模具设计与制造项目课程设计-长筒形壳体件注射模设计.doc

项 目 课 程 设 计全套图纸加扣 3012250582 课程名称 模具设计与制造项目 题目名称 长筒形壳体件注射模设计 学生学院 机电工程学院 专业班级 05级机自4班 学 号 学生姓名 指导教师 2008 年 12 月 28日广东工业大学课程设计任务书题目名称模具设计与制造项目学生学院机电学院专业班级2005级机自4班姓 名学 号一、课程设计的内容本课程的开设是一种新的尝试，是适应当前本科教学改革而进行的一项前沿性探索。根据网上、期刊上、工厂搜集到的实际模具设计实例，对其结构进行分析、研究并吸收消化。完全了解其结构，掌握其工作原理，同时如有可能的话，给出更佳的替代机构，完成模具设计。二、课程设计的要求与数据课程设计一人一题，在规定的学时内完成对某一模具机构的分析及设计。首先分析塑料制品结构特点，确定模具设计方案，如二板模或三板模、强脱或旋脱等等；其次对照实物或平面图，研究他人模具结构特点；最后对比分析二者差异，从中获得感性的设计知识。三、课程设计应完成的工作报告书；塑料产品三维图电子文档；模具三维图电子文档；模具动作Flash动画电子文档。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1搜集模具资料，现场观看模具实物、搜集模具设计图纸 2分析塑料制品结构特点，参考他人的模具设计方案，拟定各自的模具方案 3进行模具设计，包括模具三维结构设计，演示模具工作过程 4撰写实验报告 5课程设计答辩 五、应收集的资料及主要参考文献1.申开智. 塑料成型模具（第二版）. 北京：中国轻工业出版社，20062.王庆五，仇亚琴，张昱. SolidWords2006中文版模具设计专家指导教程. 北京：机械工业出版社，20063.胡仁喜，郭军，王仁广. Solidworks2005中文版机械设计高级应用实例.北京：机械工业出版社，2005发出任务书日期： 年 月 日 指导教师签名：计划完成日期： 年 月 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘 要分析了长径比较大的方截面长筒形件的注射模结构设计与制造的特点,给出了具体的模具结构设计实例,应用表明,模具结构合理,工作可靠。关键词：方截面长筒件 模具设计与制造 结构实例目 录1. 塑料制品结构分析12. 塑件成型工艺分析13. 模具结构设计23.1模具各部件功能及作用33.2部分零件的零件图44. 结束语55. 参考文献6 1 塑料制品结构分析如图1-1为塑件的形状: 图1-1 塑件结构其主要特点是塑件主体为正方形截面, 长径比较大, 壁厚相对较簿,壁厚误差要求0. 05mm ,右端壁厚不均匀。在注射成型的塑料制品中, 对于长径比较大的筒形件, 无论是模具设计与制造, 还是注射成型加工都具有一定的难度, 尤其是壁厚相对较薄或是非圆形截面的塑件,其成型与脱模难度更大。通常此类塑件的模具设计主要有两方面难点, 一是如何保证塑件顺利充模成型, 得到质量合格的制品; 二是如何保证塑件完好无损地脱模而不产生顶出变形。前者主要取决于模具浇注系统与冷却系统的合理设计以及成型工艺条件的最佳匹配; 后者则主要靠模具脱模方式的选择及其结构设计的合理性。此外, 还应考虑模具零件制造与装配精度对设计功能的影响。只有针对塑件的具体结构形状, 结合塑件材料的成型特点综合分析, 才能设计出适合塑件成型要求与结构合理的模具。下面介绍截面形状为正方形的长筒形壳体件注射模设计与制造特点。2塑件成型工艺分析塑件结构与尺寸精度见图l-1 。其主要特点是塑件主体为正方形截面, 长径比较大, 壁厚相对较簿,壁厚误差要求0. 05mm ,右端壁厚不均匀。所用材料为含15 %玻璃纤维增强的PA66 ,流动性差,易产生填充与熔接不良以及玻璃纤维分布不均的缺陷。成型收缩的异向性明显, 对模具表面的磨损较大,成型中有玻璃纤维处理剂挥发的气体产生。上述塑件结构与材料特点为模具设计增加了难度。首先是浇口位置的选择,塑件长度尺寸较大,从缩短熔体充模流程的角度考虑, 浇口设在长度尺寸的中间部位较合理。但是这样带来的问题是主流道部分太长, 且熔体充填右端时是从薄壁处向厚壁部分流动, 不利于保证右端成形质量。若按浇口应尽量设在塑件壁厚较厚部位这一基本原则, 浇口应设在塑件右端, 此时成型塑件内形的正方形截面主型芯需固定在动模一侧;反之若将浇口设在左端,无论主型芯固定在动模或定模, 对熔体充模流动都极为不利, 甚至无法充满。显然浇口设在右端于熔体充模流动较为合理, 尽管熔体流程较长, 但主流道较短。这样可使熔体先充满壁厚较大的右端, 在继续充填左端薄壁部位的同时,也向右端传递注射压力,对及时补充右端的冷却收缩非常有利, 易于保证厚壁部位的成形质量。考虑玻璃纤维对充模流动性的影响, 浇口尺寸可取稍大些。其次是塑件脱模方式的确定。由于浇口位置设在右端, 主型芯固定于动模一侧。显然采用动模侧的顶杆顶出机构几乎是不可能的, 而采用定模顶出也将很难实现。若采用动模侧的脱模板顶出,理论上可以,但实际上并不可行。原因在于塑件壁厚较薄, 材料较脆, 塑件脱模斜度只有0. 03。成型收缩对方型芯产生的包紧力比同样尺寸的圆形截面型芯还大约13 % , 若用脱模板强行推出,易造成塑件破裂。因此本设计采取了成型后当整个型腔尚未开启之前, 先抽出主型芯的方法, 保证了塑件完好无损地脱模。即利用塑件右端的29mm 29mm方形截面尺寸大于筒的27. 2mm 27. 2mm 方形截面尺寸在脱模方向所形成的阻力,先抽出主型芯,使塑件留于型腔。主型芯抽出一离后,型腔打开,塑件自动脱落。为使塑件脱模方便及有利于型腔加工, 型腔采用哈夫块结构。模具整个开合动作用拉杆限位与摆钩顺序开模机构同斜导柱延时驱动相结合。机构简单,动作可靠。这样既不用推板与顶杆顶出机构, 又减小了模具厚度与装模空间,还节省了模具材料。3 模具结构设计模具总体结构为1 模2 腔哈夫块形式, 见图3-1。由于正方形截面的主型芯较长,成型时不宜使其悬臂, 故将定模型芯4 插入其中, 合模后形成类似两端固定的结构, 以增强主型芯成型过程中的刚性。型腔采用整体滑块,两斜导柱驱动。由于滑块自身重量与高度尺寸较大, 开模时若滑块只在滑道一端支撑, 将使滑道承受较大的倾覆力矩, 使滑块运动不畅, 并加剧滑道的磨损, 从而影响滑块的对合精度。对此设计中采用斜导柱辅助支撑滑块的方式, 即斜导柱在驱动滑块的同时, 其直径与滑块上的斜孔侧壁有一定的配合要求, 保证滑块在滑道中滑动时, 不会因自重下垂而影响滑动。由于型腔全部在滑块上加工而成, 因此成型中型腔压力产生的胀模力全部作用于滑块上, 并使其分开。为保证滑块工作时的可靠锁紧, 设计中采用滑块上下同时斜面楔紧的结构, 避免了在滑块对合面处产生溢料或飞边。同时哈夫块式结构的型腔有利于排气。型腔冷却是在两滑块上分别采用直通式单独循环冷却方式,主型芯则采用中心孔加隔水板循环冷却,冷却效果较滑块冷却效果好 图3-1 模具结构图3.1模具各部件功能及作用3.1.1 成型零部件 型腔是直接成型塑件的部分，它由凹模（成型塑件外部形状）、型芯构成。模具的型腔由上下模联合构成。凹、凸模是构成模具型腔的主要零件，由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，故要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度，以保证塑件制品表面的光亮美观、容易脱模。因为本例是长筒本，要实现充型和脱模都比较难，为了实现顺利脱模，本例采用过轴线的分型面，提高生产效率，需谁模具进行冷却，用水对模具进行冷却。 3.1.2浇注系统将塑料熔体由注塑机喷嘴引向型腔的流道即为浇注系统。它由主流道、分流道、浇口等组成。本设计采用点浇口，塑料熔体通过它有很高的剪切速率。开模时浇口自行拉断。分流道采用平衡布置，这种布置可以实现均匀送料和同时充满型腔的目的，使成型的塑料力学性能基本一致。3.1.3导向部分导向零件确保动模与定模合模时准确对中。本设计采用斜导柱来实现凹模的开模，降低直抽出塑件的难度。为了避免抽芯干涉应该设计抽芯距满足以下公式： S=Htan+(23) H : 斜导柱完成抽芯距所需开模行程 ：斜导柱倾斜角 S ：抽芯距 mm3.2 部分零件的零件图 图3-2 型芯 图3-3 定模板 4 结束语 这次模具课程设计，我所做的是长筒注塑摸。本设计零件比较简单，但是因为长筒零件模具的特殊要求，所以模具比较复杂，要求用斜导柱来进行分型。并且要注意抽芯。 这次课程设计的时间比较短，而且完成的工作量也比较大，所以做起来有些力不从心。由于指导书上的零件图比较模糊，而且没有表明零件的名称，所以理解起来比较困难。所以全部零件名称都是从书上找的，所以有可能会有错漏。并且不同的参考文献对同样的零件可能会用不同的名称，所以这跟原来设计者的设计会有一些不同。不过这些不会对理解模具的结构和动作过程有太大的影响。 由于这次模具设计要完成包含生成装配图和两个零件图的任务，工作量比较大，而且时间比较紧迫。所以在设计中会有很多问题产生。而且零件的具体尺寸也可能不太标准。所以出来的效果也会不那么如人意。 通过这次课程设计，我加深了对模具结构的了解。对