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文档简介

1、 大 学本科毕业论文(设计)论文题目 手饰盒盖注射模具设计 学生姓名 指导老师 学 院 专业班级 机械设计制造及其自动化 完成时间 大 学毕 业 论 文设 计任 务 书函授站(点): 专业: 机械设计制造及其自动化 年级:10级 学生姓名: 毕业设计论文题目:起止日期: 2011年 11 月 10 日 2012 年 4 月 27 日指导教师: 毕业设计论文要求包括日程安排和进度:一、日程安排和进度阶段阶 段 内 容起止时间1选题、拟定大纲2021.11.102完成初稿3通过老师指导进行修改4.224整理论文、定稿5模拟辩论6毕业辩论2021.04.26-2021.04.27二、论文要求 完成由

2、题目标题、摘要、引言前言、正文、结论、参考文献等的设计一份,整篇论文字数不少于15000字,且图纸大小合并不小于两张A0,书写方式必须为计算机打印。要求数据正确、思路清晰、观点正确,逻辑合理,语句通顺。审查意见:院站负责人: 年 月 日 大 学毕 业 设 计论文成 绩 单函授站(点): 专业: 机械设计制造及其自动化 年级:10级 学生姓名: 毕业设计论文题目:手饰盒盖注射模具设计指导老师评语:指导老师建议成绩: 指导老师签名:年 月 日审查意见:院站负责人:年 月 日评审意见:评审人签名: 年 月 日毕业设计论文辩论评语及成绩成绩: 专业毕业设计论文辩论委员会主任签名: 年 月 日审查意见:

3、院系负责人签名:年 月 日注:此成绩单一式三份,一份装入学生个人学籍档案,一份装订入毕业论文中,另一份由各函授站备存。摘要模具制造技术迅速开展,已成为现代制造技术的重要组成局部模具在国民经济中的重要地位是不言而喻的,其中注塑模具占有很大的比例,而注塑模具的设计在其生产过程中是至关重要的。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中开展较快的种类,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。本设计介绍了盒盖注射模的设计与制造方法。该注射模采用了一模两腔的结构。熟悉手饰盒盖的图样和技术条件然后对其进行工艺分析,确定模具型腔的数目、选择分型面、确定型腔的布置方

4、案、确定浇注系统、确定脱模方式、确定调温系统结构、确定凹模和型芯的固定方式、决定注塑模的主要尺寸、并进行设计计算、选择合理的塑压设备,确定成型机的技术参数。关键词:注射模具;工艺分析;模具设计目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929291 第一章绪论 PAGEREF _Toc168929291 h 1 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.d

5、ocx l _Toc168929292 1.1 模具工业在国民经济中的地位、意义和目的 PAGEREF _Toc168929292 h 1 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929293 1.2 塑料成型模具的分类2 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929294 1.3 国内外塑料模具工业的开展状况2 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注

6、射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929295 1.4 注射模具CAD软件简介3 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929296 1.5 课题研究的目的及主要研究内容4 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929297 第二章手饰盒盖的工艺性分析5 HYPERLINK fil

7、e:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929298 2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征5 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929299 2.2 分析塑件的结构工艺性5 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929300 2.3 工艺性分析5 HYPERL

8、INK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929310 第三章初步确定型腔数目6 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929328 3.1 初步确定型腔数目6 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929327 第四章注射机选择7 HYPERLINK f

9、ile:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929328 4.1 注射成型工艺简介7 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929329 4.2 注射成型工艺的参数8 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929330 4.3 注射机的选择9 HYPERLINK fi

10、le:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929330 4.3.1 注射机简介9 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929330 4.3.2 注射机根本参数10 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929331 4.4 注射机的校核11 HYPERLINK fi

11、le:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929330 4.4.1 最大注射量的校核11 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929330 注射机固定模板定位孔与模具定位圈的关系11 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 4.5 塑件体积计算12 HY

12、PERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 4.6 塑件质量计算13 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 4.7 按注射机的最大注射量确定型腔数目13 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 4.8 计算浇注

13、系统的体积13 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 4.9 选择注射机13 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929356 第五章浇注系统的设计14 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929328 5.1 主流道设计

14、15 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929328 5.2 分流道设计16 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929328 5.3 分型面的选择设计原那么17 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929328 5.4 浇口设计1

15、7 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929356 第六章成型零部件的设计18 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 6.1 型腔、型芯工作尺寸计算18 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929332 6.2 模具材料

16、选择21 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929356 第七章导向机构设计21 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929293 7.1 导柱的设计 22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 22 HYPERLINK

17、 file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929295 7.2 导套的结构设计22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆

18、%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929296 抽芯机构和推出机构的设计22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft

19、%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 抽芯机构的设计22 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 7.3.2推出机构的设计23 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929296 7.3.3推件力的计算23 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20

20、Word%20文档.docx l _Toc168929342 7.3.4推杆的设计23 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 7.4导向机构作用及配合精度26 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 7.4.1导向机构作用26 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%

21、20Word%20文档.docx l _Toc168929342 7.4.2配合精度26 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929356 第八章成型零部件设计25 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 8.1成型零部件结构设计25 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20

22、Word%20文档.docx l _Toc168929342 8.1.1凹模的结构设计25 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929342 8.1.2成型零部件工作尺寸的计算25 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929356 第九章模具制造工艺28 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microso

23、ft%20Word%20文档.docx l _Toc168929358 致谢30 HYPERLINK file:/H:手饰盒盖注射模具设计路尚昆%20毕业设计新建%20Microsoft%20Word%20文档.docx l _Toc168929356 参考文献31第一章绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位、意义和目的模具是工业生产的根底工艺装备。振兴和开展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,6080%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、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

24、较的。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。模具生产技术水平的上下,已成为衡量一个国家产品制造水平上下的重要标志,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1。鉴于振兴我国模具工业的重要性,在1989年3月国务院公布的?关于当前产业政策要点的决定?中,把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和根本建设序列的第二位。1997年以来,国家又相继把模具及其加工技术和设备列入了?当前国家重点鼓励开展的产业、产品和技术目录?和?鼓励外商投资产业目录?。经国务院批准,从1997年到2002年,对全国局部重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政

25、策,以扶植模具工业的开展2-3。1999年7月国家计委和科学技术部发布的?当前国家优先开展的高新技术产业化重点领域指南(目录)?,把电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等等,都列进去了。1999年8月20日党中央和国务院发布的?关于加强技术创新开展高科技实现产业化的决定?指出:要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面,在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定根底的高新技术产业领域,加强技术创新,形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。要加强传统产业

26、的技术升级。注重电子信息等技术与传统产业的嫁接,大幅度提高国产技术装备的水平4-5。所有这些,都充分表达了国务院和国家有关部门对开展模具工业的重视和支持。目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动本钱低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大开展。研究和开展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的开展有着特别重要的意义。经过本次毕业设计可以掌握机械工艺装备设计的一般方法及根本工序。稳固和加强机械零件设计、机械制造工艺与装备、机械制图、模具设计和模具

27、制造工艺等专业理论知识在实际生产中应用的能力。稳固和加深对机械二维、三维的制图能力。设计过程中锻炼查阅文献和资料自我设计的能力,培养和提升我们的创新能力,增强我们独立思考问题和解决问题的能力。所以认真完本钱次设计非常重要。塑料成型模具的分类按照塑料制件成型的方法不同,塑料成型模具通常可以分成以下几类:1注射模:又称注射模。塑料注射成型是在金属压铸成型的根底上开展起来的,成型所使用的设备是注射机。注射模通常适合于热塑性塑料的注射成型,目前,局部热固性塑料也可以采用该方法成型。塑料注射成型是塑料成型生产中自动化程度最高、采用最广泛的一种成型方法。2压缩模:又称压塑模或压胶模。塑料压缩成型是塑料成型

28、方法中较早采用的一种方法。成型所使用的设备是塑料成型压力机,是热固性塑料通常采用的成型方法之一。与塑料注射成型相比,成型周期较长,生产效率较低。3压注模:压注模又称传递模。压注成型所使用的设备和塑料的适应性与压缩成型完全相同,只是模具的结构不同。4挤出模:挤出模是安装在挤出机料筒端部进行生产的,因此也称挤出机头。成型所使用的设备是塑料挤出机。只有热塑性塑料才能采用挤出成型。5气动成型模:气动成型模是指利用气体作为动力介质成型塑料制件的模具。气动成型包括中空吹塑成型、抽真空成型和压缩空气成型等。与其他模具相比,气动成型模具结构最为简单,只有热塑性塑料才能采用气动成型6。除了上述介绍的几种常用的塑

29、料成型模具外,还有浇铸成型模、泡沫塑料成型模、聚四氟乙烯冷压成型模和滚塑模等。内外塑料模具工业的开展状况自20世纪80年代以来,我国的经济逐渐起飞,也为模具产业的开展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后,大陆的工业开展十分迅速,模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币,1994年增长到130亿元人民币,1999年已到达245亿元人民币,2000年增至260270亿元人民币,今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用。随着塑料成型技术的不断开展,模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发己成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。随着技术的开展

30、,气体辅助注射成型和热流道技术随之出现。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低本钱。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这 项技术是塑料模具的一大变革。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的开展,为提高模具质量和降低模具制造本钱,模具标准件的应要大力推广。C

31、AD/CAM软件的智能化程度将逐步提高,塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 在模具工业的总产值中,企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。其中,冲压模具约占50中国台湾:40,塑料模具约占33中国台湾:48,压铸模具约占6中国台湾:5,其他各类模具约占11中国台湾:77-9。注塑模从出现到现在的40年中开展迅速、应用广泛。注塑熔体流体理论的研究始于20世纪60年代,美国、英国、加拿大等国的学者如J.R.Pearson(英)、J.F.Stevenson(美)M.R.Kamal(加)、K.K. Wang美)等开展了一系列有关塑料

32、熔体在模具型腔内流动与冷却的根底研究。随后,许多研究者对一维流动进行了大量研究, 20世纪70年代完成了二维分析程序,20世纪80年代开展三维流动与冷却分析,进入20世纪90年代后开展了成型过程流动、保压、冷却、应力分析及翘曲的全过程模拟,将各独立模块有机地结合起来。塑料制品的应用日渐广泛,为塑料模具提供了一个广阔的市场,同时对模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能复合型的模具将会受到欢送。目前,建筑、家电、汽车等行业对于塑料的需求量都非常大。据预计,仅汽车、摩托车行业每年就需要100多亿元的模具。彩电模具每年也有约28亿元的市场。在各种塑料模具中,注塑模具的需求量最大。专家指出,目

33、前中国中低档水平的塑料模具根本能够自足,但缺乏精密、大型、科技含量高、寿命长的模具,这些产品大局部需要从国外进口,每年进口额高达6.93亿美元。因此,中国模具制造企业亟需加强该方面的研制工作。并且,专家指出,热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高,气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将受到市场的青睐。1.4注射模具CAD软件简介本设计模型的分析和设计主要运用了CAD软件,而模具图纸的绘制那么运用了AutoCAD20010软件,实时感觉到计算机绘图对于模具设计的重要性、便利性、高效性。Pro/EPro/Engineer操作软件是美国参数技术公司Parametric Technology Co

34、rporation,简称PTC的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。AutoCAD 2021 是最快速、最便捷的 AutoCAD版本,它附带了新增功能和增强功能,可以帮助用户更快地创立设计数据、更轻松地共享设计数据,更有效地管理软件。1.5课题研究的目的及主要研究内容通过对手饰盒盖注射模具的研究可以更加理解和掌握注射模分型过程的原理,能够熟练应用模具设计工具对任何形状零件的塑件分模,有能力完成中等程度零件的模具设计,并能学会模架和标准件的调用等。同时在整个设计过程中

35、还能掌握并灵活运用二维CAD绘图技术来进行注射模具的设计,并获得计算机辅助绘图、资料和手册查阅、运用工程设计和科学理论研究的初步训练等方面的能力。模具在国民经济中的重要地位是不言而喻的,其中注塑模具占有很大的比例,而注塑模具的设计在其生产过程中是至关重要的。本课题研究的最终意义是能掌握机械工艺设备的一般方法及根本工艺,加强机械零件设计、机械制造工艺与装备、机械制图、模具设计和模具制造工艺等专业理论知识在实际生产中的应用,发挥自己的才能,亲身投入到我国模具工业中去,为我国的模具工业奉献一份力量。结合大学四年所学的知识,以及将来所从事的专业,理论联系实际,通过这次设计能够正确设计中等复杂程度的塑料

36、模具和常见的塑料制品,对塑料制品成型过程中出现的常见缺陷,能进行正确的分析判断并能解决。参考常用典型塑料模具的设计方法和过程,本次设计主要需要完成以下内容:1研究分析产品零件图纸,掌握塑件的用途、使用和外观要求、装配精度及确定适宜的浇口形式,并要了解塑料品种,确定制件成型的工艺方案。2根据制件生产批量和模具尺寸,选择适宜的注射机,并对注射机的相关参数进行校核。3确定模具结构方案。在确定时,可构思几种模具结构形式,进行分析比较, 最后确定一种容易制造、便于操作、确保成型塑件质量的模具结构。4确定关于成型塑件的主要注射工艺参数。绘制模具结构图,并画出主要的零件图,进行各零件设计的相关计算,并标出公

37、差,外表质量及技术要求。5对模具主要成型零件与结构零件进行强度刚度校核,使其满足设计和使用要求。总结模具设计过程,编写15000字以上的课题设计说明书。第二章手饰盒盖的工艺性分析2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用PE塑料(聚乙烯)英文名称:Polyethylene 比重:克/立方厘米,成型收缩率:1.5-3.6%,成型温度:140-220 。 物料性能:耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击

38、强度高,耐疲劳,耐磨。聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作成型性能。 1结晶料,吸湿小,不须充分枯燥,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。注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。2收缩范围和收缩值大,方向性明显,模具设冷料穴,并有冷却系统。3加热时间不宜过长,否那么会发生分解,灼伤。4软质塑件有较浅的侧凹槽时,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。分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等,整体结构较简单。除了配合尺寸要求精度较高外,其他尺寸精度要求相对较低,但外表粗糙度要求较

39、高,再结合其材料性能,应选一般精度等级: 5级。工艺性分析为了满足制品外表光滑的要求与提高成型效率采用潜伏浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上,而浇口却斜向开设在模具的型腔型芯处,塑件外外表因浇口痕迹而影响塑件的外表质量与美观效果程度较小。,视塑件大小而定。本课题将先对手饰盒盖进行工艺分析,在工艺分析和模具确定过程中发现一些关键性的问题,其问题如下几点:1塑件材料的选用和浇口形式确实定。2塑件四侧有内凹,结构复杂。3确定模具型腔的数目和确定型腔的布置方案。选择分型面后确定开模方式。解决思路如下:1根据塑件的性能决定材料选用PE,考虑模具是一模两型腔结构,采用潜伏浇口形式,利于排气和补缩。2)

40、针对塑件四侧有内凹采用斜拉杆抽出机构。3考虑生产的经济性,采用一模两型腔。两个型腔采用平衡式排列,以保证各型腔平衡进料。模具结构为单分型面一次开模结构。第三章初步确定型腔数目初步确定型腔数目根据产品结构特点,此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直;另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用一模两件的结构,因此,采用侧向分模有些困难,注射机需要较大的锁模力,且成型的产品上飞边较厚,故采用第一种布置方案。此种布置方式对浇注系统,冷却系统和推出机构的设计都较第一种方式有利。型腔的结构采用动、定模对称的结构,易于加工制造。根

41、据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用一模二腔 。图3.1 型腔结构图第四章注射成型工艺及设备选择4.1 注射成型工艺简介注射成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性,首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化,使之成为粘流状态熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推动下,以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中,经过一段时间的保压冷却以后,开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。完整的注射工艺过程,按其先后顺序应包括:成型前的准备、注射过程、塑件的后处理等。1成型前的准备:成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况,有无杂质等进行检验,并测试其

42、热稳定性,流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料,应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热枯燥,假设有嵌件,还要知道嵌件的热膨胀系数,对模具进行适当的预热,以防止收缩应力和裂纹,有的塑料制品还需要选用脱模剂,以利于脱模。2注射过程:塑料在料筒内经过加热到达流动状态后,进入模腔内的流动可分为注射,保压,倒流和冷却四个阶段,注射过程如图3.1所示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻;当模腔充满熔体T=T1时,熔体压力迅速上升,到达最大值P0。从时间T1到T2,塑料仍处于螺杆或柱塞的压力下,熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动,而温度又在不断下降,定向分子分

43、子链的一端在模腔壁固化,另一端沿流动方向排列容易被凝结,所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长,分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束时间从T2到T3,由于模腔内的压力比流道内高,会发生熔体倒流,从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中,塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。3塑件的后处理:由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂,再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同,塑件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩,导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力,脱模后除引起时效变形外,还会使制件的力学性能,光学性能

44、及表观质量变坏,严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理,常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的剩余应力,此外,退火还可以对制件进行解除取向,并降低制件硬度和提高韧性,温度一般控制在塑件使用温度以上的1020度,或塑料的热变形温度以下1020度。调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中,以隔绝空气,防止对塑料制件的氧化,加快吸湿平衡速度的一种后处理方法。主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液沸点为121,加热温度为100121,保温时间与制件厚度有关,通常取29小时。 图 4.1 注射压力-时间曲线4.2 注射成型

45、工艺的参数1温度:注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度,以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象;模具温度一般通过冷却系统来控制;为了保证制件有较高的形状和尺寸精度,应防止制件脱模后发生较大的翘曲变形,模具温度必须低于塑料的热变形温度。2压力:注射成型过程中的压力包括注射压力,保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力,提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力,与制件的形状,壁厚及材料有关。POM流动性较强的料,保压力应该小些,以充满型腔,保压力可取远低于注射压力。背压力是指注射机螺杆顶部的

46、熔体在螺杆转动后退时所受到的压力,背压力除了可驱除物料中的空气,提高熔体密实程度之外,还可以使熔体内压力增大,螺杆后退速度减小,塑化时的剪切作用增强,摩擦热量增大,塑化效果提高,根据POM材料生产经验,背压较低为好,通常很少超过200bar。3时间:完成一次注射成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间,保压时间,冷却时间,其他时间开模,脱模,涂脱磨剂,安放嵌件和闭模等,在保证塑件质量的前提下尽量减少成型周期的各段时间,以提高生产率。其中,最重要的是注射时间和冷却时间,在实际生产中注射时间一般为35秒,保压时间一般为20120秒,冷却时间一般为30120秒这三个时间都是根据塑件的质量来决定

47、的,质量越大那么相应的时间越长。确定成型周期的经验数值如表4.2所示。表 4.1 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /成型周期 / s制件壁厚 / 成型周期 / s1035154522652885为了得到塑化良好的塑料熔体,并把它注射到型腔中去,在控制条件先冷却定型,使塑件到达要求。经过上面的经验数据和推荐值,结合该制件的质量要求和成型特点,可以初步确定成型工艺参数,因为各个推荐值有差异,而且有的与实际注射成型时的参数设置也不一致,结合两者的合理因素,初定制品成型工艺参数如表4.3所示。表4.2 制品成型工艺参数初步确定特性 内容 特性 内容注射机类型 螺杆式 螺杆转速r/min 58喷嘴形式 直通

48、式 模具温度 90喷嘴温度() 230 后段温度() 150210中段温度() 170230 前段温度() 190250注射压力 130 保压力 80注射时间s 2 保压时间 s 5冷却时间s 20 其他时间s 3成型周期s 30 枯燥温度() 6080 枯燥时间() 134.3注射机的选择4.3.1 注射机简介1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注射机,这是注射成型工艺技术的一大突破,目前注射机加工的塑料量是塑料产量的30%;注射机的产量占整个塑料机械产量的50%。成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一。注射机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法。常用的说法有:

49、1按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多模注射机。2按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注射机。4 注射机根本参数注射机的主要参数有额定注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的根本尺寸,注射方式,开模行程,成型面积,开合模速度,空循环时间电动机功率,机器外形尺寸等。这些参数是设计,制造,购置和使用注射机的主要依据。1额定注射量: 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,注射装置所能到达的最大注射量,反映了注射机的加工能力。2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

50、。3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3.3所示。4塑化能力:单位时间内所能塑化的物料量。塑化能力应与注射机的整个成型周期配合协调,假设塑化能力高而机器的空循环时间长,那么不能发挥塑化装置的能力,反之那么会加长成型周期。5锁模力:注射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。表 4.3 注射量与注射时间的关系注射量/125250500100020004000600010000注射速率/12520033357089013301600200

51、0注射时间/s23461013 6合模装置的根本尺寸: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。这些参数规定了机器加工制件所用模具尺寸范围。7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。8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。4.4 注射机的校核4.4.1 最大注射量的校核最大注射量和制品的重量或者体积有直接关系,两者必须相适应,不然会影响产品的产量和质量。假设最大注射量小于制品重量,就会造成制品的形状不完整或

52、者是内部组织疏松,制品强制下降等缺陷。假设注射量过大、注射机利用率低、浪费电能、可能导致塑料分解。为确保塑件质量,注射模一次成型的塑件质量包括流道凝料质量应在公称注射量的35%75%范围内,最大可达80%,最小不小于10%。为了保证塑件质量,选择范围通常在50%80%。V实=V公=11cmV实际/V公=70.55%满足要求。注射机有关工艺参数的校核锁模力与注射压力的校核 式3.2 式中-注射时型腔压力 查参考文献得 30MPa -塑件在分型面上的投影面积 -浇注系统在分型面上的投影面积 -注射机额定锁模力,按CJ80nc-4型注射机额定锁模力为800 2模具厚度H与注射机闭和高度注射机开模行程

53、应大于模具开模时,取出塑件包括浇注系统所需的开模距离即满足下式 式3.3 式中 -注射机最大开模行程,mm; -推出距离脱模聚居,mm; -包括浇注系统在内的塑件高度,mm; SKS=570MM 条件成立4.4.2注射机固定模板定位孔与模具定位圈的关系 注射机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔,称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔两者按H8/f8配合,以保证模具主流道的轴线与注射机喷嘴轴线相重合,否那么将产生溢料并造成流道凝料脱模困难,定位圈的高度h,小型模具为810,大型模具为1015。4.5塑件体积计算塑件:图4.5 产品三维造型图A 图4.5 产品三维造型图B根据零件的三维模型

54、,利用三维软件直接可查询到塑件的体积V=浇注系统的体积:V2=塑件与浇注系统的总体积为V=6.833*2+2.23=15.896 cm4.6塑件质量计算 查手册取密度塑件体积:cm塑件质量:根据有关手册查得: 所以,塑件的重量为:M=V2=g 4.7按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 (4-1)得 (4-2) 4.8计算浇注系统的体积 图4.3 浇注系统示意图根据三维模型,利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V=4.9 选择注射机 查表文献得选用CJ80nc-3型号注射机,其参数如下:表 注射机参数注射机型号射胶局部注射重量注射容量注射压力注射行程喷嘴半径喷嘴孔径定位环直径喷嘴深入模具距离

55、CJ80NC 3154g173cm3113Mpa125mm10mm4mm100mm13mm锁模局部锁模力锁模行程开模行程模板尺寸导柱间距最小容模厚度最大容模厚度顶出力顶出行程800KN270mm570mm540490mm355300mm130mm300mm18KN60mm注射机有关工艺参数的校核:1锁模力与注射压力的校核 (4-3)-注射时型腔压力 查参考文献得 30MPa-塑件在分型面上的投影面积()-浇注系统在分型面上的投影面积()-注射机额定锁模力,按CJ80nc-3型注射机额定锁模力为8002模具厚度H与注射机闭合高度注射机开模行程应大于模具开模时,取出塑件包括浇注系统所需的开模距离即

56、满足下式 (4-4)式中 -注射机最大开模行程,mm;-推出距离脱模聚居,mm;-包括浇注系统在内的塑件高度,mm;Sk=35mm+=SKS=570mm 条件成立第五章 浇注系统的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。是浇注系统的关键局部,浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响最大。常用的浇口形式有:1直接浇口;2侧浇口;3扇形浇口;4平缝浇口;5环形浇口;6轮辐浇口;7爪形浇口;8点浇口;9潜伏浇口;10护耳浇口。浇注系统的设计原那么:浇口位置应尽量选择在分型面上,以便于模具加工及使用时浇口的清理;浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致,并使其流程为最短;浇口的位置应保证塑料

57、流入型腔时,对着型腔中宽敞、壁厚位置,以便于塑料的流入;防止塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并防止型芯或嵌件变形;尽量防止使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。5.1 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处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的CJ80nc-3型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径:d0=4mm; 喷嘴前端球面半径:R0=10mm;根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(12)mm;d=d0+(0.51)mm;

58、取主流道球面半径:R=11mm; 取主流道小端直径:; 为了便于将凝料从主流道中取出,将主流道设计成圆锥形,此处选用2m。图5.1 主流道示意图5.2 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向作用,分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置,分流道的设计应尽可能短,以减少压力损失,热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4.1所示。表5.1常用不同塑料的圆形截面分流道断面直径推荐值塑料名称分流道断面直径塑料名称分流道断面直径ABS,AS 聚乙烯(PE)尼龙类(PA)聚甲醛POM丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯(PP)异质同晶体 4.7 10 81

59、0 8 510 510 810聚苯乙烯(PS)软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜(PSU)聚碳酸酯(PC)聚苯硫醚 10 10 16 10 10 13由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因此里m左右既可,这样外表稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差,以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形,U形和六角形。要减少流道内的压力损失,希望流道的截面积大,外表积小,以减小传热损失,因此,可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率,其中圆形和正方形的效率最

60、高,但正方形的流道凝料脱模困难,所以一般是制成圆形流道。图5.2是本次设计的分流道。分流道选用圆形截面:直径D=6mm流道外表粗糙度 图5.2 分流道示意图5.3 分型面的选择设计原那么1分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模;3分型面的选择应保证塑件的精度要求;4分型面的选择应满足塑件的外观质量要求;5分型面的选择要便于模具的加工制造;6分型面的选择应有利于排气;7分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。其分型面如图图 分型面示意图5.4 浇口的设计根据浇口的位置选择要求,尽量缩短流动距离,防止熔体破裂现象引起塑件的缺陷,浇口应开设在塑件壁厚处等要求

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