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模具专业毕业设计-滚轮注塑成型工艺及模具设计(全套含CAD图纸)

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上模座板.dwg
下模座板.dwg
型腔.dwg
型芯.dwg
复位杆.dwg
导套.dwg
导柱.dwg
拉料杆.dwg
推杆.dwg
推板.dwg
浇口套.dwg
滚轮装配图和零件图含12张.dwg
装配图.dwg
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模具 专业 毕业设计 滚轮 注塑 成型 工艺 模具设计 全套 cad 图纸
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内容简介:
材料加工技术杂志 187 188( 2007) 690 693 自适应电动温度调节系统 注射成型的模具 B. a, B. a, A. a, D. Z 具和模具开发中心的斯洛文尼亚 ,3000 斯洛文尼亚卢布尔雅娜 摘要 在模具的开发和生产过程中有一基本问题就是 是否 能够对注塑模具的温度条件进行控制 。精确的研究在模具热力学过 程表明 ,换热 是可以操纵热量 的手段。这样的系统升级传统冷却系统在模具或可以是一个独立的应用程序内部热操作。 在本文中,作者将目前的研究项目的结果,这是在三个阶段,其结果是在 2006 专利实施专利。测试阶段,原型阶段和产业化阶段将出现。该项目的主要结果是总的和快速在周期时间和整体 影响 重点变形的塑料产品质量在线的模具温度调节控制。 提出了应用程序可以提供一个里程碑,模具温度和产品质量控制的注射成型过程中的 领域 。 2006 留所有权利。 关键词 :注射成型;模具冷却热电模块; 数值模拟; 义 的 问题 开发技术的冷却模具通过热电的 (味着推导的工业实践和存在的问题 ,即在设计、工具制造和开发工具。目前的冷却技术有技术的局限性。其局限性的位置及提前预测与有限元分析 (真包但不是完全可以避免的。结果一个多元化国家的最先进的分析显示 ,所有现有的冷却系统不提供可控的传热能力足以符合要求的工艺窗口当前聚合物加工技术。 聚合物加工是当今有限 (在任期缩短生产周期时间内 ,降低成本 )只与热容操作功能。其他生产优化功能已经驱动机械和聚合物加工的局限性 3。 过程中 注塑塑 料加工 塑料的处理是基于传热塑胶材料和模腔之间。在计算传热应该考虑两个主要事实 :首先是所有能源使用基于热力学定律的第一定律节能 1,第二是速度的传热。在传热分析的基本任务是随时间和温度计算其分布在研究系统。最后取决于速度之间的热传导的系统和环境和速度的传热系统内部。基于传热可以作为热传导、对流和辐射 1。 却时间 完成注射模塑过程周期由模 具闭合阶段 ,注入融化成腔 ,包装压力相位补偿收缩效应、冷却阶段 ,开模阶段和部分排出期。在大多数情况下 ,最长时间的上述所有阶段是冷却时间。 冷却时间在注射模塑 过程被 定义为时间需要冷却塑料零件到弹射温度 1。 图 1 模具温度变化在一个周期的 2 一个冷却过程的主要目的是降低额外冷却时间,在理论上是不必要的;在实践中,它延伸从 45 到 67%的整个周期时间的 1,4。 从文学与实验 1,4,它可以看到 ,模具温度影响极大 ,因此脱模时间冷却时间 (成本 )。 注射成型过程是一个循环过 程 ,模具温度变化见图 1,温度变化从平均价值通过整体周期时间。 因为它已经描述 ,已经有几 种不同的技术 ,让用户来冷却模具 5。最传统的方法是用钻井技术 ,即生产模具的洞。通过这些孔 (冷却介质流动 ,消除生成和积累的热量从模具 1,2。它也是非常方便的在不同的材料建造 ,不同的热导率 ,目的是提高控制模具温度条件。这样的方法是所谓的被动方法对模具温度控制。 这个具有挑战性的任务是使一个活跃的系统 ,它可以改变热条件 ,对于所需的方面 ,比如产品质量或周期时间。一个这样的方法是集成热电气模块 (它可以改变热条件期望的性质 ,对于模具。用这样的方法 ,一个可以控制传热与时 间和空间变量 ,什么手段 ,温度可以调节整个注塑周期 ,独立于位置的模具。热控制是通过控制单元 ,输入变量是收到的人工输入或输入从注塑仿真。与输出值 ,控制单元模块行为监控 电模块 (为需要的热操作 ,量与电之间的交互变量对于换热是基于珀尔帖效应。珀尔帖效应的现象是众所周知的 ,但它是直到现在从未用于注塑应用程序。 见图 2)是一个设备由妥善安排双 型半导体 ,放置两个陶瓷板之间形成热与冷热电冷却器网站。权力的传热可以容易控制通过的大小和极性的电流提供。 图 2 图 请模具冷却 应用程序的主要想法是插入 到墙壁的 块模腔作为主要传热单元。 这些基本的装配中可以看到 图 3。二次传热是通过常规流体冷却系统实现 ,允许热流入与流出从模腔热力学系统。 图 3 却组件结构 设备呈现在图。 3包括热电模块 (一个 ),使主要传热从或温度可控表面模具腔(B)。 二次传热是通过冷却通道启用 (C),提供恒温条件在模具。热电模块 (一 )操作作为热泵和这样操纵与热派生或者从模具由流体冷却系统 (C)。系统二次加热与冷却通道操作作为热交换器。减少热容的可控区域保温 (D)是安装在模腔 (F)和模具结构板 (E)。 图 4 温度的检测与调节结构 整个应用程序包括 一个温度传感器和电子装置控制系统的完整。该系统被描述在图 4和包括一个输入单元 (输入界面 )和一个供应单位 (单位为电子和电力电 子供应 。 输入和供应单位与温度传感器回路信息附在一个控制单元 ,作为执行单元试图强加预定义的温带 /时间 /位置关系。使用珀尔帖效应 ,单位可以用于加热或冷却的目的。 二级除热是通过流体冷却媒体实现视为换热器 ,如图 4。这单位是根据目前的冷却技术和作为一个水槽或源的热。这允许完全控制过程从温度、时间和位置通过整个周期。此外 ,它允许不同的温度 /时间 /位置概要文件在周期也为起点和终点的过程。描述技术可用于各种工业和研究目的 ,精确的温度 /时间 /位置控制是必需的。 本文所提出的系统在无花果。 3和 4的比较分析 ,从理论以及实践的观点。分析了理论方面通过有限元模拟 ,而实用的开发和实现的原型到实际应用测试。 当前的发展对注塑模具设计包括几个阶段 3。其中还设计和优化一个冷却系统。这是现在由模拟使用定制的有限元软件包 (模塑仿真分析 4),可以预测冷却系统功能 ,特别是其影响塑料。 与这种模拟 ,模具设计师收集信息在产品流变学和变形由于收缩作为魔法作为生产时间周期信息。 这个热信息通常是准确的 ,但仍然可以不可靠的情况下的流变材料信息不足。高质量的输入为热调节 要得到一个图片关于温度分布在周期 时间和整个模具表面和整个模具厚度。因此 ,不同的过程模拟是必要的。 图 5 在有限元环境原型截面 有限 元分析 实现有限元分析为开发项目做是由于作者长期经历这样的包 4和可能性来执行不同的测试在虚拟环境。整个冷却系统设计了原型在有限元环境 (见图 5)通过温度分布在每个部分的原型和联系人之间的冷却系统进行了探讨。为模拟物理特性在一个样机 ,仿真模型构建了利用 果是一个有限元模型与真实的原型 (见图 7),通过它可以比较和评估结果。 探讨了有限元模型在术语 的 传热物理考虑两个热源 :水换热器与流体物理和热电模块与传热物理 (只有传导和对流辐射进行分析 ,忽略了由于低相对温度 ,因此低影响温度 )。 有限元分析的边界条件设定 目标达到相同的工作条件 ,在实际测试。周围的空气和水换热器被设定在稳定的温度 20C。 图 6 根据有限元分析的温度分布 有限元分析的结果中可以看到图 6,即通过模拟温度分布区域图 5所示。图 6表示稳态分析 ,非常准确的原型测试相比。为了模拟时域响应进行了瞬态仿真也 ,显示非常积极的结果对于未来的工作。才能够实现一个温差 200的时间(5 s),可能会导致一些问题在 些问题就都解决了几个解决方案 ,比如足够的安装 ,选择合适的材料和应用智能化电子透射监管。 因为它已经描述 ,原型制作和测试 (见图 7)。结果显示 ,设置的假设被证实。用 可以控制温度分布的不同部分的模具在整个周期的时间。与实验室测试 ,这是证明了的 ,可以是实际的热操纵监管与 试是在实验室 ,模拟真实的工业环境 ,注塑成型机克劳斯 0 C、温度传感器、红外摄像机和原型 应温度在 1.8 5 80C,代表一个广阔的区域内的热量控制在注塑周期。 图 7 在实际环境中的原型 利用热电模块与它直接连接输入和输出之间的关系是一个里程碑冷却应用程序。它的引入对注塑模具与它的问题和问题处理的冷却结构精密 ,高质量的塑料部分代表了很高的期望。 作者是假设使用珀尔帖效应可用于温度控制在模具注塑。的方法有基于仿真的工作和真正的生产实验室设备证明 ,假设被证实。仿真结果显示 ,一个广泛的领域可能的应用 块在注塑过程。 与功能的温度曲线提到跨周期时间 ,注射模塑 过程可以完全控制。工业的问题 ,如均匀冷却问题类表面及其后果的塑料件外观可以解决。填充墙的问题可以解决薄长与过热的一些表面在注射时间。此外 ,这样的应用程序控制流变特性的塑料材料可以获得。用适当的热调节 可能甚至控制熔体流动的模具 ,在充填阶段的模腔。这是做了适当的温度分布的模具 (更高的温度对薄壁零件的产品 )。 应用 可以显著减少周期时间在注塑过程。时间的限制可能减少在于框架的 10 - 25%的额外的冷却时间 ,在 应用 产品的翘曲和调节量的产品翘曲的方式来达到所需 的产品公差。 提出了 块冷却应用 注射模塑过程是一个优先的选择注意的专利 ,属于行。 参考文献 1 I. , u za i 2 I. , F. i ma s za i 3 B. K. Z. as an to 002: 2002. 4 996 2006. 5 et 004, 16 20 2004. 87188 (2007) 690693 of B. a, , B. a, , A. a , D. aj bz a 5, 3000 b ne of in of is of in of in be by or be a In of in 6862006 be of of on of on a in of 2006 . of of of of at of be in of a of do t of is in of to 3. in is on of is is of of 1, is of at is on of of be as 1. of of In of is in is as to to 1. +386 3 490920; +386 3 4264612. B. 0924 2006 . et 188 (2007) 690693 691 1. 2. 2. of a is to is in it 5 up 7% of 1,4. 1,4, it be on is a as 1 2. s it to 5. is in 1,2. It is to in to in so is to an to or of is in be of in is by or EM of EM is on is it in 2) is a of of a be of he of is EM of as a be 3. is in 3 of A) or to of B). is C) A) as as to or C). as To of D) is F) E). 3. EM 692 B. et 188 (2007) 690693 4. EM a an is 4 of an a to a as an to be or is as 4. is on as a or a of a of in of it be is 3 as as of by EM by of 3. of of of 3. is of a is by EM 4) on on to as as is be in of it is to a 5. of a EM EM to 4 to in EM 5) in of a a a to 7) it to in of a a to on EM to as in at 0 C. 6. EM B. et 188 (2007) 690693 693 7. in of EM be 6, 5. 6 in to In to It to a 00 C in a of 5 s), in EM by as EM s it 7). EM it is to on of it be EM in M 60 C, EM .8 s 5 up 0 C, a 4. se of a in of of be in on of a of EM in of a be as of of be be at of be EM it to ow in of is of on of EM it is to in of in 025% of EM it is to of to of in to EM is a of c1 I. , u za s i c2 I. , F. i s za i 3 B. K. Z. as an to 002: 2002. 4 9962006. 5 et 004, 1620 2004. 本科毕业设计(论文) ( 2014 届) 本科毕业设计(论文) 题 目 名 称: 滚轮 注塑成型工艺及模具设计 学 院(部): 专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学号 指导教师姓名: 职称 职称 最终评定成绩: 本科毕业设计(论文) I 摘 要 本设计是 滚轮 塑料零件的注塑模具设计,在结合了传统的机械设计后把 统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及 模具上的应用,其中包括 要的机械部分设计,其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用,设计准则。塑料注塑模的设计计算,包括模具结构设计,注塑机的选用,浇注系统的设计,动、定模,浇注系统,脱模机构,顶出机构,冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。 关键词: 塑模;工艺 大学本科毕业设计(论文) t is to to on AM in is to to AD in AM of in of of s so in of 学本科毕业设计(论文) 录 摘 要 . 录 . 1 章 绪 论 . 错误 !未定义书签。 具的作用与地位 . 错误 !未定义书签。 本次设计研究目的及意义 . 错误 !未定义书签。 展概况 . 错误 !未定义书签。 注塑模 容 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 塑件的工艺分析 . 错误 !未定义书签。 件的工艺性分 析 . 错误 !未定义书签。 件的原材料分析 . 错误 !未定义书签。 聚甲醛 的注塑工艺参数 . 错误 !未定义书签。 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 . 错误 !未定义书签。 构分析 . 错误 !未定义书签。 寸精度分析 . 错误 !未定义书签。 面质量分析 . 错误 !未定义书签。 算塑件的体积和质量 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 注射机的选择及校核 . 错误 !未定义书签。 注射机的选择 . 错误 !未定义书签。 型腔数目的确定及校核 . 错误 !未定义书签。 锁模力的校核 . 错误 !未定义书签。 开模行程的校核 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 分型面的选择 . 错误 !未定义书签。 主流道的设计 . 错误 !未定义书签。 浇口设计 . 错误 !未定义书签。 剪切速率的校核 . 错误 !未定义书签。 主流道剪切速率校核 . 错误 !未定义书签。 大学本科毕业设计(论文) 浇口剪切速率的校核 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 成型零部件设计 . 错误 !未定义书签。 型腔和型芯工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 型腔侧壁厚度计算 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 合模导向机构设计 . 错误 !未定义书签。 第 7 章 温度调节系统设计 . 错误 !未定义书签。 对温度调节系统的要求 . 错误 !未定义书签。 冷却系统设计 . 错误 !未定义书签。 设计原则 . 错误 !未定义书签。 冷却时间的确定 . 错误 !未定义书签。 塑料熔体释放的热量 . 错误 !未定义书签。 高温喷嘴向模具的接触传热 . 错误 !未定义书签。 注射模通过自然冷却传导走的热量 . 错误 !未定义书签。 冷却系统的计算 . 错误 !未定义书签。 凹模冷却系统的计算 . 错误 !未定义书签。 第 8 章 模具工作原理说明 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 本科毕业设计(论文) 5 购买后包含有 咨询 I ( 2014 届) 本科毕业设计(论文) 题 目 名 称: 滚轮 注塑成型工艺及模具设计 学 院(部): 专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学号 指导教师姓名: 职称 职称 最终评定成绩: 学教务处 购买后包含有 咨询 要 本设计是 滚轮 塑料零件的注塑模具设计,在结合了传统的机械设计后把 统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及 模具上的应用,其中包括 要的机械部分设计,其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用,设计准则。塑料注塑模的设计计算,包括模具结构设计,注塑机的选用,浇注系统的设计,动、定模,浇注系统,脱模机构,顶出机构,冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。 关键词: 注塑模;工艺 大学本科毕业设计(论文) t is to to on AM in is to to AD in AM of in of of s so in of 学本科毕业设计(论文) 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪 论 . 1 . 1 本次设计研究目的及意义 . 1 . 1 注塑模 . 2 第 2 章 塑件的工艺分析 . 4 . 4 件的原材料分析 . 4 聚甲醛 的注塑工艺参数 . 4 . 6 构分析 . 6 寸精度分析 . 6 面质量分析 . 6 . 6 第 3 章 注射机的选择及校核 . 7 注射机的选择 . 7 型腔数目的确定及校核 . 8 锁模力的校核 . 9 开模行程的校核 . 9 第 4 章 浇注系统的设计 . 10 分型面的选择 . 10 主流道的设计 .浇口设计 . 剪切速率的校核 . 12 主流道剪切速率校核 . 12 大学本科毕业设计(论文) V 浇口剪切速率的校核 . 12 第 5 章 成型零部件设计 . 14 型腔和型芯工作尺寸计算 . 14 型腔侧壁厚度计算 . 15 第 6 章 合模导向机构设计 . 16 第 7 章 温度调节系统设计 . 17 对温度调节系统的要求 . 17 冷却系统设计 . 17 设计原则 . 17 冷却时间的确定 . 17 塑料熔体释放的热量 . 18 高温喷嘴向模具的接触传热 . 18 注射模通过自然冷却传导走的热量 . 19 冷却系统的计算 . 20 凹模冷却系统的计算 . 20 第 8 章 模具工作原理说明 . 22 总 结 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 主要符号表 要符号表 要符号表 学本科毕业设计(论文) 1 第 1 章 绪 论 模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所 用的各种模型和工具,是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备, 被称为“工业之母”。 其生产过程集精密制造、计算机技术 和 智能控制为一体,既是高新技术载体,又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材,以及有较高的精度和复杂程度,因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视,被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗 器械 、 五金工具、 生物、能源 、日用品 等制造领域, 据资料统计,利用模具制造的零件数量,在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器 、仪器仪表等机电产品中占 80%以上;在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占 85%以上;在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占 90%以上;在枪支等兵器军工产品中占 95%以上。 为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务 做了 重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展,模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在,模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志, 在国民经济中占有重要的地位,模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水 平的重要标志之一。 本次设计研究目的及意义 (1) (2)决实际问题的能力; (3)算与绘图的能力,包括使用计算机的能力; (4) 了解模具的加工工艺过程 ; (5) (6)文)的能力; (7)真、细致地从事技术工作的优良作风。 展概况 计算机辅助设计 ( 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。 应用,使得设计人员在设计过程中,能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力,完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务,并通过设计人员进行创造性的设计以实现最优方案。 大学本科毕业设计(论文) 2 生于 20 世纪 60 年代,是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划,由于当时硬件设施的昂贵,只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。 70 年代,小型计算机费用下降, 美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。 80 年代,由于 的应用, 以迅速发展,出现了专门从事 统开发的公司。 早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜,应用范围也逐渐变广。通用的 一种通用的绘图软件,对机械行业针对性差,不过幸运的是, 个开放性软件,可以对它进行二次开发,如采用 言等。由于二次开发的深入,加强了参数化设计、智能化设计等,这样充分发挥了计算机的强大的搜索功能和运算功能。 术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌,提高模具的设计质量与设计效率,缩短模具的设计制造周期,具有重要作用。世界上第一套塑料模具 件是澳大利亚 司于 1976 年推出并以公司名字命名的前 经发展得比较完善,能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导,通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算,并逐步优化模拟过程,使设计工程师在产品设 计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国司统计,该公司使用 省了 35%的准备时间,制造周期平均缩短了 30%,材料节省了 10%,模具成本降低了10% 30%。模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步,普及 术的条件已基本成熟,各企业将加大 术培训和技术服务的力度;进一步扩大 算机和网络的发展正使 跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。塑料模具 注塑模 在模具设计中,模架及某些零件,如导柱、导套、推杆、支撑块、浇口套、定位圈等分别已形成厂标、行标或国标。对于这些标准的或本单位采用的模架及零件可在通用的二维工程图 件库,以被设计时调用。对于浇注系统、温控系统、模架结构强度计算等内容,已有一些较成熟的计算方法或经验计算方法,可设置这些计算公式的模块,以便设计人员进行快速计算 。注塑模 大学本科毕业设计(论文) 3 大学本科毕业设计(论文) 4 第 2 章 塑件的工艺分析 该塑件是 滚轮 产品,其零件图如图所示。本塑件的材料采用 尼龙(聚甲醛) ,生产类型为大批量生产。 图 1 滚轮 图 件的原材料分析 聚甲醛 (英文: 塑性结晶聚合物。被誉为 “ 超钢 ” 或者 “ 赛钢 ” ,又称聚氧亚甲基。结构为,英文缩写为 常甲醛聚合所得之聚合物, 聚合 度 不高,且易受 热解聚 。 聚甲醛是一种没有侧链,高密度,高结晶性的 线性聚合物 ,具有优异的综合性能。 聚甲醛是一种表面光滑,有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,可在 温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数 工程塑料 优越,又有良好的耐油,耐过氧化物性能。很不耐酸,不耐 强碱 和不耐太阳光紫外线的辐射。 聚甲醛的 拉伸强度 达 70吸水性 小,尺寸稳定,有光泽,这些性能都比尼龙好,聚甲醛为高度结晶的树脂,在 热塑性树脂 中是最坚韧的。具抗热强度, 弯曲强度 ,耐疲劳性强度均高,耐磨性和电性能优良 聚甲醛 的注塑工艺参数 大学本科毕业设计(论文) 5 密度 g /3 吸水率 % 续使用温度 50服抗拉强度 3 屈服拉应变 % 10 极限抗拉强度 极限拉应变 % 31 抗冲击韧度 缺口冲击韧度 6 洛氏硬度 35 邵氏硬度 5 抗弯强度 弹性模量 600 软化温度 150 热变形温度 155 热线膨胀系数 导率 W/(mK) 031 摩擦系数 2综合表现为: 耐疲劳强度高。 耐磨性好,磨擦性能非常优异。 吸水率低。 表面硬度 大,刚性好。 尺寸稳定性好,产品的尺寸精度高。 良好的滑动。 耐强碱和氧化剂,对烯酸及弱酸有一定的稳定性。 耐溶剂性良好,可耐烃类、醇类、醛 类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等,并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小,尺寸稳定性好。 大学本科毕业设计(论文) 6 构分析 从零件图上分析,该零件总体形状为圆形。对称分布 ,因此 ,模具设计 ,该零件属于中等复杂程度 . 寸精度分析 从塑件的壁厚上来看 ,壁厚均匀 ,,在制件的转角处设计圆角,防止在此处出现缺陷,由于制件的尺尺寸中等。 面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷毛刺,内部不得有杂质外,没有什么特别的表面质量要求,故比较容易实现。 综上分析可以 看出 ,注塑时在工艺控制得较好的情况下 ,零件的成型要求可以得到保证 . 计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积: V=单个) 计算塑件的质量:根据设计手册可查得 = 塑件质量: M= 19g(通过 3 采用一模 一 件的模具结构,考虑其外形尺寸,注塑时所需压力和工厂 现有设备等情况,初步选用注塑机 125型。 大学本科毕业设计(论文) 7 第 3 章 注射机的选择及校核 注射机的选择 设计模具时,应详细地了解注射机的技术规范,才能设计出合乎要求的模具,应了解的技术规范有:注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。 公称注塑量;指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时 ,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量 ,反映了注塑机的加工能力。 注射压力;为了 克服熔料流经喷嘴 ,浇道和型腔时的流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力。 注射速率;为了使熔料及时充满型腔 ,除了必须有足够的注射压力外 ,熔料还必须有一定的流动速率 ,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。 表 1注射速率 注射量/125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/ 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间/S 1 塑化能力;单位时间内所能塑化的物料量 若塑化能力高而机器的空循环时间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期 . 锁模力;注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开 . 合模装置的基本尺寸;包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动模板的行程 ,模具最大厚度与最小厚度等 开合模速度;为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使塑料制 件损坏 ,要求大学本科毕业设计(论文) 8 模板在整个行程中的速度要合理 ,即合模时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停 . 空循环时间;在没有塑化 ,注射保压 ,冷却 ,取出制件等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间 . 选择螺杆式注塑机的型号为: 主要技术参数如下: 表 2注射机参数 注塑机型号 定注射量 500杆(柱塞)直径 85射压力 121射行程 260射方式 螺杆式 锁模力 4500大成型面积 1800大开合模行程 700具最大厚 度 700具最小厚度 300嘴圆弧半径 嘴孔直径 出形式 两侧设有顶杆,机械顶出 动、定模固定板尺寸 900杆空间 650合模方式 中心 液压、 两侧 机械 顶杆 液压泵 流量 200、 18L/力 614动机功率 40热功率 14器外形尺寸 7670型腔数目的确定及校核 根据市场经济及生产效率的要求,本模具采用一模 2腔型腔结构,即型腔数目 2n 。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关,因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量 n ; 大学本科毕业设计(论文) 9 p 1式中 K 注射机最大注射量的利用系数,一般取 注射机最大注塑量, g; 1m 浇注系统所需塑料质量, g ; m 单个塑件的质量, g 。 式中1m 、 m 也可以为注射机最在注射体积( 浇注系统凝料体积( 单个塑件的体积( 故取 1n 满足我们设计要求。 锁模力的校核 注射成型时,塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素,其数值越大,需要的锁模力也就越大。注射成型时,模具所需的锁模力与塑件在水平分 型面上的投影面积有关,为了可靠地锁模,不使成型过程中出现溢料现象,应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离,即: )( 1 (式中符号同前) 式中 A 为单个塑件在分型面上的投影面积, 1A 为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积, 注塑机的额定销模力 ,N。 开模行程的校核 注射机开模行程是有限的,开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此,塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料,对于双分型面注射模具,需要满足下式: 10521 4 式中 S 模具开模行程; 1H 推出距离(脱模距离 ) 2H 塑件高度; ( a 定模板与中间板之间的分开距离。 则 10521 29100于注射机最大开合模行程,故满足要求。大学本科毕业设计(论文 ) 10 第 4 章 浇注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道,具有传质、传压和传热的功能,它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统,包括主流到,分流道、冷料穴,浇口。 浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节,它对注塑成型周期和塑件质量(如外观、物理性能、尺寸精度等)都有直接影响,故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称,防止模具承受偏载而产生溢料现象,而浇口的位置也要适当,尽量避免冲击嵌件和细小的型芯,防止型芯变形,浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来,需要注意以下 问题: 证制品外观质量; 分型面的选择 分型面是模具结构中的基准面,选择模具分型面时通常考虑如下有关问题: 1根据塑件的某些技术要求,确定成型零件在动模和定模上的配置; 2塑件的生产批量; 3结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置; 4型腔的溢流和排气条件; 5模具加工的工艺性。 选择塑料件 最大投影处 , 大学本科毕业设计(论文 ) 11 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上 主流道垂直于分型面,为使凝料能顺利拔出,设计成圆锥形, 主流道通常设计在主流道衬套 ( 浇口套)中,为了方便注射,主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 1 2止主流道口部积存凝料而影响脱模,1其中, 浇口套 主流道大端 直径 D 应尽量选得小些。如果 达一定程度浇口套 容 易从模体中弹出。 浇口设计 浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道,浇口是连接分流道与型腔的通道,它是浇注系统最关 键的部分,它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个:一是作为塑料熔体的通道,二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。 在模具设计时,浇口位置及尺寸要求比较严格,它一般根据下述几项原则来参考: 尽量缩短流动距离; 浇口应开设在塑件壁最厚处; 大学本科毕业设计(论文 ) 12 必须尽量减少或避免熔接痕; 应有利于型腔中 气体的排除; 考虑分子定向的影响; 避免产生喷射和蠕动; 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口; 浇口位置的选择应注意塑件外观质量。 剪切速率的校核 生产实践表明,当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=102 5 103、浇口的剪切速率 R=104 105 时,所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料,将以上推荐的剪切速率值作为计算依据,可用以下经验公式表示: R= 中 体积流量( S); 浇注系统断面当量半径( 主流道剪切速率校核 Q主 v =T = S) T=S); 流道的平均当量截面半径: 4 21 = 主流道小端直径 , 流道大端直径, 103 5 102 103 5 103 (满足条件 ) 浇口剪切速率的校核 152/(103 大学本科毕业设计(论文 ) 13 其中:浇口面积 S= /4 (当量面积 S= R 2当当n=7 单从计算上看,交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊,为一模 1腔,无分流道,压力损失少,进料速度快,成型比较容易,传递压力好,所以浇口的剪切速率是合适的。 从以上的计算结果看,流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内,证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。 大学本科毕业设计(论文) 14 第 5 章 成型零部件设计 本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得 缩率为 Q=1 故平均收缩率为 %/2=2%,考虑到工厂模具制造的现有条件,模具制造公差取 z= /3。 型腔和型芯工作尺寸计算 型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率 S,塑件的基本尺寸 公差为负偏差,因此塑件平均尺寸为 模具型腔的基本尺寸 差为正偏差,型腔的平均尺寸为 z/2。型腔的平均磨损量为 c/2,如以 Z 表示型腔尺寸 , =2%. z/2+ c/2=()+()S 取 1/3) =m + z/2+ c/2=()+()S 1)径向计算公式: = ( + S - 3 /4 ) 0Z ( 7) 式中: 件的尺寸公差,单位:; 型零件的径向尺寸,单位:; Z 型零件的制造公差, Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ; 件的成型收缩率,取平均值; 件的径向基本尺寸,单位: ; 型腔尺寸: 2)型腔深度计算公式: = ( + S - 2 /3 ) 0Z ( 8) 式中: 件的尺寸公差,单位:; Z 型零件的制造公差, Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ; 件的成型收缩率,(取平均值); 型零件的深度方 向的尺寸,单位:; 件的深度方向基本尺寸,单位:; 凹模深度尺寸计算: H 1 k) (2/3) 大学本科毕业设计(论文) 15 2、型芯尺寸的计算公式: 型芯长度的计算公式: = ( + S + 3 /4 ) 0Z( 9) 式中: 件的尺寸公差,单位:; Z 型零件的制造公差, Z =( 1/3 1/6 ) ( ) ; 件的成型收缩率,取平均值 ; 型零件的径向尺寸,单位:; 件的径向基本尺寸,单位:; 型腔侧壁厚度计算 (1)凹模型 腔侧 壁厚度 计 算 凹模型腔 为 组合式型腔,按强度条件 计 算公式 S r( / 计 算。 式中各 参数 分 别为 : p=50定值 ); = =160r=28 r( / 28(160/16050)1/2 般在加工时为了加工方便,我们通常会取整数,所以凹模型 腔侧 壁厚度为 17。 (2)凹模底板厚度 计 算 按强度条件计算,型腔地板厚为: p=50 r=28 =160h 1/2 50 282/1601/2 般在加工时为了加工方便,我们通常会取整数,所以凹模型 腔侧 壁厚度为 18 大学本科毕业设计(论文) 16 第 6 章 合模导向机构设计 导向机构是保证动模和定模上下模合模时,正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位,本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外,还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力,或者由于成型设备精度低的影响,使导柱承受了一定的侧向压力,从保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱,导柱导面部分长度比凸模端面高出 8 12 ,以避免出现导柱未导正 方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用 55,导柱固定部分表面粗糙度 m,导向部分 m,本设计采用?根导柱,固定端与模板间采用 H7/导套常采用 型导套,采用 H7/体结构如下图所示: 导柱:国家标准规定了两种结构形式,分为带头导柱和有肩导柱,大型而长的导柱应开设油槽,内存润滑剂,以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量,特别对于大型、精密的模具,导柱的直径需要进行强度校核。 导套:导套分为直导套和带头导套,直导套装入模板 后,应有防止被拔出的结构,带头导柱轴向固定容易。 设计导柱和导套需要注意的事项有: ( 1)合理布置导柱的位置,导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度;导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的 1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置,或不等直径对称布置。 ( 2)导柱工作部分长度应比型芯端面高出 68 确保其导向与引导作用。 ( 3)导柱工作部分的配合精度采用 H7/精度时可采取更低
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