塑料蓋的注射模設計(全套含CAD圖紙)
塑料蓋的注射模設計(全套含CAD圖紙),塑料蓋,注射,設計,全套,cad,圖紙
畢業(yè)設計(論文)中期檢查表
設計(論文)題目
塑料蓋注射模設計
檢 查 項 目
是
否
綜合、補充填寫
學
生
填
寫
正在按計劃完成
√
學生簽名:
年 月 日
能完成任務書規(guī)定的任務
√
工作學習態(tài)度端正
√
能遵守紀律、按時出勤
√
每周與指導教師見面
√
累積請假課時
累積曠課課時
每周與指導教師見面幾小時
(小時)
指導教師填寫
任務書填寫完整、規(guī)范
指導教師簽字:
年 月 日
正按進度計劃進行
學生態(tài)度端正、無曠課
每周與學生見面幾小時
(小時)
專業(yè)負責人
填寫
是否按要求進行
專業(yè)負責人簽字:
年 月 日
任務書
一、課題來源、目標及意義
塑料蓋是生活中很常見的物品,八寶粥蓋精度要求不高,很適合作為模具畢業(yè)生的研究項目。
在此次設計塑料蓋模具時,使我們對軟件的使用更為熟練,比如用UG畫模具三維圖、CAD繪模具裝配二維圖等。通過這次畢業(yè)設計,我們將對塑料模設計流程有更進一步的了解。
對于本次設計,我們將綜合運用所學知識,完成材料的選用、材料的工藝分析、模具結構設計、型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。在以后的設計模具時,我們就知道怎樣能不能更好的選擇分型面等問題,在以后工作中設計模具時,我們就知道該怎樣去合理設計合理模具。讓我們對塑料模具的設計產生了更大的興趣。
二、畢業(yè)設計(論文)內容及要求
對于塑料蓋的設計而言,我們首先要考慮我們所設計的塑料件是否符合制造要求,然后運用模具注塑成型工藝及模具設計的基礎知識,分析塑料件的性能要求,選擇出符合該制件的材料。之后型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。
再此期間,我們將遇到很多問題,其中要研究的關鍵問題主要有塑料件材料的選用;塑料件的公差等級;注塑機的選擇。
還有一些細節(jié)方面,也是我們此次設計中將遇到的的問題。比如繪制零件圖時,要考慮型芯型腔精度、尺寸。
通過老師對塑料模相關知識的講解和翻閱很多有關沖壓模具設計的書籍、文獻,我們會對上述的關鍵問題逐一解決。
三、畢業(yè)設計(論文)進程安排
序號
設計(論文)各階段名稱
計劃時間
1
畢業(yè)設計輔導,學生進行相關準備工作,選題并審批。
2017年03月08日前
2
教師下發(fā)任務書,學生完成開題報告,教師審核。
2017年03月18日前
3
學生上交開題報告,開始設計。教師指導
2017年03月18日至 2017年03月25日
4
學生完成畢業(yè)設計,并上報周記5次,教師指導
2017年03月25日至2017年05月1日
5
學生提交畢業(yè)設計材料(電子稿與紙質稿)。
2017年05月2日前
6
畢業(yè)設計答辯。
2017年 5月13日
四、參考書及參考文獻
[1] 歐麥嘉,周澤宇. 現(xiàn)代注塑模設計與制造[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.
[2] 陳志剛. 塑料成型工藝及模具設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2007.
[3] 申開智. 塑料成型模具[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2005.
[4] 鄒繼強. 塑料制品及其成型模具設計[M]. 北京:清華大學出版社,2005.
[5] 洪慎章. 實用注塑成型及模具設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2006.
[6] 宋玉恒.塑料注塑模具設計手冊[M]. 北京:航空工業(yè)出版社,1994.
[7] 王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.
[8] 高佩福.實用模具制造技術[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.
[9] 王樹勛.注塑模設計[M].廣州:華南理工大學出版社,2005.
[10] 葉久新. 塑料模具設計[M]. 北京: 北京理工大學出版社, 2009.
指導教師(簽字): 院(系)主任(簽字):
包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396
摘 要
本文的研究內容是對塑料蓋的注射模具設計,通過對塑料件的工藝分析和計算,最終設計出注塑模具。本次設計的塑料蓋注射模采用的是兩腔模,根據(jù)型芯和型腔的尺寸確定了A板和B板尺寸,從而確定了A4型標準模架;為了降低成本,90%以上的模具的零件都選擇了標準件; 經過相關計算和查表最終完成塑料蓋注射模模具設計,繪制出塑料蓋注射模的零件圖和總裝配圖。在設計過程中,引用UG和AutoCAD設計軟件,使設計過程達到參數(shù)化和智能化。
關鍵詞:AutoCAD ;塑料蓋 ;注塑模
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 塑料件的工藝分析 2
1.1 塑料蓋的零件圖 2
1.2 塑料ABS的特征 2
1.3 模具的結構形式 3
1.3.1 確定模具分型面的位置 3
1.3.2 確定型腔的排列 3
1.4本章小結 4
2 澆注系統(tǒng)的設計 5
2.1 主流道的設計 5
2.1.1 主流道的尺寸 5
2.1.2 主流道交口套形式 5
2.1.3校核主流道的剪切速率 5
2.2分流道設計 5
2.2.1分流道的布置形式 5
2.2.2分流道的長度 6
2.2.3分流道的直徑 6
2.2.4分流道的截面形狀 6
2.2.5分流道的截面尺寸 6
2.2.6分流道的表面粗糙度和脫模斜度 6
2.3本章總結 6
3成型零件的結構設計及計算 7
3.1 成型零件的結構設計 7
3.1.1凹模的結構設計 7
3.1.2 凹模的設計結構(型芯) 7
3.2 成型零件鋼材的選用 7
3.2.1計算凹模徑向尺寸 7
3.2.2 計算型芯尺寸 8
3.2.3計算型芯高度 8
3.2.4計算孔間距 8
4 模架的確定及校核 10
4.1模架的確定 10
4.2 模板尺寸的確定 10
4.3 導向與定位結構的設計 10
5脫模及冷卻機構 11
5.1確定推出方式 11
5.2 計算脫模力 11
5.3 校核推出機構作用在塑件上的單位壓力 11
5.4冷卻系統(tǒng)的設計與計算 11
5.4.1 單位時間內注入模具中的塑件熔體的總質量W 11
5.4.2確定冷卻水路的直徑 12
5.4.3計算模具所需冷卻水管的總長度 12
5.4.4冷卻水路的根數(shù) 12
6模具總裝圖 13
總 結 14
致 謝 15
參考文獻 16
前 言
現(xiàn)階段,模具制造業(yè)的發(fā)展因為工業(yè)經濟和科技發(fā)展而快速發(fā)展,模具制造業(yè)充斥了我們生活的點點滴滴,現(xiàn)在工業(yè)生產方式也以模具生產為主。像我們生活中的一些塑料,陶瓷,玻璃制作的物件基本都是用模具生產的。模具生產是大批量的,不但節(jié)約了人工成本,也大大降低了原材料的損耗,因為模具的力量比較大,有一些建筑材料也可以用模具來生產,模具的技術水品越高,生產出來的產品的質量也越高,反之亦然。所以,模具制造業(yè)在很多國家的眼中都是重中之重,他們會不停的研究新的模具,提高模具的加工精度,使用壽命。由于模具生產,需要很高的技術,比如CAD技術,計算機網(wǎng)絡技術等等,因此,模具工業(yè)已經成為了高科技產業(yè)很重要的一部分。隨著我們現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,越來越多的塑料被生產出來,包括了塑料成型也越來越多的用到了模具技術。
現(xiàn)在我們對質量的要求也是越來越高,用塑料制成的物體,還有加工技術的高質量模具設計,模具設備,優(yōu)質的模具材料和現(xiàn)代成型設備是形成塑料部件質量的重要的一些前提。塑料是現(xiàn)代社會的發(fā)展是基本材料之一,是農業(yè),工業(yè),能源,交通等領域重要的經濟材料,必不可少的,它的使用已經滲透到所有經濟領域和社會生活,塑料,鋼鐵,木材和水泥被稱為材料領域的四大支柱。國家的經濟發(fā)展和模具制造業(yè)的水平時息息相關的。塑料模具設計的塑料材料,前期的工藝分析,讓我們對材料有了更加深入的了解,中期的模具模架的選擇還有分型面排列方式,還有最后模具成型的原理,使我們對一整套模具從最開始的設計到最后的制造有了一個最基本的了解。
模具的計算機輔助設計和制造已經在許多模具制造企業(yè)中大量應用和普及。目前,計算機可以使用CAD/CAM/CAE集成技術來模擬零件的成型過程,如大型金屬覆蓋件,塑料件成型,復合成型等復雜精密加工。三維設計可用于建模,并可為數(shù)控加工提供數(shù)控程序,提高加工效率和質量。
以前,無論是鍛造大型金屬沖壓,成型復雜零件,還是各種類型的塑料成型或組合成型,無論多大,復雜的零件,或者多么小,精密,成型過程一般都可以模擬,這是是設計和制造緊密接觸的不可或缺的手段。
1 塑料件的工藝分析
1.1 塑料蓋的零件圖
圖1-1塑料蓋草圖
產品名稱:塑料蓋
產品材料:ABS
產品尺寸:如圖1-1所示
技術要求:不能有裂痕和變形缺陷
生產數(shù)量:大批量生產
1.2 塑料ABS的特征
1)性能
綜合性能非常好,它的尺寸很穩(wěn)定,不會輕易的變換形狀,很容易成型,方便用機械來加工。
2)成型性能
(1)無定型塑料;
(2)吸濕性比較好;
(3)流動性一般。
ABS屬無定型塑料成型,收縮率較小,參考表1-1選擇該塑件的型芯和型腔的統(tǒng)一斜度為1°。
表1-1 ABS的性能指標
1.3 模具的結構形式
1.3.1 確定模具分型面的位置
1)通過對塑料件的結構形式的分析,最后得出結論:它的分型面應該選A-A處,如圖1-2。
2)確定型腔的數(shù)量
因為需要能夠大批量的生產,所以我們可以采用一模多腔的結構形式,我們也要對考慮到塑件的尺寸進行測量,對模具的結構尺寸進行比較,同時我們要考慮的還有制造時的各種成本及其他的一些問題。
1.3.2 確定型腔的排列
通過之前對材料的工藝分析,我們這次選擇了一模兩腔的結構形式。為了節(jié)約空間,材料和成本,盡量的縮小排列間距,而且要和交口的位置對稱,所以型腔的排列方式只能是對稱擺放,如圖1-3.
圖1-2 分型面位置A-A
圖1-3 型腔的排列和位置
1.4本章小結
本章通過對塑件材料工藝性的分析,了解了它的一些基本特征,同時也查閱了很多相關的資料,分析總結得出最后的答案,確定了分型面的位置和型腔排列的形式。
2 澆注系統(tǒng)的設計
2.1 主流道的設計
2.1.1 主流道的尺寸
1)主流道的長度:通過查表和計算得出長度盡量要<80mm,所以取73mm。
2)主流道小道端直徑:通過查表和計算得出直徑約為3.5mm。
3)主流道大端直徑:通過查表和計算得出大端直徑約為7mm。
4)主流帶球面半徑:通過查表和計算得出球面半徑為14mm。
5)球面的配合高度:通過查表和計算得出高度為3mm。
2.1.2 主流道交口套形式
因為主流道入口處與注射機噴嘴經常出現(xiàn)摩擦,很容易出現(xiàn)一些損耗,所以對材料本身的一些要求就比較高,所以我們可以用碳素鋼,經過熱處理淬火后,它表面的硬度相對而言就會高很多,如圖2-1。
圖2-1 主流道
2.1.3校核主流道的剪切速率
1) 計算主流道的體積流量
通過公式計算得出主流道的體積流量為66cm3/s.
2) 計算主流道的剪切速率
通過公式計算得出剪切率為3.4×103s-1.
2.2分流道設計
2.2.1分流道的布置形式
在進行設計的時候還要考慮到要盡可能的減少熔體因流道內的壓力而造成的損失并且盡可能的避免熔體的溫度降低,因此我們的分流道用分流道的形式。
2.2.2分流道的長度
由于此次的流道設計比較的簡單,而且分流道的長度比較短,可以稍微的小點,所以分流道長度總長為140mm左右,左右分流道分別為70mm.如圖2-2所示。
2.2.3分流道的直徑
通過公式m塑 =ρν塑得出該塑件質量的為52.7g,52.7<200
通過公式可以得出流道的當量直徑為4.5mm
2.2.4分流道的截面形狀
常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、六角形等,相對于其他形狀,圓形的截面的工藝性比較好,而且圓形的截面能夠有效地防止熱量的流逝,它對于塑料液流動的阻力也比較小,再考慮到方便加工和脫模等因素,分流道大多設計在分型面上。所以本次設計的分流道的截面選擇了圓形。
2.2.5分流道的截面尺寸
圖2-2 分流道截面
2.2.6分流道的表面粗糙度和脫模斜度
分流道的表面粗糙度要求相對而言比較高,所以取1.5。脫模斜度取7o。
2.3本章總結
本章主要是介紹了澆注系統(tǒng)的組成,并對主流道和分流道進行了計算。選擇了比較合適的圓形截面,確定了流道的擺放位置。
3成型零件的結構設計及計算
3.1 成型零件的結構設計
3.1.1凹模的結構設計
因為各個凹模的結構都是不相同的,所以,我們可以根據(jù)凹模不同的結構而分為分為整體式,整體嵌入式,鑲拼式和組合式這四種結構,我們通過分析這個塑件后,決定用第二種凹模也就是整體嵌入式的凹模。
3.1.2 凹模的設計結構(型芯)
凹模的設計結構通??梢苑譃檎w式和組合式這兩種類型,分析過塑料件的結構后,得出一個結論,就是這個塑件的型芯只有一個,就是成型零件內表面的大型芯。
3.2 成型零件鋼材的選用
通過對整個塑件進行了一次綜合分析后的結果得知,該塑件的成型零件需要達到一些要求,比如強度要高,耐磨性要好。當然它的抗疲勞性也必須是良好的,因為該塑件的生產是大批量的,所以凹模的材料我們可以選擇鋼材P20,由于脫模時,大型芯與塑件的摩擦比較多,損耗比較嚴重,所以材料選用高合金工具鋼Cr12MoV。
3.2.1計算凹模徑向尺寸
為了計算方便,需要對塑料蓋外部徑向尺寸進行轉換,如:
mm,
,
查表得,該塑件的收縮率為0.5%,
Scp=(0.8%+0.3%)/2=0.55%
Lm1=[ls1(Scp+1)-x1△1]=mm
Lm2=[ls2(Scp+1)-x1△1]=mm。
公式中,△為塑料件上相應的尺寸公差,可以查表獲得;
x為系數(shù),此處取X=0.6;
&為塑料件上相應尺寸的制造公差,取&z=1/6△。
凹模深度尺寸的計算:
塑件高度的最大尺寸Hs==35.12;
Hm1 =[(Scp+1)hs-x1△1] =35.17+0.037 mm
式中,X1,X2查表取0.63和0.65。
3.2.2 計算型芯尺寸
尺寸轉換:
ls =85=84.79mm,制造公差△1=0.43。
lm1=[(Scp+1)ls2+x△]=85.56mm。
3.2.3計算型芯高度
尺寸轉換:
Hs =31=30.9 mm,制造公差得△1=0.22 mm。
Hm =[(Scp+1)hs +x1△1]=31.21mm。
3.2.4計算孔間距
尺寸轉換:
Hs =31=30.9 mm,制造公差得△1=0.22 mm。
Hm =[(Scp+1)hs +x1△1]=31.21mm
塑件型芯及凹模的成型尺寸的標注如圖3-1、圖3-2所示。
圖3-1凹模嵌件
圖3-2動模型芯
4 模架的確定及校核
4.1模架的確定
根據(jù)模具型腔的布局,尺寸等因素,再通過計算,最后還要考慮到實際情況,各個部分的一些尺寸,布局等等因素,模架應為組成部分不同,它們的尺寸也不盡相同,所以分成了很多樣式。最后確定了選用長寬分別為500和400的模架。模架結構則選擇了比較常見的A4模架。
4.2 模板尺寸的確定
A板:通過測量塑件的高度查相關表格最終確定A板厚度為50mm。
B板:按型芯尺寸,B板厚取40mm.
C板:C板的高度為推桿推出的距離加上推板的厚度加上推桿固定板厚度加上(5-10)所以C板的高度大概是97-102mm,暫時選定C為100mm。
根據(jù)上述的計算得出,板面的長為500mm,寬為400mm,整個模架的長是500mm,寬是400mm,高是340mm。如圖4-1所示。
圖4-1所選A4型模架
4.3 導向與定位結構的設計
本次設計的塑料蓋注塑模具的導向機構采用4個導柱和導套的配合完成動模和定模之間的開合模導向。
該模具的定位主要包括:①模具工作部分的定位是通過導柱和導套的配合進行定位的;②模具與注塑機的定位是靠注塑模具的定位圈進行定位的。
5脫模及冷卻機構
5.1確定推出方式
本次設計采用推桿式來脫模。為了減少了脫模板推出時和型芯的摩擦,設計時型芯帶有脫模斜度1°。
5.2 計算脫模力
因為該塑件q=r/t=85/3=28.3>10,所以,此處視為薄壁圓筒塑件,根據(jù)脫模力的計算公式得:
脫模力F1=6037.4N
5.3 校核推出機構作用在塑件上的單位壓力
根據(jù)公式,查表可得:
推出截面A1= 2101.3mm2
推出力 & =3.45Mpa <53Mpa(抗壓強度),合格。
5.4冷卻系統(tǒng)的設計與計算
ABS的粘度屬于中等,它的成型溫度在200攝氏度左右,模具的溫度在50攝氏度到80攝氏度之內,模具的溫度初步選定為50攝氏度,所以用常溫水對模具進行冷卻。
5.4.1 單位時間內注入模具中的塑件熔體的總質量W
1) 塑料制品的體積
根據(jù)公式V=V主+V分+nV塑可得:
V =124.032 cm3
2) 塑件制品的質量
根據(jù)公式M=νρ可得:
M=52.7 g
3) 注射周期
塑料制品的壁厚為3mm,可以查得T冷=20.4 S,取注射時間T注=1.6S,脫模時間T脫=8S,所以29.6 S注射一次。所以每小時注射次數(shù)大概是120次左右。
4) 單位時間內注入模具中的塑料熔體的總質量:
根據(jù)公式可得總質量W=6.377 Kg/h
5.4.2確定冷卻水路的直徑
查表可知,冷卻水處于快速流通的狀態(tài)下,直徑大概是10cm。
5.4.3計算模具所需冷卻水管的總長度
L = A/3.14d =97 mm
5.4.4冷卻水路的根數(shù)
X=L/l≈1
通過上述計算本模具只需要一條冷卻管道,一條冷卻水道在模具結構上是不合理的,根據(jù)設計過程的實際情況加以修改,考慮模具的生產效率和模具的使用壽命,本次設計選擇兩條直通式的冷卻水道,冷卻水道放在型腔上。
6模具總裝圖
跟據(jù)上述的計算和設計結果,繪制模具裝配圖如圖6-1所示。
圖6-1裝配圖
總 結
本次所選課題為塑料蓋注塑模設計,在設計過程中,根據(jù)指導老師提供的方向,我查閱很多資料(軟件應用、注塑模設計、材料選擇、圖片處理),通過學習這些資料,我完成了塑料蓋產品的工藝性分析,確定了ABS塑料的成型性能和主要成型參數(shù);通過相關計算和對產品的結構分析,我最終確定了模具型腔數(shù)量,確定了產品的分型面;通過軟件我完成產品的3D建模和模具工作部分的分模,從而獲得模具的型芯和型腔結構;通過查表和學習澆注系統(tǒng),確定了模具的澆注的結構和主要尺寸;根據(jù)型芯和型腔的結構,確定A板和B板的尺寸,通過軟件選擇合適的模架;通過查表和計算確定冷卻、脫模等機構,通過軟件完成3D機構建設;最后完成2D圖紙的繪制。
致 謝
本次設計的過程剛開始是比較艱難的,但是后來,老師對我進行了精心指導,老師用他們嚴謹?shù)膶I(yè)性,大膽的創(chuàng)新精神和進取精神深深的影響了我。在這個過程中,老師給了我很大的幫助,包括對資料的選擇,一些基本公式的原理與運用,在設計過程中我也學到了很多有關其設計狀態(tài)和未來發(fā)展趨勢的知識。
通過這次的實際設計,培養(yǎng)了我獨立完成工作的能力,不但鞏固了我以前所學的知識,還讓我學到了很多以前沒有學會的知識。注塑模具設計,從開始過程分析部分,確定過程,了解模具的基本結構,到最后的設計與計算,提高了我的計算能力和繪圖能力,CAD和UG技術也得到了顯著的提升,對一些設計相關的標準和規(guī)范有了很多的了解,對以前的所學的知識有了一個新的回顧,獨立思考能力也是有所提高。
老師們用自己的知識和經驗幫助我們完成這次的模具設計,我們也為自己的勞動成果感到快樂,并且發(fā)現(xiàn)我們以前學習中遇到的問題并加以解決。
非常感謝幾位老師對我的幫助和指導!
參考文獻
[1] 歐麥嘉,周澤宇. 現(xiàn)代注塑模設計與制造[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.
[2] 陳志剛. 塑料成型工藝及模具設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2007.
[3] 申開智. 塑料成型模具[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2005.
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[5] 洪慎章. 實用注塑成型及模具設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2006.
[6] 宋玉恒.塑料注塑模具設計手冊[M]. 北京:航空工業(yè)出版社,1994.
[7] 王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.
[8] 高佩福.實用模具制造技術[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.
[9] 王樹勛.注塑模設計[M]. 廣州:華南理工大學出版社,2005.
[10] 葉久新. 塑料模具設計[M]. 北京: 北京理工大學出版社, 2009.
15
編號
畢業(yè)設計(論文)
題 目:
塑料蓋注射模設計
學生姓名:
學 號:
院(系):
專業(yè)班級:
指導教師:
職 稱:
年 月
開題報告
一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應用價值
塑料蓋蓋是生活中很常見的物品,塑料蓋精度要求不高,很適合作為模具畢業(yè)生的研究項目。
在此次設計塑料蓋塑料模具時,使我們對軟件的使用更為熟練,比如用UG畫模具三維圖、CAD繪模具裝配二維圖等。通過這次畢業(yè)設計,我們將對塑料模設計流程有更進一步的了解。
對于本次設計,我們將綜合運用所學知識,完成材料的選用、材料的工藝分析、模具結構設計、型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。在以后的設計模具時,我們就知道怎樣能不能更好的選擇分型面等問題,在以后工作中設計模具時,我們就知道該怎樣去合理設計合理模具。讓我們對塑料模具的設計產生了更大的興趣。
二、課題研究的基本思路、研究的關鍵問題和研究手段(途徑)
對于塑料的設計而言,我們首先要考慮我們所設計的塑料件是否符合制造要求,然后運用模具注塑成型工藝及模具設計的基礎知識,分析塑料件的性能要求,選擇出符合該制件的材料。之后型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。
再此期間,我們將遇到很多問題,其中要研究的關鍵問題主要有塑料件材料的選用;塑料件的公差等級;注塑機的選擇。
還有一些細節(jié)方面,也是我們此次設計中將遇到的的問題。比如繪制零件圖時,要考慮型芯型腔精度、尺寸。
通過老師對塑料模相關知識的講解和翻閱很多有關沖壓模具設計的書籍、文獻,我們會對上述的關鍵問題逐一解決。
三、論文的主體框架和主要內容概述
想要設計出一套完美的設計,必須掌握本設計塑料成型工藝及模具設計的基礎知識,設計一套完整的塑料模設計一般按以下的步驟來完成:
1、塑料件分析:
1)功能分析2)塑件成型分析
2、成型工藝分析:
1)塑件的選材
3、模具結構設計:
1)分型面的選擇 2)型腔的布局3)澆注系統(tǒng)的設計4)推出機構的設計5)模架類型的選擇6)冷卻系統(tǒng)的設計7)排氣系統(tǒng)設計8)型芯型腔結構設計9)側抽芯結構設計10)模具草圖繪制11)模具工作原理
4、模具尺寸計算與注塑機選擇:
1)型芯型腔結構尺寸計算 2)模具機構尺寸計算3)側抽芯尺寸的計算4)注塑量的計算5)鎖模力的計算6)注塑機的選擇7)其他尺寸計算8)注塑機校核
5、模具圖紙的繪制:
1)模具裝配圖的繪制)2)零件圖的繪制
以上5點基本上包括了設計一套模具所需的步驟和要求。同時,在之后的設計過程中,我們將通過查閱大量資料、手冊、標準等,結合教材上的知識也對塑料模具的組成結構(澆注系統(tǒng)、頂料方式)有了系統(tǒng)的認識。
四、論文工作進度與安排
起訖日期
工作內容
達到要求
畢業(yè)設計輔導,學生進行相關準備工作,選題并審批。
選題審批完成
教師下發(fā)任務書,學生完成開題報告,教師審核。
完成開題報告
學生提交開題報告并開始設計,教師指導。
開題報告審核完成,并已開始設計
老師指導,學生更改并定稿。
畢業(yè)設計最終稿完成
提交畢業(yè)設計材料(電子稿與紙質稿)。
材料上交完成
畢業(yè)設計答辯。
五、指導教師意見
指導教師:
年 月 日
六、所在專業(yè)負責人審查意見
專業(yè)負責人:
年 月 日
七、參考文獻閱讀清單(要求8篇以上)
序號
題 目(及作者)
出處
(書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號等)
1
歐麥嘉,周澤宇. 現(xiàn)代注塑模設計與制造.
北京:電子工業(yè)出版社,2007.
2
陳志剛. 塑料成型工藝及模具設計.
北京:機械工業(yè)出版社,2007.
3
申開智. 塑料成型模具.
北京:中國輕工業(yè)出版社,2005.
4
鄒繼強. 塑料制品及其成型模具設計.
北京:清華大學出版社,2005.
5
洪慎章. 實用注塑成型及模具設計.
北京:機械工業(yè)出版社,2006.
6
宋玉恒.塑料注塑模具設計手冊.
北京:航空工業(yè)出版社,1994.
7
王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊.
北京:機械工業(yè)出版社,2000.
8
高佩福.實用模具制造技術.
北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.
9
王樹勛.注塑模設計.
廣州:華南理工大學出版社,2005.
10
葉久新. 塑料模具設計.
北京: 北京理工大學出版社, 2009.
蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計(論文)評價表
(指導教師用)
學生: 設計(論文)題目:塑料蓋注射模設計
評價
項目
評價要素
評價內涵
成績評定
滿分
得分
檢查
選題
質量
01
選題方向
和范圍
符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標,基本達到科學研究和實踐能力培養(yǎng)和鍛煉的目的。
6
02
難易度
滿足專業(yè)教學計劃中對素質、能力和知識結構的要求,有一定難度,工作量適當。
4
03
理論意義和實際應用價值
選題符合本學科專業(yè)的發(fā)展,符合科技、經濟和社會發(fā)展的需要,解決理論或實際工作中的問題,并能理論聯(lián)系實際,具有一定的科技、應用的參考價值。
5
能力
水平
04
查閱和應用文獻資料能力
基本掌握檢索中外文獻資料的方法,對資料進行初步分析、綜合、歸納等整理,并能適當應用。
13
05
綜合運用
知識能力
能夠綜合應用所學知識,對課題所研究問題進行分析,研究目標明確,內容具體,且具有一定的深度。
11
06
研究方法
與手段
較熟練運用本專業(yè)的方法、手段和工具開展課題的分析、設計和實施工作。
7
07
實驗技能和實踐能力
已基本掌握了專業(yè)技能和研究設計方法,實踐能力較強。
9
08
創(chuàng)新意識
能夠在前人工作的基礎上,進行科學的分析與綜合,提出問題,探索解決問題的方法、手段有一定的特色或新意,結論有新見解。
7
設計(論文)質量
09
內容與寫作
較完整地反映實際完成的工作,概念清楚,內容基本正確,數(shù)據(jù)可靠,結果可信。
7
10
結構與水平
結構較嚴謹,語言通順,立論正確,論據(jù)充分,分析較深入,結論基本正確。
11
11
要求與規(guī)范
化程度
符合本院的畢設工作的規(guī)范要求,論文中的術語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、公式、引用、標注及參考文獻均符合規(guī)范。
12
12
成果與成效
有一定的實用價值;有實物作品、實際運行的原型系統(tǒng);初步得到應用或具有應用前景的成果。
8
綜合
意見
100
指導教師簽字:
時間:
畢業(yè)設計(論文)答辯審查及成績評定表
設計(論文)題目
塑料蓋注射模設計
畢業(yè)設計(論文)答辯資格審查
以下各項,已完成的打“√”,否則打“×”
任務書、開題報告、評閱表等材料齊全
已完成任務書基本要求
無嚴重違紀現(xiàn)象(如:曠課達1/3者、論文檢測總文字復制比大于50%、違反規(guī)定造成重大損失者)
審查結果
指導教師意見:同意答辯 □
暫緩答辯 □
簽字: 年 月 日
評閱教師意見:同意答辯 □
暫緩答辯 □
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)答辯成績
答辯小組評審意見:
成 績(百分制):
組長(簽字):
年 月 日
答辯委員會評定成績
組成部分
分值
比例
指導教師評閱分
30%
評閱教師評閱分
30%
答辯成績
40%
最終得分
畢業(yè)設計等第(五級分制):
答辯委員會主席(簽章):
年 月 日
畢業(yè)設計(論文)答辯記錄
畢業(yè)設計(論文)題目
塑料蓋注射模設計
指導教師
職 稱
工作單位
答辯日期、時間
答辯組成員(簽字):
答辯記錄:
記錄人(簽字):
年 月 日
答辯組組長(簽字):
年 月 日
摘 要
本文的研究內容是對塑料蓋的注射模具設計,通過對塑料件的工藝分析和計算,最終設計出注塑模具。本次設計的塑料蓋注射模采用的是兩腔模,根據(jù)型芯和型腔的尺寸確定了A板和B板尺寸,從而確定了A4型標準模架;為了降低成本,90%以上的模具的零件都選擇了標準件; 經過相關計算和查表最終完成塑料蓋注射模模具設計,繪制出塑料蓋注射模的零件圖和總裝配圖。在設計過程中,引用UG和AutoCAD設計軟件,使設計過程達到參數(shù)化和智能化。
關鍵詞:AutoCAD ;塑料蓋 ;注塑模
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 塑料件的工藝分析 2
1.1 塑料蓋的零件圖 2
1.2 塑料ABS的特征 2
1.3 模具的結構形式 3
1.3.1 確定模具分型面的位置 3
1.3.2 確定型腔的排列 3
1.4本章小結 4
2 澆注系統(tǒng)的設計 5
2.1 主流道的設計 5
2.1.1 主流道的尺寸 5
2.1.2 主流道交口套形式 5
2.1.3校核主流道的剪切速率 5
2.2分流道設計 5
2.2.1分流道的布置形式 5
2.2.2分流道的長度 6
2.2.3分流道的直徑 6
2.2.4分流道的截面形狀 6
2.2.5分流道的截面尺寸 6
2.2.6分流道的表面粗糙度和脫模斜度 6
2.3本章總結 6
3成型零件的結構設計及計算 7
3.1 成型零件的結構設計 7
3.1.1凹模的結構設計 7
3.1.2 凹模的設計結構(型芯) 7
3.2 成型零件鋼材的選用 7
3.2.1計算凹模徑向尺寸 7
3.2.2 計算型芯尺寸 8
3.2.3計算型芯高度 8
3.2.4計算孔間距 8
4 模架的確定及校核 10
4.1模架的確定 10
4.2 模板尺寸的確定 10
4.3 導向與定位結構的設計 10
5脫模及冷卻機構 11
5.1確定推出方式 11
5.2 計算脫模力 11
5.3 校核推出機構作用在塑件上的單位壓力 11
5.4冷卻系統(tǒng)的設計與計算 11
5.4.1 單位時間內注入模具中的塑件熔體的總質量W 11
5.4.2確定冷卻水路的直徑 12
5.4.3計算模具所需冷卻水管的總長度 12
5.4.4冷卻水路的根數(shù) 12
6模具總裝圖 13
總 結 14
致 謝 15
參考文獻 16
前 言
現(xiàn)階段,模具制造業(yè)的發(fā)展因為工業(yè)經濟和科技發(fā)展而快速發(fā)展,模具制造業(yè)充斥了我們生活的點點滴滴,現(xiàn)在工業(yè)生產方式也以模具生產為主。像我們生活中的一些塑料,陶瓷,玻璃制作的物件基本都是用模具生產的。模具生產是大批量的,不但節(jié)約了人工成本,也大大降低了原材料的損耗,因為模具的力量比較大,有一些建筑材料也可以用模具來生產,模具的技術水品越高,生產出來的產品的質量也越高,反之亦然。所以,模具制造業(yè)在很多國家的眼中都是重中之重,他們會不停的研究新的模具,提高模具的加工精度,使用壽命。由于模具生產,需要很高的技術,比如CAD技術,計算機網(wǎng)絡技術等等,因此,模具工業(yè)已經成為了高科技產業(yè)很重要的一部分。隨著我們現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,越來越多的塑料被生產出來,包括了塑料成型也越來越多的用到了模具技術。
現(xiàn)在我們對質量的要求也是越來越高,用塑料制成的物體,還有加工技術的高質量模具設計,模具設備,優(yōu)質的模具材料和現(xiàn)代成型設備是形成塑料部件質量的重要的一些前提。塑料是現(xiàn)代社會的發(fā)展是基本材料之一,是農業(yè),工業(yè),能源,交通等領域重要的經濟材料,必不可少的,它的使用已經滲透到所有經濟領域和社會生活,塑料,鋼鐵,木材和水泥被稱為材料領域的四大支柱。國家的經濟發(fā)展和模具制造業(yè)的水平時息息相關的。塑料模具設計的塑料材料,前期的工藝分析,讓我們對材料有了更加深入的了解,中期的模具模架的選擇還有分型面排列方式,還有最后模具成型的原理,使我們對一整套模具從最開始的設計到最后的制造有了一個最基本的了解。
模具的計算機輔助設計和制造已經在許多模具制造企業(yè)中大量應用和普及。目前,計算機可以使用CAD/CAM/CAE集成技術來模擬零件的成型過程,如大型金屬覆蓋件,塑料件成型,復合成型等復雜精密加工。三維設計可用于建模,并可為數(shù)控加工提供數(shù)控程序,提高加工效率和質量。
以前,無論是鍛造大型金屬沖壓,成型復雜零件,還是各種類型的塑料成型或組合成型,無論多大,復雜的零件,或者多么小,精密,成型過程一般都可以模擬,這是是設計和制造緊密接觸的不可或缺的手段。
1 塑料件的工藝分析
1.1 塑料蓋的零件圖
圖1-1塑料蓋草圖
產品名稱:塑料蓋
產品材料:ABS
產品尺寸:如圖1-1所示
技術要求:不能有裂痕和變形缺陷
生產數(shù)量:大批量生產
1.2 塑料ABS的特征
1)性能
綜合性能非常好,它的尺寸很穩(wěn)定,不會輕易的變換形狀,很容易成型,方便用機械來加工。
2)成型性能
(1)無定型塑料;
(2)吸濕性比較好;
(3)流動性一般。
ABS屬無定型塑料成型,收縮率較小,參考表1-1選擇該塑件的型芯和型腔的統(tǒng)一斜度為1°。
表1-1 ABS的性能指標
1.3 模具的結構形式
1.3.1 確定模具分型面的位置
1)通過對塑料件的結構形式的分析,最后得出結論:它的分型面應該選A-A處,如圖1-2。
2)確定型腔的數(shù)量
因為需要能夠大批量的生產,所以我們可以采用一模多腔的結構形式,我們也要對考慮到塑件的尺寸進行測量,對模具的結構尺寸進行比較,同時我們要考慮的還有制造時的各種成本及其他的一些問題。
1.3.2 確定型腔的排列
通過之前對材料的工藝分析,我們這次選擇了一模兩腔的結構形式。為了節(jié)約空間,材料和成本,盡量的縮小排列間距,而且要和交口的位置對稱,所以型腔的排列方式只能是對稱擺放,如圖1-3.
圖1-2 分型面位置A-A
圖1-3 型腔的排列和位置
1.4本章小結
本章通過對塑件材料工藝性的分析,了解了它的一些基本特征,同時也查閱了很多相關的資料,分析總結得出最后的答案,確定了分型面的位置和型腔排列的形式。
2 澆注系統(tǒng)的設計
2.1 主流道的設計
2.1.1 主流道的尺寸
1)主流道的長度:通過查表和計算得出長度盡量要<80mm,所以取73mm。
2)主流道小道端直徑:通過查表和計算得出直徑約為3.5mm。
3)主流道大端直徑:通過查表和計算得出大端直徑約為7mm。
4)主流帶球面半徑:通過查表和計算得出球面半徑為14mm。
5)球面的配合高度:通過查表和計算得出高度為3mm。
2.1.2 主流道交口套形式
因為主流道入口處與注射機噴嘴經常出現(xiàn)摩擦,很容易出現(xiàn)一些損耗,所以對材料本身的一些要求就比較高,所以我們可以用碳素鋼,經過熱處理淬火后,它表面的硬度相對而言就會高很多,如圖2-1。
圖2-1 主流道
2.1.3校核主流道的剪切速率
1) 計算主流道的體積流量
通過公式計算得出主流道的體積流量為66cm3/s.
2) 計算主流道的剪切速率
通過公式計算得出剪切率為3.4×103s-1.
2.2分流道設計
2.2.1分流道的布置形式
在進行設計的時候還要考慮到要盡可能的減少熔體因流道內的壓力而造成的損失并且盡可能的避免熔體的溫度降低,因此我們的分流道用分流道的形式。
2.2.2分流道的長度
由于此次的流道設計比較的簡單,而且分流道的長度比較短,可以稍微的小點,所以分流道長度總長為140mm左右,左右分流道分別為70mm.如圖2-2所示。
2.2.3分流道的直徑
通過公式m塑 =ρν塑得出該塑件質量的為52.7g,52.7<200
通過公式可以得出流道的當量直徑為4.5mm
2.2.4分流道的截面形狀
常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、六角形等,相對于其他形狀,圓形的截面的工藝性比較好,而且圓形的截面能夠有效地防止熱量的流逝,它對于塑料液流動的阻力也比較小,再考慮到方便加工和脫模等因素,分流道大多設計在分型面上。所以本次設計的分流道的截面選擇了圓形。
2.2.5分流道的截面尺寸
圖2-2 分流道截面
2.2.6分流道的表面粗糙度和脫模斜度
分流道的表面粗糙度要求相對而言比較高,所以取1.5。脫模斜度取7o。
2.3本章總結
本章主要是介紹了澆注系統(tǒng)的組成,并對主流道和分流道進行了計算。選擇了比較合適的圓形截面,確定了流道的擺放位置。
3成型零件的結構設計及計算
3.1 成型零件的結構設計
3.1.1凹模的結構設計
因為各個凹模的結構都是不相同的,所以,我們可以根據(jù)凹模不同的結構而分為分為整體式,整體嵌入式,鑲拼式和組合式這四種結構,我們通過分析這個塑件后,決定用第二種凹模也就是整體嵌入式的凹模。
3.1.2 凹模的設計結構(型芯)
凹模的設計結構通??梢苑譃檎w式和組合式這兩種類型,分析過塑料件的結構后,得出一個結論,就是這個塑件的型芯只有一個,就是成型零件內表面的大型芯。
3.2 成型零件鋼材的選用
通過對整個塑件進行了一次綜合分析后的結果得知,該塑件的成型零件需要達到一些要求,比如強度要高,耐磨性要好。當然它的抗疲勞性也必須是良好的,因為該塑件的生產是大批量的,所以凹模的材料我們可以選擇鋼材P20,由于脫模時,大型芯與塑件的摩擦比較多,損耗比較嚴重,所以材料選用高合金工具鋼Cr12MoV。
3.2.1計算凹模徑向尺寸
為了計算方便,需要對塑料蓋外部徑向尺寸進行轉換,如:
mm,
,
查表得,該塑件的收縮率為0.5%,
Scp=(0.8%+0.3%)/2=0.55%
Lm1=[ls1(Scp+1)-x1△1]=mm
Lm2=[ls2(Scp+1)-x1△1]=mm。
公式中,△為塑料件上相應的尺寸公差,可以查表獲得;
x為系數(shù),此處取X=0.6;
&為塑料件上相應尺寸的制造公差,取&z=1/6△。
凹模深度尺寸的計算:
塑件高度的最大尺寸Hs==35.12;
Hm1 =[(Scp+1)hs-x1△1] =35.17+0.037 mm
式中,X1,X2查表取0.63和0.65。
3.2.2 計算型芯尺寸
尺寸轉換:
ls =85=84.79mm,制造公差△1=0.43。
lm1=[(Scp+1)ls2+x△]=85.56mm。
3.2.3計算型芯高度
尺寸轉換:
Hs =31=30.9 mm,制造公差得△1=0.22 mm。
Hm =[(Scp+1)hs +x1△1]=31.21mm。
3.2.4計算孔間距
尺寸轉換:
Hs =31=30.9 mm,制造公差得△1=0.22 mm。
Hm =[(Scp+1)hs +x1△1]=31.21mm
塑件型芯及凹模的成型尺寸的標注如圖3-1、圖3-2所示。
圖3-1凹模嵌件
圖3-2動模型芯
4 模架的確定及校核
4.1模架的確定
根據(jù)模具型腔的布局,尺寸等因素,再通過計算,最后還要考慮到實際情況,各個部分的一些尺寸,布局等等因素,模架應為組成部分不同,它們的尺寸也不盡相同,所以分成了很多樣式。最后確定了選用長寬分別為500和400的模架。模架結構則選擇了比較常見的A4模架。
4.2 模板尺寸的確定
A板:通過測量塑件的高度查相關表格最終確定A板厚度為50mm。
B板:按型芯尺寸,B板厚取40mm.
C板:C板的高度為推桿推出的距離加上推板的厚度加上推桿固定板厚度加上(5-10)所以C板的高度大概是97-102mm,暫時選定C為100mm。
根據(jù)上述的計算得出,板面的長為500mm,寬為400mm,整個模架的長是500mm,寬是400mm,高是340mm。如圖4-1所示。
圖4-1所選A4型模架
4.3 導向與定位結構的設計
本次設計的塑料蓋注塑模具的導向機構采用4個導柱和導套的配合完成動模和定模之間的開合模導向。
該模具的定位主要包括:①模具工作部分的定位是通過導柱和導套的配合進行定位的;②模具與注塑機的定位是靠注塑模具的定位圈進行定位的。
5脫模及冷卻機構
5.1確定推出方式
本次設計采用推桿式來脫模。為了減少了脫模板推出時和型芯的摩擦,設計時型芯帶有脫模斜度1°。
5.2 計算脫模力
因為該塑件q=r/t=85/3=28.3>10,所以,此處視為薄壁圓筒塑件,根據(jù)脫模力的計算公式得:
脫模力F1=6037.4N
5.3 校核推出機構作用在塑件上的單位壓力
根據(jù)公式,查表可得:
推出截面A1= 2101.3mm2
推出力 & =3.45Mpa <53Mpa(抗壓強度),合格。
5.4冷卻系統(tǒng)的設計與計算
ABS的粘度屬于中等,它的成型溫度在200攝氏度左右,模具的溫度在50攝氏度到80攝氏度之內,模具的溫度初步選定為50攝氏度,所以用常溫水對模具進行冷卻。
5.4.1 單位時間內注入模具中的塑件熔體的總質量W
1) 塑料制品的體積
根據(jù)公式V=V主+V分+nV塑可得:
V =124.032 cm3
2) 塑件制品的質量
根據(jù)公式M=νρ可得:
M=52.7 g
3) 注射周期
塑料制品的壁厚為3mm,可以查得T冷=20.4 S,取注射時間T注=1.6S,脫模時間T脫=8S,所以29.6 S注射一次。所以每小時注射次數(shù)大概是120次左右。
4) 單位時間內注入模具中的塑料熔體的總質量:
根據(jù)公式可得總質量W=6.377 Kg/h
5.4.2確定冷卻水路的直徑
查表可知,冷卻水處于快速流通的狀態(tài)下,直徑大概是10cm。
5.4.3計算模具所需冷卻水管的總長度
L = A/3.14d =97 mm
5.4.4冷卻水路的根數(shù)
X=L/l≈1
通過上述計算本模具只需要一條冷卻管道,一條冷卻水道在模具結構上是不合理的,根據(jù)設計過程的實際情況加以修改,考慮模具的生產效率和模具的使用壽命,本次設計選擇兩條直通式的冷卻水道,冷卻水道放在型腔上。
6模具總裝圖
跟據(jù)上述的計算和設計結果,繪制模具裝配圖如圖6-1所示。
圖6-1裝配圖
總 結
本次所選課題為塑料蓋注塑模設計,在設計過程中,根據(jù)指導老師提供的方向,我查閱很多資料(軟件應用、注塑模設計、材料選擇、圖片處理),通過學習這些資料,我完成了塑料蓋產品的工藝性分析,確定了ABS塑料的成型性能和主要成型參數(shù);通過相關計算和對產品的結構分析,我最終確定了模具型腔數(shù)量,確定了產品的分型面;通過軟件我完成產品的3D建模和模具工作部分的分模,從而獲得模具的型芯和型腔結構;通過查表和學習澆注系統(tǒng),確定了模具的澆注的結構和主要尺寸;根據(jù)型芯和型腔的結構,確定A板和B板的尺寸,通過軟件選擇合適的模架;通過查表和計算確定冷卻、脫模等機構,通過軟件完成3D機構建設;最后完成2D圖紙的繪制。
致 謝
本次設計的過程剛開始是比較艱難的,但是后來,老師對我進行了精心指導,老師用他們嚴謹?shù)膶I(yè)性,大膽的創(chuàng)新精神和進取精神深深的影響了我。在這個過程中,老師給了我很大的幫助,包括對資料的選擇,一些基本公式的原理與運用,在設計過程中我也學到了很多有關其設計狀態(tài)和未來發(fā)展趨勢的知識。
通過這次的實際設計,培養(yǎng)了我獨立完成工作的能力,不但鞏固了我以前所學的知識,還讓我學到了很多以前沒有學會的知識。注塑模具設計,從開始過程分析部分,確定過程,了解模具的基本結構,到最后的設計與計算,提高了我的計算能力和繪圖能力,CAD和UG技術也得到了顯著的提升,對一些設計相關的標準和規(guī)范有了很多的了解,對以前的所學的知識有了一個新的回顧,獨立思考能力也是有所提高。
老師們用自己的知識和經驗幫助我們完成這次的模具設計,我們也為自己的勞動成果感到快樂,并且發(fā)現(xiàn)我們以前學習中遇到的問題并加以解決。
非常感謝幾位老師對我的幫助和指導!
參考文獻
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[2] 陳志剛. 塑料成型工藝及模具設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2007.
[3] 申開智. 塑料成型模具[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2005.
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[9] 王樹勛.注塑模設計[M]. 廣州:華南理工大學出版社,2005.
[10] 葉久新. 塑料模具設計[M]. 北京: 北京理工大學出版社, 2009.
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