模具设计与制造项目课程设计-塑料瓶盖内螺纹的自动脱出模具设计.docx

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 塑料瓶盖内螺纹的自动脱出模具设计 学生学院 机电工程学院_专业班级 机电0606 学 号 学生姓名 指导教师 成绩评定 教师签名 2010 年 01 月 10 日广东工业大学课程设计任务书题目名称塑料瓶盖内螺纹的自动脱出模具设计学生学院机电工程学院专业班级姓 名学 号一、课程目的和意义：模具设计与制造项目课程是作为成型技术与模具理论课之外的一门重要补充课程，由于模具结构的多样性、复杂性及其巧妙性，走马观花式的结构介绍显然难以达到对该门课程真正的理解和掌握。如结构也许可行，但是否合理；结构虽然巧妙，但能否更佳？结构即使科学，但是否经济等等，这些单凭书本知识是难以做出直观判断的。作为社会需求量极大的热门技术，必须真正地全面领会其基本结构原理，并对各类变形、延伸结构的科学性、合理性融会贯通，才能真正做到举一反三，完全掌握，满足社会的需要。正是基于上述目的，开设了模具设计与制造项目课程，期望学生们能在创新设计中，将书本内容与工程实践有机结合，巩固和加深对理论知识的理解，并充分发挥同学们的想象力、创造力，形成一种科学的发散性思维。举一反三，灵活运用所学知识，进行模具结构设计。二、实验的内容和方法：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。课程学习过程中，同学们可以从网上、期刊上、工厂搜集一些实际模具的设计实例，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。课程学习中学生一人一题 。学生在规定的学时内完成对某一模具机构的分析。首先分析塑料制品结构特点，确定自己的模具方案，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、完成步骤：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，拟定自己的模具设计方案； 了解塑件的用途，使用情况及工作要求，对于塑件图上提出的塑件形状、尺寸精度、表面粗糙度等进行工艺分析，即从成型工艺、塑料制件的设计原则、模具结构合理性等方面进行综合分析，对其不够合理的部分提出改进意见，并进行改正。3、 分析研究他人模具设计结构，与自己方案对比，从中细细体会他人模具设计的科学性合理性，或提出自己的不同见解； 4、进行模具设计，包括模具三维结构设计，演示模具工作过程； 1） 选择所需成型机械的类型与规格，列出主要技术参数。根据塑件形状尺寸，估算塑件体积和重量，并校核所选成型机械的有关参数。 2）分析塑件，确定成型工艺方案及所用模具的类型与结构，包括选择成型位置，确定分型面。浇注系统形式，浇口开设位置，脱模方式，侧孔侧凹的成型方法、排气方法、调温方式及模具的加工性能。3）根据塑件尺寸精度要求，对成型零件的成型尺寸进行必要的计算，对主要受力的零件，根据需要进行强度与刚度校核，必要时进行冷却面积的计算，以便确定冷却水孔的直径与长度。 4）绘制模具三维图。 5）根据模具注射模塑过程的工作原理，制作模具动作Flash动画。四、撰写说明书内容包括骤：塑料制品结构分析；模具结构分析、模具各部件功能和用途；以图文形式论述，附塑料制品、模具三维图和工作原理动画图等。五、提交材料打印说明书，提交电子文档。若干个同学合一个光碟，以姓名为文件夹的名称。应交材料：说明书、图纸；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。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：0引言11设计前的数据收集11.1塑件的工艺性11.2计算塑件的体积和质量11.3塑件注射工艺参数的确定12注射模的结构设计12.1分型面选择12.2确定型腔的排列方式22.3浇注系统设计22.4二次顶出机构的设计22.5成型零件结构设计22.6模架设计33模具工作过程34注意事项45总结46参考文献40 引言目前国内对于内螺纹结构大多用齿轮系统实现自动抽芯，但是齿轮系统使模具结构复杂、成本过高，模具易损坏且设计时计算量大，针对以上情况我们设计了一种瓣合型芯结构，省去了齿轮系统，降低了成本，提高了生产自动化程度。1 设计前的数据收集1.1 塑件的工艺性1) 塑件的原材料塑件的材料采用ABS塑料，它是介于通用塑料和工程塑料之间的一种热塑性塑料，为坚韧质硬的刚性材料。ABS是无毒、无味、不透明、微黄色。成型的塑件有较好的光泽，密度为1.021.05 gcm3。它吸水率低，尺寸稳定性好，摩擦系数较低。ABS拉伸强度不高，但抗冲击性能较高，在低温下也不会迅速下降。有一定硬度，耐磨性好，摩擦系统较低。ABS的缺点是耐热性低，耐侯性差。2) 塑件的结构和尺寸精度表面质量塑件结构尺寸如图所示。其一种饮料瓶的瓶盖，内部带有螺纹。塑件的尺寸精度选取精度等级为4级（SJ 1372-1978）。1.2 计算塑件的体积和质量经计算塑件的体积为 V=14.743 cm3 ；塑件的质量为 m=V=15 g。采用一摸两件的模具结构，考虑外形尺寸、注射时所需压力等情况，初步选用注射机XS-ZY125型。1.3 塑件注射工艺参数的确定查询相关手册，ABS的成型工艺参数可做如下选择：成型温度为200240 ；注射压力为 7090 MPa。2 注射模的结构设计2.1 分型面选择该塑件为圆柱壳体件，结构较简单，因此选取如图所示水平分型面既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度，又便于成型后的脱模。2.2 确定型腔的排列方式本塑件在注射时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度因素，拟采取如图所示型腔排列方式。2.3 浇注系统设计1) 主流道设计根据设计手册查得XS-Z 60型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d0=4 mm，喷嘴前端球面半径 R0=12 mm。根据模具主流道与喷嘴 R=R0+(12)mm 及 d=d0+(0.51)mm ，取主流道球面半径R=13mm ，小端直径 d=4.5mm 。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥型，其斜度为 13 。为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计半径 R=5mm 的圆弧过渡。2) 分流道设计分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度因素来确定。本塑件的形状较简单，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，选用截面形状为梯形分流道。因为梯形截面的分流道的机械加工工艺性好，熔体热量损失和流动压力损失均较小3) 浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口。设计时考虑从分型面处进料，采用截面为矩形的侧浇口。2.4 二次顶出机构的设计二次顶出机构由背压杆1、卡爪4和背压衬套16组成，。顶出的全部行程H由两个同方向的行程A和B组成，第一阶段行程A中，因卡爪4压在背压杆1上，卡爪4和背压衬套16共同前进，当卡爪4脱离背压杆1挤进背压衬套16内时，背压衬套16停止前进而卡爪4继续运动直至抵达背压衬套16的内顶端，完成第二阶段行程B。这一机构的工作总行程由背压衬套16的深度或背压杆1的长度决定，为了保证安全，应预留S=0.5mm的间隙。背压杆在运行过程中必须有良好的润滑，当模具温度过高时，易采用高效润滑剂涂抹，而且其硬度要求为5862HRC。卡爪应选用弹性较好的材料并进行适当的热处理，如卡爪端5862HRC，尾端4045HRC，以保证有较好的耐磨性和弹性。 2.5 成型零件结构设计1) 凹模的结构设计该模具中适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，凹模拟采用镶嵌式结构。且分流道与浇口均设计在凹模上。2) 凸模的结构设计该模具的凸模主要是瓣合型芯。瓣合型芯取大小各4个瓣片。在成型螺纹尺寸计算时，可以按一般螺纹的收缩尺寸进行计算。瓣合型芯开合模状态的外径之差应该大于两倍的齿形工作高度，小瓣片夹角一般取2535(此处取30)，其取值与螺纹外径有关，一般情况下螺纹外径越大取值越小。小瓣片各自向中心收缩的最大位移一是各小瓣片相互接触时所移动的距离，大瓣片的最大位移是大小瓣片相接触时大瓣片所移动的距离，所以推块斜面的取值尤其重要，在推块的斜面脱离瓣合型芯的外斜面时，大、小瓣片均不允许运行到最大位移，否则将易出现顶死现象，但又要求此时各自的位移接近其最大位移。2.6 模架设计查询相关手册，可取得合模板的尺寸如下。 3 模具工作过程模具结构简图如图。模具开模后，注塑机的顶出机构推动模具推板，由于背压杆l和卡爪4的作用，动模板7和复位杆3同时运动。当瓣合型芯13脱离动模型芯14后，卡爪4的前端脱离背压杆1，挤进背压衬套16，动模板停止移动(限位钉8起限位和保险作用)，完成了第一阶段的顶出过程。动模板静止后顶出继续进行，此时推杆11推动推块12，推块的内锥面首先推动瓣合型芯13中的4个小瓣片，使其在导轨板6上向中心收缩，继而4个大瓣片也向中心收缩，脱出塑件螺纹，顶出工作停止，完成开模动作。合模时，在复位杆的作用下，推杆带动推块回退。当动、定模接触时，卡爪压上被压杆，动模板与支承板之间的距离被消除，瓣合型芯与动模型芯14接触而向外扩开，形成完整的外螺纹齿形。4 注意事项在模具的计算和加工过程中应注意以下两点：4个小瓣片一定要取其最大位移，避免开模后上面的瓣片继续向中心自由掉落；应把各瓣片组装在一起后加工外螺纹，避免螺纹对接不好影响塑件的使用。利用瓣合型芯脱模的模具，其型芯的加工难度增加了，但是相对于齿轮抽芯系统降低了模具成本，使自动化生产程度得到了提高，因此这种结构在国外被大量用于生产带有内螺纹或内侧整周有凹槽的塑料模具。5 总结在这次的模具课程设计中，我们按照老师提供的资料，独立的分析和制定成型工艺，查阅有关的技术文献和资料，尝试了全面地考虑设计内容和方案。培养分析问题和解决问题的综合能力，完成了以实践环节为主的综合性的设计实训过程。经过本次模具课程设计后，我们初步了解塑件的成型工艺和生产过程，认识了塑料模具的基本知识。通过本次设计，我们接触到塑料制造时的质量分析，塑料模具成型工艺和技术开发，一般塑料模具的设计、制造等方面训练。设计中综合运用了机械制图、公差与技术测量、工程材料、机械制造技术装备、成型技术与模具等先修课程的知识，增强分析和解决塑料模具设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。设计中，因为我们还只是初步的在课堂上认识和学习塑料成型工艺与模具设计，缺乏经验和实践，很多尺寸参数上的计算和工艺上的校核仍太十分理解，在选择模具结构、提出模具的结构方案、确定模具成型零件的结构形状、尺寸以及技术要求上，仍存在很多漏洞，日后还需继