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HPVC带支承弯管成型工艺及注塑模具设计【6张图纸】【优秀】

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hpvc 支承 弯管 成型 工艺 注塑 模具设计 图纸 优秀 优良
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HPVC带支承弯管成型工艺及注塑模具设计

56页 21000字数+说明书+开题报告+6张CAD图纸

3个零件图.dwg

HPVC带支承弯管成型工艺及注塑模具设计开题报告.doc

HPVC带支承弯管成型工艺及注塑模具设计论文.doc

上模版.dwg

中期报告.doc

圆弧型芯.dwg

总装配图.dwg

滑块.dwg

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摘要

   本论文基于塑料弯管注塑工艺分析及模具设计,介绍了注射成型的基本原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了注射模具浇注系统和顶出系统的设计过程,并对模具强度要求做了说明。以塑料弯管模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构设计,最后到模具零件的加工方法,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能达到很好的学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇、综合应用到本次设计当中来。该注射模最显著的特征是避免了传统的脱模方式。该模具结构设计简单可靠,加工装配方便。

   本文简要介绍了模具行业现在的情况和未来的发展趋势。提到了限制模具发展的因素。

   在查阅参考文献和对塑件进行工艺性分析的基础上,确定了模具设计的整体方案。并对塑料模具的设计参数进行了必要的计算,根据计算结果选用了注射机。

最后利用AutoCAD软件对塑件外壳注射模总装配图及主要零部件进行了设计,完成了模具的整体结构设计。

关键词 注射模;顶出系统;分型面。





目录

摘要I

AbstractII


第1章 绪论1

1.1 模具工业在国民经济中的地位1

1.2 各种模具的分类2

1.3 我国模具工业的现状3

1.4 我国模具技术的现状及发展趋势4

1.5 国外模具工业的发展情况5

1.6 毕业设计的要求及主要内容6

1.6.1 设计要求6

1.6.2 设计的主要内容6

第2章 注射件材料的分析7

2.1 塑料制品的设计分析7

2.2 塑件体积和质量8

2.3 材料特性8

2.3.1 HPVC的特点8

2.3.2 HPVC的成形特性9

2.4脱模斜度9

2.5塑件的壁厚10

2.6 本章小结11

第3章 模具设计12

3.1 型腔数量的确定与配置12

3.1.1 型腔数量的确定12

3.1.2 分型面的确定13

3.1.3 型腔的配置13

3.2 注射机的选用15

3.2.1 注射机类型选择15

3.2.2 注塑机基本参数16

3.2.3 塑件的的参数计算17

3.3 模架的确定19

3.3.1 标准模架简介19

3.3.2标准模架的选用19

3.4 成型零部件的工作尺寸计算22

3.4.1 工作尺寸分类和规定22

3.4.2 影响制品尺寸误差的因素22

3.4.3 凹模尺寸计算24

3.4.4 凸模尺寸计算27

3.4.5型芯尺寸计算28

3.4.6 型腔侧壁以及底板厚度尺寸29

3.6 本章小结30

第4章 浇注系统31

4.1 主流道32

4.1 冷料穴设计33

4.2 分流道设计33

4.4 浇口34

4.5 浇口套的设计35

4.6 定位圈设计35

4.7 本章小结36

第5章 导向机构设计37

5.1 导向机构的设计37

5.1.1 导柱的设计37

5.1.2 导套的设计38

5.1.3设计导柱和导套须注意的事项39

5.3 本章小节40

第6章 脱模机构设计41

6.1 脱模机构的选择41

6.1.1确定推出机构41

6.1.2脱模力计算41

6.2 抽芯距和抽芯力的计算42

6.2.1 抽芯距离的确定42

6.2.2 抽芯力的计算42

6.3 斜导柱的设计43

6.3.1斜导柱的倾角43

6.3.2斜导柱的长度计算44

6.3.3斜滑块的确定44

6.3.4楔紧块的设计46

6.4 齿轮、轴、轴承的设计46

6.4.1 齿轮的选择46

6.4.2 轴的的设计47

6.5 油缸的选择48

6.6 本章小节48

结 论49

致谢50

参考文献51


内容简介:
哈尔滨工业大学华德应用技术院毕业设计(论文)开题报告题 目:HPVC带支承弯管成型工艺及模具设计系 (部) 机电工程系 专 业 材料成型与控制工程 学 生 刘 国 军 学 号 1069360112 班 号 0693601 指导教师 刘 颖 辉 开题报告日期 2009年10月19日 哈工大华德学院哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)任务书学生姓名刘国军系部机电工程系专业、班级材料成型指导教师姓名刘颖辉职称助教从事专业模具是否外聘是否题目名称HPVC带支承弯管成型工艺及模具设计一、设计(论文)目的、意义随着社会科学和塑料模具的进步及快速发展,人们对塑料制件的性能和质量也有了越来越高的要求,从而对制造业提出了越来越高的要求。由于塑料制件具有质量轻比强度高良好的可塑性,并易于成型等特点,得到了越来越广泛的应用,使得塑料件成为日用品领域以及其他领域里经常采用的结构件材料。从而使得注塑成型成为塑料成型件的重要方法,注塑模具也成为塑料制件成型必备的工具。二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)主要研究内容: 技术条件: 材料:HPVC厚度:2mm生产量:小批量本课题以塑料弯管件为设计对象,制件外形及大体尺寸如上图所示,要求采用HPVC为塑料材料。首先对制件特点和材料进行分析,制定合理的工艺方案并优化模具结构;再进行模具结构设计计算,并利用三维设计软件完成模具实体设计;最后完成工程图纸绘制和设计计算说明书编写。三、设计(论文)完成后应提交的成果1 HPVC带支承弯管总装图及部装图设计,零号图各1张;2 定模型芯、动模型芯、滑块零件图设计,2或3号图各1张;3 写毕业设计论文:10000字。四、设计(论文)进度安排第一阶段:开题 10月12日10月23日(2周)第二阶段:设计阶段(实验工作阶段) 10月26日12月11日(7周)第三阶段:撰写毕业设计论文与准备答辩 12月14日12月25日(2周)五、主要参考资料 1、赖华清. 塑料模具及设计M. 北京. 机械工业出版社,20062、田雁晨,田宝善,王文广.注塑模设计技巧与实例M.化学工业出版社,20063、机械设计手册编委会. 机械设计手册M. 北京. 机械工业出版社. 20044、李德群. 中国模具设计大典第二卷M. 南昌. 江西科学技术出版社. 20035、王三民. 机械原理与设计M. 北京. 机械工业出版社. 20016、王卫卫. 材料成形设备M. 北京. 机械工业出版社. 2004六、备注指导教师签字:年 月 日教研室主任签字: 年 月 日一、 毕业设计(论文)任务书题目名称:HPVC带支承弯管成型工艺及模具设计主要研究内容: 技术条件: 材料:HPVC厚度:2mm生产量:大批量二、选题的目的和意义 随着社会科学和塑料模具的进步及快速发展,人们对塑料制件的性能和质量也有了越来越高的要求,从而对制造业提出了越来越高的要求。由于塑料制件具有质量轻比强度高良好的可塑性,并易于成型等特点,得到了越来越广泛的应用,使得塑料件成为日用品领域以及其他领域里经常采用的结构件材料。从而使得注塑成型成为塑料成型件的重要方法,注塑模具也成为塑料制件成型必备的工具。三、论文综述1.模具工业在国民经济中的重要地位和作用表现在以下几点:第一,模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如:属于高新技术领域的集成电路的设计与制造,不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模;计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造,也必须有精密塑料模具和精密冲压模具;数字化电子产品(包括通讯产品)的发展,没有精密模具也不行。不仅电子产品如此,在航天航空领域也离不开精密模具。第二,模具工业又是高新技术产业化的重要领域,用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平,是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用,快速原型制造技术的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。 第三,模具工业是装备工业的一个组成部分。1998年11月召开的中央经济工作会议,首次明确提出了加大装备工业的开发力度,推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业,把它同一般的加工工业区别开来,是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。 第四,国民经济的五大支柱产业-机械、电子、汽车、石化、建筑,都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具,特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具,目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂,很大一部分需要塑料模具成形,做成制品,才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具,需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗,也需要大量的塑料模具成形。2.塑料模具的分类和占有量塑料模具,是将各种塑料成形为制品的模具的统称.按照GB763587,塑料模具共分7类,它们是:热塑性塑料注塑模具、热固性塑料注塑模具、热固性塑料压塑模具、挤出模具、吹塑模具、真空吸塑模具和其他类。塑料模具按照塑料制品成型方法分类:1 注射模具:它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具,塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机,塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融,然后在注射机的螺杆或柱塞推动下,经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块,常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢,高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的机械,电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的。2.压塑模具:塑料装在受热的型腔或加料室内,然后加压。在压制时直接对型腔内的塑料施加压力。这类模具的加料室一般于型腔是一体的。3 吹塑模具:是用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具,吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称“注拉吹”),多层吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机,吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单,所用材料多以碳素多则制造。4 塑料吸塑模具:是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具,其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片,在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品,主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑模具因成型时压力较低,所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造,结构较为简单。5 挤出模具:是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具,又叫挤出成型机头,广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。与其对应的生产设备是塑料挤出机,其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融,塑化,通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具等,有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产,其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。塑料模具按模具在压机上的固定方式可分为:1.移动式模具:不固定在机床上,装料合模、开模及塑料制品由模具内取出,均在机外进行。这种模具结构、制造简单,但效率低、劳动强度高,只适用于中小批量件的加工。2.固定式模具:固定在机床上,整个过程中,装料、合模、成型、开模及推出塑料制品等均在机床上进行。使用方便、劳动强度低、效率高,模具结构较为复杂,主要用于批量生产中。 塑料模具按加料室的形式分类:1.敞开式模具:没有单独的加料室,合并在型腔中,压塑时塑料自由向外溢出。这种模具只能用来加工形状简单并且质量要求高的塑料制品。2.半封闭式模具:在型腔上方设有加料室,压塑时余料形成飞边。这中模具可制造形状比较复杂的塑料制品,制品致密度较高。3.封闭式模具:加料室是型腔的延续部分。压塑时压机的压力全部作用在塑料制品上。制品组织致密,形成垂直飞边,容易清除,适用于形状较复杂的塑料制品。按模具的分型面分类:1.垂直分型面模具:模具的分型面平行于压机的工作压力方向。2.水平分型面模具:模具的分型面垂直于压机的工作压力方向。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点,现已在绝大多数部门得到极其广泛的应用。据统计,利用模具制造的料件,在飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%70%;在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上;在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工业产品中占85%以上。据国际生产技术协会预测,到2000年,机械零件粗加工的75%和精加工的50%都将由模具成形来完成。模具工业已实现了高度的专业化、标准化和商品化。据1991年统计,全世界模具工业企业,其中生产冲模的占40%,生产塑料模的占40%,生产压铸模的占5%,生产橡胶模的占4%,生产锻模的占3%,生产铸造模的占3%,生产玻璃模的占3%,生产粉末冶金模的占2%。3.我国模具工业的现状200年受到全球金融危机影响,但是我国模具整体实力进一步加强,2008年中国模具销售额仍达到950亿元人民币,约合140亿美元,比2007年增长约9%;中国模具进口20.04亿美元,与2007年基本持平;模具出口额达到19.22亿美元,比2007年增长了36%。在出口模具最多的省、市中,浙江、江苏、上海分列第二、第三、第四位,占出口总额的43.26%,其中浙江所占比例为16.73%、江苏所占比例为15.79%。华东地区的山东、安徽也在出口最多的10个省市内;在进口模具最多的省、市中,江苏、上海、山东、浙江分列第二、第三、第五、第六位,占进口总额的48.59%,其中江苏所占比例为21.02%、浙江所占比例为4.9%,华东地区的福建、安徽也在进口最多的10个省市内。 近两年来中国的模具制造技术水平又有了新的提高。从模具产品进出口的地域来看,华东地区的江苏、浙江、上海、山东均位列中国进口和出口模具的十大省市之中。长江三角地区在模具制造整体水平的数量和质量上均已在国内处于行业重要位置。2009中国国际模具、制造应用设备及相关工业展览会(dmc2009)在沪举办无疑占得行业的“地利”之先。 在2009年世界经济变数加大,我国制造业积极应对的形势下,国务院新近通过的装备制造业调整和振兴规划中都把提升模具及其制造装备的技术水平做为其重点内容。由此,在国家重大专项中的关键功能件项目中有关的模具项目专项也体现了模具工业在制造业中所占的重要地位。4.我国模具技术的现状及发展趋势我国对模具工业的发展也十分重视。国务院于1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点决定中,就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在我国的模具工业已初具规模,全国已有200多个模具专业厂,6000多个生产点,年产模架30多万套。此外,还有数万计的模具私营企业和个体劳动者,在满足模具需求方面,起着不可忽视的作用,可以说中国在模具技术方面,已有一只较强的队伍。近年来,我国模具技术的进步主要表现在:1)研究开发了几十种模具新钢种和硬质合金,钢结硬质合金等新材料,并采用了一些热处理新工艺,使模具使用寿命得到延长。2)发展了一些多工位级进模具和硬质合金模具等新产品,并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模。3)研究开发了一些新技术和新工艺,如三维曲面数控仿形加工、模具表面抛光、表面皮纹加工以及皮纹辊制造技术、模具钢的超塑性成形技术和各种快速制模技术等,4)模具加工设备已得到较大的发展,国内已能批量生产精密坐标磨床、计算机控制(CNC)仿形铣床,CNC电火花线切割机床以及高精密的电火花成形机床等。5)模具计算机辅助设计和辅助制造(模具CAD/CAM)已在国内数十个单位得到开发应用。虽然我国模具技术已得到较大的发展,但是仍然不能满足国民经济高速发展的需要,还需要花费大量资金向国外进口一些模具,其原因是:2) 专业化和标准化程度地。目前专业化程度不到10%,而标准化程度也只有20%。3) 模具品种少,效率低,经济效益也差。4) 制造周期长,模具精度不高,制造技术较落后。5) 模具寿命短,新材料使用量不到10%.6) 力量分散,管理落后。根据我国模具技术的发展现状及存在的问题。今后应朝着如下几个方面发展:1) 开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具,以满足国内市场的需要。国家已规划分别在山东、广东、北京、上海、广州等地的有关单位重点扶植发展热锻模、热铸模、塑料模、冷冲模、顶杆等,以便集中力量发展这些有影响的高水平模具及标准件。2) 加速模具标准化和商品化,以提高模具质量,缩短模具制造周期。3) 大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术,提高模具制造过程的自动化程度。4) 极力开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料。5) 发展模具加工成套设备,以满高速诉发展的模具工业需要。5.国外模具的发展状况据中国工业报报道,高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造,已成为快速制造优质模具的有力保证。 一、高新技术应用于模具的设计与制造 (一)CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性 在欧美,CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段,目前3D设计已达到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计,同时可获得3D模型,为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计,还可以在设计时进行装配干涉的检查,保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。3050人的模具企业,一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配,使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件,模拟塑料的冲模过程,分析冷却过程,预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件,模拟金属变形过程,分析应力应变的分布,预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大,意大利COMAU公司应用CAE技术后,试模时间减少了50%以上。(二)为了缩短制模周期、提高市场竞争力,普遍采用高速切削加工技术高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术,其加工效率比传统的切削工艺要高几倍,甚至十几倍。目前,欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣,三轴联动的比较多,也有一些是五轴联动的,转数一般在1.5万3万r/min。采用高速铣削技术,可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面,仅需略加抛光便可使用,节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为45年。增加数控高速铣床,是模具企业设备投资的重点之一。(三)快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用由于市场竞争日益激烈,产品更新换代不断加快,快速成型和快速制模技术应运而生,并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上,快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备,也有专门提供原型制造服务的机构和公司。在所考察的模具企业中,有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造,即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具,用于少量翻制塑料件,非常适合于产品的试剂。二、欧美模具企业的管理经验值得借鉴(一)人员精简,“瘦”型管理欧美模具企业大多数规模不大,员工人数超过百人的较少,所考察的模具企业人数一般都在2050人。企业各类人员的配置十分精简,一专多能,一人多职,企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。(二)采用专业化,产品定位准所考察的模具企业,大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求,确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展,每个模具厂家都有自己的优势技术和产品,并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户,在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系,有的已持续了3040年。(三)采用先进的管理信息系统,实现集成化管理欧美的模具企业,特别是规模较大的模具企业,基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定,到质检、库存、统计等,普遍使用了计算机,公司内各部门可通过计算机网络共享信息。(四)工艺管理先进,标准化程度高与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同,欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图,包括每个零件的详细设计,并且都制定了详细的加工工艺。我国模具要走向世界,必须深化改革、扩大出口。欧美模具企业的先进技术和先进管理,使其生产的大型、精密、复杂模具,对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用,也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业,人均年销售额在20万美元左右;意大利人均年销售额也在10万美元以上。与国内的模具企业相比,即使扣除价格因素的影响,欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距,必须加快技术进步,提高CAD/CAE/CAM的应用程度,增加数控加工设备的比重,用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时,要学习和借鉴国外的先进管理经验,进一步深化企业改革。目前,国内有些模具厂冲模、塑料模都做,大型、中型、小型模具都做,这样很难干好,必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识,加强国际经济技术合作与交流,在提高模具国产化程度的同时,进一步扩大出口,走向世界。4、 模具设计方案零件三维造型图1. 模具总体方案设计及可行性分析 设计方案由于是90度双向弯管,所以选用双向抽芯机构。由于零件的尺寸和形状选用一模四件。模具采用斜导柱抽芯注射模。模具开模的时候通过斜导柱的运动带动型芯从零件中拖出,在通过推杆将塑件顶出。成型零部件;通过定模和动模成型零件的外表面,通过型芯成型零件的内表面。定模机构:由主流道,定模底板,定模板,凹模组成一体在注射机上固定不动。动模机构:动模机构是安装注射机模板上的部分型腔。由型芯,动模板,导柱,动模垫板组成一体,在注射机锁模装置的驱动下往复运动。浇注系统:由主流道,分流道,冷料穴,浇口组成。顶出机构:采用推杆顶出。抽芯机构:在顶出机构工作前,先要将可做侧向运动的型芯从制件中抽出,该侧向运动是由斜导柱抽芯机构实现的。排气系统:利用模具分型面排气。型腔数量的确定:根据制品的精度和制品的质量,采用一模两件。可行性分析本模具的难点为双向的侧向圆弧抽芯脱模机构和浇口类型的选择。通过对本零件的观察分析,本零件最好采用双向的侧向抽芯机构,在保证最小的抽芯距离,可以减少脱模的强度,使零件受力均匀。生产要求对外观质量有一定的要求,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔等缺陷,且要求较低的表面粗糙度。所以采用点浇口。3.材料性能分析:HPVC密度1.351.45g/cm3高分子质量聚氯乙烯(HPVC)通常平均聚合度在1700以上(常用的平均聚合度为2500)的PVC树脂。HPVC的最大特点是增塑剂吸收量大,其软制品不仅保持了通用PVC树脂的原有特性,而且其力学性能比普通PVC制品更好,HPVC具有更高的力学性能,更好的耐热、耐寒性能,具有较好的回弹性。HPVC加工制品的主要优点是物理性能好(如:拉伸强度、压缩变形、低温脆性、耐磨性、耐溶剂性、耐老化性),并在较宽的温度范围内均能保持相对较好的性能。可广泛应用于密封条、膜片、塑料、高级电线电缆等方面。HPVC的加工性能较差,主要表现在:(1)熔融(或塑化)温度高,一般比普通PVC高出510,对于聚合度大于3000的超高聚合度或含凝胶的HPVC则要搞1020;(2)熔体粘度大而流动性差;(3)HPVC的塑炼和塑化时间较长。另外,HPVC对塑剂的吸收量大,增塑剂的添加量和鱼眼情况与加工性能也有一定的联系。五、进度安排:第一阶段:开题 10月12日10月23日(2周)第二阶段:设计阶段(实验工作阶段) 10月26日12月11日(7周)第三阶段:撰写毕业设计论文与准备答辩 12月14日12月25日(2周)6、 参考文献:1、赖华清. 塑料模具及设计M. 北京. 机械工业出版社,20062、田雁晨,田宝善,王文广.注塑模设计技巧与实例M.化学工业出版社,20063、机械设计手册编委会. 机械设计手册M. 北京. 机械工业出版社. 20044、李德群. 中国模具设计大典第二卷M. 南昌. 江西科学技术出版社. 20035、王三民. 机械原理与设计M. 北京. 机械工业出版社. 20016、王卫卫. 材料成形设备M. 北京. 机械工业出版社. 2004说 明一、开题报告应包括下列主要内容:1通过学生对文献论述和方案论证,判断是否已充分理解毕业设计(论文)的内容和要求2进度计划是否切实可行;3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题,以及解决的措施;5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过,需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后,统一交所在系(部)保存,以备检查。指导教师评语: 指导教师签字: 检查日期: 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)摘要本论文基于塑料弯管注塑工艺分析及模具设计,介绍了注射成型的基本原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了注射模具浇注系统和顶出系统的设计过程,并对模具强度要求做了说明。以塑料弯管模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构设计,最后到模具零件的加工方法,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能达到很好的学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇、综合应用到本次设计当中来。该注射模最显著的特征是避免了传统的脱模方式。该模具结构设计简单可靠,加工装配方便。本文简要介绍了模具行业现在的情况和未来的发展趋势。提到了限制模具发展的因素。在查阅参考文献和对塑件进行工艺性分析的基础上,确定了模具设计的整体方案。并对塑料模具的设计参数进行了必要的计算,根据计算结果选用了注射机。最后利用AutoCAD软件对塑件外壳注射模总装配图及主要零部件进行了设计,完成了模具的整体结构设计。关键词注射模;顶出系统;分型面。AbstractIn this paper, based on the mouth of the bottle Cypriot injection molddesignand process analysis, This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design,to the mouth of the bottle Cypriot Diemain line, the Integrated Process analysis, mold design of the structure, the last to die parts machining methods, the die assembly and a series of mold-all process. Can be good learning Zhiyong results. In the design of the mold while summing up the past die design the general methods and procedures, commonly used in the die design formula, data, structure and mold parts. Previously studied the basic courses to integrate, integrated into the design of this, the so-called good use. The first part briefly introduced mould industry and the current situation in the future. Mentioned the factors restricting the development of mold. The second part of a process of the workpiece analysis, mold design package. According to plastic mold design manual and the relevant experience of the formula necessary, according to results of the injection machine used. Further completion of the standard and non-standard choice of the design.Part III completion of the overall structure of the mold design. Keywords Injection Mold;Design Process;technique; Pulling structur不要删除行尾的分节符,此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2 各种模具的分类21.3 我国模具工业的现状31.4 我国模具技术的现状及发展趋势41.5 国外模具工业的发展情况51.6 毕业设计的要求及主要内容61.6.1 设计要求61.6.2 设计的主要内容6第2章 注射件材料的分析72.1 塑料制品的设计分析72.2 塑件体积和质量82.3 材料特性82.3.1 HPVC的特点82.3.2 HPVC的成形特性92.4脱模斜度92.5塑件的壁厚102.6 本章小结11第3章 模具设计123.1 型腔数量的确定与配置123.1.1 型腔数量的确定123.1.2 分型面的确定133.1.3 型腔的配置133.2 注射机的选用153.2.1 注射机类型选择153.2.2 注塑机基本参数163.2.3 塑件的的参数计算173.3 模架的确定193.3.1 标准模架简介193.3.2标准模架的选用193.4 成型零部件的工作尺寸计算223.4.1 工作尺寸分类和规定223.4.2 影响制品尺寸误差的因素223.4.3 凹模尺寸计算243.4.4 凸模尺寸计算273.4.5型芯尺寸计算283.4.6 型腔侧壁以及底板厚度尺寸293.6 本章小结30第4章 浇注系统314.1 主流道324.1 冷料穴设计334.2 分流道设计334.4 浇口344.5 浇口套的设计354.6 定位圈设计354.7 本章小结36第5章 导向机构设计375.1 导向机构的设计375.1.1 导柱的设计375.1.2 导套的设计385.1.3设计导柱和导套须注意的事项395.3 本章小节40第6章 脱模机构设计416.1 脱模机构的选择416.1.1确定推出机构416.1.2脱模力计算416.2 抽芯距和抽芯力的计算426.2.1 抽芯距离的确定426.2.2 抽芯力的计算426.3 斜导柱的设计436.3.1斜导柱的倾角436.3.2斜导柱的长度计算446.3.3斜滑块的确定446.3.4楔紧块的设计466.4 齿轮、轴、轴承的设计466.4.1 齿轮的选择466.4.2 轴的的设计476.5 油缸的选择486.6 本章小节48结 论49致谢50参考文献51千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- V -第1章 绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,60%80%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。鉴于振兴我国模具工业的重要性,在1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中,把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。1997年以来,国家又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准,从1997年到2002年,对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策,以扶植模具工业的发展。1999年7月国家计委和科学技术部发布的当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录),把电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等等,都列进去了。1999年8月20日党中央和国务院发布的关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定指出:要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面,在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域,加强技术创新,形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。要加强传统产业的技术升级。注重电子信息等技术与传统产业的嫁接,大幅度提高国产技术装备的水平。所有这些,都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。1.2 各种模具的分类模具有冲压模具和塑料加工模具。冲压模具可以按照加工方式分类,可以分为冲孔落料模具、弯曲模具、拉伸模具、剪切模具、翻边模具、整形模具等。一般用做钢材等金属材料的加工。 塑料加工模具按塑料的类型可分为热固性塑料模和热塑性塑料模两大类。热塑性塑料均使用注射模具。下面是热固性模具的分类:(1)按模具在压机上的固定方式可分为:移动式模具:不固定在机床上,装料合模、开模及塑料制品由模具内取出,均在机外进行。这种模具结构、制造简单,但效率低、劳动强度高,只适用于中小批量件的加工。固定式模具:固定在机床上,整个过程中,装料、合模、成型、开模及推出塑料制品等均在机床上进行。使用方便、劳动强度低、效率高,模具结构较为复杂,主要用于批量生产中。(2)按照塑料制品成型方法分类:压塑模:塑料装在受热的型腔或加料室内,然后加压。在压制时直接对型腔内的塑料施加压力。这类模具的加料室一般于型腔是一体的。传递模:塑料在加料室内受热成为粘流状态,在柱塞压力作用下使熔料经过注射系统进入充满闭合的型腔。注射模:塑料在注射机上装有螺杆搅拌的料筒内受热进行塑化,达到半熔融状态时,在压力作用下熔料通过模具的注射系统进入到有一定温度的型腔内固化成塑料制品。工艺成型周期短,生产效率高,这种模具在热固性塑料注射机上使用。(3)按加料室的形式分类:敞开式模具:没有单独的加料室,合并在型腔中,压塑时塑料自由向外溢出。这种模具只能用来加工形状简单并且质量要求高的塑料制品。半封闭式模具:在型腔上方设有加料室,压塑时余料形成飞边。这中模具可制造形状比较复杂的塑料制品,制品致密度较高。封闭式模具:加料室是型腔的延续部分。压塑时压机的压力全部作用在塑料制品上。制品组织致密,形成垂直飞边,容易清除,适用于形状较复杂的塑料制品。(4)按模具的分型面分类:垂直分型面模具:模具的分型面平行于压机的工作压力方向。水平分型面模具:模具的分型面垂直于压机的工作压力方向。1.3 我国模具工业的现状 80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2002年我国模具总产值约为360亿元,其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的50%80%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20,3Gr2Mo、PMS、SM、SM等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响,但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%80%相比,仍有差距。表1-1:国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月1.4 我国模具技术的现状及发展趋势(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。(2)在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。(3)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产,提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件的规格品种。(6)应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。(7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.5 国外模具工业的发展情况目前中国与国外水平相比还存在较大差距,眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈:一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度;二是塑模企业应向园区发展,加快资源整合;三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上,否则塑料模具发展将受到制约。面对国外先进技术与高质量制品的挑战,中国塑模企业不仅要加快产业集群化,发挥规模效应,还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以及信息服务,尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。1.6 毕业设计的要求及主要内容1.6.1 设计要求(1)HPVC带支承弯管总装图及部装图设计,零号图各1张;(2)圆弧型芯、上模版、滑块零件图设计,2或3号图各1张;(3)撰写毕业设计论文:10000字。1.6.2 设计的主要内容本论文主要是对塑料锥齿轮的结构和模具进行了研究和探讨,所做的工作主要有以下几个方面:(1)掌握塑料注射模的设计步骤,采用点浇口自动切断脱落机构;(2)模具开模时利,外大直径先走一段,开模后,,在油缸带齿条带动整体小滑快转动完成圆弧抽芯,最后由推板带动推杆将制件顶出,完成制件脱模的设计方法。(3)了解和熟悉模具主要零件的加工制造工艺。第2章 注射件材料的分析2.1 塑料制品的设计分析制品如图2-1、图2-2所示。图2-1 HPVC带支撑弯管三维实体图2-2 HPVC带支撑弯管二维零件图图21 所示本次毕业设计的塑料外壳,材料为HPVC,注射成型。从图21 可以看出, 塑件结构主要有以下特点:(1)弯管两端是直的,中间是90度的圆弧;(2)制品为薄壁件,内腔相对较深且有一定的精度要求。根据以上分析,模具在设计中应重点解决以下几方面的问题:(1)模具的结构形式、浇口形式与进浇位置的选择;(2)分型面如何选取及分型面位置的选择;(3)中间圆弧段型芯如何抽出;(4)确保不发生推出变形,应采用什么样的脱模方式。2.2 塑件体积和质量由PRO/E模型分析得出塑件的体积和质量:(1)体积为10.2258348102mm;(2)曲面面积为0.5690843104mm2;(3)密度为1.4g/mm;(4)质量为14.3161687103g。2.3 材料特性2.3.1 HPVC的特点高分子质量聚氯乙烯(HPVC)通常平均聚合度在1700以上(常用的平均聚合度为2500)的PVC树脂。HPVC的最大特点是增塑剂吸收量大,其软制品不仅保持了通用PVC树脂的原有特性,而且其力学性能比普通PVC制品更好,HPVC具有更高的力学性能,更好的耐热、耐寒性能,具有较好的回弹性。HPVC加工制品的主要优点是物理性能好(如:拉伸强度、压缩变形、低温脆性、耐磨性、耐溶剂性、耐老化性),并在较宽的温度范围内均能保持相对较好的性能。可广泛应用于密封条、膜片、塑料、高级电线电缆等方面。2.3.2 HPVC的成形特性1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬. 2.由于其腐蚀性和流动性特点,最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂。 3.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小. 4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.2.4脱模斜度塑件模塑成形过程中,塑料从熔融状态转变为固体状态,将会产生一定的尺寸收缩,从而使塑件紧紧地包在模具型芯或型腔中凸起部分。为了便于使塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯,阻止塑料制品表面在脱模时划伤等,在设计塑件时必须考虑塑件内外壁具有足够的脱模斜度。常见热塑性塑件的脱模斜度的推荐值,见表23所示。表2-1几种热塑性塑件的脱模斜度塑料名称脱模斜度塑件外表面塑件内表面尼龙(通用)20402540尼龙(增强)20502040聚乙烯20452545氯化聚醚25453045有机玻璃3050351聚碳酸酯3513050聚苯乙烯35130301ABS401203012.5塑件的壁厚塑件的壁厚首先取决于塑件的使用要求,如强度结构、重量、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求。此外,还应尽量使其各处壁厚均匀,壁厚太小,熔融塑料在模具型腔中的流动阻力较大,难填充,强度刚度差;壁厚太大,内部易生气泡,外部易生收缩凹陷,且冷却时间长,料多亦增加成本。塑件壁厚与流程有关。所谓流程是指熔融物料由进料口流向型腔各处的距离。各种塑料壁厚在其常规工艺参数下,流程大小与塑件壁厚成正比,壁厚则其流程长。表24为壁厚与流程的关系,用它能计算与其相对应的塑件壁厚。S(L/1001.2)0.6 (2-1)式中 S壁厚(mm); L流程(mm)。将相关参数代入式(2-1),经计算得出:S(60/1001.2)0.61.08mm塑件最小壁厚为2mm,符合Smin1.08mm的要求;塑件的结构是合理的。表2-2壁厚与流程的关系塑料流动性计算式说明流动性好(聚乙烯、尼龙等)S(L/1000.5)0.6S壁厚(mm)L流程(mm)流动性中等(有机玻璃、ABS等)S(L/1000.8)0.7流动性差(聚氯乙烯、聚砜等)S(L/1001.2)0.92.6 本章小结本章主要介绍了本设计使用的材料HPVC的性能与其成型条件;计算了塑件的最小壁厚和脱模斜度,又使用Pro/E三维绘图和AutoCAD软件绘制出塑料外壳的三维图形和二维零件图,知道了此塑件的体积、质量与尺寸等参数,为以后的设计奠定了基础。 第3章 模具设计3.1 型腔数量的确定与配置3.1.1 型腔数量的确定确定型腔数量的方法有很多,如根据锁模力、最大注射量、制品的精度要求、模具成本等确定行腔数量。(1)根据制品的精度要求确定型腔数量n对于注射模来说,塑料制件精度为3级和3a级,重量为5克,型腔数取4-6个。塑料制件为一般精度(4-5级),塑料制件重量 12-16克,型腔数取8-12个;而重量为50-100克的塑料制件,型腔数取4-8个,当再继续增加塑料制件重量时,就很少采用多腔模具。7-9级精度塑料制件,最多型腔数比4-5级精度的塑料增多至50%(2)根据注射机最大注射量确定型腔数量n一般注射机不应超过注射机最大注射量的80%,即: (3-1)或 式中 ()注射机的最大注射量; 成型塑件及浇注系统所需塑料重量,g; ()浇注系统凝料量,或g;()单个塑件的容积或质量,或g;塑件及浇注系统所需塑料容积,。根据方法1确定型腔数量,制件的制造精度为7级,所以应该选择多腔模具,故本设计选择一模二腔进行加工制件。3.1.2 分型面的确定模具上用于取出塑件和(或)浇注系统凝料的可分离的接触表面统称为分型面。分型面选择是否合理对于塑件质量、模具制造与使用性能均有很多影响,它决定了模具的结构类型,是模具设计工作中的重要环节。模具设计时应根据制品的结构形状、尺寸精度、浇注系统形式、推出形式、排气形式及制造工艺等多种因素,全面考虑,合理选择。 分型面的选择原则:(1)分型面位于塑件断面尺寸最大处,保证塑件可正常取出; (2)开模时尽量使塑件留在动模; (3)分型面距离浇口最远,有利于排气;(4)不会在光滑的外表面留下痕迹。本设计采用点浇口,应该采取二次分型。3.1.3 型腔的配置型腔的配置决定了模具结构总体方案的设计。一但型腔布置完成,浇注系统走向和类型便确定。冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须统筹考虑。若冷却通道布置与推杆孔、螺孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。当型腔、浇注系统、冷却系统、脱模机构的初步位置确定后,模板的外行尺寸也基本确定。多型腔在模具上通常采用圆形排列、H形排列、直线形排列以及复合排列等,在设计时应注意如下几点:(1)尽可能采用平衡式排列,以便构成平衡式浇注系统,确保塑件质量的均一稳定。(2)型腔布置和浇口开设部位应力求对称,以便防止模具承受偏载而产生溢料现象,如图3-1(b)的布局就比3-1(a)的布局合理。(3)尽量使型腔排列得紧凑一些,以便减小模具的外形尺寸。如图3-2所示,图(b)的布局优于图(a)布局,因为图(b)的模板总面积小,可节省钢材,减轻模具质量。 (a) (b) 图3-1 型腔的配置力求对称 (a) (b) 图3-2 型腔的配置力求对称3.2 注射机的选用3.2.1 注射机类型选择1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一。根据塑料注射成型过程,一般可将注射机分为以下几个部分:(1)注射装置;(2)合模装置;(3)液压传动和电器控制。随着现代电子技术的飞速发展,注射机控制系统升级换代很快。微型计算机控制的注射机已较常见。其控制系统由CPU、存储器、显示器等组成,并有初始化和调试、注射和模具动作、压力和速度控制、数字PID调节、油路和诊断等功能软件。注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法。常用的说法有:按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机;按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。其中卧式注射机是注射机中最普通、最主要的形式。卧式注射机的注射装置和定模板在设备的一侧,而锁模装置、动模板、推出机构均设置在另一侧。卧式注射机的主要优点是机体较矮,容易操作加料,制件推出后能自动落下,便于实线自动化操作,缺点是设备占地面积大,模具安装比较麻烦。其结构如图3-3所示。 图3-3 卧式注射机外形1-锁模液压缸;2-锁模机构;3-动模板;4-推杆;5-定模板6-控制台;7-料筒及加热器;8-料斗;9-定量供料装置;10-注射缸3.2.2 注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)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,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)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。(3)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。(4)塑化能力 单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,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。(5)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。(6)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.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)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。(8)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。3.2.3 塑件的的参数计算由以上可知塑件的参数如下:体积为V=10.2258348cm;HPVC的密度为1.4g/cm;塑件质量为m=14.3161687g;塑件总质量为V总=214.587126528.6323374g。(1)容量计算在一个注射成形周期内,注塑模内所需的塑料总容积应为模具型腔总容 积与模具浇注系统的容积之和,计算公式如下:VnVi+Vj (32)式中 n模腔的数量; Vi单个模腔的容积(或单个制品的体积);Vj浇注系统和飞边所需的塑料体积;V一次注射所需塑料总体积。选择注射机时,必须保证V小于注塑机理论注射容积(Vmax)。通常情况下,按下式校核:V0.8 Vmax (33)将相关参数代入式(3-3),经计算得出:V210.22583485 30. 4516696cm3Vmax=V0.838.06 cm3(2)锁模力计算P锁0.1n Pcp A (34)式中 P锁注射机最大锁模力(kN);n型腔个数;Pcp模具成型时模腔的平均压力(Mpa)。对于易成型制品(PE、PP、PS),Pcp2025Mpa;对于薄壁容器,框架类制品,Pcp30Mpa;对于HPVC、PMMA、PC等高粘度、高精度制品,Pcp35Mpa;对于高精度机器零件,Pcp4045Mpa;A塑件在开模方向的最大投影面积(cm2)。将相关参数代入式(3-4),经计算得出:P锁 0.1n Pcp A 0.123010 60.12kN结合上面的计算,初步确定注塑机为SZ-60/450,主要技术参数如下表:表3-1 注射机参数序号项目单位SZ-60/4501理论注塑容量cm3782螺杆直径mm303注射压力0.1MPa1704注塑速率g/s655塑化能力/h566螺杆转速r/min142007锁模力KN4508拉杆内间距mm282509模板行程mm22010最小模具厚度mm10011最大模具厚度mm30012推出行程mm8013推出力KN1514模具定位孔直径mm5515注射机喷嘴球头半径mm2016油泵电机功率KW1117加热功率KW618机器尺寸m4.21.51.719机器重量t43.3 模架的确定3.3.1 标准模架简介如今标准模架已被模具行业普遍采用。我国于1990年颁布并实施GB/T12556.2-1990塑料注射模中小型模架技术条件和GB/T12556.2-1990 塑料注射模大型模架技术条件两项国家标准。3.3.2标准模架的选用中小型标准模加的模板尺寸BL500mm900mm,而大型模架的模板尺寸BL为630630mm1250mm2000mm。按结构特征可分为基本型和派生型。(1)基本型可分为A1A4四个品种。A1型模架定模采用两块模板,动模采用一块模板,设置推杆推出机构,适用于单分型面注射成形模具。A2型模具定模和动模均采用两块模板,设置推杆推出机构。适用于直接浇口,采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。A3型模架定模采用两块模板,动模采用一块模板,设置推件板推出机构。适用于薄壁壳体类塑料制品的成形以及脱模力大、制品表面不允许留有推出痕迹的注射成形模具。A4型模架均采用两块模板,设置推件板推出机构,适用范围与A3型基本相同。(2)派生型分为P1P9九个品种。P1P4型模架由基本型模架A1A4型对应派生而成。结构型式的差别在于去掉了A1A4型定模座板上的固定螺钉,使定模一侧增加了一个分型面,成为双分型面成形模具,多用于点浇口。其他特点和用途同A1A4。P5型模架的动、定模各由一块模板组合而成。主要适用于直接浇口简单整体型腔结构的注射成形模具。在P6P9型模架中,P6与P7、P8与P9是相互对应的结构。P7和P9相对于P6和P8只是去掉了定模座板上的固定螺钉。P6P9型模架均适用于复杂结构的注射成形模,如定距分型自动脱落浇口的注射模等。按导柱和导套的安装形式可分为正装(代号取Z)和反装(代号取F)两种。本设计选用的为A4型315mm315mm正装的小型模架。如下图3-4 图3-4 标准模架模架总高度L:L=25+25+32+25+31+83+25=246mm。故模架总高度为332mm。3.4 成型零部件的工作尺寸计算3.4.1 工作尺寸分类和规定对制品和成形零件尺寸所做的规定为:(1)制品的外形尺寸采用单向正偏差,名义尺寸为最大值;与制品外形尺寸相对应的凹模尺寸采用单向正偏差,名义尺寸为最大值。(2)制品的内形尺寸采用单向正偏差,名义尺寸为最小值;与制品内形尺寸相对应的型芯尺寸采用单向负偏差,名义尺寸为最大值。(3)制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差,它们的基本尺寸均为平均值。塑料制品尺寸公差的国家标准为GB/T144861993。但目前大多数企业仍在应用原电子工业部的标准SJ1372。模具成形零件精度等级及公差应与制品的尺寸公差相对应,见表3-2。 表3-2注塑成形零件的标准公差数值(摘自GB/T1800.31998) (m)基本尺寸/mm大于 至公差等级IT6IT7IT8IT9IT10IT11 3610142540603 6812183048756 109152236589010 18111827437011018 30132133528413030 501625396210016050 801930467412019080 120223554871402203.4.2 影响制品尺寸误差的因素(1)成型零部件的制造误差成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装、配合误差两个方面,设计时一般应将成型零件的制造公差控制在塑件相应公差的1/3左右,通常取IT6IT9级。(2)成型零部件的磨损造成成型零部件磨损的主要原因是塑料熔体在型腔中的流动以及脱模时塑件与型腔的摩擦,而以后者造成的磨损为主。因此,为简化计算,一般只考虑与塑件脱模方向表面的磨损,而对于垂直于脱模方向的表面的磨损则予以忽略。磨损量值的大小与成型塑件的材料、成型零部件的磨损性及生产纲领有关。对含有玻璃纤维和石英粉等填料的塑件、型腔表面耐磨性差的零部件应取大值。因此,设计时应根据塑料材料、成型部件材料、热处理及型腔表面状态和模具要求的使用期限确定最大磨损量,对中、小型塑件该值一般取1/6塑件公差,大型塑件则取小于1/6塑件公差。(3)塑料的成型收缩前已述及,成型收缩不是塑料的固有特性,它是材料与条件的综合特性,随着制品结构、工艺条件等的影响而变化,如原料的预热与干燥程度、成型温度和压力波动生产中由于设计时选取的句酸收缩率与实际收缩率的差异以及由于塑件成型时工艺条件的波动、材料批号的变化而造成的塑件收缩率的波动,由此导致塑件尺寸的变化值为 (3-7)式中 塑料的最大收缩率; 塑料的最小收缩率; 塑料的名义尺寸。由式(3-7)可见,塑件尺寸的变化值与塑件尺寸成正比,因此对大尺寸塑件,收缩率波动对塑件尺寸精度影响较大,应认真对待。此时,只靠提高成型零件制造精度来减小塑件尺寸误差是困难和不经济的,而应从工艺条件的稳定和选用收缩率波动值小的塑料方式来提高塑件精度。反之,对于小尺寸塑件,收缩率波动值的影响小,而模具成型零件的制造公差及其磨损量则成为影响塑件精度的主要因素。(4)配合间隙引起的误差 例如,采用活动型芯时,由于型芯的配合间隙,将引起塑件孔的位置误差或中心距误差。又如,当凹模与凸模分别安装于动模和定模时,由于合模导向机构中导柱和导套的配合间隙,将引起塑件的壁厚误差。为保证塑件精度必须使上述个因素所造成的误差的总和小于塑件的公差值,即: (3-8) 式中 成型零部件制造误差; 成型零部件的磨损量;塑料的搜索率波动引起的塑件尺寸变化值;由于配合间隙引起塑件尺寸误差; 塑件的公差。3.4.3 凹模尺寸计算(1)径向尺寸塑件的平均收缩率 (3-9)式中 塑料的最大收缩率 塑料的最小收缩率根据公式(3-9), (3-10)式中 型腔基本尺寸; 塑件外形基本尺寸;塑料平均收缩率;修正系数; (本设计修正系数取0.75) 公差值。将相关参数代入式(3-10),经计算得出: (2)深度尺寸 (3-11) 式中 型腔的深度尺寸;高度尺寸;对于大型塑件可取较小值;将相关参数代入式(3-11),经计算得出: 设计出凹模如下图3-5、3-6所示。 图3-5 上凹模 图3-6 下凹模3.4.4 凸模尺寸计算(1)径向尺寸 (3-12) 式中 型芯径向尺寸; 塑件外形径向尺寸; 塑料平均收缩率;修正系数; 公差值。将相关参数代入式(3-12),经计算得出: (2)深度尺寸 (3-13)式中 型芯的深度尺寸; 高度尺寸;对大塑件取较小值,故公式可在1/2-2/3范围选取。将相关参数代入式(3-13),经计算得出: 3.4.5型芯尺寸计算(1)侧型芯深度尺寸 (3-14)式中 侧型芯的深度尺寸(mm); 塑件各部分的深度尺寸(mm); 修正系数,一般精度小型塑件取为。根据公式(3-14), 设计成型塑件中间圆弧段的型芯如图3-7 图3-7 圆弧型芯3.4.6 型腔侧壁以及底板厚度尺寸(1)型腔侧壁厚度计算不论是圆形还是矩形型腔,均有整体式和组合式两种结构形式,组合式型腔常见为侧壁制成整体再与底板组合,在高压熔体的作用下,侧壁的弹性变形将使侧壁与底板之间出现纵向间隙,当间隙过大则可能导溢料。按第三强度理论得出强度计算公式 ) (3-15)式中 型腔侧壁的厚度; 型腔内半径; 型腔内的熔体压力,取30; 模具钢的许用力,取160。根据公式(3-15), 本设计型腔侧壁厚度为19.8mm。(2)底板厚度计算底板厚度计算是指平面不与动模板或定模板紧贴而用模脚支承的情况,对于底板的底平面直接与定模板紧贴的情况,其厚度反需由经验决定即可。 (3-16)式中 底板的厚度; 型腔内半径。根据公式(3-16),本设计底板厚度为20mm。3.6 本章小结本章主要对模具成型零件进行设计,型腔确定为一模四腔、注射机选择的型号为SZ-60/450、模架确定为315315的A4型标准模架以及分型面的确定、模具材料的选择、凸凹模尺寸的计算等。并对凹模的底面和壁厚的强度进行了校核。本设计凹模的最小侧壁厚和凹模的底板厚度小于按强度计算厚度,所以该模具符合强度要求。第4章 浇注系统注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的一段熔体的流动通道,它由主流道,分流道,冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质,传热,传压情况决定着塑件的内在和外表质量,它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度,所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。浇注系统设计的基本原则:1 适应塑件的工艺性 为此,应深入了解塑料的工艺性,分析浇注系统对塑料熔体流动的影响,以及在充模,保压补缩和倒流各阶段中,型腔内塑料的温度,压力变化情况,以便设计出适合塑料工艺特性的理想的浇注系统,保证塑件的质量;2 排气良好 排气的顺利与否直接影响成型过程和塑件质量,不能顺利排气会使注射成型过程充填不满或产生明显的熔接痕等缺陷。因此,浇注系统应能顺利地引导熔体充满型腔,并在填充过程中不产生紊流或涡流,是型腔内的气体能顺利地排出;3 流程要短 在保证成型质量和满足良好排气的前提下,尽量缩短熔体的流程和减少拐弯,以减少熔体压力和热量损失,保证必需的充填型腔的压力和速度,缩多填充及冷却时间缩多,缩短成型周期,从而提高效率,减少塑料用量;提高熔接痕强度,或使溶接痕不明显。对于大型塑件可采用多浇口进料,从而缩短流程;4 避免料流直冲型芯或嵌件 高速熔体进入型腔时,要尽量避免料流直冲小型芯或嵌件,以防型芯和嵌加变形和位移;5 修整方便,保证塑件外观质量 设计浇注系统时要结合塑件大小,结构形状,壁厚及技术要求,综合考虑浇注系统的结构形式,浇口数量和位置。做到去除,修整浇口方便,无损塑件的美观和使用。例如电视机,录音机等外壳,浇口绝不能开设在对外观有严重影响的外表面上,而应设在隐蔽处;6 防止塑件变形 由于冷却收缩的不均匀性或需要采用多浇口进料时,浇口收缩等原因可能引起塑件变形,设计时应采取必要措施以减少或消除塑件变形;7 浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小,容积也应尽量少,这样既能减少塑料耗量,又能减小所需锁模力;浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称,浇注系统与型腔的布置应尽量减小模具的尺寸。4.1 主流道主流道是指紧接注塑机喷嘴到分流道为止的那一段锥形流道,通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上,断面为圆形,有一定的锥度,目的是便于冷料的脱模,同时也改善料流的速度,因为要和注塑机相配,所以其尺寸与注塑机有关,在卧式或立式注射机用的模具中,主流道垂直与分型面,其几何形状如图4-1所示。 图4-1主流道其设计要点如下:(1)主流道通常设计成圆锥型,其锥角=13;内表面粗糙度Ra=0.3。(2)为防止主流道与喷嘴处溢料,主流道对接触紧密对接,主流道对接处应制成半球凹坑,其半径小端直径R=R+(12)mm;其小端直径d= d+(0.51)mm 凹坑深度h=35mm。(3)为减小料流转向过渡时的阻力,主流道大端呈圆角过渡,其圆角半径r=13mm。(4)在保证塑料良好成型的前提下,主流道L应尽量短,否则将增多流道凝料,且增加压力损失,使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定,一般取L60mm。由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞,所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套,以便选用优质的钢材单独加工和热处理。根据手册查得SZ-60/450型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴球半径:R0=20mm 喷嘴口直径:d0=4.5mm 根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(12)mm,d=d0+1.5mm 取主流道球面半径:R=15mm 取主流道小端直径:d=6mm 为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其锥度为13。经换算得主流道大端直径D=50mm。4.1 冷料穴设计冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料,以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设计在主流道的末端,当分流道较长时,在分流道的末端有时也设冷料穴。冷料穴底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽,使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用4.2 分流道设计分流道是指主流道与浇口之间的一段,它是熔融塑料由主流道流入型腔的过度段,也是浇注系统中通过段面积变化和塑料转向的过度段,能使塑料得到平稳的转换。分流道的断面形状尺寸大小,应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料工艺特性、注射速率,分流道长度等因素来确定,应能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间。其设计要点是:1 保证正常的注射成型工艺条件下,分流道与型腔排列要紧凑,以减小模具尺寸和缩短流程,使熔体到达浇口时,温度和压力降低最少;2 长的分流道应该在末端开设冷料穴;3 在多型腔注射模具中,设计的分流道应能保证各型腔均衡的进料,因此同一模具成型同一塑件时,各分流道截面积和长度应相等;4 分流道表面粗糙度一般为。实践证明,流道内料流的外层流速较低,容易冷却而形成固定表层,有利于流道保温;5 分流道可开设在动模或定模,也可同时在动定模开设。主要依据塑料特性、加工性和模具结构而定。当分流道开设在定模一侧,并浇口处延伸很长时,要加设分流道拉杆,便于开模后冷料易脱模;6 在考虑型腔与分流道布置时,最好使塑件和分流道在分型面上总投影面积的几何中心和锁模力中心重合。分流道对熔体的阻力要小,应在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下,分流道的截面积与长度尽量取小值,尤其对于小型塑件更为重要。分流道转折处应以圆弧过渡。基于上述原因,三通管模具设计采用梯形截面的分流道。表4-2 分流道尺寸名称符号尺寸计算方法分流道长度按具体尺寸确定,不宜过长或过短,一般为:取L=15mm式中 D主流道大端直径,但L应大于分流道与浇口过渡圆角,取为24.4 浇口浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道,它是浇注系统的关键部分,浇口的形状,数量,尺寸和位置对塑件的质量影响很大,浇口的主要作用有两个,一是塑料熔体流经的通道,二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多,有点浇口,侧浇口,直接浇口,潜伏式浇口等,各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定,该模具采用点浇口,其有以下特性:(1)优点是浇口位置能灵活确定,浇口附近变形小,多型腔时采用点浇口容易平衡浇注系统对于投影面积大的塑件或容易变形的塑件,采用多个点浇口能够取得理想的效果。(2)缺点是由于浇口的面积小,流动阻力大,需提高注射压力,宜于用成型流动性好的热塑性塑料。采用点浇口时,为了能取出浇注系统凝料,须使用拉料杆。4.5 浇口套的设计材料采用T8A,经淬火洛氏硬度为5055HRC。其余应符合GB/T41702006的规定,设计尺寸如图43,示注表面粗糙度Ra1.6m。 图4-3 浇口套的设计4.6 定位圈设计为了便于模具在注射机上安装以及模具浇口套与注射机的喷嘴孔精确定位,应在模具上安装定位圈,用于与注射机定位孔匹配。定位圈除完成浇口套与喷嘴孔的精确定位外,还可以防止浇口套从模内滑出。根据 SZ60/450设计的定位圈如下图4-4 图44 定位圈4.7 本章小结本章主要对模具的浇注系统进行了设计,包括对主流道、分流到、浇口以及浇口套的设计,其中浇口采用的是点浇口的形式。浇注系统的设计是否合理,将直接影响成型品的外观、内部质量、尺寸精度和成型周期,故其是模具设计的重要环节,因此不容忽视。第5章 导向机构设计5.1 导向机构的设计导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合,起定位和定向作用。例如,使凸模的运动与加压方向平行,保证凸凹模的配合间隙;在推出机构中保证推出机构运动定向,并承受推出时的部分侧压力;在垂直分型时,使垂直分型拼块在闭合时准确定位等。绝大多数导向机构由导柱和导套组成,称之导柱导向机构,此外也有锥面、销等作定位导向结构。因此,导向机构主要有导柱导向和锥面导向定位两种形式,其设计的基本要求是导向精确,定位准确,并具有足够的强度、刚度和耐磨性。5.1.1 导柱的设计导柱 国家标准规定了两种结构形式,带头导柱和有肩导柱。有的导柱开设油槽,内存润滑剂,以减小导柱导向的摩檫,小型模具和生产批量小的模具主要采用带头导柱,大型模具和生产批量大的模具多采用有肩导柱。中小型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/201/35。大型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/301/40。具体直径可查塑料模架标准。国家规定导柱头部为接锥形,截锥形长度为导柱直径的1/3,半锥角为10 15 ,也有头部采用半球形的导柱,导柱具体尺寸可查有关国家标准;具体如下图5-1 图5-1 导柱5.1.2 导套的设计导套 直导套多用于较薄的模板,比较厚的模板须采用带头导套,导套壁厚通常在3-10mm ,视内孔大小而定,大者取大值,带头导套轴向固定容易,直导套装入模板后,应有防止被拔出的结构,导套具体尺寸可查有关国家标准。具体如下图5-2图5-2 带头导套5.1.3设计导柱和导套须注意的事项1 合理布置导柱位置,导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度;导柱不应设在矩形模模具四角的危险断面上,通常设在长边离中心线的1/3处最安全。导柱布置方式常采用等直径不对称布置,或不等直径对称布置; 2 导柱工作部分长度应比型芯端面高出68mm ,以确保其导向与引导用;3 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7(低精度时采用H8/f8,甚至H9/f9)导柱固定部分配合精度采取H7/k6;导套外径的配合精度采取H7/6。配合长度通常取配合直径1.52倍,其余部分可以扩孔,以减小摩檫,并降低加工难度;4 导柱与导套应有足够的耐磨性,多采用低碳钢经渗碳淬火处理,其硬度为HRC48-55,也可采用T8或T10碳素工具钢,经淬火处理。导柱工作部分的粗糙度为RaR0.4,固定部分为Ra0.8;导套内外圆柱面表面粗糙度取Ra0.8为妥;5 导柱可以设置在动模一边或定模一边,设在动模一边可以保护型芯不受损坏,设在定模一边便于塑件脱模,一般情况下导柱多设在有型芯的一边,有时动定模两边均设有导柱,分别起着不同的作用;6 导柱头部应制成截锥形或球头型;导套的前端也应导角,一般导角半径为12mm。5.3 本章小节本章主要进行了导向机构的设计,常用的导向部件由导柱和导套组成,对导向机构的功用有了基本了解,阐述了设计理念,并提出了设计导柱、导套时候的注意事项。第6章 脱模机构设计6.1 脱模机构的选择6.1.1确定推出机构在注射成型的每一个循环中,都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出,模具中这种脱出型件的机构称为推出机构(或称脱模机构)。推出机构的作用包刮推出,取出两个动作,即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离,称为脱出,然后把其脱出物体从模具内取出。脱模机构的设计原则:1 塑料滞留于动模边,以便借助于开模力驱动脱模装置,完成脱模动作,致使模具结构简单;2 防止塑件变形或损坏,正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位,与针对性的选择合适的脱模装置,是推出重心与脱模阻力中心重合;3 力求良好的塑件外观,在选择顶出位置时,应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时,尤其要注意这个问题;结构合理可靠,脱模机构应工作可靠,运动灵活,制造方便,更换容易,且具有足够的强度和刚度。6.1.2脱模力计算将塑件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。塑成型后由于体积收缩,对型芯产生包紧力,塑件要从型芯上脱出就必须克服因包紧离而产生的摩擦阻力。 (6-1)式中 最大脱模力或开模力,N; 型芯或凸模被塑件包紧部分的面积,A=2378 由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力,一般取812MPa; 摩擦系数,一般取0.10.3;脱模斜度。根据公式(6-1) 由以上计算得出推板推出一个塑件的最大脱模力为Fmax推总3.000KN,模具为一模两腔,则模具总的推杆推出的最大脱模力为6.000KN。所选注射机的额定推出力为10KN,所以注射机的额定推出力能够满足模具的推出机构的要求。6.2 抽芯距和抽芯力的计算6.2.1 抽芯距离的确定侧向抽芯或侧向瓣合模从成型位置到不妨碍制品顶出脱摸位置所移动的距离称为抽芯距,用S抽表示,为了安全起见,抽拔距通常应比侧孔或侧凹的深度大2-3mm。但在侧向型芯或瓣合模块脱出侧孔或侧凹以后,其几何位置有限于制品脱摸的情况下,抽芯距不能简单依靠这种方法确定。所以,根据上所述本套模具的抽芯距可取S=13.22mm。 6.2.2 抽芯力的计算抽芯所需的力叫抽拔力,它的性质与影响因素和脱模力相同,事实上侧向抽芯力就是塑件脱出侧型芯需要的脱模力,所以其计算方法和脱模力相同。6.3 斜导柱的设计6.3.1斜导柱的倾角斜角与脱模力及抽芯有关,角度大则斜导柱所受弯曲力要增大,所需开模力也增大。因此,希望角度小些为好。但是当抽芯距一定时,角度小则使斜导柱加长,斜导柱倾角一般在之间选取,最常用的是18和20(本设计选用20)。锁紧块角度应比斜导柱倾斜角大231 开模时,滑块和锁紧块必须分开,之后斜导柱才能拔动滑块实现侧向抽芯;2 合模时,如果滑块由斜导柱复位,如果的话,锁紧块和滑块就会发生干涉,称撞模。当抽拔方向垂直于开模方向时,为了达到要求的抽芯距,所需的开模行程与斜销的倾角的关系为 (6-2) 斜销有效工作长度 (6-3)根据公式(5-2),;根据公式(5-3),。抽芯时滑块在斜导柱作用下沿导滑槽运动,当忽略摩擦阻力时,斜导柱所受的弯曲力 (6-4)根据公式(5-4),取,查参考文献1取斜导柱直径8mm 图6-1 开模行程和斜导柱的受力分析6.3.2斜导柱的长度计算斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾角以及斜导柱固定板厚度等有关。斜导柱的总长为: (6-5)式中 斜导柱总长度; 斜导柱固定部分大端直径; 斜导柱工作部分长度; 斜导柱工作部分直径; 抽芯距。根据公式(5-5), 6.3.3斜滑块的确定1 滑块设计 滑块是斜导柱抽芯机构中的重要零部件。她上面安装有侧向型芯或成型镶块,注射成型和抽芯的可靠性都需要它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体制品和模具结构灵活设计,既可与型芯做成一个整体,也可采用组合装配结构,整体式结构多用于型芯较小和形状简单的场合,而组合式结构则市把型芯与滑块分开加工,然后装配在一起,采用组合式结构可以节省优质刚材(型芯用钢一般比滑块用钢要求高),并使加工变得比较容易。因为本设计的三通管属于型芯较小塑件,所以采用整体式。2 滑槽设计 侧向抽芯过程中
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