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风扇调速旋钮塑料模结构分析及设计【8张CAD图纸和说明书】

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风扇 调速 旋钮 塑料模 结构 分析 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单
资源描述:

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类,因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本设计介绍了注射成型的基本原理,特别是单分型面注射模具的结构与工作原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了塑件工艺的分析过程和注射模具浇注系统的设计过程,并对材料要求做了说明。

通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理;通过对Pro/E、UG的学习,可以建立较简单零件的零件库,从而有效的提高工作效率。


 目    录

1  塑件成型工艺性分析·································7

1.1塑件制品结构分析····························································7

1.2成型工艺的分析·······················································7

1.2.1尺寸精度确定·························································7

1.2.2 脱模斜度确定·································································8

1.3 ABS的性能分析·············································································8

1.4 ABS的注射成型过程工艺参数··························································8

1.4.1注射成型过程···········································································8

1.4.2 ABS的注射工艺参数··································································9

1.5 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施················································9

1.6 确定模具基本结构·········································································9

2  分型面结构设计·········································································10

2.1分型面的选择原则·········································································10  

2.1.1分型面的确定·········································································10

2.2确定型腔数量及排列方式·······························································10

2.2.1一般确定型腔数量的三种方法···················································10

2.2.2确定型腔的排布方式·······························································11

2.3注射机型号的确定·········································································11

2.3.1按风扇调速旋钮的注射量计算···················································11

2.3.2选择注射机············································································12

2.3.3注射机有关参数的校核····························································12

2.4浇注系统形式和浇口设计·······························································13

2.4.1主流道的设计·········································································13

2.4.2主流道尺寸的确定···································································14

2.4.3主流道衬套的形式···································································14

2.4.4主流道冷料穴的设计·······························································15

2.4.5分流道的截面形式···································································16

2.4.6浇口的选择原则及位置····························································16

2.4.7排气系统的设计······································································17

2.5确定顶出方式···············································································17

2.5.1顶出方式的确定······································································17

2.5.2脱模力的计算·········································································17

2.6确定冷却系统···············································································19

2.7注射模选材···················································································19

2.8导向与定位结构的设计···································································20

2.9模具的工作过程············································································20

3  成型零部件的设计···································································· 20

3.1确定型腔、型芯的结构和固定方式····················································20

3.2成型零件的尺寸计算······································································20

3.2.1型腔的径向与深度尺寸计算······················································21

3.2.2型芯的径向与高度尺寸计算······················································21

3.2.3塑件的型芯及型腔的成型尺寸标注图·········································22

4  模架的确定和校核···································································· 22

4.1各模板尺寸的确定·········································································22

4.2模架各尺寸的校核·········································································23

5  绘制模具图················································································ 24

6、总结······························································································ 33

7、参考文献······················································································ 33


1  塑件成型工艺性分析

1.1塑件制品结构分析

本设计记为风扇调速旋钮,如图1.1所示塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷的;塑件材料为ABS,生产为大批量,塑件公差按模具设计要求进行转换。


该塑件的结构不算复杂,但是产品外表面带有花纹,产品里面也有凹槽,因为此产品是作为风扇调速旋钮使用,大批量生产。所要求的制造精度不高,所以要求模具的制造精度也不高,因要与手部接触,所以保证塑件表面质量即可。


内容简介:
南昌航空大学本科毕业论文开题报告风扇调速旋钮塑料模结构分析及设计学号2009010201027姓名曾登导师宛强学院江西工业贸易职业技术学院专业模具设计与制造日期2012年4月20日南昌航空大学制2目录一、选题依据、目的和意义3二、国内外研究现状及发展趋势321国内外研究现状322中国模具行业发展前景4三、研究的主要内容及实验方法4四、目标,主要特色及工作进度541目标542主要特色543工作进度5五、主要参考文献63一、选题依据、目的和意义中国17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在中国,人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位,认识到模具技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。毕业设计是本专业学生在完成全部课堂教学之后所进行的一项极为重要的实践性教学环节。旨在通过具体的工程实践,进一步深入理解、掌握和综合运用所学的专业理论知识,进行暧通空调设计基本技能的训练,培养分析问题和解决问题的能力,从而全面实现本专业学生的质量管理目标。课题的意义在于对通过对模具的设计、材料的选用、方案比较,为产品寻找到对其合适的模具制造方案,实现“高质量、低费用”的最佳方案。找出目前设计中存在的不合理的因素,对今后的模具设计起个指导作用,为设备的管理人员提供借鉴,配合正在进行的标准化工作,为其提供参考,从而为整个模具生产,特别是塑料模具方面的工作献力。本设计贴近生活,主要是根据教室风扇调速旋钮实物进行设计。二、国内外研究现状及发展趋势21国内外研究现状现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在600亿至650亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年,我国模具产业总产值保持13的年增长率。中国模具行业发展现状在模具工业的总产值中,冲压模具约占50,塑料模具约占33,压铸模具约占6,其它各类模具约占11。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM技术的普及率不4高,许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距,这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求,因而需要大量从国外进口。22中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元,今后几年仍将以每年10以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10的增幅。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长,特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的年产量已超过3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求,都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。近年来,中国模具市场对精密、大型、复杂型、长寿命模具的需求量有所增长,预计到2010年,国内模具市场需求量将在1,200亿元人民币左右。综合媒体2008年6月4日报道,中国模具协会企业年报显示近年来,中国模具市场对精密、大型、复杂型、长寿命模具的需求量有所增长,预计到2010年,国内模具市场需求量将在1,200亿元人民币左右。专家分析,从1997年开始,随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长,中国国内模具市场的需求开始显著增长。虽然到2006年中国模具工业总产值已达516亿元,但属“大路货”的冲压模具、压铸模具等约占总量的80。已经进入中国的少量外资模具企业开始生产各种高精大多功能模具,但目前仍供不应求。三、研究的主要内容及实验方法对影响产品生产的因素进行着重分析,利用软件进行模拟分析,对模具设计进行方案比较,探讨优秀模具的设计方法。内容主要包括材料ABS生产批量大批量A塑件成型工艺性分析;5B计算塑件的体积和重量(包含注射机的选用);C塑件注射工艺参数的确定;D注射模的结构设计(分型面、确定型腔数量和排列方式、浇注系统设计、成型零件结构设计等);E模具设计的有关计算和模架的校核;完成这个任务的主要途径是经过参考查询详细专业资料、导师的指导和利用计算机进行数据整理、分析和模拟。四、目标、主要特色及工作进度41目标通过对风扇调速旋钮的注塑模设计,使我对塑料模具又有了进一层次的认知,掌握了单分型面注塑模的结构特点以及设计计算方法,在设计注塑模时所需要注意的一些要点,如材料的收缩率,注射机得选用,模具材料的选用,注射前材料、模具的预处理,以及在注射时对温度的控制等。尤其是试模之后会产生的塑件缺陷也做了介绍及处理方法。本设计中充分利用了UG、PRO/E、CAD设计软件。总之,通过毕业设计又一次锻炼,要充分利用CAD/CAE技术,在模具符合要求的前提下尽量节省模具制造成本,同时在实际中积累经验,以设计出性价比更高的模具。42主要特色本设计主要特色是软件版的模具设计手册的使用,以及PROE/E软件中EMX50模具设计的使用,总装图和零件图的绘制。43工作进度2012年1月8日前完成选题2012年1月进行资料的收集、加工、整理,提出设计方案2012年2月进行并完成毕业论文2012年3月撰写毕业论文6五、主要参考文献1涂序斌主编塑料成型与模具设计北京北京理工大学出版社,20052杨占晓主编模具设计与制造北京人民邮电出版社,20093韩进宏主编互换性与技术测量北京机械工业出版社,20074齐晓杰主编塑料成型工艺与模具设计北京机械工业出版社,20095魏春雷主编模具专业毕业设计手册天津天津大学出版社,20106虞洪述,徐伯康主编机械制图西安西安交通大学出版社,20007王卫卫主编材料成型设备北京机械工业出版社,20048康俊远主编模具工程材料北京北京理工大学出版社,2008南昌航空大学本科毕业论文1南昌航空大学毕业论文风扇调速旋钮塑料模结构分析及设计专业名称模具设计与制造班级学号学生姓名曾登指导教师宛强2012年04月20日南昌航空大学本科毕业论文2南昌航空大学毕业论文任务书I、毕业论文题目风扇调速旋钮塑料模结构分析及设计II、毕业论文使用的原始资料及设计技术要求一、原始资料零件图及PROE、UG等设计所涉及的软件二、技术要求1论述塑料模的结构特点2制件的设计精度为4级,要求大批量生产3选用注射机III、毕业论文工作内容2012年1月8日前完成选题2012年1月进行资料收集、加工、整理,提出设计方案2012年2月进行并完成毕业论文2012年3月撰写毕业论文2012年3月30日毕业论文模拟答辩2012年4月20日毕业论文答辩,成绩评定江西工业贸易职业技术学院院、系函授站模具设计与制造专业自考本科班学生曾登日期自2012年01月8日至2012年04月20日指导教师宛强兼职教师或答疑教师并指出所负责的部分教研室主任南昌航空大学本科毕业论文3摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类,因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理,特别是单分型面注射模具的结构与工作原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了塑件工艺的分析过程和注射模具浇注系统的设计过程,并对材料要求做了说明。通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理;通过对PRO/E、UG的学习,可以建立较简单零件的零件库,从而有效的提高工作效率。南昌航空大学本科毕业论文4目录1塑件成型工艺性分析711塑件制品结构分析712成型工艺的分析7121尺寸精度确定7122脱模斜度确定813ABS的性能分析814ABS的注射成型过程工艺参数8141注射成型过程8142ABS的注射工艺参数9南昌航空大学本科毕业论文515ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施916确定模具基本结构92分型面结构设计1021分型面的选择原则10211分型面的确定1022确定型腔数量及排列方式10221一般确定型腔数量的三种方法10222确定型腔的排布方式1123注射机型号的确定11231按风扇调速旋钮的注射量计算11232选择注射南昌航空大学本科毕业论文6机12233注射机有关参数的校核1224浇注系统形式和浇口设计13241主流道的设计13242主流道尺寸的确定14243主流道衬套的形式14244主流道冷料穴的设计15245分流道的截面形式16246浇口的选择原则及位置16247排气系统的设计17南昌航空大学本科毕业论文725确定顶出方式17251顶出方式的确定17252脱模力的计算1726确定冷却系统1927注射模选材1928导向与定位结构的设计2029模具的工作过程203成型零部件的设计2031确定型腔、型芯的结构和固定方式2032成型零件的尺寸计算20南昌航空大学本科毕业论文8321型腔的径向与深度尺寸计算21322型芯的径向与高度尺寸计算21323塑件的型芯及型腔的成型尺寸标注图224模架的确定和校核2241各模板尺寸的确定2242模架各尺寸的校核235绘制模具图246、总结337、参考文献33南昌航空大学本科毕业论文91塑件成型工艺性分析11塑件制品结构分析本设计记为风扇调速旋钮,如图11所示塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷的;塑件材料为ABS,生产为大批量,塑件公差按模具设计要求进行转换。该塑件的结构不算复杂,但是产品外表面带有花纹,产品里面也有凹槽,因为此产品是作为风扇调速旋钮使用,大批量生产。所要求的制造精度不高,所以要求模具的制造精度也不高,因要与手部接触,所以保证塑件表面质量即可。12成型工艺分析121尺寸精度影响尺寸精度的因素较多,如模具的形式或基本结构、模具加工的加工制造误差、模具的磨损、变形、热膨胀;由于成型条件变化造成的收缩率的波动、成型操作变化的影响、脱模顶出时的塑料变形、弹性恢复;周围温度、湿度不同造成的尺寸变化、弹性恢复南昌航空大学本科毕业论文10引起的变化等。在一般的模具生产设计过程中,为了降低模具的加工难度和模具的生产成本,在满足塑件使用要求的前提下,选取较低等级的公差,便于模具的加工与生产。结合本塑件的具体情况,查参考文献塑料模具设计手册得,该塑料件尺寸精度为4级,未注公差为8级精度,未注圆角R05,对应的模具精度为IT8,材料为ABS。122脱模斜度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。该塑件均厚约2MM,其脱模斜度查参考文献塑料模具设计手册得材料为ABS的塑件斜度/型腔取040120,斜度/型芯取0351。ABS流动性一般,对温度敏感。溢边值为004MM左右,脱模斜度一般取大于或等于2以上。13ABS塑料的性能分析表11ABS性能指标塑料性能单位数值密度G/CM3103107质量体积3083熔点130160计算收缩率0407物理性能屈服强度MPA50拉伸强度MPA38伸长率35抗拉弹性模量MPA18抗弯强度MPA80力学性能弯曲弹性模量MPA1414ABS的注射成型过程及工艺参数141注射成型过程(1)成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检验。由于ABS吸湿性强,含水量应小于03,必须充分干燥,要求表南昌航空大学本科毕业论文11面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。(2)注射过程塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可以分为充模、保压、倒流和冷却4个阶段。(3)塑件的后处理采用红外线灯、烘箱,热处理温度70,处理时间24H。142ABS的注射工艺参数表12ABS塑料注射工艺参数塑料名称ABS温度/8085预热和干燥时间/H23前段180220中段165180料筒温度/后段150170喷嘴温度/170180模具温度/5080保压力/MPA5070注射时间2090高压时间05冷却时间20120成型时间/S总周期2012015ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施1制件表面银纹使用材料前充分干燥,使用过程中防止返潮。2流动痕提高模具温度和物料温度或是降低注射速率。3缩孔及凹痕提高模具温度和物料温度,延长注射保压时间,增大注射压力,加大注射速度或是加大浇口尺寸等措施。4翘曲变形(1)从加工工艺上考虑,加长注射成型周期,降低注射温度,适当调整注射温度和注射速度,减慢顶出速度,增加顶出面积,保持顶出力均匀。(2)从制品设计方面考虑,增加壁厚增加加强筋和圆角出的补强。16确定模具基本结构该零件为风扇调速开关旋钮,要求外表面较光滑、无痕迹,可选用的浇口形式有重叠式浇口、点浇口和潜伏式浇口。其中潜伏式浇口去除浇口留下的痕迹可选在制品内侧,对制品的外观无任何影响,但浇口的制造较为复杂;本模具不适合适用点浇口;重叠式浇南昌航空大学本科毕业论文12口简单,浇口痕迹在制件的端面,不影响制件的外观。该零件大批量生产,要求模具简单,费用低廉。综上,选择单分型面注射模,重叠式浇口进料,推杆一次顶出。2分型面结构设计21分型面的选择原则1选在制品最大外形尺寸之处。因为制品一般都是在最大投影面积之处分模,否则,很难脱模。同时,尽可能使塑件留在动模一侧,有利于塑件的取出。2保证外观质量。3便于浇口进料,利于成型,易于排气。4利于型腔加工,使制品精度易于保证。5利于嵌件的安装以及活动镶件的安装。6有利于简化模具结构。该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑以上原则。211分型面的确定塑件在分型面处的表面质量无特殊要求,能够保证塑件上表面曲面的质量要求即可,而且塑件的模具结构也比较简单,因此在制品的最大外形尺寸之处,如图21所示22确定型腔数量及排列方式型腔数量以及位置如何确定要根据塑件制品的尺寸大小、结构难易程度、生产效益等诸多因素灵活确定。221一般确定型腔数目的三种方法1根据经济性确定型腔数目根据总成型加工费用最小的原则,南昌航空大学本科毕业论文13并忽略准备时间和生产原料费用,仅考虑模具加工费和塑件成。2根据注射机的额定锁模力确定型腔数目当成型大型平板制件时,常用这种方法。3根据注射机的最大注射量确定型腔数目。222确定型腔的排布形式大中型塑件和精度要求高的小型塑件一般优先采用一模一腔的结构,但对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可使生产效率大为提高。该塑件精度要求不高,塑件体积较小,生产批量为大量生产,从模具加工成本、制品生产时的成本考虑,初步拟定采用一模四腔。型腔布置形式如图22所示23注射机型号的确定231按风扇调速旋钮的注射量计算1查参考文献塑料模具设计手册得ABS的密度为105G/3,利用PRO/E三维软件测的该塑件的实际体积为265CM3,求其质量为278G。浇注系统凝料体积的初步计算可按浇注系统的体积为塑件的06倍。即塑浇V60由于该模具是一模四腔,所以浇注系统凝料体积为3652604CM浇一次总的注射量为浇塑总VN式中模具型腔数目,;N南昌航空大学本科毕业论文14所以396152604CMV总GM8071总总2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积A及所需锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2,在模具设计前是个未知值,根据资料查证,A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的02倍05倍,因此可用035NA1(N型腔数)来进行估算。塑件在分型面上的投影面积A1为22217580634MR所以221163350NANA锁模力是指注塑机的锁模机构对模具施加的夹紧力,即型锁PAF式中注塑机的额定锁模力N;锁F模具型腔内塑料熔体平均压力,一般为注塑压力的型P03065倍,通常为(2040)MPA,取为35MPA;型A塑件和浇注系统在分型面的投影面积之和(MM);所以KNF71095310976316型锁232选择注射机根据实际情况,为了保证注射机能够正常注射成型,模具所需的实际注射量应该小于注射量的公称注射量。一般由经验公式可得公称注射量为32180961CMGV实公根据公称注射量选择注射机,但ABS材料成型优先选用螺杆式注射机,查参考文献塑料模具设计手册可得,初步选型号为SZ100/60的注射机。表21注射机的技术参数项目SZ100/60拉杆内间距/MM280250结构类型卧式(螺杆)直通开模行程/MM220理论注量/CM378G最大模具厚度/MM300螺杆直径/MM30最小模具厚度/MM100注射压力/MPA170锁模形式双曲肘注射速率G/CM360模具定位孔直径/MM55塑化能力G/S56喷嘴球半径/MM12南昌航空大学本科毕业论文15螺杆转速R/MIN14200喷嘴口直径/MM4233注射机有关参数的校核1锁模力效核塑料熔体在分型面上的胀开力F应小于注射机的额定锁模力F额,才能保证注射时不发生溢料现象,为了可靠地闭锁型腔,不使成型过程中出现溢料现象,该力必须小于注射机的额定锁模力,二者的关系为F0809F额式中F额注射机的额定锁模力。所以F10977KN0854503825KN由计算结果可知,注射机的锁模力符合要求。24浇注系统形式和浇口的设计图23浇注系统示意图241主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道设计要点1为便于将凝料从主流道中拉出,主流道通常设计成圆锥形,其锥角26。内壁表面粗糙度RA一般为08。2为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出,主流南昌航空大学本科毕业论文16道与喷嘴应紧密对接,主流道进口处应制成球面凹坑,其球面半径为R2R112MM,凹入深度(35)MM。3为了减小物料的流动阻力,主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡,其圆角半径R13MM。4主流道长度L应尽量短,否则将增加主流道凝料,增大压力损失,一般主流道长度由模具结构和模板厚度所确定,一般不大于60MM。242主流道尺寸的确定1主流道小端直径D注射机喷嘴直径(051)4(051),取D45MM;2主流道球面半径SR0注射机喷嘴球头半径(12)12(12),取SR013MM;3球面配合高度H3MM5MM,取H3MM;4主流道长度尽量小于60MM,由标准模架结合该模具的结构,取L46MM;5浇口套总长L044H249MM;6主流道大端直径D16MM;243主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套,以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理,采用碳素工具钢T8A,热处理硬度为(5055)HRC。如图24所示南昌航空大学本科毕业论文17图24衬套为了方便加工,本模具将定位圈和村套设计成组合式,其定位环结构尺寸如图25所示图25定位环南昌航空大学本科毕业论文181主流道衬套的固定244主流道冷料穴的设计冷料穴的设置是根据浇注系统的需要来设置的,其作用是(1)储存两次注射间隔中产生的冷料头,以防止冷料头进入型腔造成塑件熔接不牢,影响塑件质量等;(2)兼有拉料作用,开模时应将主流道中的凝料拉出。所以设计冷料穴时直径稍大于或等于主流道大端直径。开模时,主流道中的凝料由Z形头拉料杆拉出定模,当塑件被推出时,凝料同时被推出。本模具采用与推杆匹配的冷料穴,冷料穴深度取6MM,如图27所示南昌航空大学本科毕业论文19图27冷料穴245分流道的截面形式分流道是主流道和浇口之间的进料通道。在设计分流道时主要考虑的是尽量减少熔体流动时的压力损失和温度降低,同时尽量减少分流道的面积。本产品采用半圆形分流道。半圆形的分流道设计,分流道截面形状如下图所示246浇口的选择原则及位置浇口是熔融塑料经分流道注入型腔的进料口,是分流道和型腔的连接部分,也是注射模浇注系统的最后部分,其基本作用是使从分流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔,型腔充满后,浇口能迅速冷却封闭,以防止型腔内还未冷却的熔融塑料回流。浇口分为直浇口、点浇口、侧浇口、重叠式浇口等。塑件上浇口的开设部位的选择,应注意以下几点(1)避免熔体破裂现象在塑件上产生缺陷;(2)应考虑分子取向方位对塑件性能的影响;(3)浇口开设在塑件壁厚最厚处;(4)减少熔接痕和增加熔接牢度;(5)防止料流将型芯或嵌件挤歪变形;(6)保证充满型腔。本设计采用重叠式浇口,浇口样图如图29所示H108MM南昌航空大学本科毕业论文20247排气系统的设计本模具成型时排气方式是利用配合间隙排气,分型面之间、推出机构与模板之间及活动型芯与模板之间的间隙配合进行排气,间隙值为00030005。25确定顶出方式251顶出方式的确定本塑件采用顶杆顶出方式脱模,为了减少脱模力,设计中型芯设有2脱模斜度,在顶杆顶出时减少了制品和型芯的摩擦。252脱模力的计算1)根据正压力的计算公式得PMRESTCOS385012COS235182MPA式中P正压力(MPA);E塑料的弹性模量(N/CM2);S成形收缩率(MM/MM);T塑件平均壁厚(CM);脱模斜度();R凸模半径(指圆形截面)(CM);M塑料的帕松比,约为038039。2)根据初始脱模力的计算公式得南昌航空大学本科毕业论文21FMT1ESL2Q2801355086N式中Q脱模力(N);E塑料弹性模量(N/CM2);S塑料平均成形收缩率(MM/MM);T塑件壁厚(CM);L包容凸模的长度(CM);F塑料与钢的摩擦系数;M塑料的柏松比。3)推杆直径的计算41326QENLD41532860174式中D圆形推杆直径(CM);推杆长度系数07;L推杆长度(CM);Q总脱模力(N);N推杆数量;E推杆材料的弹性模量(N/CM2)。26确定冷却系统因塑料的加热温度对塑件的影响较大,温度过高易于分解(分解温度为130160),成型时要控制模温在5080之间具体措施是布置冷却水管。(1)冷却水管直径8MM。(2)冷却回路形式型腔采用单一矩形回路。27注射模选材南昌航空大学本科毕业论文22模具材料选用原则,用于注塑模具的钢材,大致应满足如下要求1机械加工性能优良易切削,适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工;2抛光性能优良没有气孔等内部缺陷,显微组织均匀,具有一定的使用硬度(40HRC以上);3良好的表面腐蚀加工性;4耐磨损,有韧性;5热处理性能好具有良好的淬透性和很小的变形,易于渗氮等表面处理;6焊接性好具有焊接性,焊后硬度不发生变化,且不开裂、变形等;7热膨胀系数小,热传导效率高防止变形,提高冷却效果;8性能价格比合理,市场上容易买到,供货期短。表22材料、热处理零件名称材料牌号热处理硬度说明定位圈45主流道衬套T8A淬火5055HRC动、定模座板45调质230270HB凹模、型芯T8A淬火5458HRC动模板垫板45调质230270HB动模板45调质230270HB导柱、导套T8A淬火5055HRC垫块45推杆固定板45推板45淬火4348HRC或不淬火复位杆T8A淬火5458HRC水嘴45淬火4348HRC拉料杆、顶杆T8A淬火5055HRC28导向与定位结构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向,按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位;而模内定位机构侧通过导柱导套进行合模定位,本模具所成型的塑件比较简单,模具定位精度要求不是很高,因此可采用模架本身的导柱导套定位结构。南昌航空大学本科毕业论文2329模具的工作过程模具装配试模完毕后,模具进入正式工作状态,其基本工作过程如下。1对塑料ABS进行烘干,并装入料斗;2清理模具型芯、型腔,并喷上脱模剂,进行适当的预热;3合模、锁紧模具;4对塑料进行预塑化,注射装置准备注射;5注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模;6脱模过程开模时由动模板一侧首先沿分型面分型,当开模到一定距离时,动、定模分开,拉料杆将主流道凝料从浇口套中拉出。在开模过程中,在推杆的推动下,动模一边的塑件沿着与开模方向平行移动,当推杆推动塑件达到一定距离时,塑件脱离了型芯,完成了脱模过程,最后将塑件取出;7塑件的后处理切除塑件上的浇注系统凝料,对塑件进行后处理。3成型零部件的设计31确定型腔、型芯的结构和固定方式(1)型腔、型芯的结构设计为了便于加工和节约优质模具钢,型腔采用整体式结构;另外,型芯处采用整体镶嵌式。(2)固定方式型芯采用台阶方式固定,型芯中的小型芯同样用台阶固定。32成型零件的尺寸计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸计算,型腔深度和型芯高度尺寸计算,中心距尺寸计算等。ABS的成型收缩率为(0407),所以平均收缩率取S055,塑件的尺寸精度为4级,对应的模具精度为IT8。321型腔的径向与深度尺寸计算(1)对于塑件MM、MM、MM尺寸的凹模径向0247016024尺寸计算因为03SAM南昌航空大学本科毕业论文24式中塑件径向尺寸;SA塑件平均收缩率;塑件的尺寸公差;模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/31/6。故MM0824031279643051AMM5/103/MM07203124取MM、MM、MM02670121A4A(2)对于塑件MM、MM尺寸的凹模深度尺寸计算183025因为3SHM式中塑件高度方向尺寸。S故MM061803/13952/0)()()(MM75425)()()(取MM、MM50131501322型芯的径向与高度尺寸计算(1)对于塑件MM、MM型芯的径向尺寸20608因为43SBM式中塑件孔径尺寸。S故MM07023/1239/51)()()(MM56880)()()(取MM、MM723B028B(2)对于塑件MM型芯的高度尺寸180因为032SHM式中HS塑件高度方向尺寸。故MM060183/1295/5)()()(取MM069323塑件型芯及型腔的成型尺寸标注图南昌航空大学本科毕业论文25A型腔B型芯嵌件(1)C型芯嵌件(2)图31型芯及型腔工程图4模架的确定和校核根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为100100MM,有考虑凹模的最小壁厚,导柱,导套的布局等,可以确定选用WL250250MM的模架。41各模板尺寸的确定(1)定模型腔板塑件高度为15MM,凹模嵌件深度为40MM,所以定模型腔板取40MM。(2)型芯固定板按模架标准,板厚取20MM。(3)垫块的高度垫块推出行程推板厚度推杆固定板厚度(510)2520155106570MM,初步选定C为70MM。经上述尺寸的计算,模架尺寸已确定为板面250250MM,其外形尺寸长宽高250250210MM。图41所示南昌航空大学本科毕业论文26图41模架示意图42模架各尺寸的校核(1)模具在注射机上的安装与固定尺寸的校核该套模具模架的外形尺寸为200MM250MM,而注射机拉杆内间距为280MM250MM,因280MM250MM,符合要求。(2)模具的高度尺寸为210MM,因为100MM(模板最小厚度)210MM300MM模具最大厚度。校核合格。(3)模具的开模行程的校核HH1H2510式中H注射机动模板的开模板行程(MM);H1塑件推出行程(MM),取10MM;H2包括流道凝料在内的塑件高度(MM);所以H2102546510(7681)MM;由计算结果可知,开模行程符合要求。也可知注射机选择SZ100/60卧式螺杆注射机符合该模具设计要求。南昌航空大学本科毕业论文275绘制模具图图51模具结构图南昌航空大学本科毕业论文28图52爆炸图一图53爆炸图二南昌航空大学本科毕业论文29附录工程图南昌航空大学本科毕业论文30南昌航空大学本科毕业论文31南昌航空大学本科毕业论文32南昌航空大学本科毕业论文33南昌航空大学本科毕业论文34南昌航空大学本科毕业论文35南昌航空大学本科毕业论文366、总结通过对风扇调速旋钮的注塑模设计,使我对塑料模具又有了进一层次的认知,掌握了单分型面注塑模的结构特点以及设计计算方法,在设计注塑模时所需要注意的一些要点,如材料的收缩率,注射机得选用,模具材料的选用,注射前材料、模具的预处理,以及在注射时对温度的控制等。尤其是试模之后会产生的塑件缺陷也做了介绍及处理方法。本设计中充分利用了UG、PRO/E、CAD设计软件。总之,通过毕业设计又一次锻炼,要充分利用CAD/CAE技术,在模具符合要求的前提下尽量节省模具制造成本,同时在实际中积累经验,以设计出性价比更高的模具。本设计能够顺利完成,非常感谢我的导师宛强武老师的精心指导,以及我的同学对我的帮助。由于我实际经验少之又少,本设计中难免有错误和不足之处,恳请各位老师批评指正。7、参考文献1涂序斌主编塑料成型与模具设计北京北京理工大学出版社,20052杨占晓主编模具设计与制造北京人民邮电出版社,20093韩进宏主编互换性与技术测量北京机械工业出版社,20074齐晓杰主编塑料成型工艺与模具设计北京机械工业出版社,20095魏春雷主编模具专业毕业设计手册天津天津大学出版社,20106虞洪述,徐伯康主编机械制图西安西安交通大学出版社,20007王卫卫主编材料成型设备北京机械工业出版社,20048康俊远主编模具工程材料北京北京理工大学出版社,2008毕业论文答辩,专 业 名 称 :模具设计与制造学 生 姓 名 : 曾 登指 导 教 师 : 宛 强,南昌航空大学自考本科,Company Logo,一、产品成型工艺性分析,题目:制造产品如下图所示的塑料零件之注塑模具(一模四腔),该零件年产量大批量,Company Logo,1.1 成型工艺分析,1.1.1 尺寸精度的确定1.1.2 脱模斜度的确定1.1.3 ABS的工艺参数、注射成型过程1.1.4 模具基本结构的确定,在一般的模具生产设计过程中,为了降低模具的加工难度和模具的生产成本,在满足塑件使用要求的前提下,选取较低等级的公差,便于模具的加工与生产。,(1)成型前的准备 (2)注射过程塑料的变化(3)塑件的后处理,Company Logo,二、分型面结构设计(一),1、分型面的选择原则2、分型面的确定,Company Logo,二、分型面结构设计(二),3、型腔数量的确定与排列,Company Logo,二、 分形面的结构设计(三),4、注射机的选择与参数校核 (1)根据实际情况,为了保证注射机能够正常注射成型,模具所需的实际注射量应该小于注射量的公称注射量。 (2)注射机锁模力的效核 F(0.80.9)F额 5、浇注系统形式和浇口的设计,Company Logo,5、浇注系统形式和浇口的设计(一),5.1 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中5.2 主流道尺寸的确定 1.主流道小端直径D;2主流道球面半径SR0;3球面配合高度;4主流道长度;5浇口套总长;6主流道大端直径。5.3 主流道衬套、定位环的形式及固定方式,Company Logo,6、浇注系统形式和浇口的设计,5.1 主流道冷料穴的设计5.2 分流道的截面形式5.3 浇口的选择原则及位置5.4 排气系统的设计 利用配合间隙排气,分型面之间、推出机构与模板之间及活动型芯与模板之间的间隙配合进行排气,1、避免熔体破裂现象在塑件上产生缺陷2、应
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本文标题:风扇调速旋钮塑料模结构分析及设计【8张CAD图纸和说明书】
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