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吹风机外壳的模具设计与加工

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吹风机外壳的模具设计与加工

摘要近几年好多国家都在发展机械行业,与机械相关的各个行业都越来越重视CAD/CAM技术,如今CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,我国家电工业的高速发展对模具工业,尤其是塑料模具提出了越来越高的要求,2004年,塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30左右,据有关专家预测,在未来几年中,中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10以上的较高速度的发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大,其中发展重点为工程塑料模具。同时还因为塑料制品及模具的3D设计与成型过程中3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在本次毕业设计中,通过运用三维实体造型高端软件UG对吹风机外壳外形进行3D造型,同时也设计了其塑料外壳注塑模的3D模型还根据所设计的模具尺寸选择安装了相应的模架,最终生成了直观的结构设计图此外还利用CAD绘制了模具装配图以及各种成型零件图。这是本人第一次利用UG软件对一整套模具进行设计,使大学四年所学的知识得到运用,并加以指导老师的指导,受益匪浅关键词CAD/CAM塑料模具UGAbstractYears,alotofcountriesinthedevelopmentofthemachineryindustry,mechanicalindustrymoreandmoreattentiontotheCAD/CAMtechnology,todaysCAD/CAMtechnologyhasdevelopedintoamorematurecommontechnology,therapiddevelopmentofChinashouseholdelectricalapplianceindustrymoldindustry,especiallytheplasticmoldeverincreasingdemands,2004,plasticmoldinthemoldindustryproportionhasrisentoabout30inthecomingyears,expertspredictChinaplasticmoldindustrywillcontinuetomaintainanaverageannualgrowthrateofmorethan10higherspeed.Domesticplasticmoldmarkettothedemandforplasticinjectionmold,thefocusofdevelopmentforengineeringplasticsmold.Alsobecausetheplasticproductsandmold3Ddesignandmoldingprocess3Danalysisplayanincreasinglyimportantroleintheplasticmoldindustry.Inthisgraduationproject,throughtheuseofdimensionalsolidmodelinghighendsoftwareUGhairdryershellshape3Dmodeling,atthesametimealsodesignedtheitsplasticshellinjectionmold3Dmodelalsobasedonthedesignofthemoldsizechoosetoinstallthecorrespondingmold,theresultingintuitivestructuredesignaddition,theuseofCADdrawingmoldassemblydrawingandavarietyofmoldedpartsdiagram.ThisisthefirsttimeIusethetheUGsoftwareonasetofmolddesign,fouryearsincollegetolearntousetheknowledgeandtotheguidanceoftheinstructorandbenefitKeywordsCAD/CAMplasticsmoldUG目录摘要..............................................................................................................................................IABSTRACT...................................................................................................................................II目录...........................................................................................................................................III1绪论.............................................................................................................................................11.1本课题的研究内容和意义..................................................................................................11.2国内外的发展概况..............................................................................................................22产品材料.....................................................................................................................................42.1成型产品材料......................................................................................................................52.2注塑模具材料......................................................................................................................63成型工艺分析.............................................................................................................................83.1吹风机外壳零件图..............................................................................................................83.2塑件的工艺性分析..............................................................................................................83.2.1功能分析.......................................................................................................................83.2.2塑件的原材料分析.......................................................................................................83.2.3ABS的主要性能指标...................................................................................................93.3ABS塑料的注射过程及工艺............................................................................................103.3.1注射成型过程.............................................................................................................103.3.2ABS的注射工艺参数.................................................................................................103.3.3ABS的主要缺陷及消除措施.....................................................................................113.3.4尺寸精度分析.............................................................................................................123.3.5表面质量分析.............................................................................................................123.4模塑设备的选择................................................................................................................123.5塑件注射工艺参数的确定................................................................................................123.6注射模的结构设计............................................................................................................133.6.1分型面的选择.............................................................................................................133.6.2确定型腔的排列方式.................................................................................................133.6.3浇注系统的设计.........................................................................................................143.6.4主流道设计.................................................................................................................153.6.5浇注系统的平衡.........................................................................................................163.6.6推件机构的设计.........................................................................................................164模具的有关计算.......................................................................................................................184.1型腔和型芯工作尺寸计算................................................................................................184.2型腔侧壁厚度和底版厚度计算........................................................................................215模架的选择...............................................................................................................................216注射机的校核...........................................................................................................................236.1最大注射量的校核............................................................................................................236.2注射压力的校核................................................................................................................236.3锁模力的校核....................................................................................................................246.4模具外形尺寸校核............................................................................................................246.5开模行程的校核................................................................................................................247模具的加工...............................................................................................................................258结论与展望...............................................................................................................................278.1结论....................................................................................................................................278.2不足之处与未来展望........................................................................................................27致谢...........................................................................................................................................28参考文献.......................................................................................................................................29吹风机外壳的模具设计与加工1绪论1.1本课题的研究内容和意义模具是基础工业的生产技术和设备,发展和振兴我国的模具行业,日益受到人们的关注和重视。模具工业的一个组成部分是属于高新技术产业,重要组成部分是装备工业。在每一个国家的模具被称为工业(百业)之母,重点行业,不可估量的电力行业,产业发展的全部秘密,效益放大器和一系列的声誉。模具行业的现状是很重要的,而且在国民经济工业机械,石化,汽车,电子,建筑的五大支柱,需要相应的模具行业。在资源节约的当今时代,塑料工业的强大也要求注塑模具的发展紧随其后,所以相关研究也逐步深入并实现实践。注塑模具的研究包含着产品材料、模具设计、模具制造,国内外研究学者投入的心血都转化成海量的文献,对注塑模具的发展有着承前启后的作用。模具是用来成型物品的工具,这种工具有各种零件构成。不同的模具是通过所成型材料物理状态的改变来实现,模具是由不同的零件所构成的。它主要是通过所成型材料的物理状态改变来实现物品外形的加工。在挤压、模锻、成形冲压、冷镦、冲裁、压力铸造、粉末冶金件压制,以及工程陶瓷、橡胶、塑料等制品的注塑或压塑的成型加工中,用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。而注塑模具工业发展始于历史1943年,位于葡萄牙马立尼亚.格兰特市(MarinhaGrande)一家小型玻璃模具厂股东阿尼巴尔(AníbalH.Abrantes)萌发了生产注塑模具的构想。由于未能获得其他股东的支持,阿尼巴尔不得不出售自己拥有的公司股份以筹集资金,并开始专注于注塑模具的研发和制造。2年后,他成功地制造了第一只注塑模具。发展至今,注塑模具是生产各种工业或其他产品的重要工艺装备,随着塑胶模具设计工业的迅猛发展以及塑胶制品在汽车、船舶、机械、电子、航太和航空等工业部门的推广应用,所有产品对模具的要求越来越高,传统的塑胶模具设计方法从而已经无法适应产品的提高质量的要求和更新换代。因此快速发展的计算机提供的电脑辅助工程技术已成为产品加工、模具设计及塑胶产品开发中这些明显薄弱环节的最有效的途经1。注射模具,全称为注射成型模具,也就是塑料注射成型所用的模具,它是实现注射成型工艺的重要工艺装备。所谓注塑成型(InjectionMolding)是指,受热融化的材料由高压射入模腔,经冷却固化后,得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产,是重要的加工方法之一。注射成型过程大致可分为以下6个阶段合模注射保压冷却开模制品取出,上述工艺反复进行,就可连续生产出制品。注射模具的设计,其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中,经过加热熔化呈流动状态后,在柱塞和螺杆的推动下,熔融塑料被压缩并向前流动,再通过装在料筒前的那个喷嘴以相当快的速度注到温度比较低的闭合模腔里面,熔料充满在型腔在受压的条件下,经过冷却和固化后即可保持模具腔所给予的形状,接着开模后分型获得成型塑件。因此,完成一个循环的生产过程的操作。正常情况,一个模制周期的时间长度范围从几秒钟到几分钟,取决于塑件的形状,大小和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。无锡太湖学院学士学位论文注塑模的分类方法很多,按其所用注塑机的类型可分为卧式注塑机用注塑模、立式注塑机用注塑模、角式注塑机用注塑模及双色注塑机用注塑模等按模具的型腔数目可分为单型腔和多型腔注塑模按分型面的数量可分为单分型面和双分型面或多分型面注塑模按浇注系统的形式可分为普通浇注系统和热流道浇注系统注塑模另外还有气辅注塑模具、蒸汽模具、重叠式模具(叠模)。一般大体分为普通注射模具和特种注射模具,特种注射模具又可分为滑动型芯式注射模、瓣合式注射模具、螺纹注射模具、滑动型芯与瓣合块相结合注射模具。近年来,由于我国国民经济的高速、稳定的增长,促进了我国模具工业的迅速发展壮大,因此,模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。在日常生活中我们的许多制品都是由模具来生产制造出来的,所以,越来越多的人开始从事模具行业的设计,因此,我国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长,模具工业快速发展,必然会带来模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现在已经逐渐的成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。下面将从产品材料、模具设计、模具制造以及计算机辅助CAX软件平台功能四方面简单介绍国内外现状。1.2国内外的发展概况中国已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地,随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加,中国压铸模具已与世界有着千丝万缕的联系。据相关专业人士分析,接下来的十年,中国的模具行业技术发展的主要方向如下(1)模具结构越来越大、复杂、精密、预期寿命增加由于成形部件(形)越来越大,高效率的生产要求的一模多腔的模具(如塑料模具已达到几百模腔),使模具越来越大,随着元件的小型化和开发的模具结构(例如进模工作位数的增加,提高精度)的步骤,精密模具增加了从5微米到2〜3微米,在将来需要一些模具的精度容差为1μm或更小,这将促进超精密加工的发展。(2)CAD/CAE/CAM技术在模具设计制造中的广泛应用模具制造是一个延续的设计,模具设计与制造一体化的实施,可以优化了设计要求。实践证明,模具CAD/CAM/CAE技术是当代最合理的模具生产方法,无论是造型,为客户提供数控加工的NC程序,同时也为不同类型的模具,与相应的基本理论,通过数值模拟方法预测实现成型的过程中提高模具结构(形状)的目的。从CAD/CAE/CAM一体化的角度来看,综合,立体化,智能化和网络化的发展趋势,其中心思想是让用户在一个统一的环境中,实现CAD/CAE/CAM的合作,以充分发挥各单位的优势和效益。因此,我们应该大力开展MSC,ANSYS,Moldflow公司,DYNAFORM等辅助设计和制造软件,推广和应用。(3)快速制模技术的推广应用吹风机外壳的模具设计与加工快速模具和快速原型(RP)发展迅速,在过去的两年中,是向精密化,更高效的方向发展。与传统的模具技术相比,该技术具有成型周期短,成本低,是更为显着的整体经济效率的模具制造技术。近年来,快速模具制造商投入了大量的人力和物力资源,各种各样的快速模具制造工艺的研究和开发,传统的快速制模技术的改造,嫁接先进的RP和数控技术,有效地满足一些高精度,高寿命的模具生产的需求。具体的新技术包括快速成型技术(RPM),表面的现象,形成技术,压铸成型模具,冷挤压成型技术和超模压形状,多点成形技术,KEVRON钢消隐消隐快速模具空白模具技术和制造技术。(4)新型技术在塑料模具中的推广应用使用新的塑料模具设计与制造热流道技术是一个重大变化,可明显提高模具制造业的质量和生产率,并能节省大量的原材料和能源的节约,国外模具企业不得不花费一半的技术,甚至超过80%气体辅助注塑成型塑料成型是一项新技术,它具有少翘曲变形,注射压力低,易成型,表面,壁厚等差异较大的前提下,可保证产品质量,并大幅降低成本。(5)提高模具标准化及模具标准件的使用水平标准化模具及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期,也提高产品质量和降低模具的制造成本。模具标准应进一步提高规模,品种,完善和发展的销售网络,以确保交货速度,为客户提供交货生产技术好,精度高,时间短,寿命长,高品质和价格低的标准模具。(6)发展先进的表面处理技术和优质模具材料模具材料是模具行业的基础,已成为目前国外模具材料系列,成熟和完善系列化程度越来越高。中国是世界第一产钢国家,在国内发展先进的高品质工具钢品种,虽然很多已经被纳入到了国家标准,如6Cr4W3Mo2VNb(65NB),7Cr7Mo2V2Si(LD),7CRSiMnMoV(CH1)等,但应用程序短缺70万吨左右,每年必需的,但也有相当一部分进口模具钢。为了扭转这种局面,其性能应根据使用模具的新要求,通过调整材料的组成,借助先进的技术方法和技术手段,不断开发新的模具材料的特殊表现。(7)高速铣削在模具加工应用高速铣削工件温度低,平稳加工,切削力小,加工质量,作为一个普通铣床加工效率高(5〜10倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点,是一种高精密型腔加工模具的重要手段。国外近年来发展的高速铣削主轴转速可达到40,000到100,000转/min,快速进给速度可达30〜40M/MIN,换刀时间可提高到1〜3秒,大大提高了加工效率,RA≤10μm的表面粗糙度,形状精度为10μm。(8)研究和应用模具高速测量技术和逆向工程随着扫描仪,坐标测量机,激光跟踪仪测量仪器,便携式扫描仪和其他先进应用现代测试技术的前进速度,适应性高,精度高,自动化方向发展,数字化,并继续为模具逆向工程设计,模具制造产品进一步推进的能力,以应对快速制造。(9)新技术的发展和模具成型,开发新思路和新模式在成型过程中,冲压模具,复合材料,超塑成形,塑料精密成型技术,塑料气体辅助注塑技术,热流道技术,高压注射成型技术的主要功能。另一方面,随着先进制造技术的不断发展和提高模具行业的整体水平,在模具行业也出现了一些新的设计,生产和无锡太湖学院学士学位论文管理理念和模式具体是适应单件生产模具的特点柔性制造技术,打造最好的管理和有效的团队合作,精益生产,提高快速反应能力,并行工程,虚拟制造和全球敏捷制造,网络化制造新的生产理念,广泛使用的标准劳动生产模式的划分适应环保要求和可持续发展的绿色设计和制造。2产品材料产品材料又包含成型产品材料和模具产品材料,二者都在向长寿命、高性能、轻质量方向靠拢,塑料从石油提取物化学反应得到,而模具材料主要为钢或者合金。吹风机外壳的模具设计与加工2.1成型产品材料成型产品就是塑料制品,塑料就是可用来塑化成型的树脂原料。树脂一般分为天然树脂与人工树脂(合成树脂)。树脂属于高聚物,包含决定高聚物最基本的物理化学性质的高分子内部结构,以及决定高聚物的加工性能和物理机械性能的高分子外部结构。塑料的分类方法也比较多,按分子链在凝固后的结构形态分成结晶型、半结晶型、非结晶型。结晶型塑料(例PE、PP、PA、POM等)凝固时,有晶粒到晶核的生长过程,形成一定的体态。非结晶型塑料(例PS、PVC、PMMA、PC等)凝固时,没有晶粒到晶核的生长过程,只是自由的大分子链的冻结。另外按塑料对热作用的反映还可分为热塑性和热固性塑料。除了化学特性外,塑料的物理特性对成型件也有一定的影响,包括热容量、熔化热(熔化浅热)、比热容、热扩散系数(导热系数其值)、导热系数、密度与比容、膨胀系数与压缩系数等性能参数。目前国内常用塑料有九大类1聚烯烃是烯烃高聚物的总称,一般是指乙烯、丙烯、丁烯的均聚物与共聚物。品种有LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE(线型聚乙烯)、CPE(氯化聚乙烯)、EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)、PP、PPC(氯化聚丙烯)、RPP(增强聚丙烯)、PB(聚丁烯)2氯乙烯(PVC)注塑用的聚氯乙烯是悬浮聚合产品,按其颗粒形态有紧密型和疏松型。常用的改性品种有CPVC(氯化聚氯乙烯)、PVDC(氯乙烯偏氯乙烯共聚物)、氯乙烯乙丙橡胶接枝共聚物、耐寒PVC(氯乙烯与马来酸酐的共聚物)。注塑用的PVC有两大类一种是湿混造粒(即把各种添加剂、稳定剂、润滑剂、冲击改性剂、加工助剂等混合后挤出造粒)一种是干混料不造粒的粉状聚氯乙烯。3苯乙烯树脂是指苯乙烯的均聚物与共聚物树脂的总称。常用的改性品种是ABS(苯乙烯、丙烯腈、丁二烯),其中与橡胶等共混和接枝的方法可以改善脆性和耐温低。目前苯乙烯塑料级别有通用级、发泡级、冲击级、ABS、AS(通用级Ⅰ、耐温级Ⅱ)。4丙烯酸脂类是指从丙烯酸衍生的高聚物,通常包括PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)、纤维聚合物丙烯腈。供注塑级的PMMA(有机玻璃)品种是用悬浮聚合制成。目前PMMA塑料级别有通用级、耐温级、高流动级。5酰胺树脂聚又名尼龙(PA),用作纤维时又称绵纶。是最早的工程塑料品种之一。目前PA塑料品种有PA6、PA66、PA610、PA612、PA1010、高炭尼龙、PA66与弹性接枝共混的超韧性PA、芳香聚酰胺等。6线性聚脂类是指在聚合物链节中含有脂链或醚链,而无支链和交链结构的树脂统称为线性聚脂或线性聚醚。常用的品种有PC(聚碳酸脂双酚A型)、改性PC、涤纶/PET(聚对苯二甲酸乙二脂)、PBT(聚对苯二甲酸丁二脂)、POM(聚甲醛)等。7氟塑料又称为王牌塑料。常用的品种有PTFE(聚四乙烯)、PCTFE(三氟乙烯)、FEP(聚四乙烯与六氟丙烯酸共聚物)、PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)等。8纤维素塑料是指由天然纤维素与无机酸或有机酸作用产生的纤维素树脂,再加上增塑剂而制成。它是最古老的半合成型的热塑型塑料。用的品种有硝酸纤维素、醋酸纤维无锡太湖学院学士学位论文素、醋酸丁酸纤维。9耐高温型树脂是指该类聚合物的分子主链上含有亚芳基或杂环结构,因此具有耐高温、耐辐射的能力,并兼有高强度和尺寸稳定性。常用的品种有PSF(聚砜)、PES(聚苯醚砜)、PPO(聚苯醚)、PPS(聚苯硫醚)等。2.2注塑模具材料目前塑料模具正朝着高效率、高精度、高寿命方向发展,推动了塑料模具材料迅速发展。包含钢与非钢合金两大类材料,非钢合金包含了铜合金、铝合金、锌合金、钢结硬质合金、低熔点合金。具体如下1铜合金用作塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜,如ZCuBe2、ZCuBe2.4等。铍青铜可用于制造吹塑模、注塑模。2铝合金常用的铸造铝合金有ZL101、ZL201、ZL302等,主要用于制造要求高导热率、形状复杂、耐蚀的塑料模具。3锌合金用于制造塑料模具的锌合金大多为Zn4Al3Cu共晶型合金,用铸造方法可以加工出光洁而复杂的模具型腔,并可降低制模费用、缩短制模周期,这类锌合金适合于制造注塑模和吹塑模。4钢结硬质合金钢结硬质合金是以钢为粘结相,以碳化钛、碳化钨等碳化物为硬质相,用粉末冶金方法生产的复合材料。我国生产的模具用钢结硬质合金的典型牌号有GT35、R5、T1、D1、TLMW50、GW50、GJW50等。5低熔点合金利用低熔点合金浇铸吹塑模具的型腔,不仅可以缩短模具的制造周期,节约大量钢材,而且还节省劳力。低熔点合金的种类很多,目前使用较简单的一种是WBi58、WSn42的铋锡合金。我国目前用于塑料模具的钢种,可按钢材特性和使用时的热处理状态分类1渗碳型塑料模具用钢渗碳型塑料模具用钢主要用于冷挤压成形的塑料模。国内常采用工业纯铁(如DT1和DT2)、20、20Cr、20Mn、12CrNi3A、20CrNiMo12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢,以及国内最新研制的冷成形专用钢0Cr4NiMoV(LJ)。2预硬型塑料模具用钢所谓预硬钢就是供应时已预先进行了热处理,并使之达到模具使用态硬度。一般常见为Cr2Mo,Y20CrNi3AlMnMoSM2,5NiSCa,Y55CrNiMnMoVSM1,4Cr5MoSiVS,8Cr2Mn-WMoVS8CrMn3调质型塑料模具钢中碳或中碳合金钢经过淬火高温回火而使用的钢材。主要有SM45、SM50、SM55、40Cr、40Mn、50Mn、4Cr5MoSiV、38CrMoAlA等。这一类钢具有综合力学性能好,特别是切削加工性好的特点,故多应用于要求不太高、生产批量不大的塑料模具。4耐蚀塑料模具钢加工聚氯乙烯塑料、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品时,分解出的腐蚀性气体对模具有腐蚀作用,要求模具材料有一定的耐蚀性,为此需在模具表面镀铬或直接选用3Cr13、4Cr13、9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2、0Cr17Ni7Al等不锈钢。国内近年开发的PCR0Cr16Ni4Cu3Nb钢属马氏体沉淀硬化不锈钢适用于制造含氯、氟或加入阻燃剂的热塑性塑料的注射模具。吹风机外壳的模具设计与加工5淬硬型塑料模具用钢常用的淬硬型塑料模具钢有碳素工具钢(如T7A、T8A)、低合金冷作模具钢(如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV钢)、Cr12型钢(如Cr12MoV钢)、高速钢(如W6Mo5Cr4V2钢)、基体钢和某些热作模具钢等。6时效硬化型塑料模具钢此类钢的共同特点是含碳量低、合金度较高,采用此类钢制造塑料模具时,可在固溶处理后进行模具的机械成形加工,然后通过时效处理,使模具获得使用状态的强度和硬度,这就有效地保证了模具最终尺寸和形状的精度。此外,此类钢往往采用真空冶炼或电渣重熔,钢的纯净度高,所以镜面抛光性能和光蚀性能良好。这一类钢还可以通过镀铬、渗氮、离子束增强沉积等表面处理方法来提高耐磨性和耐蚀性。常见种类含有18Ni140级、18Ni170级、18Ni210级、10Ni3MnCuAlPMS、18Ni9Co、06Ni16MoVTiAl、25CrNi3MoAl3。无锡太湖学院学士学位论文3成型工艺分析3.1吹风机外壳零件图图3.1塑料吹风机外壳零件图3.2塑件的工艺性分析3.2.1功能分析功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标,该塑件是日用品,要承受一定的外力,所以对制件的塑性有一定的要求。如屈服强度、摩擦因素等。塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度、分解温度的要求降低作为一种日用品。生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。此外,塑料都会老化,还要考虑其氧化性。3.2.2塑件的原材料分析ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三种单体的共聚物,ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性,又增加了弹性、强度(丁二烯的特性)、耐热和耐腐蚀性(丙烯腈的优良性能),且表面硬度高、耐化学性好,同时通过改变上述三种组分的比例,可改变ABS的各种性能,故ABS工程塑料具有广泛用途,主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。允许使用温度范围40Co到80Co。ABS塑料机械强度与耐热性在通用塑胶原料中极为优秀表面光泽度、表面喷涂及电镀性佳,具有吸湿性,底色为黄色,一般的成型塑料制品需要染色。用途适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。吹风机外壳的模具设计与加工ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。ABS塑料具有优良的综合性能,极好的冲击强度,尺寸稳定性好,耐磨性,电性能,耐化学性,染色成型和机械加工较好。ABS树脂水、碱和酸、无机盐,醇类和烃类,不溶于大多数溶剂,而容易溶于酮,醛,酯和某些氯代烃。ABS工程塑料的缺点耐热性较差,可燃,热变形温度较低。综合上述,塑件可以注射成型。1使用特点1)综合性能较好,电性能良好,化学稳定性,冲击强度较高。2)与372有机玻璃的且可表面镀铬,制成双色塑件,熔接性良好、喷漆处理。3)有透明、增强、阻燃、高耐热、高抗冲等级别。4)流动性比HIPS差一点,比PC、PMMA等好,柔韧性好3。2成型特性1无定形料流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须预热干燥长时间8090度,3小时。2应采取高料温,高模温,熔体温度太高,但易分解(分解温度270度)。对于高精密塑料零件,模具温度应该是5060度,热量高光塑料模具温度应采取6080度。3要解决夹水纹,需提高材料的流动性,模具温度高,耐高温材料,或改变成水和其他方法。4后残存的塑料模具表面分解形成耐热或阻燃材料,生产3至7天,导致模具表面的光泽,需要及时清理模具,模具表面在同一时间需增加排气位置。3.2.3ABS的主要性能指标ABS的技术指标见下表密度/3dmkg1.02~1.16比体/13kgdmv0.86~0.98吸水率10024cp0.2~0.4收缩率s0.4~0.7熔点Cto/130~160硬度HB9.7R121抗拉屈服强度MPab/50拉伸弹性模量MPaE/131.810体积电阻率/cmv166.910弯曲强度MPaw/80续表3.1无锡太湖学院学士学位论文热变形温度ct/0.46MP90~108冲击韧度//22mkJmkJkn无缺口2610.185MP83~103缺口11表3.1ABS性能指标3.3ABS塑料的注射过程及工艺3.3.1注射成型过程1)成型前准备对ABS进行干燥。ABS是吸水的塑料,于室温下,24小时可吸收0.2~0.35水分,虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响,但注塑时若湿度超过0.2,塑料表面会受大的影响,所以对ABS进行成型加工时,一定要事先干燥,而且干燥后的水分含量应小于0.2。ABS的干燥方法常压热风干燥80~85Co24小时真空热风干燥80Co1~2小时。2)注射过程塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段。3.3.2ABS的注射工艺参数1)螺杆类别标准螺杆(直通式喷嘴)2)回料转速rpmrn1min/303)注射机料筒温度(Co)前段180~200中段165~180后段150~1704)喷嘴170~1805)模具50~80,玻纤增强制品取756)注射压力60~1007)注射速度、注射压力一般ABS制品采用高速及多级注射,但是对于阻燃品级,要慢速注射,可以避免注射料的分解,耐热ABS也要快速注射可减少内部应力,注射压力在75MPa左右,保压时可低些。8)熔胶温度190Co9)成型时间s/注射时间20~90高压时间0~5吹风机外壳的模具设计与加工冷却时间20~120总周期50~220在265Co温度下,物料在机筒内停留时间最多不能超过56分钟,若温度为280Co,则物料在机筒内停留时间就不能超过2~3分钟。10)后处理把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为70度烘干2~4小时4。3.3.3ABS的主要缺陷及消除措施1.的残余应力引起的开裂残余应力,主要由于以下三个条件,即剥离推出,充填过量引起的金属嵌件。作为填充过剩产生的裂纹,其主要表现在以下几个方面的解决方案的情况下。1)浇口压力损失最小,所以,如果主要农产品浇口附近的裂缝,您可以考虑使用多点分布侧的门,点门柄形浇口方式。2),以确保不劣化树脂,不分解的前提下,适当提高树脂温度可以降低,以提高流动性的熔融粘度,而注射压力可以减小,以减小应力。3)在正常情况下,模具的温度低时容易产生压力时,应适当提高温度。然而,当注射速度为高时,即使当模具温度较低时,也可以减少产生的应力。4)注射和保压时间过长会造成压力,适当缩短或保持压力开关TH更好。2.焊接焊缝由于从不同的方向的前端部的熔融树脂被冷却时,所产生的可能的完全融合结。一般来说,主要的影响美观,镀层,电镀的影响。严重,产品的冲击强度(特别是在纤维增强树脂,是特别严重的)。请参阅以下项目加以改进1)成型条件的调整,提高了流动性。例如,提高树脂温度,模具温度的升高,提高注射压力和速度。2)额外的排气管设置在发射杆的熔接痕的产生,也有利于排气。3)尽量少用脱模剂。4)设置闪存技术,并作为产生在焊接线,成型,然后切割以除去。5)如果既影响美观,你可以更改刻录四个位置,以改变焊接线的位置。或产生熔接痕的部位治疗,如黑色光泽表面,进行修改。3银焊丝银焊丝主要由于吸湿材料。因此,一般应低于热变形温度的树脂10〜15C的干燥条件。尤其是当使用自动烘干料斗规定了成型周期(形成量),干燥时间是合理的选择的能力,而且在最初的几个小时前开始注入引导干燥材料。此外,该材料在材料内的停滞时间过长会产生银线。混合使用不同类型的材料,如聚苯乙烯,ABS树脂,AS树脂,聚丙烯,聚苯乙烯,等不混合。4白化漂白发生在大多数产品,引进ABS树脂零件。剥离不力是最主要的原因。注射压力可以减小,脱模斜度增加,增加的数量或大小的柱塞,以减少模具的表面粗糙度等方法来提高,当然,是喷涂法的剥离剂,但随后的步骤中,应注意不要如冲压,涂装等不利影响。无锡太湖学院学士学位论文3.3.4尺寸精度分析从零件图上分析,该零件的形状比较简单,但三侧面都有圆孔,模具设计时须设置侧向分型面等复杂机构,该零件的主要尺寸精度为IT8级。由以上分析可见,该零件的尺寸精度要求不是很高,对应模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件厚度上来看,厚度约为3mm,塑件均匀,比较容易注射成型。3.3.5表面质量分析该零件的表面除表面粗糙度为Ra1.6um,要求不得有毛刺,没有其他特别的表面质量要求,故比较容易实现。3.4模塑设备的选择按塑化方式即塑化用的零部件及原理不同,注射机可分为柱塞式和螺杆式两大类注射机。螺杆式注射机。先是动模部分和定模部分合模,接着注射油缸活塞推动螺杆按要求的注射压力和注射速度将已塑化好的塑料经喷嘴及模具的浇注系统射入型腔,当塑科充满型腔后,螺杆继续对塑料保持一定的压力,促使塑料补充塑件冷却收缩所需之料,同时阻止塑料倒流,经一定时问的保压后,注射油缸活塞压力消失,螺杆开始转动。这时,由料斗落入科简的塑料在料简中塑化。当模具型腔内的塑件冷却定型后,摸具打开,在模具推出机构的作用下,塑件由模具型芯中脱出.柱塞式注射机。由注射机的合模机构带动模具的动模部分与定模部分合模,然后注射机的柱塞将塑料推进到加料筒中,使其熔融成粘流态。在高压下,高速地通过喷嘴和模具的浇注系统进入型腔。充满型腔的熔体在型腔中保压冷却定型。然后,柱塞复位,料斗中的塑料又落入料筒。合模机构带动动模部分把模具打开,由推件板把塑件由型芯上推下。模塑设备的选择主要依据注射量,因此需计算塑件的质量,经计算,塑件的体积V50.63cm根据设计手册可查得ABS的密度为1.05g/3cm,故塑件的质量为W53.132106.26g根据以上因素及计算结果,考虑塑件的外形尺寸、注射时所需压力和一般工厂的现有设备等情况,本模具采用一模两腔的模具结构,螺杆式注射机额定注射量最小的型号为G54S200/400。3.5塑件注射工艺参数的确定根据设计手册并参考工厂实际应用的情况,增强ABS的成型工艺参数可作为如下选择(1)预热温度80~85Co时间2~3h(2)料筒温度后段150~170Co中段165~180Co前段180~200Co(3)喷嘴温度170~180Co

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