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紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院
2012屆 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
姓名
劉兆炫
系部
機(jī)電系
專業(yè)
模具設(shè)計(jì)與制造
班級(jí)
模具3091
題目
保險(xiǎn)板連接件注射模設(shè)計(jì)
一、選題背景、目的及意義
背景:在實(shí)習(xí)期間和同學(xué)出去玩時(shí),看到十字路口看到了汽車(chē)事故,就想到了汽車(chē)保險(xiǎn),上網(wǎng)查了以下汽車(chē)保險(xiǎn)方面的,找到了汽車(chē)保險(xiǎn)板連接件,看了看是塑料的,于是就想到了注射模,上網(wǎng)看了看有點(diǎn)難度不過(guò)是可以挑戰(zhàn)的,所以就用來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)題材了。
目的: 通過(guò)撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)讓學(xué)生不斷了解注射模的設(shè)計(jì)過(guò)程,并針對(duì)目前注射模具的發(fā)展趨勢(shì)從而分析模具的設(shè)計(jì)走向。
意義:對(duì)自己知識(shí)的填填充和全面檢驗(yàn),以及對(duì)軟件的學(xué)習(xí)和鞏固。
二、主要內(nèi)容及提綱
1緒論
1我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
2、塑件成型工藝性分析
3、模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
4 、注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算
5、非標(biāo)準(zhǔn)零件及組裝和爆炸圖的三維設(shè)計(jì)
6、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
三、主要方法和措施
通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,廣泛的查閱,深入的研究,對(duì)閱讀文獻(xiàn)進(jìn)行細(xì)致的歸納
1)帶著課題進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐并收集注射模相關(guān)資料,
2)深入學(xué)習(xí)注射模的結(jié)構(gòu)及注射過(guò)程
3)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)
4)大量閱讀有關(guān)資料、深入到社會(huì)調(diào)研
四、主要參考文獻(xiàn)
1、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M] 北京:清華大學(xué)出版社
2 、Pro-E 4.0模具設(shè)計(jì)實(shí)例詳解[M]北京 清華大學(xué)出版社
3、AutoCAD 2007 中文版實(shí)用教程[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社
4、ro-E 野火5.0 中文版模具設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用[M] 北京電子工業(yè)出版社
5、Pro-E 3.0 中文版基礎(chǔ)教程[M]北京 科學(xué)出版社
6 、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]北京 清華大學(xué)出版社
7、Pro-E 3.0 高級(jí)設(shè)計(jì)[M]北京北京電子工業(yè)出版社
8、注射模設(shè)計(jì)與制作教程[M]清華大學(xué)
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)推進(jìn)計(jì)劃
2011年11月中旬—12月上旬 依照任務(wù)書(shū)閱讀文獻(xiàn),收集資料準(zhǔn)備草案
2011年12月上旬—12月中旬 確定方案,編寫(xiě)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告,并交老師審核
2011年12月中旬—2012年3月中旬 完成初稿,交老師審核。
2012年3月中旬—4月下旬 完成二稿,交老師審核
2012年4月下旬—5月下旬 定稿并提交畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料,準(zhǔn)備答辯
2012年6月2日—6月3日 答辯
學(xué)生簽名: 年 月 日
指導(dǎo)教師意見(jiàn)(對(duì)選題的有效性、研究方法的正確性、課題的廣度、深度的意見(jiàn)及開(kāi)題是否通過(guò)):
通過(guò)( ) 修改后通過(guò) ( ) 未通過(guò) ( )
指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日
注:開(kāi)題報(bào)告裝訂在畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)后
開(kāi)題是否通過(guò)請(qǐng)指導(dǎo)教師在括號(hào)內(nèi)打“ √”
紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題 目:
保險(xiǎn)板連接件注塑模設(shè)計(jì)
副 標(biāo) 題:
學(xué) 生 姓 名:
劉兆炫
所在系、專業(yè):
機(jī)電系、模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí):
模具3091
指 導(dǎo) 教 師:
程洋
日 期:
2012年5月28日
I
摘 要
摘 要
隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的快速發(fā)展,CAD已經(jīng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越成熟。在機(jī)床制造工業(yè)中CAD的應(yīng)用已相當(dāng)普及,成為國(guó)內(nèi)外機(jī)床制造工業(yè)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、組織規(guī)模生產(chǎn)、加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。特別是在縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,提高產(chǎn)品性能、質(zhì)量、可靠性和降低成本等方面,起著重要的作用。
在快速的社會(huì),汽車(chē)被廣泛應(yīng)用,但汽車(chē)事故發(fā)生比例越加上升,對(duì)于汽車(chē)本身保險(xiǎn)需不斷加強(qiáng)。由此,本次設(shè)計(jì)為汽車(chē)保險(xiǎn)板連接件。
Proe軟件的功能非常豐富,包括三維設(shè)計(jì)建模、三維曲面建模、模型的空間轉(zhuǎn)換,顯示控制和觀察,零件裝配及干涉檢驗(yàn)、平面出圖、渲染處理、資料驗(yàn)證、數(shù)據(jù)交換、文件管理及數(shù)據(jù)庫(kù)等功能。Proe采取參數(shù)化特征建模技術(shù),具有特征建模、模塊化、集成化程度高及兼容性好等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:Proe;模具;保險(xiǎn)板
I
目 錄
目 錄
摘 要 I
1、緒論 1
1.1我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 國(guó)際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.1網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪 1
1.3設(shè)計(jì)的目的 1
2、塑件成型工藝性分析 2
2.1塑件 2
2.1.1塑件的尺寸圖 2
2.1.2塑件表面質(zhì)量分析 2
2.2 ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 3
2.2.1注射成型過(guò)程 3
2.2.2 ABS的注射工藝參數(shù) 3
2.2.3塑件的原材料 3
2 .2.4 ABS塑料-性能 3
3、模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 4
3.1 分型面的選擇 4
3.2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 4
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4
3.3.1主流道 5
3.3.2分流道 5
3.3.3澆口 5
3.3.4冷料穴 7
3.3.5側(cè)澆口 7
3.3.6分流道的表面粗糙度 7
3.4側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
3.4.1抽芯距與抽芯力的計(jì)算 8
3.4.2 斜導(dǎo)柱截面尺寸的確定 8
3.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
3.5.1注射模的脫模機(jī)構(gòu) 9
3.5.2脫模斜度 9
3.6推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 9
3.7 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 10
3.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11
4 、注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算 11
4.1 成型零件尺寸計(jì)算 11
4.2主流道尺寸 11
5、零件的三維設(shè)計(jì) 12
5.1零件設(shè)計(jì) 12
5.1.1鍥緊塊 12
5.1.2鑲件 12
5.2組裝圖設(shè)計(jì) 12
5.3爆炸圖設(shè)計(jì) 13
6、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 14
6.1 模具閉合高度的確定和校核 14
6.2 模具安裝部分的尺寸校核 14
致 謝 15
參考文獻(xiàn) 16
結(jié) 論 17
II
保險(xiǎn)板連接件注塑模設(shè)計(jì)
1、緒論
1.1我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
在引進(jìn)的塑料模具中,以科技含量較高的模具居多,如高精度模具、大型模具。熱流道模具、氣輔及高壓注射成型模具等?,F(xiàn)代塑料制品對(duì)表面光潔度、成型時(shí)間都提高了更高的要求,因而也推動(dòng)了塑料模具的發(fā)展。以電視機(jī)塑料外殼模具為例。其精度已由以前的0.05~0.1mm提高到0.005~0.01mm?,制造周期也由8個(gè)月縮短到了2個(gè)月,并且使用壽命也由過(guò)去可制10萬(wàn)~20萬(wàn)件制品延長(zhǎng)到了可60萬(wàn)件制品。從電視機(jī)外殼塑料模具的發(fā)展可以看到,高精密、長(zhǎng)壽命、短周期、低成本是模具的發(fā)展方向。目前我國(guó)使用覆蓋率和使用量最大的模具標(biāo)準(zhǔn)件為冷沖模架、注塑模架和推桿管這三類產(chǎn)品。以注塑模架為例,目前全國(guó)總產(chǎn)值有20多億元,按照需求,國(guó)內(nèi)約需注塑模架30多億元,而實(shí)際上國(guó)內(nèi)市場(chǎng)并未達(dá)到這個(gè)規(guī)模,其中主要一個(gè)原因就是模具廠家觀念舊,注塑模架自產(chǎn)配比例較高,外購(gòu)很少。這樣做廠家不僅重復(fù)制造本應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化的購(gòu)件,延長(zhǎng)了模具生產(chǎn)周期,又不利于維修。很多相關(guān)的模具標(biāo)準(zhǔn)件并沒(méi)有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),因此制定模具構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作也是當(dāng)務(wù)之急。
1.2 國(guó)際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
美國(guó)1991年發(fā)表的“國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告”認(rèn)為:材料領(lǐng)域的進(jìn)展幾乎可以顯著改進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)所有部門(mén)的產(chǎn)品性能,提高它們的競(jìng)爭(zhēng)能力;因此把材料列為六大關(guān)鍵技術(shù)的首位。這是由于先進(jìn)材料與制造技術(shù)是未來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)防力量發(fā)展的基礎(chǔ),是各種高、新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)用產(chǎn)品與商品的關(guān)鍵。當(dāng)前各種新材料市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)1000億美元,預(yù)計(jì)到2000年將達(dá)4 000億美元。由新材料帶動(dòng)而產(chǎn)生的新產(chǎn)品新技術(shù)則是一個(gè)更大的市場(chǎng)。以上參展項(xiàng)目基本上代表了當(dāng)前國(guó)際和國(guó)內(nèi)的先進(jìn)水平和發(fā)展趨勢(shì),具體表現(xiàn)在如下個(gè)方面。
1.2.1網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪
隨著計(jì)算機(jī)硬件與軟件的進(jìn)步以及工業(yè)部門(mén)的實(shí)際需求,國(guó)外許多著名計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)商已能按實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的功能要求劃分產(chǎn)品系列,在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的一體化。解決了傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題,以便更能符合實(shí)際應(yīng)用的自然過(guò)程。例如英國(guó)達(dá)爾康公司在原有軟件DUCT5的基礎(chǔ)上,為適應(yīng)最新軟件發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際而在最近推出的CAD/CAM集成化系統(tǒng)Delcam's Power Solution,該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模、逆問(wèn)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程制圖、仿真分析、快速原型、數(shù)控編程、測(cè)量分析等領(lǐng)域。
1.3設(shè)計(jì)的目的
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我親自動(dòng)手的機(jī)會(huì),是大學(xué)三年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié),中國(guó)的塑料模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展是需要理論和實(shí)踐相結(jié)合的,所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義十分重大。目的是通過(guò)對(duì)該零件的注塑模工藝的設(shè)計(jì),了解注塑模具的設(shè)計(jì)步驟,ABS等材料的各項(xiàng)性能指標(biāo),工藝方案的選擇,和側(cè)向抽芯技術(shù)的掌握。
2、塑件成型工藝性分析
2.1塑件(如圖1)
本塑件為汽車(chē)上的保險(xiǎn)板的連接件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壁厚均勻,精度要求一般,精度為材料是ABS 成型性能一般,其他并無(wú)特殊要求。
圖1 保險(xiǎn)板連接件
2.1.1 塑件的尺寸圖
如下圖2:
圖2塑件尺寸圖
2.1.2塑件表面質(zhì)量分析
影響塑件精度的因素很多,塑料的收縮、注塑成型條件(時(shí)間、壓力、溫度)等,塑件形狀、模具結(jié)構(gòu)(澆口、分型面的選擇),飛邊、斜度、模具的磨損等都直接影響制品的精度。按SJ1372—1978標(biāo)準(zhǔn),塑料件尺寸精度分為8級(jí),本塑件所用材料為丙烯烴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知,本塑件宜選用一般精度5級(jí)。根據(jù)塑件要求,塑件沒(méi)有較高的表面粗糙度要求,粗糙度可取0.4。由于此塑件是大批量生產(chǎn),外形為不規(guī)則 ,選用型腔為二個(gè),型腔設(shè)計(jì)多個(gè)使它的外形增大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,根據(jù)本塑件的特征采用注射成型的生產(chǎn)效率高。
2.2 ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)
2.2.1 注射成型過(guò)程
1)成型前的準(zhǔn)備 對(duì)ABS的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。
2)注射過(guò)程 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后,由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型,其過(guò)程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻5個(gè)階段。
3)塑件的后處理 采用調(diào)濕處理,紅外線燈烘箱,熱處理溫度70℃,處理時(shí)間2h。
2.2.2 ABS的注射工藝參數(shù)
1)注射機(jī): 螺桿式
2)螺桿轉(zhuǎn)速(r/min): 30
3)料筒溫度(℃) :150~170(后段)
160~180(中段)
180~190(前段)
4)噴嘴溫度(℃):16~180
5)模具溫度(℃):40~60
6)注射壓力(MPa):100~130
7)成型時(shí)間(s):注射時(shí)間0~5;保壓時(shí)間:20~50;冷卻時(shí)間:20~50;成型總周期 :50~100。
2.2.3塑件的原材料
1)ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一,其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良,還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn),容易涂裝、著色,還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域,是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。
2)ABS塑料-概述
ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的聚合物,它將PS,SAN,BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái),兼具韌,硬,剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
2 .2.4 ABS塑料-性能
1)一般性能
ABS外觀為不透明呈象牙色粒料,其制品可著成五顏六色,并具有高光澤度。ABS相對(duì)密度為1.05左右,吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好,易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18~20,屬易燃聚合物,火焰呈黃色,有黑煙,并發(fā)出特殊的臭味。
2)力學(xué)性能
ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能,其沖擊強(qiáng)度極好,可以在極低的溫度下使用;ABS的耐磨性優(yōu)良,尺寸穩(wěn)定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。
3)熱學(xué)性能
ABS的熱變形溫度為93~118℃,制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性,可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
3、模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
3.1 分型面的選擇
塑件設(shè)計(jì)階段,就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置,否則無(wú)法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段,應(yīng)首先確定分型面的位置,然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理,對(duì)塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此,分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。
①選在塑件外形最大輪廓處
②有利于脫模
③有利于保證塑件尺寸精度和表面質(zhì)量
④有利于模具成型零件的加工
⑤有利于鎖模
⑥有利于排氣
由以上六點(diǎn)選擇分型面為A面:如圖3。
圖3 分型面
3.2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列
為了制模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配,提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性,并保證塑件精度,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、注射機(jī)的額定鎖模力、注射機(jī)的最大注射量、制品的精度等。一般來(lái)說(shuō),大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu),但對(duì)于精度要求不高的小型塑件(沒(méi)有配合精度要求),形狀簡(jiǎn)單,又是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件,使生產(chǎn)效率大為提高。該塑件精度要求不高,生產(chǎn)批量適中,選用型腔為二個(gè),型腔布置:(如圖4。) 圖4 型腔排布圖
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)( 如圖5所示)
圖5 澆注系統(tǒng)
3.3.1主流道
指從注射機(jī)噴嘴與模具的接觸部位起到分流道為止的一段流道。主流道與注射劑噴嘴在一條線上,是熔融塑料進(jìn)入摸具時(shí)最先經(jīng)過(guò)的通道。為保證主流道與注射機(jī)噴嘴緊密接觸,防止漏料,一般主流道與噴嘴對(duì)接處做成球面凹坑,其半徑R2=R1(1-2)mm,其小端直徑d1=d2+(0.5-1)mm。凹坑深度取h=(3-5)mm.如圖6所示:
圖6主流道 圖7 分流道斷面
3.3.2分流道
指介于主流道和澆口之間的一段通道,它是熔融塑料由主流道流入型腔的過(guò)渡通道,能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。如圖7所示:
3.3.3澆口
又稱進(jìn)料口,它是分流道與型腔之間的狹窄部分,也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分。這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來(lái)的熔融塑料生產(chǎn)加速,形成理想的流動(dòng)狀態(tài)而充滿型腔,同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用,并在成型后便于使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料與塑件分離。如表1所示:
表1
名稱
簡(jiǎn)圖
特點(diǎn)
尺寸
直澆口
特點(diǎn):由注入口直接進(jìn)料
應(yīng)用范圍:適合各種塑料成型,尤其加工熱敏性及高粘度材料成型,高質(zhì)量的大型或深腔殼、塑形塑件
主流道錐角一般取2-4度
潛
伏
澆
口
特點(diǎn):從澆道處以圓錐形通道或直接以隧道式澆道進(jìn)入型腔。
應(yīng)用范圍:多型腔摸。塑件外觀要求較高時(shí)采用。
α=45-60°
環(huán)
形
澆
口
特點(diǎn):環(huán)形澆口是直接澆口的變異形式,熔料從中心以環(huán)形四周進(jìn)料。
應(yīng)用范圍:應(yīng)用于芯型安裝一側(cè)的軸對(duì)稱塑料。
深t=0.25-1.6
長(zhǎng)度l=0.8-1.8
輪輻
式澆
口
應(yīng)用范圍:適用于管狀塑料制品,且澆口容易去除和節(jié)省材料?! √攸c(diǎn):可能會(huì)產(chǎn)生熔接痕﹐而且不可能制造出完善的真圓。
厚度是0.8至4.8mm﹐寬度為1.6至6.4mm。
爪
形
澆
口
爪形澆口可在型芯的頭部開(kāi)設(shè)流道,也可在主流道下端開(kāi)設(shè)流道,但加工困難。爪形芯有自動(dòng)定心的作用。
側(cè)澆
口
特點(diǎn):側(cè)澆口是從塑件側(cè)邊緣進(jìn)料的一種澆口形式,能方便的調(diào)整澆口尺寸控制剪切速率和澆口封閉時(shí)間。
應(yīng)用范圍:廣泛應(yīng)用于多型腔摸中,斷面尺寸較小的塑件。
A—塑件外側(cè)表面積
扇
形
澆
口
特點(diǎn):側(cè)澆口變異形式之一,是一種逐漸展開(kāi)的澆口。當(dāng)使用側(cè)澆口成型大型平板狀塑件澆口寬度太小時(shí),則可使用扇形澆口。
應(yīng)用范圍:多型腔摸,進(jìn)料邊寬度較大的薄片狀塑件。
厚度0.25至1.6mm﹐寬度6.4至25%的型腔側(cè)壁的長(zhǎng)度。
平
縫
澆
口
與環(huán)狀澆口類似﹐但用于平直邊緣的塑件。
薄膜澆口適用于既平坦及大面積、且翹曲要保持最小的設(shè)計(jì)。
厚度是0.25至0.63mm﹐其長(zhǎng)度必須短﹐大約0.63mm。寬度約為模腔寬度的25%~100%
3.3.4冷料穴
指直接對(duì)著主流道的孔或槽。其作用是儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭,以防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量,或甚至堵塞澆口而影響注射成型。當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí),其末端也應(yīng)開(kāi)設(shè)冷料穴。但并不是所有澆注系統(tǒng)都具有上述各組成部分,在特殊情況下設(shè)分流道或冷料穴。
3.3.5側(cè)澆口
一般開(kāi)設(shè)在模具的分型面,從塑件的邊緣進(jìn)料,故稱邊緣澆口。其澆口截面形狀一般為矩形,澆口的深度h決定著澆口的冷料時(shí)間,一般對(duì)中小型塑件h=0.5-2mm。澆口寬度b一般根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)確定,一般對(duì)中小型塑件常取b=1.5-5mm。澆口的長(zhǎng)度l在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下取較短值為好,一般取l=0.5-2mm。由于側(cè)澆口形狀簡(jiǎn)單,加工方便,通過(guò)改變澆口尺寸能有效調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和澆口冷料時(shí)間,所以這種澆口的應(yīng)用非常廣泛,特別是一模多腔的澆注系統(tǒng),使用這種澆口非常方便,在去除澆注系統(tǒng)中的冷料時(shí)也比較方便。其缺點(diǎn)是塑件的表面留有澆口痕跡。故選擇側(cè)澆口
3.3.6分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想,因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取0.63μm~1.6μm,這樣的表面稍不光滑,有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移,使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra=1.6μm。
3.4側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(如圖8圖9)
圖8側(cè)抽芯裝配圖 圖9 側(cè)抽芯平面圖
3.4.1抽芯距與抽芯力的計(jì)算
1)由塑件外形尺寸可以計(jì)算的抽芯距S=s+(2~3)=26+2=28mm
完成抽拔芯距S,滑塊在開(kāi)模方向所需移動(dòng)的距離,即完成抽拔所需的開(kāi)模行程
H=Sctg
2)由于塑件冷縮時(shí),只有側(cè)壁塑料包住型芯,也就是兩個(gè)小孔的內(nèi)壁與型芯接觸,而兩個(gè)小孔的內(nèi)壁是“n”狀的,沒(méi)有脫模斜度。所以這塊活動(dòng)型芯的抽拔阻力,也就是塑件收縮產(chǎn)生對(duì)側(cè)型芯的摩擦力, 即
=
=0.21×15835 = 3325.4N
式中, ——抽芯力(N)
——因塑件收縮產(chǎn)生對(duì)側(cè)型芯的正壓力(N)
——塑件與型芯的摩擦系數(shù)(取0.21)
——塑件收縮對(duì)型芯單位面積的正壓力,取=12MPa
N
3.4.2 斜導(dǎo)柱截面尺寸的確定
本設(shè)計(jì)采用的是在中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式,其臺(tái)肩部相平于模面,角度與抽拔角一致。材料多為T(mén)8、T10等碳素工具鋼,也可用20鋼作滲碳處理,由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常于滑塊摩擦,熱處理要求硬度HRC≥55,表面粗糙度Ra≤0.8。 斜導(dǎo)柱固定部分與模板的配合精度為H7/m6的過(guò)渡配合。
1)圓柱形斜導(dǎo)柱直徑的確定
圓柱形斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力,而彎曲力又取決于抽拔力,抽拔角以及受力點(diǎn)的位置。
一般地,斜導(dǎo)柱和斜滑塊的斜孔的配合都有一定的間隙(0.2-0.4),在開(kāi)模瞬間定程距為M,
,
——斜導(dǎo)柱直徑,
——抽芯力,N
——受力點(diǎn)到固定板平面的距離, =21
——抽拔角
——斜導(dǎo)柱鋼材的許用彎曲應(yīng)力,。 碳素鋼取=137.2
,取24mm
2) 斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇
斜導(dǎo)柱傾斜角與斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度,抽芯距,斜導(dǎo)柱完成抽芯時(shí)所需最小開(kāi)模行程有關(guān)。增大,L和H減小,有利于減小模具尺寸,但斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和側(cè)抽芯時(shí)的開(kāi)模力將增大;反之亦反,綜合兩方面考慮,一般最常用為
本設(shè)計(jì)取為。
3) 圓柱形斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算
斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度
——斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度,mm
——斜導(dǎo)柱臺(tái)肩直徑,mm
——斜導(dǎo)柱抽拔角, °
——斜導(dǎo)柱固定板厚度,mm
——斜導(dǎo)柱工作部分直徑,mm
——抽芯距。得
根據(jù)上式代入數(shù)據(jù):
≈88 mm
3.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.5.1注射模的脫模機(jī)構(gòu)
注射模的脫模機(jī)構(gòu)包括:
①頂針,司筒,推板,推塊等推出零件;
②復(fù)位桿,復(fù)位彈簧及頂針板先復(fù)位機(jī)構(gòu)等推出零件的復(fù)位零件;
③頂針固定板和頂針底板等推出零件的固定零件;
④高壓氣體頂出的氣閥等配件;
⑤內(nèi)螺紋脫模機(jī)構(gòu)中的齒輪,齒條,馬達(dá),油缸等配件。
3.5.2脫模斜度
脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向與模具的開(kāi)模方向是一致的。
考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu),可以使開(kāi)模后塑件自動(dòng)留在型腔中,所以不需要考慮脫模斜度
3.6推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。
2)使制品在推出過(guò)程中不變形不損壞。
3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,推出動(dòng)作可靠。
4)使脫模后的制品有良好的外觀。
5)合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。
3.7 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
根據(jù)塑件尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)模架為CI1830 A50 B60
3.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑料在成型過(guò)程中,模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過(guò)高,成型收縮大,脫模后塑件變形率大,而且還容易造成溢料和粘模;溫度過(guò)低,則熔體流動(dòng)性差,塑件輪廓不清晰,表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷。當(dāng)模溫不均勻時(shí),型芯和型腔溫差過(guò)大,塑件收縮不均勻,導(dǎo)致塑件翹曲變形,會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。通常溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種。一般注塑到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右,而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后,必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻,使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具,以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:
1)冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多,冷卻通道孔徑要盡量大;
2)冷卻通道的布置應(yīng)合理;
3)冷卻回路應(yīng)有利于降低冷卻水進(jìn)、出口水溫的差值;
4)冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理;
5)冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等;
6)冷卻水道要避免接近熔痕部位,以免熔接不牢,影響塑件的精度。
此模具采用水冷的特點(diǎn):在模具內(nèi)設(shè)有冷卻水道,使循環(huán)水通過(guò)型芯內(nèi),從而使模具得到冷卻,此方式生產(chǎn)效率高,控制比較方便,如圖10所示:
圖10冷卻系統(tǒng)排布圖
3.9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣系統(tǒng)·常用于零件特征較深的部位與蓋類摸具的母模仁分型面上,通??山鉀Q型腔填充不滿的問(wèn)題。如果排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不合理,零件可能出現(xiàn)困氣與缺膠等現(xiàn)象。排氣的形式很多,如利用鑲件、鑲針及專用輸氣鋼等,頂針、偏頂與司筒也可以起排氣的作用。
3.10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能夠保證注射模具準(zhǔn)確的開(kāi)合模,并在模具中起定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和精定位裝置。導(dǎo)柱與導(dǎo)套是標(biāo)準(zhǔn)件。其一導(dǎo)柱固定部分的直徑與導(dǎo)套外徑相同,配合H7/k6。其二四個(gè)導(dǎo)柱導(dǎo)套中必須有一個(gè)錯(cuò)開(kāi)2mm,其目的在于保證模具安裝、合模的安全。防止因一時(shí)疏忽,將動(dòng)、定模的方向裝反,造成損壞模具的事故。其三,導(dǎo)柱的有效導(dǎo)向長(zhǎng)度為型芯超過(guò)分型面的高度還要高出導(dǎo)柱直徑的1.5倍,以便于在合模時(shí)順利復(fù)位避免脫落、歪斜等事故的發(fā)生。
4、注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算
4.1 成型零件尺寸計(jì)算
1)·查相關(guān)手冊(cè)可得ABS收縮率S=0.3%~0.7%,對(duì)于這個(gè)產(chǎn)品我們將收縮率定為0.6%,根據(jù)塑件尺寸公差的要求,模具的制造公差取ZΔ=/3。
2)抽芯機(jī)構(gòu)零件的尺寸計(jì)算
A抽芯距的計(jì)算:S=h+(2~3)=10+3=13
B滑塊傾角的確定:此塑件抽芯距較大,選擇a=24.
4.2主流道尺寸
1)主流道小端直徑 D =注射機(jī)噴嘴直徑+(0.5~1)
=4+(0.5~1),取D =4.5mm。
2)主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1~2)
=15+(1~2),取SR=17mm。
3)球面配合高度 h=3mm~5mm,取h=3mm。
4)主流道長(zhǎng)度 取L =40mm。
5)主流道大端直徑 D’ =D+2Ltanα ≈ 7.64mm(半錐角α為1°~2°,取α=1°)取D=7mm
6)利用Pro/E三維軟件定性測(cè)的該塑件的實(shí)際體積為=58.76,塑件質(zhì)量為61.1g。設(shè)澆注系統(tǒng)的體積為塑件的0.6倍。所以可地一次總的注射量為:
流道凝料的質(zhì)量m2=2g
流道凝料的體積
注射量
公稱注射量為:
體積
5、零件的三維設(shè)計(jì)
5.1零件設(shè)計(jì)
5.1.1鍥緊塊
1)草圖繪制,進(jìn)入草圖平面;
2)設(shè)定繪圖平面;
3)繪制零件帶孔面的巨型尺寸,且倒圓角,拉伸·;
4)旋轉(zhuǎn)平面切除多余部分
5)繪制孔點(diǎn)擊空命令然后選擇
要繪制孔的平面,輸入孔的尺寸,完成建模。如圖11所示:
圖11鍥緊塊
5.1.2鑲件
1)草繪拉伸方法如上;
2)利用曲面合并完成去除曲面,單擊主菜單下插入掃描曲面草繪軌跡選擇Front平面正向缺省進(jìn)入草繪。
3)選擇合并工具,按要求保留曲面;
5.2組裝圖設(shè)計(jì)
以下為使用圖標(biāo)(如圖13) 圖12鑲件
圖13 圖標(biāo)
1)自動(dòng)約束是proe系統(tǒng)默認(rèn)的約束條件,具有自動(dòng)判斷約束條件的功能,用戶只要選擇好裝配的參照點(diǎn)、線、面,系統(tǒng)就會(huì)
據(jù)選擇的參考特征自動(dòng)選擇適合的約束條件。匹配約束將選定兩個(gè)平面聯(lián)合,限定零件的三個(gè)自由度,匹配的平面可以是零件實(shí)體的表面平面,也可以是零件的基準(zhǔn)面。
5.3爆炸圖設(shè)計(jì) 圖14 組裝圖
爆炸圖就稱分解圖,是將匹配后的原件進(jìn)行分解,主要用來(lái)查看組件中各個(gè)零件的位置狀態(tài),也可用于設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)說(shuō)明書(shū)。
創(chuàng)建分解圖一般有兩種方法,自動(dòng)生成分解圖和自定義分解圖。
定義平移方向后,拖動(dòng)鼠標(biāo)直接移動(dòng)原件,復(fù)制所選原件的分解位置,把原件恢復(fù)到未分解前的位置上。(如圖15、圖16)
圖15 爆炸圖 圖16 設(shè)計(jì)窗口
6、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
6.1 模具閉合高度的確定和校核
A模具閉合高度的確定和校核根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸急模具設(shè)計(jì)的其他零件尺寸可知:定模座板H定=20mm, 上模固定板H上=50mm, 下模固定板H下=60mm,模腳H模=60mm, 動(dòng)模座板H動(dòng)=20mm。模具閉合高度:H閉=H定+H上+H下+H模+H動(dòng)=20mm+50mm+60mm+60mm+20mm=220mm
6.2 模具安裝部分的尺寸校核
H≥H+H+(5~10)mm
式中 H─注射機(jī)動(dòng)模板的開(kāi)模行程(mm),取300mm;
H─塑件推出行程(mm),取6mm(塑件壁高處的高度);
H─包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm),其值為
H=46+(5~10)mm=51~56mm (46mm由裝配圖直接量?。?
所以,H=300 mm>50+80+10=140 mm
14
致 謝
致 謝
在此,要特別感謝各位老師,以其嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心和敬業(yè)精神,給予我極大的幫助與鼓勵(lì);踏實(shí)認(rèn)真、開(kāi)拓創(chuàng)新的治學(xué)作風(fēng)將使我終生受益。本論文從選題到完成無(wú)不浸透著導(dǎo)師的心血。在此期間,老師多次詢問(wèn)我的課題進(jìn)度,提醒我該注意的問(wèn)題,并在我課題遇到困難時(shí),給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助。借此論文的完成之際,謹(jǐn)向我的恩師表達(dá)我衷心的感謝和崇高的敬意!感謝導(dǎo)師不厭其煩的教誨和一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng),在學(xué)習(xí)、生活和以后的工作中給我樹(shù)立了為學(xué)為人的榜樣,并希望在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)得到導(dǎo)師的教導(dǎo)。
感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)以及家人,在我學(xué)習(xí)期間,他們始終是我堅(jiān)強(qiáng)的后盾和精神上的支柱。他們的支持使我深受感動(dòng)和啟發(fā),在此謹(jǐn)表示最衷心的感謝!
15
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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結(jié) 論
結(jié) 論
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),對(duì)我在大學(xué)階段所學(xué)習(xí)的模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)做了一個(gè)很好的總結(jié)和鞏固,也對(duì)平時(shí)所學(xué)習(xí)的比較零散的知識(shí)做到了系統(tǒng)化的運(yùn)用。也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)科內(nèi)的某些方面知識(shí)的欠缺,做到了很好的復(fù)習(xí)和理解,對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解,達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。
設(shè)計(jì)中用到了大量專業(yè)知識(shí),例如機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、聚合物材料、塑料成型機(jī)械、塑料成型模具、材料力學(xué)、公差與配合、數(shù)控技術(shù)等學(xué)科。通過(guò)在設(shè)計(jì)中查閱和復(fù)習(xí)其相關(guān)知識(shí),對(duì)部分已生疏的學(xué)科又重新做了認(rèn)識(shí),且在以前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上更加深了理解,同時(shí)也把書(shū)本上學(xué)到的知識(shí)用到了實(shí)際設(shè)計(jì)中,將單一的學(xué)科和其他配套學(xué)科融合在一起,學(xué)會(huì)了綜合考慮問(wèn)題,并且進(jìn)一步了解了塑料制品成型的工藝,對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí),豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí),而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的講解下,明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書(shū)館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍,設(shè)計(jì)中,充分利用和查閱各種資料,并與同學(xué)進(jìn)行充分討論,盡最大努力搞好了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中還用到了一些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,更是受益匪淺,例如在設(shè)計(jì)中大量用到Auto CAD 來(lái)進(jìn)行平面制圖,使得在設(shè)計(jì)中對(duì)于零件的平面投影以及尺寸可以很至關(guān)且很精確的表達(dá)。在本次設(shè)計(jì)中,我認(rèn)為最大的收獲就是鞏固專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也接觸了很多新東西。