0055-小米手机后盖注塑模具的设计【14张CAD+说明书】
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14
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说明书
仿单
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摘要
模具工业是国民经济的基础工业,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。
本设计介绍了的手机后盖注射成型的基本过程,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了塑件成型工艺设计,注射机的选择,浇注系统的的设计,成型零件的结构设计,脱模推出机构的设计,冷却系统的设计的过程。并对标准模架的选择也作了相应的介绍。通过本次设计,使我掌握了注塑模具设计的全过程,同时也提高了运用CAD绘制复杂装配图的能力。
关键词:塑料;注塑模具;模具结构














- 内容简介:
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毕业设计开题报告课题名称小米2手机后盖注塑模具设计1根据教育部对毕业设计(论文)的评估标准,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告,由指导教师签署意见、教研室审查,系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,应不少于2000字,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第4周完成,各系完成毕业设计开题检查后,应写一份开题情况总结报告。毕业设计论文开题报告学生姓名指导教师姓名课题来源课题名称小米2手机后盖注塑模具的设计毕业设计的内容和意义1主要内容(1)编写模具技术要求、模具材料的确定;(2)使用UG软件进行模具型芯和型腔的分模,完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。掌握塑件成型工艺性分析,注塑机的选择,注塑模具分型面的选取,模腔数目及排列、浇注系统、模架与成型零件、抽芯机构、推出机构和复位机构、温度调节系统的设计。(3)掌握塑料的使用性能和用途。完成与模具相关资料的外文翻译。(4)掌握模具钢的使用情况,了解企业的模具设计流程和制造情况。掌握新软件使用和模具加工的新工艺。(5)利用模具分析进行熔体模拟流动分析,优化模具设计结构。2毕业设计的意义毕业设计是在教师的指导下,运用已学的知识、独立进行科学研究活动,学会分析和解决学术问题的方法,锻炼解决某一学术问题的能力。是对我们的知识能力进行一次全面的考核,同时也是对我们进行科学研究基本功的训练,培养综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力,为以后工作打下良好的基础。进行毕业设计是对我们进行最后一次知识的全面检验,是对我们基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试,这是进行毕业设计的第一个目的。我们在学习期间,已经按照学校的规定,学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等,每门课程也都经过了考试或考查。学习期间的这种考核是单科进行,主要是考查我们对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。但毕业设计则不同,它不是单一地对我们进行某一学科已学知识的考核,而是着重考查我们运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力,是培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能,研究和解决问题的能力。是让我们对四年所学知识和技能进行系统化、综合化运用、总结和深化的过程。通过这个过程,锻炼了我们的思维能力、动手能力,并加深了我们掌握知识的深度理解。模具做为工业之母,其重要性无需多言,包括我国在内的众多国家都将其单列出来作为一个大的行业,而随着塑料制品的大规模应用,塑料注射模具更在这一行业中占了很大的比例。但很可惜的是,由于历史的原因,我国在这一行业,与西方发达国毕业设计的内容和意义文献综述家之间有一定的差距,但这种差距并非不可弥补的,我们做为21世纪的国家青年,从大一开始,我就决定为此而努力,所以现在,我理所当然的选择了注射模具毕业设计这一课题。我这次选择的毕业设计课题是充电器盒盖注射模设计,充电器是手机附件,属于电器产品,要求有良好的外观质量。因此,分型面,浇口的位置要选择适当,需要借助UG软件进行分模设计,并完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。这些实践将对我今后的工作益处甚多。在大学期间,我学习了本专业规定的所有课程,为模具设计与制造打下良好的理论基础,阅读了教师指定的参考资料、文献,并阅读了较多的自选资料和较多的外文资料,积极开展调研论证工作。此外,还充分利用课余时间,系统学习过MOLDFLOW,MASTERCAM,UG等软件。在将来的中,有了上面知识还是不够的。没有经过实践的检验,一切都是纸上谈兵。只有通过毕业设计,才能更深切的理解,更灵活的运用这些专业知识。至于那些软件,也只有通过毕业设计过程中的反复运用,才能熟练运用。通过本次设计,应使我在下述基本能力上得到培养和锻炼1塑料制品的设计及成型工艺的选择;2一般塑料制品成型模具的设计能力;3塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力;4了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。在本次充电器盒盖注射模具毕业设计中,可以发现自己在设计中的不合理之处,找出各种解决方案让设计趋于合理,同时掌握了最先进的设计、加工及技术分析,提高了自己的学习兴趣和创新能力,使毕业设计真正成为实际工作前的一次全过程模拟。由于模具成型方式具有生产效率高,产品质量稳定,可节约材料及生产成本低等特点,发展模具工业已成为当代促进塑料制品及机电产品优质廉价生产的重要手段。随着国民经济的高速发展和模具使用的日益广泛,模具工业己成为现代工业的基础,被称为“工业之母”。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。工业发达国家对模具工业极为重视,早在50年代就已使模具摆脱了依附和从属的地位,使之成为一个独立的工业部门。从工业产值对比来看,经济发达国家的模具总产值早己超过了机床的总产值。如日本,1987年模具总产值为124亿美元,而机床总产值为102亿美元1991年前者为131亿美元,后者为120亿美元。我国模具设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多。其主要原因是一方面我国塑料模具设计与制造大多数仍依赖于设计人员的经验和工艺人员的技巧,先进的模具CAD/CAE/CAM软件的应用不够广泛,技术不成熟而在欧美,模具CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍采用的技术,该技术已较成熟另一方面,我国塑料模具的标准化程度和应用水平与国外工业发达国家相比存在着较大差距,塑料模具零件的标准化、专业化程度和商品化水平亦较低。塑料制品的使用越来越泛,在很多方面,它己成为金属制品的替代物。塑料模具文献综述作为成型方式中的一种,是家用电器、汽车和航空航天等领域中塑料制品的重要生产工具。并且随着塑料工业的迅猛发展,人们对塑料制品的质量要求越来越高,外形在满足性能要求的同时也变得越来越复杂,而且产品品种多、更新快、价格低,市场竞争剧烈。据统计,日本一万多家模具企业中,生产塑料模具的就占40韩国模具专业厂中生产塑料模的占43。塑料模具是塑料产品开发中至关重要的一个环节,也是批量产品得以投放市场的先决条件。在塑料模具中,由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品,适用于高效率、大批量的自动化生产方式,使其在塑料模中的占用量超过了50以上,是塑料制品成型的主要方法。因此,为了适应市场竞争对塑料模具的交货期短、质量好、价格低的要求,模具制造行业就必须以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出塑料模具来。在今天这样激烈竞争的环境中,客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期,成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比,模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见,缩短这些常用零部件的设计时间,能极大地提高模具设计的效率和缩短模具的交货期。因此,对引进CAD/CAE/CAM系统,进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库,充分地发挥计算机和CAD软件的功能,才能达到缩短模具设计周期,提高模具设计水平的目的,使科学技术转化为实实在在的生产力。模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程。塑料模CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,塑料模CAD/CAE/CAM技术的重要性正逐渐被模具界所认识,其中注塑模具应用软件的发展引人注目。据统计,在国外,注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD技术的75,在我国,注射模CAD技术也在不断地应用和推广中。国外注射模CAD技术发展很快,从70年代起,注射模CAD/CAE/CAM技术就成为热门的研究课题,注塑流动模拟和冷却分析软件中比较突出的有美国ACTECH公司的CMOLD软件、澳大利亚MOLDFLOW公司的MOLDFLOW软件三维模具CAD/CAE/CAM集成软件中比较突出的有美国PTC公司的PRO/E软件、美国UGS公司的UG软件、法国达索公司的CATA软件等等。我国在开发注射模CAD技术上起步较晚,但经过不断的努力,一些大学和研究所已有长足的进步,并取得了一批科研成果。通过引入国外先进的CAD/CAE/CAM软件,并在此基础上对其进行消化吸收与进一步的二次开发,实践证明是提高我国制造业水平的有效途径之一。利用CAD/CAE/CAM技术来改造注塑模传统的设计制造方法,可以明显提高模具设计效率文献综述参考文献率和质量,缩短模具制造周期,能尽快缩小国内模具水平与国外的差距。据统计一,采用模具CAD/CAE/CAM技术进行模具设计、制造,设计时间缩短了50,制造时间缩短了30,模具成本下降了10。由于模具设计质量提高,可靠性增强,零件加工精度得到保证,模具装配与返修时间能大幅度地缩短参考文献1塑料成型工艺与模具设计屈华昌主编,高等教育出版社,2001年8月第一版2模具设计指导史铁梁主编,机械工业出版社,2006年1月第一版3塑料注塑模结构与设计杨占尧主编,清华大学出版社,2004年9月第一版4中国模具设计大典电子版,李志钢主编,中国机械工程协会,2006年1月第一版5塑料模设计手册第二版,机械工业出版社,1994年5月第一版6机械制图李澄、吴天生、闻百桥主编,高等教育出版社,2003年8月第2版7模具工业2001NO12,奉双(文章作者),模具工业刊物出版社,2001年第12期8实用注塑模具设计陆宁主编,中国轻工业出版社,1997年5月第一版9中国模具工业协会标准件委员会编中国模具标准件手册上海上海科学普及出版社,1989塑料模具技术手册编委会编著塑料模具技术手册北京机械工业出版社200110机械设计手册第四卷,机械工业出版社11KFPUN,IKHUI,WGLEWIS,HCWLAU,AMULTIPLECRITERIAENVIRONMENTALIMPACTASSESSMENTFORTHEPLASTICINJECTIONMOLDINGPROCESSAMETHODOLOGY,JCLEANERPROD1120024112ATBOZDANA,OEYERCIOGLU,DEVELOPMENTOFANEXPERTSYSTEMFORTHEDETERMINATIONOFINJECTIONMOULDINGPARAMETERSOFTHERMOPLASTICMATERIALSEXPIMM,JMATERPROCESSTECHNOL1282002113研究内容1设计、研究思路本毕业设计分以下步骤进行(A)认真跟老师沟通,了解所要设计的产品;指导B复习以前学过的知识,理顺设计的大概思路;C查阅大量资料,细致化自己的思路;D查阅网上最新资料,开动脑筋,看能不能走出自己的路;E跟老师沟通,看有无出错;(F)熟悉各类软件,如AUTOCAD、UG、MOLDFLOW等G完成毕业设计的一系列任务;2课题研究的主要内容小米手机后盖小,结构较为简单,但要求有光滑的外表,在设计过程中应该从产品的结构特点和模具的制造加工工艺出发,尽量简化模具的结构。具体情况是(1)塑件材料为ABS,外表面要求光滑。(2)大批量生产。(3)主要壁厚为1MM。(4)外形尺寸126628。(5)自由尺寸,可按塑料模塑件尺寸公差MT5级查取。要求塑件表面美观、光洁、无明显熔接痕、银和流痕,同时不产生明显的翘曲变形。该塑件材料为ABS,平均收缩率为05。为了提高生产效率,充分利用注射机,故采用一模四腔成型。为避免分模的接合痕迹留在塑件的表面而影响外观,模具的分型面设置在零件的下表面。由于方孔与分模方向相垂直的,成型时需要采用侧向抽芯机构来实现。3解决的关键问题设计过程中需要解决的主要问题有1)选择分型面。2)确定模具结构。3)确定型腔的数目。4)型腔的布置。5)侧孔的成型,确定抽芯机构的类型。6)确定浇注系统类型。7)选择注射机类型、大小等。8)确定脱模方式,选择推出机构的类型。9)确定开模方向。10)塑料充模的流动分析,预期成型时可能出现的缺陷。11)选择模架,计算模板的大小。12)注射机技术参数、模板强度等校核。这些问题都是设计该模具的关键问题,在设计过程中,需要查阅有关文献资料来解决。4预期成果(1)该塑料件模具技术要求一份;(2)开题报告一份、外文翻译资料一份;(3)3D开模图一份;(4)2D装配图一份和零件图若干份(不少于3张A0图纸);(5)毕业设计说明书一份;(6)熔体模拟流动分析,优化模具设计结构报告;研究计划第一周调研、图书馆查找与毕业设计有关资料;第二周熟悉模具设计方法和现代模具加工技术;第三周撰写开题报告;第四周英文文献资料的翻译;第五周熟悉CAD及UG软件的使用;第六周模具结构方案的确定和设计;第七周开模3D图完成;第八周模具技术要求、订料表的完成;第九周2D总装图的绘制及修改;第十周若干零件图的绘制及修改;第十一周完成熔体模拟流动分析,优化模具设计结构;第十二周毕业答辩特色与创新随着计算机技术的不断发展,模具CAD/CAM/CAE技术及其应用日趋成熟,模具CAD/CAM技术日益深入人心,并且发挥着越来越重要的作用。因此,对于大型复杂的模具设计是必不可少的技术。在本次毕业设计中,本人将全部应用CAD/CAE/CAM技术来设计与制造模具。在模具设计方面,应用UG软件对模具型芯和型腔进行3D分模,并完成三维模具总装图;使用MOLDFLOW软件对注射成型过程进行了3D数值模拟,从而优化了模具结构。由于学习该软件需要一定的塑件成型实践知识,在使用上要多查阅这方面的资料。指导教师意见指导教师签名2015年月日教研室意见主任签名2015年月日学院(系部)意见教学院长(主任)签名2015年月日I题目小米2手机后盖注塑模具的设计指导者评阅者II摘要模具工业是国民经济的基础工业,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。本设计介绍了的手机后盖注射成型的基本过程,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了塑件成型工艺设计,注射机的选择,浇注系统的的设计,成型零件的结构设计,脱模推出机构的设计,冷却系统的设计的过程。并对标准模架的选择也作了相应的介绍。通过本次设计,使我掌握了注塑模具设计的全过程,同时也提高了运用CAD绘制复杂装配图的能力。关键词塑料;注塑模具;模具结构IIIABSTRACTABSTRACTTHEPLASTICINDUSTRYISONEOFTHEFASTESTGROWINGINTHEWORLDTODAY,ANDTHEINJECTIONMOLDISONEOFTHETYPESOFRAPIDDEVELOPMENTTHEREFORE,RESEARCHTOUNDERSTANDPLASTICINJECTIONMOLDPRODUCTIONPROCESSANDIMPROVETHEQUALITYOFPRODUCTSHAVEGREATSIGNIFICANCETHISDESIGNINTRODUCESTHEBASICPROCESSOFINJECTIONMOLDINGOFTHEMOBILEPHONECOVER,PUTFORWARDTHEBASICDESIGNPRINCIPLESOFINJECTIONMOLDINGPRODUCTSDETAILSOFTHEDESIGNFORTHEPLASTICFORMINGTECHNOLOGY,THECHOICEOFINJECTIONMACHINE,THEDESIGNOFGATINGSYSTEM,THESTRUCTUREDESIGNOFMOLDINGPARTS,MOLDRELEASEDESIGNMECHANISM,COOLINGSYSTEMDESIGNPROCESSANDTHECHOICEOFTHESTANDARDMOULDBASEWEREINTRODUCEDALSOTHROUGHTHISDESIGN,IHAVEMASTEREDTHEPROCESSOFINJECTIONMOLDDESIGN,BUTALSOIMPROVETHEABILITYOFUSINGTHECADRENDERINGOFCOMPLEXASSEMBLYDRAWINGKEYWORDSPLASTICINJECTIONMOULDTHEMOULDSTRUCTURE目录IV目录摘要IABSTRACTII第一章绪论1第二章工艺方案及分析521设计塑件时必须考虑的几个方面的问题522尺寸和精度523工件的形状及尺寸524工件的壁厚625工件材料6251工件材料的选择6252工件材料性能分析6253ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施7254成型特点7255ABS的主要技术指标9256ABS的成型工艺参数9257ABS的注射工艺参数9第三章模具结构形式的拟定1131分型面位置的确定11311分型面的选择原则11312分型面的选择11313确定型腔数量及其排列方式1132确定型腔数量及排列方式1233模具结构形式的确定12第四章工件的体积估算和注射机型号的选择1541所需注射量的计算15411对塑件体积、质量的计算15412浇注系统凝料体积的初步计算15413该模具一次注射所需塑料1642注射机型号选定16目录V第五章浇注系统的设计1751主流道的设计1752冷料穴和拉料杆的设计1853分流道浇口的设计1854浇口的设计19第六章成型零件的结构设计和计算2161排气槽的设计2162成型零件的结构设计21621型腔的结构设计21622型芯的结构设计2263成型零件的尺寸计算22641塑件的成型收缩率22632明确塑件尺寸公差等级22633型腔型芯各尺寸的计算22634型腔径向尺寸的计算22635型芯径向尺寸的计算23636型腔深度尺寸的计算23637型芯高度尺寸的计算24638型腔零件强度、刚度的校核2464型腔数量及注射机有关工艺参数的校核24641型腔数量的校核24642注射量的校核25643安装尺寸的校核25644开模行程和推出机构的校核26645模架尺寸与注射机拉杆内间距校核26第七章模架的确定和标准件的选用2771定模板2772动模板2773垫块27731主要作用28目录VI732结构形式28733垫块材料28734垫块的高度H校核28735定模座板28736动模座板2874推杆固定板2975推件板2976模架29第八章合模导向机构的设计3181导柱导向机构的作用3182导柱导套的选择3183导柱导套的排布31第九章塑件脱模机构的设计3391推出机构的设计3392复位的设计3393脱模过程34第十章侧向分型与抽芯机构及排气系统的设计35101斜导柱抽芯机构的设计351011单侧最大抽拔力的计算351012抽芯距的计算351013斜导柱弯曲力的计算351014斜导柱截面尺寸的确定351015斜导柱长度及开模行程的计算36102斜导柱与滑块斜孔的配合36103滑块设计36104压紧楔的设计37105排气系统的设计37第十一章冷却系统的设计39111冷却管道的影响39112冷却系统39113冷却道开设原则40目录VII114冷却水道的结构40第十二章模具的装配、调试与维修41121模具的装配411211精修定模内模以及定模固定板型孔411212精修动模型芯以及动模固定板型孔411213同时镗导柱,导套孔411214复钻各螺孔,销孔以及推杆、推管孔411215定模型芯压入定模内模411216压入导柱、导套421217磨安装基面421218复钻动模板上的推杆、推管及顶杆孔421219安装内模4212110装配定模部分4212111装配动模4212112修正推杆、推管、复位杆、顶杆长度4212113试模与调整42122模具的调试421221试模前的准备431222试模431223调模431224试模后的工作43123模具的维护44124模具的工作过程44结论45参考文献46致谢471第一章绪论模具工业是国民经济的基础工业,被成为“工业之母”。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀,发展极为迅速。自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来,随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的进步,愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现,从而促使塑料工业飞跃发展。在现代化工业生产中,6990的工业产品需要使用模具加工,模具工业已成为工业发展的基础,许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产,特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。我国自改革开放以来,塑料工业发展很快,表现在不仅塑料增加而且其品种更为增多,其产量已上升到居世界第四位,由此可见,塑料工业已在我国国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的1/31/5,工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高,系列化商品化尚待规模化;CAD、CAE、FLOWCOOL软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。近年来,随着科学技术的进步以及对塑件质量要求的提高,塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展,具体表现在以下几个方面1塑料成型理论研究的进展。2新的成型方法不断涌现。3塑件更趋向精密化、微型化及超大型化。4开发出新型模具材料。5模具表面强化热处理新技术应用。6模具CAD/CAM/CAE技术发展迅速。27模具大量采用标准化。在工业发达的国家,模具工业已经从机床工业中分离出来,并发展成为一个独立的工业部门,而且其产值已经超过机床工业的产值。目前国内模具行业的基本情况是,随着轻工业及汽车制造业的迅速发展,模具设计制造日渐受到人们广泛关注,已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员,存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造,需要每年花几百万上千万美元从国外进口,制约了工业的发展,所以在我国大力发展模具行业势在必行。模具是制造业的重要工艺基础。在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。国内模具界流行着一种说法“大模找黄岩,精模找乐清”。乐清位于浙江南部,区域经济相对发达。像中国明星企业正泰集团、德力西集团等国家级集团公司都在乐清市。该市的柳市镇是知名的中国电器之都,虹桥是中国电子元器件制造核心基地,全国几乎所有的家电产品中都有来自该地生产的电子元器件,全行业年产值70多亿元,占乐清工业总量的17。据乐清市模具协会会长卢瓯武介绍,乐清模具工业起步较早,乐清市模具工业经历了30年的发展,目前乐清市已有一支42000多人的机械模具产业队伍,拥有模具加工设备,线切割机床两万多台、电火花成型机1200多台,居全国之首。近年来引进瑞士、日本、美国、德国名优机床500多台,精加工加工设备17000多台,全行业模具加工设备固定资产总值近27亿元。去年该市模具产值32亿元,是目前我国精密模具生产规模最大、工艺技术水平最高的生产基地。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、3高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年,模具行业结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。45第二章工艺方案及分析21设计塑件时必须考虑的几个方面的问题1塑料的物理机械性能,如强度,刚性,弹性,吸水性等;2塑料的成型工艺性;3塑料成型所导致冲模流动,排气,补缩等;4塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异;5模具的总体结构,以及脱模的复杂程度;6模具零件的形状和制造工艺;塑件的设计主要包括塑件的形状、尺寸、精度、表面光洁度、壁厚、斜度,以及塑件上的加强筋等的设计。22尺寸和精度由于该塑件是方体形状,而且是做外面的盖,所以尺寸和精度要求不是很高,所以经分析选择一般精度等级5级精度。23工件的形状及尺寸塑件的形状如图21所示。图21塑件三维图6该塑件形状很规则的轮廓,容易模塑,而且该塑件厚度小,易脱模。塑件的尺寸如图22所示。图22塑件尺寸图24工件的壁厚工件的壁厚对塑件的质量影响很大,壁厚过小,成型时流动阻力大,大型复杂制品就难以充满型腔,壁厚过大,不但造成原料的浪费,而且对热固性材料成型来说增加了压塑的时间,而且容易造成固化不完全,对热塑性材料来说就会增加冷却时间,所以该塑件壁厚为1MM。25工件材料251工件材料的选择选用ABS(即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)。252工件材料性能分析查相关手册可知ABS,英文全称为ACRYLONITRILEBUTADIENESTYRENECOPOLYMER,中文丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。ABS是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料。它是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚7物,具有综合的优良性能(坚固、坚韧、坚硬),价格便宜,原料易得,因此发展很快,是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。ABS是微黄色或白色不透明粒料,无毒、无味。ABS由于是三种组分组成的,故它有三种组分的综合性能,而每一组分又在其中起着固有的作用。丙烯腈可使ABS具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性;丁二烯可使ABS具有弹性和较高的冲击强度;苯乙烯则可使ABS具有优良的介电性能。因此,在机械性能方面,ABS具有质硬、坚韧、刚性等特性。ABS树脂的缺点是透明性不好,耐候性较差,特别是耐紫外线性能不好。由于以上的综合性能,因此广泛用来制造电视机、收音机的外壳、旋钮、电话机壳、话筒、把手、铰链、塑料铭牌等。ABS的成型特性是1ABS粒料表面极易吸湿,使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此成型前必须进行干燥处理。2ABS的比热容比聚烯烃低,在注射机料筒中能很快加热,因此塑化效率高,在模具中凝固也比聚烯烃快,故模塑周期短。3ABS树脂的表现黏度强烈地依赖于剪切速率。4ABS树脂为非结晶形高聚物,所以成型收缩率小。5ABS树脂的熔融温度较低,熔融温度范围宽,流动性好,有利于成型。253ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施1主要缺陷缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高、耐候性差(在紫外线作用下易变硬变脆)。2消除措施加大主流道、分流道、浇口、增大注射压力、提高模具预热温度。254成型特点ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060OC,要求塑件光泽和耐热时,应控制在6080OC。8255ABS的主要技术指标表23ABS的主要性能指标屈服强度/MPA50玻璃化温度/C拉伸强度/MPA38熔点(粘流温度)/C13016090108断裂伸长率/35热变形温度/C45N/CM3180N/CM383103拉伸弹性模量/GPA18线膨胀系数/(105/C)70弯曲强度/MPA80比热容/1470弯曲弱性模理/GPA14热导率/0263261燃烧性/(CM/MIN)慢件质量冲击强度/KJ/M2无缺口缺口11体积电阻/CM691016力学性能布氏硬度/HBS97R121热性能及电性能击穿电压/(KV/MM)密度/(G/CM3)102116吸水性/(24H)0204物理性能比体积/(CM2/G)102106透明度或透光率不透明256ABS的成型工艺参数表24ABS的成型工艺参数料筒一区/1501709二区/180190温度三区/200210喷嘴/180190温度模具/5070注射/MPA60100压力保压/MPA4060注射/S25保压/S510冷却/S515时间周期/S1530方法红外线烘箱温度/70后处理时间/H031257ABS的注射工艺参数表25ABS的注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速(R/MIN)3060直通式喷嘴形式形式温度/180190200210料筒温度/前段中段后端21023010180200模具温度/5070注射压力/MPA7090保压力/MPA5070注射时/S35保压时间/S1530冷却时间/S1530成型周期/S407011第三章模具结构形式的拟定31分型面位置的确定311分型面的选择原则1有利于保证塑件的外观质量2分型面应选择在塑件的最大截面处3尽可能使塑件在动模一侧4有利于保证塑件的尺寸精度5尽可能满足塑件的使用要求6尽可能减少塑件在合模方向的投影面积7长型芯应置于开模方向8有利于排气9有利于简化模具结构312分型面的选择分型面选择如图图31分型面313确定型腔数量及其排列方式1塑件制品的批量和交货期,以及塑料制件的成本。该制品是大批量生产,若采用多型腔可提高生产效率,但根据生产经验在模具每增加一个型腔,制品尺寸精度要降低4。2所选用注射机的技术规则,因为上面只进行了结构及工艺成型的分析,还没确定注射机,也可暂时不予考虑。3质量控制要求。制品属于精度不高,对质量要求比较高且制品较小,因此可设成一模4腔,以保证质量要求。4成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。1232确定型腔数量及排列方式当塑件分型面确定后,就需要考虑是采用单腔模还是多型腔模,一般来说,大中型塑件和精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的模具结构,但对于精度要求不高的小型塑件,形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高。故由此初步拟定采用一模四腔。如图所示。型腔的排列如图32所示图32型腔排列方式示意图33模具结构形式的确定多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式,由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关,因型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度,截面形状及均对应相同,可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等,因而不利于均衡进料,但可以缩短流道的总长度,为达到同时充满型腔的目的,各浇口的截面尺寸要制作得不相同。因此在设计时要注意以下几13点1尽可能采用平衡式排列,确保制品质量的均一和稳定。2型腔布置与浇口开设部位应力求对称,以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。3尽量使排列的紧凑,以便减少模具的外形尺寸通过软件分析得到体积V塑和质量W塑,又因为此产品属大批量生产的塑件,属于仪表外壳,精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素,以及注射机的型号选择,确定采用一模四腔排布。图33模具结构3D图1415第四章工件的体积估算和注射机型号的选择注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注塑模是应该详细了解注射机的技术规范,才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机,倘若用户已提供了注射机的型号和规格,设计人员必须对这些参数进行校核,倘若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量再进行调整。41所需注射量的计算411对塑件体积、质量的计算对于该设计,根据塑件的图样及尺寸,据此UG建立模型并对此模型分析塑件体积3198CMV因为ABS的平均密度为P109G/CM,故81塑件质量0412浇注系统凝料体积的初步计算可按塑件体积的021倍计算,根据经验我们选04采用一模四腔,所以16浇注系统凝料体积为3129715409840CMV413该模具一次注射所需塑料体积321083C质量GVM61950942注射机型号的选定近年来我国引进注射机型号很多,国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注塑模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时,最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明上标明的技术参数。根据以上的计算初步选定型号为XSZY125型卧式注射机,其主要技术参数如下表41注塑机XSZY125的主要参数项目参数项目参数额定注射容积/CM3125最大成型面积CM2320螺杆直径/42注射方式螺杆式注射压力/MPA120塑化能力/KG/H168合模力/N90010拉杆内间距/MM260290移模行程/MM300合模方式液压机械最小模具厚度/MM200喷嘴孔口直径/MM4最大模具厚度/MM300喷嘴球半径/MM12注射行程/MM115第五章浇注系统的设计1751主流道的设计主流道通常位于模具的中心,是塑料熔体的入口,为了便于熔融塑料在注射时能顺利的流入,开模时又能使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利地拔出,主浇道的形状设计成圆锥形,内壁必须光滑。主流道一般是由浇口套构成,浇口套的作用1与注射机喷嘴孔吻合,将料筒内的塑料过渡到模具内。2使模具在注射机上很好的定位。3作为浇注系统的主浇道。主浇道的一端通常设计成带凸台的圆盘,其高度为510MM,并与注射机的固定模板的定位孔成间隙配合。浇口套的球形凹坑深度常取35MM。根据所选注射机,则主流道小端尺寸为D注射机喷嘴尺寸(051)300535MM主流道球面半径为SR喷嘴尺寸半径(12)12113MM主流道衬套形式本设计虽然是小型模具,但为了仅于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取92MM约等于定模板的厚度见(下图)所示,材料采用T10制造热处理强度为5256HRC主流道圆锥角可取3060,内壁粗糙度为RA063UM主流道大端呈圆角,半径R13MM。以减小料流转向过渡时的阻力。在模具结构允许的情况下,主流道应尽量可能短,一般小于60MM。过长则会影响熔体的顺利充型。主流道衬套与定模座板采用H7/M6配合,与定位圈的配合采用H9/F9间隙配合。18图51定位圈和衬套的工程图52冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上,其作用就是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝,冷料穴的直径尺寸宜稍大于主流道大端的直径,该模具取10MM深度约为主流道大端直径的3/4,约为6MM如(下图)所示,鉴于制件采用推板、推杆共同推出,并采用Z形拉料杆。图52冷料穴53分流道浇口的设计主流道与浇口之间的通道称为分流道。采用直接浇道的模具可以省去分浇道,19但在多型腔模具中分流道是必不可少的。常见的分流道的截面形式有圆形、半圆形、梯形、U形、正方形和正六角形。从分流道设计的要点出发,即应尽可能的使流动阻力减小,各型腔能够均衡进料。设计原则1尽可能减小熔体的流动阻力。所以,在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下,分流道的截面积与长度尽量取小值。2分流道转折处应以圆弧过渡。3表面粗糙度要求以A为佳。4分流道较长,所以将分流道的端部沿料流前进方向延长,作为分流道冷料井,以储存前锋冷料,其长度为分流道直径的倍。根据型腔的布置,可知分流道采用平衡式布置,采用圆形均布,既可满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑件熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔又便于制造加工,以保证精度。分流道的形状裁面尺寸以及凝料体积该模具采用圆形分流道,为了便于机械加工及凝料脱模,如图5454浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位,也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口,该塑件采用的是限制性浇口,它一方面通过截面积的突然变化,使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度,提高剪切速率,有利于塑料进入,使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性,调节浇口尺寸,可使多型腔同时充满,可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量,同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流,并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中,浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的,初步试模,必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设,对成型性能及成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时,需要根据塑件的结构工艺及特征,成型质量和技术要求,综合分析。一般要满足以下原则1尽量缩短流动距离;2浇口应开设在塑件的壁厚;3必须尽量减少或避免产生熔接痕;204应有利于型腔中气体的排除。5考虑分子定向的影响;6避免产生喷射和蠕动;7不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口;8浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。经过仔细的考虑,该塑件是等壁塑件,又为了不影响塑件的外观,该塑件采用潜伏试浇口,它能保证塑料迅速而且均匀充满型腔,而且还有利于气体的排除。图54浇口的设计21第六章成型零件的结构设计和计算塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果因刚度不足而产生挠曲变形,导致溢料飞边,降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚,尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。61排气槽的设计当塑料熔体注入型腔时,如果型腔内原有气体不能顺利排出,就将在制品上形成气孔或其它制品缺陷,因此,设计型腔就一般要考虑排气的问题,但是该模具是采用分型面和嵌件的缝隙排气,故不特意开设排气槽。62成型零件的结构设计成型零件主要包括型腔,性芯,各种形环的设计,由于型腔直接关系到塑件的质量,因此要求有足够的强度,刚度,硬度和耐磨性,还有要受塑料的挤压和料流的摩擦力,所以要求成型零件要有足够的精度和表面光洁度,一般光洁度在8以上,以保证所需的塑料产品的质量以及脱模方便。621型腔的结构设计凹模用于成型塑件的外表面,又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说,整体是强度、刚度好,但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构,是复杂型腔加工相对容易,可避免采用同一材料,可利用拼接间隙排气,但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹,模具结构复杂。为了加工简单,该模具结构采用整体嵌入式。如图图61型腔622型芯的结构设计22型芯是用成型塑料内表面的零件。二者并没有严格的区分,由于该模具结构一般,又属于大型模具,内表面又要求高,内部凸起的圆台浅,加工方便,所以凹模板采用整体式。如图图62型腔63成型零件的尺寸计算631塑件的成型收缩率因为ABS的收缩率为0407,所以可知平均收缩率为050632明确塑件尺寸公差等级塑件未注公差等级按MT5级。可通过查表得到公差633型腔型芯各尺寸的计算(本部分计算公式均参照参考文献1第143148页)634型腔径向尺寸的计算(公式75)ZZXLSLSM001式中模具成型零件在常温下的实际尺寸;塑件的计算收缩率,取00055;S塑件在常温下的实际尺寸;SL塑件尺寸小,精度较高,取075。XX表63模具型腔径向尺寸计算表23塑件尺寸名称塑件尺寸大小及公差模具型腔尺寸及公差外形长度M02816M43067125外形宽度7400方槽长322589方槽宽00761圆孔4M24M843圆孔2007圆孔12321251小方槽0860948635型芯径向尺寸的计算(公式76)001ZZXLSLSM式中各符号意义与取值同前。表64模具型芯径向尺寸计算表塑件尺寸名称塑件尺寸大小及公差模具型腔尺寸及公差内形长度M28104M0935812内形宽度7606方槽长3201方槽宽702636型腔深度尺寸的计算(公式78)ZZXHSSM001式中模具型腔深度基本尺寸;H塑件凸起部分高度基本尺寸;S修改系数,1/31/2,当塑件尺寸较大、精度要求低时取XX小值;反之取大值。塑件外形高M02824637型芯高度尺寸的计算(公式79)001ZZXHSHSM式中各符意义与取值同前塑件内型深28009303280012775ZZXHSHS638型腔零件强度、刚度的校核对于该套模具,塑件除上下表面的其余的外形由合模上的型腔成型,显然此部分的型腔能够满足刚度和强度的要求,不需进行校核。对于与塑件接触的上下表面的模板也显然能够满足刚度和强度的要求,不需进行校核。此模具型腔零件的强度和刚度满足使用要求。64型腔数量及注射机有关工艺参数的校核641型腔数量的校核以机床的注射能力为基础,每次注射量不超过注射机最大注射量的80计算401件浇WS809860125X式中N型腔数S注射机的注射量(G)93032800018775ZZXHSS25W浇浇注系统的重量(G)W件塑件重量(G)因为,N4014所以,此模具型腔为一模四腔结构合理。642型腔数量的校核1注射量校核模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关,设计模具时,应保证注射模内所需溶体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验,注射机的最大注射量是其允许最大注射量(额定注射量)的80单个塑件的质量或体积1V浇注系统所需塑料质量或体积2注射机最大注射量VN802139CMV329715CM4N3125CMV21843085可见,注射机最大注射量足够2锁模力的校核在前面已经进行,符合要求。3最大注射压力的校核注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力PMAX350,应该大于注射成型所需用的注射压力,即0MAXPKP式中安全系数,常取12514取13。K实际生产中,该塑件成型时所需注射压力为70120。0MPA643安装尺寸的校核1喷嘴尺寸主流道的小端直径D大于注射机喷嘴D,通常为DD051MM26对于该模具D3MM,取D35MM,符合要求。主流道入口的凹球面半径SR0应大于注射机喷嘴球半径SR,通常为SR0SR12MM对于该模具SR12MM,取SR013MM,符合要求。2定位圈尺寸注射机定位孔尺寸为100MM,定位圈尺寸取100MM,两者之间从24呈较松动的间隙配合,符合要求。3最大与最小模具厚度模具厚度H应满足MAXMINH式中200300而该模具的厚度为H2570409025250MM,符合要求。644开模行程和推出机构的校核1开模行程校核HH1H2510MM式中H注射机动模板的开模行程(MM),取300MM,H1塑件推出行程(MM),取10MMH2包括流道凝料在内的塑件高度(MM),其值取100MM上式右边10100(510)120300MM,符合要求。2推出机构校核该注射机推出行程为120MM,大于H1,符合要求。645模架尺寸与注射机拉杆内间距校核该套模具模架的外形尺寸为500MM400MM,而注射机动、定模板固定尺寸为440MM540MM,因此符合要求。注对于上面2、3、4、5的校核内容是与后面的模具结构设计交叉进行的,但为了行文整体形式与内容的统一,所以将此部分内容放与此。第七章模架的确定和标准件的选用27以上内容计算确定之后根据计算结果选定模架。在学校做设计时,模架部分可参照各模板标准尺寸来绘图;在生产现场设计中,尽可能选用标准模架,确定出标准模架的形式、规格及标准代号,这样能大大缩短模具制造的周期,提高企业经济效益。模架尺寸确定之后,对模具有关零件要进行必要的刚度或强度的计算,以校核所选模架是否适当,尤其对大型模具,这一点尤为重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,再根据成型零件尺寸结合标准模架,没有发现较合适的标准模架,故最终以100L、A4型模架为参照,自主设计各成型零件结构和尺寸,并选用部分标准零部件和参数。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉;模具外表面尽量不要有凸出部分;模具外表面应光洁,加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙,即在装配、调试、维修过程中,可以方便的分开两块模板。模架技术的标准,是指在模具设计中和制造中所应遵循的技术规范、基准、和准则。它具有以下定义1减少了模具设计者的重复性工作;2改变了模具制造行业“大而全,小而全”的生产局面,转为专业生产;3模具的标准化是采用CAD/CAM技术的先决条件;4有利于模具技术的国际交流和模具出口。根据实用模具设计与制造手册表286的注射模模体组合形式而选模架,它适应于单分型面的模具的推件板的推出机构。经校核模具的强度和刚度都是足够的,且模架的大小也适中,经核算选用该模架是较为合理的。71定模板(500MM350MM、厚70MM)用于固定凸模固定块及型芯和导套、浇口套等。固定板应有一定的厚度和足够的强度,一般用45钢或Q235A制成。最好调制处理230HB270HB。72动模板(500MM350MM、厚80MM)用于固定型芯,斜滑块等。固定板应有一定的厚度和足够的强度,一般用45钢或Q235A制成。最好调制处理230HB270HB。73垫块(500MM63MM、厚100MM)731主要作用28在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间,或是调节模具的总厚度,以适应注射机的模具安装厚度要求。732结构形式可以是平行垫块或拐角垫块,该模具采用平行垫块。733垫块材料垫块材料为Q235A,也可以用HT200、球墨铸铁等。该模具用Q235A制造。734垫块的高度H校核因为我们用推杆推出机构,因此垫块的高度一定符合要求其上的推板导套孔与推板导套采用H7/F9配合。735定模座板材料为45钢,如图。图71定模座板736动模座板材料为45钢,如图。图72动模座板2974推杆固定板(500MM220MM,厚20MM)材料为45钢,如图。图73推杆固定板75推件板(500MM220MM,厚25MM)材料为45钢,如图。图74推件板76模架(500MM400MM,高310MM)根据GB/T125552006塑料注射模模架查表可得,所选模架代号为4050,如图。图75模架3031第八章合模导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时,正确定位和导向的零件。81导柱导向机构的作用1定位件用模具闭合后。2保证动定模和推板或上下模位置正确。3保证型腔的形状和尺寸精确。4在模具的装配过程中也起定位作用。5便于装配和调整。6导向作用合模时,首先是导向零件接触,引导动定模或上下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。7承受一定的侧向压力。82导柱导套的选择图81导柱导套结约形式其材料采用20钢经渗碳淬火处理,硬度为5055HRC。导柱、导套固定部分表面粗糙度RA为08M,导向部分表面粗糙度RA为0804M。具体尺寸如上图所示。导柱、导套用H7/R6配合镶入模板。83导柱导套的排布为了使导柱进入导套比较顺利,在导套的前端倒一圆角,且导柱孔为通孔,这样容易排气,材料用T8A,使其硬度应低于导柱硬度,这样就可以减少摩擦,以防止导柱或导套拉毛。导套的精度与配合,是采用二级精度过渡配合压入定模模板。导柱布置见图8232图82导柱布置33第九章塑件脱模机构的设计91推出机构的设计顶出机构的功能是在任何正常的情况,顶出机构都能确实可靠的将成型塑件从模板一侧顶出,并在合模时其相关的顶出零件确保不与其它模具零件相干扰的恢复到原来的位置。顶出机构的设计原则开模时应留在动模的一侧;塑件在成型顶出后,一般都有痕迹,但应尽量使顶出残留痕迹不影响塑件的外观,一般顶出机构应设在塑件内表面以及不显眼的位置;顶出装置力求均匀分布,顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大的部位,即不易变形或损伤的部位,尽量避免顶出力作用于最薄的位置,防止塑件在顶出过程中的变形和损伤;顶出机构应平稳顺畅,灵活可靠。顶出机构有多种类型,本设计采用顶杆中心顶出。采用段面形状为圆柱形的顶杆,圆柱型顶杆是最常用的一种,由于这个形状的顶杆和顶杆孔最容易加工,且容易保证其配合精度,易于保证其互换性,并易于更换,而且它还具有滑动阻力小,不易卡滞等优点,因此,我们采用圆柱形顶杆顶出。图91推杆92复位的设计该模具脱模机构在完成塑件脱模后,为进行一个循环,必须回到初始位置,该模具是采用复位杆复位的。具体式样见图纸上的推杆固定板和装配图。93脱模过程34该模具采用弹簧和推件板脱模,分开之后由推件板推出,进而使塑件脱离动模,如图。图92弹簧35第十章侧向分型与抽芯机构及排气系统的设计101斜导柱抽芯机构的设计1011单侧最大抽拔力的计算CFTHTEKFJFC2符号意义同前脱模力计算。12095360458522401277N1012抽芯距的计算53KHS抽式中抽芯距(MM)抽H该塑件侧孔深度为2MMK安全距离(23MM),此处取3MM1013斜导柱弯曲力的计算该模具侧型芯的抽拔力与开模方向垂直。式中N斜导柱所受的弯曲力(N)抽拔阻力(97N)Q摩擦角53810ARCTNRTF1014斜导柱截面尺寸的确定斜导柱常用截面形状有圆形和矩形两种。圆形制造方便,装配容易,应用广泛;矩形截面制造不便,但强度高,承受的作用力大。本设计采用圆形截面,其直径为43397160102NLDM式中N斜导柱所受的最大弯曲力(N)许用应力(MPA),对于碳钢1372MPA斜导柱有效长度4L22COSCOS85397364513SINI2LM根据模具设计手册,我们选用斜导柱尺寸为D16MM,沉头孔直径21MM1015斜导柱长度及开模行程的计算SAHDLLL105SINCOTN243式中L斜导柱的总长斜销固定部分长度MM21L抽芯距为S时协销工作部分长度MM4协销引导部分长度,一般取510MM5LD协销固定部分台肩直径MM协销安装模板厚度MMAH同样根据以上计算方法我们得出另一个侧面的抽芯机构相应的数据为抽拔力NFC72抽芯距S5抽斜导柱直径D162斜导柱总长度ML0102斜导柱与滑块斜孔的配合为保证开模瞬间有一很小空程,使塑件在活动型芯未抽出之前从行腔内或型芯上获得松动,并使楔紧块先脱开滑块,以免干涉抽芯动作,斜导柱与滑块的配合应有025MM05MM的单边间隙。103滑块设计此设计型芯仅为很小的凸起,方便加工,固设计滑块采用整体式。1滑块的导滑形式滑块在导滑槽内活动必须顺利平稳,不发生卡滞,跳动现象,本设计采用常见的T型导滑槽。2滑块完成抽芯后,应继续留在导滑槽内,并保证导滑槽内的长度不小L于滑块全长的2/3。本设计中侧壁上的带两个孔的侧抽的滑块度为85MM,宽为200MM,而导滑槽总长85MM,抽芯距达到30MM,可以脱模,滑块抽芯复位过程中全部位于导滑37槽内,所以运行平稳。滑块的定位装置为了保证斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔,滑块在抽芯后的终止位置必须定位,该模具采用弹珠式定位销定位,这种定位方式比传统式的板式弹簧加工简单,定位精确,外观简洁。104压紧楔的设计1滑块锁紧楔形式为了防止活动型芯和滑块在成型过程中受力而移动,滑块应采用楔紧块锁紧,该模具采用整体式楔紧块。2楔紧块的楔角当斜导柱带动滑块做抽芯移动时,楔紧块的楔角必须大于斜导柱的斜角,这样当模具一开启时,楔紧块就让开,否则斜导柱无法带动滑块。105排气系统的设计该套模具是属小型模具,排气量小,利用分型面可达到排气效果,且在保压过程中还有25S的放气时间,因此本设计不再单独开设排气槽3839第十一章冷却系统的设计111冷却管道的影响改善成形性每一种塑料都有其湿度的成形模温,在生产过程中若能始终维持相适应的模温则其成形性可得到改善,若模温过低,会降低塑件熔体流动性,使塑件轮廓不清,甚至充模不满;模温过高,会使塑件脱模时和脱模后发生变形,使其形状和尺寸精度降低。成形收缩率利用模温调节系统保持模温恒定,能有效减少塑料成型收缩的波动,提高塑件的合格率。采用允许的的模温,有利于减少塑料的成形收缩率,从而提高塑件的尺寸精度。并可缩短成形周期,提高生产率。塑件变形模具型芯与型腔温差过大,会使塑件收缩不均匀,导致塑件翘曲变形。尤以壁厚不均和形状复杂的塑件为甚。需采用合适的冷却回路,确保模温均匀,消除塑件翘曲变形。尺寸稳定性对于结晶性塑料,使用高模温有利于结晶过程的进行,避免在存放和使用过程中,尺寸发生变形;对于柔性塑料(如聚烯烃等)采用低模温有利用塑件尺寸稳定。力学性能适当的模温,可使塑件力学性能大为改善。例如,过低模温,会使塑件内应力增大,或产生明显的熔接痕。对于粘性大的刚性塑料,使用高模温,可使其应力开裂大大的降低。外观质量适当提高模具温度能有效地改善塑件的外观质量。过低模温会使塑件轮廓不清,产生明显的银丝、云纹等缺陷,表面无光泽或粗糙度增加等。112冷却系统影响冷却时间的因素有如下1模具材料;2冷却介质温度和及流动状态;3模塑材料;4塑件壁厚;5冷却回路的设计;6模具温度。一般注射到模具内塑料温度为200C左右,而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60C左右。热塑性塑料在注射成型后,必须对模具进行有效的冷40却,使熔融塑料的热量尽快地传给模具,以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。对于粘度低、流动性好的塑料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙66等),因为成型工艺要求模温都不太高,所以常用常温水对模具进行冷却。ABS的成型温度和模具温度分别为190200C、5080C。113冷却道开设原则冷却系统的设计原则1冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大;2冷却水道至型腔表面距离应尽量相等;3浇口处加强冷却;4冷却水道出、入口温差应尽量小;5冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置;6冷却水道尽量避免在塑件的熔接痕处;7合理确定冷却水接头位置。114冷却水道的结构由于该塑件体积比较大,所以水道采用直水道直径为10MM,在滑块上开设4条冷却水道其分布图111冷却水道第十二章模具的装配、调试与维修41121模具的装配在总装前应选好装配的基准件,安排好上下模的装配顺序,在总装时,当模具零件装入上下模板时,先装作为基准的零件,检查无误后再拧紧螺钉,打入销钉。塑料模先将淬硬的主要零件作为基准,全部加工完毕后再分别加工与其相关的其他零件。然后加工定模和固定板的4个导柱孔、组合滑块、导轨及型芯等零件。最
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