骨架零件注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)【JA052】【含15張cad圖紙+文檔全套資料】
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機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
粗銑六面
工序號(hào)
03
零件名稱
動(dòng)模板
零件號(hào)
00-11
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號(hào)
硬 度
種 類
重 量
45鋼
45-50HRC
鍛 件
設(shè) 備
夾 具
名 稱
輔 助
工 具
名 稱
型 號(hào)
銑床
虎鉗
墊塊
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長(zhǎng) 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時(shí)
二次
2
銑上、下平面
30面銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
2
0.2mm
200㎜/ min
800r/min
0.5r/min
二次
1
銑四周面
10立銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
2
0.5mm
60㎜/ min
400r/min
0.4r/min
設(shè) 計(jì) 者
亓玨珍
指 導(dǎo) 教 師
蘇光
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
動(dòng) 模 板 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
模具號(hào)
零件號(hào)
零 件 名 稱
00-11
動(dòng)模板
XYZ-003
牌 號(hào)
硬 度
45鋼
45-50HRC
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料
鋸床
直尺
02
鍛造達(dá)尺寸210㎜?170㎜?30㎜
蒸汽錘
直尺
03
車外圓
車床
三爪卡盤
標(biāo)準(zhǔn)
車刀
游標(biāo)卡尺
04
磨削
平面磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
05
鉗工
虎鉗
劃線
剛尺、游標(biāo)卡尺
06
熱處理(淬火)保證硬度
45-50HRC
熱處理爐
火鉗
硬度儀,游標(biāo)卡尺
07
磨削
平面磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
08
線切割各個(gè)型孔留余量0.02mm
線切割慢走絲機(jī)床
復(fù)式支撐
0.2mm黃銅絲
千分表,游標(biāo)卡尺
09
鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求
游標(biāo)卡尺
10
檢驗(yàn)
游標(biāo)卡尺
編制 亓玨珍 校對(duì) 蘇光 審核 批準(zhǔn)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
粗銑六面
工序號(hào)
03
零件名稱
型腔
零件號(hào)
00-12
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號(hào)
硬 度
種 類
重 量
Cr12
45-50HRC
鍛 件
設(shè) 備
夾 具
名 稱
輔 助
工 具
名 稱
型 號(hào)
銑床
虎鉗
墊塊
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長(zhǎng) 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時(shí)
二次
2
銑上、下平面
30面銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
2
0.2mm
200㎜/ min
800r/min
0.5r/min
二次
1
銑四周面
10立銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
2
0.5mm
60㎜/ min
400r/min
0.4r/min
設(shè) 計(jì) 者
亓玨珍
指 導(dǎo) 教 師
蘇光
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
模具號(hào)
零件號(hào)
零 件 名 稱
00-12
型腔
XYZ-003
牌 號(hào)
硬 度
Cr12
45-50HRC
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料
鋸床
直尺
02
鍛造達(dá)尺寸124㎜?140㎜?17㎜
蒸汽錘
直尺
03
車外圓
車床
三爪卡盤
標(biāo)準(zhǔn)
車刀
游標(biāo)卡尺
04
磨削
平面磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
05
鉗工
虎鉗
劃線
剛尺、游標(biāo)卡尺
06
熱處理(淬火)保證硬度
58~62HRC
熱處理爐
火鉗
硬度儀,游標(biāo)卡尺
07
磨削
平面磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
08
線切割各個(gè)型孔留余量0.02mm
線切割慢走絲機(jī)床
復(fù)式支撐
0.2mm黃銅絲
千分表,游標(biāo)卡尺
09
鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求
游標(biāo)卡尺
10
檢驗(yàn)
游標(biāo)卡尺
編制 亓玨珍 校對(duì) 蘇光 審核 批準(zhǔn)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:骨架零件注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)
系 部: 材料工程系
專 業(yè): 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí): 模具144
學(xué)生姓名: 亓玨珍
學(xué) 號(hào): 141304447
指導(dǎo)教師: 蘇光
2017年 月 日
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1
1.2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1
1.3 我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.3.1 成型工藝方面 2
1.3.2 在制造技術(shù)方面 2
1.4 國(guó)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.5 總結(jié) 4
第2章 塑件工藝分析 5
2.1 塑件的原始材料分析 5
2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 5
2.2.1結(jié)構(gòu)分析 5
2.2.2尺寸精度分析 6
2.2.3表面質(zhì)量分析 6
2.3明確塑件生產(chǎn)批量 6
2.4估算塑件的體積和重量 6
2.5分析塑件的成型工藝參數(shù) 7
第3章 確定模具結(jié)構(gòu)方案 8
3.1 脫模原理 8
3.2 確定型腔數(shù)量及布局形式 8
3.3選擇分型面 9
3.4 確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 10
3.4.1澆注系統(tǒng)形式 10
3.4.2主流道設(shè)計(jì) 10
3.4.3分流道設(shè)計(jì) 11
3.4.3.1分流道的形狀與尺寸 11
3.4.3.2分流道的表面粗糙度 11
3.4.4澆口的設(shè)計(jì) 11
3.4.5排氣系統(tǒng) 12
3.5 選擇推出方式 12
第4章磨具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 13
4.1型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算 13
4.2側(cè)壁厚度與推板厚度的計(jì)算 14
4.2.1側(cè)壁厚度 14
4.2.2推板厚度 14
4.3斜導(dǎo)柱等側(cè)抽芯有關(guān)計(jì)算 15
4.3.1斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 15
4.3.2斜滑塊(型腔)的設(shè)計(jì) 17
4.3.3楔緊塊的設(shè)計(jì) 17
4.3.4導(dǎo)滑條的設(shè)計(jì) 18
4.4冷卻與加熱系統(tǒng) 18
第5章 選擇模架 19
5.1初選注射機(jī) 20
5.1.1澆注系統(tǒng)重量 20
5.1.2注射壓力 21
5.2選標(biāo)準(zhǔn)模架 22
第6章 校準(zhǔn)注射機(jī) 23
6.1注射量,鎖模力,注射壓力,模具厚度的校準(zhǔn) 23
6.2開模行程的校準(zhǔn) 23
6.3模具在注射機(jī)上的安裝 23
第7章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校準(zhǔn) 24
7.1推件力的計(jì)算 24
7.2推桿的設(shè)計(jì) 24
7.2.1推桿的直徑計(jì)算 24
7.2.2推桿的壓力校核 25
7.3推板強(qiáng)度校核 25
小結(jié) 26
致謝 27
參考文獻(xiàn) 27
第1章 緒論
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,因?yàn)槟>咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高度一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上幾百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元,日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè),從1997年開始,我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)量值。
1.1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀
按照中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的劃分,我國(guó)模具基本分為10大類,其中,沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計(jì)算,目前我國(guó)沖壓模占50%左右,塑料成形模約占20%,拉絲模(工具)約占10%,而世界上發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40%以上。我國(guó)的塑料成形模具設(shè)計(jì),制作技術(shù)起步較晚,整體水平還較低。目前單型腔,簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70%以上,仍占主導(dǎo)地位。一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模,多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。模具平均壽命約為80萬次左右,主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等,注射模精度已達(dá)到5um以下,最高壽命已突破2000萬次,型腔數(shù)量已超過100腔,達(dá)到了80年代中期至90年代初期的國(guó)際先進(jìn)水平。
1.2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊,懸殊較大。從總體上來講,與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比,還有較大的差距。在采用CAD/CAM等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面,無論是應(yīng)用的廣泛性,還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面,僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD,距拋開繪圖板還有漫長(zhǎng)的一段路要走;在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面,一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備,二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備或因計(jì)算機(jī)制式不同,或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等,聯(lián)網(wǎng)率較低,只有5%左右的模具制造設(shè)備近年來才開展這項(xiàng)工作。
1.3 我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm~0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)10~30萬次,淬火鋼模達(dá)50~1000萬次,交貨期較以前縮短,但和國(guó)外相比仍有較大差距。
1.3.1 成型工藝方面
多材質(zhì)料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件,取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國(guó)外的50%~80%相比,差距較大。
1.3.2 在制造技術(shù)方面
CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階,以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表,陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng),美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國(guó)CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn),雖花費(fèi)了大量資金,但在我國(guó)模具行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程,如對(duì)充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來,我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展,主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等,這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn),為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。
近年來,國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼,如:P20,3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等,對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響,但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用,并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下,和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%~80%相比,仍有差距。
1.4 國(guó)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀
1.模具生產(chǎn)效率高,工期短,人均產(chǎn)值高
各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集,顯得十分擁擠,即使在這樣的條件下,車間管理還是有條不紊,生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè),人均年產(chǎn)值為5~14萬美元。
2.專業(yè)分工細(xì),技術(shù)精益求精,客戶相對(duì)穩(wěn)定
模具企業(yè)專業(yè)分工較細(xì),生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具,各家都有自己的拳頭產(chǎn)品,這利于在技術(shù)上精益求精,以利在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展模具廠所需的模具標(biāo)準(zhǔn)件都是外購(gòu)的,有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。
3.模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍,有利于企業(yè)發(fā)展
模具作為單件或極小批量產(chǎn)品,技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集,與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比,投入大,產(chǎn)出低,因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化,模具與制品相輔相成,互相促進(jìn),有利于模具企業(yè)的發(fā)展?! ?
1.5 總結(jié)
通過本次盒蓋注塑模的設(shè)計(jì),對(duì)熱塑性塑料的各項(xiàng)工藝特性、注射機(jī)的選用、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的選擇、模架等的選擇,以及型腔、型芯的尺寸尺寸計(jì)算等模具相關(guān)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)有了更深的了解。當(dāng)初學(xué)《注塑模設(shè)計(jì)與制造》的時(shí)候,對(duì)模具設(shè)計(jì)只是理論上的理解,并沒有應(yīng)用到實(shí)際中去。通過這次設(shè)計(jì),我感覺受益菲淺,把理論與實(shí)踐聯(lián)系到一起,一些平時(shí)不懂的問題,在這里都解決了。
3
第2章 塑件工藝分析
2.1、塑件的原始材料分析
該材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS塑料),骨架塑件如圖1:
圖1 骨架塑件
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成,收縮率為0.3%~0.8% 。ABS無毒、無味、呈微黃色,成型的塑件有較好的光澤。從使用性能上看,該塑料具有極好的抗沖擊強(qiáng)度,有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。從成型性能上看,該塑料在升溫時(shí)粘度增高,所以成型壓力較高,故塑件上的脫模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理;ABS易產(chǎn)生熔接痕,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力;在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。在要求塑件精度高時(shí),模具溫度可控制在50~60℃,而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí),模具溫度應(yīng)控制在60~80℃。
2.2、塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.2.1、結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析,該零件總體形狀為回轉(zhuǎn)體,在一個(gè)直徑為38高為17的圓柱中間有一個(gè)直徑為16高為11和一個(gè)直徑為19高為6的臺(tái)階孔,然后留壁厚為1.5。該塑件有凹槽,因此,模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向分型抽心機(jī)構(gòu),該零件屬于中等復(fù)雜程度。
2.2.2、尺寸精度分析
該塑件所有尺寸的精度為IT4級(jí),對(duì)塑件的尺寸精度要求不高,對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從塑件的壁厚上來看,該塑件的所有壁厚均勻,都為1.5,有利于塑件的成型。
2.2.3、表面質(zhì)量分析
對(duì)該塑件表面沒有什么要求,故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜合以上分析,注射時(shí)在工藝參數(shù)控制的好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。2.3、 明確塑件生產(chǎn)批量
該塑件要求大批量生產(chǎn)。
2.4、估算塑件的體積和重量
按照?qǐng)D2 塑件各部分體積近似計(jì)算:
故塑件的體積為:
塑件重量為
式中為塑料密度(ABS的密度)
圖2 塑件各部分體積
2.5、分析塑件的成型工藝參數(shù)
干燥處理:ABS材料具有吸濕性,要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為80~90C下最少干燥2小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。
熔化溫度:210~280℃;建議溫度:245℃。
模具溫度:25~70℃。(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低)。
注射壓力:50~70MPa。 注射速度:中高速度。
根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模二件的模具結(jié)構(gòu),考慮外形尺寸及注射時(shí)所需的壓力情況,參考模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選螺桿式注射機(jī):XS—Z—60。
第3章 確定模具結(jié)構(gòu)方案
3.1、脫模原理
制品為骨架。該模具采用斜導(dǎo)柱抽心機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)垂直分型動(dòng)作。鎖緊鍥與定模板做成整體,確保凹模滑塊14的定位鎖緊。
工作原理
模具分流道與側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面II—II上,并由骨架凸翼腔底進(jìn)料。開模時(shí),I—I分型面分型,斜導(dǎo)柱3帶動(dòng)凹?;瑝K14做II—II垂直分型面分型。最后,由推板4推出塑件制品。如圖3:
圖3 模具結(jié)構(gòu)原理圖
3.2、確定型腔數(shù)量及布局形式
圖4型腔排列方式
該塑件在注射時(shí)采用一模二件,即模具需要二個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng),模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素?cái)M采取圖4所示的型腔排列方式
3.3、選擇分型面
確定分型面位置如圖5:
圖5 分型面位置
3.4、確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)
3.4.1、澆注系統(tǒng)形式
采用普通澆注系統(tǒng),由于二型腔模,必須設(shè)置分流道,用潛伏式澆口形式從零件內(nèi)部進(jìn)料,利用分型面間隙排氣。
3.4.2、主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》初步得XS-Z-60型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:
噴嘴前端孔徑:;
噴嘴前端球面半徑:;
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系:
取主流道球面半徑:;
取主流道的小端直徑;
為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其斜度為,取,經(jīng)換算得主流道大端直徑為。
3.4.3、分流道設(shè)計(jì)
3.4.3.1、分流道的形狀和尺寸
分流道的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速度、分流道的長(zhǎng)度等因數(shù)來確定。本塑件的形狀不復(fù)雜,熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的形狀長(zhǎng)度較短,為了便于加工起見,選用截面形狀為半圓形分流道,查表5-40(塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè))得。
3.4.3.2、分流道的表面粗糙度
由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想,因此分流道表面粗糙度要求不太低,一般Ra取左右,這可增加對(duì)外層塑料熔體的阻力,使外層塑料冷卻皮層固定,形成絕熱層。
3.4.4、澆口的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式,選用潛伏式澆口較為理想,如圖6。設(shè)計(jì)時(shí)在模具結(jié)構(gòu)上采取瓣合式型腔,潛伏式澆口的錐角取。
圖6 潛伏式澆口示意圖
查表5-45(塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè))選尺寸為直徑,試模時(shí)修正。
3.4.5、排氣系統(tǒng)
該模具為小型模具,可利用分型面間隙排氣,該分型面位于熔體流動(dòng)的末端。
3.5、選擇推出方式
該塑件為簿壁塑件,綜合各個(gè)因素,選定為推板推出機(jī)構(gòu),如圖7。為了防止推板刮傷凸模,推板內(nèi)孔應(yīng)比凸模成型部分大外,將凸模和推板的配合做成錐面,以防止因推板偏心而出現(xiàn)飛邊,其單邊斜度左右為易。
圖7 頂出方式
第4章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
4.1、型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算
查表《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1-4 塑料ABS收縮率:0.3%~0.8%。
平均收縮率:
計(jì)算如下表:
類別
尺寸類型
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯的工作尺寸
型腔的計(jì)算
徑向尺寸的計(jì)算
38
22
19
1.5
深度尺寸的計(jì)算
8
6
1.5
型芯的計(jì)算
徑向尺寸的計(jì)算
16
19
1.5
深度尺寸的計(jì)算
6
11
型芯中心距尺寸
60
4.2、側(cè)壁厚度與推板厚度的計(jì)算
4.2.1、側(cè)壁厚度
該型腔為組合式。因此,型腔的強(qiáng)度和剛度按組合式進(jìn)行計(jì)算。由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩,也可以參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)。查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表6.10型腔側(cè)壁厚表,取。
4.2.2、推板厚度
其中查,,可取制品軸向尺寸公差的1/10,取,p由表4.1取。
4.3、斜導(dǎo)柱等側(cè)抽芯有關(guān)計(jì)算
4.3.1、斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算
斜導(dǎo)柱的傾斜角取。
則脫模力的計(jì)算為:
—脫模力(推出力)()
—塑料彈性模量(,ABS塑料?。?
塑料的平均成型收縮率()
包容凸模的長(zhǎng)度()
塑料與剛的摩擦系數(shù)(ABS塑料取0.2)
塑料的帕松比(取0.3)
塑料平均壁厚()
圓柱半徑()
()
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表9.1 取。
再查表9.2 得
在斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)中斜導(dǎo)柱采用了理論上最佳的斜角:,直徑取。
先計(jì)算抽心距:
其中:—塑件的大圓盤半徑
—塑件的最小的腰部外圓半徑
然后在CAD里根據(jù)抽心距算出斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度,如圖8:
圖8 斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算
其強(qiáng)度校核:
其中:
—斜導(dǎo)柱所受的彎曲力()
—抽拔力()
—斜導(dǎo)柱的斜角
,所以斜導(dǎo)柱強(qiáng)度合格。
4.3.2、斜滑塊(型腔)的設(shè)計(jì)
斜滑塊設(shè)計(jì)如圖9:
圖9 斜滑塊
4.3.3、楔緊塊的設(shè)計(jì)
本模具采用楔緊塊與定模板制成一體的整體式結(jié)構(gòu)。如圖10
圖10 楔緊塊
4.3.4、導(dǎo)滑條的設(shè)計(jì)
導(dǎo)滑條的設(shè)計(jì)如圖11:
圖11 導(dǎo)滑條
斜滑塊的導(dǎo)滑長(zhǎng)度不能太短,一般應(yīng)保證滑塊在完成抽拔動(dòng)作后,留在導(dǎo)滑條中的長(zhǎng)度不小于有效長(zhǎng)度的,經(jīng)計(jì)算,該滑塊在完成抽拔動(dòng)作后留在導(dǎo)滑條中的長(zhǎng)度為,總的有效長(zhǎng)度為,所以導(dǎo)滑條的長(zhǎng)度足夠。
4.4、冷卻與加熱系統(tǒng)
本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫,所以在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算
設(shè)定模具平均工作溫度為50℃,用常溫20℃的水作為模具冷卻介質(zhì),其出口溫度為30℃,產(chǎn)量為(初選每二分鐘一套)。
故冷卻水體積流量:
式中:
—冷卻水體積流量,()
—單位時(shí)間注射人模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量,()
—單位時(shí)間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量,(,ABS為
)
—冷卻水的比熱容,()
—冷卻水的密度,()
—冷卻水出口處溫度,(℃)
—冷卻水進(jìn)口處溫度,(℃)
查表可知所需的冷卻水道直徑非常小。由上述計(jì)算可知,因?yàn)槟>呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小,故可不設(shè)冷卻系統(tǒng),依靠空冷的方式冷卻模具即可。
第5章 選擇模架
為了方便加工熱處理,其型腔鑲塊可分為兩部分。如圖12:
圖12 型腔鑲塊
5.1、初選注射機(jī)
5.1.1、澆注系統(tǒng)重量
單件塑件重量
注射機(jī)額定注射量Gb,每次注射量不超過最大注射量的80%
即
式中-型腔數(shù)
-澆注系統(tǒng)重量()
-塑件重量()
-注射機(jī)額定注射量()
澆注系統(tǒng)估算結(jié)果:
澆注系統(tǒng)重量
設(shè) 則得:
總質(zhì)量:
滿足注射量:
式中
——額定注射()
--塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和()
或滿足注射量
5.1.2、注射壓力
查《塑料模具設(shè)計(jì)手則》表 1-8 ABS塑料成型時(shí)的注射壓力
鎖模力:
式中
—塑料成型時(shí)型腔壓力ABS塑料的型腔壓力,取
—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和分型腔及澆住引流及型腔在分型面上的投影面積
根據(jù)以上分析與計(jì)算,根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格表4.2《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》選用XS-Z-60型注射機(jī)。
注射機(jī)XS-Z-60有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下:
模具鎖模力: 400KN
模板最大開合模行程 180
模具最大厚度 200
模具最小厚度 70
噴嘴圓弧半徑 12
噴嘴孔直徑 4
動(dòng)、定模板尺寸 330×440
拉桿空間 300
5.2、選標(biāo)準(zhǔn)模架
根據(jù)以上分析計(jì)算型腔尺寸及斜導(dǎo)柱位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 7-4 選用:
A4型(GB/T12556-90)
定模底板厚: 20
定模板厚: A=32
滑塊厚度: 17
推板厚度: 16
動(dòng)模板厚: B=25
動(dòng)模墊板厚: 32
墊塊厚度: C=50
下模座厚: 20
模具厚度:H模=A+B+C+20+16+32+20=195
模具外形尺寸: 160×200×195
第6章 校核注射機(jī)
6.1、注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核
由于在初選注射機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素選用的,所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進(jìn)行校核,已符合所選注射機(jī)要求。
6.2、開模行程的校核
注射機(jī)最大行程S
式中
—塑料制品高度(mm);
—澆注系統(tǒng)高度(mm)。
S=184mm >84mm
故滿足要求。
6.3、模具在注射機(jī)上的安裝
從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間,并采用壓板固定模具,所以選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。
第7章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核
7.1、推件力的計(jì)算
—脫模力(推出力)()
—塑料彈性模量(,ABS塑料?。?
塑料的平均成型收縮率()
包容凸模的長(zhǎng)度()
塑料與剛的摩擦系數(shù)(ABS塑料取0.2)
塑料的帕松比(取0.3)
塑料平均壁厚()
圓柱半徑()
()
7.2、推桿的設(shè)計(jì)
7.2.1、推桿的直徑計(jì)算
查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二》由式5-97得
—圓形推桿直徑()
—推桿長(zhǎng)度系數(shù)
—推桿長(zhǎng)度()
—推桿數(shù)量
—推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)
—總脫模力
取6mm。
7.2.2、推桿壓力校核
查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》式5-98
取
< 推桿應(yīng)力合格,硬度
7.3、推板強(qiáng)度校核
推板選用45鋼,允許變形0.3。
查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》由式5-103得:
—推板厚度
—推桿間距
—總脫模力
—推板寬度
—鋼材的彈性模量 (鋼的彈性模量)
—推板允許最大變形量
所以推板強(qiáng)度合格。
小結(jié)
在本次設(shè)計(jì)中,經(jīng)過仔細(xì)的調(diào)研和方案論證,確定了具體設(shè)計(jì)方案,對(duì)產(chǎn)品的可行性和工藝進(jìn)行了詳細(xì)分析,在確定模具分析面方面設(shè)置了很多方案,經(jīng)過塞選確定了選用half模具來成型塑件,在塑件的滑塊設(shè)計(jì)上,經(jīng)過仔細(xì)的查閱手冊(cè)以及資料來確定.通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)、整理、修改而達(dá)到了令人滿意的答卷。通過這次線圈骨架的注射模具設(shè)計(jì),使我加深了模具方面的認(rèn)識(shí),在這個(gè)過程中,培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、全面分析問題以及解決問題的能力。采用UG建立模型并得出結(jié)果,以認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度完成了整個(gè)注塑模設(shè)計(jì)的全過程,具備了設(shè)計(jì)人員應(yīng)有的基本素質(zhì)和能力。即將投入到社會(huì)工作中去,我會(huì)盡自己的能力把學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐工作中,做一個(gè)有用的人才。最后要感謝母校及老師們對(duì)我的栽培!
謝辭
本論文設(shè)計(jì)在蘇光老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成,從課題選擇到具體的寫作過程,無不凝聚著翟德梅老師的心血和汗水,在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,翟德梅老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議,沒有這樣的幫助和關(guān)懷,我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意;在臨近畢業(yè)之際,我還要借此機(jī)會(huì)向在這三年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意,感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。不積跬步何以至千里,各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé),在他們的悉心幫助和支持下,我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí),并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn),順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì);同時(shí),在設(shè)計(jì)過程中,我還參考了有關(guān)的書籍和論文,在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意;我還要感謝同組的各位同學(xué),在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里,你們給了我很多的啟發(fā),提出了很多寶貴的意見,對(duì)于你們幫助和支持,在此我表示深深地感謝!
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