毕业设计-基于ProENGINEER的注塑模具设计

I的注塑模具设计录模具简介工艺性孔(槽)II择IIIIV要V摘要1 一章绪论 工程塑料在强度和精度等方面的不术水平。特别是对于企业来说要求培养“全能工人”(即多面手)，使其适应多2机辅助设计与制造()技术已成为解决模具设计与制造中这些薄弱环节品本次设计就是运用三维造型软件，进行塑件的造型、模3 及其结构工艺性 艺性组成：聚合物合成树脂(~)丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氧树脂；俗称：电木(酚醛树脂)有机玻璃(聚酰胺)聚乙烯等。塑料的分类：热固性塑料与热塑性塑料(按塑料的分子结构)。热变软，冷却固化不可逆化后不可逆。工程塑料：指机械性能高，可替代金属而作工程材料的一类，如。．质量轻，密度约为~，泡沫塑料。．比强度高：是金属材料强度的。玻璃钢强度更高。4吸水的(、尼龙、有机中玻璃)懦水的(聚乙烯)含水量大，易起泡，高弹态：温度商于，高聚物变得像橡胶那样柔软，有弹性。牛顿型流体与非牛顿型流体。牛顿流体：主要取决于(流变形为)剪切．分子定向(取向)5 及其结构工艺性 精粗糙度模，塑件设计时必须考虑与脱模(及轴芯)方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般为°~°。直。6要求塑件所有转角处都要以圆角(圆弧)过渡，因尖角容易产生应力集中。孔(槽)．模塑通孔要求孔径比(长度与孔径比)要小些，当孔径．异形孔(槽)设计塑件如有侧孔或凹槽，则需要活动块或抽芯机构平行射成原则确定塑件侧孔(槽)是否适合于脱模。热塑性塑料中软而有弹性。7 及其结构工艺性 全称：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物()。。加工时表面呈现“白色”痕迹(热水中加热可消失)，脱模斜度宜取°以上。熔点：~℃模具温度：~℃％喷嘴温度：~℃8设计公司的新建，命名为。建立互相垂直的三个基准平面上端距面，左右对称于面，拉伸长度)。骨架：将屏幕造型的骨架先以帮助图图9 与成形零件设计 立屏幕的右侧面及左侧面：利用以的方式产生右侧面，然后以之作，产生右侧面，再以面作镜像建立左侧面。建立屏幕的背面：绘制曲线于面，半径，两面拉伸剪切。将整个零件切为前后盖：以顶面上最靠近前缘面的棱线拉伸作，切除掉截面圆顶(水平截面弧度，竖直截面弧度)。显像管窗口：剪切－放样(两个矩形截面，间距)。圆角：凹边与前表面()、凹边与凹边()结合处的棱边圆角处理。内腔：抽壳(厚度)。基准平面用于镜像螺纹孔：基准平面－偏距(面偏距)。个螺纹孔：生成凸台，加材料－拉伸(马蹄形截面，外圆半径，成形至内表面)；生成孔，剪切－拉伸(直径，深)；镜像成个(对称尺寸左右，上下)。电源键孔：剪切－拉伸(圆截面，直径，距右侧面，距底面，穿过所有)；倒角(＊)。个调节按键孔：首先生成基本特征，剪切－拉伸(椭圆截面，中心距左侧面，与电源键孔等高，长轴，短轴，穿过所有)，倒角(＊)；然后编组阵列这两个特征(方向向右，间距，数量)。用于和后盖装配的沉边：剪切－扫描(以前缘边作为扫描路径，沉边宽，深)。线路接口、贴标签沉台：剪切－拉伸(长，宽，深)内腔：抽壳(厚度)。线路接口孔：窗口，剪切－拉伸(长，宽)；个螺钉安装孔，剪切－拉伸(孔径，对称尺寸左右，上下)。基准平面用于镜像螺纹孔：基准平面－偏距(面偏距)。个螺纹孔：生成凸台，加材料－拉伸(马蹄形截面，外圆半径，成形至内表面)；在外表面生成沉台，剪切－拉伸(马蹄形截面，外圆半径，距前端面，向后穿过所有)；生成孔，剪切－拉伸(直径，通孔)；镜像成个(对称尺寸左右，上下)。 与成形零件设计 长度递增。用于和前盖装配的沉边：剪切－扫描(以前缘边作为扫描路径，沉边宽，深)。示。图前盖和后盖的特征树见图和图。 与成形零件设计 图前盖特征树图后盖特征树。．建立坯料。坯料尺寸××。．设置收缩率。查《塑料模具技术手册》(以下简称《手册》)表，可知的收缩率为。．将坯料分割成凹模()、凸模()和滑块()三至此分模完成。特征树见图。其三维效果图见图。实现型芯的冷却(见第六章)。 与成形零件设计 设计抽拔距离小(理论上抽拔距为)，抽拔力小，故采用较为简单的弹簧抽芯机义主要在于适用范围，前者的模板尺寸×≤×，而后者的模板尺寸×为×~×。设计的零件尺寸大小只有．按导柱和导套的安装形式可分为正装(代号其)和反装(代号其)两基本型基本型派生型 表型型型型~型型~型~型由基本型~对应派生而成。结构形式的不同在于去掉了~型定模座板途同~图．－推板。选用的是推板××和推板×××各零件的功能见表。零件名称功能及用途为直杆式推杆，可以改制成拉杆或直接用作回程杆。其尺寸推杆系列等效采用－()的推杆直径系列中的部分尺寸垫块推板有一定活动间隙而定的，其尺寸范围为~粗糙度为配合同主要用作塑料注射模中的各种板类零件(不包括推板和垫块)。模板的尺寸还考虑到注射机的拉杆空间尺寸和其动、定模 与注射机选择 模具尺寸大小为×查《手册》表，选择表，－结构形式卧理论注射容量()螺杆直径()注射压力()注射速率()塑化能力()螺杆转速()~锁模力()拉杆内间距()×移模行程()最大模具厚度()最小模具厚度()模具定位孔直径()Φ喷嘴球半径()生产厂家上海第一塑料机械厂为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量(塑件和流动凝料重量之和)应在公称注射量的％~％范围内，最大可达％，最低不应小于％。既计算注射机公称注射容量，按手册式－得：c—注射机的公称注射容量()；—注射机理论注射容量()；α—注射系数。通常在~范围内选取。α包括塑料密度变化和漏损因素等。此处取。浇注件的体积’为。由此得故最大注射量符合要求。注射压力的校核所选用的注射机的注射压力必须大于成形塑件所需的注射压。形所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机类型、喷嘴及模具流动的阻力等压力，故注射机的注射压力符合要求。，小于注射机的注射锁模力的校核等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积和型腔压力的乘。模力必须小于注射机额定锁模力。型腔压力可按《手册》式粗略计算c—型腔压力()；—注射压力()；—压力损耗系数，取。c—注射机额定锁模力()；—塑件和流道系统在分型面上的投影面积()；—安全系数，取。故注射机的锁模力符合要求。 与注射机选择 注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称为定位孔，直径为。度0小于定位孔深度。故注射机适合设计的定位圈尺寸。注射模外形尺寸应小于注射机工作台面的有效尺寸。模具尺寸为0模具厚度为00，满足手册式：0HmmHmmH770mmminmmax—所设计的模具厚度()；—注射机允许的最小的模具厚度()；—注射机允许的最大的模具厚度()。对于本设计的双分型面注射模具，其开模行程按手册式－校核：—注射机最大开模行程(移动模板台面的距离)()；—塑件脱模距离()；—包括流道凝料在内的塑件高度。故注射机的开模行程足够长。(外观、物理性能、尺寸精度等)都有直接影响。)尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。)型腔布置和浇口开设部位应该力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料)型腔排列尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸。 浇注系统设计 时＝，()常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U字形、和六角形等。要减少()分流道的截面尺寸取决于塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所的质量为，壁厚为，查《手册》图，并令其流道效率与圆形截面分流道效率相等求得半圆形截面分流道的截面直径为。()分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。根据所设计的型腔()分流道设计要点。)分流道对熔体的阻力要小，在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利)各型腔均衡进料，平衡式布置的分流道能满足这一点。)表面粗糙度达到。)分流道位置同时开在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。)分流道与浇口的连接处加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的()型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；()易于切除浇口凝料；()对于多型腔模具，用以平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用以控制 浇注系统设计 本设计采用四个点浇口，圆形截面，浇口长度取，开设在定模板上。这：置如图所示。GnG0.11故浇口截面直径为。NN内 ()：E"3n(R-R)NSE"3n(R-R)NSS"3n(R-R)21S"3n(R-R)21nnRRnnRR由《手册》式()得p由《手册》式()得q注射机的最大注射压力由《手册》式()得c )；浇注系统设计 )；—型腔压力()；—注射压力()；—注射机油压系统表压(—注射油缸活塞直径()；—注射机螺杆直径()；Δ—塑料熔体流经注射机喷嘴的压力降()；Δ—塑料熔体流经浇注系统的压力降()；Δ—螺杆头与喷嘴入口区间熔体发生剪切流动所引起的压降()；Δ—熔体流经注射机喷嘴时所产生的压降()；Δ—熔体流经主流道及其分之与转向所产生的压降；()Δ—熔体流经第一分流道及改向和流经第二分流道的压降()；—注射机螺杆直径()；—注射机喷嘴内直径()；—熔体体积流量()；—熔体流动长度()；—第一分流道长度()；—第二分流道长度()；—熔体流动大端半径()；—熔体流动小端半径()；—主流道分支及改向的当量长度()；—分流道分支及改向的当量长度()；；。。 冷却系统设计 影响的影响模具的冷却时间约占整个注射成形周期的至，因此缩短注射成形周期内α—冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数(·)；－冷却管道壁的传热面积()；Δ—模具温度与冷却介质温度之差值()；θ＇—冷却时间()。式中中—与冷却介质温度有关的物理系数，若冷却介质为水时，可查表得到；ρ—冷却介质在该温度下的密度；υ—冷却介质的流速；λ—冷却介质的热导率(·)；—冷却介质的比热容(·)；μ—冷却介质的粘度(·)；由上式知，当冷却介质温度和冷却管道直径不变时，提高冷却介质的流速υ可达到提高传热系的目的。．提高模具与冷却介质间的温Δ差O9式中—模温()；θ—冷却介质温度()。 冷却系统设计 Δ，有利于L—模具上一根冷却水孔长度()—冷却水通道直径()；倍。时截面内平均温度为。塑件截面内平均温度达到规定的脱模温度时，所需θ＇—塑件所需冷却时间()；—塑件厚度()；料的热扩散率()；料熔体温度()；具温度()；—塑料脱模时截面内平均温度()。成形周期为，由软件进行模型分析()得塑件体积为，质量为。故单位时间内注入模具的塑料质量为4040 冷却系统设计 式中—单位时间内注入模具的塑料质量()。i式中Δ—塑料成形时在模内释放的热焓量()。．求冷却水的体积流量走，则模具冷却时所需冷却水的体积流量可V=G编i=33.75人106=16.8人10一3(m3/min)2—冷却水的体积流量()；—冷却水的比热容(·)；ρ—冷却水该温度下的密度；—冷却水的出口温度()；—冷却水的进口温度()。．求冷却水孔直径根据体积流量由表查找，取冷却水孔直径＝()．求冷却水在水孔内的流速υ．求冷却水孔壁与冷却水间的传热系由表查得时水的中＝，．求冷却水孔总传热面积2式中—模温()；—冷却水的平均温度()。θL=iw9冷却水孔孔数因模具尺寸限制，取每一根水孔的长度为A0.29冷却介质处于层流还是湍流，其冷却效果相差~倍。因此在冷却系统n当平均水温为时，由图查得水的运动粘度η＝×。R===10555>104en0.9根10_6故冷却水属于稳定湍流状态，冷却效果良好。．冷却水进出口温差校核oC与原设定值一致。．强化浇口处的冷却。塑料熔体充模时，浇口附近的温度最高，因此在浇口附近强化冷却，将冷却水首先由浇口附近通过。如图所示。图冷却水孔首先通过浇口附近 冷却系统设计 。的水孔相通。其回路布置与三维效果图分别见图及图。 脱模机构设计 据厚与其内孔直径之比小于的塑件。设计的塑件壁厚为，内孔宽为，两者之比为＝，所以塑8EtLcos0(f一tg0)1=81.951030.5%2365cos2o(0.2一tg2o)+1200027000(N)(1一0.38)1.0078EtLcos0(f一tg0)1=81.951030.5%280cos2o(0.2一tg2o)+1200015000(N)(1一0.38)1.007—塑料的拉伸模量()，由手册表－查得；ε—塑料成型平均收缩率(％)，由表－查得；—塑件的平均壁厚()；—塑件包容型芯的长度()；μ—塑料的泊松比，由表－查得；Φ—脱模斜度(塑件侧面与脱模方向之夹角)；—塑料与钢材之间的摩擦系数，由表－查得；—塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积()，当塑件底部上有通—定模的脱模阻力()；—动模的脱模阻力()。 脱模机构设计 设计要点()推件板与型芯呈锥面配合，可减少运动摩擦，并起到辅助定位作用，有利于防止推件板偏心而溢料。推件板内孔比型芯成形部分小，可防止两()推件板与型芯的配合间隙，以塑料不溢料间隙为准，否则推件板复位定连接。图还表示将推件板镶入动模板中，此种形式称作环状推件板。图、 具的装配 用了强大的子装配嵌套功能，将整套模具划分为][输入间距，数量][选择轴][输入间距，数量][选择轴][输入间距，数量]装配过程(如导柱、紧固螺钉、定距螺钉、定位销等)从略。。定模子装配的装配树见图，三维爆炸视图见图。 具的装配 和图。其装配树及爆炸图分别见图和图。图图动模爆炸图图顶出系统装配树图顶出系统爆炸图 具的装配 最终装配造型见图。有限，无法利用软件的一些优化设计的功能，造成了型腔生成见和建议。 []林清安著．[]林清安著．零件设计——基础篇(上)．北京：北京大学零件设计——基础篇(下)．北京：北京大学[]林清安著．[]林清安著．[]林清安著．[]林清安著．零件设计——高级篇(上)．北京：北京大学零件设计——高级篇(下)．北京：北京大学[]《塑料模具技术手册》编写组编著．塑料模具技术手册．北京：机械工业册．北京：机械工业出版社，．[]张明善主编．塑料成型工艺及设备．北京：中国轻工业出版社，．册．北京：机械工业出版社，．北京：机械工业出版社，．序号序号图纸名称图纸大小图纸代号备注″显示器后盖″显示器后盖塑料注射模″显示器后盖塑料注射模″显示器后盖塑料注射模 ───────────────────────────────────────M───────────────────────────────────────hepreformwpresenceofgapsinthemoldtofacilitateresinflow,arrangementofinletandoutletgates,gCapturingthisdeformationbehaviorduringcompressioniscriticaltotheaccuracyofanyatioofisneybeentakentocomputationallymodelthemoldfillingintheI/C-LCMprocess.Acomputerprogramcalledcrimson,iscapableofisothermalmoldfilling flowdomain.Buttheinitialcapacityofcrimsonislimitedtotwo-dimensional(2D)planarhedsinDedecidedtocreateapreprocessorsuitableforICLCMmoldfillingngpermeshsnodesofthe3Dmechanicalmesh.Thisissimilartotheuseofspinesinthefreeboundarythefinalthicknessofthe dyeredpreform,whichiscrucialf