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锥形杯1塑料模具设计【7张CAD图纸】【原创资料】

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锥形 塑料 模具设计 cad 图纸 以及 毕业论文 原创 资料
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目      录

摘  要 1

第一章、引言 5

1.1.塑料简介 5

1.2.注塑成型及注塑模 5

第二章、塑件材料分析 8

2.1.塑件材料的基本特性 8

2.2.塑件材料成型性能 8

第三章、塑件的工艺分析 13

3.1.塑件的结构设计 13

3.2.塑件尺寸及精度 15

3.3.塑件表面粗糙度 15

3.4.塑件的体积和质量 15

第四章、注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 17

4.1.注射成型工艺过程分析 17

4.2.浇口种类的确定 18

4.3.型腔数目的确定 18

4.4.注射机的选择和校核 19

4.4.1.注射量的校核 19

4.4.2.塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 20

4.4.3.模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 21

第五章、注射模具结构设计 23

5.1.分型面的设计 23

5.2.型腔的布局 24

5.3.浇注系统的设计 25

5.3.1.浇注系统组成 25

5.3.2.确定浇注系统的原则 26

5.3.3.主流道的设计 26

5.3.4.浇口的设计 28

5.4.注射模成型零部件的设计 28

5.4.1.成型零部件结构设计 29

5.4.2.成型零部件工作尺寸的计算 29

5.5.排气结构设计 31

5.6.脱模机构的设计 31

5.6.1.脱模机构的选用原则 31

5.6.2.脱模机构类型的选择 32

5.6.3.推杆机构具体设计 33

5.7.注射模温度调节系统 34

5.7.1.冷却系统之设计规则 34

5.8.模架及标准件的选用 35

5.8.1.模架的选用 35

5.8.2.标准件的选用 35

第六章、模具材料的选用 36

6.1.成型零件材料选用 36

6.2.注射模用钢种 36

总   结 38

致    谢 39

参考文献 40


第一章、引言

模具制造是国家经济建设中的一项重要产业,振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域。

1.1.塑料简介

塑料是以树脂为主要成分的高分子材料,它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸,并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能,广泛应用于现代工业和日常生活,它具有密度小,质量轻,比强度高,绝缘性能好,介电损耗低,化学稳定性高,减摩耐磨性能好,减振隔音性能好等诸多优点。另外,许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料,在国民经济中,塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。

1.2.注塑成型及注塑模

将塑料成型为制品的生产方法很多,最常用的有注射,挤出,压缩,压注,压延和吹塑等。其中,注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外,几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短,能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中,其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高,不适合单件及批量较小的塑料件的生产。


内容简介:
1 塑料注射模具设计与制造实例 目录 1. 塑件的工艺分析 . 2 件的成型工艺性分析 . 2 件材料 使用性能 . 3 件材料 加工特性 . 3 件的成型工艺参数确定 . 3 2 模具的基本结构及模架选择 . 4 具的基本结构 . 4 定成型方法 . 4 腔布置 . 4 定分型面 . 5 择浇注系统 . 5 定推出方式 . 6 向抽芯机构 . 6 具的结构形式 . 6 择成型设备 . 7 择模 架 . 7 架的结构 . 7 架安装尺寸校核 . 8 3 模具结构、尺寸的设计计算 . 8 具结构设计计算 . 8 腔结构 . 8 芯结构 . 9 导柱、滑块结构 . 9 具的导向结构 . 9 构强度计算 (略) . 9 具成型尺寸设计计算 . 9 腔径向尺寸 . 9 腔深度尺寸 . 10 芯径向尺寸 . 10 芯高度尺寸 . 11 具加热、冷却系统的计算 . 11 具加 热 . 11 具冷却 . 11 4. 模具主要零件图及加工工艺规程 . 12 具定模板(中间板)零件图及加工工艺规程 . 12 具侧滑块零件图及加工工艺规程 . 14 具动模板(型芯固定板)零件图及加工工艺规程 . 14 5 模具总装图 及模具的装配、试模 . 15 具总装图 . 15 2 具的安装试模 . 17 模前的准备 . 17 具的安装及调试 . 17 模 . 18 验 . 18 塑料注射模具设计与制造实例通过一个典型的塑料制品,介绍了从塑件成型工艺分析到确定模具的主要结构,最后绘制出模具图的塑料注射模具设计全过程。 1. 塑件的工艺分析 件的成型工艺性分析 塑件如图 1 所示。 图 1 塑件图 产品名称:防护罩 产品材料: 品数量:较大批量生产 塑件尺寸:如图 1 所示 塑件重量: 15 克 塑件颜色:红色 3 塑件要求:塑件外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹。塑件允许最大脱模斜度 件材料 使用性能 可参考简明塑料模具设计手册 1合性能较好,冲击韧度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性、电气性能良好;易于成形和机械加工,与有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬 。 适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件 。 件材料 加工特性 可参考简明塑料模具设计手册 1 无定型塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成形特性也各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。 吸湿性强,含水量应小于 必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 流动性中等,溢边料 流动性比聚苯乙烯, 比聚碳酸酯、聚氯乙烯好 ) 。 比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温 ( 对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂,料温更宜取高 ) 。料温对物性影响较大、料温过高易分解 ( 分解温度为 250左右,比聚苯乙烯易分解 ) ,对要求精度较高塑件,模温宜取 50 60,要求光泽及耐热型料宜取 6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高,一般用柱塞式注塑机时料温为 180 230,注射压力为 100 140 杆式注塑机则取 160 220, 70 100 模具设计时要注意浇注系 统,选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹 ( 但在热水中加热可消失 ) 。脱模斜度宜取 2以上。 件的成型工艺参数确定 可参考简明塑料模具设计手册 1手册得到 料的成型工艺参数: 适用注射机类型 螺杆式 4 密度 g/ 收缩率 ; 预热温度 80C 85C,预热时间 2 3 h ; 料筒温度 后段 150C 170C,中段 165C 180C,前段 180C 200C; 喷嘴温度 170C 180C; 模具温度 50C 80C; 注射压力 60 100 成型时间 注射时间 20 90s ,保压时间 0 5s ,冷却时间 20 120s 。 2 模具的基本结构及模架选择 具的基本结构 定成型方法 塑件采用注射成型法生产。为保证塑件表面质量,使用点浇口成型,因此模具应为双分型面注射模(三板式注射模)。 腔布置 塑件形状较简单,重量较轻,生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面 有 10圆孔,需侧向抽芯,所以模具采用一模二腔、平衡布置。这样模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。其布置如图 2 所示。 图 2 型腔布置 5 定分型面 塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求,本实例中塑件的分型面有多种选择,如图 3所示。图 3( a) 的分型面选择在轴线上,这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹,影响塑件表面质量。同时这种分型面也使侧向抽芯困难;图 3( b) 的分型面选择在下端面,这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型,塑件大部分外表面光滑,仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易,而且塑件脱模方便。因此塑件选择如图 3( b) 所示的分型面。 ( a) ( b) 图 3 分型面选择 择浇注系统 塑件采用点浇口成型,其浇注系统如图 4 所示。点浇口直径为 浇口长度为1部球 流道采用半圆截面流道,其半径 R 为 3 流道为圆锥形, 锥角 为 6, 上部直径与注射机喷嘴相配合,下部直径 6 8 图 4 点浇口浇注系统 6 定推出方式 由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄,使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹,不宜采用。所以选择推件板推出机构完成塑件的推出,这种方法结构简单、推出力均匀,塑件在推出时变形小,推出可靠。 向抽芯机构 塑件的侧面有 10圆孔,因此模具应有侧向抽芯机构,由于抽出距离较短,抽出力较小,所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上,滑块装在推件板上。 具的结构形式 模具结构为双分型面注射模,如图 5 所示。 图 5 双分型面注射模模具结构 1 拉杆 2 导套 3 定模板(中间板) 4 螺钉 5 推件板 6 复位杆 7 动模板 8 支承板 9 推杆固定板 10 推板 11 垫块 12 动模座板 13 导柱 14 导套 15 导套 16 定模做板 17 脱出板 18 导套 7 19 导柱 20 限位螺钉 择成型设备 “注射机的选用”可参考简明塑料模具设计手册 3用 00 型卧式注射机,其有关参数为: 额定注射量 200/400 注射压力 109 锁模力 2540 最大注射面积 645 模具厚度 165 406 最大开合模行程 260 喷嘴圆弧半径 18 喷嘴孔直径 4 拉杆间距: 290368 择模架 架的结构 可参考简明塑料模具设计手册 1010架的结构如图 6 所示。 8 图 6 模架 架安装尺寸校核 模具外型尺寸为,长 300 250 345 于注射机拉杆间距和最大模具厚度,可以方便地安装在注射机上。 3 模具结构、尺寸的设计计算 具结构设计计算 腔结构 见装配图 所示, 型腔由定模板 4、定模镶件 26 和滑块 19 共三部分组成。定模板 4 和滑 9 块 19 构成塑件的侧壁,定模镶件 26 成型塑件的顶部,而且点浇口开在定模镶件上,这样使加工方便,有利于型腔的抛光。定模镶件可以更换,提高了模具的使用寿命。 芯结构 见装配图所示 ,型芯由动模 板 16 上的孔固定。型芯于推件板 18 采用锥面配合,以保证配合紧密,防止塑件产生飞边。另外,锥面配合可以减少推件板在推件运动时与型芯之间的磨损。型芯中心开有冷却水孔,用来强制冷却型芯。 导柱、滑块结构 见装配图 。 具的导向结构 为了保证模具的闭合精度,模具的定模部分与动模部分之间采用导柱 1 和导套 2 导向定位。推件板 18 上装有导套 6,推出时,导套 6 在导柱 1 上运动,保证了推件板的运动精度。定模座板上装有导柱 30,为点浇口凝料推板 24 和定模板 4 的运动导向。 构强度计算 ( 略) 具成型尺寸设计计算 可参考简明塑料模具设计手册 2 平均成型收缩率为 ,塑件未注公差按照 8 级精度公差值选取。塑件尺寸如图 1 所示。 腔径向尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6;模具的制造公差 z = /3;取 x= 1) 40+ 10 )1()( zz 2) )1()( zz 腔深度尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6;模具的制造公差 z = /3;取 x= 1) 50+ )1()( zz 2) 45+ )1()( zz 芯径向尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6;模具的制造公差 z = /3;取 x= 1) )1()(2) 10+ 10+)1()( 11 芯高度尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的 1 / 6;模具的制造公差 z = /3;取 x= 1) )1()(2) 15+ 15+)1()(具加热、冷却系统的计算 具加热 一般生产 料塑件的注射模具不需要外加热。 具冷却 模具的冷却分为两部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。 型腔的冷却是由在定模板(中间板)上的两条 10冷却水道完成, 如图 7 所示。 图 7 定模板冷却水道 12 型芯的冷却如图 8 所示,在型芯内部开有 16冷却水孔,中间用隔水板 2 隔开,冷却水由支承板 5 上的 10却水孔进入,沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部,翻过隔水板,流入另一侧,再流回支承板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯,最后由支承板上的冷却水孔流出模具。型芯 1 与支承板 5 之间用密封圈 3 密封。 图 8 型 芯的冷却 1 型芯 2 隔水板 3 密封圈 4 动模板(型芯固定板) 5 支承板 4. 模具主要零件图及加工工艺规程 具定模板(中间板)零件图及加工工艺规程 定模板(中间板)零件图如 图 9 所示。 13 图 9 定模板(中间板) 零件图 定模板(中间板)的加工工艺: ( 1)以基准角定位,加工 52+ 型腔孔,可以采用坐标镗床或加工中心完成。 ( 2)以基准角定位,加工宽 32 40 25宽 10 可以采用铣床或加工中心完成。 ( 3) 以基准角定位,加工宽 32 20 40斜楔装配孔及其上的 钉沉孔,可以采用铣床和钻床完成。 ( 4)钳工研配侧滑块和斜楔。 ( 5)将侧滑块装入定模板侧滑块孔内锁紧固定,共同加工 15斜导柱孔,可以采用铣床或钻床完成。 14 ( 6) 以基准角定位,加工 46,可以采用钻床或铣床完成。 ( 7)加工 20却水孔,由钻床或深孔钻床完成。 具侧滑块零件图及加工工艺规程 侧滑块零件图如 图 10 所示。 图 10 侧滑块零件图 侧滑块加工 工艺如下: ( 1)加工外形尺寸,由铣床或加工中心完成。 ( 2)钳工研配,首先与推件板研配侧滑块的滑道部分,要求滑动灵活,无晃动间隙;其次研配侧滑块与型芯及定模板的配合,要求配合接触紧密,注射成型时不产生飞边;最后研配斜楔,要求斜楔在注射成型时锁紧侧滑块。 ( 3)与定模板配钻斜导柱孔。 ( 4)加工侧滑块的两个 3位凹孔。 具动模板(型芯固定板)零件图及加工工艺规程 动模板(型芯固定板)零件图如 图 11 所示。 15 图 11 动模板(型芯固定板)零件图 动模板(型芯固定板)加工工艺如下: ( 1)以 基准角定位,加工 50+ 60型芯固定孔,可以采用坐标镗床或加工中心完成。 ( 2) 以基准角定位,加工 41,可采用镗床或钻床完成。 ( 3)钳工装配型芯。 5 模具总装图及模具的装配、试模 具总装图 图 12 为模具的总体装配图。 16 图 12 模具图 1 导柱 2 导套 3 拉杆 4 定模板(中间板) 5 螺钉 6 导套 7 复位杆 8 动模座板 9 螺钉 10 推板 11 推杆固定板 12 垫块 13 支承板 14 密封圈 15 隔水板 16 动模板(型芯固定板) 17 定位珠 18 推件板 19 侧滑块 20 斜楔 21 斜导柱 22 型芯 23 螺钉 24 脱出板 25 定模座板 26 定模镶件 27 拉料杆 28 定位圈 29 浇口套 30 导柱 31 导套 32 导套 33 限位螺钉 17 具的安装试模 试模是模具制造中的一个重要环节,试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。 模前的准备 试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度,安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开 模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当,无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠,起止位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固,无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查,即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整,使之处于正常运转状态。 具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地,并安装在指定注射机的全过程。 模具安装在注射机上要注意以下方面: 1)模具的安装方位要满足设 计图样的要求。 2)模具中有侧向滑动结构时,尽量使其运动方向为水平方向。 3)当模具长度与宽度尺寸相差较大时,应尽可能使较长的边与水平方向平行。 4)模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时,尽可能放置在非操作一侧,以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式,如图 13 所示。一般采用 4- 8 块压板,对称布置。 18 图 13 模具固定 1 压板 2 螺钉 3 模具 4 注射机模板 模具安装于注射机上之后,要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活,定位装置是否 能够有效作用,要注意以下方面: 1)合模后分型面不得有间隙,要有足够的合模力。 2)活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象,定位要正确、可靠。 3)开
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