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化妆 化装 盒盖 注塑 注射 模具设计 有抽芯 机械 毕业设计 论文 a3044

资源描述：

文档包括:

说明书一份,15页,7500字左右.

图纸共14张:

A0-模具装配图.dwg

A3-侧型心滑块.dwg

A3-导滑槽.dwg

A3-定模板.dwg

A3-定模座板.dwg

A3-动模板.dwg

A3-动模座板.dwg

A3-推板.dwg

A3-推杆固定板.dwg

A3-支撑板.dwg

A4-工件图.dwg

A4-推杆.dwg

A4-型芯镶块1.dwg

A4-型芯镶块2.dwg

内容简介：

： 镇 江 高 专 毕 业 设 计 (论 文 ) 盖的塑料模设计 名： 机械系 专业班级： 模具 041 学生姓名： 学 号： 04011101 指导教师姓名： 刘波 指导教师职称： 讲师 年 月 塑料模设计专业班级：模具设计与制造 学生姓名：唐闻虎指导教师：刘波 职称：机械系讲师摘要：塑件材料为PBT，收缩率为0.12%-0.3%。该塑料流动性能好；根据塑件的尺寸和生产批量采用一模一件；分型面应设在塑件外形最大轮廓处；根据塑件特点和其外观要求采用平直分型面；直接浇口是常用的一种进料口形式，适合于成型各种塑料的壳类塑件；选用HS120AV注射机；采用推件板推出塑件；由于塑料流动性好，采用冷却水道的冷却方式；塑件尺寸小，用分型面、推杆等的间隙进行排气即可。塑件上未注公差尺寸选用MT6级精度。关键词：收缩率、注射压力、开模行程、投影面积、锁模力Abstract : Plastics Materials for PBT, 0.12%-0.3% rate of contraction. The performance of the plastic flow; According to the size and production of plastic parts using a model a lot; sub-surface should be in the best shape contour Plastics; According to its exterior features and requirements of plastic parts used straight sub-surface; The gate is used directly feed a population form suitable for molding plastic shells of various types of plastic; promote adoption; HS120AV selection sheet introduced plastic injection; As plastic mobility, The cooling water cooling; Size small plastic parts with sub-surface, such as the space to suit the exhaust can. Plastics unmarked tolerances on the size selection MT6 precision. Keywords : shrinkage, injection pressure, opening stroke, projection, the clamping force引言模具行业是现代工业的基础，它的技术水平很大程度上决定了产品的质量市场的竞争能力。我国技术人员经过不断的改革和创新使得我国模具水平有了较大的提高，大型，复杂，精密，高效和长寿命模具又上了新台阶。塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的工具。塑料模具对塑料制品的质量和操作难易程度都有相当的影响，因此要求在生产度，外观，物理性能等各方面都满足使用要求并要求其效率高，操作简便，结构合理，制造容易，成本低廉。现代塑料制品中合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具，是必不可少的三项重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，制件使用要求和造型设计起着十分重要的作用。因此，对塑料模具生产也提出了越来越高的要求，从而促使模具生产的向前发展。我国塑料模具的发展，极其迅速。现已具有相当规模，无论是设计水平，加工制造技术，好事CAD技术都有了明显的提高。随着政府和企业界对模具工业的重视程度的不断提高，模具的发展速度在不断加快，技术得到进一步发展，模具行业的发展前景十分的广阔。本文将概述塑料模具的发展现状和发展趋势，并完成盖的设计方案。近年来我国塑料模有了长足的进步，大型，复杂，高效和长寿命模具又上了新台阶，特别体现在高新技术应用的深度和广度上，表现在下列几个方面：1广泛应用CAD/CAM/CAE，特别是加工方面，计算机造型，编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到广泛应用，提高了设计水平。2热流道技术的推广应用更上一层楼，内热式和外热式流道装置，自制热喷嘴和引进热喷嘴得到了应用，有的已达到国际先进水平。3气体辅助注射技术已得到应用，不少厂家均采用了此技术4应用优质塑料模具钢，大大提高了使用寿命和表面光洁度。5抽芯脱模机构的创新设计，很多厂家已设计出结构新颖，脱模容易，具有创新意识的脱模机构，并解决了很多脱模难的问题。6精密，复杂，大型，高寿命模具的制造水平有了很大的提高，那些尺寸精度高，模具零件要求互换，塑料形状复杂的模具由于采用了CAD三维技术计算机模拟注射成型，气辅技术等先进的方式，使模具达到了国外同类模具水平。模具工业是我过国民经济的基础工业，随着全球经济的发展，新技术不断取得新的进展和突破，市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种，小批量，高质量，低成本的方向发展，于是对制造各种产品的关键工艺装备，模具的要求必然会越来越苛刻，模具必然会有如下发展趋势：1模具CAD/CAM/CAE技术将日益深入人心并发挥越来越重要的作用。2模具的精度将越来越高，并且趋大型化，现在模具精度已达23毫米，不久1毫米精度的模具将上市。另一方面，由于模具成型零件日益大型化以及由于高效率要求而发展的一模多腔，势必要求模具岁之大型化。3随着热流道技术的推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高，由于热流道模具技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件材料，因此，热流道技术的应用将会发展的很快，比例将逐渐提高。4随着塑料成型工艺的不断改进和发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也随之发展，气辅注射成型技术能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力小，制件变形小，节约材料，提高制件生产率，从而大幅度降低成本等优点，而高压注射成型可减小树脂收缩率，增大塑件尺寸的稳定性，提高其精度。5快速经济制模技术的前景十分广阔，突出的表现在快速成型（RP）快速模具制造（RT）上。6模具标准件的应用将日益广泛，模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。7高性能的模具钢的用量也将以较快的速度增长，由于对模具钢的要求越来越高，迫切需要研制出高强度，高硬度，高耐磨性惬意加工，热处理变形小，导热性能优良的制模材料，并广泛的投入运用。8随着以塑料钢的进一步发展，塑料模比例将不断提高，发展速度也将高于冲模，对模具的要求也将越来越高，高档模具在市场上的分额也逐步扩大。塑料注射模的特点是由塑料原料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了塑料模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪应力，剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩率非常复杂，模腔内各部位，各方向塑料的收缩率不同，不同种类，牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其充模流动特性及收缩率也不同，基于上述特点设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料的特性，如点浇口模具用于塑料铰链制品。合理的选择模具结构：根据塑件的图纸及技术要求，研究和选择适当的成型方法与设备，结合工厂的机械加工能力，提出模具结构方案，充分征求有关方面的意见。正确的确定模具成型零件的尺寸：成型零件是确定制件形状，尺寸和表面质量的直接因素，关系甚大，许特别注意。设计的模具应当制造方便：设计模具时尽量做到使模具制造容易，造价便宜 。充分考虑塑件设计特点，尽量减少后加工；尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制件，包括孔，槽，凸凹等部分，减少浇口，溢边的尺寸，避免不必要的后加工设计的模具应当效率高，安全可靠：这一要求涉及到模具设计的许多方面。模具零件应耐磨耐用：模具零件的耐用度影响整个模具的使用寿命，因此在设计此类零件时，不但应对其材料，加工方法，热处理等提出要求，像推杆一类的销柱件还容易卡住，弯曲，折断，因此造成的故障占模具故障的大部分，为此还应考虑如何方便的调整与更换，但需注意零件寿命与模具相适应。 模具结构要适应塑料的成型特性：在设计模具时，充分了解所用塑料的特性，并尽量满足要求，同样是获得优质制件的重要措施。第一章 盖的注射模设计内容运用所学知识进行的技能（如调研，收集及查阅资料，标准规范及经验公式的运用等）训练，主要包括塑件制品工艺分析，成型方法及工艺流程制定，模具类型和结构型式的确定，成型工艺条件确定，工艺计算（即注射量，注射压力，锁模力，成型零件工作尺寸，冷却参数，注射温度，注射时间等），浇注系统设计，加热与冷却系统设计，分型面设计，成型零件设计，导向及定位机构设计，脱模机构设计，模具总装图，非标准模具零件图。工件名称：盒盖材 料：聚甲醛（POM）生产批量：小批量工件简图：如图1.1 图1.1制件要求：1. 制件表面光滑平整，不准有飞边、毛刺及其它外观缺陷。2. 色泽均匀协调，不准有气泡、裂纹、划痕、缩孔等缺陷。3. 制件尺寸要求在偏差范围之内，并达到所需要的精度。第二章 零件的工艺性分析2.1塑件原材料分析如表2.1所示:PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯 半结晶材料，最坚韧的工程热塑材料之一。化学和物理特性 PBT，有非常好的机械强度，化学稳定性，电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳性，PBT吸湿特性很弱。 塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点PBT结晶型230-260较好 较稳定耐热性 韧性 耐水解性差成型收缩率大结论该塑料有良好的工艺性能,适宜注射成型,成型前原料要处理 表2.11该塑料件尺寸适中，一般精度等级，根据生产要求，降低生产成本，采用一模一腔2为满足制品光亮度的要求与提高成型效率采用盘型浇口，从制件中部间进胶，产品成型后需用刀片将胶口刮除干净。3为方便加工与热处理型腔与型芯部分采用镶拼结构4该制件需采用斜导柱侧向分型抽芯且为双分型面注射模22塑件的尺寸精度分析此塑件上的精度要求,均为MT6级塑料件精度,属于偏高级精度,在模具设计与制造过程中要严格保证这些尺寸精度要求.查取公差值(见曲昌华主编 高等教育出版社) .2.3塑件表面质量要求该塑件是环套类零件,要求较好的外观.无缩孔,缩松,无熔接痕等.表面粗糙度可按Ra1.6,塑件件的内部表面质量要有同样的要求.2.4塑件结构工艺分析此塑件外形为圆形环套类零件,腔体总深为2mm,壁厚均匀.总体尺寸不大,塑件成型要求高.塑件有凹槽,要求成型轮廓清晰,成型他的模具零件用铣成型,保证精确的尺寸精度. 第三章 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制3.1计算塑件体积根据零件的三维模型,利用PRO/E软件可直接算出该塑件的体积 V1=10.95cm3,浇注系统的体积 V2=3.65cm3 （根据经验，浇注系统的体积一般为塑件体积的1/31/4之间） 一次注射塑件所需塑料的总体积V总=V1+V2=14.6cm3技术塑件质量: 查手册取塑件密1.381.41g/cm3 ,取1.40g/cm3塑件的质量:M1=V1*p=15.3g塑件与浇注系统的总质量:M=V总*p=20.4g3.2 选用注射机根据塑件的形状,取一模一件的模具结构,结合现有成型设备,初选螺杆式注射机: HS120AV工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度:120成型时间S注射时间 03s时间h: 68保压时间 1030s料筒温度 后: 200 220冷却时间1530s中: 230250 总周期3070s前: 230240 螺杆转速r/min2040 r/min喷嘴温度200220后处理方法:红外线 烘箱模具温度6070温度:70注射压力MPa6090时间h:24h表3.1 PBT塑料的的注射工艺参数镇江高等专科学校环套注射工艺卡资料编号车间模具教研室共 页第 页零件名称环套壳材料牌号PBT设备型号G54-S200/400.装配图材料定额每模件数1件零件图单件质量91 g工装号材料干燥设备温度150时间24h料筒温度后段200220中段230250前段230240喷嘴200220模具温度6070时间注射s03保压s1030冷却s1530压力注射压力MPa6090背压MPa 后处理温度烘箱:70时间定额辅助min时间h24单件min检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师表3.2 环套模塑工艺卡第四章 模具结构方案的确定4.1分型面的选择分型面的确定原则：1 为能使塑件从模具内取出，故分型面应选在塑件外形最大轮廓处，2 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模，3 分型面的选择应保证塑件精度要求，4 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求，5 分型面的选择要便于模具的加工制造，6 分型面的选择应有利于排气该塑件的结构如图所示，采用双分型面注射模分型面应选择在塑件截面轮廓的最大处,尽量在料流的末端.利于排气 ,保证塑件的表面质量.该零件的分型面如图4.1所示: 图4.14.2型腔数量的确定与型腔的排列该塑件采用一模一件型腔,采用整体式型腔,它是在整体金属模板上加工而成的.其特点是牢固,不易变形,不会使塑件产生分接线痕迹.但是由于整体型腔加工困难,热处理不方便,所以其常用于形状简单的中小模具上.如图4.2所示:图4.24.3浇注系统的设计普通浇注系统一般遵循以下基本原则 (1)了解塑料的成型性能 (2)尽量避免或减少产生熔接痕 (3)有利于型腔中气体的排出 (4)防止型心的变形和嵌件的位移 (5)尽量采用较短的流程充填型腔 (6)流动距离比和流动面积比的校和模具浇口套.主流道球面半径为R与注射机喷嘴球面半径为R18的关系为R=R机+(12)=20mm模具浇口套住流道小端半径d与喷嘴出口直径d0的关系为 d=d机+0.5=4.5mm流道取圆锥形,其锥度为3.浇口采用直接浇口。 图4.34.4型芯和型腔结构的确定考虑到加工的工艺性,型芯采用整体,直通式外形结构,型腔采用整体式.4.5侧向分型与抽芯机构的确定该塑件采用机动斜导柱侧向分型与抽芯机构，它是利用注射模开模力作为动力，通过斜导柱将力作用于塑件上将其抽芯。这类机构比较复杂，但能实现自动化生产，生产效率高，应用最为广泛。斜导柱的设计 图4.4 图4.5如图所示，通过受力分析和理论计算可知，斜导柱的倾斜角取2233比较理想，但一般在设计时取1222，所以去18。工作端堆形台的倾角=+23，取20。斜导柱的长度计算，如图，工作长度L4=S/sin=12mm。总长度L=L1+L2+L3+L4+L5=Dtan/2+h/cos+dtan/2+S/sin+（510）mm式中L斜导柱总长度； D斜导柱固定部分大端直径； h斜导柱固定板厚度； d斜导柱工作部分直径； S抽芯距。 图4.6斜导柱的受力分析与直径计算，如图所示，F是抽芯时斜导柱通过滑块上的斜导孔对滑块施加的正压力，F1是斜导柱与滑块间的摩擦力，F2是滑块与导槽间的摩擦力，Ft是抽拔阻力，Fk是开模力。根据力的平衡方程式：Fx=0 则Ft+F1sin+F2-Fcos=0Fy=0 则Fsin+F1cos-Fk=0式中F1=F F2=Fk 解得F=Ft（tan+）/sin+cos（1-2tan-）由于摩擦力与其他力相比很小，可省略不计，这样上式为F=Ft/cosF=AP（cos-sin）=0.95 查表文献1表9.1可知最大弯曲力为1000N，在查文献1表9.2可知斜导柱直径为10mm。4.6推出方式的选择此模具的型芯在动模,开模后塑件包紧型芯留在动模一侧,根据塑件是环套类零件的特点,采用推杆推出结构形式.这样推出平稳,有效地保证了塑件推出后的质量,模具机构较简单. 推件力的计算 推件力=Ft=AP（cos-sin）+qA1 式中A-塑件包络型心的面积 p-塑件对型心单位面积上的包紧力 -脱模斜度 q-大气压力 -塑件对钢的摩擦系数 A1-制件垂直于脱模方向的投影面积 解得Ft=2.25KN4.7标准模架的选择标准模架一经选定,就可以到市场上购买,拟用现在比较流行的”龙记”标准,根据上述分析,此模具是含推管,大水口类型的,所以选用龙记 1515 18 30 60,其中参数的含义是: 1515-模架的长和宽分别为150mm和150mm 18-定模板厚18mm 30-动模板厚30mm 60-垫块厚60mm4.8冷却系统的设置由于制品平均壁厚不均可达3mm,制品尺寸较合适,初确定水孔的直径为8mm.实际生产中,通常都是根据模具的结构形式确定冷却水路,通过调节水温 水速来满足要求.4.9排气系统的设计 可利用分型面,推杆等它们之间的间隙可调节. 图4.7(装配图)第五章 成型零件工作尺寸的计算塑件尺寸见图5.1: 图5.1由于塑件上精度较高.有配合尺寸要求的尺寸,在进行这一类尺寸计算时,既要考虑他的收缩良,又要考虑模具的磨损,按照平均值计算方法计算出这一类成型零件的工作尺寸,这样可以有效地保证在整个模具寿命周期内产品的尺寸精度.塑件上有公差要求的成型零件工作尺寸计算类型塑件上的尺寸计算公式制造公差与收缩率计算结果型腔径向尺寸40M=(/s+/sScp%-x)Scp%=2.1%40.58型腔深度尺寸2M=(/s+/sScp%-x)1.922型腔径向尺寸12M=(/s+/sScp%-x)12.072型心径向尺寸6M=(/s+/sScp%+x)6.266型心径向尺寸32M=(/s+/sScp%+x)32.932侧型心径向尺寸8M=(/s+/sScp%+x)8.288型心高度尺寸41M=(/s+/sScp%+x)42.141表5.1注:1. 为塑件公差,塑件上未标注公差可按IT6级精度取.2. 模具制造公差Sz一般取 (1/3到1/4).考虑到模具的经济加工密度,在此, Sz取IT6或 IT7精度公差值. 3. 当Sz取经济加工精度时,公差值反而大于(1/3到1/4) , Sz取( 1/3到1/4).查表6-4聚甲醛塑料的收缩率是1.2%-3% 平均收缩率 S=(1.2%+3%)/2=2.1%第六章 注射机有关工艺参数的校核HS120AV注射机的主要参数表6.1所示:表 HS120AV.注射机的主要参数标称注射量200cm3定位孔直径100mm最大开模行程S320mm喷嘴球头半径R6mm最大装模高度Hmax380mm喷嘴孔直径3mm最小装模高度Hmin152mm中心顶杆直径25mm模板最大安装尺寸390410顶出行程0130mm表6.16.1 注射量的校核 如前所叙述,塑件与浇注系统的总体积V总=14.6cm3. 这远远小于注射机标称注射量200cm3.6.2模具闭合高度的校核由装配图可知,模具的闭合高度H=190mm最小装模高度Hmin=152mm, 最大装模高度Hmax=380mm, 能满足HminH闭 Hmax安装条件.6.3模具安装部分校核模具的外形尺寸为150150 , 注射机最大安装尺寸390410, 所以能满足要求.模具的定位圈直径100mm .注射机定位孔的直径100mm符合安装要求.浇口套的球面个为R8 喷嘴球头半径R6, 符合安装要求.浇口套小端孔径R3.5喷嘴孔半径R3,符合要求.6.4模具开模行程的校核模具的开模行程S核=2塑件的高度+浇注系统的高度+(510)=85mm，注射机的最大开模行程S=320mmS核85mm6.5顶出部分的校核6.6成型零部件的强度与刚度计算如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏,也可能因刚度不足而产生扰曲变形,导致溢料和飞边出现,降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模.结论：忙碌了近两个月时间的毕业设计终于在今天完成了。在此期间我亲身经历了设计的全部过程，从调研、收集整理资料到初步确定方案，到毕业设计的全部完成。这一切让我充分认识到知识的重要性喝严谨性，更加明确的认识到了自身所存在的不足之处。在校期间我接触较多的都只是局限于文化课程，真正实践的机会很少。由于缺乏涉及到设计的相关实际操作经验，这就给设计带来了诸多问题。很多看似简单的东西，一旦真正运用起来都变了非常棘手的难题。由于实际设计经验的匮乏，我解决疑难的方法除了向指导老师请教解惑以外便是通过查阅各种相关的书籍喝资料，但是这种解决方案毕竟是从书本中生搬硬套而来的，缺乏其相应的灵活性喝变通性。我所设计的模具方案可能和老师期望中要达到的效果存在一定尚待完善之处。这让我深刻的认识到只有理论知识是片面的是远远不够的，唯有将理论喝实践相结合才能创造出真正的价值，二者无论少了谁都是不完善的。本次塑料模设计的经历应该说给我上了一堂非常形象生动的课，一次对于自身能力提高的历练。眼看即将迈出学校走向工作岗位。这次设计为我日后在机械行