YA299-读卡器盖注塑模具设计【三维PROE】【含CAD图纸】
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本科毕业设计说明书(论文) XX 大学 毕业设计(论文)说明书系系 部:部: 专专 业:业: 学学生生姓姓名名 : 学学 号号: 设计设计(论文论文)题目题目: 读卡器盖注塑模设计 起起 迄迄 日日 期期: 设计设计(论文论文) 地点地点: 指指 导导 教教 师师: 教教 研研 室室 负负 责责 人:人: 2015-5-1本科毕业设计说明书(论文)目 录摘 要.I1 前 言.11.1 模具概况.11.2 模具发展现状及发展方向.11.3 本课题的内容和具体要求.22 零件的工艺过程分析.42.1 零件的材料及材料的特性.42.2 注射成型的原理及工艺过程.53 注射成型机的选择.63.1 零件的体积与质量计算.63.2 选择注射机.64 成型零件结构设计.84.1 成型零件工作尺寸的计算.84.2 分型面的选择.94.4 浇注系统的设计.114.5 浇口设计.144.6 冷料井设计.164.7 排气槽的设计.164.8 凹凸模的结构设计.174.9 导向机构的设计.184.10 脱模机构的设计.216 注射机参数的校核.247 模具的装配.267.1 模具的装配顺序.267.2 开模过程分析.27结 论.28致 谢.29本科毕业设计说明书(论文)参考文献.30 本科毕业设计说明书(论文)I摘摘 要要塑料工业是一门新兴产业,塑料因其来源丰富、制作方便及成本低廉,在机械电子、国防、交通、通讯、建筑、农业、轻工业和日常生活用品等行业都得到了广泛的应用。因此,研究注塑模具对于塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计通过对读卡器盖工艺的正确分析,设计了一副一模三十二腔的塑料模具。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;详细的叙述了模具成型零件包括凸模、凹模、镶块、推件板、推杆、推板、导柱、导套等的设计过程,重要零件的工艺参数的选择与计算,推出机构与浇注系统以及其他机构的设计过程,综合的处理好产品外观要求与浇口位置及脱模方式之间的问题,并对模具装配作了介绍。 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 CAD 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。关键词:关键词:读卡器盖;工艺分析;注塑模具本科毕业设计说明书(论文)IIAbstract Plastics industry is an emerging industry, for its source of rich, convenient and low-cost production,it have been widely used in machinery and electronics, defense, transportation, communication, construction, agriculture, light industry and daily necessities, and so on. Therefore, the research is important to the process of production and the increase of the products quality. In this design, a set of mould with one mould and thirty-two cavities has been designed through the analysis of the correct bit cap process. This design introduced the injection takes shaABS the basic principle, sABScially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design;The design and machining technology process of its molding part, including the punch、matrix、insert、stripABSr plate、ejector pin、ejector plate、guide pillars、guide bushes etc, and the choice and calculation of importent technology parameters, the design process of extrusion outfit, inject system and other organizations are sABScified in detial; The problems among the nice apABSarance of the product, the place of pouring head and the way of remolding are handled integratively, and the mold assembly have been intoduced.Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the CAD study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key Words: cap of dropABSr; process analysis; injection mold本科毕业设计说明书(论文)11 前前 言言1.1 模具概况模具概况模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品的工业生产的重要工艺设备,模具工业是国民经济的基础工业。没有模具,就没有高质量的产品。使用模具加工零件,具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现在工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此,模具技术,特别是制造精密、复杂、大型模具的技术,已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。根据国际生产协会报告,在目前阶段,工业品零件粗加工的 75%、精加工的 50%都是由模具成型完成的。目前,美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床总产值;我国台湾地区模具工业也以每年 35%以上的年增长率迅速发展;我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速发展,尤其是塑料模具,在模具设计和制造水平上都有了长足的进步。1.2 模具发展现状及发展方向模具发展现状及发展方向1.2.1 国内外注塑模具的发展现状国内外注塑模具的发展现状近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备,使塑料模具的制造水品比十年前进了一大步,然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握,尚有一段距离,而且发展也十分不平衡,因而,我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一段差距。塑料成型模具可分为三大类,即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现有的制造水平,以注射成型模具为最高,中空成型模具为最低。目前,国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型压缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线造型要求。我国一些精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用 CAD 三维设计、计算机模拟注塑成型抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20 吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平,国内最大的塑料模具已达 50 吨。虽然近几年注塑模具工业区的令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。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要,因此需要大量从国外进口。本科毕业设计说明书(论文)2国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集中化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。模具企业在技术上实现了专业化,在模具企业的生产管理方面,也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式,降低了对模具工人技术全面性的要求,强调专业化。国外注塑成型技术也在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。我国注塑模具行业与国外先进水平相比,主要存在五大问题:1. 发展不平衡,产品总体水平低。2. 工艺装备落后,组织协调能力差。3. 多数企业开发能力弱。4. 供需矛盾一时难以解决。5. 体制和人才问题的解决尚待时日。1.2.2 国内外注塑模具的发展趋势国内外注塑模具的发展趋势由于塑料模具工业的快速发展及上述各方面差距的存在,因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时, “小而专” 、 “小而精”仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说,为了满足用户对模具制造的“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求,以下的发展趋势也较为明显。展望我国塑料模具的未来,个人认为应从提高技术水平入手,一方面发展专业模具厂的技术优势,使之近一步提高对某一类模具的设计制造水平;另一方面要不断采用新技术,新工艺,提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平,必须从以下方面加大努力:1. 开发精密、大型、复杂、长寿命的模具,实现模具国产化;2. 加速模具标准化、专业化、商品化生产;3. 大力发展 CADCAECAMRPM 等先进模具设计和制造技术;4. 加大人才培养力度,是他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。1.3 本课题的内容和具体要求本课题的内容和具体要求1.3.1 本课题的内容本课题的内容(1)对读卡器盖的注塑模具进行设计;(2)绘读卡器盖的注塑模具各零件图和整体装配图;(3)分析读卡器盖的注塑模具主要零件的机械加工工艺。 本科毕业设计说明书(论文)31.3.2 具体要求具体要求1.原始数据:图 1-1 为某医用读卡器盖,材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。读卡器盖内侧主体上有内螺纹与瓶体连接,读卡器盖内部有一凸起的环形台,与读卡器盖的长杆有配合关系,读卡器盖具体尺寸零件图如图所示; 图 1-1 读卡器盖尺寸2.设计此读卡器盖的注塑模具,要求在满足模具强度、刚度和寿命等条件下,使体积小,精度高。3.运用本专业所学知识,结合生产实践中学到的知识,灵活运用传统和现代设计方法解决问题的能力,进一步提高读图、制图等基本技能。 4.毕业设计(论文)的理论依据充分,数据准确,公式推导正确,条理清晰,语言流畅,结构严谨; 本科毕业设计说明书(论文)45.能独立应用图书馆、互联网检索文献资料并恰当运用,具备查阅中外文献和搜集资料的能力。 2 零件的工艺过程分析零件的工艺过程分析2.1 零件的材料及材料的特性零件的材料及材料的特性2.1.1 零件的材料零件的材料及其特点及其特点 此零件的材料选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物简写 ABS,属于热塑性材料,其特点如下3: 耐腐蚀性、电绝缘性优良,无臭无毒,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不容于一般的溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐老化性差1。2.1.2 材料的成型特性材料的成型特性 1.结晶料吸湿小,不需充分干燥,流动性极好,流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分,不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大,应注意浇口位置,防止产生缩孔和变形。 2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲,冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统。 3.加热时间不宜过长,否则会发生分解。 4.软质塑料有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。 5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂。2.1.3 ABS 的注射成型工艺参数的注射成型工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成型工艺参数如下3:密度(): ;2g cm0.940.96计算收缩率(%):;1.53.6%注射机类型:螺旋式;本科毕业设计说明书(论文)5螺杆转速(r/min):2050;料筒温度():后段 240250,中段 260280,前段 255265;喷嘴温度/:250260;C模具温度/:60120;C注射压力/:;Mpa80130保压压力/:;Mpa4050成型时间(S):注射 05;保压时间/:;S2050成型周期/:;S50100冷却时间/S:2040。2.2 注射成型的原理及工艺过程注射成型的原理及工艺过程2.2.1 注射成型的原理注射成型的原理 将塑料颗粒定量注入,加入大注塑机的料筒内,通过料筒的传热,以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用是塑料逐渐融化成流动状态,然后在螺杆的推挤下塑料以高压和较快的速度通过喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中,由于模具的冷却作用,使模腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型,最后开模取出塑件4。2.2.2 注射成型的工艺过程注射成型的工艺过程图 21 注塑成型的工艺过程本科毕业设计说明书(论文)63 注射成型机的选择注射成型机的选择3.1 零件的体积与质量计算零件的体积与质量计算3.1.1 计算零件体积计算零件体积将塑件螺纹部分简化,得塑件的体积约为: ()22222111223344551133VR hR hR hR hR h3-1 2222211(10.51098.53.2519.52.7516.5 1.753)33 =18972.43mm同理,浇道体积为=23492V3mm3.1.2 计算零件的质量计算零件的质量取 ABS 的密度为30.95g/cm所以,零件的质量为1972.4*0.95=18.02g同理,浇道的质量为2349/0.95=2.19 3.2 选择注射机选择注射机3.2.1 注射机注射机的选择的选择根据之前所查 ABS 材料的成形工艺参数,查实用模具技术手册 ,初选型注射机。XS-ZY-1253.2.2 XS-ZY-125 型注射机的主要参数型注射机的主要参数注射机的主要参数4如下结构形式:卧式本科毕业设计说明书(论文)7注射方式:螺旋式螺杆直径/:mm42最大注射量/ :3cm125注射压力/:Mpa119锁模力/ :KN900最大注射面积/ :2cm320模具最大厚度/ :mm300模具最小厚度/ :mm200最大开模行程/ :mm300喷嘴球半径/ :mmSR12喷嘴孔半径/ :mm4定位圈直径/ :mm100模板尺寸/ :mmmm420 450机器外形尺寸/ :mmmmmm3340 750 1550顶出形式:中心顶出本科毕业设计说明书(论文)84 成型零件结构设计成型零件结构设计4.1 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算4.1.1 影响塑件尺寸精度的因素影响塑件尺寸精度的因素(1) 模具成型零件尺寸精度;(2) 模具成型零件的磨损量;(3) 毛边厚度对塑件尺寸精度的影响;(4) 成型工艺条件的控制及操作技术对塑料塑件尺寸精度的影响。4.1.2 模具成型零件的工作尺寸计算模具成型零件的工作尺寸计算塑料的收缩率是 1.5%3.6%2。PE平均收缩率 1.53.622.55%S 型腔工作部位尺寸计算公式3如下:型腔径向尺寸 ()zxLSLsm0)1 (4-1型腔深度尺寸 ()zxHSHsm0)1 (4-2型心径向尺寸 ()0)1 (zxlSlsm4-3型心高度尺寸 ()0)1 (zsmxhSh4-4式中 塑件型腔径向基本尺寸的最大尺寸;SL)(mm 塑件型芯径向基本尺寸的最小尺寸;Sl)(mm 塑件型腔深度基本尺寸的最大尺寸;SH)(mm 塑件型芯深度基本尺寸的最小尺寸;Sh)(mm 塑件公差,成型零件精度等级取级3;)(mm6 平均收缩率,取;S2.55% 修正系数,取 3;x0.5 0.75 模具制造公差,取。Z)4/13/1 (即,型腔径向尺寸为: 本科毕业设计说明书(论文)9zxLSLsm011)1 ( 0.14603(1 0.0255) 210.444 0.146021.5355zxLSLsm022)1 ( 0.10603(1 0.0255) 6.50.324 0.10606.6658 zxLSLsm033)1 ( 0.10603(1 0.0255) 5.50.324 0.09305.6434同理得,型腔深度尺寸为:0.1061010.255mH 型心径向尺寸为:010.14719.0743ml020.14717.8428ml030.10673.5861ml 型心高度尺寸为:010.10678.7168mh020.0933.0765mh4.2 分型面的分型面的选择选择4.2.1 分型面的选择原则分型面的选择原则塑料在模具型腔凝固形成塑件,为了将塑件取出来,必须将模具型腔打开,也就是必须将模具分成两部分,即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则4:本科毕业设计说明书(论文)10 (1)分型面的选择有利于脱模:分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件留在动模部分,由于推出机构通常设置在动模的一侧,将型芯设置在动模部分,塑件冷却收缩后包紧型芯,使塑件留在动模,这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大,内孔较小或者有嵌件时,为了使塑件留在动模,一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时,为了便于脱模,可将分型面选在塑件中间的部位,但此塑件外形有分型的痕迹。 (2)分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 (3)分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。(4)分型面应有利于侧向抽芯,但是此模具无须侧向抽芯,此点可以不必考虑。4.2.2 分型面的确定分型面的确定鉴于以上的要求,在该模具中分型面设在读卡器盖口所处平面位置,如图 4-1 所示:图 4-1 分型面示意图4.3 模具型腔的模具型腔的设计设计模具型腔在模板上的排布形式通常有圆形排列、形排列、直线排列、对称排列H及复合排列等。4.3.1 模具型腔数的确定模具型腔数的确定本科毕业设计说明书(论文)11由于读卡器盖为小型塑件,可采用一模多腔,由于读卡器盖的使用量大,为提高注塑的效率,在注射条件许可的情况下希望腔数尽可能多,初步确定为 1 模 2 腔的结构.4.3.2 模具型腔的排列形式模具型腔的排列形式模具型腔在模板上的排布形式通常有圆形排列、形排列、直线排列、对称排列H及复合排列等。本模具型腔采用形分布,分布形式如图 4-2 所示。H图 4-2 型腔分布形式示意图4.4 浇注系统的设计浇注系统的设计4.4.1 浇注系统的作用浇注系统的作用 浇注系统是塑料熔体由注射机喷嘴通向模具型腔的通道,因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处,获得外观清晰,内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求4:(1)对型腔的填充迅速有序;(2)可同时充满个个型腔;(3)尽可能消耗较少的塑料;本科毕业设计说明书(论文)12(4)对热量和压力损失较小;(5)能够使型腔顺利排气;(6)浇注道凝料容易与塑件分离或切除;(7)不会使冷料进入型腔;(8)浇口痕迹对塑料外观影响很小。4.4.2 浇注系统的组成浇注系统的组成 浇注系统的组成是:主浇道、分流道、浇口、冷料井。4.4.3 主浇道设计主浇道设计 主浇道通常位于模具的入口处,其作用是将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形,以便于塑料熔体的流动及流道凝料的拔出。热塑性塑料注塑成型用的主流道,由于要与高温塑料及喷嘴反复接触,所以主流道常设计成可拆卸的浇口套。 定位圈与浇口套的装配如图 4-3 所示:本科毕业设计说明书(论文)13图 4-3 定位圈与浇口套位置示意图浇口套的尺寸设计要求: (1)浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设模具浇口套球面半径为,注射机球面半径为 ,其关系式如下:RrR=r+0.51mm得,浇口套球面半径为 。13mm(2)浇口套进口的直径应比注射机喷嘴孔直径大 。d1d12mm得,浇口套进口的直径。d=5 mm 浇口套的尺寸如图 4-4 所示,图 4-4 浇口套形状尺寸4.4.4 分流道设计分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开在分型面上,起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和 U 形等,圆形和正方形截面流道的比面积最小(流道表面积于体积之比值称为比表面积) ,塑料熔体的温度下降小,本科毕业设计说明书(论文)14阻力小,流道的效率最高。但加工困难,而且正方形截面不易脱模,所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及形。U1)分流道设计要点(1)在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下,分流道截面积与长度尽量取小值,分流道转折处应以圆弧过度。(2)分流道较长时,在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。(3)分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上,也可以同时开设在动,定模板上,合模后形成分流道截面形状。(4)分流道与浇口连接处应加工成斜面,并用圆弧过度。2)分流道的长度分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置,从在输送熔料时减少压力损失,热量损失和减少浇道凝料的要求出发,应力求缩短。由模腔的分布得,分流道的长度为。1270mm3)分流道的截面形状 根据注塑材料的特性,初步确定分流道的截面形状为半圆形,位于模腔所在的PE凹模板。具体形状如图 4-5 所示:图 4-5 分流道示意图分流道的截面尺寸应根据塑件的成型体积、壁厚、形状,所用塑料的工艺性能,注塑速率以及分流道的长度等因素来确定。本科毕业设计说明书(论文)15 对于壁厚小于,重量在以下的塑件,可用下述经验公式确定分流道的3.2mm200g直径(此时算出的分流道直径仅限于):3.2mm 9.5mm ()40.2546DWL4-5 式中为分流道的直径,;Dmm 为塑件的质量,;W1.289g L 为分流道的长度,;1270mm最后确定分流道的直径为。6mm4.5 浇口设计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(除直接浇口外) ,它是浇注系统的关键部分。其主要作用是:(1)型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流。(2)易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口的长度约为,浇口具体0.5mm 2mm尺寸一般根据经验确定,取其下限值,然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时,剪切速率增高,同时熔体的内磨檫加剧,使料流的温度升高,粘度降低,提高了流动性能,有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大,凝料加快,补缩困难,甚至形成喷射现象,影响塑件质量。浇口位置的选择:(1)浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小,易保证料流充满整个型腔,同时流动比的允许值随塑料熔体的性质,温度,注塑压力等的不同而变化,所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。(2)浇口设置应有利于排气和补塑。(3)浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔,在塑件顶部常留下明显的熔接痕,而采用点浇口,有利于排气,整件质量较好,但是塑件壁厚相差较大,浇口开在薄壁处不合理;而设在厚壁处,有利于补缩,可避免缩孔、凹痕产生。(4)浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位,它的存在会降低塑件的强度,所以设置浇口时应考虑料流的方向,浇口数量多,产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口,以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件,浇口位置使料流的流程过长,熔接处料温过低,熔接痕处强度低,会形成明显的接缝,如果浇口位置使料流的流程短,熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度,可在熔接处增设溢溜槽,是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕,而轮辐式浇口会使熔接痕产生。(5)浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。本科毕业设计说明书(论文)16选择浇口的种类为侧浇口,形状为矩形,具体位置形状如图 4-6 所示: 图 4-6 侧浇口示意图 4.6 冷料井设计冷料井设计冷料井位于主流道正对面的动模板上,或处于分流道末端,其作用是接受料流前锋的“冷料” ,防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量,开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径,长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具,可采用底部带有拉料杆的冷料井,这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上,因此它不能随脱模机构运动。利用型头的拉料杆配合冷料井,如图Z4-7 所示:本科毕业设计说明书(论文)17图 4-7 冷料井结构示意图4.7 排气槽的设计排气槽的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气,除此以外,塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则,被压缩的空气产生高温,会引起塑件局部碳化烧焦,或塑件产生气泡,或使塑件熔接不良引起强度下降,甚至充模不满。因该模具为小型模具,且分型面适宜,可利用分型面排气,所以无需设计排气槽。4.8 凹凸模的结构设计凹凸模的结构设计 凹模用于成型塑件的的外表面,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 4 种。总体上来说整体式强度、刚度好,但不适宜复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构,使复杂型腔加工比较容易,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拼接痕迹,模具结构复杂。 本科毕业设计说明书(论文)18由于该模具结构相对简单,又属于中小型模具,所以凹模板采用整体式。 凸模用于成型塑件的内表面,又称型芯、阳模。凸模按结构形式分为整体式和镶拼组合式由于凸模的加工相对凹模容易,所以大多数的凸模采用整体式,尤其是小型模具中型芯、模板常做成一体的,大、中型模具采用镶拼组合式。 由于该模具中采用推板脱模,为小型模具,采用圆柱形单个型芯。凹模形状示意图如图 4-8 所示: 图 4-8 凹模示意图凸模形状示意图如图 4-9 所示:本科毕业设计说明书(论文)19图 4-9 凸模示意图4.9 导向机构的设计导向机构的设计4.9.1 导向机构的作用导向机构的作用 导向机构是保证塑料注塑模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件,通常采用导柱导向,主要零件包括导柱和导套。其具体作用有:定位作用、导向作用、承载作用、保持运动平稳作用、锥面定位机构作用。4.9.2 导向机构的设计原则导向机构的设计原则a.导柱(导套)应对称分布在模具分型面的周围,其中心至模具外缘应有足够的距离,以保证模具强度防止模具发生变形;b.导柱(导套)的直径应根据模具尺寸选定,并应保证有足够的抗弯强度;c.导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等,有利于配合加工并保证同轴度要求;d.导柱和导套应有足够的耐磨性;本科毕业设计说明书(论文)20e.为了便于塑料制品脱模,导柱最好装在动模板上,但有时也装在定模板上,这就要根据具体情况而定3。4.9.3 导柱的设计导柱的设计 导柱的结构形式有两种:一种为单节式导柱,另一种为台阶式导柱。小型模板采用单节式导柱,大型模板采用台阶式导柱。 在导柱的工作部分上开设油槽,可以改善导向条件,减少摩擦,但增加了成本,由于该模具要求不高,所以不再加油槽,导柱结构尺寸如图 4-10 所示:图 4-10 导柱结构示意图4.9.4 导套的设计导套的设计 由于导柱已选定,并且采用定模部分有导套,动模部分无导套的形式,可得导套的结构尺寸如图 4.11 所示:本科毕业设计说明书(论文)21图 4.11 导套结构示意图4.9.5 导向孔的总体布局导向孔的总体布局 导向零件应合理的均匀的分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心距模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值3选定的导柱分布形状如图 4-12 所示:本科毕业设计说明书(论文)22图 4.12 导柱分布示意图4.10 脱模机构的设计脱模机构的设计虽然塑件内表面有螺纹,但是由于塑件材料为热塑性塑料,为了节约工时,提高生产效率,该模具采用强制脱模,脱模机构为一次顶出脱模机构,它包括常见的推杆、推板、推块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下,通过一次动作即可顶出。基于以上原则,该模具的脱模零部件设在动模上,选择推板顶出形式。4.10.1 推杆的推杆的设计设计 推杆可以分为普通推杆、成形推杆、锥面推杆,该模具的推杆形式选择普通推杆,如图 4-13 所示:本科毕业设计说明书(论文)23图 4-13 推杆示意图下面对推杆直径进行校核:确定推杆横截面直径为,下面对其许用应力进行校核。 20mma、脱模阻力的计算3 脱模阻力 (公斤) 10PChP()4-6 式中 C型芯成型部分断面的平均周长()这里;cmC=5.843cm h型芯被塑料包紧部分的长度() ,这里;cmh=0.85cm 单位面积的包紧力,其值与塑件的几何形状及塑件的性质有关,一般0P可取 4,这里取;280120kg/cm2120kg/cm 所以,单个塑件的脱模阻力10PChP =5.843 0.85 120=596.023kg=5960.3N 则,模具的脱模阻力为2132=190727.36NPPb、推杆直径的校核推杆的受力状态可简化为两端固定的压杆稳定性力学模型,由欧拉公式简化为:本科毕业设计说明书(论文)24 24L QdnE ()4-7 式中,为推杆直径,;dmm 为安全系数4,范围在之间,此处取;1.41.81.5 为推杆长度,; LL=110mm 为脱模阻力,; QN 为推杆根数,;nn=4 为推杆材料的弹性模量() ,该材料为 4。EMpa8000由于,对推杆进行强度校核如下:d=20 mm ()4 Q n d4-8 式中,为推杆所受的压力,;Mpa 为推杆材料的许用应力,。 Mpa由上式得出,所以推杆满足强度要求。 223035.5KpcA式中为注射机的额定锁模力,;TTKN 为塑件和流道系统在分型面上的投影面积,;A2mm 总的投影面积为1232=18704AAA2mm 为安全系数,通常取; K1.11.2 KPcA=1.15 35.7 18704=767892 N所以成立,即该注射机的锁模力符合要求。T=900 KpcA(4) 模具厚度校核模具厚度为,在该注射机要求的厚度范围()之内。291mm200mm300mm(5) 开模行程校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程。对于单分型面的注塑模具,其开模行程按下式校核(注射机最大开模行程与模具厚度无关):本科毕业设计说明书(论文)26 12S+510mmHH()6-2 式中,为注射机的最大开模行程, (mm) ;S 为塑件的脱模距离(型芯的高度,此模具为 8.5mm) , (mm) ;1H 为包括流道在内的塑件高度(此模具为 103.5mm) , (mm) ;2H所以上式成立(260122) ,即该注射机的开模行程符合要求。由以上对各参数的校核可知该注射机(XS-ZY-125)符合要求。本科毕业设计说明书(论文)277 模具的装配模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段,装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系,将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。在模具装配过程中,对模具的装配精度应控制在合理的范围内,模具的装配精度包括相关零件的位置精度,相关的运动精度,配合精度及接触只有当各精度要求得到保证,才能使模具的整体要求得到保证。塑料模的装配基准分为两种情况,一是以塑料模中和主要零件台定模,动模的型腔,型芯为装配基准。这种情况,定模各动模的导柱和导套孔先不加工,先将型腔和型芯镶块加工好,然后装入定模和动模内,将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚,动模和定模合模后用平行夹板夹紧,镗投影导柱和导套孔,最后安装动模和定模上的其它零件,另一种是已有导柱导套塑料模架的。7.1 模具的装配顺序模具的装配顺序(1)确定装配基准;(2)装配前要对零件进行测量,合格零件必须去磁并将零件擦拭干净;(3)调整各零件组合后的累积尺寸误差,如各模板的平行度要校验修磨,以保证模板组装密合,分型面吻合面积不得小于80%,间隙不得小于溢料最小值,防止产生飞边。(4)在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面,以便总装合模调整时检查;(5)组装导向系统并保证开模合模动作灵活,无松动和卡滞现象;(6)组装冷却和加热系统,保证管路畅通,不漏水,不漏电,门动作灵活紧固所连接螺钉,装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶,但应防止进入系统中;(7)试模:试模合格后打上模具标记,包括模具编号、合模标记及组装基面。a、模具预热 模具预热的方法,采用外部加热法,将铸铝加热板安装在模具外部,从外部向内进行加热,这种方法加热快,但损耗量大。b、筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热,与模具同时进行。本科毕业设计说明书(论文)28c、工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度,压力,时间参数,调整工艺参数时按压力时间,温度这样的先后顺序变动。d、注塑 在料筒中的塑料和模具达到预热温度时,就可以进行试注塑,观察注塑塑件的质量缺陷,分析导致缺陷的原因,调整工艺参数和其他技术参数,直至达到最佳状态。(8)模具的维护模具在使用过程中会发生磨损,那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用,只须更换个别已损坏的零件,不会导致使用过程中,会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。7.2 开模过程分析开模过程分析 完成注塑后,模具从分型面处分开,主浇道内的废料在拉料杆的作用下从主浇道中拉出,并且塑件从凹模内脱出,之后推板在外力的作用下推动推杆运动,带动推件板将塑件强制脱模,完成脱模后,模具在分型面处闭合,推件板在外力的作用下复位,使推杆、推板的脱模机构复位。本科毕业设计说明书(论文)29结结 论论在老师的精心指导和同学的帮助下,查阅大量资料,完成了读卡器盖注塑模具的设计,并对塑料模具的认识有了质的提高,掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法。在分
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