接触器主板注射模设计【14张CAD图纸+毕业答辩论文】【注塑模具】

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目  录中文摘要1英文摘要2前言31设计内容及设计要求1.1设计内容 41.2设计要求 42模具结构的设计2.1产品工艺性分析 52.1.1材料性能  52.1.2成型特性及条件52.1.3结构工艺性52.1.4零件体积及质量估算62.2初选注射成型机的型号和规格 62.2.1 注射机有关参数的校核82.3确定型腔数目及配置 82.4选择分型面 92.5浇注系统的设计 92.5.1主流道92.5.2分流道 102.5.3浇口 112.5.4定位环及浇口套 112.5.5冷料穴 112.6型芯、型腔的设计122.6.1确定型腔、型芯的结构设计及固定方式 122.6.2型芯和型腔工作尺寸的计算 132.6.3型腔壁厚的计算 172.7推出机构的设计172.8侧向抽芯机构的设计202.9导向机构的设计212.9.1导柱的机构形式 212.9.2导套的结构形式 212.9.3导柱、导套的组合形式 212.9.4导柱的分布 222.10复位机构设计222.11温度调节系统设计232.11.1 温度调节系统的设计232.11.2 冷却系统的计算232.11.3 冷却回路布置232.12排溢系统设计242.13模具的整体设计24参考文献 26致谢 27摘要在本设计过程中,先对接触器主板零件进行工艺分析,从而进行注射机的选择,对注射机有关的参数进行校核。然后进入模具整体结构的设计,确定塑件在模具中的布局和分型面的位置,确定浇注系统,主要是对主分流道的形状及尺寸的设计,对型芯型腔结构的设计和尺寸的计算,推出机构、滑块外向侧抽芯机构、导向机构和复位机构的设计,温度调节的系统和排溢系统的设计,主要对冷却系统的计算和冷却回路的布置,最后展示模具整体的结构。通过对模具这些结构的设计,保证模具的正常使用,优化模具结构,是模具结构紧凑可靠。关键词:接触器主板;注射机;滑块外向侧抽芯机构;模具结构  Abstractin this design, the first part of the motherboard for the contact process analysis to select the injection machine, injection molding machine of the relevant parameters to be checked. Then the whole structure into the mold design, layout and determine the location of parting plastic in the mold to determine the gating system, mainly for primary runner shape and size of the design, the core design of the structure and size of the cavity computing, pushing mechanism, the slider outer lateral pulling mechanism, the guide mechanism and reset mechanism design, the temperature regulation system and exhaust system design overflow main computing system and the cooling circuit of the cooling arrangement, showing the final overall mold structure. Through the design of these structures on the mold, to ensure the normal use of molds, the mold structure optimization, the mold structure is compact and reliable.Key words :  contacts motherboard; injection molding machine; slide laterally outside the pulling mechanism; mold structure前言   随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用,在工业生产中模具已成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中,塑料模具的应用及其广泛,在各类模具中的地位也越来越突出,成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。根据这一发展趋势,此次毕业设计,在蒋育华老师的精心指导下,通过对手表托架注塑模的设计,深入学习了CAD和Proe,掌握了注射模具设计的一般方法、模具制造的专用设备及注射机的工作原理,为今后工作打下坚实的基础。 本次设计历时5周,进程如下:第一周、在指导老师的带领下去工厂参观,了解产品的注塑过程和模具的制造方法,初步知道在设计过程中所需注意的问题;第二周、彻底弄清自己的具体工作,设计所要达到的要求。计算数据,确定每个零件用什么材料、热处理。第三周、用Proe对产品进行开模,完成三维造型。第四周,对各个零件出工程图,整理资料并编写设计说明书;第五周、交指导教师审阅,并作修改,最后定稿。
编号:444495    类型:共享资源    大小:4.71MB    格式:RAR    上传时间:2015-06-27 上传人:好资料QQ****51605 IP属地:江苏
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接触器 主板 注射 设计 全套 cad 图纸 毕业 答辩 论文 注塑 模具
资源描述:

目  录


中文摘要……………………………………………………………………………1

英文摘要……………………………………………………………………………2

前言…………………………………………………………………………………3

1设计内容及设计要求

1.1设计内容 ……………………………………………………………………4

1.2设计要求 ……………………………………………………………………4

2模具结构的设计

2.1产品工艺性分析 ……………………………………………………………5

2.1.1材料性能  …………………………………………………………………5

2.1.2成型特性及条件……………………………………………………………5

2.1.3结构工艺性…………………………………………………………………5

2.1.4零件体积及质量估算………………………………………………………6

2.2初选注射成型机的型号和规格 ……………………………………………6

2.2.1 注射机有关参数的校核……………………………………………………8

2.3确定型腔数目及配置 ………………………………………………………8

2.4选择分型面 …………………………………………………………………9

2.5浇注系统的设计 ……………………………………………………………9

2.5.1主流道………………………………………………………………………9

2.5.2分流道 ……………………………………………………………………10

2.5.3浇口 ………………………………………………………………………11

2.5.4定位环及浇口套 …………………………………………………………11

2.5.5冷料穴 ……………………………………………………………………11

2.6型芯、型腔的设计…………………………………………………………12

2.6.1确定型腔、型芯的结构设计及固定方式 ………………………………12


2.6.2型芯和型腔工作尺寸的计算 ……………………………………………13

2.6.3型腔壁厚的计算 …………………………………………………………17

2.7推出机构的设计……………………………………………………………17

2.8侧向抽芯机构的设计………………………………………………………20

2.9导向机构的设计……………………………………………………………21

2.9.1导柱的机构形式 …………………………………………………………21

2.9.2导套的结构形式 …………………………………………………………21

2.9.3导柱、导套的组合形式 …………………………………………………21

2.9.4导柱的分布 ………………………………………………………………22

2.10复位机构设计………………………………………………………………22

2.11温度调节系统设计…………………………………………………………23

2.11.1 温度调节系统的设计……………………………………………………23

2.11.2 冷却系统的计算…………………………………………………………23

2.11.3 冷却回路布置……………………………………………………………23

2.12排溢系统设计………………………………………………………………24

2.13模具的整体设计……………………………………………………………24

参考文献 …………………………………………………………………………26

致谢 ………………………………………………………………………………27


摘要


在本设计过程中,先对接触器主板零件进行工艺分析,从而进行注射机的选择,对注射机有关的参数进行校核。然后进入模具整体结构的设计,确定塑件在模具中的布局和分型面的位置,确定浇注系统,主要是对主分流道的形状及尺寸的设计,对型芯型腔结构的设计和尺寸的计算,推出机构、滑块外向侧抽芯机构、导向机构和复位机构的设计,温度调节的系统和排溢系统的设计,主要对冷却系统的计算和冷却回路的布置,最后展示模具整体的结构。通过对模具这些结构的设计,保证模具的正常使用,优化模具结构,是模具结构紧凑可靠。


关键词:接触器主板;注射机;滑块外向侧抽芯机构;模具结构  


Abstract


in this design, the first part of the motherboard for the contact process analysis to select the injection machine, injection molding machine of the relevant parameters to be checked. Then the whole structure into the mold design, layout and determine the location of parting plastic in the mold to determine the gating system, mainly for primary runner shape and size of the design, the core design of the structure and size of the cavity computing, pushing mechanism, the slider outer lateral pulling mechanism, the guide mechanism and reset mechanism design, the temperature regulation system and exhaust system design overflow main computing system and the cooling circuit of the cooling arrangement, showing the final overall mold structure. Through the design of these structures on the mold, to ensure the normal use of molds, the mold structure optimization, the mold structure is compact and reliable.


Key words :  contacts motherboard; injection molding machine; slide laterally outside the pulling mechanism; mold structure


前言


  随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用,在工业生产中模具已成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中,塑料模具的应用及其广泛,在各类模具中的地位也越来越突出,成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。

根据这一发展趋势,此次毕业设计,在蒋育华老师的精心指导下,通过对手表托架注塑模的设计,深入学习了CAD和Proe,掌握了注射模具设计的一般方法、模具制造的专用设备及注射机的工作原理,为今后工作打下坚实的基础。

本次设计历时5周,进程如下:第一周、在指导老师的带领下去工厂参观,了解产品的注塑过程和模具的制造方法,初步知道在设计过程中所需注意的问题;第二周、彻底弄清自己的具体工作,设计所要达到的要求。计算数据,确定每个零件用什么材料、热处理。第三周、用Proe对产品进行开模,完成三维造型。第四周,对各个零件出工程图,整理资料并编写设计说明书;第五周、交指导教师审阅,并作修改,最后定稿。


内容简介:
编 号 20105014 江西农业大学 工学院毕业设计材料题 目接触器主板注射模设计专 业机械设计制造及其自动化学生姓名刘先花材 料 目 录序号附 件 名 称数量备注1接触器主板注射模设计说明书12装配图13零件图124产品图1二一四 年 五 月接触器主板注射模设计 姓名 刘先花班级 机制1004班学号 20105014指导老师 蒋育华 摘要 产品分析注塑机的选择模具成型零件设计模具整体设计工作过程模具的特点 一 产品分析 1 接触器主板产品2 塑件的材料及成型性能 1 材料所设计的塑件的材料为ABS 该材料综合性能好 冲击强度高 尺寸稳定 易于成型 2 成型性能吸湿性强 塑料在成型前必须充分干燥 模温取50 80 脱模后应进行调湿处理 3 产品要求1 要有较高的强度 在成型过程中应无熔接痕 2 要保证产品性能 尺寸精度以及互换性 4 解决方案 1 由于产品是接触器主板塑料品 应有一定的外观要求 因此选用侧浇口 2 由于该塑件的质量 5 5g 较小 采用一模两腔 由此保证产品的制造精度 二 选取注塑机 两产品的总质量大约为11克 根据以下公式 选择注射机的最大注射量 KM公 NM件 M废式中K 0 8得到M公 14 4 g 因此初选注塑量为125 3的注塑机XS ZY 125 三 模具成型零件设计 根据产品尺寸规格初选标准模架为250 400mm产品底部有一个横向通槽 因此必须设置侧抽机构 1 型芯 型腔的设计 1 型芯采用整体式优点 加工效率高 减少装配难度 可节约优质钢材 减少加工量 2 型腔采用整体式凹模优点 其强度高 刚性好 不会使塑件产生拼接缝痕迹 可减少注塑模中成型零件的数量 便于模具装配 加工难度小 加工成本低 易于保证型腔精度 方便更换 2 侧抽芯 侧抽芯有两个部分 分别为左侧抽和右侧抽 都采用滑块组合式结构 固定在推板固定板上 为了保证横槽的位置精度 侧型芯都采用整体式 四 模具的整体结构 根据GB T12556 1 1990并结合塑件的具体情况选取其它结构零件 最后得到如图所示的模具 按注塑机放置方向的爆炸图 五 工作过程 1 模具的定模座板和动模座板通过四个压铁分别装在注塑机的定模板和动模板上 2 模具闭模后 注塑机将塑件原料加热到200 左右 再通过喷嘴注入模具型腔中 3 通过大约3s的保压和25s的冷却再开模 4 先开模 再侧抽芯 开模至限位拉杆起作用 顶出塑件 然后手工取出凝料及产品 5 合模 6 采用弹簧推板导柱复位 六 该模具的特点 1 该模具采用线切割加工成型零件 从而能保证精度要求 2 该模具采用单分型面注射模 并设置了双侧抽芯 3 能很好地解决成型时产生熔接痕造成产品强度不高的问题 谢谢各位老师 接触器主板注射模设计JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文(设 计)题目: 接触器主板注射模具设计 学 院: 工学院 姓 名: 刘先花 学 号: 20105014 专 业: 机械设计制造及其自动化 年 级: 机制1004班 指导教师: 蒋育华 职 称: 高级实验师 二 一 四 年 五 月28目 录中文摘要1英文摘要2前言31 设计内容及设计要求1.1 设计内容 41.2 设计要求 42 模具结构的设计2.1 产品工艺性分析 52.1.1 材料性能 52.1.2 成型特性及条件52.1.3 结构工艺性52.1.4 零件体积及质量估算62.2 初选注射成型机的型号和规格 62.2.1 注射机有关参数的校核82.3 确定型腔数目及配置 82.4 选择分型面 92.5 浇注系统的设计 92.5.1 主流道92.5.2 分流道 102.5.3 浇口 112.5.4 定位环及浇口套 112.5.5 冷料穴 112.6 型芯、型腔的设计122.6.1 确定型腔、型芯的结构设计及固定方式 122.6.2 型芯和型腔工作尺寸的计算 132.6.3 型腔壁厚的计算 172.7 推出机构的设计172.8 侧向抽芯机构的设计202.9 导向机构的设计212.9.1 导柱的机构形式 212.9.2 导套的结构形式 212.9.3 导柱、导套的组合形式 212.9.4 导柱的分布 222.10 复位机构设计222.11 温度调节系统设计232.11.1 温度调节系统的设计232.11.2 冷却系统的计算232.11.3 冷却回路布置232.12 排溢系统设计242.13 模具的整体设计24参考文献 26致谢 27摘要在本设计过程中,先对接触器主板零件进行工艺分析,从而进行注射机的选择,对注射机有关的参数进行校核。然后进入模具整体结构的设计,确定塑件在模具中的布局和分型面的位置,确定浇注系统,主要是对主分流道的形状及尺寸的设计,对型芯型腔结构的设计和尺寸的计算,推出机构、滑块外向侧抽芯机构、导向机构和复位机构的设计,温度调节的系统和排溢系统的设计,主要对冷却系统的计算和冷却回路的布置,最后展示模具整体的结构。通过对模具这些结构的设计,保证模具的正常使用,优化模具结构,是模具结构紧凑可靠。关键词:接触器主板;注射机;滑块外向侧抽芯机构;模具结构 Abstractin this design, the first part of the motherboard for the contact process analysis to select the injection machine, injection molding machine of the relevant parameters to be checked. Then the whole structure into the mold design, layout and determine the location of parting plastic in the mold to determine the gating system, mainly for primary runner shape and size of the design, the core design of the structure and size of the cavity computing, pushing mechanism, the slider outer lateral pulling mechanism, the guide mechanism and reset mechanism design, the temperature regulation system and exhaust system design overflow main computing system and the cooling circuit of the cooling arrangement, showing the final overall mold structure. Through the design of these structures on the mold, to ensure the normal use of molds, the mold structure optimization, the mold structure is compact and reliable.Key words : contacts motherboard; injection molding machine; slide laterally outside the pulling mechanism; mold structure前言 随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用,在工业生产中模具已成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中,塑料模具的应用及其广泛,在各类模具中的地位也越来越突出,成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。根据这一发展趋势,此次毕业设计,在蒋育华老师的精心指导下,通过对手表托架注塑模的设计,深入学习了CAD和Proe,掌握了注射模具设计的一般方法、模具制造的专用设备及注射机的工作原理,为今后工作打下坚实的基础。 本次设计历时5周,进程如下:第一周、在指导老师的带领下去工厂参观,了解产品的注塑过程和模具的制造方法,初步知道在设计过程中所需注意的问题;第二周、彻底弄清自己的具体工作,设计所要达到的要求。计算数据,确定每个零件用什么材料、热处理。第三周、用Proe对产品进行开模,完成三维造型。第四周,对各个零件出工程图,整理资料并编写设计说明书;第五周、交指导教师审阅,并作修改,最后定稿。1 计内容及设计要求1. 1 设计内容:接触器主板注塑模图1 图1接触器主板内 容:1. 编写设计说明书。2. 测绘塑件,绘制塑件图。3. 绘制手表托架塑料模具的零件及装配图。技术参数:1. 手表托架塑料件两件。2. 材料为ABS。1. 2 设计要求:1了解塑料成型过程中的物理、化学变化及塑料的组成、分类极其性能。2了解塑料成型的基本原理和工艺特点,正确分析成型工艺对模具的要求。3掌握注塑成型模具对模具的要求。了解模具专用加工设备。4掌握塑料成型模具的结构特点及设计计算方法,能设计中等复杂程度的模具。5按规定的格式编写设计说明书,字数不少于5000个汉字,要求表述清楚,整洁规范;按国家标准绘制图样,采用计算机辅助设计软件设计、出图,图纸量不少于1.5张零号图纸2 模具设计2. 1 产品工艺性分析2. 1. 1 材料性能 1)ABS为热塑性材料,密度1.031.07g/cm2,抗拉强度3050MPa,抗弯强度4176 MPa,拉深弹性模量1587 2277MPa,弯曲弹性模量1380 2690MPa,收缩率0.3%0.8%,常取0.5%。该材料综合性能好,即冲压强度高,尺寸稳定,易于成型,耐热和耐腐蚀性能好,并有良好的耐寒性。2)ABS塑料注塑过程的温度控制预热干燥温度:8085;料筒温度:后段150170,中段165180,前段180200;喷嘴温度:170180;模具温度:5080;后处理温度:702. 1. 2 成型特性及条件1)其吸湿性强,塑料在成型前必须充分预热干燥,其含水量应小于0.3%。对于要求表面光泽的零件,塑料在成型前更应该进行长时间预热干燥。2)流动性中等,溢边值0.04mm。3)塑料的加热温度对塑件的质量影响较大,温度过高易于分解(分解温度为250)。成型时宜采用较高的加热温度(模温5080)和较高的注射压力(柱塞式压力机:料温180230,注射压力100140MPa;螺杆式注射机:温度160220,注射压力70100 MPa。)2. 1. 3 结构工艺性1)该塑件壁厚基本均匀,所有壁厚最小为1.5 mm,注射成型时不会发生填充不足的现象。2)塑件精度为5级,各配合尺寸精度要求一般,所以制造的模具精度取一般精度就已经满足要求。因为随着型腔数量的增加,塑件的精度会降低(一般增加一个型腔塑件的尺寸精度会降低4%-8%),同时模具的制造成本也提高,但生产率会显著增加,所以我选择一模两腔,因此型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。2. 1. 4 零件体积及质量估算(用Pro/e分析得到)单个塑件体积:V=5.217103mm3=5.217cm3,质量 M=5.2171.05=5.478g。(ABS的密度取1.05 g/cm3)两个塑件的总质量为M总=10.956g凝料的体积V浇=5.197102 mm3=0.52cm3,所以质量M废=0.521.05=0.546g。两个产品的质量为10.956g克,根据以下公式,选择注射机的最大注射量:K M公NM件+M废式中 K注射机最大注射量利用系数,一般取0.8 N型腔数量M公注射机公称注射量M件产品质量M废各部分冷料的质量 由于根据设计要求和加工的经济性取N=2M公(10.956+0.546)1.25=14.378g也就是说注射机的注射量要大于14.378g。参照模具设计与制造简明手册选择公称注射量为125cm3的注射机,机型为XSZY125,也就是说这台注射机的公称注射量为大约为125g。2. 2 初选注射成型机的型号和规格注射模具是安装在注射机上的。在设计注射模时,必须了解注射机的技术规格(基本参数),正确处理好注射模与注射机的关系,才能设计出合乎要求的模具,从实际注射量在额定注射量的20%80%之间考虑,初选额定注射量在1253的卧式注射成型机XSZY125。该设备的技术规范见下表。注射装置额定注射量/ cm3125螺杆直径/mm42注射压力/MPa120注射行程/mm115注射方式螺杆式锁模装置锁模力kN900拉杆间距(HV)/(mmmm)260290最大成型面积320最大开合模行程/mm300模具最小厚度/mm200模具最大厚度/mm300喷嘴孔直径/mm4喷嘴球半径/mm12顶出形式两侧设有顶出,机械顶出动定模固定板尺寸/mm428458拉杆空间/mm260290合模方式机械液压电气油泵电动机功率/kW11液压泵流量L/min100、12液压泵压力Mpa6.5加热功率/kW5螺杆驱动功率4其他机器外形尺寸/mm33407501550XSZY125注射机的主要参数2. 2. 1 注射机有关工艺参数的校核1、注射量KG公 =0.860=48(g) NG件+G废=25.478+0.546 =11.502(g)很明显 KG公N G件+G废,符合条件2、注射压力校核P公=120MPa产品要求注射压力P注在70100MPa之间3、锁模力校核 FK PmA式中 F注射机额定锁模力(KN)Pm型腔的平均计算压力(MPa)K安全系数,取1.11.2A塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积cm2通过计算得A =2258.598mm222.586cm2F =900KNK PmA =1.2961062258.59810-610-3=260.2KN所以F K PmA,符合条件2. 3 确定型腔数目及配置确定模具型腔的方法有:根据锁模力确定;根据最大注射量确定;根据塑件精度和经济性确定等。本零件为接触器主板。其长度L=70mm,宽度B=20mm,属于中型零件;从经济性来说,试制或小批量生产时,宜取单型腔或少型腔,大批量生产时,采用多型腔,该零件是大批量生产,因此应采用一模两腔。当所有的型腔不在同一个时间充满时,是得不到尺寸正确和物理性良好的塑件的。为此,必须为浇注系统进行平衡,采用如图2所示的型腔分布,为所有的型腔在同一时间充满。该平衡浇注系统的特点是:从分流道到浇口及型腔,其形状、长度尺寸、圆角、模壁的冷却条件都完全相同。 图2分流道2. 4 选择分型面模具闭合时型腔与型芯相接触的表面称之为分型面。为了便于脱模,分型面的位置应设在塑件断面尺寸最大的地方,还要不影响制品的外观,根据该塑件的结构特征和顶出产品的方便,选定水平分型面,其位置如图3所示。图3分型面2. 5 浇注系统的设计如图4所示,浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷凝穴四部分组成。其作用是使来自注射机喷嘴的塑料熔体,稳定而顺利地流入并充满全部型腔,同时,在充模的过程中将注射机压力传递到型腔的各个部位,以保证塑件的完整成型。2. 5. 1 主流道 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始,到分流道为止的塑料熔体的流道通道。由于选的是卧式注塑机,主流道垂直于分型面。(1)为便于凝料能从主流道中拔出,主流道一般设计成圆锥形,其锥角一般为2 4,流动性差的可取3 6这里取3内壁表面粗糙度为Ra6.3m图4主流道 (2)为保证主流道与注射机喷嘴紧密接触,防止漏料,一般主流道与喷嘴对接处作成球面凹坑,其凹坑半径为R=喷嘴球半径+1=13,上端直径d=注射机喷嘴直径+0.5=4.5,H=(1/32/5)R=4.5。(3)为减少熔体充模时的压力损失和塑料损失,应尽量缩短主流道的长度。一般主流道的长度应控制在60内,这里取L=54。为减少料流转向时的阻力,主流道的出口端应有大圆角的过度,其半径r为13mm,这里取1mm。2. 5. 2 分流道 分流道是主流道与浇口之间的通道。在多形腔模中,一般均设置分流道。为了便于制造,本模具分流道为半圆形,只设在定模一侧。1)分流道的截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等。为了使其既有大的截面积以减少熔体流动的压力损失,同时又要流道的表面积小,以减少熔体的传热损失,这里选用半圆形截面。为使塑料熔体能在流道壁形成凝固层,常将分流道的表面加工得比较粗糙,一般取Ra1.252.5m,以加大对外层塑料熔体的流动阻力,使外层塑料凝固层固定。2)分流道的截面尺寸 分流道截面尺寸一般可根据塑件的尺寸、塑料品种、注射速率、及分流道的长度而定。要求分流道截面尺寸应满足良好的压力传递,保证合理的填充时间。由模具设计与制造简明手册得分流道的截面尺寸为半径R=2mm。分流道的长度一般取主流道大端面直径的12.5倍,这里取其长度为14.5mm。2. 5. 3 浇口 浇口是浇注系统的关键部分,它起着调节、控制料流速度、补料时间,防止倒流及在多型腔中起着平衡进料的作用。根据该零件的结构、体积和表面质量要求,这里选用侧浇口。浇口的尺寸确定,塑件不是很大,浇口的长度取L=1mm;根据塑件的质量,浇口的深度t=0.5mm2. 5. 4 定位环及浇口套 由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触和碰撞,所以常将主流道设计成可拆卸的主流道衬套(浇口套)。常用T8或T10钢材制作,并淬火处理到洛氏硬度5055HRC。定位环和浇口套的固定形式如图5所示。 图5浇口套2. 5. 5 冷料穴 冷料穴位于主流道正对面的动模上,或者在分流道的末端。其主要作用是收集熔体前锋的冷料,防止进入型腔而影响塑件的质量。这里选用倒锥形冷料穴,其形状如图6所示。图图6冷料穴2. 6 型芯、型腔的设计2. 6. 1 确定型腔、型芯的结构设计及固定方式1. 型腔的结构设计由于模具采用一模两腔,几何形状比较复杂;采用整体式凹模,其强度高、刚性好,不会使塑件产生拼接缝痕迹,可减少注塑模中成型零件的数量,便于模具装配,但热处理不方便。2. 型芯的结构设计塑件有两个矩形的突台,位于工件的底部,形状比较小,采用整体是凸模由线切割加工而成。3. 固定方式型芯和型腔均采用螺钉固定方式固定,型芯固定在动模板上,型腔固定在定模板上。2. 6. 2 型芯和型腔工作尺寸的计算1. 型芯设计a) 型芯的径向尺寸用以下公式计算型芯径向尺寸塑件内形尺寸塑件公差S塑料平均收缩率成形零件制造公差,取。b) 型芯的高度尺寸用以下公式计算 型芯的高度尺寸塑件侧壁的高度塑件公差S塑料平均收缩率成形零件制造公差,取。2. 型腔设计a) 型腔的径向尺寸按以下公式计算型腔的径向尺寸塑件的外形尺寸塑件公差S塑料平均收缩率成形零件制造公差,取。b) 型腔深度尺寸按以下公式计算型腔的深度尺寸塑件的侧壁高度塑件公差S塑料平均收缩率成形零件制造公差,取。由于该产品为接触器主板,需要有光滑的表面和较好的光洁度,对型芯和型腔的表面质量不能过低,也不需要太高,所以只需再经过磨床进行加工即可。考虑到修模以及型芯的磨损,在精度范围内,型芯尺寸尽量取小值,而型腔则取大值。因此对型腔和型芯的表面粗糙度一般取Ra0.80.4。在本次设计中取Ra0.8X综合修正系数(考虑塑料收缩率的偏差和波动,成型零件的磨损等因素),塑件精度低、批量较小时,X取1/2;塑件精度高、批量比较大,X取3/4,根据设计要求取X为0.5。为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯,在设计时塑件内外壁应具有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。由于脱模后塑件保持在型芯的一边,所以塑件的内表面的脱模斜度可选的比外表面小,但是,当内外表面要求脱模斜度不一致时,往往不能保证壁厚的均匀,所以相差不能太大。根据塑料模具设计手册取型芯的拔默斜度为60,型腔的拔模斜度为80。要计算型芯、型腔的工作尺寸,必先确定塑件的公差及模具的制造公差。根据要求塑件精度取IT5。根据塑料制件公差数值表(SJ137278)塑件在五级精度下,基本尺寸对应的尺寸公差如下:基本尺寸公差基本尺寸公差30.12360.146100.1610140.1814180.2018240.2224300.2430400.2640500.2850650.3265800.38801000.441001200.501201400.56型腔型腔的深度尺寸:由公式 得:= (=0.22mm Z=2/3=0.14mm S=0.005 HS=22mm)= (=0.12mm Z=2/3=0.08mm S=0.005 HS=2.0mm)= (=0.12mm Z=2/3=0.08mm S=0.005 HS=1.5mm)型腔的径向尺寸: 由公式得: mm (=0.22mm Z=2/3=0.14mm S=0.005 HS=19.30mm)mm (=0.22mm Z=2/3=0.10mm S=0.005 HS=9.00mm) mm (=0.20mm Z=2/3=0.13mm S=0.005 HS=17.81mm) (=0.12mm Z=2/3=0.08mm S=0.005 HS=2.3mm)型芯型芯的径向尺寸:由公式得: mm (=0.20mm Z=2/3=0.14mm S=0.005 BS=15.81mm) (=0.12mm Z=2/3=0.08mm S=0.005 BS=2.3mm) (=0.12mm Z=2/3=0.08mm S=0.005 BS=2.0mm) (=0.22mm Z=2/3=0.14mm S=0.005 BS=22.74mm)型芯的高度尺寸:由公式得: (=0.22mm Z=2/3=0.14mm S=0.005 hS=22.0mm) (=0.22mm Z=2/3=0.14mm S=0.005 hS=20.9mm)2. 6. 3 型腔壁厚的计算型腔的强度及刚度要求 塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题,尤其对大型模具更为突出。目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类,但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形,甚至破坏,也不许刚度不足而变形过大的情况,因此要求对强度和刚度加以考虑。对于型腔主要受到的力是塑料熔体的压力,在塑料熔体的压力作用下,型腔将产生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够。当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时,型腔发生强度破坏,与此同时,刚度不足则发生弹性变形,从而产生溢料现象,将影响塑件成型质量,所以模具对强度和刚度都有要求。但是,实践证明,模具对强度和刚度的要求并非同时兼顾,对大型腔,按刚度条件,对小型腔则按强度条件计算即可。(在本设计中按强度条件来计算)对长方形型腔壁厚和底板厚度的计算型腔底版厚度计算整体式矩形型腔底版的最大应力发生在短边与侧壁交界处,按照强度条件,型腔底版厚度为: 系数 由l/b1.6查表得=0.468P型腔压力 已计算为96MPab型腔短边长 其值近似为3.5材料弯曲许用应力。材料为45钢,取140Mpa计算结果为S=53.65mm由于根据标准模架查得定模板的厚度为54mm,综合各方面考虑,现确定定模板厚为54mm,可以满足型腔的强度要求。2. 7 推出机构的设计确定推出机构类型 推出机构的结构的基本要求是使塑件在顶出过程中不会损坏变形,本模具选用一次顶出机构。1推杆的结构组合形式由于推杆的数量比较多,推杆所受的力很小,采用常用的圆柱直通式推杆即可。其顶出部分长一般为非顶出部分的1/2。其组合形式简图7如下:图7推杆2推杆直径 由公式得 为了保证推杆有足够的强度这里取d=3mmd圆形推杆直径(cm);推杆长度系数0.7;l推杆长度(cm);取13.05Q总脱模力(N);一模两腔取2292.152=4584.31Nn推杆数量;取92=18E推杆材料的弹性模量(N/cm2),钢 E=21000000=2.11073推杆的应力校核 合格Q 总脱模力(N)取4584.31Nd 圆形推杆直径(cm)推杆应力(N/cm2)s推杆钢材的屈服极限强度(N/cm2)一般中碳钢 s=32000N/cm24推板的厚度 由公式得为了使推板有一定的强度和使用寿命这里应根据经验取H=205 推杆数量及布局形式 根据推杆布置许可空间,制品设8根推杆,与之配合的孔径为4mm,布局分布如下图8所示。图8推杆分布6. 拉料杆 如前面浇注系统所示,采用倒锥型拉料杆,公称直径为10mm,形状如图9所示图9拉料杆2. 8 侧向抽芯机构的设计1. 抽芯结构 侧向抽芯机构有斜导柱、斜滑块等多种抽芯机构,分析零件的结构可知,其底部有个横槽,既可以内侧抽芯,也可以外向抽芯,但是由于靠近内侧设有推杆,抽出行程不够,而且会有干扰,因此选择外向抽芯,在这里选择了斜滑块外侧式抽芯机构,滑块座固定在推板固定板上。其结构如10图所示图10侧抽芯机构2. 抽芯距的计算 将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离叫抽芯距。抽芯距通常比侧孔或侧凹大23mm。这里,S17320垂直方向的行程为mm2. 9. 导向机构2. 9. 1 导柱的机构形式导柱的结构和尺寸已经标准化,常见的结构形式有带头和有肩导柱。为减小导柱与导柱套之间的摩擦,在导柱的工作部分设置储油槽存润滑油。本次设计选择标准件有肩导柱2.9. 2 导套的结构形式导套的结构和尺寸也已经标准化,常见的结构形式有带头导套和之导套。本次设计选择与导套相配合的标准件带头导套2. 9. 3 导柱、导套的组合形式导柱导向机构是利用导柱与导柱孔之间的间隙配合来保证模具的对合精度。导柱、导套的组合形式如图11所示,有导柱导套配合要求,使用于精度要求高、生产批量大的注射模具,且导柱导套可设计油槽,便于润滑,使用寿命长。制造时,可采用配合加工的方法一次性加工出导柱、导套安装孔d1(H7),降低了对设备加工的要求,可获得好的技术经济效益。图11导柱导套配合2. 9. 4 导柱的分布根据模具的形状和大小,一副模具 一般一般采用2到4根导柱。本次设计采用4根导柱,为了确保动模和定模只能按一个方向合模,导柱的布置方式常采用等直径导柱的对称布置。为保护型芯不受损坏,导柱设在动模一侧,即正装。加工动模部分的4个导柱、导套孔时,应将动模板、推流道板、动模板合在一起,一次性加工出来,以保证孔的同心度,然后再在定模座板上加工沉头孔,动模部分导柱同理。本模具采用有导柱导套配合要求的导向机构,且在导柱导套上设有油槽,便于润滑,使用寿命长。2. 10 复位机构设计为了进行下一循环的成型,脱模推出机构在完成塑件的顶出动作后必须回到初始位置。本模具采用推杆推出机构,需要设置复位机构。常用的复位机构有弹簧复位和复位杆复位两种。由于有侧向抽芯机构,为了便于滑块的安放而采用弹簧先复位机构。推板导柱的数量为4根,弹簧的数量为4个,对称布置在推出板的四周。其形状如图12所示图12复位机构2. 11 温度调节系统设计2. 11. 1 温度调节系统的设计注射成型是向模具注射200左右的塑料熔体,使熔体在模具内冷却定型,所以模具在成型过程中还起着热交换器的作用。模具温度调节系统直接影响着塑料件的质量和生产效率。成型的塑料品种不同,塑件的质量要求不同,对模具的温度要求也不同。本塑件的材料是ABS,如果温度过高易于分解(分解温度为250),成型时要控制模具温度为:5080,具体措施是布置冷却水管。2. 11. 2 冷却系统的计算塑料熔体具有的热量通过辐射,对流约有5%扩散到空气中,而95%由模具传导。1)单位质量的塑料熔体在凝固时放出的热量 C2塑料的比热容kJ/(kg) 查表取1.047 kJ/(kg)3塑料熔体的初始温度()4塑件在推出时的温度()2)冷却水的体积流量 查表得冷却通道直径d=8最低流速1.66m/s W单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料熔体质量 经计算得W=0.00825Kg/min 冷却水的密度 取1000 Kg/m3c1冷却水的比热熔 取4.2Kj/1冷却水的出口温度()取182冷却水的入口温度()取202. 11. 3 冷却回路布置由于型芯注入的塑料比较少,产生的热量少,采用直通式的冷却回路,而型腔部分的成型比较复杂,且注入的塑料量较多,所以在两个不同深度的基面上采用F形冷却回路。防止型芯和型腔受热变形,这样可以保证产品精度。而塑件传给推杆的热量,则在每次开模时,可以散发出去,不需要对其加冷却装置。型腔的冷却回路布置简图如图13所示。 图13冷却回路2. 12 排溢系统设计 排溢是指排出充模冷料中的前锋冷料和模具内的气体等。广义的注射模排溢系统应包括浇注系统部分的排溢和成型部分的排溢。通常指的排溢是指成型部分的排溢。模具充型过程程中,除了型腔内原有的空气外,还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体,尤其是在高速注射成型时,必须考虑如何将多余的气体排出模外,否则被压缩的气体产生高温引起塑件局部炭化,或使塑件产生气泡的工艺缺陷。因此必要时可开设排气槽等办法.但是对于ABS这种材料,排气间隙不得高于0.0 5。该零件为小型零件,所以利用分型面间隙以及推杆之间的缝隙排气即可,不必单独考虑排气方式。2. 13 模具的整体设计随着现代工业的发展,模体设计已接近标准化,可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、推杆、推板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12种结构,15876种规格。在本次设计中,浇口套、导柱、导套、定位圈、螺钉、水嘴都采用的标准件,可以外购。塑件在脱模后应进行调湿处理,调湿处理是将刚脱模的制品放在热水中(6075),不仅可以隔绝空气进行防止氧化的退火处理,同时还可以加快达到吸湿平衡,一般处理1620min。 该模具的总体结构如下图14所示其中定模座板、动模座板及定模板厚度都为25mm,而动模板厚度取50mm,推板
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