骨架注塑模具的设计[抽芯]-[机械毕业设计论文A3017]
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骨架
注塑
模具
设计
抽芯
机械
毕业设计
论文
a3017
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,21页,6000字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
PPT答辩稿一份.
工艺卡一份.
图纸共17张:
A0-模具装配图.dwg
A2-定模板.dwg
A2-定模底板.dwg
A3-导滑条.dwg
A3-导套.dwg
A3-导柱.dwg
A3-垫块.dwg
A3-动模板.dwg
A3-动模底板.dwg
A3-推板.dwg
A3-推杆.dwg
A3-推杆固定板.dwg
A3-斜导柱.dwg
A3-型腔.dwg
A3-型芯.dwg
A4-骨架工件图.dwg
A4-浇口套.dwg
- 内容简介：
-
1 目录 摘要 第 一 章 、原始资料分析 件 的原始材料 分析 件的结构、尺寸精度及表面质量分析 结构分析 寸 精度分析 表面质量分析 明确塑件生产批量 估算塑件的体积和重量 分析塑件的成型工艺参数 第二章 、确定模具结构方案 模原理 确定型腔数量及布局形式 选择分型面 确定 浇注系统与排气系统 注系统形式 流道设计 流道 设计 分流道的形 状 和尺寸 流道的表面粗糙度 浇 口的 设计 气系统 选择推出方式 第三章 、模具设计的有关计算 型芯和型腔工作尺寸的计算 侧壁厚度与底板厚度的计算 侧壁厚度 2 推板厚度 斜导柱等侧抽芯有关计算 导柱的设计 与计算 斜滑块 （型腔） 的设计 楔 紧块的设计 滑条的设计 冷却与加热系统 第四章 、选择模架 初选注射机 浇注系统重量 射压力 选标 准模架 第五章 、校核注射机 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 开模行程的校核 具在注射机上的安装 第六章 、推出机构的设计 推件力的计算 推杆的设计 校核 杆的 直径 计算 杆压力校核 推板强度 校核 结束语 参考文献 3 摘要： 该塑料 骨架 总体形状为回转体， 整体 尺寸 很小， 需要大批 量 生产，为了提高生产率，降低成本，故采用模具成批注射生产。 因该塑件有凹槽，所以模具必须 采用左右开模，利用二根 斜导柱上下开模带动斜滑块左右移动 ， 由二块相同的斜滑块组成型腔， 采用 推板推出机构 ， 完成分模后由推板顶出塑件。 该模具 采用普通浇注系统，由于二型腔模，必须设置分流道，用潜伏式浇口形式从零件内部进料 ， 利用分型面间隙排气，该分型面位于熔体流动的末端利用分型面间隙排气。 本模具采用 楔 紧块与定模板制成一体的整体式结构 ，牢固可靠性大。利用 导滑条导滑。 选用丙烯腈 苯乙烯共聚物（ 料）为骨架的材料 。 关键词： 斜导柱 斜滑块 浇注系统 第 一 章 、塑件工艺分析 件 的原始材料 分析 该材料为丙烯腈 苯乙烯共聚物（ 料）， 骨架塑件如图 1： 图 1 骨架塑件 由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成 ， 收缩率 为 。 4 毒、无味、呈微黄色，成型 的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑 料 具有极好的抗冲击强度，有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能 。从成型 性能上看 ，该塑料在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度 宜稍大； 吸水，成型加工前应进行干燥处理； 产生熔接痕，模具 设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 在要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 6080。 塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析 结构分析 从 零件图上分析，该零件总体形状为回转体 ，在一个直径为 38为 17圆柱中间有一个直径为 16为 11一个直径为 19为 6台阶孔 ， 然后留 壁厚为 该塑件有凹槽，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽心机构，该零件属于中等复杂程度。 寸 精度分析 该 塑件所有尺寸的精度为 ，对塑件的尺寸精度要求不高，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。 从塑件的壁厚上来看，该塑件的 所有壁厚 均匀 ，都为 有利于塑件的成型。 表面质量分析 对该塑件表面没有什么要求，故比较容易实现。 综合 以上分析，注射时在工艺参数控制的好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。 明确塑件 生产批量 该塑件要求大批量生产。 估算塑件的体积和重量 按照图 2 塑件 各部分体积 近似计算： 32 2 7 总321 7 0 0 69 1 4 V 5 3222 5 2 1 . 66)11-( 1 93 . 1 4 V 3223 8 0 1 . 2 58)9 . 5-( 1 93 . 1 4 V 324 2 1 0 1183 V 故塑件的体积为： 33 . 0 44 0 3 6 . 4 6 m 1 0 . 5 6 0 1 . 2 5 2 1 . 6 0 0 . 3 1 2 7 0 . 1 8V 塑件重量为 g 4 2 44 1 v 式中 为塑料密度 (密度 4.1 ) 图 2 塑件各部分体积 分析塑件的成型工艺参数 干燥处理： 料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C 下最少干燥 2 小时。材料温度应保证小于 熔化温度： 210280 ；建议温度： 245 。 模具温度： 2570 。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力： 5070 注射速度：中高速度。 根据塑件形状及尺寸采用一模 二 件的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机： Z 60。 6 第二章 、确定模具结构方案 模原理 制品为骨架。该模具采用斜导柱抽心机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板做成整体， 确保凹模滑块 14 的定位锁紧。 工作原理 模具分流道与侧浇口开设在垂直分型面 由骨架凸翼腔底进料。开模时，I I 分型面分型，斜导柱 3带动凹模滑块 14 做 直分型面分型。最后，由推板 4推出塑件制品。 如图 3： 图 3 模具结构原理图 确定型腔数量及布局形式 该塑件在注射时采用一模二 件，即模具 需要二个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采取 图 4所示的型腔排列方式。 7 图 4 型腔排列方式 选择分型面 确定分型面位置如图 5： 图 5 分型面位置 确定浇注系统与排气系统 浇注系统形式 采用普通浇注系统，由于二型腔模，必须设置分流道，用潜伏式浇口形式从零件内部进料，利用分型面间隙排气。 主流道设计 根据塑料模具设计手册初步得 Z 60 型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴前端孔径： ； 喷嘴前端球面半径： 2； 根据模具主流道与喷嘴的关系 ： 8 )(1)(取主流道球面半径： 3R ； 取主流道的小端直径 d ； 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为 62 ，取 4 ，经换算得主流道大端直径为 。 流道 设计 分流道的形 状 和尺寸 分流道的形 状 和尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因数来确定。本塑件的形状不复杂，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形状长度较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形分流道，查表5料模具设计手册 )得 。 流道的表面粗糙度 由于分流道与模具接触的外 层 塑料迅速冷 却 ，只有 内 部的熔体流 动状态 比 较 理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般 左右， 这 可增加 对 外 层 塑料熔体的阻力，使外 层 塑料冷 却 皮 层 固定，形成 绝热层 。 浇 口的 设计 根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用潜伏式浇口较为理想 ，如 图 6。 设计时在模具结构上采取瓣合式型腔，潜伏式浇口的锥角取 2010 。 图 6 潜伏式浇口 示意图 查表 5料模具设计手册 )选尺寸为直径 ,试模时修正。 9 排气系统 该模具为小型模具，可利用分型面间隙排气，该 分型面位于熔体流动的末端。 选择推出方式 该塑件为簿壁塑件，综合各个因素，选定为推板推出机构 ，如图 7。 为了防止推板刮伤凸模，推板内孔应比凸模成型部分大 5，将凸模和推板的配合做成 锥面，以防止因推板偏心而出现飞边，其单边斜度 10 左 右为易。 图 7 顶出方式 10 第 三 章 、模具设计的有关计算 型芯和型腔工作尺寸的计算 查表塑料模设计手册表 1料 平 均收缩率： 0 . 5 5 %0 . 8 % ) / 2. 3 %0(S 计算如下表： 类别 尺寸类型 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯的工作尺寸 型腔的计算 径向尺寸的计算 38 M 00 43)1()( 22 19 深度 尺寸 的计算 8 M 00 32)1()( 6 型芯的计算 径向尺寸的计算 16 00 43)1()(M 0 19 0 深度 尺寸 的计算 6 00 32)1()(M 0 11 0 型芯中心距尺寸 60 2)1( 侧壁厚度与推板厚度的计算 侧壁厚度 该型腔为 组合 式。因此，型腔的强度和刚度按 组合 式进行计算。由于型腔壁厚计算 比 11 较麻烦，也可以参考经验推荐数据。查塑料成型工艺与模具设计表 ，取 0 。 推板厚度 其中查， ， 可取制品轴向尺寸公差的 1/10，取 ， 3 H 斜导柱等侧抽芯有关计算 斜导柱的设计 与计算 斜导柱的倾斜角 取 则脱模力的计算为： )k )(1m(12 f t 脱模力（推出力）（ N ） E 塑料弹性模量 （ 2 25100.2 ） S 塑料的平均成型收缩率（ L 包容凸模的长度（ f 塑料与刚的摩擦系数（ m 塑料的帕松比（取 2222 t 塑料平均壁厚 ( r 圆柱半径 ( ) 5 0 0 0 （ N ） 查塑料成型工艺与模具设计表 取 0。 再查表 得 6 在斜导柱的设计中斜导柱采用了理论上最佳的斜角： 直径取 12 先计算抽心距： 32(22 抽 其中： R 塑件的大圆盘半径 r 塑件的最小的腰部外圆半径 )32(2 抽S )32( 然后在 导柱的 长度，如 图 8： 图 8 斜导柱长度的计算 其强度校核： 其中： 弯F 斜导柱所受的弯曲力（ N ） 抽F 抽拔力（ N ） 斜导柱的斜角 0 s 9 3co s 抽弯 弯，所以斜导柱强度合格。 13 斜滑块 （型腔） 的设计 斜滑块 设计 如 图 9： 图 9 斜滑块 楔 紧块的设计 本模具采用 楔 紧块与定模板制成一体的整体式结构。如图 10 图 10 楔紧块 导滑条的设计 导滑条的设计如 图 11： 14 图 11 导滑条 斜滑块的导滑长度不能太短，一般应保证滑块在完成抽拔动作后，留在导滑条中的长度不小于有效长度的32，经计算，总的有效长度为 所以导滑条的长度足够。 冷却与加热系统 本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，所以在模具上可不设加热系统。 是否需 要冷却系统可作如下计算 设定模具平均工作温度为 50，用常温 20的水作为模具冷却介质，其出口温度为30，产量为（初选每二分钟一套） 故冷却水体积流量： )(60 21 式中： V 冷却水体积流量，（ M 单位时间注射人模具内的树脂质量，（ q 单位时间内树脂在模具内释放的热量，（ J/ 5 ） c 冷却水的比热容，（ J ） 冷却水的密度 ， （ 3 1T 冷却水出口处温度，（） 2T 冷却水进口处温度，（） )2030(V 4 m 查表可知所需的冷却水道直 径非常小。 15 由上 述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。 第 四 章 、选择模架 为了方便加工热处理，其型腔镶块可分为两部分。如图 12： 图 12 型腔镶块 初选注射机 浇注系统重量 单件塑件重量 射机额定注射量 次注射量不超过最大注射量的 80% 即 j 式中 n 型腔数 注系统重量 (g ) 件重量 (g ) 射机额 定注射量 (g ) 浇注系统估算结果： 3221 5 7 5 . 7 m 1 V 322 2104 16 323 715322 33j . 0 2 60268 4 7 . 86 0 2 . 8 85 7 5 . 7V 浇注系统重量 g 2 1 2 6设 2n 则得： 8 总质量： 4 满足注射量： 式中 机V 额定注射 ( 3 塑件3 33 6 3 2 塑件机 塑件机 注射压力 成型注 查 塑料 模具设计 手则 表 1 81106成型锁模力： 锁 式中 p 塑料成型时型腔压力 0 F 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和分型 腔及浇住引流及型腔在分型面上的投影面积 22 1 8 7 4 . 3 6 m 7 . 2 2 ) m 2 8 5 0 F 17 2 3 根据以上分析与计算 ,根据塑料注射机技术规格表 料成型工艺与模具设计选用 Z 60型注射机 。 注射机 Z 60有关技术参数如下 : 模具锁模力： 400板最大开合模行程 180模具最大厚度 200模具最小厚度 70喷嘴圆弧半径 12喷嘴孔直径 4动、定模板尺寸 330 440拉杆空间 300选标准模架 根据以上分析计算型腔尺寸及 斜导柱 位置尺寸可确定模架的结构形式和规格。 查 塑料成型工艺与模具设计 表 7用： 12556定模底板厚： 20 定模板厚： A=32 滑块厚度： 17 推板厚度 : 16 动模板厚 : B=25 动模垫板厚： 32 垫块厚度 : C=50 下模座厚： 20 模具厚度： A+B+C+20+16+32+20=195模具外形尺寸： 160 200 195 18 第五章 、校核注射机 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和 标准模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。 开模行程的校核 注射机最大行程 S )105(2 浇件 件h 塑料制品高度 ( 浇h 浇注系统高度 ( 41040172)105(2 浇件 S=18484满足要求。 模具在注射机上的安 装 从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以选注射机规格满足要求。 19 第六章 、推出机构的设计 与 校核 推件力的计算 )k )(1m(12 f t 脱模力（推出力）（ N ） E 塑料弹性模量 （ 2 25100.2 ） S 塑料的平均成型收缩率（ L 包容凸模的长度（ f 塑料与刚的摩擦系数（ m 塑料的帕松比（取 2222 t 塑料平均壁厚 ( r 圆柱半径 ( ) 5 0 0 0 （ N ） 推杆的设计 推杆的 直径 计算 查 塑料模设计手册之二由式 54 32264 d 圆形推杆直径 ( 推杆长度系数 l 推杆长度 ( n 推杆数量 E 推杆材料的弹性模量 N/ 2钢的弹性模量 E=107N/ 2 Q 总脱模力 . 644 73 22 取 6 推杆压力校核 查塑料模设计手册式 520 24s取 2320 22 /12
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