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模具毕业设计 塑料杯(2)

发布时间:2013-12-07 10:30:04  

西南科技大学毕业设计

西南科技大学高等教育自学考试

毕业设计(论文)任务书

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毕业设计(论文)申报表

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毕业设计(论文)进度检查及成绩评定表

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摘 要

本次设计为“塑料水杯”模具设计,分析了此类零件的工艺特点,详细介绍了此类零件结构设计和模具设计的过程以及要点。分析和阐述了浇注系统,顶出系统,排气系统,脱模机构的设计过程。重点介绍了该零件结构的设计方法,模具型腔数目的确定,分型面的选择,注射机的选择,模架的选择方法。

关键词:水杯

注塑模具设计 4 哈夫模

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目 录

摘 要 .................................................................................................. 4

引 言 ................................................................................................ 8

第一章 毕业设计任务 .................................................................... 9

第二章 “塑料水杯”的工艺性分析 .......................................... 10

2.1 “塑料水杯”成型工艺过程分析 .............................................................. 10

2.2 “塑料水杯”的质量和体积分析 .............................................................. 10

2.3 “塑料水杯”的材料成型工艺参数的分析 .............................................. 10

2.3.1“塑料水杯”的材料PC的特性 ..................................................... 10

2.3.2“塑料水杯”的材料PC的成型特点 ............................................... 11

第三章 “塑料水杯”的结构分析 .............................................. 12

3.1 “塑料水杯”的结构分析 .......................................................................... 12

3.2“塑料水杯”的精度分析 ............................................................................ 12

第四章 “塑料水杯”模具设计方案论证 ................................. 13

4.1 型腔的布局 .................................................................................................. 13

4.2 顶出机构的确定 .......................................................................................... 13

4.3 合模导向机构 .............................................................................................. 13

4.4 冷却系统 ...................................................................................................... 13

4.5浇注系统 ....................................................................................................... 14

第五章 “塑料水杯”模具设计过程 .......................................... 16

5.1 绘制“塑料水杯”的3D转2D图 .............................................................. 16

5.2 绘制“塑料水杯”的缩水图 ...................................................................... 16

5.3 分型面的设计 ............................................................................................ 17

第六章 浇注系统设计 .................................................................. 19

6.1 主流道的设计 .............................................................................................. 19

6.2 分流道的设计 .............................................................................................. 21 5

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6.2.1分流道的形状与尺寸设计 ................................................................. 21

6.2.2分流道的长度设计 ............................................................................. 21

第七章 顶出机构的设计 ................................................................ 23

7.1 顶出机构的设计 .......................................................................................... 23

7.1.1设计顶出机构的原则: ..................................................................... 23

7.1.2 设计顶出机构形式 ............................................................................ 23

7.1.3 顶出类型 ............................................................................................ 23

7.1.4 顶针位置的选择 ................................................................................ 24

7.1.5 顶针的材料及热处理 ........................................................................ 24

7.2 合模导向机构的设计 .................................................................................. 25

7.3 导套的设计 .................................................................................................. 26

7.4 导柱与导套的配合形式 .............................................................................. 26

第八章 成型机构 ............................................................................... 27

8.1成型机构原理与设计 ......................................... 27

第九章 冷却排气系统的设计 ........................................................ 28

9.1水道直径的设计 ........................................................................................... 28

9.2冷却系统的方法 ........................................................................................... 28

9.3 排气系统的设计 .......................................................................................... 29

第十章 模架的选择 ................................. 30

10.1 模架的选取 ................................................................................................ 30

10.2 模具标准零部件的设计 ............................................................................ 32

第十一章 注塑机参数的校核 ......................................................... 35

11.1 最大注射量的校核 .................................................................................... 35

11.2 锁模力的校核 ............................................................................................ 36

11.3 模具与注塑机安装部分相关的校核 ........................................................ 36

11.4 开模行程的校核 ........................................................................................ 36

第十二章 总装图的绘制 .................................................................... 37 6

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参考文献 .......................................................................................... 38

致 谢 ............................................................................................ 39

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引 言

21世纪模具设计制造业发展突飞猛进,我国的塑料工业正在飞速发展,塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料是20世纪才发展起来的新材料,目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材,成为当前人类使用的一大类材料。塑料工程通常是指塑料制造与改性,塑料成型与制品加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分,是塑料工业中不可少的环节。

模具是工业生产的重要工艺装备,它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具,如金属制品成型的压铸模,锻压模,浇铸模,非金属模制品成型的玻璃模,陶瓷模,塑料模等。

采用模具生产制件具有生产效率高,质量好,切削少,节约能源和原材料,成本低等一系列优点,模具成型已成为当代工业生产的重要手段,成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械,电子等行业的基础工业,它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。

塑料成型模具是成型塑料制品的工具。塑料成型模具应能生产并满足给定的形状、尺寸、外观和内在性能要求的制品。要求模具能被高效率的应用,且操作简便,并达到自动化水平。要求模具有合理的结构,制造容易且成本低廉。也要求模具有足够的使用寿命。

近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速,高效率,自动化,大型,精密,长寿命模具总产量中所占比例越来越大,在各种塑料模具中来看,注射模具在生产中占的比例是最大的,在生产中起着重要的作用。注射成型模具是塑料先加在注塑机的加热料筒内,塑料受热熔融后,在注射机的螺杆式活塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料在模具型腔内固化定型,这就是注塑成型的简单过程。注塑成型所用的模具叫注塑模具。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型,但是近几年来也越来越多的用于热固性塑料成型。注塑成型在塑料制件成型中占有很大的比重,世界塑料成型模具产量中的约半数以上为注塑模具。

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第一章 毕业设计任务

制品名称:塑料水杯 制品材料:PC聚碳酸酯 模具类型:注塑模具 CAV数目:一模两穴 品数量:30万件

表面要求:零件表面光整 设计时间:60天

图1 模具三维造型

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第二章 “塑料水杯”的工艺性分析

2.1 “塑料水杯”成型工艺过程分析

根据设计指导书的设计要求模具的类型是“注塑模具”,故“塑料水杯”的成形工艺过程是“注塑成型过程”,即:PC预烘干-→PC装入料斗-→预塑化-→注射装置准备注射-→注射-→保压-→冷却-→脱模-→塑件送下工序-→清理模具、涂脱模剂--→合模--→注射

2.2 “塑料水杯”的质量和体积分析

(1)经UG三维造型后测得单件实际体积约为95.98cm3,浇注系统体积约为11.18cm3;查 《模具设计与制造实训》 附录2的附表2-1得知其密度为1.20gcm,收缩率为0.5%~0.8%,计算出其平均收缩率为0.55%。

塑件的质量M塑=?V塑=1.2×95.98≈115.176g

式中 ?—塑料密度,gcm

浇注系统质量M浇=?V浇=1.2×11.18≈13.41g

故 V总=V塑+V浇=95.98cm3+11.18cm3≈107.16cm3 33

M总=M塑+M浇=115.17g+13.41g=128.58g

2.3 “塑料水杯”的材料成型工艺参数的分析

2.3.1“塑料水杯”的材料PC的特性

PC(聚碳酸酯)是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑型材料,是分子 10

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链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称,简称PC。因其具有优良的冲击强度、耐蠕变性、耐热耐寒性、耐老化性、电绝缘性及透光性等。PC作为一类综合性能优越的工程塑料,应用范围越来越广。但它也存在一些缺点:如加工流动性差,易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。但随着PC的生产工艺和改性技术的进步,这些方面逐步得到了改进,因此PC在越来越多的领域中得以应用

2.3.2“塑料水杯”的材料PC的成型特点

聚碳酸酯树脂的注射成形,一般采用螺杆式注射机进行

料筒温度:250~320℃

注射压力:50~80MPa

模具温度:85~120℃

螺杆转速:40~60次/min

PC料约在330℃时开始氧化,在高温熔融胶料含有0.02%以上水份时,易使产品有料花现象而影响外观及容易脆性破坏而影响冲击强度

所以原料必须彻底进彻底的烘干,一般120度 烘干3小时,

PC料熔融度高,冷却固化快的材料,所以如模温太低会造成熔融原料结合强度降低和产品表面不够光泽等缺陷特别是胶位薄且面积大的产品会严重影响填充流动;一般模温保持在60℃--95℃之间,加玻扦则在95℃--120℃之间较合适。

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第三章 “塑料水杯”的结构分析

3.1 “塑料水杯”的结构分析

从零件图3-1可以看出该产品外形结构较简单,塑件为外型简单类零件。壁厚为3mm,壁厚较均匀。产品所有边缘均带有圆角特征,圆角为1mm,该塑件的表面除要求没有流纹、缺陷、毛刺,没有特别的表面质量要求,故比较容易实

现。

图3.1塑料水杯零件图

3.2“塑料水杯”的精度分析

根据模具任务书的要求精度等级:采用IT13级

脱模斜度:由于制件厚度适中,脱模斜度取0.5?比较合适。

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第四章 “塑料水杯”模具设计方案论证

4.1 型腔的布局

模具的型腔数可根据塑料制品的产量、精度高低、模具制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定。小批量生产,采用单型腔模具;大批量生产,宜采用多型腔模具。但塑料制品尺寸较大时,型腔数将受所选用注射机允许最大成型面积和注射量的限制。由于多型腔模的各个型腔的成型条件以及熔体到达各型腔的流程难以取得一致,所以制品精度较高时,型腔数以少为宜。

本塑件高96mm最大宽度为116.1mm,最大直径85.65mm,属于较大的塑件,所以采用一模二穴注塑。

4.2 顶出机构的确定

顶出机构使用时应便于脱出塑件,且不允许有任何使塑件变形、破裂和刮伤等现象。其机构要求灵活、可靠、并要使更换、维修方便 。所以本套模具将使用顶针和推板来配合使用。

4.3 合模导向机构

合模导向机构是保证动、定模或在上、下模合模时,正确地定位和导向的零件。有一下三点作用:(1)定位作用(2)导向作用(3)承受一定的侧向压力

最普遍的导向机构就是导柱导向机构,其主要零件是导柱和导套。导柱既可以设置在动模一侧,也可以设置在定模一侧,应根据模具结构来确定。

4.4 冷却系统

注塑成型的过程,是将温度较高的熔融塑料通过高压注射进入温度较低的模具中,加入冷却系统能防止塑件在脱模时发生变形,缩短成型周期,提高塑件质量,控制模温。这样生产效率能得到很大的提高,因此需要冷却系统对塑件进行冷却。

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4.5浇注系统

(一)浇口的选择

浇口是流道末端与型腔之间的细小通道。作用主要是提高塑料的流动速度和以及温度,防止流入型腔的塑料侧流。

本设计可选用点浇口,潜伏式浇口,侧浇口,直浇口。

点浇口又称点水口,采用三板式模架方能自动脱模,模具结构较复杂,浇口在生产过程中自动拉断,适合自动化注射生产。能使用在一模一腔或一模多腔模具中,即可以注射小产品也可以注射大型产品,特别是有花纹的塑件也不影响塑外观。

潜伏式浇口又称潜伏口,进料部位选在制品较隐蔽的地方,以免影响制品外观,顶出时流道与塑件自动分开,故需较大的顶出力。对于过分强韧塑料,不适合使用潜伏式浇口。

侧浇口又称侧水口,一般开设在分型面上,从塑件边缘进料,其形状长为矩形或接近矩形。加工方便、简单,应用灵活,即可以从产品外侧进料也可以从内侧进料。

直浇口又称大水口,无分流道,塑料通过主流道直接进入型腔,故有塑料流程短,流动阻力小,进料块,动能损失小,传递压力好等优点。但冷却除浇口比较困难,塑件有明显的浇口痕迹,因浇口附近热量比较集中,故在该处冷却较迟,产生的内应力较大,易在该处产生汽泡、缩孔等缺陷。

综上所述,浇口选用点浇口最佳。

图4.1点浇口结构图

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(二)浇口位置的选择

在设计浇注系统时,应选择浇口的位置,浇口位置正确与否,将直接关系到制品的成型质量及注射过程是否能够顺利进行。总之要使塑件具有良好的性能与外观,一定要认真考虑浇口位置的选择,通常要遵循以下几项原则:

1)浇口位置应尽量选择在分型面上,以便于模具加工及浇口的清理

2)浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致,并使其流程最短

3)浇口的位置应保证塑料流入型腔时,对着型腔中宽畅、厚壁的部位以

便于塑料的流入

4)避免塑件在流入型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件,应使塑件能尽快流

入型腔的各个部位,以避免型芯或嵌件变形

5)尽量避免使制品产生熔痕出现在制品的重要部位

6)应使塑料在流入型腔时,能沿着平行型腔的方向均匀流入,并有利于

型腔内气体的排出

7)浇口应设置在制品上最易清除的部位,同时尽可能不影响制品的外观 根据“塑料水杯”的要求,综合考虑以上的原则,点浇口选用中心线处进胶。其位置排布图如图所示。

图4.2点浇口的位置排布图

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第五章 “塑料水杯”模具设计过程

5.1 绘制“塑料水杯”的3D转2D图

用UG打开图档,转出工程图,调整比例因子为1:1,以“.dwg”为后缀名保存副本。再AutoCAD软件中,打开工程图文件,如图5.1所示。

图5.1 3D转2D图

5.2 绘制“塑料水杯”的缩水图

由于塑料具有热胀冷缩的特性,塑料件从模具中取出冷却后都会出现尺寸缩小的现象,导致注射后的产品比本身的尺寸更小,故需要对其进行缩水处理。根据设计指导书中的设计要求,“塑料水杯”的材料PC。查《塑料成型工艺与模具设计》附录常用塑料的收缩率,得PC的收缩率为0.5%。在AutoCAD中将3D转2D图复制,将复制图缩放1.005倍,得到“塑料水杯”缩水图,如图所示。 16

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图5.2塑料水杯缩水图

5.3 分型面的设计

分型面是决定模具结构形式的一个重要因素,它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关,因此分型面的选择是注射模设计中一个关键步骤。

(1)分型面的设计原则

A、分型面应选在塑件外形最大轮廓处

B、分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模

C、分型面的选择应保证塑件的精度要求

D、分型面的选择应满足塑件的外观质量要求

E、分型面的选择要便于模具的加工制造

除上述这些基本原则以外,分型面的选择还要考虑到弄腔在分型面上投影面积的大小,以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象,综上述分型面如图所示:

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图5.3 PL分型面图

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第六章 浇注系统设计

6.1 主流道的设计

浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等组成。主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。

(1)主流道小端直径

主流道小端直径d?注射机喷嘴直径 ?2~3mm

?3?2~3取 d?6mm

(2)主流道的球半径

主流道的球半径SR?12?1~2

取 SR = 16mm

(3)球面配合高度

球面配合高度为3~5取 3mm。

(4)主流道长度

主流道长度L,应尽量取小,根据模板厚度,取L = 47mm

(5)主流道浇口套

主流道浇口套的形式有两种:一是主流道浇口套与定位圈设计成整体式,一般用于小型模具;二是主流道浇口套与定位圈设计成两个零件,然后配合在固定在模板上。浇口套内部表面粗糙度为0.8um,浇口套与模板的配合采用Hm6的过度配合,与定位圈采用H9h9的配合。一般采用碳素工具钢T8A,热处理要求淬火43 ~ 45 HRC。该模具尺寸较大,主流道浇口套可以选用整体式。 19

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如图所示:

图6.1 浇口套图

浇口套于模版配合固定的形式如图所示:

图6.2 唧嘴图

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6.2 分流道的设计

6.2.1分流道的形状与尺寸设计

为了便于加工及凝料脱模,分流道大多设置在分型面上,为减小热量损失,将分流道的截面设计为圆形。分流道截面尺寸视塑件尺寸、塑料品种、注射速率以及分流长度而定,要求分流道截面尺寸应满足良好的压力传递和保证填充时间。通常圆形截面分流道直径为2~10mm;根据塑件大小情况取分流道直径为8mm。

6.2.2分流道的长度设计

分流道长度应尽量短以减少压力损失;多腔模具各腔分流道长度尽量相等;分流道较长时应在其末端设冷料穴,防止空气和冷料进入模具型腔

6.3 浇口的设计

浇口亦称进料口,一般有点浇口、侧浇口、扇形浇口、环形浇口以及轮辐式浇口等几种形式。浇口是连接分流道与型腔的熔体通道。根据零件的尺寸结构,在本设计中选用侧浇口。浇口直径由经验值取d?5mm 。浇口如图所示;

图6.3 浇口图

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冷料穴的作用是容纳浇注系统中料流的前锋冷料,以免这些冷料注入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端,当分流道较长时,在分流道的末端也要开设冷料穴。考虑到产品采用一模两穴,故冷料穴设在主流道末端,采用拉料销拉出主流道的废料,如图所示:

图6.4 流道-冷料穴图

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第七章 顶出机构的设计

7.1 顶出机构的设计

使塑件从模具上脱出来的机构称为顶出机构。顶出机构的动作方向与模具开模的方向一致的。良好的顶出机构要求脱模时塑件不变形和不损坏,而且顶出机构的位置位于制件不明显处。

7.1.1设计顶出机构的原则:

A、顶力点应尽量靠近型芯或难于脱模的部位

B、顶力点应作用在制品上承受力最大的部位

C、尽量避免推力点作用在制品的薄平面上,防止制品破裂和穿孔

D、顶出装置应设在制品的隐蔽处或非装饰面。

E、合模时的正确复位设计顶出机构时,还必须考虑合模时机构的正确复位,并保证不与其他模具零件相干涉

7.1.2 设计顶出机构形式

顶出机构的形式归纳起来可分为机械顶出、液压顶出和气动顶出。

7.1.3 顶出类型

顶出类型有顶针顶出机构,顶管顶出机构和推板顶出机构等。

顶针顶出机构是顶出机构中最简单、最常见的一种形式。由于顶针截面多为圆形,因此其制造和修配方便,顶出效果好,在生产中广泛使用。但由于顶出面积一般比较小,易引起应力集中而顶穿塑件或将塑件顶变形。

顶管顶出机构适于环形、筒形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出。由于顶管整个周边接触塑件,故推顶塑件力均匀,塑件不易变形,也不留下明显的顶出痕迹。采用顶管顶出,主型芯和凹模可同时设计在动模侧,有利于提高制件的同心度。对于顶出过薄的塑件,尽量不要采用顶管。

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顶板顶出机构具有顶出力均匀、顶出效果好和无顶出痕迹等特点,特别适用于一模多腔,圆形与外形简单的产品脱模。缺点是使模具厚度增加,脱模孔位置的配合精度及加工精度要求高。

综上所述,根据“塑料水杯”的结构特点,本设计选用顶针和推板配合顶出机构,即为推板利用顶针直接将塑件顶出。

根据顶针本身的结构及考虑经济和适用性,选用直径为10mm的顶针和相应的推板。如图

图7.1 顶出机构

7.1.4 顶针位置的选择

应为是推板和零件直接接触,而顶针是与推板相互作用,所以顶针位置应按照推板大小、形状来摆放,具体位置如图7.1所示。

7.1.5 顶针的材料及热处理

顶针的材料用T8A,前者的热处理要求硬度为43~45HRC,后者热处理要求硬度为46~50HRC。顶针工作端部配合部分的粗糙度值Ra=0.8um。 24

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7.2 合模导向机构的设计

合模导向机构是保证动、定模或上、下模合模时,正确地定位和导向的零件。本套模具采用导柱导向形式。导向机构的作用有以下三点:

(1)定位作用 合模时保证动、定模正确的位置,以便合模后保持模具型腔的正确形状。

(2)导向作用 合模时引导动模按序正确闭合,防止损坏凹凸模。

(3)导柱在工作中承受一定的侧向压力。

导柱结构的技术要求:

长度 导柱导向部分的长度应比型芯端面的高度高出8~12mm,以免导柱未进入导套而型芯先进入型腔的情况;

形状 导柱前端应做成锥台行或半球形,以使导柱能顺利进入导套; 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧不易折断的内芯,多采用20钢或者T8、T10钢,硬度为50~55HRC。导柱固定端部的表面粗糙度值Ra=0.8um,导向部分的表面粗糙度值Ra=0.4~0.8um;

数量及分布 导柱应合理分布在模具分型面四周,导柱中心至模具边缘应又足够的距离,以保证模具强度;

配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7m6或H7k6的过渡配合,导柱的导向部分通常采用H7f7或H8f7的间隙配合。如图所示:

图7.2导柱图

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7.3 导套的设计

导套的设计

A、导套的结构形式 一般分为有导套和无导套两种。因为无导套只适用于小批量生产且精度要求不高的模具,所以采用有导套结构。

B导套结构和技术要求

a、形状 为使导柱顺利进入导套,导套前端应倒圆角。且为通孔,以利于通气。

b、材料 可用与导柱想同的材料即T8 硬度为40~45HRC。

c、固定形式及配合精度 直导套用H7/r6过盈配合。带头导套用H7/m6或H7/k6过渡配合,导套固定部分的粗糙度为Ra=0.8μm,导向部分粗糙度为Ra=0.8~0.4μm。

7.4 导柱与导套的配合形式

导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求而定,该模具采用的配合形式如下图所示

图7.3导柱导套配合图

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第八章 成型机构

8.1成型机构原理与设计

设计侧抽芯机构

当塑件上带有与开模方向不一致的侧凹或侧凸时,模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的零件,称为侧型芯,在脱模之前必须先抽掉侧型芯,否则无法脱模,带动侧型芯作侧向移动的整个机构称为侧抽芯机构。水杯的模具设计相对比较复杂,因为它需要使用哈夫模,有2个方向需要侧抽芯机构才能完成模具的开模,因此在设计中,还必须考虑模具的侧面抽芯机构的创建,在此设计中,滑块与型芯之间采用螺钉连接。如图8.1所示

图8.1 斜销图

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第九章 冷却排气系统的设计

对于大多数热塑性塑料,模具上不需设置加热装置。设置冷却水效果良好的冷却水回路的模具是缩短成形周期、提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均匀的快速冷却,则会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂,所以应根据塑件的形状、壁厚及塑件的品种,设计与制造出能实现均一、高效冷却回路。

9.1水道直径的设计

冷却系统的确定原则:

1、水孔直径不能大于14mm否则冷却难以湍流状态,以致降低热交换

2、平均壁厚为2mm时水孔直径可取5~10mm平均壁厚为2~4mm时水孔直径可取6~12mm,因此该塑件的水孔直径确定为6mm。

9.2冷却系统的方法

设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却,刚会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂,所以应根据塑件的形状、壁厚及塑件的品种,设计与制造出能实现均一、高效的冷却回路。所以水道布置图如所示。

图9.1 流道图

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9.3 排气系统的设计

当塑料熔体充填模具型腔时,必须顺利排除型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果这类气体不能被顺利排除,塑件由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷,甚至气体受压而产生高温,使塑料焦化。又因该模具为中小型模具,分型面适宜,可利用分型面之间、顶针与模板之间的配合间隙排气,间隙值0.03~0.05mm,分型面之间间隙取0.05mm。如图所示。

图9.2 排气图

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第十章 模架的选择

10.1 模架的选取

模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。为了提高模具质量,缩短模具制造周期,适应大规模成批量生产塑料成形模具、提高模具精度和降低模具成本,选用标准模架。

选用标准模架的程序及要点如下:

(1)模架厚度H和注射机的闭合距离L

对于不同型号及规格的注射机,不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模架厚度与闭合距离的关系为 Lmin?H?Lmax

(2)开模行程与动、定模分开的间距与顶出塑件行程之间的尺寸关系

设计时须计算确定,注射机的开模行程应大于取出塑件所需的动、定模分开的间距,而模具顶出塑件距离需小于注射机顶出液压缸的额定顶出行程。

(3)选用模架应符合塑件及成形工艺的技术要求

为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性,需对模架组合零件的力学性能,特别是其强度和刚度进行校核及计算。

根据塑件尺寸的,我们选择的模仁的大小为长宽分别为135.99mm、296mm;母模仁与公母仁厚度分别为122.44mm,25mm。模仁如图所示。

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图10.1 模仁图

应为要考虑侧抽芯的大小及其行程距离,所以选用3540的标准模架,然后根据模框的大小确定公母模板的厚度分别为130mm、75mm,模架结构如图所示:

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图10.2 模架结构图

10.2 模具标准零部件的设计

其标准零部件各参数如表所示:

表10.1 零件参数

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(1) 模座2020-5050之间选用?119.8的定位环.

图10.3 定位环

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(2)模仁边界距离模胚边界40-60;

母模板之板厚=母模框深度×2-10与母模框深度×2之范围;

公模板之板厚=公模框深度×2与公模框深度×2+10之范围.

(3) 回位销弹簧长度取值原则:自由长度L=(顶出距离+预压量10)/0.45压缩比,须取整数;顶出行程在15mm内,弹簧长度取40mm (间隔块高60mm)

(4) 防脱拉板是防止模具在不使用时公模与母模脱开;垃圾钉是防止顶针板与下固定板之间夹有异物,以便模具确实回位。

(5) 中等精度要求配合部位用IT13级。

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第十一章 注塑机参数的校核

11.1 最大注射量的校核

塑件连同凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的80%,注射机多以公称容量来表示,可采用下式校核

0.8V机≥V塑件+V浇

式中: V机—注塑机的最大注塑量,cm3

V塑件—塑件的体积,cm3,该产品V塑件=95.98cm3

V浇—浇注系统的体积,cm3,该产品V浇=11.18cm3

V机≥V塑件+V浇0.8?95.98*2?11.0.8cm3≈253.92cm3

在此选定注射机型号为:FM160/A,注射量为259cm故满足要求.。 3

注塑机FM160/A主要参数:

最大开合模行程:385mm

模具最大厚度:480mm

模具最小厚度:175mm

喷嘴圆弧半径:15mm

锁模力:1600kN

拉杆空间:700×700mm

注射压力:

P注≥P成型

查《模具设计指导书》表6-5 ABS塑件成型时的注射压力P成型?100~140MPa 在此选定的注塑机注射压力P注=220MPa

P注≥P成型

故,满足要求

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11.2 锁模力的校核

注射机的公称注射压力呀大于成形的压力,即

P锁模力≥PF

式中 P —塑料成型时型腔压力,PC塑件的型腔压力P=40MPa

F—浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和 mm2 各型腔及浇注系统及型腔在分型面上的投影面积和

F?6229?1123.5?7352.5mm2

P锁模力 —注塑机公称锁模力,该注射机的最大锁模力1600kN。

PF=40×7352.5N=294100N=294.1kN

所以, PF?P锁模力,故满足要求,

因此,所选的注射机符合要求。注射机型号为:FM160/A 11.3 模具与注塑机安装部分相关的校核 模具闭合高度的校核

模具实际高度H模=365mm

注塑机最小闭合厚度H最小=175mm

即 H模>H最小 故,满足要求

11.4 开模行程的校核

模具开模行程L应满足:

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S?H1?H2?a?(5?10)(mm)

式中: S —注射机最大开模行程,mm;

,mm; H1 —推出距离(脱模距离)

H2 —包括浇注系统在类的塑件高度,mm;

即865mm>93+170+130+10mm,故满足需求

第十二章 总装图的绘制

本章主要加附在整套设计过程中的所有CAD图,如产品图、结构图、排样图、装配图、零件图、各标准件等一系列拆板图。(见附页)

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参考文献

【1】屈华昌 主编. 《塑料成型工艺与模具设计》.高等教育出版社. 2006.7

【2】吕思科 主编. 《机械制图》. 北京理工大学出版社. 2008.8

【3】朱光力 主编. 《模具设计与制造实训》. 高等教育出版社. 2008.12

【4】周敬春 主编.

【5】王艳戎 主编.

《UG NX7.0产品造型》. 西南交通大学出版社. 2010.8 . 天津大学出版社. 2009.1 38 《机械制造基础》

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致 谢

在这做注塑模具设计的两个月中,首先非常感谢陈庆老师的指导和同学们的无私帮助。

在这两个多月里我按时按量的完成自己的设计任务。在设计前我温习了《注塑设计工艺与模具设计》等一系列模具设计方面的课本,并参阅了各种模具设计范本。在设计初步完成后在输入Word和绘制零件图,等到了陈庆导师的指正。

毕业设计是对我大学所学专业知识的一次综合应用、扩充和深化,也是对我们把理论运用到实际设计的一次锻炼。通过毕业设计我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识,同时也体会到了设计的基本技能和思想。

毕业设计任务是很重要的,从理清设计思路和着手做设计都离不开导师的指导。

再次向学院领导和机械工程系的老师们表示感谢。

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