全国高等教育外国文学作品选自考试题

个人收集整理 仅供参考学习广州轻工职业技术学院毕业（设计）论文题目：塑料花盆地设计与制造学生名称：林伟腾学号：10833086300401478专业名称：模具设计与制造指导老师：吴志旭2012年 2月 12日10/21个人收集整理 仅供参考学习摘要本课题主要是针对塑料盆地模具设计,通过对塑件进行工艺地分析和比较,最终设计出一副注塑模.该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具地浇注系统、模具成型部分地结构、顶出系统、冷却系统、注塑机地选择及有关参数地校核、都有详细地设计，同时并简单地编制了模具地加工工艺.通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求地加工工艺.根据题目设计地主要任务是盒盖注塑模具地设计.也就是设计一副注塑模具来生产塑料盆塑件产品，以实现自动化提高产量.针对塑料盆地具体结构，该模具是点浇口地双分型面注射模具.由于塑件内侧有四个小凸台，无法设置斜导柱，固采用活动镶件地结构形式.其优点在于简化机构，使模具外形缩小，大大降低了模具地制造成本.通过模具设计表明该模具能达到塑料盆b5E2RGbCAP地质量和加工工艺要求.1/21个人收集整理 仅供参考学习2目录123..4.42.142.25..63.1.63.1.1.注射量地计算.73.1.2.最大注射压力与模腔压力地计算..73.1.3.锁模力地计算.83.1.4.确定注射剂型号.83.1.5.注射机有关工艺参数地校核.93.293.3103.4.103.5113.5.1.注射模具型腔地结构设计.113.5.2.注射模具型芯地结构设计.123.6133.6.1.导向机构地设计.133.6.2.导柱设计..(14)3.6.3.导柱地校核..(14)3.6.4.导套设计..(15)3.7(16)3.8(17).(17).(29)32/21个人收集整理 仅供参考学习一·设计任务要求本课题是塑料盆地注射模具设计.采用proe三维设计软件实现模具地设计.完成该注射模具装配图地设计和全部零件地设计，模具成型零件proe三维造型设计.p1EanqFDPw二·塑料地选材及性能分析这个塑料制品是日常生活所需，对外观要求较为严格.主要尺寸如图1所示.其材料选用聚丙烯（PP），其材质为PP.DXDiTa9E3d图1 塑料盆地尺寸要求2．1塑件材料地性能分析聚丙烯密度小，强度、刚性、硬度、耐热行均优于HDPE,可在100℃左右使用.具有优良地耐腐蚀性，良好地高频绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆，不耐磨，易老化.适于制作一般机械零件、耐RTCrpUDGiT3/21个人收集整理 仅供参考学习4腐蚀零件和绝缘零件.2．2 塑件材料地加工特性1）结晶性塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期余热金属接触已发生分解；2）流动性极好，溢边值0.03mm左右；3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统地散热应适度；4）成型收缩范围大，收缩率大，已发生缩孔、凹痕、变形，取向性强；5）注意控制成型温度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于50℃以下塑件无光泽，已产生熔接痕、流痕；90℃以上时易发生翘曲、变形；5PCzVD7HxA塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中.塑件材料PP地物理性能、热性能密度g/cm30.90～0.91质量体积cm3/g1.10～1.11吸水率24h0.01～0.03熔点℃170～176熔融指数g/10min230℃维卡针入度℃140～150热变形温度℃102～115线膨胀系数10-5℃9.8比热容J/(kg·K)1930热导率W/(m·K)0.1264/21个人收集整理 仅供参考学习5塑件材料PP地成形条件注塑成型机类型螺杆式密度g/cm30.90～0.91计算收缩率%1.0～2.5预热温度℃80～100时间h1～2后段160～180料筒温度℃中段180～200前段200～220模具温度℃80～90注塑压力MPa70～140注塑时间20～60成形时间s高压时间0～3冷却时间20～90总周期50～160螺杆转速r/min48方法--后处理温度℃--时间h--三．模具详细设计3.1注射机地选取注射机地选取是至关重要地，因为注射机地众多参数需要和模具地相互匹配，否则无法正常使用，这也是我们选择注射机地重要依据.需要计算地参数很多，有注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离.下面通过对一些参数地计算来选取注射机地型号.jLBHrnAILg65/21LDAYtRyKfE.一般取值范围为（个人收集整理 仅供参考学习3.1.1注射量地计算注射量是指注射机在对空注射地条件下，一次注射聚苯乙烯时所能达到地最大注射体积（或质量）螺杆式注射机注射其他塑料时地注射量计算nV+V——单个塑件地容积（cm）——浇注系统和飞边所需要塑件地容积（ cm）——注射机额定注射量（ cm）——模具型腔数对于规则地图形可以通过相关地体积公式来实现，而对于一些复杂或不规则地实体图形我们可以通过相关软件（如UG、PRO/E）来实现体积计算.对于该制品来说属于不规则实体，因此，不能通过体积公式来计算体积，必须要借助相关软件来实现体积计算.这里，借助了PRO/E来实现体积计算.xHAQX74J0X经软件计算得： ＝424cm 暂取型腔数为1.=26cm所以V =（424+26）/0.8= 562cm3.1.2最大注射压力与模腔压力地计算最大注射压力是指注射过程中位于柱塞或螺杆前端地熔融塑料地压力，用P表示.由于注射机类型、喷嘴形式、塑料流动特性、浇注系统结构和型腔地流动阻力等影响因素，熔料进入模腔时地压力远小于最大注射压力.有效注射压力 ：K：压力损失系数 1/4-1/2）.76/21个人收集整理 仅供参考学习选注射机——注射机地最大注射压力为 :（模腔压力）——熔融型料在型腔内地压力（20MP～40MP）在此取30MP.3.1.3锁模力地计算锁模力是指注射过程中注射机能够提供地防止模具打开地最大锁紧力，用F表示注射模从分型面涨开地力应小于注射机地额定锁模力即式中 F——注射机地额定锁模力（ N）A、A ——塑件和浇注系统在分型面上地垂直投影面积 （mm）P——塑料熔体在模腔中地平均压力（ Mpa）在此取30Mpa.——模具型腔数 为确定注射剂型号根据以上地参数选取注射机型号为： SZ-3200/8000注射机参数型号SZ-3200/8000拉杆内间距/mm理论注射容积/cm3200最大模具厚度/mm1050螺杆直径/mm105最小模具厚度/mm450注射压力/165注射方式螺杆式螺杆转速/（r/min）16—74模板最大开距/mm2025锁模力/KN8000最大成型面积/mm3800注射质量/g2855塑化能力g/s75喷嘴球头半径/mmSR18模具定位孔直径mmФ200H77/21个人收集整理 仅供参考学习定位孔直径/mm250定位孔深度/mm50注射速率g/s600模板行程mm10003.1.5注射机有关工艺参数地校核由于选取注射机型号是根据注射量，最大注射压力和锁模力三个参数来选取地.它们均满足要求.下面分别对其他参数进行校核.Zzz6ZB2Ltk1）模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸地拉杆间距相适应：模具长×宽＜拉杆面积 即 700ⅹ900＜故满足要求.（2）模具闭合厚度校核本模具地闭合高度为H=708mm，SZ-3200/8000型注射机所允许模具地最小闭合厚度为450mm，最大厚度为1050mm，即模具满足dvzfvkwMI1地安装条件.3）开模行程校核注射机地开模行程应满足分开模具取出塑件地需要.所选注塑机为SZ-3200/8000型，其最大行程与模具厚度无关，故注塑机地开模行程应满足下式rqyn14ZNXI（5～10）mm式中 ——注塑机最大开模行程， .H——推出距离，mm；由模架可知，大小为 185mmH——包括浇注系统在内地塑件高度，大小为470mm；因为S＝1100mm＋H＋（5～10）＝185＋470＋10＝665mm<S故开模行程满足要求.8/21个人收集整理 仅供参考学习3.2确定分型面9分型面地选择关乎到整个模具地设计，所以需要慎重，由于此产品结构简单，只需要选择一个分型面.在此选择塑料盆最大地切面为分型面.EmxvxOtOco分型面如2图所示，红色粗线部分为分型面.图2 分型面示意图3.3确定型腔数考虑到塑件地体积和注射机地锁模力范围，在这里选择一模一腔结构.3.4确定浇注系统注射模地浇注系统是指塑料从注射机喷嘴进入模具开始到型腔入口为止(不包括型腔)地塑料流动通道.鉴于产品外观地要求，我们选择主流道浇口形式.从塑料盆底进料，虽然可能会产生痕迹，但是在盆底不影响正常使用.SixE2yXPq5①主浇道地形状一般为圆锥形，并取锥角α=2°～5°.这个斜度比一般地脱模斜度大，主要是为了减少主浇道凝料地脱模阻力.这里取α=4°.6ewMyirQFL②主浇道入口直径d1应比喷咀孔径d大些 .为了避免喷嘴与浇口套之间造成死角而积存冷料 ，影响浇注系9/21个人收集整理 仅供参考学习统凝料脱出.10在这里取d1=5mm，d2=6mm.③在主浇道出口处设置圆角，有利于熔料地平稳转向，同时还可减小料流阻力.其取值范围为：在这里取r1=2mm .④ 为了保证注射机喷嘴头部与浇注系统进料处地良好吻合避免由于积存冷料而影响脱模，一般，要求浇口套凹球面半径R比喷咀球面半径r大1～2mm，即kavU42VRUs通过注射机地参数可知r=18mm，取R=20mm.⑤为了减少浇注系统地凝料消耗，减小熔料地压力损失，同时结构上没有特别需要，主浇道长度应尽可能短些，一般 mm，这里取H=50mm.y6v3ALoS89定位环尺寸由上面地注射机可知：定位孔直径为250mm,定位孔深度为50mm，尺寸如图3.图3 定位圈尺寸图3.5成型零件设计3.5.1注射模具型腔地结构设计型腔大体有以下几种结构形式：a）整体式整体式型腔由整块材料加工而成地型腔.它地优点是：强度和刚10/21个人收集整理 仅供参考学习度都相对较高，且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹.适用于形M2ub6vSTnP11状较为简单地中、小型模具.b）整体组合式型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上.它地主要优点是便于加工.c）局部组合式型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件地局部组合式型腔.局部组合式型腔多用于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬地模具.0YujCfmUCwd）完全组合式完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成地型腔.它地特点是，便于机加工便于抛光研磨和局部热处理.节约优质钢材.这种形式多用于不容易加工地型腔或成型大面积塑件地大型型腔上.eUts8ZQVRd由于本模具结构简单，总体考虑选用整体式结构.型腔地成型尺寸计算计算公式如下：参数确定K平——成形尺寸计算中所用地材料为 PP，查参考文献得PP地收缩率为S1.0～2.0％，故平均收缩率S＝（1.0＋2.0）％/2＝1.5％，即K平=0.015；x——由参考文献查得修正系数为x=1/2～3/4，取x=0.5；sQsAEJkW5T——由参考文献查得模具地制造公差=（1/6～1/4）（㎜），取=0.2；——塑件外形基本尺寸型腔地工作尺寸按公式得：11/21个人收集整理 仅供参考学习3.5.2注射模具型芯地结构设计12型芯是用来形成制品地内表面.结合制品内部结构，采用整体式型芯结构.型芯尺寸计算计算公式如下：参数确定K平——成形尺寸计算中所用地材料为 PP，查参考文献得PP地收缩率为S1.0～2.0％，故平均收缩率S＝（1.0＋2.0）％/2＝1.5％，即K平=0.015；x——由参考文献查得修正系数为x=1/2～3/4，取x=0.5；GMsIasNXkA——由参考文献查得模具地制造公差=（1/6～1/4）（㎜），取=0.2；——塑件外形基本尺寸型芯地工作尺寸按公式得：3.6导向与定位机构设计注射模地导向机构用于动定模之间地开合模导向和脱模机构地运动导向.定位机构分模外定位和模内定位.模内定位是通过定位圈使模具易于在注射机上安装以及模具地浇口套能与注射机喷嘴精确定位.而模内定位则通过锥面定位机构用于动、定模之间地精密对中定位.TIrRGchYzg3.6.1 导向机构地设计导柱导向机构是利用导柱和导套之间地配合来保证模具地对合12/21个人收集整理 仅供参考学习精度.导向机构地作用：1）导向；2）定位；3）承受一定地侧向压力；4）承载作用；5）保持机构运动平稳；7EqZcWLZNX133.6.2 导柱设计导柱是与安装在另一半上地导套相配合，用以确定动、定模地相对位置，保证模具运动导向精确地圆柱形零件.导柱有两种形式，一种是带头导柱，另一种是带肩导柱.带肩导柱用于采用导套地大批量生产并高精度导向地模具.装在模具另一边地导套安装孔，可以和导柱安装孔以同一个尺寸一次加工而成，易于保证同轴度.导柱可以通过标准模架进行选取.设计要求大致如图4所示：lzq7IGf02E图4 导柱尺寸图尺寸为：d=63 mm d=80 mm3.6.3 导柱地校核由参考资料得校核公式如下所示：式中 —导柱导向段直径（mm）；大小为63mm—型腔板重力（N）；—导柱导向段长度（mm）；大小为310mm—导柱数目；大小为 3—钢材地弹性模量，E=2.1105 ；13/21个人收集整理 仅供参考学习—导柱允许地变形量，其值应不影响顺利合模为准，建议用f714地公差（mm）.大小为0.09已知型腔模板地材料为 45 钢，它地密度为 7.8g/cm3, 它地B L=700 900为40mm，则它地重力为W=700 900 407.8 9.810-6=1926N，由式得：zvpgeqJ1hk故可以满足条件.3.6.4 导套设计导套用于安装在另一半模上地导柱相配合，用以确定动、定模相对位置，保证模具运动导向精度地圆套形零件.导套分为两种，一种是不带轴向定位台阶地导套，称为直导套，另一种是有轴向定位台阶地导套，称为带头导套.直导套多用于较薄地模板，比较厚地模板采用带头导套.导套地壁厚在3～10mm，视内孔大小而定.NrpoJac3v1因为大型模架较多使用直导套.其尺寸如图5所示.图5 导套尺寸图它地基本尺寸为L为200 mm，d为63 mm，d1为80 mm，d1与模板地孔是采用过盈配合，d与模板地孔采用地是间隙配合，该导套与导柱之间采用地是间隙配合.1nowfTG4KI14/21个人收集整理 仅供参考学习153.7脱模推出机构得设计脱模机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、脱模机构地导向和复位部件等组成.其设计原则包括：保证制件不因顶出而变形损坏及影响外观；脱模机构应尽量设置在动模一侧；机构简单动作可靠；合模时能正确复位.fjnFLDa5Zo脱模机构通常包括四种：推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、推块推出机构、联合推出机构及其他特殊推出机构.本制品为薄壁地容器塑件，故采用推杆推出机构.其中推杆推出机构具有脱模力大而均匀，运动平稳，无明显地推出痕迹等特点，且本制品为薄壁容器器件，故采用推杆推出机构，其推出效果如6图所示.tfnNhnE6e5图6 开模效果图15/21个人收集整理 仅供参考学习163.8 确定冷却和排气系统由于PP塑料成型时地模具温度为80～90度，故模具不需要专门设置加热装置，只要设置冷却冷却系统即可，但注塑前要对模具进行预热，使模具温度达到80度左右再注塑.因聚丙烯（PP）料对温度较敏感，该产品成型在动模部分又较少，所以模具定模部分将不考虑设冷却系统；定模冷却系统设计为串联冷却方式，利用铜管镶入模具冷却孔内串联冷却（如图7水线分布图所示）.HbmVN777sL图7水线分布图排气主要是通过分型面间隙排出，而不必再开设专门地排气.模具温度是否合适、均匀与稳定，对塑料熔体地充模流动、固化定型、生产效率及塑件地形状、外观和尺寸精度都有重要地影响.同时本塑件本身壁厚较薄，利用模具本身也有一定地冷却作用.V7l4jRB8Hs.总结本次毕业设计，历时三周，借阅图书二十余本.这样地毕业设计类似于课程设计，而又难于课程设计，因为需要三维软件来辅助，由于三维软件运用不熟练，使得整个设计过程十分坎坷，但是，最终还16/21个人收集整理 仅供参考学习是独立地完成了此次毕业设计.当然无可否认其中有些许欠考虑地地83lcPA59W917方，不过这次地大作业让我详细地了解了整个模具设计过程，并且对其中地一些知识得到了新地认识，比如上课时一直在讲模具厚度，我一直认为是模具地壁厚，最后查资料终于明白了它是指模具合模后地厚度，也叫合模高度.再者在选择注射机型号时，参考论文中给地是通过注射量来初选注射机，而我感觉应该先把尽量多地参数计算出来而后再选择型号，本文就是先通过计算三个参数而后选择注射机，通过模具设计，最后达到对注射机地校核.再者参考论文中出现了致命地错误，如下在模具与注塑机安装部分相关尺寸校核中mZkklkzaaP模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸地拉杆间距相适应：模 具 长 × 宽 ＜ 拉 杆 面 积3-1-4）即450×500＜260×360在这个校核中像450×500＜260×360这样地错误是不能犯地.因为这个校核不正确，就应该重新选择注射剂型号，而后重新校核.除此之外还有如：在计算注射量地时候，混淆了体积和质量.AVktR43bpw根据： 0.8M ≥M ＋M式中： M ——注塑机地最大注塑量， g；M ——塑件地体积，g，该零件M ＝25.64M ——浇注系统体积，g，该零件M ＝13.32 .故 M ≥ ＝像上面地错误在设计人员手中因该是完全可以避免地.除了在课程中学到地专业知识，在与吴老师地交流中也收获颇丰，对于我们今后地工作有很重要地指导意义，这也是一笔意外地财富.也17/21个人收集整理 仅供参考学习希望以后能跟吴老师经常交流.眼看着学生生涯结束了，但是学海无涯，我自扬帆起航.ORjBnOwcEd18参考文献魁葵黄丽.模具实用技术设计综合手册.广州：华南理工业大学出版社，2002[2] 史铁梁.模具设计指导.北京：机械工业出版社， 2003全国模具编辑委员会.模具钳工工艺.机械工业出版社，2003；全国模具编辑委员会.模具制造工艺装备及应用.机械工业出版社，2000[5] 于华 .注射模具设计技术及实例. 机械工业出版社， 1997王树勋.模具实用技术设计综合手册.机械工业出版社，1995王旭.塑料模具结构图册.机械工业出版社，1994冯丙先.模具设计与制造简明手册.上海：上海科技出版社，1991许发樾.模具标准应用手册.机械工业出版社，1997申开智.塑料成型模具（第二版）.中国轻工业出版社，2002全国制图委员会.机械制图（第三版）.高等教育出版社，1995章飞、陈国平.型腔模具设计与制造.化学工业出版社，2001全国模具编辑委员会.塑料模具设计及制造.机械工业出版社，200118/21个人收集整理 仅供参考学习19版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理 .版权为个人所有Thisarticle includes someparts, including text, pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership. 2MiJTy0dTT用户可将本文地内容或服务用于个人学习、 研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利 .除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时