塑料儀表蓋注塑模具設(shè)計(jì)【塑料殼體】【圓頭端蓋-最大直徑90-高度55】【含CAD圖紙】
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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目: 設(shè)計(jì)編號(hào): 學(xué) 院: 系 別: 專 業(yè): 班 級(jí): 學(xué) 號(hào) 姓 名: 指導(dǎo)教師: 完成日期: 年 月 日 答辯日期: 年 月 日目 錄前 言31、引言42、塑件的工藝性分析62.1.塑件的分析62.2.ABS的性能分析62.3.ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)83、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式103.1.分型面位置的確定103.2.確定型腔數(shù)103.3.排列方式103.4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定113.5.注射機(jī)型號(hào)的確定114、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)144.1.流道的設(shè)計(jì)144.2.分流道的設(shè)計(jì)144.3.澆口的設(shè)計(jì)164.4.校核主流道的剪切速率174.5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算175、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算185.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)185.2.成型零件鋼材的選用205.3.成型零件工作尺寸的計(jì)算205.4.成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算226、模架的確定247、排氣槽的設(shè)計(jì)258、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)269、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2710、導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)28總 結(jié)29致 謝30參考文獻(xiàn)31前 言模具課程設(shè)計(jì)是在完成冷沖模具設(shè)計(jì)、塑料模具設(shè)計(jì)、CAD軟件等相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后,一個(gè)重要的綜合性的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)之前,要具備機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。初步了解塑件的成型工藝和生產(chǎn)過(guò)程,熟悉各種塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。 課程設(shè)計(jì)的基本目的是: (1)綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí),分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問(wèn)題,進(jìn)一步鞏固加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。 (2)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐,逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 (3)通過(guò)計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練,為課程設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。1、引言在現(xiàn)代生產(chǎn)中,模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備,它以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和成本低等特點(diǎn),現(xiàn)已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門,特別是汽車、拖拉機(jī)、航天航空、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應(yīng)用。以塑料該產(chǎn)品模具的設(shè)計(jì)和典型模具零件的數(shù)控加工為例,介紹了注塑模具的設(shè)計(jì)方法和流程。首先根據(jù)塑件材料及工藝特性用pro/e軟件對(duì)零件進(jìn)行模型分析,然后選擇注塑機(jī)并確定型腔數(shù)目,接著確定成形方案:總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分型面設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。最后進(jìn)行注塑機(jī)工藝參數(shù)校核,包括注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度和注射機(jī)閉合高度等方面。課程設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn),是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是,綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容,掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能,如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料,繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。本設(shè)計(jì)為一塑料儀表蓋。如圖: 對(duì)產(chǎn)品的要求有:1、塑件不允許有變形、裂紋;2、脫模斜度30/1。;3、未注圓角為R2R3;4、壁厚處處相等;5、塑件材料為ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料),生產(chǎn)批量為大批量。6、未注尺寸公差按所用塑料的高精度級(jí)差取。2、塑件的工藝性分析2.1.塑件的分析(1) 外形尺寸 該塑件壁厚為2.5mm,塑件外形尺寸不大,塑料熔體流程不太長(zhǎng),適合于注射成型。(2) 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差大致一樣,除了小孔之間的距離。按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。(3) 脫模斜度 塑件精度不是很高且為小塑件,又ABS成型收縮率小,參考教科書選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1度。2.2.ABS的性能分析化學(xué)名稱 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料 英文名稱 Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic英文名稱 Alkyl Benzo sulfonate性能檢測(cè) 塑料性能檢測(cè)技術(shù)服務(wù)遍布化工行業(yè),從原材料鑒定、化工產(chǎn)品配方分析,到產(chǎn)品生產(chǎn)中的工業(yè)問(wèn)題診斷、產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)節(jié)的失效分析、產(chǎn)品可靠性測(cè)試,都可以提供最專業(yè)的分析技術(shù)服務(wù)。ABS樹(shù)脂集合了三者單體的優(yōu)良性質(zhì),即:苯乙烯的光澤、電性能、成型性;丙烯腈的耐熱性、剛性、耐油性;丁二烯的耐沖擊性。塑料ABS的性能檢測(cè)因注意: 1.一般性能 : ABS的外觀為不透明呈象牙色的粒料,無(wú)毒、無(wú)味、吸水率低其制品可著成各種顏色,并具有90%的高光澤度。ABS同其它材料的結(jié)合性好,易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18.2,屬易燃聚合物,火焰呈黃色,有黑煙,燒焦但不滴落,并發(fā)出特殊的肉桂味。 ABS是一種綜合性能十分良好的樹(shù)脂,在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度,熱變形溫度比PA、PVC高,尺寸穩(wěn)定性好。 ABS熔體的流動(dòng)性比PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,與POM和HIPS類似。ABS的流動(dòng)特性屬非牛頓流體,其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系,但對(duì)剪切速率更為敏感。 2.力學(xué)性能 ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能,其沖擊強(qiáng)度極好,可以在極低的溫度下使用。即使ABS制品被破壞,也只能是拉伸破壞而不會(huì)是沖擊破壞。ABS的耐磨性能優(yōu)良,尺寸穩(wěn)定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的蠕變性比PSF及PC大,但比PA和POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。 3.熱學(xué)性能 ABS屬于無(wú)定形聚合物,無(wú)明顯熔點(diǎn);熔體粘度較高,流動(dòng)性差,耐候性較差,紫外線可使變色;熱變形溫度為70107(85左右),制品經(jīng)退火處理后還可提高10左右。對(duì)溫度,剪切速率都比較敏感;ABS在40時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性,可在 -40到85的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。 4.電學(xué)性能 ABS的電絕緣性較好,并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響,可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 5.環(huán)境性能 ABS不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿醇類和烴類溶劑及多種酸的影響,但可溶于酮類、醛類及氯代烴,受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。 性能測(cè)試是通過(guò)自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來(lái)對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一,其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良,還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn),容易涂裝、著色,還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域,是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。ABS樹(shù)脂廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè),電器儀表工業(yè)和機(jī)械工業(yè)中,常作齒輪,汽車配件,擋泥板,扶手,冰箱內(nèi)襯,葉片,軸承,把手,管道,接頭,儀表殼,儀表板,盆安全帽,等;在家用電器和家用電子設(shè)備的應(yīng)用前景更廣闊,如電視機(jī),收錄機(jī),冰箱,冷柜,洗衣機(jī),空調(diào)機(jī),吸塵器和各種小家點(diǎn)器材:日用品有鞋,包,各種旅游箱,辦公設(shè)備,玩具及各種容器等,低發(fā)泡的ABS能代替木材,適合作建材,家具和家庭用品。 ABS的主要性能指標(biāo): 收縮率:0.30.8 密度: 1.03-1.07g/cm3 吸水率:0.10% 拉伸強(qiáng)度:4558MPa 比體積:0.93v/dm3kg 抗彎強(qiáng)度:87MPa 2.3.ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)(1)、注射成型過(guò)程1)、成型前的準(zhǔn)備。對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn),微量水份在高溫下加工會(huì)使制品產(chǎn)生白濁色澤,銀絲和氣泡,成型之前必須預(yù)干燥,水分含量應(yīng)低于0.02%。 2)、注射過(guò)程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后,由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型,其過(guò)程可分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 3)、塑件的后處理。對(duì)塑件進(jìn)行烘箱處理,處理?xiàng)l件為110120。處理時(shí)間在八小時(shí)以下,隨空氣逐漸冷卻。(2)、注射工藝參數(shù) 注射時(shí)間:螺桿式,螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為2040r/min,取30r/min。 料筒溫度():后段150170;中段165180;前段180220。 噴嘴溫度():170180。 模具溫度():5080。 注射壓力(MPa):6001000。成型時(shí)間(S):50-220(注射時(shí)間取20-90,高壓時(shí)間0-5,冷卻時(shí)間20-120)。3、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式3.1.分型面位置的確定通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析,分型面應(yīng)該選在蓋截面積最大且利于開(kāi)模取出塑件的底平面上,其位置如下圖:3.2.確定型腔數(shù)該塑件雖然為大批量生產(chǎn),但精度要求,又考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系,以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素,初選為一模4腔結(jié)構(gòu)形式。3.3.排列方式 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置,且要力求緊湊,并與交口開(kāi)設(shè)的部位對(duì)稱。由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模4腔,故采用90度對(duì)角對(duì)稱排列,如下圖所示:3.4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定從上面的分析可知,本模具設(shè)計(jì)為一模四腔,對(duì)角對(duì)稱排列,根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀,推出機(jī)構(gòu)擬采用脫模板推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),流道采用對(duì)稱平衡式,澆口采用側(cè)交口,且開(kāi)設(shè)在分型面上。因此,定模部分不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面取出凝料,動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板和脫模版。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模。3.5.注射機(jī)型號(hào)的確定 (1)注射量的計(jì)算 通過(guò)面積高=體積的計(jì)算方法初步計(jì)算得塑件體積: V塑=3.14454545-3.1442.542.542.5+3.14252510-3.1422.522.510-43.14442.5-3.14662.5=286132.5-241044.06+19625-15896.25-502.4-282.6=48032.19mm3=48.03cm3塑件質(zhì)量: m塑=V塑=48.031.05g= 50.43g 式中,取1.05g/cm3。 (2)澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式按照塑件體積的0.21倍來(lái)估算。則,選取0.25倍。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為: V總= V塑(1+0.25)4=48.031.254240.15 cm3 (3)選擇注射機(jī) 根據(jù)計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=240.15cm3,并結(jié)合:V公=V總/0.8,則有V公300.1875 cm3。根據(jù)以上的計(jì)算,初步選定公稱注射量為320 cm3,注射機(jī)型號(hào)為SZY300臥式注射機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)如下:理論注射容量/ cm3320移模行程/mm340螺桿柱塞直徑/mm60最大模具厚度/mm355V注射壓力/MPa150最小模具厚度/mm205注射速率/gs-1105鎖模形式雙曲肘塑化能力/gs-155模具定位孔直徑/mm125螺桿轉(zhuǎn)速/rmin-10200噴嘴球半徑/mm12鎖模力/kn1500噴嘴口直徑/mm4拉桿內(nèi)間距/mm450450 (4)注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核注射壓力校核。ABS的注射壓力為100140MPa,這里取P0 =120 MPa,該注射機(jī)的公稱注射壓力P公=700MPa,注射壓力安全系數(shù)K1=1.251.4,這里取1.4,則:P0 K1=1201.4=168P公,所以,注射機(jī)壓力合格。鎖模力校核。 塑件在分型面上的投影面積A塑,則A塑=(45242.52 )mm2686.875mm2。澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆,即流道凝料在分型面上的投影面積A澆的數(shù)值,按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A澆的0.20.5倍。選取A澆0.2A塑。因此,塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A總,則A總,n(A澆A塑)n(A塑0.2A塑)41.2 A塑3297mm2。模具行腔內(nèi)的脹型力F脹,則F脹A總P模329730N98910N98.91KN式中,P模 _型腔的平均計(jì)算壓力值, P模模具行腔內(nèi)的壓力;通常取注射壓力的20%40%,大致范圍為2540MPa。對(duì)于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)該取較大值。結(jié)合ABS的特性,取P模為30MPa。選用的注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖1500KN,鎖模力安全系數(shù)為K21.11.2,這里取K21.2,則K2 F脹1.2 F脹1.298.91=118.692F鎖,所以,注射機(jī)鎖模力合格。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1.流道的設(shè)計(jì)1) 主流道尺寸主流道的長(zhǎng)度:小型模具L主應(yīng)盡量小于60mm,因此,選50mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。主流道小端直徑:d=注射機(jī)噴嘴直徑+(0.51)mm=(4+1)mm=5mm。主流道大段直徑:D=d+2L主tan7mm,式中=4。主流道球面半徑:SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(12)mm=(12+2)mm=14mm。球面的配合高度:h=3mm。2) 主流道的凝料體積V主/3L主(R2主+r2主+ R主r主)=3.14/350(521.75251.75)mm3=1926.52mm3=1.93cm3。3) 主流道當(dāng)量半徑 Rn=(1.75+5)/2mm=3.375mm。4) 主流道澆口套的形式主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸,易磨損。對(duì)材料的要求嚴(yán)格,因而盡管小型注射??梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,但考慮上述因素通常仍然將其分開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì),以便于拆裝更換。同時(shí)也便于優(yōu)選優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。材料采用碳素工具鋼T10A,熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC。4.2.分流道的設(shè)計(jì) 1)、分流道的布置形式在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低,同時(shí)還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡,因此采用平衡式分流道。 2)、分流道的長(zhǎng)度由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分流道較短,故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些。單邊流道長(zhǎng)度L分取40-45mm。圖如型腔數(shù)量大的排列布置圖。3)、分流道的當(dāng)量直徑因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量m塑=V塑=48.031.05g=50.43g200g,則分流道當(dāng)量直徑為:D分=0.2654=0.2654mm4.88mm 4)、分流道截面形狀本設(shè)計(jì)把分流道設(shè)計(jì)在分型面上,采用體形截面,其加工工藝性好,且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。 5)、分流道截面尺寸設(shè)梯形的下底寬度為x,底面圓角的半徑R=1mm,并設(shè)置梯形的高h(yuǎn)=3.5mm,則該梯形的截面積為:A分=(x+x+23.5tan8)h/2=(x+3.5 tan8)3.5再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為4.88mm的圓面積相等,可得 (x+3.5 tan8)3.5=D2分/4=3.144.882/4,即可得:x4.3mm,則梯形的上底約為5mm,如圖: 6)、凝料體積 分流道的長(zhǎng)度L分=452=90mm。 分流道截面積A分=(5+4.3)3.5/2 mm2= 16.275 mm2 凝料體積V分=L分A分=9016.275 mm3= 1464.75 mm31.46cm3 7)、校核剪切速率 確定注射時(shí)間:查資料,可取t=1.6s。 計(jì)算分流道體積流量:q分=(V分+V塑)/t=(1.1+48.03)/1.6=30.70 cm3/s該分流道的剪切速率處于澆口道與分流道的最佳剪切速率51025103s-1之間,所以,分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 8)、分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取Ra 1.252.5m即可,此處取Ra1.6m。另外,其脫模斜度一般在0.51之間,這里取1。4.3.澆口的設(shè)計(jì) 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷,表面質(zhì)量要求較高,采用一模四腔注射,為便于調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間,因此采用側(cè)澆口。 (1)、側(cè)澆口尺寸的確定 1)、計(jì)算側(cè)澆口的深度。查表,可得側(cè)澆口的深度h計(jì)算公式為 hnt0.82.52mm 式中,t塑件壁厚,這里t=2.5mm; N塑料的成型系數(shù),對(duì)于ABS,其成型系數(shù)n=0.8。 對(duì)于其厚度,根據(jù)表查,得ABS側(cè)澆口的厚度為0.81.2mm,故此處澆口深度取1mm。 2)、計(jì)算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)公式,可得側(cè)澆口的寬度B的計(jì)算公式為:B=3.645cm4cm式中,n塑料成型系數(shù),取0.8; A凹模的內(nèi)表面積,18686 3)、計(jì)算側(cè)澆口的長(zhǎng)度。查表及公式,可得側(cè)澆口的長(zhǎng)度L澆一般選取0.50.75mm,這里取L澆=0.6mm。 (2)、側(cè)澆口剪切速率的校核 1)、計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得R2澆=Bh,由此矩形澆口的當(dāng)量半徑R澆=1/2。 2)、計(jì)算澆口的剪切速率 確定注射時(shí)間:查表,可取t=1.6s。 計(jì)算澆口的體積流量:q澆=V塑/t=48.03/1.6cm3 /s=30mm3 /s。 計(jì)算澆口的剪切速率:由公式,則:= =4.5 該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率51035104s-1之間,所以,澆口的剪切速率校核合格。4.4.校核主流道的剪切速率 由于前部分分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積以及主流道的當(dāng)量半徑,這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。1)、計(jì)算主流道的體積流量 q主=(V主+V分+nV塑)/t=(1.12+1.1+448.03)/1.6 mm3 /s=120.845 mm3 /s。2)、計(jì)算主流道的剪切速率 = 7.11103s-1 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率51025103s-1之間,所以,主流道的剪切速率校核合格。4.5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 本設(shè)計(jì)僅有主流道冷料穴。由于該塑料件精度要求較高,采用脫模板推出塑件,故采用與錐頭形拉料桿匹配的冷料穴。開(kāi)模時(shí),利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。5、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析,本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模,如下圖: (2)、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。本設(shè)計(jì)中,采用鑲件式凸模如下圖: 5.2.成型零件鋼材的選用根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合考分析,該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能,同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈砍善?,所以?gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用T10A。對(duì)于塑件型芯來(lái)說(shuō),由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重,因此鋼材選用高合金工具鋼6542。5.3.成型零件工作尺寸的計(jì)算由于未注尺寸公差按所用塑料的高精度查取,按自由公差計(jì)算(1)、凹模徑向尺寸的計(jì)算 式中:型芯的徑向尺寸,; 塑件的平均收縮率;=0.005 塑件的外徑尺寸,;修正系數(shù),(),取0.5;塑件的公差值,因尺寸的大小而變。制造公差,取。l190(1+0.005) 0+0.20 =90.450+0.2l250(1+0.005)0+0.20=50.250+0.2(2)、凹模深度尺寸的計(jì)算L345(1+0.005) 0+0.20 =45.220+0.2L455(1+0.005) 0+0.20 =55.270+0.2(3)、型芯徑向尺寸的計(jì)算L585(1+0.005) 0+0.20 =85.430+0.2L612(1+0.005) 0+0.20 =12.030+0.2L78(1+0.005) 0+0.20 =8.040+0.2(4)、型芯高度尺寸的計(jì)算LM=(LS + LSSCP-3/4) S0L842.5(1+0.005) 0+0.20 =42.70+0.2L952.5(1+0.005)0+0.20=52.760+0.2(5)、成型孔間間距的計(jì)算L9700.015.4.成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 (1)、凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 模架初選450mm400mm的標(biāo)準(zhǔn)模架,其厚度根據(jù)相關(guān)剛度公式計(jì)算:,式中p型腔壓力(MPa);E材料彈性模量(MPa);h=w,w影響變形的最大尺寸,而h=55-60mm;模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種,=0.024mm, 故可得=25.6mm。同理,凹模底部厚度=28.4mm。凹模側(cè)壁是采用嵌件。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來(lái)確定,根據(jù)估算模板平面尺寸選用400400mm,它比型腔布置的尺寸大的多,所以完全滿足剛度和強(qiáng)度要求。(2)、動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān),根據(jù)型腔布置,模架應(yīng)選在400mm400mm這個(gè)范圍之內(nèi),墊塊之間的跨度大約為200mm-40mm-40mm=120mm。因此動(dòng)模墊板厚度可為:=33.40mm式中,動(dòng)模墊板剛度計(jì)算許用變量,=25=0.03mm;L兩個(gè)墊板間的距離,約120mm;動(dòng)模墊板的長(zhǎng)度,取350mm。A兩個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。單件型芯所受壓力的面積為:5671.625,4個(gè)型芯的面積:22686.5。故,動(dòng)模板按標(biāo)準(zhǔn)厚度取30mm。6、模架的確定根據(jù)模具行腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸約為160160mm,又凹模最小壁厚,導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等,在結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗(yàn)公式以及查表,可確定選用模架序號(hào)為8號(hào)(400400)模架結(jié)構(gòu)為型。1、各模板尺寸的確定 (1)、A板尺寸。A板是定模型腔板,塑件高55mm,又考慮在模板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道,還需要留出足夠的距離,故A板取標(biāo)準(zhǔn)70mm。 (2)、B板尺寸。B板是型芯固定板,按模架標(biāo)準(zhǔn)厚取23mm。(3)、C板(墊塊)尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+(25)mm=(42.5+15+15+25)mm=74.577.5mm,選標(biāo)準(zhǔn)塊75mm。 經(jīng)上述尺寸的計(jì)算,模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號(hào)為8號(hào),板面為400mm400mm,模架結(jié)構(gòu)形式為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸:寬長(zhǎng)高400mm400mm276mm。2、模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸(1)、模具平面尺寸400mm400mm450mm450mm(拉桿間距),校核合格。(2)、模具高度尺寸276mm,200mm276mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度),校核合格。(3)、模具的開(kāi)模行程325mm(開(kāi)模行程),校核合格。7、排氣槽的設(shè)計(jì)該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料,熔體經(jīng)塑件下方的臺(tái)階充滿型腔,頂部有一個(gè)12mm小型芯,其配合間隙可作為氣體排除的方式。同時(shí),地面的氣體會(huì)沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。8、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、 推出方式的確定本塑件采用脫模板推出方式。脫模板推出時(shí)為了減小脫模板與型芯的摩擦,設(shè)計(jì)中在用脫模板與型芯之間留出0.2mm的間隙,并采用錐面配合,這樣可以防脫模板因偏心而產(chǎn)生溢料,同時(shí)避免了脫模板與型芯產(chǎn)生摩擦。1凹模嵌件2型芯3脫模板4型芯固定板2、脫模力的計(jì)算 因?yàn)?0,此處視為薄壁圓筒塑件,根據(jù)公式,脫模力有:帶入各項(xiàng)數(shù)據(jù),。3、校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 推出面積454542.542.5686.875 推出應(yīng)力1.23024.8686.875=5.2853MPa(抗壓強(qiáng)度)合格。9、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的計(jì)算恨麻煩,在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量,按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 冷卻介質(zhì)。ABS粘度高,熔融溫度高,其成型溫度及模具溫度分別為:230-320和5080。所以模具溫度初步選定為80,用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。10、導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位;而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)單,模具定位精度要求不是很高,因此可采用模架本身所帶的定位結(jié)構(gòu)???結(jié)通過(guò)對(duì)塑料殼體模具的設(shè)計(jì),對(duì)常用塑料在成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求有了更深一層的理解,掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法,對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。在完成模具設(shè)計(jì)后,我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、熱處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí),我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí),豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí),在指導(dǎo)老師的協(xié)助和講解下,同時(shí)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具模型,明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并利用因特網(wǎng)查閱了大量設(shè)計(jì)資料,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,本人運(yùn)用了大量的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)此塑件模具的設(shè)計(jì),本人更加熟練了對(duì)AutoCAD的運(yùn)用。特別是CAD,在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD軟件,新的工具的利用,大在提高了工作效率。以計(jì)算機(jī)為手段,專用模具分析設(shè)計(jì)軟件為工具設(shè)計(jì)模具。模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的革命,大大提高了設(shè)計(jì)效率,尤其是系列化或類似注射模具設(shè)計(jì)效率更為提高。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我還學(xué)會(huì)了細(xì)心,也學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考,和整體思維等等。讓我深深地體會(huì)到這個(gè)課程設(shè)計(jì)必不可少。它能加深我們對(duì)知識(shí)的鞏固和理解,能讓我們將所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通,能鍛煉我的思維能力,甚至還能鍛煉一個(gè)人的獨(dú)立思考的能力。總之,通過(guò)課程設(shè)計(jì)的又一次鍛煉完全清楚:充分利用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),在模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時(shí)在實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn),以設(shè)計(jì)出價(jià)廉物美的模具。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì),我了解了模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程。碰到了很多問(wèn)題,也得到了很多經(jīng)驗(yàn)。致 謝經(jīng)過(guò)一個(gè)月的課程設(shè)計(jì)忙碌之后,設(shè)計(jì)最終完成,心理有一種說(shuō)不出的輕松,設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到許多的問(wèn)題,在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和督促,老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向,使我加深了對(duì)知識(shí)的理解,同時(shí)也避免了在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路,老師的督促使我一直把課程設(shè)計(jì)放在心理,保證按質(zhì)按量的完成;要感謝宿舍同學(xué),是大家營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中互幫互助,使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高,同時(shí)較全面的掌握了Word的編輯功能,同時(shí)積累下了一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。相信在以后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中,會(huì)大有用處。在學(xué)院這塊土地上有眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘,在這塊土地上我健康快樂(lè)的成長(zhǎng),我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記可親的同學(xué),我永遠(yuǎn)記得這片土地。參考文獻(xiàn)1 塑料模工藝與塑料模設(shè)計(jì) 翁其金 機(jī)械工業(yè)出版社 2001年7月2 塑料模工藝與模具設(shè)計(jì) 鐘毓斌 機(jī)械工業(yè)出版社 2006年8月3 塑料模具設(shè)計(jì)與制造 劉建超 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年6月4 塑料模設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁 機(jī)械工業(yè)出版社 2000年5月5 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁 機(jī)械工業(yè)出版社 2006年1月6 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 王芳 機(jī)械工業(yè)出版社7 沖壓與塑壓設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年7月8 金屬材料及熱處理 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 20049 幾何精度設(shè)計(jì)與檢測(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001年1月10 塑料模設(shè)計(jì) 周玲 化學(xué)工業(yè)出版社11Pro/ENGINEER Wuldfire2.0 電子工業(yè)出版社 12PeterSmid,CNCprogramminghandbook(SecondEdition),NewYork,U.S.AIndustrial Pree,Inc.,200313ThomasM.Crandell,CNCMachiningandProgramming:AnIntroduction(SecondEdition),NewYork,U.S.A,Industrial,Inc.,2003
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