说明书-罩盖、塑料外壳的注射模具设计及成型工艺-注塑模.doc

罩盖、塑料外壳的注射模具设计及成型工艺-注塑模含8张CAD图

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罩盖、塑料外壳的注射模具设计及成型工艺-注塑模含8张CAD图,塑料,外壳,注射,模具设计,成型,工艺,注塑,CAD
内容简介:
XXXXXXX设计中期检查表学生姓名学 号指导教师选题情况课题名称塑料外壳注射成型工艺及模具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定:所在专业意见: 负责人: 年 月 日 XXXXXXX设计任务书系 部: 专 业: 学生姓名: 学 号: 论文题目: 塑料外壳注射成型工艺及模具设计 起 迄 日 期: 20XX年 02月13日 04月 27日 指 导 教 师: 董二婷 20XX年 02月 13日 设 计 (XX) 任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的:毕业设计题目来源于企业生产,通过毕业设计培养学生综合运用所学基础理论、专业知识及基本技能来分析和解决实际问题的能力。在完成该课题之后,熟练掌握注射成型工艺生产和相关设计手册的使用,能独立完成一套模具的设计和主要零件的加工工艺的编制,能够运用三维设计软件独立完成模具装配图及零件图的绘制。2本毕业设计课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):数据如图所示,材料PP,壁厚2mm,大批量生产,根据塑料类型选择脱模斜度,未注精度等级MT5。设计要求:1.塑料外壳注射成型工艺及模具设计。 2.绘制模具装配图及模具零件图(装配图1A0,零件图1A0)。3.编写设计说明书一份。4.编写主要零件加工工艺卡片。所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号零件号零 件 名 称12-05定模扳12-00牌 号硬 度4545-50HRC工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料02锻造达尺寸130 mm90 mm45mm蒸汽锤直尺03粗铣六面达尺寸125mm85 mm40mm立式铣床虎钳30面铣刀, 10立铣刀游标卡尺04磨上下表面及一直角面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺,刀口尺05钳工划线去毛刺做螺纹孔立式钻床虎钳钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺06热处理(淬火、回火)保证硬度45-50HRC热处理炉硬度仪,游标卡尺07磨削上下面及一直角面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺,刀口尺08线切割各个型孔留余量0.02mm线切割慢走丝机床复式支撑0.2mm黄铜丝千分表,游标卡尺09钳工研磨各型孔达尺寸要求游标卡尺10检验游标卡尺 编制 校对 审核 批准 XXXXXX设计评语学生姓名: 班级: 学号: 题 目: 塑料外壳注射成型工艺及模具设计 综合成绩: 指导者评语:1)赵鑫源同学工作态度基本认真,基本能完成毕业设计任务;2)该同学查阅了国内有关塑料模具设计与制造方面的相关文献资料,制订出了基本合理的塑料成型工艺及模具结构;3)该同学设计说明书内容基本完整,计算基本正确,格式基本规范;4)该同学装配图、零件图设计基本合理,图纸表达基本准确;5)建议该同学成绩评定:及格;6)可以提交答辩。 指导者(签字): 年 月 日 设计评语评阅者评语:1)赵鑫源同学的设计任务来自生产实际,工作量大小适中,基本能够完成本任务的设计,模具结构基本合理,装配图和零件图表达存在一些细节问题,设计说明书内容基本完整、格式基本规范。2) 建议成绩评定:及格3)可以提交答辩 评阅者(签字): 年 月 日答辩委员会(小组)评语: 答辩委员会(小组)负责人(签字): 年 月 日塑料外壳注射成型工艺及模具设计摘 要 塑料是一种可塑性的合成高分子材料,具有重量轻且坚固,耐化学腐蚀,电绝缘性好,价格便宜,可塑性好等特点,广泛应用于电脑、手机、汽车、电机、电器、家电和通讯产品制造中。 注塑成形是成形塑件的主要方法之一,是指使用注塑机将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却固化获得产品的方法。注塑的优点是生产速度快,效率高,操作可自动化,能成型形状复杂的零件,特别适合大量生产。 本次毕业设计的产品为按键,具有重量轻,强度高,耐腐蚀,易清洁等特点,为大批量生产产品。本次设计在针对产品进行工艺性分析后,确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小其中最重要的是确定型芯和型腔的结构,方式。此外还进行了脱模机构的设计,合模导向机构的设以及它们的定位和紧固设计,冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。实践证明:该模具结构合理、可靠,并能保证产品质量,对此类注塑产品的模具设计有参考价值。关键词:塑料注塑成形模具设计Injection molding process and mold design of plastic buttonAbstract Plastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap. It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition,it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products .key words: Plastic Injection molding Mold design目 录1绪 论11.1模具工业产品结构的现状11.2模具工业技术结构现状11.3模具的发展趋势12.塑件的工艺分析42.1 模具工艺规程的编制4211塑件的原材料分析聚丙烯 (简写为PP)42.1.2 分析制品的工艺性和注射成型工艺规程对模具设计的要求52.1.3 分析研究制品的生产纲领52.2 根据塑件形状尺寸,估算塑件体积和重量62.3 模腔的选择与设计73 模具结构设计83.1 主流道设计83.2 分流道设计93.3 冷料井及拉料杆设计93.4 浇口设计103.5分型面的选择设计113.6 排气结构的设计123.7合模导向机构的设计123.8顶出脱模机构设计133.9推板推出脱模机构133.9.1 推板和型芯的配合位置133.10侧抽芯机构的设计143.11凹模的结构设计153.12凸模的结构设计173.13成型零部件工作尺寸计算183.15模具的工作原理和动作过程184注射机有关参数的校核195塑料模具的安装205.1模具的装配及调试21结束语21致 谢22参考文献231绪 论 模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元,日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业,从1997年开始,我国模具工业产值也超过了机床工业值。1.1模具工业产品结构的现状按照中国模具工业协会的划分,我国模具基本分为10大类,其中,冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算,目前我国冲压模占50左右,塑料成形模约占20,拉丝模(工具)约占10,而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。我国的塑料成形模具设计,制作技术起步较晚,整体水平还较低。目前单型腔,简单型腔的模具达70以上,仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模,多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右,主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等,注射模精度已达到5um以下,最高寿命已突破2000万次,型腔数量已超过100腔,达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。1.2模具工业技术结构现状我国模具工业目前技术水平参差不齐,悬殊较大。从总体上来讲,与发达工业国家及港台地区先进水平相比,还有较大的差距。在采用CAD/CAM等技术设计与制造模具方面,无论是应用的广泛性,还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面,仅有约10%的模具在设计中采用了CAD,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用CAM技术制造模具方面,一是缺乏先进适用的制造装备,二是现有的工艺设备或因计算机制式不同,或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等,联网率较低,只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作。1.3模具的发展趋势模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展(1)模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全,同时各功能模块采用同一数据模型,以实现信息的综合管理与共享,从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程,达到实现最佳效益的目的。集成化程度较高的软件包括:Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。(2)模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具,所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点,从而使模具并行工程成为可能。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。2、模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展(1)模具检测设备的日益精密、高效精密、复杂、大型模具的发展,对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达23m,目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机,并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm3250mm三坐标测量机,还拥有数码摄影光学扫描仪,率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段,从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程,成功实现了逆向工程技术的开发和应用。(2)数控电火花加工机床 日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制、PCE能量控制及自动编程专家系统。(3)高速铣削机床(HSM)铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的510倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。3、快速经济制模技术缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比,快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点,精度和寿命又能满足生产需求,是综合经济效益比较显著的模具制造技术,具体主要有以下一些技术。(1)快速原型制造技术(RPM)。它包括激光立体光刻技术(SLA) ;叠层轮廓制造技术(LOM) ;激光粉末选区烧结成形技术(SLS) ;熔融沉积成形技术(FDM) 和三维印刷成形技术(3D-P)等。(2)表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。(3)浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡胶制模技术等(4)冷挤压及超塑成形制模技术。(5)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。4、模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平,材料应用是关键。因选材和用材不当,致使模具过早失效,大约占失效模具的45%以上。在模具材料方面,常用冷作模具钢有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2,火焰淬火钢(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等;常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等;常用塑料模具用钢有预硬钢(如美国P20)、时效硬化型钢(如美国P21、日本NAK55等)、热处理硬化型钢(如美国D2,日本PD613、PD555、瑞典一胜白136等)、粉末模具钢(如日本KAD18和KAS440)等;覆盖件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V铸铁等,大型模架用HT250。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金YG20等。在模具表面处理方面,其主要趋势是:由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展;由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展。2.塑件的工艺分析2.1 模具工艺规程的编制 该塑件是一个塑料外壳,其零件如图所示。本塑件的材料采用PP,生产类型为大批量生产。图2-1塑料外壳零件图211塑件的原材料分析聚丙烯 (简写为PP)(1) 结构分析从零件图上分析,该零件总体形状为长方形并且在长度方向两端加上两个小半圆弧,在宽度方向的两侧有两个高度为1.2mm的两个凸起,在两个高度为1.2mm,长、宽分别为6mm和1.2mm的凸台,模具设计时必须设置斜杆导滑块抽芯机构解决制品的脱模问题。模具结构紧凑,动作可靠,制造成本低。该零件属于中等复杂程度。(2) 尺寸精度分析 该零件重要尺寸如:,尺寸精度为3级(GB/T14486-1993),次重要尺寸如:,等的尺寸精度为4-5级(GB/T14486-1993)。由以上分析可见,该零件的尺寸精度中等偏上,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,壁厚最大处为1.74mm,最小处为1.2mm,壁厚差为0.54mm,较均匀,有利于零件的成型。表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷,毛刺,内部不得有导电杂质外,没有特别的表面质量要求,故比较容易实现。综上分析可以看出,注射时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。塑件制品为塑料外壳,塑料外壳通过两个沟槽与机身联接,为保证装配关系与要求,两个侧向沟槽装配部分公差为0.1,其余部分极限偏差按JS15,要求表面光滑无毛刺,工作环境温度较高,先用耐热性PP。从该塑件制品的图形可知该制品的形状结构较为复杂,但对尺寸大小,精度和表面质量的要求都不太高。制品的尺寸制品尺寸大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机的规格,在一定的设备和工艺条件下,流动性好的塑料品种可以成型出较大尺寸的制品,反之成型出的制品尺寸较小,原材料(PP)流动性一般,满足尺寸大小要求不高的要求。(3) 制品的尺寸精度 制品的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制品精度,该塑件图上尺寸公差0.1mm,0.2mm,属一般精度,其余Js属较低精度。(4) 制品的形状结构 制品结构上有一定的特征。在平行于脱模方向的塑件表面上,没有一定的斜度,此斜度即脱模斜度。目的是便于塑件从模腔中脱出。斜度留取方向,对于塑件内表面是以小端为基准(即保证径向基本尺寸)。斜度向扩大方向取;塑件外表面则应以大端为基准(保证径向基本尺寸),斜度向缩小方向取。脱模斜度随制件形状、塑件种类、模具结构、表面精加工程度,精加工方向等而异。一般情况下,脱模斜度取(21)较适宜,实际工作中采用的最小脱模斜度为(0.5)。脱模斜度的选取,往往采用经验数据。如果在允许范围内取较大值。可使制件顶出更加容易,所以应尽可能采用较大的脱模斜度,其目的是使模具成型零件有修理的余地,留有足够的修模余量。查杨占尧主编塑料注射模结构与设计表2-2不同高度塑件的脱模斜度值可得:PP:塑件外表面35130,塑件内表面301,h=10.2,则塑件外表面脱模斜度0.1250.250mm,塑料内表面对应的值:0.0800.170mm。根据塑件的用途、工作环境、对塑件图上制品形状、尺寸精度、表面粗糙度等要求进行综合性分析。可知该塑件的工艺性较好,比较容易注射成型。注射成型工艺规程对模具设计的要求在设计任务书上无特殊要求,故此地不作特殊说明。2.1.2 分析制品的工艺性和注射成型工艺规程对模具设计的要求 塑料制品为塑料外壳,根据实用模具技术手册注射压力(49190)106Pa,6由模具设计简明与制造手册、塑料注塑模结构与设计可知:成型塑件材料为PP,收缩率为0.5%0.6%,塑料的脱模斜度:塑件外表面为35130,塑件内表面301塑件图见装配图。查表得:热塑性塑料挤出成型时的温度参数聚丙烯(PP) 挤出温度()室温100(加料段);130170(压缩段);170220(均化段);180245(机头及口模段);塑料制件的结构工艺性尺寸及其精度:PP高精度3级;一般精度4级;低精度:5级。2.1.3 分析研究制品的生产纲领注射成型制品的生产纲领属于大批量生产,对于大批量生产,由于模具价格在整个生产费用中所占的比例小,生产率和模具寿命问题比较突出,因此可考虑使用自动化程度较高复杂模具结构,以及对成型零部件采用较好的模具材料。2.2 根据塑件形状尺寸,估算塑件体积和重量 V=70.651.6 10.2+1.21.064(70.657)10.251.62(57+68)5.2(51.621.2)+(38-2.4)=5021.77mm3m=V=1.084.8=5.4g,选m=10g 按注射机的额定锁模力确定模腔数量N1 根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力得:则型腔数式中F注射机的额定锁模力N;P 塑料熔体对型腔的平均压力,MPa;An 单个塑件在分型面上的投影面积mm2;Aj 浇注系统在分型面上的投影面积mm2;其中 F= 250KN=250000N Aj初取530.66mmAn=70.651.6= 3642.96mmP查表(3-1)塑料成型工艺与模具设计取值为40MPa代入数值N1(250000-40530)403642.96=228800145718.41.57故取1。按注射机的最大注射量确定型腔数量n (7-1)式中Vg(Mg) 注射机最大注射量cm3或gVj(Mj) 浇注系统凝料量cm3或gVn(Mn) 单个塑件的体积或质量cm3或gK- 注射机最大注射量的利用系数其中,Mg=30,Mj初取10,K=0.8,Mn =10代入数值得。=1.41为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应合理确定型腔数目。一般模腔数量取1,2,4,6,8,16个,参照上边的计算结果,同时考虑到制品的形状结构(特别带有侧向凸台)确定该注射模为一模一腔。2.3 模腔的选择与设计 塑件形状结构较为复杂,采用一模一腔大批量生产,定模动模部分的成型零部件均采用嵌入式,塑件内部四侧均有一内凹,该模具采用斜杆导滑块抽芯机构,模具融融洽整体上为二次分型抽芯机构,由于塑件尺寸较小,且结构复杂,故采用二级脱模机构。3 模具结构设计浇注系统指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料由塑料熔体的流动通道,普通浇注系统包括流道(由主流道、分流道和冷料穴组成)和浇口。3.1 主流道设计根据设计手册查得XS-ZY-30注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴前端孔径:d0=3.5mm喷嘴前端球面半径R0=12mm,根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(12)mmD=d0+(0.51)mm取主流道球面半径R=13mm取主流道的小端直径d=3.5mm(进口端)主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处,它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,便于塑料熔体顺利地向前流动,开模时主流道凝料又能顺利地向前流动,开模时主流道又能顺利地被拔出。为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计为圆锥形,其斜度为13,须换算得主流道大径为D=5mm。可在主流道出料端设计半径为r=5mm的圆弧过渡。PP(热塑性塑料)的主流道一般有浇口套构成,主流道衬套的形式及尺寸如图所示。图中d=d0+0.51,R=R+12,=13, LZ=50 。主流道进口端与出口端直径D1=3。5mm,D2=5mm,D1进口端直径,D2出口端直径,以上为主流道截面推荐值。 图3-1主流道截面图3.2 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道,多型腔模具一定设置分流道。分流道的形状及尺寸,应根据塑件的体积壁厚、形状的复杂程度,注射速率、分流道长度等因素来确定,常见分流道的截面形状有圆形、梯形、U字形和六角形等。本塑件的形状复杂,熔料填充型腔不太容易,根据型腔的排列方式可知分流道的长短,为了便于加工起见,选用截面形状为梯形的分流道,查表62H=4mm,L=6mm 图3-2分流道截面形状简图 查部分分流道断面尺寸推荐范围,分流道断面直径/mm,PP的该项值为3.510mm。由塑料模具技术手册可得分流道直径由经验公式确定,对于壁厚小于3mm,质量在200g以下的塑件,可用下述经验公式确定分流道的直径。D=0.2654(mm),式中塑件的质量:(g);L分流道长度(mm)其中=10g,L一般取830mm。此处可初选为50mm,代入数值D=0.26544 mm。分流道设计时应注意以下几点:各型腔均衡进料,应采用平衡式布置。R0.8(表面粗糙度);分流道多开设在定模一侧;分流道与浇口的连接处应加工成斜面,并用圆弧过渡。3.3 冷料井及拉料杆设计 冷料井位于主流道正对面的模板上,或处于分流道末端,其作用是捕集料流前锋的“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中的冷凝料拉出。 冷料井直径宜稍大于主流道大端直径,长度约为主流道大端直径。3.4 浇口设计根据塑件的成型要求及型腔排列方式,选用点浇口。浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道,它是浇注系统的关键部分,浇口长度约为0.52mm,具体尺寸一般由经验确定,取其下限值,然后在试模时逐步修正。浇口位置选择遵循原则:15a、避免塑件上产生缺陷,避免浇口正对着宽度和厚度都比较大的型腔空间。b浇口应开设在塑件截面最大处。由上述两个原则,结合塑件的结构,浇口的位置选择在塑件长度、宽度方向的对称中心线交点处。点浇口又称橄榄形浇口或菱形浇口,是一种截面尺寸特小的圆形浇口,其特点是:浇口位置限制小。去除浇口后残留痕迹小,不影响塑件外观。开模时浇口可自动拉断。有利于自动化操作。浇口由补偿造成的应力小,但对于薄壁塑件因剪切速率过高,由于分子高度定向而造成局部应力,甚至开裂。为改善这一情况,在不影响使用前提下,可局部增加浇口处塑件壁厚,以圆弧R过渡,压力损失大,模具必须采用三板式模具结构,导致模具结构复杂,并要采用顺序分模结构,但在无流道模具中仍有采用二板式模具结构。对于投影面积大的塑件及容易变形的塑件,应采用多点浇口,以减小翘曲变形。它特别适用于表现粘度随剪切速率增大而明显降低的塑料。查塑料成型工艺与模具设计(屈华昌主编)上表5-4可得常用的浇口形式;点浇口尺寸及说明:d=0.82.0mm,4=6090,图3-4点浇口1=1230,l=0.81.2mm,l0=0.51.5mm,l1=1.02.5mm。l=0.50.75有倒角C时取l=0.752,C=R0.3或(3045),d=0.32,=24,1=615,=0.3,D1D经验计算公式d=nK.。K系数,为塑件壁厚的函数,见表注为了去浇口方便,可取=0.52,l浇口长度(mm),d浇口直径(mm),A型腔表面积(mm2)图略。2、塑料系数n由塑料性质决定,通常PP n=0.6,k系数,塑料壁厚的函数,k=0.206,k值适用于t=0.752.5。3.5分型面的选择设计模具设计中,分型面选择很关键,它决定了模具的结构,应该根据分型面选择原则和塑料的选择要求选择分型面。模具取出塑件回浇注系统凝料的面,称为分型面。分型面的选择受塑件的形状、壁厚、外观、尺寸精度及模腔数量排槽和浇口位置等许多因素的影响。根据下述分型面选择原则确定分型面位置:1 符合塑件脱模,分型面的位置应设在塑件断面尺寸最大的部位。2 分型面数目应尽量少,形状应尽量简单。3 有利于塑件脱模,选择分型面应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。4 考虑侧向抽拔距选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。5 有利于排气。6 模具零件易于加工,选择分型面时,应将模具分割成便于加工的零件。概括起来说选择分型面的原则是:塑件脱出方便、模具结构简单、腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理。综上所述,该塑件采用二次分型,开模时,先通过弹簧弹力使面分型,即沿定模板与定模座板接触面分型,然后再沿面即动模板与定模板接触面分型。这样便于拉断点浇口然后既可降低模具复杂程度,减少模具加工难度又便于成型后出件。确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模一件,即模具需要一个型腔,综合采用如图所示的型腔排列方式。(见装配图)这种型腔的排列方式便于设置斜滑块抽芯机构,其缺点是将熔料进入型腔后弄另一端的料流长度较长,但因本塑件较小,帮对成型无太大的影响。3.6 排气结构的设计 从某种意义上说,注射模也是一种置换装置,即塑体进入模腔的同时,置出模腔内的气体,这些气体如果不能排出模腔,将会影响制品成型以及脱模后的质量。因此,在设计模具时,必须考虑排气结构的设计问题。排气方式有两种,排气槽排气、间隙排气。塑件采用的是中小型模具,可直接利用分型面,斜滑块活动余量,顶杆间隙,顶杆间隙,拼镶件缝隙进行排气,而不需要另设排气榜,间隙大小以不产生溢料现象为宜,通常在0.020.05mm选择。3.7合模导向机构的设计注射模中,合模导向机构主要用来确保动模和定模两大部分或模内其它零件之间准确对合,以保证塑料制品的形状和尺寸精度,并避免模内各种零件发生碰撞和干涉。对于小型模具,可选以导柱为基本零部件构成的合模导向机构,该导向机构通常由导柱与导套的间隙配合组成,导柱形式尺寸查塑料成型工艺与模具简明手册王孝培主编,表3-44可得直通式导柱。导柱长度L应保证,开模后导柱长度比凸模端面长出68mm,查表3-44直通式导柱。取值:材料为T8A淬火回火后硬度5055HRC,长度L及L1按使用情况自选。表4、表5在后面。表3-1导柱的有关尺寸公称直径dd1固定孔公差(H7)DHL2RWL3(参考)尺寸公差f7尺寸公差m616-0.016-0.03316+0.019+0.007+0.0192041022.516表3-2导套的有关尺寸公称尺寸dd1d1固定孔落(H7)DHR尺寸公差H7尺寸公差m616+0.01924+0.023+0.008+0.0233052.5注:材料为20钢渗碳或T8淬硬,5055HRC,L按使用情况决定,L1一般为11.5d.查表3-1导套长度系列尺寸,取导套长度为69。导套形式及尺寸查表3-2,导套系列尺寸(mm)公称尺寸为d=30,该模具采用的导套的结构形式如图所示,导柱的数量和布置采用适当的固定方法,以防止导柱从安装孔中脱出。导柱与安装孔间采用过渡配合H7/m6或H7/k6.导柱与导套的配合与安装,导柱与导套一般采用间隙配合,H7/f7或H8/f8导柱的安装方式,采用型可不需要导套结构简单加工方便。3.8顶出脱模机构设计推出脱模机构是注射模的重要功能结构之一,它由一系列推出零件和辅助零件组成,可以具有不同的推出动作。其作用是将冷却固化后的成型制品从模具中取出,最理想的情况是模具开启后,制品由自身重力作用而从型腔或型芯上自动脱落。3.9推板推出脱模机构推板推出的原理是在型芯根部安装一与之密切配合的扒板,推板沿型芯周边移动将制品推离型芯,其特点是推出力均匀,力量大,运动平衡。主要用于薄壁容积壳体以及表面不允许带出推出痕迹的制品,但对于型芯周边外形复杂时,推板与凹模配合部分加工困难。3.9.1 推板和型芯的配合位置设由510的配合斜度,便于脱模。为了减小推出过程中扒板与凸模间的磨擦,二者之间应留有0.25mm的间隙。设计推板推出脱模机构注意的事项:配合应淬火,推板的推出距离不得大于导柱长度。间隙配合,一般为H8/f8。推板与型芯的配合应为锥面,斜度不小于5。若用直面,一则不易导向,二则容易磨损而导致溢出飞边。在合模过程中,因为推板能在合模力的作用下回到初始位置,所以在结构中不必另设复位机构。3.10侧抽芯机构的设计该模具采用斜杆导滑的斜滑块抽芯机构,由于受斜导杆强度的限制,常用在抽芯力不大的场合。设计斜滑块分型与抽芯机构应注意的问题1 主型芯位置的合理选择。2 开模时制动斜滑块的方法。3 斜滑块的推出行程与倾角。4 斜滑块的装配要求。5 斜滑块推力不均问题。解决办法,可在推杆与斜滑块之间加设一个推板。该结构的斜导杆与滑块合为一体,制品内侧的凸起由斜导柱5的头部成型。在型芯7上开有斜孔,滑座2固定在推杆固定板上,斜导柱杆的成型端可在型芯7的斜孔内滑动,另一端与滑座T型槽配合。在推出装置的作用下,斜导杆5沿斜孔移动而实现内侧抽芯,同时由推件板4推出制品。斜导杆成型端在抽芯的同时,斜导杆另一端在滑座T形槽中滑动,即斜导杆两端同步移动,不致卡死。斜导杆5的复位杆3完成。 图 3-10斜滑块的简图3.11凹模的结构设计凹模用以成型塑件的外表面,按其结构不同可分六种,该模具采用整体式凹模,说明:如图所示,适用于形状简单,小型模具,可在型板上直接加工出型腔,模具一般不进行热处理。图见后面。尺寸部位类别序号模具零件名称塑件尺寸计算尺寸公式计算公式说明工作尺寸凹模径向尺寸1凹模LS1=70.LS2=51.6LS3=38LS4=6平均尺寸法:LM=(1+SCP)Ls+Z注1注1:项系数随塑件精度和尺寸变化,一般在0.50.8间;LM凹模径向尺寸(mm)Ls塑件径向公称尺寸(mm)Scp塑料的平均收缩率(%)Z凹模制造公差(mm)塑件公差值(mm)LM1=70.488+0.21LM2=51.438+0.19LM3=37.845+00.15LM4=5.8凹模深度方向尺寸2凹模HS1=10.2HS2=1.2HS3=5.2+0。32平均尺寸法:HM=(1+SCP)Hs+Z注3注3: 项,有的资料介绍系数为0.5HM凹模深度尺寸(mm)Hs塑件高度公称尺寸(mm)Z凹模制造公差(mm)HM1=10.038+00.17HM2=1.033+0.09HM3=5.0668+0.06凸模径向尺寸3凸模LS1=66+00.64LS2=57平均尺寸法:LM=(1+SCP)Ls+-z注2注2: 注1:项系数随塑件精度和尺寸变化,一般在0.50.8间;LM凸模径向尺寸(mm)Scp塑料的平均收缩率(%)Z凸模制造公差(mm)c型芯磨损量(mm)LM1=66.90660-0.11LM2=57.7050-0.19LM3=69.027150-0.11 图3-11凹模简图3.12凸模的结构设计凸模用来成型塑件的内表面,成形杆多用来成型塑件上的孔。视情况不同,凸模可分为整体式凸模,组合式凸模,成形杆,该模具采用整体式凸模,即将凸模与模板做成整体。说明;用整体式模具材料直接加工而成,结构牢靠,不易变形,制品无镶拼接缝的溢料痕迹;但形状复杂时不易加工,材料消耗量大,适用于凸模形状简单的小型模具。3.13成型零部件工作尺寸计算成型零部件工作尺寸计算所谓工作尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件部位的工作尺寸,主要有凹模和型芯的径向的径向尺寸(包括矩形和异形的长度和宽度尺寸)。凹模的深度和型芯的高度尺寸,中心距尺寸等。工作尺寸计算受塑件尺寸精度的制约。本例按照成型零部件的工作尺寸的有关规定,计算时均采用平均值法,即采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损易来进行计算。3.14冷却系统的设计计算本塑料件在注射成型时不要求有太高的模温,因而在模具上可不设加热系统,是否需要冷却系统可作如下设计计算:根据选择冷却或加热措施的原则及影响因素,该系统选用常温水作为介质对模具进行冷却。设定模具平均工作温度为40,用20的常温水作为介质,其出口温度为30。16求塑料在硬化时每小时 释放的热量Q3.查表3-78单位质量(或体积)聚合物在注射成型温度下的总热容h得PP的h=272q/(Jg-1),即293q/(Jcm-3)。由前面的成型周期90S,注射量32.4g产量为每1.5分钟1套)1.296kg/h。即32.410-3()=1.296kg/hQ=WQ=1.29627.2104J/kg=35.2512104J/kg求冷却水流量:V=WQPc1(t1-t2)=35.512104601034.187103(30-20)0.1410-3m3/min查表可得由体积流量V表可查得所需冷却水管的直径非常小,由上述可知,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。3.15模具的工作原理和动作过程 本模具的工作原理,斜推杆脱模的注射模,如图3-391所示,该模具成型塑料四边具有内侧凹,模具采用顺序 分型脱出点浇口流道凝料,斜推杆顶出塑料,斜推杆顶出塑件,模具结构紧凑,动作可靠。动作过程:开模时由弹簧的作用,模具沿面分型,脱出流道凝料,当限位钉拉住定模型腔板时,模具沿面动、定模分型,塑件留于动模边,注射机顶杆推动推板时,斜推杆3斜向中心前移,推出塑件。斜推杆3同时在滑座6内横向移动。通过滑座,由复位杆迫使斜推杆复位。4注射机有关参数的校核(1) 注射量校核 Mi=Mn+MjMi=0.8Mi由上面计算代入相应数据 (110+10)0.830注射量满足要求 20 24(2) 开模行程的校核 选用的注射机合模系统为柱塞直通式,且模具结构为双分型面,故校核开模行程采用下式:SmaxH1+H2+a+(510)mm式中H1 制品所用的脱模距离,单位为mm;H2 制品高度,单位为mm;a 取出浇注系统凝料必须的长度,单位为mm;其中 H1 =50 mm, H2 =10.2mm, a =30 mm Smax=160mm代入数值:16050+10.2+30+(510)=95.2100.2(对于带有斜杆导滑的斜滑块抽芯机构的塑料模,在校核开模行程时,需考虑侧向抽芯动作的开模距离Hc,由后面的有关斜滑块部分的计算可得抽拔距S=22mm,对应的开模距Hc=5ctg=22ctg20=60 HcH1+H2故这里可不考虑Hc对最大开模行程的影响,开模行程满足要求。(3) 模具厚度校核:Hmin 实际模具厚度(mm)Hmin,Hmax注射机允许安装的最小、(大)模具厚其中 Hmin=60 Hmax=180Hm由后面模架的选取中计算取60Hm180模具厚度满足要求。(4) 模具在注射机
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