方形扣盖注塑模设计(含UG三维图).ppt

方形扣盖注塑模设计(含UG三维图)

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3D-UG图
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fxkg_mold_bcp_screw_044.prt
fxkg_mold_bdy_075.prt
fxkg_mold_bdy_082.prt
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A0-装配图.dwg
A1-定模固定板.dwg
A1-定模座板.dwg
A2-方形扣盖塑件图.dwg
A4-导滑块.dwg
A4-滑块.dwg
A4-滑块固定块.dwg
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方形 注塑 设计 ug 三维
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内容简介:
任务书学生姓名专业班级学号指导教师姓名及职称题目方形扣盖注塑模设计资料检索任务、毕业论文(设计)的主要任务、目标及具体要求1.进行合适的方案选择;2.完成结构设计,并给出相应的零件图与装配图,并给出相应的零件图与装配图,图纸不少于张的工作量,且所有图纸需计算机绘并打印;3.对承载零件进行必要的强度设计与校核;4.撰写设计说明书。进度安排(包括时间划分和各阶段主要工作内容)2015年10月:完成资料检索,撰写好开题报告并开题;2015年11月至12月:完成产品设计和所有图纸的绘制;2015年1月:对初稿进一步修改,撰写设计说明书,并准备好所有答辩所需的材料,准备答辩。二级学院审核意见:审核人签名及二级学院公章:年月日任务接受人(签字):年月日备注:1、本任务书一式二份,由指导教师填写相关栏目,经院系审核同意后,院系和学生各执一份。2、本任务书须与学生的毕业论文(设计)一并装订存档。(教务处制表)题目:方形扣盖注塑模设计学生姓名:学号:系(院):专业:班级:指导教师姓名及职称:起止时间:年月年月(教务处制表)摘要在现今的塑料模具行业中注塑模具广泛应用,本次设计就是对方形扣盖进行注塑模具设计并分析其加工的工艺。考虑到塑件的精度要求、产量要求等,本次设计采用了一模两腔,除了最大面积的水平分型面,还采用了两侧的斜导柱侧向分型与抽芯机构;分流道采用平衡式对称分布;通过四组导柱和导套防止推杆歪斜。采用UG进行方形扣盖的三维模型设计、注塑模具成型零件设计、模架的加载与装配、相关图纸的导出和用AUTOCAD进行图纸的完善,通过结合自身的理论计算和计算机辅助设计大大缩短产品设计周期,并且降低了研发和设计成本。关键词:注塑模具;方形扣盖;UGABSTRACTIntodaysplasticmoldindustryininjectionmoldiswidelyused,thedesignisonthesquarebucklecoverinjectionmolddesignandanalysisofthemachiningprocess.Consideringtheprecisionplasticpartsrequirements,productionrequirements,thisdesignusesatwomodecavity,inadditiontothelargestareaofhorizontalsubsurface.Thebothsidesoftheslantedguidepillarsidepartingandcorepullingmechanism;shuntusingsymmetricbalanceddistribution;throughthefourgroupsofguidecolumnandaguidesleeveantithrustrodskew.UsingUGsquarebucklecoverthethree-dimensionalmodeldesign,injectionmoldmoldingpartsdesign,dieloadingandassemblyandrelateddrawingsderivedandusedAutoCADdrawingsimprove,throughacombinationofitstheoreticalcalculationandcomputeraideddesigngreatlyshortentheproductdesigncycle,andreducethecostofR&Danddesign.Keywords:Injectionmold;squarebucklecoverinjection;UG目录1绪论.11.1模具行业发展的现状.11.2毕业设计选题的背景、目的和意义.11.2.1毕业设计选题的背景.11.2.2毕业设计的目的和意义.12总体设计方案.22.1塑件的结构图.22.2塑件的分析.32.2.1塑件的材料分析.32.2.2塑件的工艺结构分析.42.3注射机的选择.42.3.1塑件的体积与质量计算.42.4注射机相关参数的校核.52.4.1注射压力校核.52.4.2锁模力校核.53模具结构形式确定.63.1分型面位置的确定.63.2型腔数量和排列方式的确定.74浇注系统设计.74.1主流道的设计.74.1.1主流道尺寸.74.1.2主流道的凝料体积.84.1.3主流道当量半径.84.1.4主流道浇口套的形式.84.2分流道的设计.84.2.1分流道的布置形式.84.2.2分流道截面形状.94.2.3分流道的尺寸设计.94.2.4凝料体积.94.2.5校核剪切速率.104.2.6分流道的表面粗糙度和脱模斜度.104.3浇口的设计.104.3.1浇口的形式.104.3.2浇口的位置选择.114.3.3浇口的尺寸确定.114.4冷料穴的设计.115成型零件的设计及计算.125.1型腔和型芯的结构设计.125.2成型零件钢材的选用.125.3成型零件工作尺寸的计算.125.3.1型腔尺寸计算.125.3.2型芯与滑块尺寸计算.145.3.3中心距尺寸.155.3.4型腔侧壁厚度计算.155.3.5型腔底板厚度计算.166冷却系统的设计.176.1冷却介质的选择.176.2冷却系统的简单计算.176.2.1单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W.176.2.2确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量.18sQ6.2.3计算冷却水的体积流量.18Vq6.2.4确定冷却水路直径d.196.2.5冷却水在管内的流速v.196.2.6冷却管壁与水交界面的膜传热系数h.196.2.7计算冷却水通道的导热总面积A.196.2.8计算模具所需冷却水管的总长度L.206.2.9冷却水路的根数x.207斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计.207.1主要参数的计算.207.1.1抽芯距S的计算.207.1.2斜导柱的参数确定.207.2斜导柱分型抽芯机构设计.227.2.1斜导柱.227.2.2滑块.227.2.3导滑块.227.2.4滑块的锁角.238推出机构设计.238.1推杆的设计.238.2推杆的材料.238.3推杆的导向.238.4推杆的复位.249模架的设计.24总结.25致谢.25参考文献.2501绪论1.1模具行业发展的现状模具行业作为制造业中极为重要的基础产业之一,日渐受到各界人士的重视和关注,在家电、汽车、电子、化工、冶金、仪表仪器等高速发展的产品中,用模具成型的零部件已占到60%-80%,其中,空调、冰箱等的年产量超过1000万台,建材中塑料管道的普及率高达50%,汽车行业更是需求各类塑料制品36万吨。我国模具行业每年都以15%的增长速度在快速发展,在十一五期间,年增长率提高至20%。我国的模具需求市场主要为:一、汽车行业;二、家电行业;三、通信行业;四、建材行业。前两者需求量巨大,后两者发展潜力极佳。但是,在CAD/CAE/CAM普及率、精密、大型、复杂、长寿命模具技术等方面都与工业发达国家有一定的差距。同时,我国的低技术含量模具已过剩,相对的高技术含量模具供不应求、依赖进口,设计制造水平低,缺乏自主创新能力,模具价格虽低但质量存在问题。我国模具行业在地域分配上存在不均衡性,以深圳及珠三角周边为首的东南沿海地区发展快于中西北部。其中,深圳模具行业年产值已超100亿元,占广东的近60%,占全国的近25%,广东的模具产值约占全国的三分之二以上,是全国最主要的模具市场。1.2毕业设计选题的背景、目的和意义1.2.1毕业设计选题的背景方形扣盖是生活中常见的一种商品,有材料为塑料、生产量较大、精度要求较高的特点,因此在本次设计采用模具行业中的注塑模具对其进行生产。11.2.2毕业设计的目的和意义通过本次毕业设计,拟达到以下成果:(1)由这次的设计了解塑料制件的结构分析及其工艺性,为以后的学习和工作打下基础。(2)了解注射成型工艺及模具设计的过程,熟悉注射模具的各类相关设备,并能熟练选用。(3)熟练应用计算机绘图软件AutoCAD、UG等进行设计工作,并掌握相关资料、手册、标准的查询、收集及整理方法。(4)进一步巩固大学期间的专业知识,并能够让理论结合实际,提高专业技术能力为以后踏上工作岗位积累经验。2总体设计方案2.1塑件的结构图图1.1即为方形扣盖塑料件,形状较为简单。(a)正面(b)反面2(c)塑件二维图图1.12.2塑件的分析2.2.1塑件的材料分析ABS:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯,属于热塑性塑料。使用性能:综合性能较好,尺寸稳定,耐化学性、电性能良好;易于成型和机械加工,与372有机玻璃的熔接性良好,可作双色成型塑件,且表面可镀铬成型性能:可采用柱塞和螺杆式注塑机加工,宜用直通式喷嘴,孔径可呈喇叭形,宜加热。32.2.2塑件的工艺结构分析结构分析方形扣盖作为盖类塑件应有高结构强度和低变形量且与主体塑件接触的面为内侧面,所以内侧面精度要求高,外侧表面质量则不作高要求。工艺分析精度等级由表选用ABS的一般精度MT3,未注公差则用IT11。120因塑件形状简单,开模后留在动模上,脱模斜度取102.3注射机的选择2.3.1塑件的体积与质量计算根据公式(2.1)m式中m塑件的质量,g;塑料的密度,查表得=1.05g/;3/g163cmv塑件的体积,,由UG测量体得出v=18。3c3所以塑件的质量m=1.0518=18.90g2.3.2浇注系统凝料体积的初步估算由于本次采用流道简单而且较短,因此系统凝料体积按塑件体积的0.2倍估算,则一次注入的塑料总体积=210.V总塑()834.cm2.3.3选择注射机由上一步所得,结合式得3=4.2cV总21840.8=432.V总5cm故初步选定公称注射量为60cm,注射机型号为SZ-60/40卧式注塑机,其主要技术参数见表2-1表2-1注塑机主要技术参数理论注射容积/cm60移模行程/mm250螺杆直径/mm30最大模具厚度/mm250注射压力/MPa180最小模具厚度/mm150注射速率/1gs70锁模形式双曲肘塑化能力/35模具定位孔直径/mm80螺杆转速/1minr0-200喷嘴球半径/mm10锁模力/kN400喷嘴口直径/mm3.5拉杆内间距/mm2203002.4注射机相关参数的校核2.4.1注射压力校核查表4-1后,取ABS所需注射压力,所选注射机的注射压力20=1apMP,取注射压力安全系数,故=150apMP公1.4k,因此注射压力合格。.4=10kp公2.4.2锁模力校核塑件在分型面上的投影面积22=60-A塑52=3597m因为本塑件流道设计简单且短,取浇注系统在分型面上的投影面积。=0.2A浇塑塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积=An总塑浇221.3597m86模具型腔内的胀型力=FAp胀总模8632.5014.Nk式中模具型腔内的压力,ABS取35MPa。p模查表2-1知该注射机的锁模力,取锁模力安全系数,则=Fk锁21.,所以注射机锁模力合格。2=1.30.562.8kFkN胀锁3模具结构形式确定3.1分型面位置的确定因本次设计的塑件外形较简单,所以分型面选在最大断面上,如图3.1。图3.1分型面63.2型腔数量和排列方式的确定由于该塑件工作部分精度等级为MT3级,且产量较大,所以选用一模两腔的结构,排列方式如图3.2图3.2型腔分布4浇注系统设计4.1主流道的设计主流道是连接注射机喷嘴和分流道或型腔的有一定锥度的通道。4.1.1主流道尺寸主流道长度:应尽量小于60mm,本次设计初取50mm;主流道小端直径:;d0.51注射机喷嘴直径3.504m主流道大端直径:,式中为主流道锥角,d2tan7.5Lm主一般为26,本次设计取4;主流道球面半径:012SR注射机喷嘴球半径127=12m球面的配合高度:h=3mm;4.1.2主流道的凝料体积2=3VLRr主主主主主主2.14504336.m.7c4.1.3主流道当量半径n243R4.1.4主流道浇口套的形式由于主流道小端入口处于注射机喷嘴反复接触,易磨损,为便于更换,设计为可拆卸的衬套结构,如图4.1。图4.1浇口套,定位圈4.2分流道的设计4.2.1分流道的布置形式为尽量减小流道内的容积、温度降低和压力损失,并保持压力平衡,本次设计采用平衡式分流道。84.2.2分流道截面形状常用分流道截面形状有圆形、梯形、六角形、U形等,本次设计为便于凝料的顶出,同时减少传热损失和压力损失,选用梯形流道。4.2.3分流道的尺寸设计因为该塑件的质量,根据式(4-16),且有2个型腔,=18.902mg塑2故分流道的直径为4D.65mL分塑分式中,单边分流道的长度,预设为50mmL分因此4=20.6518.950m分而高度一般取上底宽度的2/3,所以2/34.1hD分其侧面与竖直方向的角度为10,则下底宽度约为5mm。4.2.4凝料体积=VLA分分分式中分流道的长度,;L分5021m分分流道截面积,因此A分26.+4.96分3=2V分.cm94.2.5校核剪切速率由表4-8取注射时间21.0st分流道体积流量3+=2.180.csVqtm分塑分由式4-20得剪切速率3.q=R分分分3.20164217.0s该分流道的剪切速率处于之间,所以,分流道内熔体的剪231510切速率合格。4.2.6分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度一般取1.25-2.5,本次取1.6。另外,脱模斜m度一般在5-10,本次为10。4.3浇口的设计4.3.1浇口的形式浇口位于型腔和流道之间,是浇注系统的重要环节,对塑件的质量影响很大。作用:一、控制塑料熔体流速和保压时间等;二、防止熔料倒流。104.3.2浇口的位置选择根据本塑件的各性能、精度要求,侧浇口选在塑件分型面其中一边的中央。4.3.3浇口的尺寸确定设侧浇口深度h(mm),由表:2410hnt式中n塑料成型系数,ABS材料n=0.7;t塑件壁厚t=2.5mm;所以:0.7251.hm由表知ABS侧浇口厚度常取1.21.4mm,故取h=1.2mm。249设侧浇口宽度B(mm),由表:2430nAB式中A凹模内表面积,由UG测得A=3864.85mm。所以:0.73864.51.2Bm再由表4-10得常用的侧浇口长度为0.72.5mm,本次取0.7mm。4.4冷料穴的设计本次设计冷料穴设计为圆台形,大径,高H=3mm,脱模斜度为14dm10,如图4.2。11图4.2冷料穴5成型零件的设计及计算5.1型腔和型芯的结构设计由于该塑件两侧有方形孔且型芯较长,从拆卸方便和经济性考虑,动模采用组合式结构;型芯固定选用台阶式。另外,因为型腔用于成型塑件的外表面,所以需要保证强度、刚度。5.2成型零件钢材的选用因为模具要求耐磨性、抗疲劳性能和抛光性能好,且有一定的耐腐蚀性和机械加工性能,由表8-12选用T10A为凹模材料,Cr12MoV为凸模及滑块材料,1均淬火处理。5.3成型零件工作尺寸的计算与塑件尺寸相关的成型零件有:中间板、滑块、型芯、动模板。其中,轴类零件以最大尺寸为基本尺寸,孔类零件以最小尺寸为基本尺寸。塑件工作部分(侧面)的尺寸公差=0.4,其他尺寸按IT14处理。塑件的平均收缩率:maxin10%2S.4.90.65125.3.1型腔尺寸计算5.3.1.1型腔径向尺寸,m001ZZsLSLx式中-型腔的径向基本尺寸;mL-塑件的径向基本尺寸;SS-塑料的平均收缩率;-塑件的公差;z-模具的公差,取/3;-修正系数,取0.75。x而塑件尺寸=60mm,塑件公差1=0.74mm,z1=0.25,则1SL310.25m0.065.74Z+2=9.83m塑件尺寸=50mm,塑件公差2=0.4mm,z2=0.13,则2SL1320.m01.065.74Z+3=.m5.3.1.2型腔深度尺寸m001ZZSHx式中-型腔的深度基本尺寸;mH-塑件的高度基本尺寸;S-修正系数,取2/3。x塑件尺寸=2mm,塑件公差1=0.25mm,z1=0.08,则1S31310.8m0.06523ZH+8=.4m5.3.2型芯与滑块尺寸计算5.3.2.1型芯与滑块径向尺寸00m1ZZslSlx式中-型芯的径向基本尺寸;ml-塑件的径向基本尺寸;s-修正系数,取0.75。x而塑件尺寸lS1=6mm,塑件公差1=0.3mm,z1=0.1,则3100m.1.065.7Zl=.24.m塑件尺寸lS2=9mm,塑件公差2=0.36mm,z2=0.12,则13200m.121.0659.76Zl=8.7.2m塑件尺寸lS3=45mm,塑件公差3=0.62mm,z3=0.21,则1300m.211.0654.76Zl=4.78.2m145.3.2.2型芯与滑块高度尺寸00m1ZZshShx式中hm-型芯的高度基本尺寸;hs-塑件空腔的深度基本尺寸;-修正系数,取2/3。x而塑件尺寸hS1=23mm,塑件公差1=0.52mm,z1=0.17,则3100m.17.0652Z.17283m塑件尺寸hS2=2.5mm,该滑块的深度公差由动模板型腔和型芯共同决定,即z2=0.13+0.21=0.34mm20m=.534Zh5.3.3中心距尺寸zzmsC=+SC22()(1)式中Cm-模具中心距的基本尺寸;Cs-塑件中心距的基本尺寸。塑件中心距Cs=10mm,塑件公差:=0.36mm,z=0.12,则13zzmC=+0.6522()(1)=mm.155.3.4型腔侧壁厚度计算5.3.4.1定模型腔壁厚计算因为是整体式带圆角型腔,侧壁均可简化成三边固定一边自由的矩形板,所以在熔体压力下,其最大变形发生在自由边的中点,其变形量43CphES式中C常数,随而变化,可按近似公式计算/lhp型腔内压力,MPa,一般取2050MPa;h型腔深度,mm,h=23mm;E弹性模量,MPa,取预硬化塑料模具钢E=;52.10MPaS型腔侧壁厚,mm。其中常数C443/2/96lhlC式中型腔宽度,mm,=60mm;llh型腔深度,mm,h=2mm。由此得44360/2/961.5按刚度条件,侧壁厚度43CphES本次计算取p=50MPa,h=2mm,=0.05(许用=0.040.06),则451.5023.10.8m取S=4mm。5.3.4.2动模型腔壁厚计算动模型腔采用整体式凹模,则4132phlEHs式中h型腔内壁部分受压的高度,mm,h=23mm;H型腔外壁高度,mm,=50mm;1l型腔内壁长度,mm,H=28mm。1l16由此得455023.210s9.m5.3.5型腔底板厚度计算5.3.5.1定模型腔底板厚度底板厚度43CpbEt其中44/32(/1)lbl4460/(60/)=0.016所以450.16532.10.t=9.8mm5.3.5.2动模型腔底板厚度43CpbEt450.1652.10.7m6冷却系统的设计6.1冷却介质的选择常用冷却介质有压缩空气和冷却水,因为冷却水成本低、传热系数大且水17的比热容大,所以本次设计选用冷却水。6.2冷却系统的简单计算6.2.1单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W塑料制品的体积+nV主分塑=1.472389cm塑料制品的质量V39.710246gk塑件壁厚为2.5mm,由表得。取注射时间,脱模时24-=.ts冷=1.3ts注间,则注射周期=8ts脱t+t注脱冷=1.3782s由此得每小时注射次数360/N=157次单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量Wm1570.46=38k/gh6.2.2确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量sQ查表,取ABS的单位热流量2435370/skJg186.2.3计算冷却水的体积流量Vq设冷却水道出口水温,入口水温,水的密度,1=302=53=10/kgm水的比热容c=4.187kJ/(kg.),则2160sVWQqc.387450./min6.2.4确定冷却水路直径d当时,查表可知,为使冷却水处于湍流状态,30.18/minVq2430取d=6mm。6.2.5冷却水在管内的流速v2460Vqd.316=.9/ms6.2.6冷却管壁与水交界面的膜传热系数h因为平均水温为27.5,查表可知f=7.03,则24310.82(v)cfhd0.80.24.171962./kJmh196.2.7计算冷却水通道的导热总面积As=WQh46.370252.0.m6.2.8计算模具所需冷却水管的总长度LAd0.47631.25m6.2.9冷却水路的根数x设每条水路的长度为l=200mm,则冷却水路的根数为Lxl251.0根由以上计算可知一条冷却水路对于模具是不足的,所以根据具体情况加以修改,且为提高生产效率型腔与型芯都应有水路。207斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计7.1主要参数的计算7.1.1抽芯距S的计算抽芯距离常取侧凹深度加上23mm的余量,即0S023.54m7.1.2斜导柱的参数确定为达要求的抽芯距,开模行程cotHS一般倾角取,当=15,开模行15204.5ct1m程小于塑件高度,因此取=10,则.cot0m可取出塑件。斜导柱的有效工作长度L由公式得39sinS4.5i102.9m斜导柱的直径由公式得3930.1cosWFLd式中d斜导柱的直径,mm;抽芯力,N,=0.98kN,见表;cFcF3921L斜导柱的工作长度,mm,L=25.9mm;斜导柱材料的许用应力,MPa。取=1140MPa;WW斜导柱的倾斜角度,(),=10。则3980.14.5d6m由表取d=13以保证斜导柱有足够的强度。392斜导柱的总长由公式得3910245tantan(105)cossiLLDtdm总式中半球部分长度,取;5L513mD固定轴肩直径,查表得D=15mm;4t斜导柱固定板厚度,mm,t=30mm。所以15tan03/cos103tan4.5sin103总L7.8m7.2斜导柱分型抽芯机构设计7.2.1斜导柱斜导柱一般是端部为半球或锥状的圆柱,本次设计采用45钢渗碳淬火,热处理硬度为55HRC以上表面粗糙度,斜导柱与固定板采用H7/m6,0.8aRm与滑块斜孔采用H11/d11。7.2.2滑块本次设计选用整体式滑块,采用T10A,硬度要求在60HRC以上,形状如图7.1。22图7.1滑块7.2.3导滑块滑块与导滑槽有上下左右四对平面配合,取H7/f7,其余各面留有间隙,材料采用T10A,硬度要求在55HRC以上,如图7.2。(a)正等测视图(b)俯视图图7.2导滑块7.2.4滑块的锁角由公式计算滑块的锁角391(23)10238推出机构设计8.1推杆的设计本次设计采用单推杆分别在两边的型芯中点推出塑件。8.2推杆的材料本次设计的推杆选用T10A,推杆头采用淬火处理,硬度要求在50HRC以上,工作表面粗糙度。0.8aRm8.3推杆的导向为防止顶出机构的歪斜,本次设计采用四处对称的导柱和导套。8.4推杆的复位本次设计采用弹簧复位装置,对称安装在推杆的四周。9模架的设计本次设计采用A3型模架,模板各部分尺寸如表9-1所示:模板长宽厚1定模座板350mm250mm25mm2定模固定板350mm200mm30mm3动模固定板350mm200mm40mm4垫块350mm38mm60mm5推杆固定板350mm120mm15mm6推板350mm120mm20mm7动模座板350mm250mm25mm24总结通过这次毕业设计,我对注塑模设计的整个过程有了较深的理解和掌握,并充分回顾了大学期间所学的专业知识和AUTOCAD、UG等专业软件。在设计过程中,也遇到了各种问题,如一模两腔的型腔型芯的创建、斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计,零件精度的确定及各种配合精度要求等,认识到了自身基础知识缺乏实践,专业软件使用不熟练等不足,在今后的学习、工作中都有待改进。致谢本次设计的顺利完成,首先要特别感谢黄晨华老师在整个设计过程中对我的耐心教导与帮助,让我少走了很多设计误区,加快了设计
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本文标题:方形扣盖注塑模设计(含UG三维图)
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