防落垫圈的塑料模具设计（全套含CAD图纸和三维）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共27页)
编号：6043837
类型：共享资源
大小：7.44MB
格式：ZIP
上传时间：2017-10-30
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
垫圈
塑料
模具设计
全套
cad
图纸
以及
三维
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
摘要本次防落垫圈的塑料模具设计主要运用了 CAD、UG 等绘图软件进行对模具的设计修改。文章是以对塑料模具的设计步骤及选材原则进行分析的过程。通过对塑料零件进行零件分析及零件外形轮廓尺寸的计算，然后再计算型芯型腔的尺寸，将得到的尺寸进行更进一步的运算，得到定模、动模的尺寸，确定分型面，确定模具的型腔数目和排布。调用标准模架以及设计浇注系统和温度调节系统。进行成型尺寸的计算及收缩率大小的确定。再对模具进行试模，对模具进行修配。关键词：零件分析；成型尺寸的计算；确定型腔数；标准模架；浇注系统；温度调节系统目 录前 言 11 零件分析： 21.1 塑料件的设计 21.2 塑料件的选材 21.3 塑料件的尺寸与精度 21.4 塑料件的表面质量 32 注塑成型的工作原理 43 注塑成型的工艺过程 53.1 成型前的准备 53.2 注塑成型过程 54 选择注塑模具结构 65 双分型面注塑模的结构设计 75.1 确定型腔数 75.2 分型面的设计 76 成型零件的设计 96.1 设计成型零件的外形结构 96.1.1 零件的脱模斜度 96.1.2 塑料件的壁厚 106.2 成型零件的尺寸的计算 107 设计合模导向机构 128 标准注塑模架的选取 138.1 模架的主要组成零件 138.2 选择模架的步骤 149 浇注系统的设计 159.1 设计注意事项 159.2 点浇口的设计 159.3 拉料杆的设计 1610 浇注系统的凝料的推出机构 1711 设计注塑模具的温度控制系统 1811.1 模具温度控制系统对于注塑模具的重要性 1811.2 模具温度控制系统的基本要求 1811.3 设计模具温度控制系统 1811.3.1 模具加热系统设计 1811.3.2 冷却系统设计 1912 结论 20致 谢 21参考文献 220前 言20 世纪 90 年代之后，大量外资企业涌入国内，我国的模具制造工业随即得到了飞速的发展，现仅有的国家标准根本无法满足模具企业的要求。为了适应现代生产制造业对于注塑模具的发展的需求，有的企业选择采用美国的 DME 标准，有的企业选用了欧洲的HASCO 标准，还有的企业则是自己请国外的专家为企业进行专门的规程编制。国家标准、DME 和 HASCO 等标准主要是对注塑模中常用的零件的规格型号进行规范化和标准化，不尽相同的是，企业自己编纂设计的标准和规范比较侧重于模具的结构和设计的流程及内容。利用 CAD、UG 等绘图软件为塑料模具的设计提供准确的数据，以便于模具的设计修改整合，以提高模具的生产质量、大大缩短了模具的生产周期性、降低了模具的生产的成本。防落垫圈的注塑模具设计是作为此次设计的主题，通过对垫圈的结构进行分析、对模具型芯型腔的结构设计和计算。先用 UG 对垫圈进行零件的草图绘制，再画出垫圈的三维图，对成型零件进行分型，再根据所得型芯型腔的尺寸计算出模具框架尺寸，在 UG 中调出适合并适用的模架，再对零件进行开框处理，根据零件的排布进行浇注系统的设计，根据垫圈的浇注成型方式，确定推出机构的选择与设计方式，再根据零件本身的特性，对模具的温度调节系统进行设计，考虑到模具需要分型设计要控制推出距离，在塑料模具上导入一些标准件（开闭器，定距拉杆），当防落垫圈完成塑料模具设计时，在立体图中可以清晰的表达出零件的位置，然后用 AutoCAD 软件对装配图与主要的零部件进行绘图解析，最后书写论文，以对此次设计的说明。这次的设计，由于缺乏真正的设计经验，在完成毕业设计的过程中遇到了很多的疑问，但是通过老师的指导和同学们的讨论以及去图书馆查阅资料，解决了不少的问题。希望能通过完成这次的设计，以对三年所学的知识做一个汇集，同时也希望这份设计是合格的。11 零件分析：1.1 塑料件的设计在防落垫圈的设计过程中，除了需要满足塑料零件的实用要求之外，还要考虑塑料零件的结构工艺性，防落垫圈有良好的工艺性，比较容易成型，生产过程能获得良好的效率和效益。防落垫圈这种塑料零件的设计原则是在保证垫圈的使用性能、物理性能、力学性能、耐热性能的前提下，尽量选择价格低廉和成型性能良好的塑料，同时还应尽量选择结构简单、壁厚均匀、成型方便的塑料。在设计时，还应该考虑模具的总体结构，使型腔容易制造，推出抽芯机构简单。选择的塑料零件应该有利于模具的分型、排气、补缩和冷却。并且，在塑料零件成型后尽量不需要再进行机加工。1.2 塑料件的选材所选的零件为防落垫圈，材料为尼龙（PA66），PA66 在聚酰胺材料中有较高的熔点。是一种半晶体材料。尼龙在较高温度下也能保持较强的强度和刚度。PA66 的粘性比较低，所以流动性很好。这个性质可以用来加工很薄的元件。根据所选出的零件在性能和尺寸精度等方面的要求如下：力学性能要求，主要有强度、刚性、任性、弹性以及对于应力的敏感性；物理性能要求，就是要求塑料对使用的周围环境温度变化的适应性、精加工和外观的美观程度；化学性能要求，塑料对接触物（水、溶剂、药品）的耐性以及使用上的安全性等；塑件尺寸精度要求，如收缩率的大小及各项收缩率的差异。1.3 塑料件的尺寸与精度这里的尺寸是指塑料件的总体外形尺寸，塑料零件的外形尺寸总体取决于塑料品种的流动性。PA66 流动性很好，但收缩率波动较大，但是如果加入玻璃纤维添加剂可以降低收缩率。通常塑料件的尺寸精度比机械加工的尺寸精度要难控制，尺寸精度也受到很多因素的影响：塑料件成型模具的制造精度和使用过程的磨损；塑料收缩率的波动；变化的成型工艺条件；塑件的形状、飞边的厚度的波动、脱模斜度以及塑件成型后的尺寸变化等。尺寸精度还与塑料品种有关，尼龙 66 收缩率为 1.4-1.8%，所以它的成品尺寸的精度要求也较低。21.4 塑料件的表面质量塑料零件的表面质量包括表面粗糙度和表观质量。塑料零件的表面粗糙度与型腔及型芯接触的表面的粗糙度有关，现在，注塑成型零件的表面粗糙度通常在 Ra0.021.25之间，模具型腔的表面粗糙度应为塑料零件的 1/2。图 1-1 零件三维实体图32 注塑成型的工作原理注塑成型是塑料制品的一种主要成型方法。注塑成型的主要步骤是将颗粒状或粉状塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中。图 2-1 注塑模具三维实体图43 注塑成型的工艺过程3.1 成型前的准备为了确保注塑成型的过程顺利的完成及保证成品的产品质量，需要提前做好原材料的检验和预处理、料筒的清洗、加料等准备工作。模具保持温度：建议应该在 80。对于壁厚较薄的塑料件，如果模具的正常温度低于 40，则塑料件的结晶程度会随着时间而改变，应该对垫圈进行退火处理。并且要对模具进行预热处理。 注射速度：高速。 流道和浇口：由于尼龙的凝固时间很短，所以浇口的位置显得非常重要。浇口最小直径不要小于 0.5*t（这里 t 为塑件厚度，t=8mm）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够阻止材料过早的凝固成型。3.2 注塑成型过程垫圈的注塑成型过程包括加料、塑化、注塑、保压、冷却定型、脱模等步骤，其中关键的是塑化、注塑、冷却定型。并且要对模具进行合模和锁紧，保证成型时有足够的力使模具锁紧。开模的时候，必须要等成型垫圈冷却定型之后，再开模并取出成型的塑料零件。但是由于零件在成型过程中会有许多的问题，要继续对零件进行加工处理（退火处理和调湿处理）。54 选择注塑模具结构根据想要设计的防落垫圈零件，来选取模具结构。双分型面注射模具有两个分型面，双分型面注射模是在定模部分增加了一块水口板，也叫三板模。双分型面注射模常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具。开模时，模具在定距拉杆的作用下，分型面I-I 分开，在拉料杆的作用下将点浇口拉出定模，动模与定模继续分离，限位螺钉被拉动后，带动水口板运动，使 II-II 面分型。在限位螺钉和定距拉杆的作用下水口板达到最大行程，当分模的力大于开闭器所能承受的最大阻力时，开闭器分开，III-III 面分型。由于垫圈的结构特殊，所以采用三板模。图 4-1 模具结构图65 双分型面注塑模的结构设计5.1 确定型腔数模具设计前应合理而经济的确定模具的型腔数目，由于防落垫圈的整体形状较为特殊，所以定为一次生产一个零件，有利于确保零件注塑进料的稳定，模具采用单型腔注射的方式。5.2 分型面的设计塑料件为防落垫圈，分型面的选择应该有利于脱模，在零件的最大外形轮廓尺寸处，最好的是分型时让成型的塑料件尽可能的留在动模上，这样可以利用推出机构来推出零件，如果留在定模上则会增加模具的复杂程度，从而使模具复杂化。所以，零件的型芯部分一直是在动模部分。选择分型面的时候，一般要有利于塑料件的表面质量和精度等级。选择分型面一般应有利于模具的结构变得简单和零件的制造加工成型。选择分型时抽芯机构应该与开模方向一致。图 5-1 分型面的三维图计算型芯型腔尺寸：1）型腔的径向尺寸zcpsmSL0)43(2）型芯的径向尺寸 0)(zcpsm其中： 模具型腔或型芯在室温下的尺寸 ;L7制品在室温下的尺寸;sL平均收缩率； CPS制品公差；成行零件的制造公差。z3) 型腔的深度 ZSSmCPH0)32(4）型芯的高度ZSSm0)(式中： -型腔深度或型芯高度； -制品在室温下的尺寸；SH-平均收缩率； -制品公差；cp-成型零件的制造公差 ,一般取 。z3根据以上尺寸，可以计算出型腔长度类工作尺寸：型芯径向尺寸：L=110mm型芯高度尺寸：L=45mm型腔径向尺寸：L=110mm型腔高度尺寸：L=32mm86 成型零件的设计6.1 设计成型零件的外形结构6.1.1 零件的脱模斜度塑料零件冷却收缩后，在脱模前会粘附在型芯上，或者会黏在定模型腔内，因此，为了保证塑料零件能够顺利脱模，因此设计时必须要在垫圈的内外表面脱模方向加上脱模斜度。为了不影响塑料件装配，斜度取向原则是：内孔以小端为基准，斜度由扩大便于取出方向取得；外形以大端为基准，斜度由缩小方向得到，由于所选取的塑料件的材料为尼龙（PA66），所以根据下表得出模具型芯型腔的脱模斜度。表 6-1 脱模斜度脱模斜度塑料名称型腔 型芯PE、PP、IPVC、PA、CPT、PC、PSF 2545 2045PVC、PC、PSF 3540 3050PS、PMMA、ABS、POM 35130 3040PF、 UF、MF、OAP 、EP 2540 205096.1.2 塑料件的壁厚垫圈的壁厚取决于垫圈的使用要求，同时与垫圈的加工工艺要求有关，在使用上，要求壁厚要有足够的强度和刚度；脱模时能承受紧固力以及在运输过程中不会变形损坏。除了壁厚须均匀之外，塑料零件壁厚还必须符合材料的成型要求。表 6-2 材料壁厚6.2 成型零件的尺寸的计算模具的型芯、型腔形状由塑料件图镜射而成，它的成型尺寸则是由塑料件尺寸加脱模斜度及平均收缩率而得到，成型尺寸计算法：Ss=( Smax - Smix)LsSmax塑料的最大收缩率;Smix塑料的最小收缩率;Ls塑料的名义尺寸。10图 6-1 零件草图表 6-3 产品投影面积117 设计合模导向机构导柱导向机构的设计包括：导柱和导套的形状、导柱和导向孔的配合形式以及导柱的数量和布置等。导向孔最好是通孔，导套前端应倒有圆角，导套孔的滑动部分按照 H8f8 间隙配合，导套外径按照 H7m6 过度配合，导柱导套配合部分的粗糙度为 Ra=0.8m。同时要采用一些方式防止导柱从安装孔中脱出。图 7-1 导向机构128 标准注塑模架的选取8.1 模架的主要组成零件模架的重要组成零部件有：定模座板、定模板、动模板、推杆、中间板、拉料杆、动模座板、支承板、垫板、垫块等，这些零件主要起装配、定位和安装作用。模架的选择主要是根据确定型腔模板的周边尺寸，模板的厚度主要由型腔的深度确定。图 8-1 模架选择草图138.2 选择模架的步骤先确定模架的组合方式，确定零件垫圈的壁厚，计算型芯型腔的尺寸，计算动定摸的结构尺寸，修正动定模板的周界尺寸，再确定模板厚度尺寸，选择模架大小，检验所选择的模架的是否适用。图 8-2 模架选择实体图表 8-2 定模动模尺寸经验值表定模板： 19042101TWD751NVH动模板： 522跟据定模与动模的尺寸选取模架：模架如图 8-2 所示：149 浇注系统的设计9.1 设计注意事项双分型面注塑模选用的浇口一般是点浇口，截面积比较小，通道直径就只有0.51.5mm。浇口太小，则不易加工；浇口太大，浇口不太容易自动拉断，而且就是拉断之后会影响塑料件的表面质量。II-II 分型面要注意保证浇注系统凝料能够顺利取出S=S1+(35)mmS1-浇注系统凝料在合模方向上的长度。9.2 点浇口的设计点浇口是一种进料口尺寸很小的特殊形式的直接浇口，又称针点式浇口，是非常典型的限制型浇口。能提高塑件质量，缩短成型周期，提高生产效率，有利于浇口与成型件的自动分离，便于实现塑料零件生产的自动化过程，实现型腔进料平衡，改善了零件的质量，可以自由的选择浇口所在的位置。点浇口直径可以由经验公示估算：d=ncd-点浇口直径，mm；A-型腔的表面积，及塑料件外表面面积，mm；n-塑件材料系数，c-塑件壁厚系数。表 9-1 塑料零件的壁厚图 9-1 点浇口三维图塑件壁厚 t/mm 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5c 0.718 0.20 0.230 0.242 0.272 0.294 0.309 0.326159.3 拉料杆的设计如图 9-1 所示为推杆脱模机构配合使用的拉料杆的形式，此类拉料杆装在水口板上，即开模时，点浇口的浇注系统凝料由冷料穴带动离开定模部分，随后在开模过程中把凝料拉出模外。1610 浇注系统的凝料的推出机构塑料模具的设计原则是使塑件滞留于动模板，让模具结构更加简单，正确的分析脱模力的大小，合理的选用推出方式，从而使塑料件平稳的脱模；按照推出机构的结构特征分类时，选用推杆推出，尽量选择垫圈隐蔽的地方进行脱模，尽量不损坏零件良好的表面。并且选择机动推出机构，是依靠注塑机的开模运动所带动模具推出机构运动，对浇注系统和垫圈的分型。在零件脱模阻力越大的地方，推杆布置得就应该越密集。利用拉料杆断点浇口凝料：模具首先进行从面 I-I 和面 II-II 分型，在拉料杆的作用下，分型面分型，使浇注系统凝料与防落垫圈切断并留在定模的一边，等定距拉杆分开至一定距离后，定模板接触到限位拉杆的突肩，带动流道推杆从面 III-III 面分型，塑件随着动模板移动脱离定模板，最后在推杆的作用下将塑件推出。如图 10-1 和图 4-1 所示。图 10-1 推出方式三维图1711 设计注塑模具的温度控制系统11.1 模具温度控制系统对于注塑模具的重要性模具温度过低使熔体的流动性变差，制品轮廓不清晰甚至注不满型腔或形成熔接痕，制品表面不光泽，缺陷多，脱模困难，制品变形大；由于尼龙是一种半晶体材料，它的熔点比较高，建议模具应提前预热温度应该保持在 80左右，当塑料件要求模具成型温度大于等于 80时，必须先对模具进行预热，并且，塑料零件较厚的部位要重点冷却。11.2 模具温度控制系统的基本要求能使型腔和型芯的温度保持在规定的范围之内，并尽量保持模具各处的温度平衡，尽量不要出现过冷现象、局部过热，根据塑料的品种、成型方法的不同正确的调节模具温度。11.3 设计模具温度控制系统11.3.1 模具加热系统设计注塑模具成型工艺要求模具温度在 80以上时，模具中必须添加加热系统装置，这套模具主要采用电热棒加热，电热棒是一种标准的加热元件，它由具有一定功率的电阻丝带有耐热绝缘材料的金属密封管组成，使用时只需要插入模板上的加热孔就可以。其特点是使用和安装方便。1811.3.2 冷却系统设计图 11-1 冷却水路三维图图 11-2 冷却水路三维图如图所示，这些三维图可以直观的表达冷却系统的结构以及水路在动模、定模板上的设计方式及水路结构。冷却水路是温度调节系统中必不可少的一部分，由于防落垫圈的注塑模具加工时受零件的材料限制，必须对模具进行预热，使模具温度达到 80，但是，当注塑结束后，在零件注塑成型的过程中，模具也必须进行冷却处理，才能保证塑件的冷却，也是维护模具的生命周期和使用年限的一种方式。1912 结论在设计注塑模具的过程中，可以涉及到对塑料零件的选取，对选取的材料进行零件分析，以及对于防落垫圈的材料进行分析，便于解析材料的各种性能性质、材料的收缩率或者材料在何种状态下会发生冷却凝固等各种各样的问题需要去考虑并且解决以及成型零件的外形轮廓尺寸计算，当计算完零件的成型尺寸时，要考虑垫圈是否可以进行批量生产，是一模多腔还是一模一腔，要对型腔数目进行设计，并且要有良好的排版。并且要根据零件的排布，进行恰当的计算，选择尺寸合适的型芯型腔，再利用得到的型芯型腔的尺寸，根据估算的经验值和查表得知的数值，计算出定模板和动模板以及水口板的尺寸，再根据得到的这些数值进行模架的选取，合理的模架选取的数值应当大于所计算出的数值，再对浇注系统的设定和推出方式的选取以及温度调节系统的确定。当然，此次设计的防落垫圈塑料模具当然是一模一腔，由于垫圈的结构不同于其他垫圈，其结构形式有些特殊，浇注方式选择点浇口，所以决定模具形式为双分型面单型腔式注塑模。防落垫圈的浇注系统选择的是点浇口，当分型面分开时，拉料杆拉动浇注系统末端，使浇注系统凝料与防落垫圈分离，等待分离到定距拉杆最大距离时，定模与动模完全分型，这时，推出机构平稳的将零件推出，使垫圈与型芯分离，得到成型零件。20致 谢在大学三年的岁月里，在诸多老师的尊尊教诲中，这些话语仿若还是如昨天的事情。漫长而又短暂的三年里，在健雄学院，在中德工程学院，在模具设计与制造的专业里，很多老师担任我们专业课程老师，在机
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号