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轮式玩具挖掘机齿轮台阶轴注塑模具设计【三维UG】【9张CAD图纸和毕业论文】

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摘要

本设计为YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴模具设计,挖掘机台阶齿轮轴模具设计中的零件形状较复杂,要保证制品的质量。首先,模具型腔和型芯的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气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、浇口形式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塑件能自动从模具中脱落。最后用计算机绘制了所有模具的装配总图和部分模具零件的零件图,并编写了设计说明书。

注射模的基本组成是:定模机构,动模机构,浇注系统,导向装置,顶出机构,抽芯机构,冷却和排气系统。

    因注射模成型的广泛适用,正是我这个设计的根本出发点。

 

关键词:模具设计,复杂,质量,生产,注射,成型,浇口,型腔,型芯


ABSTRACT


   Design for injection mould design of relays, relays parts shaped in the mould design is more complex, to ensure the quality of products. First, mold type cavity and type core of shape, and size, and surface finish, and points type surface, and into poured mouth and exhaust location and release way, on workpieces of size precision and shape precision and workpieces of physical performance, and machinery performance, and electric performance, and within stress size, and isotropic sexual, and appearance quality, and surface finish, and bubble, and au marks, and burn Coke, and poured mouth forms, are has is important of effect. Secondly, in the process, mold structure on the level of operation is difficult to determine a lot. When the mass production of plastic products, should try to reduce mold, mold and take the workpiece during the process of manual labor and, to that end, often using automatic clamping knockouts, in automatic production and a guarantee for plastic parts can automatically fall off from the mold. Finally computer drawing of the General layout and all the mold Assembly parts parts parts diagram and write design specification.   Is the basic composition of the injection mould: mold, mold, gating systems, guides, knockouts, core-pulling mechanism, cooling and exhaust systems. Injection molding is widely used, it is my fundamental starting point for the design. 


Keywords: The mold design ,complicated, The quality, The production,The injection,molding    gate, cavity , core




                                

                                   目 录


前言 1

第一章  塑件的工艺分析 2

1.1塑件成型工艺分析 2

1.2  YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴零件原料(ABS)的成型特性与工艺参数 3

1.2.1  ABS塑料主要的性能指标: 3

1.2.2  ABS的注射成型工艺参数: 3

第二章  注塑设备的选择及型腔数的确定 5

2.1  估算塑件体积及确定型腔数量 5

2.2   选择注射机 5

2.3 最大注射压力的校核 6

2.3.1最大注塑量的校核 6

2.3.2锁模力校核 7

2.3.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 7

第三章  分型面的选择和浇注系统 8

3.1  分型面的选择 8

3.1.1分型面的形式 8

3.1.2分型面的设计原则 8

3.1.3分型面的确定 8

3.2  浇注系统的设计 9

3.2.1浇注系统的设计原则: 9

3.2.2主流道的设计 9

3.2.3分流道的设计 10

3.2.4浇口的设计 11

第四章  成型零部件的设计 13

4.1影响塑件尺寸精度的因素 13

4.2模具成型零件的工作尺寸计算 13

4.2.1成形收缩率: 14

4.2.2 模具成形零件的制造误差 14

4.2.3 零件的磨损 14

4.2.4模具的配合间隙的误差 14

第五章  模架的选择 17

5.1模架的选择原则 17

第六章  合模导向机构的设计 19

第七章  推出机构的设计 20

第八章  温度调节系统的设计 21

8.1   模具冷却系统的设计 22

第九章  模具的装配 23

9.1  模具的装配顺序 23

9.2  开模过程分析 24

附录  模具装配图 25

附录  模具装配图 26

致  谢 27

参 考 文 献 28


                            


  

前言


本次设计以YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构设计,模具装配等一系列模具设计的所有过程。能很好的学习致用的效果。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到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中也用到了CAD、UG(NX)等技术,使用Office软件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的。

     UG(NX)是当今最流行的CAD/CAM/CAE系列参数化软件之一。UG丰富的模块、强大的功能与友好的界面使其成为当今世界运用最普遍的参数化软件,被广泛运用于汽车、船舶、机械、航天、IT、家电以及玩具等行业。因此此次设计主要运用UG软件对其塑件的分模、部分零件间是否干涉等过程中起到了不可替代的作用。


内容简介:
成都纺织高等专科学校毕业设计(论文)说明书 中文摘要设计说明书题目名称: YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴模具设计 班级: 层次:本科 专科学生学号: 指导教师: 学生姓名: 学生专业: 年 月 日摘要本设计为YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴模具设计,挖掘机台阶齿轮轴模具设计中的零件形状较复杂,要保证制品的质量。首先,模具型腔和型芯的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气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、浇口形式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塑件能自动从模具中脱落。最后用计算机绘制了所有模具的装配总图和部分模具零件的零件图,并编写了设计说明书。注射模的基本组成是:定模机构,动模机构,浇注系统,导向装置,顶出机构,抽芯机构,冷却和排气系统。 因注射模成型的广泛适用,正是我这个设计的根本出发点。 关键词:模具设计,复杂,质量,生产,注射,成型,浇口,型腔,型芯1ABSTRACT Design for injection mould design of relays, relays parts shaped in the mould design is more complex, to ensure the quality of products. First, mold type cavity and type core of shape, and size, and surface finish, and points type surface, and into poured mouth and exhaust location and release way, on workpieces of size precision and shape precision and workpieces of physical performance, and machinery performance, and electric performance, and within stress size, and isotropic sexual, and appearance quality, and surface finish, and bubble, and au marks, and burn Coke, and poured mouth forms, are has is important of effect. Secondly, in the process, mold structure on the level of operation is difficult to determine a lot. When the mass production of plastic products, should try to reduce mold, mold and take the workpiece during the process of manual labor and, to that end, often using automatic clamping knockouts, in automatic production and a guarantee for plastic parts can automatically fall off from the mold. Finally computer drawing of the General layout and all the mold Assembly parts parts parts diagram and write design specification. Is the basic composition of the injection mould: mold, mold, gating systems, guides, knockouts, core-pulling mechanism, cooling and exhaust systems. Injection molding is widely used, it is my fundamental starting point for the design. Keywords: The mold design ,complicated, The quality, The production,The injection,molding gate, cavity , coreIII 目 录前言1第一章 塑件的工艺分析21.1塑件成型工艺分析21.2 YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴零件原料(ABS)的成型特性与工艺参数31.2.1 ABS塑料主要的性能指标:31.2.2 ABS的注射成型工艺参数:3第二章 注塑设备的选择及型腔数的确定52.1 估算塑件体积及确定型腔数量52.2 选择注射机52.3 最大注射压力的校核62.3.1最大注塑量的校核62.3.2锁模力校核72.3.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核7第三章 分型面的选择和浇注系统83.1 分型面的选择83.1.1分型面的形式83.1.2分型面的设计原则83.1.3分型面的确定83.2 浇注系统的设计93.2.1浇注系统的设计原则:93.2.2主流道的设计93.2.3分流道的设计103.2.4浇口的设计11第四章 成型零部件的设计134.1影响塑件尺寸精度的因素134.2模具成型零件的工作尺寸计算134.2.1成形收缩率:144.2.2 模具成形零件的制造误差144.2.3 零件的磨损144.2.4模具的配合间隙的误差14第五章 模架的选择175.1模架的选择原则17第六章 合模导向机构的设计19第七章 推出机构的设计20第八章 温度调节系统的设计218.1 模具冷却系统的设计22第九章 模具的装配239.1 模具的装配顺序239.2 开模过程分析24附录 模具装配图25附录 模具装配图26致 谢27参 考 文 献28 前言本次设计以YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构设计,模具装配等一系列模具设计的所有过程。能很好的学习致用的效果。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到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中也用到了CAD、UG(NX)等技术,使用Office软件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的。 UG(NX)是当今最流行的CAD/CAM/CAE系列参数化软件之一。UG丰富的模块、强大的功能与友好的界面使其成为当今世界运用最普遍的参数化软件,被广泛运用于汽车、船舶、机械、航天、IT、家电以及玩具等行业。因此此次设计主要运用UG软件对其塑件的分模、部分零件间是否干涉等过程中起到了不可替代的作用。0第一章 塑件的工艺分析1.1塑件成型工艺分析如图1.1所示:图1.1 塑件图YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴零件的形状较复杂,齿轮状和长方体组合,在保证其零件形状时给模具的加工带了很大的难度。YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴零件的注塑材料首先选用ABS。要很好的处理该零件壁厚的均匀,成型后收缩率的不一致,这样就必须有效的控制模具温度来调节收缩率。YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴零件的内部结构复杂给注塑带来了一定的难度。但根据图纸要求其尺寸精度低(MT5)、粗糙度要求为Ra1.6、壁厚在1.21.5(较为均匀)大大的降低了我们的设计难度。通过以上分析零件结构一般复杂,制件尺寸精度中等,对应的模具零件的尺寸可以保证。注塑时,在工艺参数控制得较好的情况下,制件的成型要求可以得到保证。1.2 YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴零件原料(ABS)的成型特性与工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明,是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油,耐热,耐化学腐蚀,丁二烯使聚合物具有优越的柔性,韧性;苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强,但原料要干燥,它的塑件尺寸稳定性好,塑件尽可能偏大的脱模斜度。1.2.1 ABS塑料主要的性能指标:密度 (g/cm3) 1.081.2收缩率 % 0.40.6熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 cm 1013击穿电压 Kv/mm 15介电常数 Hz 603.71.2.2 ABS的注射成型工艺参数: 注塑机类型: 螺杆式喷嘴形式: 直通式 料筒一区 200210料筒二区 210230料筒三区 180210喷嘴温度 180190模具温度 5070注塑压 7090保压 5070注塑时间 35保压时间 1530冷却时间 1530周期 4070后处理 红外线烘箱 温度(70) 27第二章 注塑设备的选择及型腔数的确定2.1 估算塑件体积及确定型腔数量1、塑件体积和质量:该产品材料为ABS,查书本得知其密度为1.08-1.2g/cm3,收缩率为0.4-0.6,计算其平均密度为1.14 g/cm3,平均收缩率为0.5。使用UG软件画出三维实体图,软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。塑件的体积V=0.68 cm3 ; 浇道凝料 V=2.72 cm3 2、根据塑件的结构和塑件的批量此产品采用一模四腔。2.2 选择注射机根据塑料制品的体积和质量以及型腔数量,查书可选定注塑机型号为HTF80XB.注塑机的参数如下: 型号单位80A80B80C 参数螺杆直径mm343640理论注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm2402402.3 最大注射压力的校核YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴的原料为ABS,所需注射为60-100MPa,而所选注射机压力为120 MPa,所以注射压力符合要求。2.3.1最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边),通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足:0.8 V机 V塑V浇式中 V机 注塑机的最大注塑量,124cm3 V塑塑件的体积,该产品V塑4x0.68cm3 V浇浇注系统体积,该产品V浇2.72cm3 故 0.8V机(4x0.68)+2.72=5.44cm3 所以最大注塑量满足要求。2.3.2锁模力校核 F锁pA式中 p熔融型料在型腔内的压力,该产品 A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和,经计算A=(204.2)x4+447.8=1264.6mm3F锁注塑机的额定锁模力。 故 F锁pA=200Mpa1264.6 mm3选定的注塑机的压力为800KN,满足要求。 2.3.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长模具宽拉杆面积 B模具闭合高度校核Hmin注塑机允许最小模厚=150mmHmax注塑机允许最大模厚=360mmH模具闭合高度=260mm故满足HmaxHHmin。开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机),故注塑机的开模行程应满足下式: S注塑机最大开模行程,310mm; H顶出距离,11.5mm; H包括浇注系统在内的塑件高度,90mm;SHH(510)满足条件 第三章 分型面的选择和浇注系统3.1 分型面的选择3.1.1分型面的形式 注塑模具有的只有一个分型面,有的有多个分型面。在多个分型面的模具中,将脱模时取出塑件的那个分型面为主分型面,其他的分型面称为辅助分型面。辅助分型面是为了达到某种目的而设计。分型面的形状有:平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面,也叫垂直分型面。3.1.2分型面的设计原则 由于分型面受塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气的多种因素的影响,因此我们本次主要从以下五项选择分型面: a.分型面应选择在塑件的外形最大轮廓处。 b.分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。 c.分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量。 d.分型面的选择应有利于模具的加工。 e.分型面的选择应有利于排气。3.1.3分型面的确定鉴于以上的要求,此塑件选择平直分型面,且分型面如图所示:图3.1 分型面3.2 浇注系统的设计3.2.1浇注系统的设计原则:(1)了解塑料的成型性能(2)尽量避免或减少产生熔接痕(3)有利于型腔中气体的排出(4)防止型芯的变形和嵌件的位移(5)尽量采用较短的流程充满型腔(6)流动距离比的校核3.2.2主流道的设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。在卧式或立式注射机上使用的模具中,主流道垂直于分型面,设计要点如下:为使凝料能从其中顺利拔出,主流道通常设计成圆锥形,其锥角=24,对于流动性较差的塑料可取=36。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.8m。在本设计中,考虑到所采用的材料ABS加工性能较好,所以取=4。查5.1得HTF80XB型注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴球面半径R=12mm 喷嘴孔直径:d=4mm根据模具主流与喷嘴的关系:R=R+(12)mm =1314mm取主流道球面半径R=13mm主流道的小端直径d=d+0.5 mm=4.5mm3.2.3分流道的设计 (1)分流道是主流道与浇口之间的通道。多型腔膜局一定要设置分流道,大型塑件由于使用多浇口进料也许设置分流道。 (2)分流道的截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、六角形和U字型等。为减少流道内的压力损失,希望流道的截面积大;从热传导角度考虑,为减少热损失,要求流道的比表面及(截面积与外周之比)最小。因此,用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。各种截面的效率为:圆形0.25D,正方形0.25D,六角形0.217D,U字型0.153D,梯形0.195D,D为截面大端宽度。当分型面为平面时,可采用圆形或六角形截面的分流道;当截面不是平面时,常采用梯形或半圆形截面的流道。塑料熔体在流道中流动时,表层冷凝冻结,其绝缘作用,熔体仅在流道中心部分流动,一次分流道的理想状态是其中心与浇口中心一致,圆形截面流道可实现这一点,而梯形截面流道就难以实现。本例分型面为平面,所以采用截面形状为圆形的分流道。查有关手册得流道半径R=5mm。如图3.2所示: 图3.2 分流道3.2.4浇口的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(除直接浇口外),它是浇注系统的关键部分。浇口位置的选择: 1.浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小,易保证料流充满整个型腔,同时流动比的允许值随塑料熔体的性质,温度,注塑压力等的不同而变化,所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。 2.浇口设置应有利于排气和补塑。 3.浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔,在塑件顶部常留下明显的熔接痕,而采用点浇口,有利于排气,整件质量较好,但是塑件壁厚相差较大,浇口开在薄壁处不合理;而设在厚壁处,有利于补缩,可避免缩孔、凹痕产生。 4.浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位,它的存在会降低塑件的强度,所以设置浇口时应考虑料流的方向,浇口数量多,产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口,以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件,浇口位置使料流的流程过长,熔接处料温过低,熔接痕处强度低,会形成明显的接缝,如果浇口位置使料流的流程短,熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度,可在熔接处增设溢溜槽,是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕,而轮辐式浇口会使熔接痕产生。 5.浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。 通过对塑件的结构和凸凹模加工工艺的要求,应选择侧浇口。浇口如图3.3所示:图3.3 浇口第四章 成型零部件的设计4.1影响塑件尺寸精度的因素a、模具成型零件尺寸精度的因素 模具成型零件的加工精度直接影响塑件的尺寸精度。实践表明,因模具成型零件的加工而造成的误差约占塑料塑件成型误差的三分之一。通常模具的制造精度等级为34级即可。b、模具成型零件的磨损量 模具在使用过程中,由于料流的流动,塑料塑件的脱模,都会使模具成型零件受到磨损。模具成型零件的不均匀磨损、锈蚀、使其表明光洁度降低,而从新研磨抛光也会造成模具成型零件的磨损,其中以塑料塑件的脱模对模具成型零件的磨损最大。因此通常认为凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损,与脱模方向平行的面才加以考虑。磨损量随着生产批量的增加而增大。计算模具成型零件工作尺寸时,对于模具生产批量较小的模具取小值,甚至可以不考虑其磨损量。c、毛边厚度对塑件塑件尺寸精度的影响 在敞开式和半闭合式压模中,沿塑料塑件型腔周围设有挤压边,把在该挤压边框上形成的塑料层叫毛边。毛边的厚度与加入的压制材料的数量及压制比压有关。利用注射模成型塑料塑件时,同样也会产生毛边。由于分型面上有渣滓,或者锁模力不够大,或者模具零件加工精度不高,使模具零件不能紧密贴合也会形成毛边.d、成型工艺条件的控制及操作技术对塑料塑件尺寸精度的影响 成型工艺条件包括料筒温度、注射压力、保压时间、模具温度、每次注射量、注射速度、冷却时间、成型周期、原料的预热及干燥等,对其进行正确的控制和管理,有利于获得稳定的尺寸,质量优异的塑料塑件,并对经济价值也有大的影响。各种工艺条件是互相关联的,仅对一个工艺因素进行正确地控制,并不容易提高塑件的质量,必须进行全面地正确的控制。4.2模具成型零件的工作尺寸计算工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸,主要包括:凹模、凸模的径向尺寸(含长、宽尺寸)与高度尺寸,以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量,模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多,主要包括以下几个方面:4.2.1成形收缩率:在实际工作中,成形收缩率的波动很大,从而引起塑件尺寸的误差很大,塑件尺寸的变化值为 =(S-S) L 式中 为塑件的收缩波动而引起的塑件尺寸误差(mm);S为塑料的最大收缩率(%);S为塑料的最小收缩率(%);L 为塑件的基本尺寸(mm)。一般情况下,由收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制塑件尺寸的公差的1/3以内。4.2.2 模具成形零件的制造误差实践证明,如果模具的成形零件的制造误差在IT7IT9级之间,成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。4.2.3 零件的磨损模具在使用过程中,由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损,对于中小型塑件,模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6,而大型零件,应在1/6之下。4.2.4模具的配合间隙的误差模具的成形零件由于配合间隙的变化,会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。综上所述,在模具型腔与型芯的设计中,应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素,在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定,补偿值应在试模后进行逐步修订。通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算,从收缩率的定义出发,按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算,公式如以下:(1)凹模的內形尺寸: (Lm) =(1+)-3/4 式中 Lm 为腔型的腔內形尺寸(mm);Ls为塑件的外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸; 为塑件的公差,成型零件精度等级取6级;为塑料平均收缩率(%),此处取0.5%;为模具的制造公差。 由于该塑料的收缩率不大为0.5%,故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率,在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。 所以型腔长宽尺寸如下:L1 = (1+0.005) 15.5-3/40.08) =15.51 mm L2 = (1+0.005) 13.5-3/40.08) =13.51 mm(2)凸模的外形尺寸计算: (Ln) =(1+)+3/4 式中 Ln凸模/型芯外形尺寸(mm); La为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸; 、 、含义如式中。 H1= (1+0.005) 12+3/40.08) mm H1= (1+0.005) 10+3/40.08) mm由于该塑料的收缩率不大为0.5%,故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率,在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。(3)型腔深度的尺寸计算:(Hm) =(1+)-3/4 式中 Hm 为凸模/型芯深度基本尺寸(mm);Hs 为塑件凸起部分高度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸; 、 、含义如(4.2.4-a)式中。 H1= (1+0.005) 18+3/40.08) mm(4)型芯深度的尺寸计算: (H) =(1+)+3/4 式中 H 为凸模/型芯高度尺寸(mm);H 为塑件孔或凹槽深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸; 、 、含义如(4.2.4-a)式中。H1= (1+0.005) 13+3/40.08) =13.13 mm 第五章 模架的选择5.1模架的选择原则 模架选取基本原则模架类型选择条件大水口模架制造结构简单、外观要求不严格、允许侧边有浇口痕迹,无其他特殊结构能用大水口模架时不用细水口模架,大水口模架用于一次分型的模具 细水口模架单型腔和成型制件在分型面上投影面积较大,要求多点进胶时常用细水口一模多腔,其中有个别制件客户要求必须多点进胶或者制件必须中心进胶一模多腔,个别型腔大小悬殊较大,用大水口时浇口衬套要偏离模具中心齿轮模,多型腔的轮胎吹气模等高度尺寸大的桶形、壳形或盒形制品制品精度高,尺寸公差范围小,寿命要求高的模具应使用细水口模架简化型细水口模架两侧较大的侧抽机构,用细水口模架时间很长,此时可以用简化细水口模架母模侧有滑块的大水口模具常用简化型细水口模架 5.2模架的选择根据对塑件的综合分析,确定该模具是单分型面的模具,由塑料注射模中小型模架可选择CI-2025-A70-B70-C70模架,其基本结构如图5.1:图5.1 模架第六章 合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分,因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置,所以必须设有导向机构,导柱安装在动模一边或定模一边均可,通常导柱设在主型腔周围。为避免装配时方位搞错而损坏模具,并且在模具闭合后使型腔保持正确形状,不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。动定模合模时,首先导向机构接触,引导动定模正确闭合,避免凸模或型芯先进入型腔,产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力,导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后,其的配合可以进行定位。导柱、导套零件如下: 图6.1 导套 图6.2 导柱第七章 推出机构的设计在对YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴进行脱模是必须遵循以下原则:1、推出机构设计时应尽量使塑件留于动模一侧 由于推出机构的动作是通过注射机动模一侧的顶杆或液压缸来驱动的,所以一般情况下模具的推出机构设置在动模一侧。正是由于这种原因,在考虑塑件在模具中的位置和分型面的选择时,应尽量能使模具分型后塑件留在动模的一侧,这就要求动模部分所设置的型芯被塑件包络的侧面积之和要比定模部分的多。2、塑件在推出的过程中不发生变形和损坏 为了是塑件在推出的过程中不发生变形和损坏,设计模具是应仔细进行塑件对模具包紧力和粘附力大小的分析和计算,合理地选出推出的方式、推出的位置、推出零件的数量和推出面积等。3、不损坏塑件的外观质量 对于外观质量要求较高的塑件,尽量不选塑件的外部表面作为推出位置,即推出塑件的位置尽量设在塑件内部。对于塑件内外表面均不允许出现推出痕迹时,应改变推出机构的形式或设置专为推出用的工艺塑料块,在退出后再与塑件分离。4、合模时应使推出机构真确复位 设计推出机构时,应考虑合模时推出机构的复位,在斜导杆和斜导柱侧向抽芯及带有活动镶件的模具设计时,在活动零件后面设计推杆等特殊的情况下还应考虑推出机构的预先复位问题等。5、推出机构应动作可靠 推出机构在推出与复位的过程中,结构应尽量简单,动作可靠、灵活,制造容易。为了缩短顶杆与型芯配合长度以减少磨擦,可以将顶管配合孔的后半段直径减少,一般减少35mm.这是最常用的一种脱模机构,这些顶杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要,顶杆还可以参加塑件的成型,这时可以将顶杆做成与塑件某一部分相同形状或作为型芯。顶杆多用T8A材料,头部淬火硬度达50HRC以上,表面粗糙度取Ra值小于0.8微米。 第八章 温度调节系统的设计在注射成型过程中,模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等,并且对生产效率起到决定性的作用,在注射过程中,冷却时间占注射成型周期的约80%,然而,由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同,模具温度的要求有尽相同,因此,对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本,模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量,而模具温度的高低取决于塑料结晶性,塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多,如塑件的形状和分型面的设计,冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置,模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度,塑件和模具间的热循环交互作用等。低的模具温度可降低塑件的收缩率。模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快,可降低塑件的翘曲变形。对结晶性聚合物,提高模具温度可使塑件尺寸稳定,避免后结晶现象,但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。随着结晶型聚合物的结晶度的提高,塑件的耐应力开裂性降低,因此降低模具温度是有利的,但对于高粘度的无定型聚合物,由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关,因此提高模具温度和充模,减少补料时间是有利的。提高模具温度可以改善塑件的表面质量。在注射成形过程中,模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率,根据塑料的要求,注射到模具内的塑料温度为2000C左右,而从模具中取出塑件的温度约为600C,温度降低是由于模具通入冷却水,将温度带走了,普通的模具通入常温的水进行冷却,通过调节水的流量就可以调节模具的温度因YA418-轮式玩具挖掘机台阶齿轮轴使用的塑料是ABS,要求模温高,若模具温度过低则会影响塑料的流动性,增加剪切阻力,使塑件的内应力较大,甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时,为防止填充不足,充入温水或者模具加热。总之,要做到优质、高效率生产,模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求:确定加热或是冷却;模温均一,塑件各部分同时冷却;采用低的模温,快速且大量通冷却水;温度调节系统应尽量结构简单,加工容易,成本低谦。8.1 模具冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则:冷却水孔数量尽量多,尺寸尽量大的原则可知,冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验冷却水口口径为6mm. 另外,具冷却系统的过程中,还应同时遵循:浇口处加强冷却;冷却水孔到型腔表面的距离相等;冷却水孔数量应尽可能的多,孔径应尽可能的大;冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位,以防漏水。进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧,通常应设在注塑机的背面。冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内,各相连接处应保持密封,防止冷却水外泄。第九章 模具的装配塑料模的装配基准分为两种情况,一是以塑料模中和主要零件台定模,动模的型腔,型芯为装配基准。这种情况,定模各动模的导柱和导套孔先不加工,先将型腔和型芯镶块加工好,然后装入定模和动模内,将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚,动模和定模合模后用平行夹板夹紧,镗投影导柱和导套孔,最后安装动模和定模上的其它零件,另一种是已有导柱导套塑料模架的。浇口套与定模部分装配后,必须与分模面有一定的间隙,其间隙为0.5毫米,因为该处受喷嘴压力的影响,在注射时会发生变形,有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边,就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边,可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽,由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。9.1 模具的装配顺序(1)确定装配基准;(2)装配前要对零件进行测量,合格零件必须去磁并将零件擦拭干净;(3)调整各零件组合后的累积尺寸误差,如各模板的平行度要校验修磨,以保证模板组装密合,分型面吻合面积不得小于80%,间隙不得小于溢料最小值,防止产生飞边。(4)在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面,以便总装合模调整时检查;(5)组装导向系统并保证开模合模动作灵活,无松动和卡滞现象;(6)组装冷却和加热系统,保证管路畅通,不漏水,不漏电,门动作灵活紧固所连接螺钉,装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶,但应防止进入系统中;(7)试模:试模合格后打上模具标记,包括模具编号、合模标记及组装基面。 模具预热 模具预热的方法,采用外部加热法,将铸铝加热板安装在模具外部,从外部向内进行加热,这种方法加热快,但损耗量大。筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热,与模具同时进行。工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度,压力,时间参数,调整工艺参数时按压力,时间,温度这样的先后顺序变动。注塑 在料筒中的塑料和模具达到预热温度时,就可以进行试注塑,观察注塑塑件的质量缺陷,分析导致缺陷的原因,调整工艺参数和其他技术参数,直至达到最佳状态。(8)模具的维护模具在使用中,有些地方容易损坏。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用,只须更换个别已损坏的零件,不会导致用过程中,会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。最后检查各种配件、附件待零件,保证模具装备齐全,另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装,油的温度不得超过1000C。9.2 开模过程分析注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开,在导柱导向的情况下,动定模顺利分型,同时拉料杆拉断浇口,使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出。闭合时,同
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