资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共53页)
编号：129944293
类型：共享资源
大小：3.50MB
格式：ZIP
上传时间：2021-05-26
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
45
积分
- 关 键 词：
-
读卡器
模具设计
注塑
- 资源描述：
-
喜欢这套资料就充值下载吧。。。资源目录里展示的都可在线预览哦。。。下载后都有，，请放心下载，，文件全都包含在内，图纸为CAD格式可编辑，【有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763】
- 内容简介：
-
湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）摘 要本文主要说明了多功能读卡器塑料模具的设计过程，以及定模座板的数控加工程序编制，同时讲述了选择模具零件的原因以及零件的结构计算。还阐述了选择的塑料与注塑机的类型和属性，经过查阅各种相关的资料，最后完成的本次的设计。关键词：型腔，模板，流道，一模四腔，侧向抽芯。目 录 第一章 前 言1第二章 塑件成型工艺分析22.1塑件图22.2塑件的工艺性分析32.2.1分析制品原材料的工艺性32.2.2主要技术指标32.2.3塑件结构分析42.2.4脱模斜度的确定42.2.5拟定模具的结构形式42.2.6分型面结构设计6第三章 注射机型号的确定73.1注射量的计算73.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力计算73.3选择注射机型号83.4注射机工艺参数及型腔数量的校核93.4.1最大注射量的校核93.4.2型腔数量的校核93.4.3最大和最小模具厚度校核103.4.4开模行程的校核10第四章 浇注系统的设计114.1流道设计114.1.1主流道的设计114.1.2主流道衬套的形式 124.1.3主流道衬套的固定134.1.4冷料穴的设计144.1.5分流道的设计154.2浇口的设计164.2.1浇口的位置选择164.2.2浇口类型选择174.2.3浇口结构尺寸的计算174.2.4浇注系统的平衡184.2.5浇注系统凝料体积的计算184.2.6浇注系统各截面流过熔体的体积计算184.2.7普通浇注系统截面尺寸的计算与校核19第五章 成型零件的结构设计和计算215.1成型零件的材料选择215.2成型零件结构设计和计算215.2.1成型零件的结构设计215.2.2成型零件工作尺寸的计算225.3型腔零件强度、刚度的校核265.3.1侧壁厚校核强度、刚度265.3.2底板厚度的强度、刚度校核27第六章 模架的确定和标准件的选用296.1定模座板296.2定模扳296.2.1定模型腔296.3动模板296.3.1动模型腔296.4垫块296.5推板306.6推板固定板306.7 动模座板30第七章 合模导向机构的设计317.1导向结构的总体设计317.2导柱设计317.3导套设计32第八章 脱模推出机构的设计348.1推杆的设计原则348.2脱模力的计算348.3脱模机构的结构设计358.4复位零件36第九章 侧向抽芯机构的设计379.1抽芯距与抽芯力的计算379.1.1抽芯距379.1.2抽芯力379.2弹簧侧抽芯的设计38第十章 排气系统的设计39第十一章 温度调节系统设计4011.1冷却系统的设计原则4011.2冷却介质4011.3冷却时间的确定4011.4冷却系统的简略计算4111.4.1冷却水的体积流量4111.4.2冷却水孔的直径4111.4.3冷却水在管道内的流速4111.4.4冷却水管传热面积4111.4.5冷却管道的孔数42第十二章 数控加工编程43第十三章 结论46参考文献47致 谢48-49-第一章 前 言模具是用来使金属或非金属成型的工具，是工业化生产中必不可少的基础工艺装备。模具制造技术水平的高低，不仅是衡量一个国家制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着其产出产品的质量、效益和新产品开发能力；同时模具又是企业的“效益放大器”，依靠模具生产出的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 由于利用模具生产制作具有高效率、低成本、高精度、高一致性的特性，汽车、电子、电器、仪器仪表、家电、航空航天、建材、电机和通讯器材等产品中，约60%-80%的零部件都要依靠模具加工成型，因此模具在国际上被称为“工业之母”。近年来随着模具制造能力的不断提高，使得模具有着高精度、长寿命、高生产率、型腔形状和结构复杂的特点。如今模具的生产方式广乏采用CAD/CAM/CAE技术，采用高速切削加工技术，快速成型技术和快速制模技术的一系列的先进技术。模具未来的加工也向着粗加工向高速加工发展，成型表面的加工向精密、自动化发展，光整加工向自动化发展，快速成型加工技术的发展，模具CAD/CAM/CAE正向集成化、三维化、智能化和网络化发展，模具的标准化程度将不断提高。第二章 塑件成型工艺分析2.1塑件图图2.1塑件三视图 a） b）图2.2塑件三维图技术要求：外表无痕，表面粗糙度Ra3.2；未标注倒角为0.5，未标注尺寸公差取MT5级精度；大批量生产。2.2塑件的工艺性分析2.2.1分析制品原材料的工艺性给定的塑件材料为HDPE（高密度聚乙烯）塑料。（1）HDPE的基本特性HDPE（High Density Polyethylene，高密度聚乙烯），是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，无毒、无味、无臭的白色颗粒，。它具有良好的耐热性和耐寒性，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能较好。硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。用途：适用于挤出包装薄膜，绳索，编织网，渔网，水管，注塑较低档日用品外壳，非承载荷构件，胶箱，周转箱，挤出吹塑容器，中空制品，瓶子。（2）成型特性塑料熔点为105137，相对密度为0.940.97g/cm，收缩率较大，在厚度12mm的塑件上，收缩率为1.52%，制品高度方向的收缩率为水平方向的收缩率的110150%。这里我选择密度使用0.95g/cm，水平方向收缩率为1.5%，为方便计算高度方向收缩率也为1.5%。2.2.2主要技术指标HDPE主要技术指标，见表2.1、2.2、2.3。表2.1 HDPE的成型条件工艺条件单位HDPE机筒温度后部温度（）180190机筒温度中部温度（）180230机筒温度前部温度（）140160喷嘴温度温度（）150180模具温度温度（）3045注射压力压力（MPa）70100注射时间时间（s）1560冷却时间时间（s）1560螺杆转速转速（r/min）3060表2.2 HDPE的物理性能材料性能单位HDPE密度 g/cm3 0.940.97吸水性微小表2.3 HDPE的热性能材料性能单位HDPE收缩率%1.5熔点温度（）220260分解温度温度（）300软化点温度（）125135使用温度温度（）1002.2.3塑件结构分析制品为多功能读卡器的上壳部分，壁厚1.5，采用注射成型，进行大批量生产。制品要求表面较为光滑，外表面不允许出现挂上、缩孔和气泡等缺陷，且要求较低的表面粗糙度值，精度等级等级选MT5（高精度，GB/T 14486-1993标准），因此浇口应开设在塑件隐蔽处。制品的侧面开口由滑块上的型芯成型，该模具选择一次开模。考虑到塑件在注射时要有一定的流动性，以及抗冲击因素，所以选择HDPE（高密度聚乙烯）作为材料。2.2.4脱模斜度的确定由于制品冷却之后会产生收缩，并紧紧包在凸模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为便于脱模，防止制品表面在脱模时擦毛、划伤等，在制品设计时应考虑其表面在合理的脱模斜度。根据查表，得出常用的PE脱模斜度，凹模为2545，凸模为2045。本设计凸凹模均采用30（就是0.5）作为脱模斜度。2.2.5拟定模具的结构形式（1）型腔数量的确定型腔数量以及位置如何确定要根据塑件制品的的生产效益、尺寸大小、结构难易程度等各种因素灵活确定。常用的方法有四种：根据注射机的额定锁模力确定型腔数目：当成型大型平板制品时，常采用这种方法。设注射机的额定锁模力为F（N），型腔内塑料熔体的平均压力为Pm（MPa）,单个制品在分型面上的投影面积为A1（mm2），浇注系统在分型面上的投影面积为A2（mm2），则PmnA1+A2F即：nF-PmA2PmA1根据注射机的最大注射量确定型腔数目：设注射机的最大注射量为G（g），单个制品的质量为W1（g）,浇注系统的质量为W2（g），则型腔的数目n为：n0.8G-W2W1根据经济性确定型腔数目：根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。这里不做考虑，仅以节约材料为目标。根据制品精度确定型腔数目：根据经验，在模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%，所以不是型腔数目越多就越好。对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致，故常推荐型腔数目不超过4个。该塑件精度要求一般，精度等级为MT5，生产批量比较大，可以采用一模多腔的形式。考虑到塑件在脱模时需要侧抽芯，所以初定为一模四腔的模具结构形式。（2）模腔排列形式的确定本塑件在注射时采用一模四腔，即模具需要四个型腔。考虑到腔与腔之间的距离，刚度与强度及受力均匀，还有侧抽芯的分布位置，浇口的开设位置，拟采用中心对称排列方式，见图2.3。图2.3 模腔排列方式 2.2.6分型面结构设计模具上用来取出塑件和浇注系统凝料可分离的接触表面称为分型面。，分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺密切相关，并且直接影响塑料熔体的流动充填性及制品的脱模，分型面的位置也影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设位置有关，因此，分型面的选择是注射模具设计中的一个重要内容。1、分型面的选择应注意以下几个方面：（1）分型面应选择在塑件的最大截面处。（2）不影响塑件外观质量。（3）有利于保证塑件的精度要求。（4）有利于模具加工，特别是型腔的加工。（5）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置。（6）便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模的一边。（7）尽量减小塑件在合模平面上的投影面积，以减小所需锁模力。（8）便于嵌件的安装。长型芯应置于开模方向。该塑件在设计的时候已经充分考虑到了以上的基本原则，从塑件的实物上看，该塑件需要侧抽芯，所以在确定分型面的时候，还要确定好侧抽芯结构，这里因为抽芯距比较短，采用的是弹簧滑块侧抽芯，具体结构见装配图。2、分型面的方案选择：图2.4分型面如图2.4所示，这种方案满足分型面在制品的最大外形尺寸处，并能够保证塑件上表面凸起的质量要求，而且塑件在分型面出的表面质量无特殊要求，塑件侧面采用弹簧滑块侧抽芯机构，模具结构比较简单。第三章 注射机型号的确定塑机型号主要是根据塑件的外形尺寸、质量大小及型腔的数量和排列方式来确定的。在确定模具结构形式以及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需塑料注射量、注射压力、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要用到的锁模力、模具厚度、拉杆间距、安装固定尺寸以及开模行程等进行计算，这些参数都与注射机的有关性能参数密切相关，如果两者不匹配，则模具无法安装使用。因此，必须对两者之间有关的参数进行校对，并通过校对来设计模具与选择注射机的型号。3.1注射量的计算模具所需塑料熔体注射量m=nm1+m2式中m-一副模具所需塑料的质量或体积（g或cm3）；n-初步选定的型腔数量；m1-单个塑件的质量或体积（g或cm3）；m2-浇注系统的质量或体积（g或cm3）。通过Pro/E建模分析，塑件质量m1=3.463g，塑件体积V1=3.645cm，流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模四腔，所以注射量为m=1.6nm1=1.643.463=22.16g3.2塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力计算根据pro/e建模，对塑件投影面积分析得A1为1644mm2。流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可以用0.35nA1来进行估算，所以A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=1.3541644=8877.6mm2从而得到：Fm=Ap型=8877.630=266310N=266.33kN式中，Fm-注射机的额定锁模力（N）；P型-模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa），一般为注射压力的0.30.65倍，通常为2040MPa，在本次设计中，型腔压力P型取30MPa（因为是薄壁塑件,所以取大些）。3.3选择注射机型号根据上面计算得到的m和Fm值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量G）和额定锁模力应满足Gm式中，-注射系数，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75。FFm注射机规格主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式来确定，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下惊醒注射机相关参数的计算。在本次设计中，根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初步选用SZ-125/630卧式注射机，主要技术参数见表3.1。表3.1 SZ-125/630注射机主要参数结构形式卧式理论注射量（cm3）140螺杆（柱塞）直径（mm）40注射压力（MPa）126注射速率（g/s）110塑化能力（g/s）16.8螺杆转速（r/min）14200锁模力（kN）530拉杆内间距（mm）370320移模行程（mm）270最大模具厚度（mm）300最小模具厚度（mm）150锁模型式双曲肘模具定位孔直径（mm）125喷嘴球半径（mm）SR15定位孔直径（mm）153.4注射机工艺参数及型腔数量的校核3.4.1最大注射量的校核为保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于或等于注射机的公称注射量的80%，即nV塑+V浇0.8V公式中，V公是注射机公称注射量（cm3）; V塑是单个塑件的体积（cm3）,V浇是浇注系统的容积（cm3）；n是型腔数目（个）。所以根据上述有43.6451.6=23.328112塑件和流道凝料的体积之和小于注射机公称注射量，故最大注射量符合要求。3.4.2型腔数量的校核 （1）由注射机料筒塑化速度校核模具的型腔书nn=kMt3600-m2m1=0.816.83036003600-0.643.4633.463=114.034上式右边=114.034（符合要求）。式中，k-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； M-注射机的额定塑化量，取16.8g/s； t-成型周期，取30s。（2）按注射机的最大注射量校核型腔数量n：nKG-m2m1=28.3上式右边=28.34（符合要求）式中G-注射机允许的最大注射量（g或cm3）(3)按注射机的额定锁模力校核型腔数量n：nF-P型A2P型A1=30.6上式右边=30.64（符合要求）式中，F-注射机的额定锁模力（N）； A1-单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）； A2-浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）； p型-塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）一般是注射压力的80%。3.4.3最大和最小模具厚度校核 SZ-125/630型注射机所允许模具的最小闭合厚度为150mm，最大闭合厚度为300mm，而本设计的模具厚度为Hm=224mm，即模具满足HminHmHmax的安装要求。3.4.4开模行程的校核SH1+H2+510mm式中S-注塑机的最大开模行程（mm）；H1-塑件脱出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2-塑件高度（mm）。式右边=25+（510）=350336610101414181824243030404050MT5A0.200.240.280.320.380.440.500.560.64B0.400.440.480.520.580.640.700.760.84注：A为不受模具活动部分影响的尺寸公差值；B为受模具活动部分影响的尺寸公差值。模具公差值z（MT5换算为IT11）表5.2模具制造公差基本尺寸0336610101818303050508080120120180IT110.060.0750.090.110.130.160.190.220.25（1）对于型腔径向尺寸来说，已知Ls1=50.00，=0.84，z=0.16Ls2=45.00，=0.84，z=0.16Ls3=33.00，=0.76，z=0.16Ls4=13.00，=0.52，z=0.11已知HDPE的平均收缩率Scp=1.5% 由上式可得LM1=1+1.5%50-340.840+0.16=50.120+0.16LM2=1+1.5%45-340.840+0.16=45.050+0.16LM3=1+1.5%33-340.760+0.16=32.930+0.16LM4=1+1.5%13-340.520+0.11=12.810+0.11（2）对于型腔深度尺寸来说，已知Hs1=6.00，=0.44，z=0.075Hs1=5.00，=0.44，z=0.075Hs1=4.50，=0.44，z=0.075Hs1=3.50，=0.44，z=0.075由上式可得HS1=1+1.5%6-230.440+0.075=5.800+0.075HS2=1+1.5%5-230.440+0.075=4.780+0.075HS3=1+1.5%4.5-230.440+0.075=4.270+0.075HS4=1+1.5%3.5-230.440+0.075=3.260+0.075（3）对于型芯径向尺寸来说，已知lM1=47.00，=0.84，z=0.16lM2=44.50，=0.84，z=0.16lM3=30.00，=0.70，z=0.13lM4=12.00，=0.52，z=0.11由上式可得lM1=1+1.5%47+340.84-0.160=48.34-0.160lM2=1+1.5%44.5+340.84-0.160=45.80-0.160lM3=1+1.5%30+340.7-0.160=30.98-0.160lM4=1+1.5%12+340.52-0.160=12.57-0.160（4）对于型芯高度尺寸来说，已知hs1=4.5，=0.44，z=0.075hs3=4.0，=0.44，z=0.075hs2=3.5，=0.44，z=0.075由上式可得hM1=1+1.5%4.5+230.44-0.0750=4.86-0.0750hM2=1+1.5%4.0+230.44-0.0750=4.35-0.0750hM3=1+1.5%3.5+230.44-0.0750=3.85-0.07505.3型腔零件强度、刚度的校核在注射成型过程中，型腔主要承受熔体的压力，因此，模具应该有足够的强度和刚度，如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致过大的塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，必须对型腔的强度和刚度进行一定的设计计算。在进行刚度计算时应该注意以下几点：（1）在进行制品能够顺利脱模，为达到此目的，型腔允许的弹性变形量不能大于制品的壁厚的收缩率。否则，制品成型后，其周期被变形的型腔紧紧包住，无法脱模。（2）当制品的某部分或某一尺寸同时有几项要求时，应以其中严格的要求来计算刚度。（3）当型腔尺寸的强度计算和刚度计算分界值（取决于制品结构形状，模具材料的许用应力，型腔允许的弹性变形量以及型腔内熔时的最大压力）难以分明的情况下，则应分别进行强度和刚度的计算，并取其最大值作为壁厚和底板的厚度。5.3.1侧壁厚校核强度、刚度由于本次镶嵌的型腔为矩形模块，所以，这里校核计算使用矩形凹模的整体式计算。按强度计算：已知hl=650=0.1250的细长冷却管道，其孔壁与冷却水之间的传热膜系数h的计算式为：h=3.6f(v)0.8d0.2=1.19104 kJ/（m2h）式中，f-与冷却介质温度有关的物理系数； -冷却介质在一定温度下的密度（kg/m3）。由于所选冷却介质为水，可直接查找参考文献得到f在30时取f=7.22，所以有：A=4.131010-3m211.4.5冷却管道的孔数n模具应开设的冷却管道孔数为：n=AdL=0.66（个）式中，L-冷却管道开设方向上模具长度或宽度（m）； A-冷却水管总传热面积（m2）； d-冷却水孔直径（m）。因为型腔布置缘故，所以，动定模型腔均开设一个冷却水道，具体布置如装配图所示。第十二章 数控加工编程图12.1 动模座板动模座板形状简单，选用毛坯的尺寸为400mm315mm,上、下两面加工已经完成，下面只需编制模板的侧面铣与钻孔的数控程序。T01为20铣刀，T02为15钻头，T03为50铣刀，T04为23铣刀，T05为26铣刀。以下是数控程序：O00001；T03；N001 G90 X 200 Y 157.5 Z 100；N002 M03 S800；N003 G00 Z 30；N004 G01 Z 21；N005 G00 Z 100；N006 M05；T01N007 GOO X 133 Y 71.5 Z 30 ；N008 G01 Z -10；N009 Z 30；N010 X 267；N011 Z -10；N012 Z 30；N013 Y 243.5；N014 Z -10；N015 Z 30；N016 X 133；N017 Z -10；N018 Z 30；N019 G00 X 200 Y 157.5 Z 100；N020 M03；T05；GOO X 133 Y 71.5 Z 30 ；N021 G01 Z 21；N022 Z 30；N023 X 267；N024 Z 21；N025 Z 30；N026 Y 243.5；N027 Z 21；N028 Z 30；N029 X 133；N030 Z 21；N031 Z 30；N032 G00 X 200 Y 157.5 Z 100；N033 M03；T02；GOO X 70.5 Y 77.5 Z 30 ；N021 G01 Z -10；N022 Z 30；N023 X 329.5；N024 Z -10；N025 Z 30；N026 Y 237.5；N027 Z -10；N028 Z 30；N029 X 70.5；N030 Z
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号