动片瓷件塑料成型工艺及注塑模具设计【注射模】.doc
动片瓷件塑料成型工艺及注塑模具设计【注射模含11张CAD图带卡片】
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动片瓷件
塑料
成型
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注塑
模具设计
注射
11
十一
cad
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动片瓷件塑料成型工艺及注塑模具设计【注射模含11张CAD图带卡片】
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- 内容简介：
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动片瓷件塑料成型工艺及注塑模具设计【注射模】摘要：系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响分析，浇注系统的设计，模具成型部分和总装结构的设计。介绍了端盖注塑模具设计时要注意的要点，并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发，对端盖注塑模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 CAD 进行各重要零件的设计。关键词：工艺分析；塑件成型；浇注系统；模具结构。Rotor china piece of plastic molding and processing handicraft and design for die and mouldAbstract：The molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details.Key words: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure.目 录1 绪论11.1 国内模具的现状和发展趋势11.1.1 国内模具的现状11.1.2 国外模具的发展趋势21.2 国外模具的现状和发展趋势 31.3 动片瓷件注塑模具设计与制造方面31.3.1 动片瓷件注塑模具设计的设计思路3 1.3.2 动片瓷件注塑模具设计的进度42 模塑工艺规程的编制5 2.1 塑件的工艺性分析52.1.1 塑件的原材料分析5 2.2.1 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析52.3 计算塑件的体积和质量52.4 塑件注塑工艺的确定62.5 塑料成型设备的选取73 注塑模的结构设计83.1 分型面选择83.2 确定型腔的数目及排列方式83.2.1 按注射机的额定锁模力确定型腔数量 N183.2.2 注射机注塑量确定型腔数目 N293.2.3 型腔的排列方式93.3 浇注系统设计103.3.1 主流道设计103.3.2 分流道设计103.3.3 浇口设计113.3.4 排气结构的设计113.3.5 主流道衬套的选取113.4 推出机构设计113.5 成型零件结构设计123.5.1 型腔的设计123.5.2 型芯的设计144 模具的有关计算165 模具加热和冷却系统的设计176 模具闭合高度确定187 注塑机有关参数的校核198 绘制模具总装图和非标零件工作图208.1 本模具总装图和非标零件工作图见附图208.2 本模具的工作原理20总结21致谢22参考文献231 绪 论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1 国内模具的现状我国加入 WTO 之后，给国内模具制造业既带来冲击又带来机遇，但总体来说是机遇大于挑战。因为，我国加入 WTO 之前，模具进口已基本属于免税产品，国内的模具企业长期以来就不依赖关税壁垒的保护，存活下来的企业很早就经受了全球经济一体化竞争的考验。而且，加入 WTO 以后，国内企业在选择国外进口生产装备和钢材方面有了更广阔的选择余地和价格下调空间，为国内模具制造业在提高品质、降低成本、提高市场竞争力方面创造了有利的条件。 目前，国内的模具制造业总体发展水平良好，2003 年我国模具业总产值增长 25%左右，达到 450 亿元人民币，约合 50 亿美元，位居世界第三。模具企业的加工水平得到很大提高，出口创汇能力大大增强，既在国内市场抵抗住境外厂商的挤压，又在国际市场上表现出较强的竞争力。但同时，国内模具企业在发展过程中也暴露出一些问题：一是规模偏小；二是技术偏低；三是涉及领域狭窄；四是对相关行业的影响带动能力不大。综合以上因素，国内模具制造业总体效益还没有发挥最好水平，其在国民经济中的基础性作用尚不明显。为了扭转这种情况，业内专家一致认为，因应继续加强行业技术和资源的整合 技术领域要加强分工协作 近年来，国内模具尽管出口在增加，国际竞争力水平有所提升，但大多集中于中低档领域，模具的技术水平偏低，附加值偏低，部分高精模具还要依赖进口。所以，国内的模具制造业在各自的领域要加强整合，技术开发方面要实行分工协作，狠抓新技术、新工艺方面的研究，逐步形成有分工、有协作、多领域、全方位的科研开发格局，推出具有自主知识产权的模具产品。在研究的过程中，我们必须克服关门主义和单打独行的做法，完全可以在前辈和同行们所积累的经验基础上做一些前瞻性的研究，而不必埋头重复做一些别人已经做过的技术工作，导致人才和资源的浪费。 国内模具企业传统的制造方法一般是大至型芯、型腔，小至一个螺钉、销钉都要自己设计、生产，结果造成阵线过长，批量大少，既浪费了精力和资源，也无法保证在每一个环节都能拥有高级专业化水准，我们的模具制造商完全可以去市场上找那些专业厂家去做模板、模架、导柱、导套、销钉、螺钉，自己只加工最专业的模具的型芯、型腔组件，甚至就是在核心技术中，也只做专业技术要求最高的一部分。可以想象，由于动员了社会的力量和资源，我们的规模更大了，我们的专业化水平更高了，随着竞争力的加强，我们的市场份额也会扩大，我们分流部分零部件加工所造成的损失将会在更大的市场空间内得到补偿。所以，我们的模具加工业千万不要再做那种事必躬亲、老死不相往来的闭塞型生产研制之路。后工业化时代更大规模的社会化生产为我们分工合作创造了极为便利的条件，我们必须通过更加细致的社会分工来提高效率和专业化水平，从而提高模具制造业的整体经济效益和竞争能力。 由于模具制造过程既涉及到高技术工艺的运用，又涉及到新材料应用研究，这些都是跨行业、跨地区，专业技术要求非常高的研究领域，如果仅仅靠某一个模具制造企业，甚至单单依靠模具行业本身都是无法得到有效解决的难题。要解决这些难题，我们的行业组织必须要发挥见多识广、联系广泛，具有宽泛视野和强大影响力的优势，组织行业内部集体攻关或者委托其他科研院所加紧研究，为企业生产经营活动提供必要的帮助和指导。而目前的状况是竞争使企业在技术上处于一种无序的研发状况，很多企业热衷于新产品的开发而忽视了一些基础研究工作，譬如新材料应用、热处理工艺以及表面处理工艺。如新加坡一个制造商在江苏办了一家合资企业，模具加工在国内生产，但最后却要空运到国外进行离子注入表面处理，成本是增加了，但模具的利润却可以提高十几倍甚至几十倍。由此可见，我们不能在低水平领域过多的相互倾轧，而是要在行业组织引导下，开展跨地区、跨部门、跨行业的合作，共同把我们模具制造业的基础夯实。 1.1.2 国内模具的发展趋势未来我国的模具将呈现十大发展趋势：一.是模具日趋大型化。这是由于用模具成型的零件日渐大型化 和高生产效率要求发展的“一模多腔 ”所造成的。二.是模具的精度将越来越高。10 年前精密模具的精度一般为 5 微米，现在已达到 2-3微米，不久 1 微米精度的模具将上市。这要求超精加工。三.是多功能复合模具将进一部发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能也要求越来越高。四.是热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，因此热流道技术的应用在国外发展很快，许多塑料模具厂所生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术，有的厂家使用率达到 80%以上，效果十分明显。热流道模具在我国也已生产，有些企业使用率上升到20%30%。五.是随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很强。六.是标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用在“十五”期间必将得到较大的发展。七.是快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量的的生产时代，21 世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到 75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面花样变化平凡，要求模具的生产周期愈短愈好。因此，开发快速经济模具将越来越引起人们的重视和关注。八.是随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。同时由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。十.是模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。1.2 国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并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。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是“大而专“、“大而精 “。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（ VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90% ，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高。故人均产值也较高。我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520 万美元，有的达到 2530 万美元。1.3 动片瓷件注塑模具设计与制造方面 1.3.1动片瓷件注塑模具设计的设计思路注塑机是一种专用的塑料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情以高的压力使其况下，拉深件的尺寸精度应在 IT13 级以下，不宜高于 IT11 级。只有加强注塑基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定注塑工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决注塑中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。动片瓷件是最典型注塑件，根据计算的结果和选用的标准模架，判断此次模具可以采用标准的模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。1.3.2 动片瓷件注塑模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间20天；2.确定加工方案，所用时间5天；3.模具的设计，所用时间30天；4.模具的调试。所用时间5天。2 模塑工艺规程的编制该塑件零件图如图所示。本塑件的材料采用 ABS，生产类型为大批量生产。2.1塑件的工艺性分析塑件的材料采用 ABS，属热塑性塑料。属热塑性塑料，从使用性能上看，该塑件具有高强度，良好的耐水、耐油性，其介电性能与温度和频率无关，使优良的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料具有很好的加工性，成型容易，收缩率较小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性较大，易使成型后制件上产生气泡，银丝、斑纹等缺陷，因此应注意注塑前对原料的干燥。另外，在成型时应采用较高的成型温度和注射压力，以提高熔料的流动性，减小收缩率。对精度较高的塑件，模温易取 5060 c，对光泽、耐热塑件，模温易取06080 c。其综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、电性能良好。02.2.塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 2.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形。中间有一个通孔，最外侧有一圈凸缘凸缘高为 0.65mm，中间孔径为 3.1mm，零件高度为 2mm。从零件图上分析，塑件外形简单，无须侧向分型与抽芯机构。塑件的尺寸不大，结构不易变形，可以用整体型腔和型芯，简单方法脱模，较简单的办法是用顶杆脱模。从结构上看，分型面置于零件下平面是唯一合理的选择。结构采用一模四腔，点浇口，顶杆脱模，简单冷却的模具结构。2.2.1.尺寸精度分析塑件质量没有特殊要求，所有尺寸均为自由公差，零件总体尺寸大小适中，并且塑件的壁厚比较均匀，容易满足要求，有利于塑件的成型。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。2.2.1表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有导电杂质外，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. 2.3计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。计算塑件的体积：V=1.8 cm3计算塑件的质量：根据设计手册可查得 ABS 的密度为 =1.1g/cm 3塑件质量：M=V=1.11.8=1.98g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 XSZY60 型。2.4塑件注塑工艺参数的确定查找有关文献和参考工厂时间应用的情况，ABS 的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可
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