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订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文) QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本 科 毕 业 设 计 题 目: 电风扇上盖注塑成型模具设计 1 电风扇上盖注塑成型模具设计 摘要:塑料注塑成型可以制作大量具有高精度和复杂型腔形状的制 件。通过用注塑模 C A E软件 M O L D F L O W对塑件进行模流分析,选择聚丙 烯的成型工艺参数 ,设计了一模一腔的注射模具。按聚丙烯的平均收缩 率设计计算模具成型尺寸。 分析了电风扇上盖的结构工艺特点, 介绍了电 风扇上盖注射模结构及模具的工作过程, 介绍了模具设计方案、工作原 理, 阐述了成型部件、浇注系统凝料双层结构、顶出机构的设计特点。 同时介绍了成型零件的加工制造的过程。 关键字:注塑模;M O L D F L O W 分析;制造 2 Design Of Injection Mould For Cover Of Fan Abstract :The plastic injection molding is known to be the most effective process for producing discrete plastic parts of complex shape to the highest precision at a low cost.An injection die with a mold cavity was designed though using the injection mold CAE software MOLDFLOW to simulate plastic flow and choosing the molding parameters of polypropylene. The molding size was designed according to the average shrinkage ratio of polypropylene.Analyzing on the structural character of cover of fan, the structure of injection mold and the mold working process are introduced. The design specialities of molding parts,the double deck structure of concretionary plastic for the gating system and the ejection mechanism were presented as well.Meanwhile,manufacturing of the molding size were introduced. Keyword:Injection mould;Analyzing of MOLDFLOW;Manufacturing 3 目 录 中文摘要 英文摘要 1 塑料的工艺性分析 4 1 . 1 塑件的原材料分析 4 1 . 2 塑件的尺寸精度分析 4 1 . 3 塑件的表面质量分析 4 1 . 4 塑件结构的工艺性分析 4 2 注塑过程的分析及确定成型设备选择 5 2 . 1 注塑过程的分析 5 2 . 2 选用注塑机 7 3 注射模的结构设计 8 3 . 1 分型面的选择 8 3 . 2 浇注系统的设计 9 3 . 2 . 1 主流道设计 10 3 . 2 . 2 分流道的设计 11 3 . 2 . 3 浇口设计 11 3 . 3 成型零件的设计 11 3 . 3 . 1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的确定 12 3 . 3 . 2 凹模壁厚确定 13 3 . 3 . 3 底板厚度确定 14 3 . 3 . 4 成型零件的位置布置及其三维造型 15 3 . 4 导向机构的设计 18 3 . 5 推出部分的设计 18 3 . 5 . 1 脱模力的计算 18 3 . 5 . 2 推件板的厚度计算 19 3 . 6 侧向分型与抽芯机构的设计 19 3 . 7 冷却部分的设计 21 3 . 8 标准模架的选用 22 3 . 9 注塑机的校核 22 4 标准零件的加工图和非标准零件的加工工艺规划 22 5 小结 26 参考文献 26 4 1 塑料的工艺性分析 1.1 塑件的原材料分析 塑料的品种:P P (聚丙烯) 。结晶材料,吸湿性小,流动性极好,溢边值为 0 . 0 3 m m 左 右;成形收缩率大,易产生缩孔、凹痕及变形;热容量大,成形模具必须设置能充分进行 冷却的调温系统;它成形的适宜模具温度为 8 0 左右,不可低于 5 0 。否则,会造成塑 料件表面光泽度差或者产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲变形。主要用于汽车工业 (主要使用含金属添加剂的 P P :挡泥板、通风管、风扇等) ,器械(洗碗机门衬垫、干燥 机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等) ,日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机 和喷水器等) 。 1.2 塑件的尺寸精度分析 影响塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收缩和模具的制造误差。查得 P P的收 缩率为 1 . 0 % 2 . 5 % , 分析时都采用 S = 1 . 7 5 % 。由于对于制品的精度无特殊要求,根据 G B / T 1 4 4 8 6 - 1 9 9 3 规定,参照下表的收缩特性和选用的公差等级表,可得到制件的公差等级 为 M T 6 。 表 1 - 1 收缩特性和选用的公差等级 公差等级 标准公差尺寸 收缩率特性 值 S ( % ) 高精度 一般精度 未标准公差尺寸 0 1 M T 2 M T 3 M T 5 1 2 M T 3 M T 4 M T 6 2 3 M T 4 M T 5 M T 7 3 M T 5 M T 6 M T 7 1.3 塑件的表面质量分析 塑件外表面要求粗糙度较低,表面光滑,内表面要求低点。而 P P在不同加工方法所 能达到的表面的粗糙读值为 0 . 1 1 . 6 m 。因为对表明粗糙度无特殊要求,为了方便实际 的加工,制造加工过程中可选择 R a = 0 . 8 m 。 1.4 塑件结构的工艺性分析 设计的塑件如下图 1 - 1 和图 1 - 2 : 图 1 - 1 图 1 - 2 5 电风扇上盖的三维造型可看到:该制件主要是以圆柱形为主,在上部的位置处还有四 处加强筋,在设计模具是要特别注意该处,甚至要将结构做进一步的改进;还有就是为了 注出上部的沉孔,就要采用侧向抽芯机构,设计时侧向抽芯也是重点考虑的部分;虽然该 制件的要求并不是很高,但在设计模具时候要考虑一些即经济,又实用的方法改进模具的 结构,以期达到最佳的设计效果,有助于实际的生产。 2 注塑过程的分析及确定成型设备选择 2.1 注塑过程的分析 在注塑过程中, 还要对注塑阶段进行必要的分析, 主要是填充和保压两个阶段的分析 与确定, 通过 M o l d f l o w 分析结果如下: 6 从上述的 M o l d f l o w的分析过程中可知,其 1 . 5 1秒时速度压力开始切换,而在 1 . 5 3 秒时填充完成,而压力最大值出现在 1 . 5 0 8秒处,锁模力大致在 3 . 6 9秒处出现峰值。在 生产过程中注塑机的注塑过程的速度与压力切换参数设置可根据上述分析结果得出。 7 2.2 选用注塑机 通过采用 M o l d f l o w 分析可得到: (a )浇注系统及塑件的总体体积为 1 1 0 c m 3 (b )锁模力曲线图(图 2 - 1 ) :所选的注塑机的锁模力应 至少大于 1 5 t o n e 图 2 - 1 (c )注塑压力曲线图(图 2 - 2 ) :最大的压力为 2 0 . 9 3 M P a 图 2 - 2 8 初步计算可知模具的工作行程大致为 1 5 0 而开模行程:S H + 1 1 3 = 1 5 1 m m ,H 为斜导柱部分的高度,侧抽芯距为 S = 1 3 . 5 m m ,开模 距 H = S / t a n = 3 7 . 1 m m ,取 3 8 m m ,而 1 1 3 为整个塑件的高度。= 2 0 通过上述,可大致选择注塑机的型号:S Z - 1 0 0 / 8 0 0 S Z - 1 0 0 / 8 0 0型注塑机的理论注射容积为 1 3 8 c m 3 ,螺杆直径为 4 0 m m ,塑化能力 1 1 . 9 g / s , 注射压力 1 4 0 M P a , 锁模力为 8 0 0 K N , 拉杆有效间距 3 2 9 m m 2 9 4 m m , 模板行程 2 7 0 m m , 模具最小厚度 8 0 m m ,模具最大厚度 4 0 0 m m ,最大开距 5 7 0 m m ,喷嘴半径为 S R 1 0 m m 。 3 注射模的结构设计 注塑模具的结构设计主要包括:分型面的选择,浇注系统的设计,成型零件的设计, 导向机构的设计,推出部分的设计,侧向分型与抽芯机构的设计,冷却部分的设计,标准 模架的选用。 3.1 分型面的选择 图 3 - 1 通过上述的 M o l d f l o w 分析(图 3 - 1 ) ,应将分型面选择在图中灰色部分的区域,该处在整 个注塑过程中会出现排放不畅,且该处在最大截面处,因此分型面要选择在该处。另外还考 虑到在塑件的上部还有一个侧向抽芯的机构,为了使模具结构设计以及制造的方便,以及塑 件的脱模和取出,因此采用二次分型,另一个设置在塑件的8 6 所在的平面。 9 3.2 浇注系统的设计 先通过 M o l d f l o w 分析该塑件的最佳浇口位置,分析结果如图 3 - 3 与图 3 - 3 : 图 3 - 2 图 3 - 3 10 由分析图 3 - 2 可知:最佳浇口位置在深蓝色的区域,但设置在这些区域会造成模具结 构复杂或者浇口位置在外表面,虽然该塑件对表面要求不是很高,考虑到如果采用一个浇 口,那么其填充的均匀性不是很好,综合考虑之下,可设置成轮辐式浇口,如图 3 - 4 图 3 - 4 3.2.1 主流道设计 浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔直径大 0 . 5 1 m m , 取 0 . 8 m m 。浇口套一般采用 T 8 A或 T 1 0 A材料,热处理硬度为 5 0 5 5 H R C , 浇口套直接从市场上购买。浇口套与顶模座 板的配合一般按照 H 7 / k 6 过渡配合。 图 3 - 5 11 3.2.2 分流道的设计 采用的是中心浇口形式,因此对于模具而言,其分流道主要是其主浇道与浇口的连接 部分的形状及尺寸的确定,以及浇口本身的形状和尺寸的确定两部分的设计内容。出于加 工方便以及成本的考虑,连接部分主要采用圆形的,其尺寸为3 m m 。 3.2.3 浇口设计 由于采用中心浇口中的轮辐式浇口(如下图)形式, 开设在模具的第一分型面处, 这种 浇口是将圆形进料改为几小股进料。这样,浇口的去除较为方便,浇注系统的凝料也比较 少。轮辐式浇口主要应用于圆筒形、扁平和浅杯塑料件的成形。由于对塑件的强度及表面 质量的要求并不是非常严格,即使这种浇口形式易使塑料件产生熔接痕,影响强度与表面 质量,但这种浇口还是能满足注塑的要求。 图 3 - 6 3.3 成型零件的设计 一般影响塑料件尺寸精度的主要因素有: a 、塑料成形收缩率。 塑料成形收缩率与塑料的品种,塑料件的形状、尺寸大小、壁厚的分布, 成形模具的结构以及成形的工艺条件等因素有关。 b 、模具成形零件的制造误差; 生产实际证明, 成形零件的制造误差约为塑料件总公差的 1 / 3 1 / 4 , 因此, 在确定成形零件的工作尺寸公差值时,可去塑料件公差值的 1 / 3 1 / 4 ,或取 I T 7 I T 8 级作为模具的制造公差 c 、模具成形零件的磨损; 在使用过程中,由于塑料熔体高速流动的冲刷、脱模时与塑料件的摩擦、 12 成形过程中可能产生的腐蚀性气体的腐蚀以及由于上述各种原因造成的成形 零件表面粗糙度值的增大而重新打磨抛光等,造成模具尺寸的变化,其结果使 型腔尺寸变大而型芯尺寸变小。 当然磨损的大小还与模具的材料及其热处理有 关。 d 、模具装配的误差; 很明显装配工艺的好坏直接影响各个部分的尺寸。 下面对各个模具的成形部分的尺寸进行相应的确定 3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的确定 根据凹模径向尺寸的计算公式: T SsM SLLL + += 0 4 3 ,计算结果如表 (表 3 - 1 )。 表 3 - 1 凹模径向尺寸 基本 尺寸 塑件 公差值? 材料收 缩率 S 计算得基本 尺寸 基本尺 寸取值 ?/ 3 模具 公差取值 ?T = ?/ 3 1 1 0 . 4 6 0 . 0 1 7 5 1 0 . 8 4 7 5 1 0 . 8 5 0 . 1 5 3 3 3 3 0 . 1 5 2 8 0 . 7 0 . 0 1 7 5 2 7 . 9 6 5 2 7 . 9 7 0 . 2 3 3 3 3 3 0 . 2 3 3 5 0 . 8 0 . 0 1 7 5 3 5 . 0 1 2 5 3 5 . 0 1 0 . 2 6 6 6 6 7 0 . 2 7 3 9 0 . 8 0 . 0 1 7 5 3 9 . 0 8 2 5 3 9 . 0 8 0 . 2 6 6 6 6 7 0 . 2 7 6 8 1 . 2 8 0 . 0 1 7 5 6 8 . 2 3 6 8 . 2 0 0 . 4 2 6 6 6 7 0 . 4 3 8 6 1 . 4 8 0 . 0 1 7 5 8 6 . 3 9 5 8 6 . 4 0 0 . 4 9 3 3 3 3 0 . 4 9 1 1 9 1 . 9 2 0 . 0 1 7 5 1 1 9 . 6 4 2 5 1 1 9 . 6 4 0 . 6 4 0 . 6 4 1 2 1 2 . 2 0 . 0 1 7 5 1 2 1 . 4 6 7 5 1 2 1 . 4 7 0 . 7 3 3 3 3 3 0 . 7 3 根据凸模径向尺寸的计算公式: 0 4 3 T SsM Slll += ,计算结果如表 (表 3 - 2 )。 表 3 - 2 凸模径向尺寸表 基本 尺寸 塑件 公差值? 材料收 缩率 S 计算得基本 尺寸 基本尺 寸取值 ?/ 3 模具 公差 ?T = ?/ 3 1 . 5 0 . 2 6 0 . 0 1 7 5 1 . 7 2 1 2 5 1 . 7 2 0 . 0 8 6 6 6 7 0 . 0 9 7 0 . 3 8 0 . 0 1 7 5 7 . 4 0 7 5 7 . 4 1 0 . 1 2 6 6 6 7 0 . 1 3 2 2 0 . 6 2 0 . 0 1 7 5 2 2 . 8 5 2 2 . 8 5 0 . 2 0 6 6 6 7 0 . 2 1 3 7 0 . 8 0 . 0 1 7 5 3 8 . 2 4 7 5 3 8 . 2 5 0 . 2 6 6 6 6 7 0 . 2 7 6 6 1 . 2 8 0 . 0 1 7 5 6 8 . 1 1 5 6 8 . 1 2 0 . 4 2 6 6 6 7 0 . 4 3 8 1 1 . 4 8 0 . 0 1 7 5 8 3 . 5 2 7 5 8 3 . 5 3 0 . 4 9 3 3 3 3 0 . 4 9 1 1 5 1 . 7 2 0 . 0 1 7 5 1 1 8 . 3 0 2 5 1 1 8 . 3 0 0 . 5 7 3 3 3 3 0 . 5 7 13 根据凹模深度尺寸的计算公式: T SsM SHHH + += 0 3 2 ,计算结果 如表(表 3 - 3 )。 表 3 - 3 凹模深度尺寸表 基本 尺寸 塑件公 差值? 材料收 缩率 S 计算得基 本尺寸 基本尺 寸取值 ?/ 3 模具 公差 ?T = ?/ 3 6 0 . 3 8 9 0 . 0 1 7 5 6 . 1 0 5 6 . 1 1 0 . 1 2 9 6 6 7 0 . 1 3 1 4 0 . 5 4 0 . 0 1 7 5 1 3 . 7 3 6 2 5 1 3 . 7 4 0 . 1 8 0 . 1 8 1 9 0 . 6 2 0 . 0 1 7 5 1 9 . 3 3 2 5 1 9 . 3 3 0 . 2 0 6 6 6 7 0 . 2 1 1 1 3 1 . 7 2 0 . 0 1 7 5 1 1 4 . 9 7 7 5 1 1 4 . 9 8 0 . 5 7 3 3 3 3 0 . 5 7 根据凸模高度尺寸的计算公式: 0 3 2 T SsM Shhh += ,计算结果表 (表 3 - 4 )。 表 3 - 4 凸模高度尺寸表 基 本尺寸 塑件 公差值? 材料收 缩率 S 计算得尺 寸 取值 ?/ 3 模具 公差 ?T = ?/ 3 1 9 0 . 6 2 0 . 0 1 7 5 1 9 . 7 4 5 8 3 1 9 . 7 5 0 . 2 0 6 6 6 7 0 . 2 1 9 2 1 . 4 8 0 . 0 1 7 5 9 4 . 5 9 6 6 7 9 4 . 6 0 0 . 4 9 3 3 3 3 0 . 4 9 3.3.2 凹模壁厚确定 刚度要求计算型腔壁厚: 式 3 - 1 强度要求计算型腔壁厚: 式 3 - 2 式中 p - - - - - - - - - - - 型腔内塑料熔体的压力 M p a + =1 1 1 rp E rp E rh =1 2P rh 14 E - - - - - - - - - - - 型腔材料的弹性模量,碳素钢取 5 101 . 2 M P a r - - - - - - - - - - - 型腔半径 m m - - - - - - - - - - - 泊松比,碳素钢取 0 . 2 5 - - - - - - - - 模具材料的许用应力,4 5 钢取 1 6 0 M P a ,一般材料取 2 0 0 M P a - - - - - - - - - 型腔内半径的允许增大量 m m 当 p = 5 0 M P a ,许用应力 = 1 6 0 M P a , 允许的变形量 = 0 . 0 5 m m条件下, r 8 6 m m , 用刚 度计算公式, r 6 7 m m , 用刚 度计算公式, r 6 7 m m 用强度计算公式。 p 为 2 0 . 9 3 M P a ; 查得 为 1 6 0 M P a ; 显然 r 为 5 0 m m 。 采用强度计算公式计算可得:H 2 0 m m 在设计时采用 H = 4 0 m m , 3 4 74. 0 E pr H = 2 22. 1pr H = 15 3.3.4 成型零件的位置布置及其三维造型 采用镶嵌的结构,各个部分如下: 凸模组合件 0 1 图 3 - 7 凸模组合件 0 2 图 3 - 8 16 凸模组合件 0 3 图 3 - 9 装配后凸模图 3 - 1 0 17 凹模图 3 - 1 1 凹模图 3 - 1 2 18 3.4 导向机构的设计 导向机构主要功能是保证其动模部分和定模部分在模具工作时,能够进行正确的导向 与定位。有时在顶出机构中设置导向机构,为了使模具的顶出机构平稳的工作。 在该模具的设计时主要采用导柱和导套的结构,导柱布置在模具的四周,并且采用对 称不等径布置; 导柱和导套采用 T 8 碳素工具钢, 淬火处理, 配合面的 R a 值要求为 0 . 4 m , 而固定部分的 R a 值要求为 0 . 8 m ;导柱滑动部分的配合精度按 H 7 / g 6 (间隙配合) ;导柱 固定部分的配合精度按 H 7 / k 6 (过渡配合) ;导套外径的配合精度按 H 7 / k 6 (过渡配合) , 并用一个6 m m紧定螺钉固定其位置,这样主要是为了增加导套嵌入的牢固性,防止开模 时背拉出,因此将导套的侧面极加工出缺口,从模板的侧面用紧定螺钉固定导套。 表 3 - 5 导柱和导套的推荐值 导柱直径/ m m 导套直径/ m m d d 1 d 2 d 3 D D 1 8 1 4 2 0 8 1 4 2 0 1 2 1 8 2 4 1 2 1 8 2 4 1 5 2 1 2 7 1 5 2 1 2 7 2 0 2 8 3 6 2 0 2 8 3 6 2 5 3 4 4 3 2 5 3 4 4 3 3 0 3 9 4 7 3 0 3 9 4 7 3 5 4 5 5 5 3 5 4 5 5 5 4 5 5 7 6 7 4 5 5 7 6 7 设计时选择的两组导柱与导套的尺寸为表中字体加粗的两组。 3.5 推出部分的设计 3.5.1 脱模力的计算 由于推出部分的设计计算在很大程度上与塑件的脱模力有关,因此在设计计算之前就 必选先计算塑件在脱模过程中的脱模力,塑件的属于薄壁件( 1 / d 0 . 0 5 ,其中 1 为塑件 壁厚,d 为塑件的直径) 。 脱模力的计算公式为: 式 3 - 5 其中 K 2 - - - - - - - - 无量纲系数 1 - - - - - - - - 圆环形塑料件的壁厚( m m ) S c p - - - - - - - - 塑件平均成型收缩率 E - - - - - - - - - - - 塑料的弹性模量(M P a ) () A K fLES F cp 1 . 0 1 )tan(cos2 2 1 + = 19 L - - - - - - - - - - - 塑料件对型芯的包容长度(m m ) f - - - - - - - - - - - 塑料件与型芯之间的摩擦因数 - - - - - - - - - 模具型芯的拔模斜度 - - - - - - - - - 塑料的泊松比 A - - - - - - - - - - 不通孔塑料件型芯在垂直于脱模方向上的投影面积(m m 2 ), 通孔 为 0 经查得:K 2 = 1 . 0 7 ;1 = 2 m m ;S c p = 1 . 7 5 % ;E = 1 3 4 0 M P a ;L = 3 . 1 4 * 1 2 1 = 3 8 0 m m ;f = 0 . 3 9 2 ; = 1 0 ;= 0 . 2 5 ;A = 0 m m 2 。 计算可得脱模力 F = 1 5 0 4 0 N 3.5.2 推件板的厚度计算 为了使制件在推迟时不发生表形,可采用推件板推出的结构形式,推板推出机构是由 一块与凸模按一定配合精度相配合的模板,在塑料件的整个周边端面上进行推出,作用面 积大,推出力大而且均匀,动作平稳顺畅,在塑料件上无推出痕迹。 推件板的厚度计算: 通过刚度要求计算推件板的厚度公式为: 式 3 - 6 通过强度要求计算推件板的厚度公式为: 式 3 - 7 式中 C 3 - - - - - - - - - - - - 系数,随 R / r 而异,按表格选取 R - - - - - - - - - - - - - 推杆作用在推板上所形成的几何半径(m m ) r - - - - - - - - - - - - - - 推件板环形内孔(或型腔)的半径(m m ) - - - - - - - - - - - 推件板板中心所允许的最大变动量,一般可取塑料件在被推 出方向上的尺寸公差的 1 / 5 1 / 1 0 (m m ) F - - - - - - - - - - - - - 脱模力(N ) K 3 - - - - - - - - - - - 系数,随 R / r 而异,按表格选取 - - - - - - - - - - - 推件板材料的许用应力 经查得:K 3 = 1 3 . 5 ; = 1 6 0 M P a 。而脱模力由前计算可得 F = 1 5 0 4 0 N 。 采用强度计算可得:t 1 1 m m 。 设计过程中取推件板的厚度 t = 1 6 m m 3 1 2 3 = E FRC t 3 1 3 = F Kt 20 3.6 侧向分型与抽芯机构的设计 由于在注塑件上部有一个沉孔,因此在模具上成型该沉孔的零件就必须制作成可以侧 向移动的,为了使模具在脱模具过程中能够顺利的脱模,因此必须采用侧向分型与抽芯机 构。 结构采用斜销机动分型与抽芯,该种结构简单,加工方便,动作可靠,劳动强度小, 生产效率高,借助机床开模行程来完成抽芯动作,广泛用于延时抽芯或接近分型面抽芯力 不大的型芯。斜导柱的使用材料为 T 8 A 。由于导柱经常和滑块摩擦,所以,其热处理硬度 要求为 5 5 5 8 H R C ,表面粗糙度值低于 R a 0 . 4 m 。斜导柱与其固定板之间采用过渡配合形 式 H 7 / k 6 。 a 、抽芯行程的计算:侧抽芯的倾斜角= 2 0 ( 一般的选取范围为 1 5 2 2 , 以 2 0 或 2 2 选用最多。) , 抽芯距 s = 1 3 . 5 m m 。 工作长度 L = s / s i n = 3 9 . 5 m m ,取 4 0 m m 开模距 H = s / t a n = 3 7 . 1 m m ,取 3 8 m m 实际的模具中工作长度 L 取 4 8 m m b 、抽芯力的计算: 式 3 - 8 式中 c - - - - - - - - - - 侧抽芯成型部分的截面平均周长(m ) h - - - - - - - - - - - 侧抽芯成型部分的高度(m ) p - - - - - - - - - - 塑料件对侧抽芯的收缩应力(包紧力) ,一般模内冷却的塑件, p = (0 . 8 1 . 2 )1 0 7 P a ,模外为( 2 . 4 3 . 9 ) 1 0 7 P a - - - - - - - - - 塑料在热状态对钢的摩擦因数,一般 0 . 1 5 0 . 2 - - - - - - - - - 斜导柱的斜度() 经查及计算可得:c = 0 . 0 2 2 m ,h = 0 . 0 1 3 5 m ,p = 3 1 0 7 P a ,= 0 . 1 8 , = 2 0 计算得抽芯力 F c = 1 5 4 1 N 而弯曲力 F w = F c / c o s = 1 6 4 0 N ,由 F w和 H w (H w为脱模力的作用线到斜导柱中心线交 点到斜导柱固定板之间的距离,为 6 . 5 m m )及导柱斜角确定斜导柱的直径,查得直径可 取1 4 m m 。 图 3 - 7 斜导柱的工作结构 ()sincos= chpF c 21 3.7 冷却部分的设计 对该塑件注塑的冷却性能进行 M o l d f l o w 的分析,其结果如图 3 - 8 : 图 3 - 8 显然,通过分析可知在沉孔的厚实部分易使模具在冷却过程中温度高于其他的部位, 因此在设置冷却管道时应特别注意该处冷却的效果,在设置管道时,可将该处的冷却管道 更靠近制件,并且尽量设置进水口靠近这个位置。 由于并不需要考虑管道内部的质量要求,则加工这些冷却管道主要采用的是在成型零 件加工完毕后,在需要设置冷却管道的部位进行加工,先直接加工处通孔,在用一些堵头 堵住那些不需要通的位置。当然这样会一定程度上影响制件内表面的加工精度,但对制件 本身的内表面无特殊的要求,而采用此种方式可大大降低加工的难度,并且在设置冷却管 道时更加灵活。 22 3.8 标准模架的选用 根据塑件结构和尺寸的要求,而且在模具设计中是采用推件板推出,查塑料注塑模具 的标准模架手册,可选择 A 4 型标准模架,3 1 5 3 1 5 。 模板厚度 A = 2 5 m m , B = 4 0 m m , 以及垫板厚度 C = 8 0 m m , 因此得到模架的整体高度 H = 1 1 5 + A + B + C = 1 1 5 + 2 5 + 4 0 + 8 0 = 2 6 0 m m 。 而模架的具体的结构见装配图。 3.9 注塑机的校核 整个注塑过程及模具结构尺寸都确定,注塑机需要校核的主要内容为注射量的校核, 注塑压力的校核,锁模力的校核,模具在注塑机上安装部位的相关尺寸的校核,开模行程 的校核。 a 、 注射量的校核: 所选注塑机的 1 3 8 m m c m 3 , 而塑件与浇注系统的整个体积为 1 1 0 c m 3 , 而根据实际经验 m 1 + m 2 0 . 8 m (m 1 + m 2 为塑件与浇注系统的整个体积,m 为注塑机公称注射 量) ,因此该注塑机的注射量符合要求。 b 、注塑压力的校核:由前面的分析可知,实际的注塑压力为 2 0 . 9 3 M P a ,而所选注塑 机注塑压力为 1 4 0 M P a ,完全符合使用需要。 c 、锁模力的校核:注塑机锁模力为 8 0 0 K N = 8 0 T , 而在整个注塑过程中,最大的锁模力 小于 1 5 T , 完全符合要求。 d 、 模具在注塑机上安装部位的相关尺寸的校核: 模具的高度在装配图中可知为 3 6 4 m m , 低于注塑机的最大安装尺寸。 e 、开模行程的校核:由于是二次分型,开模行程为斜导柱的开模距(3 8 m m )和推件 板的行程(1 2 0 m m )之和,而注塑机的最大开模行程为 5 7 0 m m 。 综合上述校核结果可知该注塑机完全符合该模具的注塑要求。 4 标准零件的加工图和非标准零件的加工工艺规划 a 、非标准零件的加工工艺规划 在非标准件的加工主要是四个成型零件,具体加工工艺规划在表 4 - 1 到表 4 - 4 23 型芯件组合件 0 1 的加工工艺卡表 4- 1 产品型号 机电工程学院 型芯 机 械 加 工 工 艺 过 程 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重/ k g 材 料 4 0 C r 圆钢 1 3 2 1 6 8 净重/ k g 工艺装备名称与编号 序 号 工序名称 工 序 内 容 设备 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗车 粗车外腔和内部的7 0 1 2 5 ,留 1 m m 的 加工余量 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 游标 卡尺 车刀 2 半精车 半精车外腔和内部的7 0 1 2 5 ,留 0 . 3 m m 的加工余量 c j k 6 1 3 2 专用夹具 游标 卡尺 车刀 3 钻 钻侧边的8 孔 钻头 4 铣 铣出上部 2 5 1 9 的槽 铣刀 5 热处理 表面渗碳淬火 6 磨削 磨削外腔 专用夹具 游标 卡尺 7 精车 精车内部的7 0 1 2 5 c j k 6 1 3 2 游标 卡尺 车刀 8 钳 去毛刺 型芯件组合件 0 2 的加工工艺卡表 4 - 2 产品型号 机电工程学院 型芯 机 械 加 工 工 艺 过 程 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重/ k g 材 料 4 5 圆钢 7 2 1 2 6 净重/ k g 工艺装备名称与编号 序 号 工序名称 工 序 内 容 设备 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗车 粗车外径至7 1 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 游标 卡尺 外圆 车刀 2 半精车 半精车外径至7 0 . 3 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 游标 卡尺 外圆 车刀 3 精车 精车外径至7 0 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 外径 千分 尺 外圆 车刀 4 车 车环形槽5 4 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 游标 卡尺 切槽 刀 5 铣 铣出沿轴向的 8 8 的两个槽 专用铣夹 具 游标 卡尺 8 立 铣刀 6 钻 钻各个8 孔 专用夹具 7 钳 去毛刺 24 型芯件组合件 0 3 的加工工艺卡表 4- 3 产品型号 机电工程学院 型芯 机 械 加 工 工 艺 过 程 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重/ k g 材 料 4 5 圆钢 3 2 4 7 净重/ k g 工艺装备名称与编号 序 号 工序名称 工 序 内 容 设备 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗车 粗车外径一端至2 4 . 3 5 4 0 ,另一端端 为2 9 . 5 5 C j k 6 1 3 2 三抓卡盘 游标 卡尺 外圆 车刀 2 半精车 半精车一端外径至2 3 . 3 5 4 0 ,另一端 为2 8 . 5 5 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 游标 卡尺 外圆 车刀 3 精车 精车一端外径至2 3 . 3 5 4 0 ,另一端为 2 8 . 5 5 c j k 6 1 3 2 三抓卡盘 外径 千分 尺 外圆 车刀 4 铣 铣侧边至尺寸 2 5 千分 尺 5 钳 去毛刺 凹模的尺寸 3 1 5 3 1 5 1 1 4 . 9 8 ,并且侧边的两个槽都已经加工完成,现在主要加工型 腔以及孔系,采用加工中心。 凹模的加工工艺卡表 4- 4 产品型号 机电工程学院 型芯 机 械 加 工 工 艺 过 程 名称 型号及规 格 毛坯种 类 毛坯尺寸 毛重/ k g 材 料 4 0 C r 半成品 3 1 5 3 1 5 1 1 4 . 9 8 净重/ k g 工艺装备名称与编号 序 号 工序名称 工 序 内 容 设备 夹具 量具 刃具 辅具 1 粗铣 粗铣型腔,留 0 . 5 m m 的加工余量 加工中心 平口钳 铣刀 2 精铣 精铣型腔,留 0 . 1 m m 的加工余量 加工中心 平口钳 铣刀 3 热处理 型腔渗碳淬火

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