中注射机最大开模行程mmSH推出距离(脱模聚居)mmH包括浇注系统在内的塑件高度mmSk=mmmm=mmSkS=mm条件成立模具工作过程模具工作过程模具装配试模完毕之后模具进入正式工作状态其基本工作过程如下:成型前的准备、注射过程、开模及制品的后处理:成型前的准备原料的检验和预处理在成型前应对原料进行外观及工艺性能的检验对要求色彩的塑料应在原料中加着色剂。对于易吸潮的塑料在成型前必须进行干燥处理以避免产品表面出现斑纹、气泡和银丝等缺陷。其干燥方法是小批量生产时可采用热风循环干燥箱后红外线干燥箱大批量生产时可用负压沸腾干燥或真空干燥其效果好、时间短。一般来说干燥的温度不宜过高干燥时间不宜过长。当温度超过玻璃化的温度过长时会使塑料结块对于热稳性差的塑料还会导致变色、降解。料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前或者在生产中当需要盖换产品或颜色时都要在成型前对料筒进行清洗和拆除。嵌件的预热当嵌件为金属时由于金属与塑料的膨胀与收缩率相差很大所以必须对嵌件进行预热以避免嵌件周围塑料层强度下降而出现裂纹缺陷。预热的温度以不损坏金属表面的镀层为限一般为,度。脱模剂的选用为了便于脱模生产中常使用脱模剂。常用的脱模剂有三种:硬酯酸锌、液态石蜡和硅油。硬酯酸锌除尼龙塑料外其余塑料均可使用液态石蜡作为尼龙类塑料脱模剂效果最好硅油的使用效果好但价格昂贵而且使用时要去其它溶剂配合使用才能显示硅油的的脱模效果。注射过程完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。但实质上只有在料筒中的塑化与在注射过程中的流动两个过程。所谓塑化即塑料熔融是指塑料在料筒中经过加热达到黏流状态并具有良好可塑性的全过程。所谓西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)流动是指塑料熔体在注射进入模具型腔后的流动。该流动情况又可分为:充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却。在注射过程随着温度的变化塑料从料斗进入高温料筒受热后温度迅速上升并开始塑化料筒的继续加热使塑料完全熔融塑化最后在高温状态下高速注入模具注射完毕后受模具的散热作用冷却而定型。脱模过程开模时开合模系统带动动模部分后移动、定模从分型面分型。这时在拉料杆Z形槽的作用下凝料留在塑件上。与此同时斜导柱侧抽芯开始同步运作当继续运动到一定距离注塑机的顶杆起作用使推板传递力于推管致使塑件强制脱下。从而完成制品和模具的分离最后取出制品。制品的后处理塑件在成型过程中由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此应该设法消除掉:退火和调湿处理。退火处理是把从模具中取出的塑件放在一定温度的烘箱中或液体介质中一段时间然后缓慢冷却。退火的温度一般控制在高于,度或低于塑料热变形温度,度。温度不宜过高否则塑件会翘曲变形但温度也不宜过低否则达不到退火的目的。调湿处理该法主要用于尼龙类塑料制品。因为尼龙件脱模以后在高温下接触空气容易氧化变色。另外这类塑件在空气中使用或存放过程中容易吸水而膨胀需要经过很长时间尺寸才能稳定下来。所以将脱模后的塑件放在热水中处理不仅隔绝空气防止氧化消除内应力而且还可以加速达到吸湿平衡稳定尺寸故称调湿处理。经调湿后的塑件其冲击韧性和抗拉强度均有所提高。当然不是所有的塑件一定要经后处理像聚甲醛和氯化聚醚塑件虽然存在内应力但由于高分子本身柔性较大且玻璃化温度浇低其内应力可以自己消除。此外当塑件要求不严格时也可以不后处理。结论结论本论文就是将人们常见的手表包装盒的内芯作为设计模型将塑料注射模具的相关知识作为依据阐述塑料注射模具的设计全过程。其具体介绍了手表包装盒内芯塑料注射模具的设计与制造方法。论文研究的主要成果有:()绘图:A测绘了塑料零件图B画了一张模具总装配图C完成了动模、定模、镶块等主要零件图。()设计过程具体内容如下:A分析了塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响B分析了所采用模具结构方案着重分析难点(斜导柱、哈佛模、点浇口等)C选择了注塑机的根据D分析了所有分型面选出了最佳分型面E确定了哪些面有脱模斜度F分析了浇口位置浇口形状形式及所有采用的理由G说明所有推顶装置设置的位置及其理由H对该设计方案各部分应作了经济技术分析。()计算了下列尺寸:A有关成型零件工作尺寸的计算B成型型腔壁厚计算C冷却水道面积计算D斜导柱长度、直径、抽拔力的计算。()应用软件对所设计模具进行了成型仿真对结果进行了分析。()对设计中典型零件进行了工艺规程卡片编制。()翻译了有关外文技术文献一份。经过设计我了解到()通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等其次才是成型难易和经济性问题。()要选择综合力学性能好的钢材以满足模具的工作要求要根据模具的加工方法选择模具钢材要根据模具的精度及产品的批量及性能要求选择模具钢材要根据制品批量大小以最低成本选材原则选择模具用钢()模具设计与制造者必须具有强烈的质量和精密性意识及精度概念依据制件的形状、尺寸及位置配合精度要求进行设计与制造。以保证所设计与制造的模具生产精度与质量合格、互换性很强、确保一定的生产规模的优质制品来。()注塑机的选择需通过由公称注射量和由锁模力来确定。()选择分型面时应选在塑件外形最大轮廓处确定有利的留模方式便于塑件顺利脱模保证塑件的精度满足塑件的外观质量要求便于模具制造加工注意对在型面积的影响对排气的效果对侧抽芯的影响都应一一加以考虑。()浇口位置应尽量选择在分型面上以便于模具加工及使用时浇口的清理浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致并使其流程为最短浇口的位置应保证塑料流入型腔时对着型腔中宽敞、壁厚位置以便于塑料的流入避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)避免型芯或嵌件变形尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。()推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置以保证塑件推出时受力均匀塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求推杆装入模具后起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔cm()当塑料熔体充填型腔时必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷甚至气体受压而产生高温使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件排气槽将对它们的品质带来很大的影响对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。总之通过本次塑料零件的注射模具设计我熟悉并掌握了塑料零件注射设计全过程能够根据不同的塑料材料的性能塑料的结构特点选择恰当的模具结构并掌握了模具主要零件的强度计算及每一个零件的尺寸确定掌握了材料的选择热处理要求及其制造工艺知识通过该设计检查了自己的外语翻译及理解能力能熟练运用计算机进行设计和绘图。通过本次设计后我能够完全独立完成中等难度以上塑料注射模具设计并能在选材结构设计等方面进行环保、经济技术分析。参考文献参考文献黄虹主编塑料成型加工与模具化学工业出版社曹宏深、赵仲治主编塑料成型工艺与模具设计机械工业出版社,王文广、田宝善、田雁晨主编塑料注射模具设计技巧与实例化学工业出版社,华南工学院黄毅宏主编模具制造工艺北京:机械工业出版社六项互换性基础标准汇编中国标准出版社廖念钊、古莹庵、莫雨松、李硕根、杨兴骏编中国计量出版社唐克中、朱同钧主编画法几何及工程制图高等教育出版社马金骏编塑料模具设计北京:轻工业出版社李秦蕊主编塑料模具设计西北工业大学出版社张克惠编著注射模设计西北工业大学出版社吴宗泽、罗胜国机械设计课程设计手册,高等教育出版社申树义、高济编塑料模具设计机械工业出版社冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编模具设计与制造简明手册(第版)上海科学技术出版社模具实用技术丛书编委会编塑料模具设计与制造应用实例机械工业出版社,李海梅、申长雨主编注塑成型及模具设计使用技术化学工业出版社AEPalmerJSColtonFailuremechanismsinstereolithographyinjectionmoldingtoolingNewYork:PolymerEngineeringScience,TaoCChangErnestFaisonShrinkagebehaviorandoptimizationofinjectionmoldedpartsstudiedbythetaguchimethodNewYork:PolymerEngineeringScience,FrancescoPisciottiJukkaLausmaaAntalBoldizarMikaelRigdahlTOFSIMSstudyofinjectionmoldedpolystyreneNewYork:EngineeringScience,ndWDCllister,JrMaterialsScienceandEngineering,NewYork:JhonWileyandsons,IncEHCornishMaterialsandtheDesigner,Cambridge:CambridgeUniversitypress,致谢致谢毕业设计马上就要接近尾声了在整个设计过程中我遇到了许许多多的问题而我的指导老师黄洪生教授总是耐心和细致帮助我一一解决。与他相处的这短短三个月里除了对模具设计有了一个很深刻的认识对所学的专业知识进一步的消化并能初步与实践相结合外更让我难忘和感动是他身上所体现出来的学者的严谨和长者的平易我会用他的这种品质和精神来激励我以后的生活和工作踏踏实实做事认认真真做人。在此我衷心向黄老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。另外我还要感谢同组的其他同学和一些朋友他们在本次设计的每一个环节都给了我极大的帮助和支持感谢所有给予我关心的老师正因为有了他们的帮助我才能如期完成这次毕业设计。。最后感谢学校感谢机电系各位老师各位领导对我这四年的培养和教育在这里的所学将使我终生受益我会用他们来迎接我的新人生追逐我的梦想。学生:程晓东年月日毕业设计(论文)知识产权声明毕业设计(论文)知识产权声明本人完全了解西安工业大学北方信息工程学院有关保护知识产权的规定即:本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计(论文)工作地知识产权属于西安工业大学北方信息工程学院。本人保证毕业离校后使用毕业设计(论文)工作成果或用毕业设计(论文)工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学北方信息工程学院。学校有权保留送交的毕业设计(论文)的原文或复印件允许毕业设计(论文)被查阅和借阅学校可以公布毕业设计(论文)的全部或部分内容可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计(论文)。(保密的毕业设计(论文)在解密后仍遵守此规定)毕业设计(论文)作者签名:指导教师签名:日期:毕业设计(论文)独创性声明毕业设计(论文)独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德本人声明所呈毕业设计(论文)是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得的研究成果。特别加以标注和致谢的地方以外毕业设计(论文)中不包含其他人已经发表或撰写过的成果不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文说明。毕业设计(论文)与资料若有不实之处愿承担一切后果。毕业设计(论文)作者签名:指导教师签名:日期:毕业设计(论文)独创性声明

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