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洛陽(yáng)理工學(xué)院機(jī)械課程設(shè)計(jì)論文
防塵塑料帽的模具設(shè)計(jì)與制造
中文摘要
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑料的重要條件。
特別是近年來(lái)，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車(chē)工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢(shì)不斷上升。在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專(zhuān)用工具，通過(guò)壓力把金屬或非金屬材料制出所需要形狀的零件或制品，這種專(zhuān)用工具統(tǒng)稱(chēng)模具。
模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占據(jù)的地位日益顯著，可以說(shuō)人類(lèi)的衣、食、住、行，沒(méi)有拿一方面離得開(kāi)模具。模具是機(jī)械、汽車(chē)、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上稱(chēng)為“工業(yè)之母”。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)，也得到了蓬勃發(fā)展，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)不但在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，在世界市場(chǎng)上也是獨(dú)樹(shù)一幟。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求在600到650億美元。如今，模具工業(yè)的發(fā)展甚至已經(jīng)超過(guò)了新興的電子工業(yè)。
模具按制造的產(chǎn)品分類(lèi)，可以分為塑料模具（又分為注塑模具、鑄壓模具和吹塑模具）、沖壓模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和沖壓模具用途廣、技術(shù)成熟、占據(jù)的比重大。本文以防塵塑料帽的模具設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)論述塑料的工藝特性、ABS塑料的工藝參數(shù)、型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式、模具的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模架的選擇原則，力求做到理論聯(lián)系實(shí)際和反映國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。
關(guān)鍵詞：塑料特性、型芯和型腔結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架
Shields mold design and manufacture
English Abstract
With modern industrial development needs in the plastics industry, agriculture and daily life, and other fields of application become wider, and more high-quality requirements. Plastic products in the production of high-quality die design, advanced mold manufacturing equipment and reasonable processing, high-quality materials and modern mould forming equipment are forming an important condition for high quality plastics.
Especially in recent years, with the rapid development of the plastics industry, and GM and engineering plastics in areas such as strength and accuracy of the continuous enhancement of the scope of the application of plastic products is growing, such as: household appliances, instrumentation, construction equipment, automotive industry , the daily hardware, and many other fields, the proportion of plastic products is rapidly increasing. A rational design of plastic parts can often replace more than traditional metal pieces. Industrial products and plastic products daily and the trend is rising. In the industrial production and various press installed in the press and on the special instruments, through pressure on the metal or non-metallic materials produced by the need to shape parts or products, such special instruments collectively die.
Die in the national economy in the occupied status is increasingly significant, it can be said of human clothing, food, housing, transportation, not with one hand Chideikai die. Die those in the machinery, automotive, electronics, telecommunications, household appliances, and other industrial products based process equipment, high-tech products are. As basic industries, the quality of molds, precision, life on other industrial development plays an important role in the international community as "the mother of industry." With the rapid development of China's national economy, as the basis of industrial tooling industry, has also been vigorous development of the national economy has become an important industry in the building. Tooling industry in the national economy not only occupy an important position in the world market is also unique. World Die overall market demand, the market demand in the 600 to 65 billion US dollars. Today, the development of mould industry has exceeded even the emerging electronics industry.
Die by manufacturing the product category, can be divided into plastic molds (also divided into injection mold, pressure die casting and blow mould
), stamping dies, die casting, rubber molds and mold, and other glass. Among them, especially injection molds and stamping die-use, technological maturity, which hold the majority. This paper shields to prevent the mold design for example, discussed in detail the process of plastic, ABS plastics processing parameters, cavity and core structural forms Die Design, mode-choice principles, and strive to do with reality and theory reflect the advanced level both at home and abroad.
Key words: plastic characteristics of core and cavity structure, die structure, the standard mold base
29
目 錄
前言----------------------------------------------------------------------1
第一章 塑料成型工藝--------------------------------------------------4
1. 1 塑件的成型工藝分析------------------------------------------------4
1. 2 ABS塑料的材料特性-------------------------------------------------4
1. 3 ABS塑料的成型特性-------------------------------------------------5
1. 4 ABS塑料的成型工藝參數(shù)---------------------------------------------5
第二章 設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定----------------------------------------7
2. 1 注射機(jī)的選用------------------------------------------------------7
2. 2 型腔數(shù)目和分布----------------------------------------------------8
2. 3 選擇分型面--------------------------------------------------------9
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-----------------------------------------------10
3. 1 確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式-----------------------------------------10
3. 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)-----------------------------------------------------12
3. 3 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------16
3. 4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì)---------------------------------------------21
3. 5 注射模排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)---------------------------------------------25
第四章 注射模的設(shè)計(jì)結(jié)果參數(shù)---------------------------------------27
小結(jié)和致謝--------------------------------------------------------------33
參考文獻(xiàn)----------------------------------------------------------------35
模具裝配圖和零件圖
洛陽(yáng)理工學(xué)院機(jī)械課程設(shè)計(jì)論文
前言
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要,塑料制品在工業(yè),農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,質(zhì)量要求也越來(lái)越高.在塑料制品和生產(chǎn)中,高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)先進(jìn)的模具制造設(shè)備,合理的加工工藝,優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等都是成型優(yōu)質(zhì)塑料的重要條件.
塑料模具技術(shù)的發(fā)展日新月異,在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛,塑料模具種類(lèi)很多,按照塑料之間的不同分類(lèi)方法可分為:注射模,壓注模,擠出模,氣動(dòng)成型模等.注塑模又可稱(chēng)注射成型,是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要的方法.除了少數(shù)塑料制品外,幾乎所有的熱塑料制品都可以用注射成型的方法生產(chǎn)塑料制品.注射塑料不僅用天塑料的成型.而且也成功的應(yīng)用于熱固性.塑料的成型,模具以特定的形狀,通過(guò)一定的方式,因此應(yīng)延長(zhǎng)模具的使用壽命,盡量縮短模具的制造周期,來(lái)降低生產(chǎn)成本.
近年來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)一直以每年13%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)模具行業(yè)在“十五”期間的增長(zhǎng)速度將達(dá)到13%--15%。模具鋼的需求量也將以每年12%的速度遞增，全國(guó)年需求量約70萬(wàn)噸左右，而國(guó)產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國(guó)外模具鋼品種的60%，每年進(jìn)口模具鋼約6萬(wàn)噸。我國(guó)每年進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20%左右，已超過(guò)10億美元，其中塑料及橡膠模具占全部進(jìn)口模具50%以上；沖壓模具占全部進(jìn)口模具約40%。由此可見(jiàn)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?
雖然近幾年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進(jìn)的技術(shù)如CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)發(fā)展的需要。
縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高底的重要標(biāo)志。因此，模具是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。目前，我國(guó)模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國(guó)產(chǎn)化程度，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴(lài)。
現(xiàn)代模具的技術(shù)發(fā)展，在很大程度上依賴(lài)模具標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、專(zhuān)用的機(jī)床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21世紀(jì)模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要。
可見(jiàn)，未來(lái)我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵?
——大力普及、廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM的技術(shù)，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造
洛陽(yáng)理工學(xué)院機(jī)械課程設(shè)計(jì)論文
不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。
——提高大型、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，逐步減少模具的進(jìn)口量。
——在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道，推廣氣輔和水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。
——提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國(guó)模具商品化、標(biāo)準(zhǔn)化率均低于30%，而先進(jìn)國(guó)家均高于70%，每年我們要從國(guó)外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費(fèi)用約占年模具進(jìn)口額的3%--8%。
——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場(chǎng)。
——積極研究與開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。
——推廣應(yīng)用高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。
——開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。
——研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)、逆向工程于并行工程，最大限度地提高模具的開(kāi)發(fā)效率與成功率。
——開(kāi)發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來(lái)的多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)。
在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，模具設(shè)計(jì)水平的高低，加工設(shè)備的好壞，制造能力的強(qiáng)弱，模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新老產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。工業(yè)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家，其模具工業(yè)的年產(chǎn)值早已超過(guò)機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)值。
美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為：“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”；
日本模具協(xié)會(huì)認(rèn)為：“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力”；
國(guó)際模具專(zhuān)家認(rèn)為：“模具是金屬加工業(yè)的帝王”。
難怪模具工業(yè)贏得了“不衰亡工業(yè)”之稱(chēng)。在對(duì)模具、模具產(chǎn)品、模具工業(yè)有了比較全面的認(rèn)識(shí)之后，我們可以得出一個(gè)很明確的認(rèn)識(shí)：在科技飛速發(fā)展的今天，模具作為一個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人們生活和國(guó)防建設(shè)都起著極其重要的作用。我國(guó)的模具工業(yè)在近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是總體上和國(guó)際先進(jìn)水平比起來(lái)還存在較大的差距。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展給模具工業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的空間的巨大的發(fā)展?jié)摿?。選擇了模具設(shè)計(jì)的畢業(yè)論文對(duì)我現(xiàn)在的學(xué)習(xí)和將來(lái)的工作都有極其重要的意義。
模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占據(jù)的地位日益顯著，可以說(shuō)人類(lèi)的衣、食、住、行，沒(méi)有拿一方面離得開(kāi)模具。模具是機(jī)械、汽車(chē)、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上稱(chēng)為“工業(yè)之母”。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)，也得到了蓬勃發(fā)展，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)不但在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，在世界市場(chǎng)上也是獨(dú)樹(shù)一幟。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求在600到650億美元。如今，模具工業(yè)的發(fā)展甚至已經(jīng)超過(guò)了新興的電子工業(yè)
塑料制品以其密度小,質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)的應(yīng)用日漸普遍.模具的設(shè)計(jì)與制造日漸重要塑料模具可以滿足塑料制品的加工工藝要求和使用要求,可以很好的降低塑料制品的生產(chǎn)成本.為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求.塑料模具成型技術(shù)正朝著密集化,微型化和超大型化等方面發(fā)展.塑件的質(zhì)量要靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型塑件的正確形狀,精確尺寸及較低的表面粗糙來(lái)保征.合格的塑料制品首先取決于模具的設(shè)計(jì)和制造的質(zhì)量,其次取決于合理的成型工藝.
本次設(shè)計(jì)的模具用ABS塑料制品的生產(chǎn)制造,ABS是由三種成份組成,故它有三種成份的綜合力學(xué)性能,而每一種成份又在其中起著固有的作用,ABS具有良好的表面硬度,耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性,堅(jiān)韌,優(yōu)良的成型加工性和著色性能.ABS塑料在加熱中軟化并熔融,成為可流動(dòng)的粘稠液體.以成型為一定形狀,冷卻后保持以成型的形狀.如果再次加熱,又可以軟化溶體,可再次成型為一定形狀的制品,可反復(fù)多次利用.
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我三年以來(lái)學(xué)到和知識(shí),得到了初步的實(shí)踐,并且從中學(xué)到了很多以前并未涉及的知識(shí).在設(shè)計(jì)期間,王雅紅副教授和院系其它領(lǐng)導(dǎo),花費(fèi)了大量的時(shí)間和心血給我們講解設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn),特別是王雅紅副教授給予了無(wú)微不至的幫助得指導(dǎo),在此深表感謝!
由于本人知識(shí)儲(chǔ)備的不足和經(jīng)驗(yàn)的缺乏,免在設(shè)計(jì)中存在不足之處,懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正,在此不勝感謝
第一章 塑料成型工藝
第一章 塑料成型工藝
1．2 塑件的成型工藝分析
產(chǎn)品名稱(chēng)：防塵塑料帽
產(chǎn)品材料：ABS(抗沖)
產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn)
產(chǎn)品要求：塑件表面外觀光滑，質(zhì)量好，塑件允許最大脫模斜度為0.5度
產(chǎn)品尺寸：如圖 1—1 所示
圖1—1
在proe中建模，如圖 1—2 所示：
塑件質(zhì)量：14.73g
塑件體積：14.3cm3
塑件成型投影面積：15.2平方厘米塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸適中，屬薄殼類(lèi)塑件。為提高生產(chǎn)率，可采用一模多穴式型腔；塑件側(cè)向沒(méi)有孔和槽，模具不需要設(shè)計(jì)側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件特征，選用澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模，采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。
1. 2 ABS塑料的材料特性
圖1—2
ABS是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅(jiān)固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬)，價(jià)格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 ABS是微黃色或白色不透明粒料，無(wú)毒、無(wú)味。
ABS是在聚苯乙烯中導(dǎo)入丙烯，丁二烯等異種單體后成為改性共聚物形成，具有良好的綜合力學(xué)性能。在機(jī)械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅(jiān)韌、剛性好。有一定化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點(diǎn)。ABS塑料的表面可以電鍍。
ABS樹(shù)脂的缺點(diǎn)是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐氣候性不好，特別是耐紫外線性能不好。
1.2 ABS塑料的成型特性
1)、使用ABS塑料成型塑件時(shí)，由于溶體的黏度值較高，注射成形的壓力值高，所以塑件對(duì)型芯的包緊力較大，為便脫模，塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度；
2)、ABS塑料的溶體黏度高，制品易產(chǎn)生熔接痕，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力，流道長(zhǎng)度短一些；
3)、ABS塑料吸濕性強(qiáng)，易吸水，成型前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；
4)、在正常成型條件下，ABS塑件的尺寸穩(wěn)定性好。
1.3 ABS塑料的成型工藝參數(shù)
ABS塑料的成型工藝參數(shù)如表2—1所示：
第二章 設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定
表2—1
參數(shù)
取值范圍
選取數(shù)值
密度ρ
1.02～1.05g/cm3
1.03g/cm3
收縮率S
0.3%～0.8%
0.5%
溫度/℃
噴嘴
180-190
180
料筒
210-230
220
模具
50-70
60
壓力MPa
注射
70-90
80
保壓
50-70
60
時(shí)間/S
注射
3-5
3
保壓
15-30
20
冷卻
15-30
25
總計(jì)
40-70
48
第二章 設(shè)計(jì)方案及參數(shù)確定
第二章 設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定
2.1注射機(jī)的選用
根據(jù)塑件的大小和實(shí)際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用XS-YZ-125型螺桿式注射機(jī)。其主要參數(shù)如下：
額定注射量－－－ 125
注射壓力－－－－ 120MPa
鎖 模 力－－－－ 900KN
最大成型面積－－320
最大開(kāi)模行程－－300mm
最大模具厚度－－ 300mm
最小模具厚度－－200mm
噴嘴圓弧半徑－－ 12mm
噴嘴孔直徑－－－ Φ4mm
模板尺寸－－－－428mm X 528mm
拉桿空間－－－－260mm X 290mm
定位孔直徑：Φ100+0.054
注射機(jī)的頂出方式：
機(jī)械式頂桿頂出。
兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)。
模板面上螺紋孔M16 X 25共36個(gè)
注射機(jī)的參數(shù)校核
1）、最大注射量的校核
注射機(jī)的額定注射量為125cm3
塑件體積：14.3cm3，每次成型4個(gè)塑件。
假設(shè)澆道凝料為20cm3。
實(shí)際注射量＝14.3X4 + 20 = 77.2cm3 < 125 X 80% =100cm3
2）、注射壓力的校核
ABS塑料的注射壓力為70～90MPa, 取80MPa;
SX-ZY-125注射機(jī)的注射壓力為 120 MPa
注射機(jī)的注射壓力滿足要求。
3）、鎖模力的校核
注射機(jī)的鎖模力為 900KN；
ABS塑料的注射壓力為70～90MPa, 取80MPa;
單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為15.2;
澆道凝料為20;
注射時(shí)模具的膨脹力＝ (15.2 X 4 + 20) X 80
= 652.8 KN < 900 KN
鎖模力滿足要求。
4）、最大注射成型面積的校核
SX-ZY-125注射機(jī)的最大注射成型面積為 320；
單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為9.62;
澆道凝料為20;
注射時(shí)模具的成型面積＝ (15.2 X 4 + 20)
= 80.8 < 320
最大注射成型面積滿足要求。
因上面四方面校核都滿足要求，選用XS-YZ-125型螺桿式注射機(jī)合適。
2. 2 型腔數(shù)目和分布
確定型腔數(shù)目時(shí)要考慮的因素：
1、滿足注射機(jī)的最大注射量
2、鎖（合）模力
3、塑件精度
4、經(jīng)濟(jì)性
型腔數(shù)目n的確定
(1)、按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量。
Vg(mg)—注射機(jī)量大注射量(cm3或g)，取125cm3.
Vj(mj)——澆注系統(tǒng)凝料量(cm3或g), 假設(shè)澆道凝料為20cm3
Vz(mz)——單個(gè)制品的容積或質(zhì)量(cm3或g),單個(gè)塑件為14.3cm3.
(2)按注射機(jī)的額定合模力確定型腔數(shù)
F ——注射機(jī)的額定合模力(N)。查手冊(cè)為900 KN.
Pm——塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力 (MPa)。取50 MPa
Aj ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積()。取50
Az——單個(gè)制品在分型面上的投影面積()。由計(jì)算得15。2
由于塑件的形狀簡(jiǎn)單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計(jì)采用一模四腔、平衡布置。這樣模具的尺寸較小，生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。如圖 2—1布置：
圖2—1
2. 3 選擇分型面
塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實(shí)例中塑件的分型面選取如圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。
圖 2—2
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3. 1 確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式
型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。
1）由于塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和組合式型芯。在定模板上直接加工型腔，如圖 3—1 所示：
圖3—1
因定模板與型腔一體，應(yīng)選用較好的材料。通常選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T10A，淬火處理，HRC50～55。整體式型腔如圖 3—2 所示：
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖 3—2
2）型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯，如圖3—3 圖3—4 所示：
圖 3—3
圖 3—4
因型芯零件與塑化的塑料接觸，是模具的重要零件，應(yīng)選用較好的材料。通常選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T10A，淬火處理，HRC50～55。
3)確定型腔和型芯的尺寸
ABS的收縮率在0.3～0.8%，取0.5% 。
⑴、型腔的直徑 Lm
⑵、型腔的深度 Hm
⑶、型芯的直徑 lm
⑷、型芯的高度 hm
1）型腔徑向尺寸
ABS塑件的精度一般為4級(jí)，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.75， ABS塑料的收縮率在0.3～0.8%，取0.5% 。
2）型腔深度
塑件高度尺寸40mm差值為0.56，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。
3）型芯徑向尺寸
模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.75。 ABS的收縮率為0.3～0.8%，取0.5% 。
4）型芯高度
模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。 ABS塑料的收縮率為0.3～0.8%，取平均收縮率為0.5% 。
3. 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
塑件采用側(cè)澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖所示。側(cè)澆口寬度b=2mm，深度為t=0.5mm，長(zhǎng)度l=1mm。
分流道采用梯形截面流道，梯形大底邊寬度b=6mm，梯形高度h=4mm，側(cè)面斜角α=8°。
主流道為圓錐形，上部直徑與注射機(jī)噴嘴相配合，下部直徑φ6～８mm。如圖 3—5 所示：
圖3—5
組成澆注系統(tǒng)的零件有：
澆口套
定位圈
拉料桿
定模板
澆注系統(tǒng)的組成部分：
主流道
分流道
澆 口
冷料穴
澆口套的結(jié)構(gòu)。使用XS－ZY－125注射機(jī)時(shí)定位孔直徑為100mm，與澆口套下部尺寸相差較大，所以選用定位圈與澆口套分離的結(jié)構(gòu)。
1）、 澆口套的設(shè)計(jì)。
XS－ZY－125注射機(jī)的注射部分噴嘴球頭半徑為12mm，噴嘴直徑為4mm。如圖 3—6 所示：
澆口套凹球面半徑取14mm，深度取5mm。
澆口套進(jìn)料口直徑取5mm，出料口直徑取8mm。
澆口套外徑取40mm。
澆口套的材料選T10A碳素工具鋼，淬火處理HRC50-55
2）、 定位圈的設(shè)計(jì)。
XS－ZY－125注射機(jī)的固定模板上定位孔直徑為100mm。如圖3—7所示：
圖3—6
圖3—7
定位圈的外徑取100mm，厚度15mm。
定位圈的固定使用M6內(nèi)六角螺釘。
定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3，不需熱處理。
3）、 拉料桿的設(shè)計(jì)。
澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。拉料桿上部選用鉤頭（Z字形）形結(jié)構(gòu)。如圖3—8 所示：
圖3—8
材料選用45#鋼，淬火處理HRC40～45，表面粗糙度Ra1.6。
與動(dòng)模板的配合H8/f8
外徑尺寸取8mm
4）澆注系統(tǒng)的主流道
主流道由澆口套形成
主流道上端直徑為5mm,下端直徑取8mm，高度為60mm,錐角3°。
5）澆注系統(tǒng)的分流道
分流道由定模板形成，分流道的截面形狀常選用梯形或U形，但考慮便于加工選梯形，一級(jí)分流道上口8mm, 錐度8，高度為4mm,二級(jí)分流道上口為6，錐度為8，高度為3。
如圖3—9 所示：
圖3—9
5）澆注系統(tǒng)的分流道
分流道在定模板
上銑削加工形成。如圖3—10所示：
圖3—10
6）澆注系統(tǒng)的澆口
澆口共有十種形式，按照塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用標(biāo)準(zhǔn)側(cè)澆口，形狀為矩形。
側(cè)澆口寬度 b = 2mm，
深度為 t = 0.5mm，
長(zhǎng) 度 l = 1mm。
7）澆注系統(tǒng)的冷料穴
3. 3 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
推出機(jī)構(gòu)的形式
注射模的推出機(jī)構(gòu)有推桿、推管、推板三種形式。
1）、推桿
由于塑件形狀簡(jiǎn)單為圓柱形外殼，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方式。每個(gè)制件用三根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出可靠 。如圖3—11，3—12所示：推桿的直徑選3m，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取75mm
推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號(hào)鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合H8/g7。
2）、復(fù)位桿
如圖3—13，3—14所示：
圖3—11
圖3—12
圖3—13
圖3-4
復(fù)位桿的直徑選25mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取155mm。
推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號(hào)鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與動(dòng)模板的配合為間隙配合H8/f8。
3）、推板導(dǎo)套
如圖3—15，3—16所示：
圖3—15
材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC45～48。
4） 推板導(dǎo)柱
如圖3—16所示：
圖3—16
材料選擇：
碳素工具鋼T8A
熱處理為淬火處理硬度HRC52-55
5）推板
如圖3—17所示：
圖3—17
長(zhǎng)、寬、厚分別250、160、25mm為采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3
6）推桿固定板
如圖3—18所示：
圖3—18
尺寸為：250X160X29.9材料為A3鋼。
7） 固定螺釘
如圖3—19所示：
圖3—19
選用M6內(nèi)六角螺釘，長(zhǎng)度為185mm。
8）支承釘
如圖3—20所示：
圖3—20
支承釘工作部分的直徑為20mm,高度為10mm。下面直徑12mm，材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。
3. 4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì)
選用標(biāo)準(zhǔn)模架應(yīng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：
1)、選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)；
2)、確定模架的長(zhǎng)度和寬度；
3)、確定模架的厚度，并使之與注射機(jī)要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)。
4)、設(shè)計(jì)動(dòng)定模板和座板。
如圖3—21所示：
1)、選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)；
中小型模架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)有四種基本型的結(jié)構(gòu)。因?yàn)椴捎谜w式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標(biāo)準(zhǔn)模架。
2)、動(dòng)模板的設(shè)計(jì)
如圖3—22所示：
圖3—21
圖3—22
動(dòng)模板設(shè)計(jì)尺寸為：250 × 160 × 50 mm. 材料為A3鋼。
3)、設(shè)計(jì)動(dòng)模墊板
如圖3—23所示：
圖3—23
動(dòng)模墊板設(shè)計(jì)尺寸為：250 X 160 X 30 mm. 材料為A3鋼。
4)、設(shè)計(jì)定模板
如圖3—24所示：
圖3—24
定模板的設(shè)計(jì)尺寸為：
250×160× 40 mm. 材料為碳素工具鋼淬火處理中溫回火HRC45-50。
5)、設(shè)計(jì)定模座板
如圖3—25所示：
圖3—25
定模座板設(shè)計(jì)尺寸為：250 × 160 × 25 mm. 材料為A3鋼。
6)、設(shè)計(jì)動(dòng)模墊塊
如圖3—26所示：
圖3—26
動(dòng)模墊塊設(shè)計(jì)尺寸為：250 X 67.9X 100 mm. 材料為A3鋼。
7)、選擇動(dòng)模部分和定模部分的緊固螺釘
如圖3—27所示：
圖3—27
定模部分的緊固螺釘選用M12×40的內(nèi)六角螺釘，共8個(gè)。
動(dòng)模部分的緊固螺釘選用M12×130的內(nèi)六角螺釘，共6個(gè)；另外M12×40的內(nèi)六角螺釘2個(gè) 。
3. 5 注射模排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
如圖3—28所示：
圖3—28
由于塑件的尺寸適中，為薄殼型塑件，模具型腔空間較小，排氣量不大。另外模具的推桿較多，形成的排氣通道較多，所以可利用推桿與模板間的縫隙排氣。
第四章 注射模的設(shè)計(jì)結(jié)果參數(shù)
1)、 模具外形尺寸(長(zhǎng)×寬×厚）：
400×400×220mm
2)、定位圈尺寸：100mm
3)、模具開(kāi)模距離：
80 ＋ 2×30 ＋ 20 ＝ 180mm
4)、塑件推出距離：23 + 5 = 28mm
5)、成型周期：48 + 24 = 72 s
6)、模具固定壓板螺釘：M16×25mm
洛陽(yáng)理工學(xué)院機(jī)械課程設(shè)計(jì)論文
小結(jié)和致謝
經(jīng)過(guò)將近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，個(gè)人對(duì)模具有了進(jìn)一步的了解。我們?cè)?jīng)學(xué)過(guò)《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》這門(mén)專(zhuān)業(yè)課，在這次設(shè)計(jì)中，大部分的知識(shí)來(lái)源都是這門(mén)課上所學(xué)的，由于對(duì)這門(mén)課比較熟悉，再加上指導(dǎo)老師王雅紅副教授的認(rèn)真指導(dǎo)和耐心教誨下，使我能比較順利的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
個(gè)人認(rèn)為，日常生活中處處可見(jiàn)模具產(chǎn)品，比如塑料盆，水筆，水杯等等，都與生活息息相關(guān)，這次設(shè)計(jì)的防塵塑料帽，是計(jì)算機(jī)的一個(gè)零件，雖然形狀比較小，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所用的型心結(jié)構(gòu)形狀比較新奇，在這次的設(shè)計(jì)中遇到了很多的困難，很多的選擇。模具中的很多的組件并不是唯一的。選用這種，經(jīng)計(jì)算可以；選用另外的形狀，經(jīng)計(jì)算也可以。就這樣的反反復(fù)復(fù)的實(shí)驗(yàn)，一遍一遍的計(jì)算，反而使我學(xué)過(guò)的知識(shí)得到了鞏固和提高。使自己對(duì)模具的種類(lèi)，注塑機(jī)的型號(hào)有了更深的認(rèn)識(shí)。
通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我三年中學(xué)到的知識(shí)都有了用武之地。CAD，PRO/E，液壓等等，另外還從中領(lǐng)會(huì)很多書(shū)本外的知識(shí)，得到了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)題目的設(shè)計(jì)，不僅需要扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，協(xié)作精神同樣重要。我們?cè)O(shè)計(jì)是在小組成員的討論中，以及王雅紅副教授的指導(dǎo)下有條不紊的進(jìn)行的。
畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了，但從中得到的感悟和體會(huì)，將會(huì)永遠(yuǎn)伴隨我的人生。通過(guò)對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所遇到的一些困難和實(shí)際問(wèn)題的解決，我對(duì)今后工作中所遇到的挫折有了適應(yīng)性的磨練，對(duì)自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力也有所提高，為自己今后的人生目標(biāo)有了更現(xiàn)實(shí)的定位，使我今后的努力和學(xué)習(xí)有了更明確的方向。本次設(shè)計(jì)也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次大檢查，是一次難得的理論和實(shí)踐相結(jié)合的鍛煉機(jī)會(huì)。通過(guò)該設(shè)計(jì)，我對(duì)注塑模具系統(tǒng)的工作原理與過(guò)程有了更深刻的體會(huì)和掌握，讓我在大學(xué)三年所學(xué)到的知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)總而言之，我學(xué)到了很多，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐了所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)精神。我相信，從中的所得，將使我終身受益，為我以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于本人知識(shí)疏淺和經(jīng)驗(yàn)的欠缺，難免在設(shè)計(jì)中有不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正，在此不勝感激！
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