294 玩具后盖注塑模具设计【任务书+毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】
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294 玩具后盖注塑模具设计【任务书+毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】,玩具,注塑,模具设计,任务书,毕业论文,cad,图纸,机械,全套,资料
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桂林航天工业高等专科学校 毕业设计（论文）任务书 系 别 机械工程系 专 业 模具设计与制造 学生班级 2004032103 姓 名 骆 雄 学 号 200403210301 指导老师 叶 东 职 称 设计（论文）题目及专题 设计所用原始资料： 设计的主要内容 任务下达日期 ： 200 年 月 日 学生提交设计期限： 200 年 月 日至 200 年 月 日 组织实施单位： 教研室主任意见 ： 签 字： 200 年 月 日 系领导小组意见： 签 字： 200 年 月 日 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 1 页 共 25 页 1 目 录 第一章 设计任务书 2 第二章 塑件分析 2 第三章 成型设备的选择 与校核 6 第四章 成型零部件的设计与计算 10 第一节 成型零件的结构设计 10 第二节 排气系统 11 第三节 浇注 系统 11 第四节 模架的选取 13 第五章 脱模机构的设计 13 第一节 脱模力的计算 13 第二节 推出机构的计算 15 第六章 侧向分型与抽芯机构的设计 16 第七章 合模导向机构的设计 16 第八章 温度调节系统 16 第九章 注射机参数的校核 17 第十章 模具零件加工 18 谢辞 25 参考文献 25 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 2 页 共 25 页 2 第一章 设计任务书 一、 目的 ： 本设计是在完成了 塑料成型工艺与模具设计 等专业课后进行的一项重要的教学实践活动，是使学生综合运用所学知识，掌握 塑料 模具设计的方法、步骤和思路；以及塑料模具成型零件的制造工艺的编制方法。 二、 任务和要求： 设计一副塑料模具，绘制模具装配图和非标准零件图。 说明书。内容包括： ） 产品零件的成型工艺分析和结构分析。 ） 必要的计算过程。 ） 模具结构的选择分析。 ） 模具工作原理（动作）分析；零件制造工艺选择分析（内容包括：成本经济性、加工精度、加工质量、加工效率等）。 第二章 塑件分析 一：材料的选择 该塑件为 玩具 。根据参考资料 2塑料成型工艺与模具设计 ，选择其材料为 丙烯腈 丁二烯 苯乙共聚物（ 程材料 ， 介绍如下： 基本特性： 二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 烯腈使 业 设计说明书 2016 第 3 页 共 25 页 3 性及表面硬度，丁二烯使 乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 味，呈微黄色，成形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、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。 于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性 不高，连续工作温度为 70 变形温度为 93 气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。 织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等。 以成型压力比较高，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少浇口对流道的阻力；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 C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在 60 80 C 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 4 页 共 25 页 4 注射类型 螺杆式 螺杆转速（ r/ 3060 喷嘴形式 直通式 温度（） 190200 料筒温度 前段 （） 200210 中段 （） 210230 后段 （） 180200 模具温度（） 5080 注射压力（ 70120 保压力（ 5070 注射时间（ S） 35 保压时间（ S） 1530 冷却时间（ S） 1530 成型周期（ S） 4070 二：塑件结构分析 结构特点：该塑件 最大壁厚大概是 3体外部 没有很高的 要求，所以 可以采用点浇口的形式 。由于该塑件较小，采用一模多腔比较合适。壳体内部结构较复杂，所以采用镶嵌式凸凹模结构。 改塑件分为上下两壳，如图 1、图 2和图 3 所示： 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 5 页 共 25 页 5 图 1 塑件后盖图 图 2塑件前盖图 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 6 页 共 25 页 6 图 3塑件前盖图 第三章 设备的选择与校核 为了保证注射质量和充分发挥设备的能力 ,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步确定注射机的类型。根据理论和在实际生产中的经验得出塑件和浇注道之间材料的总和应该在注射机理论注射量的50%80%之间。 （一）、型 腔数量的确定 要点：既要保证最佳的生产经济性，技术上又要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料件最佳的技术经济性。 塑料制作的批量和交货周期方面：该塑件是大批量生产的产品，交货周期要短，使用多型腔模具可提供独特的优越条件。 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 7 页 共 25 页 7 质量控制要求方面：该塑件不属于高精度生产要求的产品，精度要求不高采用多型腔有较高的生产效率。 塑料品种和其他方面：该塑件所用塑料为 动性能好；浇口位置在靠近塑件边缘上，另外塑料尺寸小，形状简单。 经过以上分析和本人经验所得，总结出：采用一模四腔是最佳形式，具有最佳的 经济性 。 （二）型腔的布局 要点：型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。 经分析本人确定的型腔布局为平衡式型腔布局 如图 4所示： 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 8 页 共 25 页 8 图 4型腔布局图 （三） 选用注塑机 1锁模力 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，应使塑料熔体对形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力，即： F （ P = 90 80% = 中： F注射机的额定锁模力（ N） P塑件熔体对形腔的成型压力（ 大小一般是注射压力的80%。 0 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 9 页 共 25 页 9 2注射量 模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关 ,设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注 射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的 80%，由此有： m（ ： m注射机允许的最大注射量（ g） 3开模行程 S（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离，它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度，注射机最大开模行程： S = 5 10 = 12 + 23 + 10 = 45 中： 出距离（脱模距离）（ 浇注系统凝料在内的塑件高度（ 根据以上计算和所用塑料的有关数据，选用注射机为： 注射机的参数 合模力（ 500 注射压力（ 122 额定注射量（ 60 最大开 (合 )模行程（ 180 拉杆空间（ 190*300 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 10 页 共 25 页 10 注射行程（ 170 模具厚度（ 最大 200 最小 70 喷嘴球面半径（ 12 喷嘴直径（ 2 （四） 分型面 要点： 1、分型面选在塑件最大轮廓处； 2、要便于塑件顺利脱模； 3、满足塑件外观质量要求； 4、便于模具加工制造。 分析：塑料件表面有外观质量要求，不允许留下痕迹，而且有较大的拔模角，分型面设在塑件中部不能顺利脱模。塑件开模后要留在动模上侧，以便于顶出脱模如果设计在塑件边缘上，则 采用平直分型面， 分型面设计如图 5所示： 图（ 5）分型面形式 这种设计虽然不够曲面分型面的排气效果好，但模具加工制造要简易得多，加式费用也可节省很多，总之是利大于弊了。 第 四 章 成型零部件的设计与计算 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 11 页 共 25 页 11 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、型芯、镶块、凸模和成型杆等。 第一节 成型零件的结构设计 一、凹 模的设计： 凹模是成型塑件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为 整体式和组合式两类。该塑件底面较复杂，但是为了使产品的美观，决定采用整体式凹模。即塑件中所有凹入的地方都做成一个整体。 二、 凸模和型芯的设计： 凸模和型芯是成型塑件内表面的零件。 凸模的结构 分析该塑件，结构比较复杂，且位置关系有一定的要求，为了保证位置关系以及尺寸，将凸模设计为整体式。 第二节 排气系统 利用型芯与模板的配合间隙排气，间隙控制在 第三节 浇注系统 1、主流道和浇口套的设计 为了便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面粗糙度应为 于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所有模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，简称浇口套，以便选用优质钢材（如 独加工和热处理（硬度为 57）。由于在浇口套的小端设计有分流道，必须要止转，所有浇口套设计成整体嵌入式，大端用螺丝坚固在定模固定板上。如图 6所示： 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 12 页 共 25 页 12 图 6主流道形式 d = 注射机喷嘴直径 + 1 = 3 R = 喷嘴球面半径 + 2 = 14 mm h 球面配合 高度 = 5 取 6 、分流道的设计 选用圆形截面的流道，虽工艺性不佳，但流动性，传热性等方面都好，流道也尽量做到最短，以减少热量和压力的损失。 所以设计如 图 7所示： 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 13 页 共 25 页 13 图 7分流道形式图 3、浇口的设计： 产品表面不允许有浇口痕迹，所以浇口位置设在塑件里面，就 必须采用潜伏式浇口，另外考虑到流动性和脱模等方面，所以设计成如图 8所示： 图 8浇口设计图 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 14 页 共 25 页 14 4、冷料穴的设计 冷料穴设计在流道较角处，为了方便把流道取出，使其保留在动模一侧，便于脱模，冷料穴也可作为拉料的作用 。 第 四 节 模架的选取 模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结构形式、推出机构、合模导向机构等方面。根据成型零件的计算和，还有注射机的参数，尽量选取标准模架 . 第 五 章 脱模机构的设计 第一节 脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。塑件脱模时的型芯的受力分析如图 9 所示： 图 9 型芯受力分析图 根据力平衡原理，列出平衡式： 0业 设计说明书 2016 第 15 页 共 25 页 15 则： c o ss i n 式中 塑件对型芯的包紧力； F 脱模时型芯所受的摩擦阻力； 脱模力； 型芯的脱 模斜度。 又 是 )s i nc o s( ： 由此可得： )s i nc o s( 塑料对钢的摩擦系数，约为 A 塑件包容型芯的面积； p 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下模外冷却的塑件 p 约取 107内冷却的塑件约取 07 第二节 推出机构的设计 一、推出机构的选择：选择推杆推出机构 推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，滑动阻力小，推出效果好。根据塑件的分析和推杆的设计要点 ,选择圆形推杆推出机构，其尺寸为 4术要求 : 1、 材料 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 16 页 共 25 页 16 2、 热处理要求 50 3、 工作配合部分表面粗糙度 m 二、推出机构的导向与复位 为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后推出 机构能回到原来的位置，需要设计推出机构的导向与复位装置。 一）、导向零件 推出机构的导向零件，通常由推出导柱与推板导套 所组成，其导向装置见装配图。 二）、复位零件 用复位杆复位，采用圆形截面，设置四根复位杆，位置设在 推杆固定板的四周，以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面 与所在的动模平齐。 第 六 章 侧向分型与抽芯机构的设计 该塑件由于挂钩的地方跟分型面是平行的，所以要设计出抽芯机构，具体结构见非标准零件图。 第 七 章 合模导向机构设计 本设计采用导柱导向定位。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。 一、导柱 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 ，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用 55，导柱固定部分表面粗糙度 m，导向部分 m，本设计采用四根导柱，固定端与模板间采用H7/导向部分采用 H7/隙配合。 二、导套 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 17 页 共 25 页 17 导套常采用带头导套的形式，采用 H7/体结构尺寸见装配图。 第 八 章 温度调节系统 为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料 度和流动性一般，模温为 50 80，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计设计采用的是水冷却，经济实惠。 冷却系统机构的确定： 对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。具体结构见装配图。 第 九 章 注射机参数的校 核 一 、模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核 1、 喷嘴尺寸 注射机的喷嘴球面半径为 12本次设计的模具主流道始端凹下的球面半径为 13之相适应，故满足要求。 2、 模具厚度 模具厚度 H 必须满足： H 中 :射机允许的最小模具厚度；即动、定模板之间的最小开距；模具外形尺寸。 本设计的模具外形尺寸为 30000注射机模板尺寸为 33040其范围内，故满足要求。 二、行程的校核 开模行程 S（合模行程）指模具开合过程中动模 固定板的移动距离。它的桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 18 页 共 25 页 18 大小直接影响模具所成型的塑件高度。 注射机 最大开模行程 模具无关，它的开模距离由连杆机构的冲程或其它机构的冲程所决定的，不受模具厚度的影响，由于此模具是双分型面注射模。 由参 1公式（ 4 S=2+a+510 S 开模行程 推出距离（ 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ a 取出浇注系统凝料必须的长度（ 注射机允许的最大模具厚度 ; 注射机模具最小厚度为 70大模具厚度为 200次设计的模具厚度为 200模具厚度满足要求。 初步估算 S 满足要求。 三、顶出装置的校核 号的注射机的顶出装置为两中心顶杆机械顶出，此模具的顶出机构也采用中心顶杆机械顶出，故相适应。 第十 章模具零件加工 （一）塑料模具制造技术要求 模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求： 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 19 页 共 25 页 19 a、组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。 b、组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活 动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必须达到设计要求 d、为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。 一、加工要求 : 1）模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于 ）模具成型表面的内外锐角、尖边、图样上未注明圆角时允许不大于 型面及结合面除外）。当不允许有圆角时。应在图样上注明。 3）图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按 孔按 按 度按 4）模具中各承压板（模板）的两承压面的平行度公差按 级。 5）导柱、导套孔对模板平面的垂直度公差按 录一的 4级。导柱、导套之间的配合按 H8/ 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 20 页 共 25 页 20 6）模具中安装镙钉（镙栓）之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于 2相应各孔配作。 7）导柱 (直导柱、台肩导柱 )其配合部位的大径与小径的同轴度公差 级。 8）导套（直导套、带头导套）外圆与内孔的同轴度公差 级。 9）主流道衬套的中心锥孔应研磨抛光，不得有影响脱浇口的各种缺陷。 二 、装配要求： 1）顶出制品的推杆的端面与所在的相应型面保持齐平，允许推杆端面高出型面不大于 2）注射模的复位杆，其端面应与模具分型面齐平，允许低于分型面不大于 3）型芯、凸模、镶件等，其尾部高度尺寸未注明公差时，其端面应在装配后与其配合的零件齐平。 4）制品同一表面的成型腔分布在上、下模或两模时，装配后沿分型面的错边不大于 其组合尺寸不超过型腔允许的极限尺寸。 5）凸模与凹模装配后的配合间隙，应保持周围均匀。 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 21 页 共 25 页 21 6）需保持同轴的两个以上零件，其同轴度必须保证装配要求，使 各配合零件能顺利装卸，活动自如。 7）模具导向件的导向部分，装配后保证滑动灵活，无卡滞现象。 8）模具中供两次分型用的拉杆、拉板装配后，各工作面应在同一平面内，允许其极限偏差为 9）模具装配后，两安装平面应保持平，其平行度公差按按 级。 三、综合要求 : 1）模具、模架及其零件的工件表面，不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈蚀等缺陷。 2）经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有脱碳、软点、氧化斑点及裂纹等缺陷。热处理后应清除氧化皮，脏物油污。 3）配通用模架模具，装配后两侧面应进 行同时磨削加工，以保证模具能顺利装入模架。 4）模具的冷却水道应保证畅通。 （二）零件加工 桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 22 页 共 25 页 22 成型零部件：为了保证导向作用，动、定模的导柱，导套孔的孔距精度应控制在 内。因此，必须用坐标镗床对动、定模镗孔。在缺少坐标镗床的情况下，较普遍采用的方法是将动、定模合在一起，在车床、铣床或镗床上进行镗孔。成型零部件采用优质碳素工具 度高，耐磨性好，热处理变形小，有时还要求耐腐蚀，调质淬火低温回火55芯的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工，再铣型芯， 钻推杆孔，加工浇口。 型腔的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径，留余量在数控铣上加工成型，再用电火花加工成型。 导柱导套加工：孔径与导柱相配，一般采用 H7/了保证导向作用，要求导柱、导套的配合间隙小于凸、凹模之间的间隙。外径与上模座相配，采用 H/一端则与导套滑动配合。为了保证导向精度、加工时除了使导柱、导套的配合符合尺寸精度要求外，还应满足配合表面间的同轴度，即导柱两个外圆表面间的同轴度以及导套外圆与内孔表面的同轴度要求。为了使导柱、导套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良 好韧性，用 面耐磨、有韧性、抗弯曲。不易折断，热处理：表面淬火，低温回火 55柱在热处理后修复中心孔，最后进行磨削时，可利用两端中心孔进行装夹，并应在一次装夹中将导柱的两个外圆磨出，以保证两表面间的同轴度。导套磨削加工时，可夹持非配合部分，在万能磨床上将内外圆配合面一次装夹磨出，以达到同轴度要求。用这方法加工时，夹持力不宜过大，以免内孔变形。或者是先磨内圆，再以内圆定位，用顶尖顶顶住芯轴磨外圆。这种加工方法不仅可以保证同轴度，且能防止桂林航天工业高等专科学校 毕业 设计说明书 2016 第 23 页 共 25 页 23 内孔的微量变形。导柱、导套端部转弯处必须圆滑，以防止在运 动中将配合面划伤。因此，全部精磨后，必须用油石将圆弧
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