裝配圖骨架模具的設(shè)計與制造

裝配圖骨架模具的設(shè)計與制造,裝配,骨架,模具,設(shè)計,制造 南昌航空大學科技學院學士學位論文目 錄1 塑件的工藝分析1.1 塑件原始資料分析(03)1.2 明確塑件的生產(chǎn)批量(04)1.3 估算塑件的體積和重量(04)1.4 分析塑件的成型工藝參數(shù)(05)2 確定模具結(jié)構(gòu)方案2.1 脫模原理(05)2.2 確定型腔數(shù)量及布局形式(06)2.3 選擇分型面(07)2.4 確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)(07) 2.4.1 澆注系統(tǒng)形成(07)2.4.2 主流道的設(shè)計(08)2.4.3 分流道的設(shè)計(08)2.4.4 澆口的設(shè)計(08)2.4.5 排氣系統(tǒng)(09)2.5 選擇推出方式(09)2.6 模具加熱與冷卻方式(09)3 模具設(shè)計的有關(guān)計算3.1 型芯和型腔工作尺寸的計算(10)3.1.1 型腔徑向尺寸計算(10)3.1.2 型蕊徑向尺寸計算(10)3.2 側(cè)壁厚度與底板厚度的計算(10)3.2.1 側(cè)壁厚度(10)3.2.2 推板厚度(11)3.3 斜導柱等側(cè)抽芯有關(guān)計算(11)3.3.1 斜導柱的設(shè)計(11)3.3.2 斜導柱的計算(12)3.3.3 斜滑塊的計算(13)3.3.4 契滑塊的設(shè)計(13) 3.3.5 導滑條(14)3.4 冷卻與加熱系統(tǒng)(14)4 選擇模架4.1 初選注射機(15)4.1.1 澆注系統(tǒng)的重量(15)4.1.2 注射壓力(16)4.2 選標準模架(17)5 校核注射機5.1 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核(18)5.2 開模行程的校核(18)5.3 模具在注射機上的安裝(19)6 推出機構(gòu)的設(shè)計6.1 推件力的計算(19)6.2 推桿的設(shè)計(20)6.2.1 推桿的強度計算(20)6.2.2 推桿的壓力校核(20)6.3 推板強度計算(20)7 連接件的選用7.1 銷釘?shù)倪x用(21)7.2 螺釘?shù)倪x擇(22)8 模具的裝配8.1 模的裝配(22)8.2 動模的裝配(22)結(jié) 論 (23)參考文獻 (24)致 謝 (25)1 塑件的工藝分析如圖 1-01 所示塑料制件，材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS塑料） ，收縮率 0.3%0.8% 。 圖 1-011.1 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），是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。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度，有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。從成型性能上看，該塑料在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，而在強調(diào)塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在6080。1.2 明確塑件生產(chǎn)批量該塑件要求大批量生產(chǎn)。1.3 估算塑件的體積和重量按照圖 1-02 塑料件圖示尺寸近似計算： V總=3.1419217=19270.18 mm3 V1 =3.149.526=1700.31 mm3 V2 =3.14(192-112)6=4521.6 mm3 V3 =3.14(192-9.5)28=6801.25 mm3 V4 =3.148211=2210.56 mm3所以塑件的體積為V=19270.18-1700.31-4521.6-6801.25-2210.56=4036.46mm3=4.04 cm3塑件重量為Gs =V=1.064.04=4.2824 g式中為塑料密度(ABS的密度=1.041.07g/cm3) 圖 1-021.4 分析塑件的成型工藝參數(shù)干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為8090C下最少干燥2小時。材料溫度應保證小于0.1%。 熔化溫度：210280C；建議溫度：245C。 模具溫度：2570C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）。 注射壓力：5001000bar。 注射速度：中高速度。2 確定模具結(jié)構(gòu)方案2.1脫模原理制品為骨架。該模具采用斜導柱抽心機構(gòu)來實現(xiàn)垂直分型動作。鎖緊鍥與定模板做成整體，確保凹?；瑝K4的定位鎖緊。定模板和滑塊上都開設(shè)了冷卻水道，模具冷卻比較均勻，縮短了生產(chǎn)周期。工作原理：模具分流道與側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面IIII上，并由骨架凸翼腔底進料。開模時，II分型面分型，斜導柱5帶動凹?；瑝K4做IIII垂直分型面分型。最后，由推板10推出塑件制品。2.2 確定型腔數(shù)量及布局形式該塑件在注射時采用一模二件，即模具需要二個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復雜程度等因素擬采取圖圖1-03所示的型腔排列方式。 圖1-032.3 選擇分型面確定分型面位置如圖1-04圖1-042.4確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)2.4.1 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)部進料，利用分型面間隙排氣。2.4.2 主流道設(shè)計根據(jù)塑料模具設(shè)計手冊初步得XSZ60型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端孔徑：d0=4 mm；噴嘴前端球面半徑：R0=12 mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R=R0+(12) mm d= d0+(0.51) mm取主流道球面半徑：R=13 mm；取主流道的小端直徑d=5 mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為2-6，取4，經(jīng)換算得主流道大端直徑為D=8 mm。2.4.3 分流道設(shè)計a分流道的形狀和尺寸分流道的形狀和尺寸應根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速度、分流道的長度等因數(shù)來確定。本塑件的形狀不復雜，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)計手冊)得R=2.5 mmB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1.6m左右，這可增加對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。2.4.4 澆口的設(shè)計根據(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 1-05。設(shè)計時在模具結(jié)構(gòu)上采取瓣合式型腔，潛伏式澆口的錐角取1020圖 1-05查表5-45(塑料模具設(shè)計手冊)選尺寸為直徑1 mm,試模時修正。2.4.5 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的末端。2.5 選擇推出方式選擇推出機構(gòu)：該塑件為簿壁塑件，綜合各個因素，選定為推板推出機構(gòu)。為了防止推板刮傷凸模，推板內(nèi)孔應比凸模成型部分大0.20 mm 0.25 mm，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10左右為易。2.6模具加熱與冷卻方式該模具采用電熱絲加熱，用水冷。3 模具設(shè)計的有關(guān)計算3.1型芯和型腔工作尺寸的計算查表塑料模設(shè)計手冊表 1-4 塑料ABS收縮率：0.3%0.8%。平均收縮率： S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%3.1.1 型腔徑向尺寸的計算：38：（Lm）+0z=（1+0.0055）38-0.263/4+00.26/3=38.01+00.08722：（Lm）+0z=（1+0.0055）22-0.223/4+00.22/3=21.96+00.07319：（Lm）+0z=（1+0.0055）19-0.223/4+00.22/3=18.94 +00.0731.5:（Lm）+0z=（1+0.0055）1.5-0.123/4+00.12/3=1.42 +00.04型腔深度的計算：8 ：（Hm）+0z=（1+0.0055）8-0.162/3+00.16/3=7.94+00.0536 ：（Hm）+0z=（1+0.0055）6-0.142/3+00.14/3=5.94+00.0471.5：（Hm）+0z=（1+0.0055）1.5-0.122/3+00.12/3=1.43+00.043.1.2 型芯徑向尺寸的計算：16：（Lm）-0z =（1+0.0055）16+0.203/4 -00.20/3=16.24-00.06719：（Lm）-0z =（1+0.0055）19+0.223/4 -00.22/3=19.27-00.0731.5：（Lm）-0z =（1+0.0055）1.5+0.123/4 -00.12/3=1.6-00.04 型芯高度公式：6 ：（hm）+0z=（1+0.0055）6+0.142/3 -00.14/3=6.13-00.04711：（hm）-0z =（1+0.0055）11+0.182/3 -00.18/3=11.18-00.063.2 側(cè)壁厚度與底板厚度的計算3.2.1 側(cè)壁厚度：該型腔為整體式。因此，型腔的強度和剛度按整體式進行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可以參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。查塑料成型工藝與模具設(shè)計表6.10 型腔側(cè)壁厚取=20 mm3.2.2 推板厚度：H=0.74 pr4/E) 1/3 其中查，E=2.1105MPa，可取制品軸向尺寸公差的1/10，取=0.03 mm，p由表4.1取30Mpa。H=(0.74300.84 /2.11050.00003) 1/3 =1.13 cm 16mm3.3 斜導柱等側(cè)抽芯有關(guān)計算3.3.1 斜導柱的設(shè)計斜導柱的傾斜角取22.5。Ft=2rESLf/(1+m+k)(1+f)Ft脫模力（推出力）（N）E塑料彈性模量（N/cm2，ABS塑料為1.82.9105N/cm2之間，取2.0105 N/cm2）S塑料的平均成型收縮率（mm/mm）L包容凸模的長度（cm）f塑料與剛的摩擦系數(shù)（ABS塑料取0.2）m塑料的帕松比（取0.3）k=2r2/(t2+2tr) （t為塑料平均壁厚）t=塑料平均壁厚(cm)r圓柱半徑(cm)2Ft=221.92000000.00551.70.3/（1+0.3+5.87）（1+0.2） =1393.97（N）查塑料成型工藝與模具設(shè)計表9.1 取Fw=10KN再查表9.2 得d=16mm3.3.2 斜導柱的計算在斜導柱的設(shè)計中斜導柱采用了理論上最佳的斜角：22.5，直徑取16 mm。先計算抽心距：S抽=(R2-r2) 1/2+(23) mm其中：R塑件的大圓盤半徑 r塑件的最小的腰部外圓半徑S抽=(192-9.52) 1/2+(23) 16.45+(23) =19 mm然后在CAD里根據(jù)抽心距算出其長度，如圖1-06圖 1-06其強度校核：F彎=F抽/cos其中：F彎斜導柱所受的彎曲力（N）F抽抽拔力（N） 斜導柱的斜角F彎=F抽/cos=1393.97/cos22.5=1508.8NF彎Fw，所以斜導柱強度合格。3.3.3 斜滑塊的設(shè)計斜滑塊設(shè)計如圖1-07 圖1-073.3.4 鍥緊塊的設(shè)計本模具采用鍥緊塊與定模板制成一體的整體式結(jié)構(gòu)。如圖1-08圖1-083.3.5 導滑條的設(shè)計導滑條的設(shè)計如圖1-09圖1-09斜滑塊的導滑長度不能太短，一般應保證滑塊在完成抽拔動作后，留在導滑條中的長度不小于有效長度的2/3，經(jīng)計算，該滑塊在完成抽拔動作后留在導滑條中的長度為47.5mm，總的有效長度為65.5mm，所以導滑條的長度足夠。3.4 冷卻與加熱系統(tǒng)該模具采用電熱絲加熱，冷卻方式為風扇冷卻。4 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1-10圖1-104.1 初選注射機4.1.1 澆注系統(tǒng)重量：單件塑件重量 Ms=4.2824 g注射機額定注射量Gb，每次注射量不超過最大注射量的80% 即 n=(0.8GbGj)/Gs 式中n型腔數(shù) Gj澆注系統(tǒng)重量(g) Gs塑件重量(g) Gb注射機額定注射量(g)澆注系統(tǒng)估算結(jié)果：V1=1/3(42-1.52）40=575.7mm3 V2=4210=602.88 mm3 2V3=23215=847.8mm3 Vj=575.7+602.88+847.8=2026 mm3=2.026 cm3澆注系統(tǒng)重量Gj=2.0261.18=2.39 g設(shè)n=2 則得： Gb=（n Gs+ Gj）/0.8 =（24.2824+2.39）/0.8g=14 g總質(zhì)量： M=14g滿足注射量： V機 V塑件/0.80式中 V機額定注射(cm3)V塑件-塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（ cm3）V機=V塑件/0.8=10.106/0.8 cm3=12.6325 cm3或滿足注射量 M機 M塑件/0.8M機=M塑件/0.8=14/0.8=17.5g4.1.2 注射壓力：P注 P成型查塑料模具設(shè)計手則表 1-8 ABS塑料成型時的注射壓力 P 成型=106281Mpa.鎖模力： P鎖 pF式中p塑料成型時型腔壓力ABS塑料的型腔壓力，取 p=30 MpaF 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F=(28502+2102+387.22)mm2=1874.36mm2pF=301874.36=56230.8N 56.23KN根據(jù)以上分析與計算,根據(jù)塑料注射機技術(shù)規(guī)格表4.2塑料成型工藝與模具設(shè)計選用XSZ60型注射機。注射機XSZ60有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下:模板最大開合模行程 180mm模具最大厚度 200mm模具最小厚度 70mm噴嘴圓弧半徑 12mm噴嘴孔直徑 4mm 動、定模板尺寸 330mm440mm 拉桿空間 300mm4.2 選標準模架根據(jù)以上分析計算型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和格。查塑料成型工藝與模具設(shè)計表 7-4 選用：A4型(GB/T12556-90)定模底板厚： 20 mm定模板厚： A=32 mm滑塊厚度： 17 mm推板厚度: 16 mm動模板厚: B=25 mm動模墊板厚： 32 mm墊塊厚度: C=50 mm下模座厚： 20 mm模具厚度：H模=A+B+C+20+16+32+20=195mm模具外形尺寸： 160200195mm5 校核注射機5.1 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機和標準模架時是根據(jù)以上四個技術(shù)參數(shù)及計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 進行校核，已符合所選注射機要求。5.2 開模行程的校核 注射機最大行程SS2h件+h澆+(510)式中h件塑料制品高度(mm)；h澆澆注系統(tǒng)高度(mm)。2h件+h澆+(510)=217+40+10=84 mm故滿足要求。5.3 模具在注射機上的安裝 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以選注射機規(guī)格滿足要求。6 推出機構(gòu)的設(shè)計6.1推件力的計算 Ft=2rESLf/(1+m+k)(1+f)Ft脫模力（推出力）（N）E塑料彈性模量（N/cm2，ABS塑料為1.82.9105N/cm2之間，取2.0105 N/cm2）S塑料的平均成型收縮率（mm/mm）L包容凸模的長度（cm）f塑料與剛的摩擦系數(shù)（ABS塑料取0.2）m塑料的帕松比（取0.3）k=2r2/(t2+2tr) （t為塑料平均壁厚）t=塑料平均壁厚(cm)r圓柱半徑(cm)2Ft=221.92000000.00551.70.3/（1+0.3+5.87）（1+0.2） =1393.97（N）6.2 推桿的設(shè)計6.2.1 推桿的強度計算 查塑料模設(shè)計手冊之二由式5-97得d=（） d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7l推桿長度cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q總脫模力d=（）= 0.193 cm=1.93mm 取6mm。6.2.2 推桿壓力校核查塑料模設(shè)計手冊式5-98= 取320N/mm 推桿應力合格，硬度HRC50656.3 推板強度計算推板選用45鋼，允許變形0.3mm。查塑料模設(shè)計手冊由式5-103得： H=0.54L() H推板厚度cm L推桿間距cm Q總脫模力 B推板寬度cm E鋼材的彈性模量N/ (鋼的彈性模量E=N/) y推板允許最大變形量cm H=0.546.4()=3.95 mm 16 mm所以推板強度合格。7 連接件的選用7.1 銷釘?shù)倪x用:由于連接的各種板料比較大所以銷釘選用35號鋼,熱處理硬度28-38HRC銷 GB/T 117 16 x 50 :參考圓柱銷系列.7.2 螺釘?shù)倪x擇:(1). 定模緊固螺銓的選用; 定模底板的厚度和定模板的總長為60mm.所以選用的螺銓型號為: GB/T 5782 M20 X 40 .(2). 動模緊固螺銓的選用： 動模底板,墊塊,動模支撐板和動模板的總長度為185mm.所以選用螺銓的型號為:GB/T 5782 M X 140.(3).連接滑塊螺釘?shù)倪x用:根據(jù)所有連接的定位塊和倒滑槽的長度這里選用: GB/T 5782 M12 X 60.8 模具的裝配8.1 模的裝配：將定模板平放在平臺上，先將型腔放進去，再把四根斜倒柱，四個鍥緊塊和八個型腔拼塊敲入指定的位置，把上模板放上去，對準好倒套孔和澆口套孔，把倒套和澆口套敲進去，訂上銷釘，最后將澆口套螺釘，定模螺釘旋上緊固，完成裝配。8.2 動模的裝配：把動模板倒放在平臺上，先將四個側(cè)滑塊放進倒滑槽，把定位塊擰好，裝上彈簧螺釘將滑塊固定好，在型芯放進去，再放入型芯拼塊和四個倒柱。放上動模板，對準好各種孔位后放上推桿定位板后把拉料桿，推件桿放到其位置，再將墊塊對準各種孔位放上去，再將下模板放上把螺釘旋上即可，然后把動模翻過來，把定模倒套對準倒柱放進去。整套模具裝配完成。最后檢驗，試模。結(jié) 論 在此次設(shè)計中，主要用到所學的注射模設(shè)計，以及機械設(shè)計等方面的知識。著重說明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、注射模具設(shè)計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)面分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計，推出機構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我更加了解模具設(shè)計的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我們以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。 本次畢業(yè)設(shè)計也得到了廣大老師和同學的幫助，在此一一表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺乏，且水平有限，時間倉促。設(shè)計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學批評指正。參考文獻1.屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京: 機械工業(yè)出版社1996.2.李澄.吳天生.聞百橋主編.機械制圖.北京: 機械工業(yè)出版社1996.3.李云程主編 模具制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 2001.4.周開勤主編 機械零件手冊 北京：高等教育出版社 2001.5.范有發(fā)主編 沖壓與塑料成型設(shè)備 北京：機械工業(yè)出版2001.6.許德珠主編 機械工程材料 北京：高等教育出版社1991.致 謝通過這次模具設(shè)計，本人在多方面都有所提高。鞏固與擴充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學的內(nèi)容，掌握了模具設(shè)計的方法和步驟，掌握了模具設(shè)計的基本的模具技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。在此感謝作指導老師，老師一絲不茍的風，將是我工作、學習中的榜樣；老師循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次模具設(shè)計的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細心指導，幫助我很順利的完成了這次課程設(shè)計。同時感謝對我?guī)椭^的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學的友誼。 由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我真誠接受您的批評與指正，本人將萬分感謝。26