精密复杂塑料模具的选材及热处理.pdf

水杯盖模具设计及型腔仿真加工【三维Proe】[13张CAD图纸+文档]

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PROE
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外文翻译
文献资料
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目  录

1前言 1

2模具的结构设计 3

2.1模具设计方案 3

2.2制品的结构及注塑工艺分析 4

2.2.1塑料制品的结构如图 4

2.2.2材料分析 4

2.2.3ABS成型条件 4

2.2.4制品的公差 5

2.2.5成型方案的确定和注塑工艺分析 6

2.3注射机的选择及型腔数目确定 6

2.3.1注射机的选择 6

2.3.2型腔数目的确定 7

2.4分型面的确定 8

2.5浇注系统设计 8

2.5.1浇注系统的分析 9

2.5.2浇口的设计 9

2.5.3浇口套的设计 10

2.5.4模具的排气部分 10

2.6成型零件的设计 11

2.6.1成型零件型腔计算 11

2.6.2圆型零件型腔壁厚的计算及强度校核 13

2.7顶出系统的设计 15

2.8冷却孔的设计 15

2.9模架的选择 16

2.10注射机有关工艺参数的校核 16

2.10.1最小注射量的校核 16

2.10.2注射压力校核 17

2.10.3锁模力校核 17

3型腔仿真加工 17

4结论 20

参考文献 21

致谢 22

附录 23

 

水杯盖模具设计及型腔仿真加工

摘要:注塑模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具,能够成型复杂的高精度的塑料制品。本课题是对水杯盖模具设计并分析加工工艺。

   本模具考虑到年产量、工厂的设备及塑件的精度要求,选择一模一腔结构。以水杯盖主体和防伪圈之间的面作为分型面,使制品强制脱模。流道采用带环形冷料穴,脱模时方便将主流道凝料和塑件带出,确保熔融塑料几乎能同时到达型腔的进料口。为了使动、定模能够准确地动作, 导向定位机构利用导柱与导套的配合。顶出机构是推杆推出的一次脱出机构。考虑到零件的位置关系,冷却水道采用循环式分布,以便冷却均匀、快速。

   采用Pro/E来实现塑料瓶盖三维设计及模具成型零件设计,分析制件的成型质量和完成分型面的设计,再采用CIMATRION来实现其数控仿真的加工,并在产品设计及模具装配过程中,辅助以必要的理论计算,将数字化设计与理论计算结合起来,可以大大缩短产品研发周期、模具设计周期,提高产品设计及模具设计的准确性、产品成型质量,降低产品研发、模具设计成本。在设计过程中制定了合理的工艺方案,满足了大批量生产要求。同时,还编制了详细的工艺文件来保证模具的顺利加工及制品的生产。

关键词:水杯盖;注塑模具;加工工艺分析;Pro/E。


The Design and Simulation 

Processing of Mold for Watercup’s 

Abstract:At present ,injection molding is the plastics mould that has being used  most extensively , it can mold the complex and high accurate plastic product. The Subject is about the design of the plastic caps and simulation processing.

   Considering the annual output, the equipment of the factory and the requirement of precision of the plastic product,one cavities in a mould. The middle horizontal surface of the goods was to cap the main circle and security between the surface as a type face, so that mandatory Stripping products. The runner is designed to be balanced and symmetrical distribution, ensure that melting plastic could reach each cavity’s gate almost.. Suspension and Positioning mechanism use matched guide pillar and guide sleeve to make movable mould, fixed mould to work accurately. The knockouts uses once ejecting mechanism that lifter pushes out. By the relation of the position of each part, cooling channels are designed to straight channels to cool effectively, quickly.

   With Pro/Engineer,MoldFlow to implement three-dimensional design and mold volume design of the Plastic caps, and shaping quality of part was analyzed and the parting line was designed by Pro/Engineer, then utilized CIMATRION to accomplish the assemblage of the mold with the assistance of essential theory calculate mixed with figure design. It would not only shorten the cycle of product research and mold design, and improve the preciseness and the product shaping quality, but also lower the cost of the research. Having made the rational craft scheme in the design process ,so it has met the requirement of producing in enormous quantities. Moreover, it also prepared a detailed document to ensure that the process for the smooth processing of mold and apparel production.

Key words: watercup’s;injection mould;process analysis;Pro/E.


内容简介:
瞬酥翩 、 料 引 栏目主持李华介 精密复杂塑料模具的选材及热处理 安徽省宿州市模具热处理研究中心 以刃 赵昌盛 精密塑料模具的品种规格多 、 形状复杂 、 表面粗糙 度低及制造难度大 , 因此探讨精密复杂塑料模具的选材 及热处理问题 , 综合分析其工作条件 、 性能 以提高模 具的使用寿命 , 保证加工质量 , 降低生产成本 , 就显得 极为重要 。 众所周知 , 模具热处理时 , 特别是在淬火过程中 , 由于模具截面各部分加热和冷却的不一致而引起的温度 差 , 加之组织转变的不等时性等原因 , 使得模具截面各 部分体积膨胀不均匀 , 组织转变的不均匀 , 从而引起 “ 组织应力 ”, 加之模具内外温差所引起的热应力 , 当其 内应力超过模具的屈服极限时 , 就会引起模具的变形和 开裂 。 因此 , 精密复杂模具既要保证模具的综合力学性能 和模具的精度 , 又要避开模具淬火这一关 , 这是广大模 具制造者和热处理工作者面临的一项重要研究课题 。 一 、 预硬型塑料模具铜的选用及热处理 模具淬火后的变形 , 不论采取何种热处理方法 , 热 处理变形都是无法避免的 。 在此冶金工作者提供了一种 预硬化型塑料模具钢供应模具制造者使用 。 所谓预硬化型塑料模具钢是钢厂根据用户的要求在 供货时已预先对模具用钢进行了热处理 , 使之达到模具 使用时的硬度要求 。 根据模具的工作条件 , 这个硬度范 围变化较大 , 较低硬度为 一 , 较高硬度为 , 在这种硬度条件下 , 可以把模具加工成形不再 进行热处理而直接使用 , 从而可避免模具加工后再进行 淬火 、 回火热处理操作所造成的氧化 、 脱碳 、 变形和开 裂 。 这类钢适宜制造形状复杂 、 精密的大中型塑料模 具 , 从而保证了模具的制造精度 。 目前 , 我国使用和新近研制的预硬化型塑料模具钢 , 大多数以中碳钢为基础 , 适当加人 、 、 和 等合金元素制成 。 对于硬度要求较高的塑料精密模具 硬度要求 一 , 可切削性能差 。 为了改善钢的 切削加工性能 , 节省在制造模具过程中的切削加工工时 , 延长刀具使用寿命 , 降低模具制造成本 , 国内外发展了 一些易切削预硬化型塑料模具钢 , 即在钢冶炼时加入少 量的 、 、 和等元素 , 使预硬化型塑料钢模具在 较高硬度下完成车 、 钻 、 刨 、 铣 、 撞和磨等加工过程 。 目前已经列人国家标准的预硬化型塑料模具钢仅有 。钢和。 钢两种 , 另外 , 加上近年来研 制引进的模具钢种及一些传统中碳合金钢 、 预硬型塑料 模具钢 , 模具 用钢主 要有以下几种 。 钢 、 钢 、 钢 、 钢 、 议 钢 、 。钢 、 钢 、 访 钢 、 钢和钢 。 易切削预硬化型塑料 模具钢有钢 、 。 钢 、 钢和钢等 。 以上各类预硬化型塑料模具钢可根据精密塑料模具 的需要进行选用 。 当然 , 预硬化型塑料模具钢虽然在钢厂就进行了最 终热处理淬火 、 中高温回火 , 但如果模具需要进行 改锻或进一步改变硬度和力学性能 , 可以对模坯重新进 行淬火 、 回火热处理 , 而且必须在锻造后进行退火热处 理 , 其工艺可按该钢号的热处理工艺进行 , 但只要在模 具加工前进行热处理也可作精密复杂模具用钢 。 二 、 时效硬化型塑料模具钢的选用及热处理 模具热处理变形是模具热处理三大难题之一变 形 、 开裂和淬硬 , 预硬化型塑料模具钢虽然解决了精 密复杂模具热处理变形和开裂问题 , 但是模具硬度较高 时又给模具加工造成了困难 。 如何既保持模具的加工精 度 , 又使模具具有较高硬度 , 同时还具有高的综合力学 性能 , 从而避免模具热处理时的变形 、 开裂 , 这是精密 、 复杂 、 长寿命的塑料模具选材及热处理的一个难题 。 门 爹荡户二 热加工 嗣 热处理 俘 翻翩 为此 , 国内外模具材料工作者研发了一系列时效硬 化型塑料模具钢 。 时效硬化型塑料模具钢经固溶处理后 变软一般为 一 , 可以进行切削加工 , 当模 具制造成型后再进行时效处理 , 可以获得较高的综合力 学性能 , 由于其时效温度低 , 模具变形较小 , 所以是精 密复杂模具的理想用钢 。 时效硬化型塑料模具钢主要包括马氏体时效钢和无 钻低镍时效硬化钢两大类 。 马氏体时效硬化钢具有高屈强比 、 良好的切削加工 性和焊接性能 , 以及热处理工艺简单等优点 。 典型的高 合金 马氏体时 效硬化 钢 有钢 、 钢 、 钢和 麟 钢 , 这一组钢在国外美国被命名为 、 和 钢 。 该类钢的固溶处理温度一般为 左右 , 固溶后 形成低碳板条状马氏体 , 硬度为 一 犯 , 有很好的 冷变形加工和切削加工性能 。 钢的时效温度为 , 时效后形成无碳或微碳 一 板条马氏体基体和 时效析出的弥散度大且颗粒极小的金属间化合物如 。 、 。 、 等使钢得到时效硬化 , 具有较高 的强度 , 其硬度可达 以上 , 且变形很小 。 这类 钢在高强度 、 高韧性的条件下 , 仍具有良好的韧性和高 的断裂韧度 。 类低马氏体时效钢主要用来制造高精 度 、 超镜面和型腔复杂的塑料模具 。 但该类钢由于价格 昂贵 , 使其应用受到限制 。 为了降低模具材料费用 , 近年来开发了一些无钻 、 低镍的马氏体时效钢 , 如钢 , 其镍含量 大幅度下降 , 又无钻 。 固溶处理温度为的 , 固 溶处理后的硬度为 一 , 时效温度为 一 , 固溶处理后的硬度为左右 。 由于时效析出相的数 量比高合金马氏体时效钢少 , 所以时效尺寸变形较小 一般约为 , 有利于控制模具的变形 , 且价格便 宜 , 是高精度 、 复杂和长寿命塑料模具的理想用钢 。 无钻 、 低镍时效硬化钢是新发展的钢种之一 , 其合 金元素比马氏体时效钢低 , 特别是镍含量较少 , 属低碳 中合金钢 , 其代表钢号有钢 、 钢等 。 钢是一种低碳的镍铜铝铁合金钢 , 是新型时效 硬化型镜面塑料模具钢 , 具有优良的镜面加工性能 、 良 好的冷热加工性能 、 电加工性能和综合力学性能 。 固溶 温度为 左右 , 保温 , 空冷 , 固溶后硬度为 。 固溶处理的目的是为了使合金元素在基体充分 溶解 , 使固溶体均匀化并达到软化 , 便于模具切削加 工 。 在模具加工成型后进行时效处理 , 时效温度约为 左右 , 即可获 一 的较高硬度 , 最后进行 抛光处理 。 钢是制造高镜面光亮的精密复杂塑料模 具的理想材料 , 深受一些模具用户的欢迎 。 三 、 模具的渗氮处理 上面介绍了两种模具的选材及热处理 , 为了继续提 高模具的表面硬度 , 增加模具的使用寿命 , 可采取在模 具加工成型后进行低温表面强化热处理 。 渗氮是将氮渗人模具的表面 , 以提高模具表面的硬 度 、 耐磨性 、 抗咬合性 、 抗腐蚀性能和疲劳性的一种低 温表面强化工艺 。 渗氮处理温度较低 , 一般在 内进行 。 对于预硬化钢模具和时效硬化钢模具 , 渗氮温度一般都低于或稍高于回火或时效温度 , 渗 氮时模具心部没有相变 , 渗氮后模具基体硬度基本不 变 , 模具变形较小 。 对于其他类钢制作的精密复杂模 , 如其基体硬度要 求不高 , 而表面硬度要求较高 , 对其变形要求较小 , 可 采取模具毛坯粗加工后进行调质热处理 , 精加工后进行 低温渗氮处理 , 从而减小模具热处理变形 , 这是一些模 具制造厂家经常采用的加工方法 。 一般来说 , 合金钢模具经渗氮处理后 , 表面硬度可 达 以上 , 对于含有一定量的钢 , 渗氮后 模具表面硬度可达 以上 , 可大大提高模具的使 用寿命 。 四 、 结语 精密复杂模具的选材和热处理是模具制造者和热处 理工作者面临的一项重要研究课题 , 其核心是变形和硬 度问题 , 它关系到模具的精度和使用寿命 。 预硬化型钢和时效硬化型钢是精密复杂模具较理想
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