毕业论文---模塑工艺规程的编制.doc

目录第1章 模塑工艺规程的编制31.塑件的工艺性分析 42.注射机型号的选用5第2章 注射模的结构设计61.分型面、模具型腔数目的确定62.初步确定型腔数和排列方式63.浇注系统设计74.侧向分型抽芯机构设计75.成型零件结构设计7第3章 模具设计的有关计算81.凹模的结构设计82.模具闭合高度的确定83.注射机有关参数的校核94.型腔、型芯工作尺寸计算9第4章 模具加热和冷却系统的计算10第5章 绘制模具装配总装配图和非标准零件工作图11第9章 注射模具主要零件加工工艺规程的编制12 1.滑块12 2.小型芯12 3.大型芯13第6章 注射模的试模131.模具安装132.试模13第7章 参考文献14 第 8 章 设计总结15- 2 -第1章 模塑工艺规程的编制该塑件的形状及尺寸如下面的零件图所示。本塑件的材料采用聚丙烯，生产类型为大批量生产。塑件图如下: 1.塑件的工艺性分析(1).塑件的原材料分析塑件的材料采用聚丙烯（GRF），属热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料不耐强酸和碱性溶液，能溶于甲苯、松节油、脂肪醇、环巳酮溶剂，并且有较好的刚度，耐水，耐热性能。从成型性能上看，该塑料流动性较好，成型容易，但吸水性和收缩率较大。另外，该塑料成型时易产生缩孔凹痕变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，成型时应注意控制成型温度，浇注系统应缓慢散热，冷热速度不宜过快。(2).塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1).结构分析从塑件的壁厚来看，最大壁厚为6 mm，壁厚较均匀，利于塑件的成型。从塑件图上分析，该塑件整体结构为长方体形。在其中部有侧孔结构，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，该模具属于中等复杂程度。2).尺寸精度分析该塑件的尺寸精度按一般精度计算，塑件的尺寸公差取4级。查（SJ/T10628-1995）得尺寸公差如下;型腔尺寸:164 200 75型芯尺寸：50 60 4 5 233）表面质量分析该塑件的表面没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.注射机型号的选用1）注射量的计算塑件的体积：V=63.6cm计算塑件的重量：根据设计手册可查得PA6的密度为=1.1 g/cm3塑件的重量为m1=V=1.1 g/cm46.5 cm =69.96g。注射量m=nm+ m流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来计算m=1.6 nm1由上述可知型腔数n=2m=1.6269.96=223.87g2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算（1）投影面积的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可以用0.35nA1来进行估算A= nA1+0.35n A1=1.35n A1其中A1=6569.78mm2A=1.3526569.78=17738.4mm2（2）锁模力的计算锁模力Fm=AP由塑料模具设计指导一书中表22查得型腔平均压力P=35MPaFm=17738.4mm235 MPa =620844N=620.8kN3)选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，采用一模二件的模具结构，可选用SZ-250/120型注射机。SZ-250/120型理论注射容量/cm250锁模力/kN800螺杆直径/mm45拉杆内间距/mm400400注射压力/MPa150注射时间/s1.8注射行程/mm135模具最大厚度/mm380最大开合模行程/mm320模具最小厚度/mm220螺杆转速/（r/min）76170定位孔直径/mm110喷嘴球半径/mm15喷嘴孔直径/mm4）塑件注射工艺参数的确定，查找附录H ：注射温度包括料筒温度和喷嘴温度.料筒温度：后段温度t1；220 中段温度t2：280 前段温度t3：300喷嘴温度：175注射压力：90Mpa注射时间：40s保压:72Mpa保压时间10s冷却时间：30s第2章 注射模的结构设计注射模的结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。1.分型面、模具型腔数目的确定型腔的排列方式在前面注射机的选择时已列出。如图所示分型面位置的确定：2.初步确定型腔数和排列方式该塑件为大批量生产，采用一模两腔的模具结构，操作方便，制造成本低。由于塑件有侧孔，因此设置侧向分型抽芯机构较合理，如3.浇注系统设计1)主流道设计 由塑料模具设计指导一书中可知SZ-250/120卧式注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴口直径：d0=4mm 喷嘴球面半径R0=15mm根据模具主流道与喷嘴的关系R= R0+ (1-2)mm d= d0+(0.5-1)mm取主流道球面半径R=17mm 取主流道的小端直径d=5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，根据塑件的成型要求及型腔的排列方式应采用直浇口，故其斜度可相对大些为40，经换算的主流道大段直径D=3mm.为了使熔料顺利进入塑件，可在主流道出料端设计半径r=2mm的圆角过渡。2)浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用直浇口较为理想，设计时考虑选择从塑件顶部中央处进料，料由塑件顶部流向塑件底部，有利于填充、排气。4.侧向分型抽芯机构设计该塑件的侧壁上有三个孔，均垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具脱出，因此成型侧孔处的零件必须做成活动的型芯，即须设置抽芯机构。本模具采用机动抽芯机构。5.成型零件结构设计1） 型腔的结构设计：模具采用一模两件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，型腔采用整体式结构。2）型芯的结构设计：型芯为椭圆形。第3章 模具设计的有关计算1.动模的结构设计本设计中模具采用一模两腔的结构形式，由于塑件的结构较简单，动模可采用整体式结构。1) 型腔壁厚的确定根据矩形整体式型腔壁厚的刚度公式可计算型腔壁厚h=式中各参数分别为：型腔侧壁受熔体压力部分的高度，为25mmp型腔内熔体的压力，取35MPac系数，由L/a确定，由于L/a=70/70=1.由塑料模具设计及制造一书中表3-9，可取c=0.031.E弹性模量，钢材取2.1105MPa允许变形量，由表3-8可取为0.05将已知数据代入上式，h=6.35 mm2)底板厚度的确定根据底板厚度的刚度公式可计算底板厚度H=其中 c为常数，由L/b确定，由于L/b=70/45=1.56，由表3-10可取c=0.024经计算H=2.5mm由于要用直浇口进料，考虑到模具整体结构的协调，所以取底板厚度为20mm.2.模具闭合高度的确定根据3.5.2支承与固定零件的设计中提供的经验数据，确定:定模座板：H1=25mm；定模板：H2=40mm;动模板：H3=25mm;支承板：H5=32mm;动模座板：H6=25mm;根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块：H5=95mm，因而模具的闭合高度：H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=(25+40+25+32+25+95)mm=242mm3.注射机有关参数的校核a) 安装尺寸校核 本模具的外形尺寸为400mm320mm242mm。SZ-250/120型注射机模板最大安装尺寸为400mm400mm,故能满足模具的安装要求，由上述计算模具的闭合高度H=300, SZ-250/120型注射机所允许模具的最小厚度Hmin=220mm,最大厚度Hmax=380mm,即模具满足HminHHmax的安装条件。b）开模行程校核经查资料SZ-250/120型注射机的最大开模行程S=300mm,满足式（5-15）的出件要求。SH1+H2 +(5-10)mm =25+95+(5-10)mm=130mmc)最大注塑量校核注射机的最大注射量应该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为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为：0.8VV+V由前面计算可得 V=63.6cm查表得ABS的平均密度为 =1.1kg/dm3经计算 V2.3 cm由以上数据可得V=82.375cm2500.8cm82.375， 所以选SZ-250/120型注射机满足要求。d)锁模力的校核FPA（P熔融塑料在型腔内的压力，20Mpa40Mpa； A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积，经计算为17738.4mm；F注射机的额定锁模力，kN）故PA=40Mpa17738.4mm=709.52 kN在此选定的注塑机的锁模力F=800kN，满足要求4.型腔、型芯工作尺寸计算本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算：查表得PA6的收缩率为Q=0.71.5% 故平均收缩率为Scp=(0.71.5)%/2=1.1% 模具制造公差取z=/41）型腔的计算 164 200 75 根据公式LM=(LS+ LS Scp%1/2)+0z经计算分别得出结果 : 164.977 201.11 75.4372）型芯的计算 50 60 4 523根据公式LR(LRS+ LRS Scp%+1/2) 0-z经计算得出结果 ： 53.74361.244 4.522 5.436 23.33 第4章 模具加热和冷却系统的计算 本塑件在注射成型时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计计算。设定模具平均工作温度为40，用常温20的水作为模具冷却介质，其出口温度为30，产量为（初算每2min1套）0.26kg/h。1. 求塑件在硬化时每小时释放的热量为Q3查表得尼龙的单位热流量为3510 J/kg Q=WQ =0.074kg3510 J/kg =2.5910 J/kg2.求冷却水的体积流量V 由公式 V=式中V-冷却介质的体积流量（m/min）w-单位时间内注入模具中的塑件重量（kg/min） Q-塑件在凝固时所放出的热量（J/kg） -冷却介质的密度(kg/m)c -冷却介质的比热容J/(kg*c)t-冷却介质的出口温度（）t-冷却介质的进口温度（） = m/min =6.110 m/min 由体积流量V查表可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积非常小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。但考虑到计算的误差，试模时可能会需要冷却水，故开直径10mm的水道。第5章 绘制模具装配总装配图和非标准零件工作图本模具的总装配图见大图，非标准零件见附图本模具的工作原理：模具安装在注射机上，定模座板固定在注射机的的定模板上，动模座板固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时在液压系统作用下侧型腔分开，完成侧分形动作。定模板和动模板渐渐将分型面打开，当分型面打开到工件能顺利掉出时，在注射机顶出装置作用下，推动推板使推杆运动将塑件顶出。 第6章 注射模具主要零件加工工艺规程的编制1.滑块的加工序号工序名称工序材料备注1下料2208575 mm2铣端面2158070 mm3粗铣铣出滑块和滑块槽及平面,并留余量4粗磨粗磨留余量5钳工画线画出各螺纹孔的位置及光孔的位置6钻孔需加工位置钻孔7精铣加工到需要尺寸,留小余量8钳工1）修侧浇口2）研光型腔及浇口Ra（0.2-0.4）9攻丝对所需的螺纹孔进行攻丝10电火花用电火花加工铣不到的地方以及清角11热处理淬火到要求12抛光抛光到尺寸要求2.小型芯的加工 序号工序名称工序材料1下料403545 mm2铣端面353040 mm3粗铣铣出螺纹槽并留余量4粗磨粗磨留余量5钳工画线画出各孔的位置6钻孔需加工位置钻孔7精铣加工到需要尺寸,留小余量8电火花用电火花加工螺纹的牙9热处理淬火到要求10抛光抛光到尺寸要求3.大型芯的加工序号工序名称工序材料1下料807045 mm2铣端面756540 mm3粗铣铣出螺纹槽并留余量4粗磨粗磨留余量5钳工画线画出各孔的位置6钻孔需加工位置钻孔7精铣加工到需要尺寸,留小余量8电火花用电火花加工螺纹的牙9热处理淬火到要求10抛光抛光到尺寸要求第7章 注射模的试模1.模具安装（1）清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。（2）因本模具的外形尺寸不大，故可以采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好木板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时的平衡、灵活、无卡死现象，然后固定动模。（3）调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当。（4）慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出的距离。开闭模具观察顶出机构的运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。（5）模具装好后，等料筒及喷嘴温度上升到预定温度2030，既可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。（6）开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。2.试模 通过试模塑件上常会出