复合增强型蒸汽管固定架注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】_第1页
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买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 复合增强型蒸汽管固定架注塑模具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 信 承 诺 我谨在此承诺:本人所写的毕业设计(论文) 复合增强型蒸汽管固定架 模具设计 均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。 承诺人(签名): 年 月 日买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本文主要介绍了 蒸汽管固定架 注塑模设计,塑料成形工艺以及注塑的过程,也对注塑机也进行了一些简单的介绍。注塑模设计的主要过程有:塑料制品的工艺分析,型腔数目的确定,注塑机的选择以及模具的结构设计。模具的结构设计包括:浇注系统的设计,成型零件设计,导向机构设计,侧面分型机构设计,脱模机构设计,冷却机构设计以及排气系统设计。本文设计的是一模两腔三板式模具。由于特殊形状,无法直接脱模 ,需设置侧面分型机构,本套模具是通过斜导柱进行侧面分型,本文对模具的各部分零件进行了设计与计算。本文给出了详细的设计过程及装配图。 关键词: 蒸汽管固定架 ;成型 ;注塑模;工艺 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 of on of to of of of of is a to be to up is by of of in in 文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . . 录 . V 第 1 章 绪 论 . 1 模具的作用与地位 . 5 本次设计研究目的及意义 . 5 展概况 . 错误 !未定义书签。 注塑模 容 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 塑件的工艺分析 . 7 件的工艺性分析 . 8 件的原材料分析 . 8 注塑工艺参数 . 9 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 . 9 构分析 . 9 寸精度分析 . 9 面质量分析 . 9 算塑件的体积和质量 . 9 第 3 章 注射机的选择及校核 . 11 注射机的选择 . 11 型腔数目的确定及校核 . 13 锁模力的校核 . 13 开模行程的校核 . 13 第 4 章 浇注系统的设计 . 15 分型面的选择 . 15 主流道的设计 . 16 浇口设计 . 16 剪切速率的校核 . 17 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 主流道剪切速率校核 . 17 浇口剪切速率的校核 . 18 第 5 章 成型零部件设计 . 19 型腔和型芯工作尺寸计算 . 19 型腔侧壁厚度计算 . 20 第 6 章 合模导向机构设计 . 22 第 7 章 温度调节系统设计 . 24 对温度调节系统的要求 . 24 冷却系统设: . 24 设计原则 . 24 冷却时间的确定 . 25 塑料熔体释放的热量 . 25 高温喷嘴向模具的接触传热 . 25 注射模通过自然冷却传导走的热量 . 26 冷却系统的计算 . 27 凹模冷却系统的计算 . 27 第 8 章 抽芯系统的设计 . 30 斜导柱设计 . 30 滑槽的设计 . 33 楔紧设计 . 33 滑 块定位设计 . 33 第 9 章 模具工作原理说明 . 34 总 结 . 35 参考文献 . 36 致 谢 . 37 买文 档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文 档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文 档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 1 章 绪 论 模具的作用与地位 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。 以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先,模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时,应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采用自动开合模自动顶 出机构,在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大,这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具,以降低成本。 现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素,尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大,对模具也提出了越来越高 的要求。因此促进模具的不断向前发展 射成形基本过程 注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法,因此应用范围很广。所使用的成形机称为注射机。 注射成形是把塑料原料(一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料)放入料筒中,经过加热融化,使之成为高粘度的流体 称为“溶体”,容柱塞或螺杆作为加压工具,使溶体通过喷嘴以较高的压力(约为 2580入模具的型腔中,经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。 注射成形的全过程可以分为: 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 6 ( 1) 塑化过程 现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。 塑料原料(称为“物料”)自送料斗以定容方式送入料筒。通过料筒外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化,达到一定的温度后即开始注射。注射动作是由螺杆的推进完成的。 (2) 充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出后,进入模具的形腔,把形腔内的空气排除,并充满形腔,然后升压到一定的压力,使熔体的密度增加,充实形腔的各部位。 (3) 冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。即: 塑化 注射充模 固化成形 加热 (理论上绝热) 散热 热交换效果的优劣,觉得塑件的质量 外表面质量和内在的质量。因此,模具设计对热交换也要做充分的考虑。现代的设计方法中也采用了计算机。 (4) 脱模过程 塑件在型腔内固化后,必须用机械的方式把它从形腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响;但塑件的几何形状是千变万化的,所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。 由( 1)到( 4)形成了一个循环。每一次循环,就完成一次成形 一个乃至数十个塑件。 射模的基本结构 注射模的基本结构依使用的目的而不同,大致 上可以作如下的分类: 单腔二板式结构 二板式结构 多腔二板式结构 普通模具 单腔三板式结构 三板式结构 多腔三板式结构 滑动型心式结构 瓣合式结构 特殊模具 脱螺纹结构 多层结构 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 塑件的工艺分析 该塑件是 复合增强型蒸汽管固定架 产品,其零件图如图所示。本塑件的材料采用产类型为大批量生产。 图 1 复合增强型蒸汽管固定架 正面图 图 2 复合增强型蒸汽管固定架 背面图 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 8 件的工艺性分析 件的原材料分析 壳体是 人们用手接触相当频繁的部件,对其有着较高的外观要求,要求表面色泽均匀,成型收缩率小,制件成型后不能有明显色差、缩痕、熔接痕、污点、银丝等缺陷,还需要有一定的手感。综合考虑选择 选择材料: 烯腈 /丁二烯 /苯乙烯共聚物 塑料分析: ( )、基本特性 : 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性,使具有良好的综合力学性能。丙烯腈使有良好的耐化学 腐蚀性及表面硬度,丁二烯使坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 味,呈微黄色,成型的塑料件有较好的光泽。密度为 在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对 酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。 物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。 定性,易于成型加工。经过色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高,连续工作温度为 70度左右,热变形温度约为 93度左右。耐气侯性差,在紫外线作用下易变硬发脆。 根据 性能也略有差异,从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。 ( 2)、主要用途 叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池、冷藏库和冰霜衬里等。汽车工业上用手、热空气调节管、加热器等, 还有用 织器材、电器零部件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。 ( 3)成型特点 :以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大; 型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在 5060度,要求塑件光泽和耐热时,应控制在 6080度。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 9 注塑工 艺参数 1、注塑机类型: 螺杆式 7、保压力 50702、喷嘴形式 直通式 8、注射时间 35s 3 、 螺 杆 转 速( r/ 3060 9、保压时间 1530s 4、喷嘴温度 180190 C 10、模具温度 5070 5、成型温度 C 料筒: 前 200210 中 210230 后 180200 11、冷却时间 1530s 6、注射压力 7090 12、成型周期 4070s 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 构分析 从零件图上分析,该零件总体形状为 圆 形。在凸台上 ,一个带有孔对称分布 ,因此 ,模具设计 ,该零件属于中等复杂程度 . 寸精度分析 从塑件的壁厚上来看 ,壁厚最大处为 3厚均匀 ,,在制件的转角处设计圆角,防止在此处出现缺陷,由于制件的尺尺寸中等 。 面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷毛刺,内部不得有 杂质外,没有什么特别的表面质量要求, 故比较容易实现。 综上分析可以看出 ,注塑时在工艺控制得较好的情况下 ,零件的成型要求可以得到保证 . 算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 10 计算塑件的体积: V=单个) 计算塑件的质量:根据设计手册可查得 = 塑件质量: M= 19g(通过 3 采用一模两件的模具结构,考虑其 外形尺寸,注塑时所需压力和工厂现有设备等情况,初步选用注塑机 125型。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 3 章 注射机的选择及校核 注射机的选择 设计模具时,应详细地了解注射机的技术规范,才能设计出合乎要求的模具,应了解的技术规范有:注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。 公称注塑量;指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时 ,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量 ,反映了注塑 机的加工能力。 注射压力;为了克服熔料流经喷嘴 ,浇道和型腔时的流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力。 注射速率;为了使熔料及时充满型腔 ,除了必须有足够的注射压力外 ,熔料还必须有一定的流动速率 ,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。 表 1注射速率 注射量/125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/ 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时 间/S 1 塑化能力;单位时间内所能塑化的物料量 若塑化能力高而机器的空循环时间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期 . 锁模力;注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开 . 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 12 合模装置的基本尺寸;包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动模板的行程 ,模具最大厚度与最小厚度等 开合模速度;为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使塑料制件损坏 ,要求模板在整个行程中的速度要合理 ,即合模时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停 . 空循环时间;在没有塑化 ,注射保压 ,冷却 ,取出制件等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间 . 选择螺杆式注塑机的型号为: 主要技术参数如下: 表 2注射机参数 注塑机型号 定注射量 500杆(柱塞)直径 85射压力 121射行程 260射方式 螺杆式 锁模力 4500大成型面积 1800 大开合模行程 700具最大厚度 700具最小厚度 300嘴圆弧半径 嘴孔直径 出形式 两侧设有顶杆,机械顶出 动、定模固定板尺寸 900杆空间 650合模方式 中心 液压、 两侧 机械 顶杆 液压泵 流量 200、 18L/力 614动机功率 40文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 13 加热功率 14器外形尺寸 7670型腔数目的确定及校核 根据市场经济及生产效率的要求, 本模具采用一模 2腔型腔结构,即型腔数目 2n 。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关,因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量 n ; p 1式中 K 注射机最大注射量的利用系 数,一般取 注射机最大注塑量, g; 1m 浇注系统所需塑料质量, g ; m 单个塑件的质量, g 。 式中1m 、 m 也可以为注射机最在注射体积( 浇注系统凝料体积( 单个塑件的体积( 故取 n=4满足我们设计要求。 锁模力的校核 注射成型时,塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素,其数值越大,需要的锁模力也就越大。注射成型时,模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关,为了可靠 地锁模,不使成型过程中出现溢料现象,应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离,即: )( 1 (式中符号同前) 式中 A 为单个塑件在分型面上的投影面积, 1A 为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积, , 注塑机的额定销模力 ,N。 开模行程的校核 注射机开模行程是有限的,开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此,塑买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 14 料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料,对于双分型面注射模具,需要满足下式: 10521 4 式中 S 模具开模行程; 1H 推出距离(脱模距离 ) 2H 塑件高度; ( a 定模板与中间板之间的分开距离。 则 10521 29100于注射机最大开合模行程,故满足要求。买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 15 第 4 章 浇注系统的设计 浇注系统是引导 塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道,具有传质、传压和传热的功能,它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统,包括主流到,分流道、冷料穴,浇口。 浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节,它对注塑成型周期和塑件质量(如外观、物理性能、尺寸精度等)都有直接影响,故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称,防止模具承受偏载而产生溢料现象,而浇口的位置也要适当,尽量避免冲击嵌件和细小的型芯,防止型芯变形,浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来,需要注意以下问题: 证制品外观质量; 分型面的选择 分型面是模具结构中的基准面,选择模具分型面时通常考虑如下有关问题: 1根据塑件的某些技术要求,确定成型零件在动模和定模上的配置; 2塑件的生产批量; 3结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置; 4型腔的溢流和排气条件; 5模具加工的工艺性。 图 分型面 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 16 主流道 的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面,为使凝料能顺利拔出,设计成圆锥形, 主流道通常设计在主流道衬套 ( 浇口套)中,为了方便注射,主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 1 2止主流道口部积存凝料而影响脱模,1其中, 浇口套 主流道大端 直径 果 达一定程度浇口套 容 易从模体中 弹出。 浇口设计 浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道,浇口是连接分流道与型腔的通道,它是浇注系统最关键的部分,它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个:一是作为塑料熔体的通道,二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。 在模具设计时,浇口位置及尺寸要求 比较严格,它一般根据下述几项原则来参考: 尽量缩短流动距离; 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 17 浇口应开设在塑件壁最厚处; 必须尽量减少或避免熔接痕; 应有利于型腔中气体的排除; 考虑分子定向的影响; 避免产生喷射和蠕动; 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口; 浇口位置的选择应注意塑件外观质量。 剪切速率的校核 生产实践表明,当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=102 5 103、浇口的剪切速率 R=104 105 时,所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料,将以上推荐的剪切速率值作为计算依据,可用以下经验公式表示: R= 中 体积流量( S); 浇注系统断面当量半径( 主流道剪切速率校核 Q主 v =T = S) T=S); 流道的平均当量截面半径: 4 21 = 主流道小端直径 , 流道大端直径, 103 5 102 103 5 103 (满足条件 ) 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 18 浇口剪切速率的校核 152/(103 其中:浇口面积 S= /4 (当量面积 S= R 2当当n=7 单从计算上看,交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊,为一模 1腔,无分流道,压力损失少,进料速度快,成型比较容易,传递压力好,所以浇口的剪切速率是合适的。 从以上的计算结果看,流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内,证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 19 第 5 章 成型零部件设计 本成型零 件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得 缩率为 Q=1 故平均收缩率为 %/2=2%,考虑到工厂模具制造的现有条件,模具制造公差取 z= /3。 型腔和型芯工作尺寸计算 型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率 S,塑件的基本尺寸 公差为负偏差,因此塑件平均尺寸为 模具型腔的基本尺寸 差为正偏差,型腔的平均尺寸为 z/2。型腔的平均磨损量为 c/2,如以 =2%. z/2+ c/2=()+()S 取 1/3) =m + z/2+ c/2=()+()S 1)径向计算公式: = ( + S - 3 /4 ) 0Z ( 7) 式中: 件的尺寸公差,单位:; 型零件的径向尺寸,单位:; Z 型零件的制造公差, Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ; 件的成型收缩率,取平均值; 件的径向基本尺寸,单位: ; 型腔尺寸: 28( 1 3/4 3/ 30( 1 3/4 3/ 18( 1 3/4 3/ 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 20 2)型腔深度计算公式: = ( + S - 2 /3 ) 0Z ( 8) 式中: 件的尺寸公差,单位:; Z 型零件的制造公差, Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ; 件的成型收缩率,(取平均值); 型零件的深度方向的尺寸,单位: ; 件的深度方向基本尺寸,单位:; 凹模深度尺寸计算: H 1 k) (2/3) (1 2/3 3/ 2、型芯尺寸的计算公式: 型 芯长度的计算公式: = ( + S + 3 /4 ) 0Z( 9) 式中: 件的尺寸公差,单位:; Z 型零件的制造公差, Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ; 件的成型收缩率,取平均值 ; 型零件的径向尺寸,单位:; 件的径向基本尺寸,单位:; 型腔侧壁厚度计算 (1)凹模型 腔侧 壁厚度 计 算 凹模型腔 为 组合式型腔,按强度条件 计 算公式 S r( / 计 算。 式中各 参数 分 别为 : p=50定值 ); = =160r=28 r( / 28(160/16050)1/2文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 21 般在加工时为了加工方便,我们通常会取整数,所以凹模型 腔侧 壁厚度为 17。 (2)凹模底板厚度 计 算 按强度条件计算,型腔地板厚为: p=50 r=28 =160h 1/2 50 282/1601/2 般在加工时为了加工方便,我们通常会取整数,所以凹模型 腔侧 壁厚度为 18 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 22 第 6 章 合模导向机构设计 导向机构是保证动模和定模上下模合模时,正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位,本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外,还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力,或者由于成型设备精度低的影响,使导柱承受了一定的侧向压力, 从保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱,导柱导面部分长度比凸模端面高出 8 12,以避免出现导柱

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