洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計(jì)與制造【含CAD圖紙+文檔】
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1 緒論1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位在現(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一定的方式使原料成型。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,6080%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式的要求越來越高。為了滿足人類的需要,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā),大力發(fā)展模具工業(yè),積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,提高模具制造水平,并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。研究和發(fā)展模具技術(shù),對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高,并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越大的作用。也可以看到模具工業(yè)地位之重要。1.2 塑料模塑成型技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向塑料模塑成型工藝及塑料模技術(shù)的發(fā)展與整個(gè)塑料工業(yè)的發(fā)是分不開的。塑料工業(yè)是新興的產(chǎn)業(yè)之一。自1909年實(shí)現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)酚醛塑料算起,世界塑料工業(yè)的崛起僅僅有90余年的歷史。塑料工業(yè)發(fā)展歷史雖然很短,但發(fā)展速度相當(dāng)驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì),1935年全世界塑料產(chǎn)量只有20 萬t,1950年為150萬t,1960年達(dá)677萬t,1970年達(dá)3000萬t,1981年達(dá)6000多萬t,1990年猛增至9896。4萬t,1998年達(dá)到14000萬t。預(yù)計(jì)今后將以每8年翻一番的增長速度持續(xù)高速發(fā)展。隨著塑料產(chǎn)量的提高和品種的增多以及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,促進(jìn)了塑料成型工藝、塑料成型設(shè)備和塑料模具的不斷發(fā)展。塑料成型模具是塑料模塑成型關(guān)鍵的工藝裝備。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中,正確的加工工藝、高效率的設(shè)備、先進(jìn)的模具是影響塑料制品生產(chǎn)的三大重要因素,而塑料模對(duì)塑料模塑工藝的實(shí)現(xiàn),保證塑料制品的形狀、尺寸及公差起著極重要的作用,高效率全自動(dòng)的設(shè)備只有配備了適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的塑料模才可能發(fā)揮其效能;產(chǎn)品的更新也是以模具的制造和更新為前提。目前,對(duì)塑料制品的品種、質(zhì)量和產(chǎn)量的要求愈來愈高,因而對(duì)塑料模的需求也愈來愈迫切??梢娝芰夏T谀>吖I(yè)中是極其重要,塑料模成型發(fā)展動(dòng)向:1、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展2、模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展3、快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)4、模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速5、模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同1.3 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)近兩年,我國模具技術(shù)有了很大的提高,生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國際水平,2003年模具出口3.4億美元,比上年增長34%。中國現(xiàn)有模具企業(yè)2萬多家,從業(yè)人員50多萬人。由于近年市場(chǎng)需求的強(qiáng)大拉動(dòng),中國模具業(yè)高速發(fā)展,市場(chǎng)廣闊,產(chǎn)銷兩旺。1996年至2002年間,年均增長14%,2003年達(dá)到25%,廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達(dá)地區(qū)增長都在25%以上,其中廣東省模具生產(chǎn)企業(yè)已有6000余家,年產(chǎn)值超過150億元。近年來,我國模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在:1)研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料,并采用了一些新的熱處理工藝,延長了模具的使用壽命。2)研究開發(fā)了一些多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品,并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要研制了一批精密塑料注射模。3)研究開發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝,如三維曲面數(shù)控、仿形加工;模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù);模具鋼的超塑性成形技術(shù)和各種快速制模技術(shù)等。4)模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展,國內(nèi)已能批量生產(chǎn)精密坐標(biāo)磨床、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)銑床、CNC電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成形機(jī)床等。5)模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(模具CAD/CAM/CAE)已在國內(nèi)開發(fā)和應(yīng)用。雖然我國的模具工業(yè)發(fā)展迅速,但與需求相比,顯然供不應(yīng)求,其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面,中國與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大差距,因此,每年需要大量進(jìn)口模具。其原因是:1)專業(yè)化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。2)模具品種少,生產(chǎn)效益低、經(jīng)濟(jì)效益較差。3)模具生產(chǎn)制造周期長、精度不高、制造技術(shù)落后。4)模具壽命短,新材料使用量少。5)模具生產(chǎn)力量分散、管理落后?,F(xiàn)代模具與傳統(tǒng)模具不同,它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,而且技術(shù)要求更高,用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造,必須借助于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,采用先進(jìn)制造技術(shù),才能達(dá)到技術(shù)要求。當(dāng)前整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)模具制造的短交貨期,高精度、低成本的迫切要求,模具將有如下發(fā)展趨勢(shì):1) 愈來愈高的模具精度2) 趨大型化的模具3) 應(yīng)用熱流道技術(shù)4 )步發(fā)展多功能復(fù)合模具5) 增多高檔次模具6) 步增多氣輔模具及高壓注射成型模具7) 塑料模具比例8) 擠壓模及粉末鍛模9) 廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件10)速制造模具2 塑件的工藝分析2.1分析塑件使用材料的種類及工藝特征該塑件材料選用ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)具有比聚苯乙烯更好的工藝性能和使用性能。ABS是一種具有良好的綜合性能的工程材料。比重:1.05克/立方厘米 燃燒鑒別方法:連續(xù)燃燒、藍(lán)底黃火焰、有黑煙、淺金盞草味,溶劑實(shí)驗(yàn):環(huán)已酮可軟化,芳香溶劑無作用。特點(diǎn): 1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好. 2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理. 3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。 4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn),比PMMA、PC等好,柔韌性好。 5、用途:適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件. 6、同PVC(聚氯乙烯)一樣在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。成型特性: 1.無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí). 2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. 3、如需解決夾水紋,需提高材料的流動(dòng)性,采取高料溫、高模溫,或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料,生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物,導(dǎo)致模具表面發(fā)亮,需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理,同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的聚合物,它將PS,SAN,BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來,兼具韌,硬,剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的,外觀呈淺象牙色、無毒、無味,兼有韌、硬、剛的特性,燃燒緩慢,火焰呈黃色,有黑煙,燃燒后塑料軟化、燒焦,發(fā)出特殊的肉桂氣味,但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能,有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性,散熱性(現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了,筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,同樣可以有出色的散熱效果。)成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類,不溶于大部分醇類和烴類溶劑,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點(diǎn):熱變形溫度較低,可燃,耐候性較差。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ,有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色,成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑,但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性,易與成型加工,經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高,連續(xù)工作溫度為70C左右,熱變形溫度為93C左右,且耐氣候性差,在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時(shí)粘度增高,所以成型壓力高,故塑件上的脫模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理;ABS易產(chǎn)生熔接痕,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力;在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。ABS主要技術(shù)指標(biāo):表2.1 熱物理性能密度(g/ cm)1.02105比熱容(Jkg-1K-1)12551674導(dǎo)熱系數(shù)(Wm-1K-110-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(C)130表2-2 力學(xué)性能屈服強(qiáng)度(MPa)50抗拉強(qiáng)度(MPa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強(qiáng)度(MPa)80彎曲彈性模量(GPa)1.4抗壓強(qiáng)度(MPa)53抗剪強(qiáng)度(MPa)24沖擊韌度(簡(jiǎn)支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口112.2 塑料的成型性能ABS注塑成塑件時(shí),由于熔體粘度高,所需的注塑壓力較高,因此塑件對(duì)型芯的包緊力較大。塑件尺寸中等,整體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外,其他尺寸精度要求相對(duì)較低,但表面粗糙度要求較高,再結(jié)合其材料性能,故選一般精度等級(jí):5級(jí)。2.3 工藝性分析為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處,澆口橫向開設(shè)在模具的型腔處,從塑料件側(cè)面進(jìn)料,因而塑件外表面不受損傷,不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。塑件的工藝參數(shù):干燥條件:80-90 2小時(shí)成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度:25-70(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低)融化溫度:210-280(建議溫度:245)成型溫度:200-240 注射速度:中高速度注射壓力:500-1000bar 3 注射機(jī)的選擇3.1塑件體積的計(jì)算塑件: 圖3.1 塑件3.2 計(jì)算塑件的質(zhì)量根據(jù)三維模型,利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積 零件塑件的體積 V1=110.9cm。查手冊(cè)取密度=1.05g/cm 塑件體積:V1=110.9cm 所以,塑件的重量為:M=V1=110.9cm 1.05=116.4g3.3 初步確定型腔數(shù)目根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直;另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式,1模1件的結(jié)構(gòu)。3.4 注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說法有:(1)按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī);(2)按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。由于該模具擬定采用一模一腔,根據(jù)制件的體積,為了充分發(fā)揮設(shè)備的能力又能保證產(chǎn)品的質(zhì)量,有模具成型工藝與模具設(shè)計(jì)可初定注塑機(jī)為GS54-S200/400,主要技術(shù)參數(shù)如下表3.2。表3.2 GS54-S200/400型注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥注射方式螺桿額定注射量cm3200400鎖模力KN2540螺桿直徑mm55最大成型面積mm2645注射壓力MPa109最大開模行程260注射行程mm160噴嘴孔直徑mm43.5 注塑機(jī)的校核3.5.1 注射量的校核為了確保塑件的質(zhì)量及注塑機(jī)的充分利用,注塑模一次成型的塑件體積應(yīng)在公稱注塑體積的50%80范圍內(nèi)因此V1=2000.5=100cm3; V2=4000.8=320cm3;2V=2116.4=232.8cm3。V12V V2;滿足要求。3.5.2 鎖模力的校核 可按下式校核鎖模力 (3.1) -注射時(shí)型腔壓力 查參考文獻(xiàn)得 113MPa -塑件在分型面上的投影面積22.5 -澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積0.0.2 F注塑機(jī)的額定鎖模力2540KN將數(shù)據(jù)代入公式得:F=2540KN243.5KN。所以滿足要求。3.5.3 模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有:定模座板H4=60mm;定模板A=60mm;型芯固定板B=50mm;支撐板H2 =60mm;墊塊C=120mm;動(dòng)模座板H1=35mm。則該模具的閉合高度為:H=+A+B+C+=60+60+50+60+120+35=325mm (3.2) 3.5.4 模具閉合高度的校核由于該注塑機(jī)所允許的模具最小厚度=165mm;模具最大厚度=406mm。因計(jì)算得模具的閉合高度H=325mm,所以模具的閉合高度滿足: H。3.5.5 模具合模行程的校核該注塑機(jī)的最大合模行程=260mm。為使塑件成型后順利脫模,并結(jié)合該模具的雙峰型面的特點(diǎn),確定該模具的合模行程應(yīng)滿足下式的要求: +a+(510)mm=35+60+30+9=134mm (3.3)式中 塑件所用的脫模距離(mm);塑件的高度(mm);a取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度(mm)。因260mm134mm,故滿足要求。3.4 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目根據(jù) (3.4)得 (3.5) 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),一般取0.8; 注射機(jī)最大注射量400cm3; 澆注系統(tǒng)凝料量,2.2cm3; 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量,110.9cm3;代入數(shù)據(jù)可得n=1根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時(shí)采用1模1腔 如下圖3.3圖3.3 澆注示意圖4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上,以便于模具加工及使用時(shí)澆口的清理;澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致,并使其流程為最短;澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí),對(duì)著型腔中寬敞、壁厚位置,以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。4.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道,通常和注射機(jī)在同一軸上,斷面為圓形,且有一定的錐度 。據(jù)所選用的注射機(jī),差得噴嘴前段孔徑:;噴嘴前段球面半徑:。為了使熔料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出,應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接。由文獻(xiàn)可知模具主流道與噴嘴的關(guān)系:R=+(12)(mm) (4.1) D=+(0.51)(mm) (4.2)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止。塑料熔體,流動(dòng)通道,根據(jù)選用型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑:d0=4mm; 噴嘴前端球面半徑:R0=12mm; 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R=+(12)(mm) (4.1) D=+(0.51)(mm) (4.2) 取主流道球面半徑:R=11mm; 取主流道小端直徑:d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中取出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,起斜度為26,此處選用2,經(jīng)換算得主流道大端直徑為7.33MM。圖4.1 主流道示意圖4.2 澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其作用有兩個(gè):一是塑料熔體流經(jīng)的通道;二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析,前結(jié)合以確定的分型面位置,選擇點(diǎn)澆口的進(jìn)料方式。根據(jù)澆口的位置選擇要求,盡量縮短流動(dòng)距離,避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷,澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口,邊緣澆口(又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口) 該澆口相對(duì)于分流道來說斷面尺寸較小,屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上,具有矩形或近矩形的斷面形狀,其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工,易保證加工精度,而且試模時(shí)澆口的尺寸容易修整,適用于各種塑料品種,其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。該模具采用側(cè)澆口,其有以下特性:形狀簡(jiǎn)單,去除澆口方便,便于加工,而且尺寸精度容易保證;試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng),容易及時(shí)修改;能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間;對(duì)于殼體形塑件,流動(dòng)充填效果較佳。澆口設(shè)計(jì)如圖4.2圖4.2 澆口示意圖4.3冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)為避免流動(dòng)熔體前鋒冷料進(jìn)入型腔從而影響塑件的質(zhì)量,因此在主流道末端以及分分流道末端設(shè)置冷料穴。冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料,以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度,有影響成型塑件的質(zhì)量,另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時(shí),在拉料桿的作用下,主流道凝料從定模澆口套中被拉出,最后推出機(jī)構(gòu)開始工作,將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。本設(shè)計(jì)采用的是推桿形式Z字形拉料桿,工作時(shí)依靠Z字形勾將主流道凝料拉出澆口套,推出時(shí),推出機(jī)構(gòu)帶動(dòng)拉料桿將主流道凝料推出模外,退出后由于勾子的方向性而不能自動(dòng)脫落,需要人工取出。如下圖所示: 圖4.3 冷料穴示意圖所以澆注系統(tǒng)如圖4.4 澆注系統(tǒng)5分型面的選擇5.1 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素,它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系,并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性及塑料的脫模。5.2分型面的形式該塑件的模具只有一個(gè)分型面,垂直分型。5.3 分型面的設(shè)計(jì)原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則:1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處2.確定有利的留模方式,便于塑件順利脫模3.保證塑件的精度4.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求5.便于模具制造加工6.注意對(duì)在型面積的影響7.對(duì)排氣效果8.對(duì)側(cè)抽芯的影響在實(shí)際設(shè)計(jì)中,不可能全部滿足上述原則,一般應(yīng)抓住主要矛盾,在此前提下確定合理的分型面??紤]以上原則該塑件有兩種分型方案。其分型面如圖4.2 圖5.1 分型面示意圖6 模架的選擇和模具的設(shè)計(jì)6.1 模架的選擇根據(jù)本案設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參考GB/T125552006塑料注射模中小型模架選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的的型號(hào):模架 A 50506070120 GB/T125552006確定模具尺寸為280400 mm,A板厚度60mm,B板厚度70 mm,C板厚度120mm。 6.2 塑料模具材料的選擇成型零部件的材質(zhì)直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、壽命,決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量,必須十分慎重,一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)制品和模具的要求及特點(diǎn)選用。如果說材料的選擇是模具的靈魂,那么熱處理是材料的靈魂。熱處理是模具制造中的關(guān)鍵工藝之一,它直接關(guān)系到模具的制造精度、力學(xué)性能、使用壽命以及制造成本。實(shí)際生產(chǎn)實(shí)用表明,在模具的全部失效形式中,由于熱處理不當(dāng)所引起的失效居于首位。在模具設(shè)計(jì)制造過程中,若能正確的選用材料,合理的選擇熱處理工藝,對(duì)充分發(fā)揮材料的潛在性能、減少能耗、降低成本、提高模具的質(zhì)量和使用壽命其重大作用。由于該制件對(duì)外觀質(zhì)量無特殊要求,成型材料對(duì)鋼材亦無特殊要求,并且該制件的形狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,產(chǎn)量不高,考慮其經(jīng)濟(jì)性。因此模具的型腔和型芯均可選用國產(chǎn)塑料模具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼。即選擇國產(chǎn)S50C鋼。非成型零部件材料選用參照模架標(biāo)準(zhǔn)即可。6.3 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算ABS塑料的收縮率是0.3%0.8%平均收縮率: =(0.3%0.8%)/2=0.55% 型腔內(nèi)徑: =255.27mm型腔深度: =15.69mm型芯外徑: =251.25mm型芯深度: =12.15mm 型腔徑向尺寸(mm );- 塑件外形基本尺寸(mm);-塑件平均收縮率;-塑件公差-成形零件制造公差,一般取1/41/6;-塑件內(nèi)形基本尺寸( mm);-型芯徑向尺寸(mm);-型腔深度(mm);-塑件高度(mm)-型芯高度(mm);-塑件孔深基本尺寸(mm);型腔:鋼材選用S50C,使用數(shù)控精雕及電火花加工成型型芯:鋼材選用S50C,使用數(shù)控精雕及電火花加工成型6.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.4.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用:1.定位作用;2.導(dǎo)向作用;3.承受一定的側(cè)向壓力導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出812 cm,以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形,以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯,因此多采用S50C鋼(經(jīng)表面滲碳淬火處理),硬度為5055HRC。6.4.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套,其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度,這樣可以減輕磨損,一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。為使?dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套,導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔,以利于排出孔內(nèi)的空氣。6.4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注塑模中的脫模機(jī)構(gòu)可以在注塑的每一個(gè)循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動(dòng)的脫出模外。推桿脫模機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛,是脫模機(jī)構(gòu)的典型型式,它一般包括推桿、拉料桿、復(fù)位桿、推桿固定板等組成,當(dāng)開模到一定距離時(shí),注塑機(jī)推出裝置推動(dòng)推板并帶動(dòng)所有推桿、拉料桿和復(fù)位桿一道前進(jìn),將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時(shí)復(fù)位桿首先與定模邊的分型面相接觸,而將推板和所有的復(fù)位桿一道推回原位。根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn), 模具型腔在定模部分,型心在動(dòng)模部分。其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方,塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置,以保證塑件推出時(shí)受力均勻,塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求,推桿裝入模具后,起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔0.050.1cm.6.4.4 推件力的計(jì)算對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件,按下式計(jì)算,并確定其脫模力(Q): (6.1)式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(cm); -被包緊部分的深度(cm); -由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力,一般取7.811.8MPa; -磨擦系數(shù),一般取0.11.2; -脫模斜度; L=789.33MM H=12.15MM Q=789.33MM*12.15MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)=959.04 (N)6.4.5 推桿的設(shè)計(jì) 推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二由式5-97得d=() (6.2) d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7l推桿長度cmn推桿數(shù)量E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)Q總脫模力 取 D=12MM。推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)式5-98= (6.3) 取320N/mm 推桿應(yīng)力合格,硬度HRC50656.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型效率和制品的質(zhì)量影響很大,一般注入模具的塑料熔體的溫度為200300,而塑件固化后從模具中取出的溫度為6080以下,視塑料品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度,需在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道,通過模溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。高溫塑料熔體在模具型腔內(nèi)凝固并釋放熱量,模具內(nèi)存在著一個(gè)合適的溫度分布,使制品的質(zhì)量達(dá)到最佳。模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)制品質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1)變形,模具溫度穩(wěn)定、冷卻速度均衡可以減小制品的變形;2)尺寸精度,利用模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模具溫度的恒定,能減小制品成形收縮率的波動(dòng),提高制品尺寸精度的穩(wěn)定性;3)力學(xué)性能,從減小制品應(yīng)力開裂的角度出發(fā),降低模溫是有利的;4)表面質(zhì)量,提高模具溫度能夠改善制品表面質(zhì)量,過低的模溫會(huì)使制品輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的融接痕,導(dǎo)致制品表面粗糙度過大。冷卻水回路布置的基本原則: a) 冷卻水道應(yīng)盡量多,b) 截面尺寸應(yīng)盡量大; c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng); d) 適當(dāng)布置水道的出入口; e) 冷卻水道應(yīng)暢通無阻; f) 冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位; 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況,以及冷卻水道的截面積澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示,采用非平衡式布置,從主流道末端到每個(gè)澆口的距離不相等,但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同,這樣的設(shè)計(jì)可以使進(jìn)人每型腔的流程最短,減少了熱量散失,縮小了模具的體積,對(duì)于該小型什的注射成型來說,并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形,澆口的類型采用側(cè)澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻,必然導(dǎo)致收縮不均勻,特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好,在模具的定模型腔板和動(dòng)模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水道,橫向穿過這兩塊模板,這樣使塑件各處的冷卻均勻,模具的模溫均勻設(shè)定模具平均工作溫度為 ,用常溫 的水作為模具冷卻介質(zhì),其出口溫度為 30度。6.5.1 確定冷卻水道直徑查表3-26得ABS的單位流量為: 依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為12mm符合要求。圖6.1 冷卻水示意6.6 模具排氣槽的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí),必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出,塑料會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷,甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫,使塑料焦化。特別是對(duì)大型塑件、容器類和精密塑件,排氣槽將對(duì)它們的品質(zhì)帶來很大的影響,對(duì)于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大,而且不屬于深型腔類零件,因此本方案設(shè)計(jì)在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣,間隙值取0.04。7 模具和動(dòng)定模的裝配7.1 模具的裝配 模具裝配是模具制造過程的最后階段,裝配質(zhì)量的好壞將影響模具的精度、壽命及各個(gè)部分的功能。要制造出一副合格的模具,除了要保證零件的加工精度外,還必須做好裝配工作。模具的總裝圖如圖6.1所示。圖7.1模具裝備圖 7.2 動(dòng)模裝備7.2.1 裝配型芯將型芯采用壓入法裝入型芯固定板,并用砂輪磨平其凸出的端面,然后,將動(dòng)模板和型芯固定板合攏,在動(dòng)模板上涂上紅粉后,在其上確定導(dǎo)柱孔和穩(wěn)固螺釘?shù)奈恢?,取下型芯固定板后加工出?dǎo)柱和螺紋孔;將動(dòng)模座板、動(dòng)模板、型芯固定板以側(cè)面為基準(zhǔn),調(diào)整好型芯位置后合攏在一起夾緊,找正好螺釘孔位,然后在其上加工螺紋孔,繼而在支架和動(dòng)模坐板上加工加工出螺紋孔。7.2.2 制作推桿孔通過型芯上的推桿孔,在動(dòng)模板上鉆錐窩,卸下型芯,按出動(dòng)模半上的推桿孔,再用平行夾頭將推桿和動(dòng)模板夾緊,通過動(dòng)模板推桿固定板上的推桿孔。7.2.3 裝配推桿將推板與固定板疊合,限位螺釘過孔和推桿固定板上的螺紋攻螺紋,推桿裝入固定板后蓋上推板用螺釘緊固,并將其裝入動(dòng)模,然后檢查和修模推桿的端面。7.3 定模的裝配7.3.1 定模板和導(dǎo)套的裝配用壓入法將導(dǎo)套裝入到定模板,并用砂輪磨平凸出的平面。7.3.2 定模和定模座板的裝配在定模和定模座板裝配前,澆口套和定模座板已裝配合格,因此,可直接將定模板和定模座板疊合,使?jié)部谔咨系臐驳揽缀蜔崃鞯腊搴投0迳冲亙?nèi)的澆到對(duì)正,用平行夾頭夾緊,通過定模座板孔在定模上預(yù)鉆螺紋底孔并配鉆,后將其拆開,在定模上攻螺紋,螺紋加工好后,再將定模板和定模座板疊合??偨Y(jié)畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì),通過這次比較完整的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì),我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài),和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),解決實(shí)際工程問題的能力,同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平,而且通過對(duì)整體的掌控,對(duì)局部的取舍,以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理,都使我的能力得到了鍛煉,經(jīng)驗(yàn)得到了豐富,并且意志品質(zhì)力,抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多,過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件,各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn),各種管道的安裝方式,我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。通過這三個(gè)月以來的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,不僅是對(duì)我學(xué)習(xí)的總結(jié)和回顧,我學(xué)到很多東西,也成長了很多,相信我一定會(huì)在以后的工作中用到。同時(shí)也讓我深深體會(huì)到自身存在的許多不足之處,這也是今后在社會(huì)上學(xué)習(xí)的一種動(dòng)力,我將會(huì)不斷地學(xué)習(xí),不斷的充實(shí)自己。由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方,設(shè)計(jì)過程中遇到許多的問題,在老師的督促指導(dǎo)下,以及一起搞設(shè)計(jì)的同學(xué)們的幫助下予以解決。至此,感謝學(xué)校,感謝王宗才老師們對(duì)我的諄諄教導(dǎo)。還要感謝宿舍同學(xué),是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,在做設(shè)計(jì)的過程中互幫互助,使我的CAD和PRO/E的應(yīng)用能力和操作熟練程度有了很大提高,同時(shí)較全面的掌握了Word的編輯功能;使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。,讓我充實(shí)的度過了大學(xué)生活,你們的教誨將是我最寶貴的財(cái)富。最后,感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的悉心指導(dǎo)和耐心教誨,并感謝所有教師和我的同學(xué)們祝你們身體健康工作順利。參考文獻(xiàn)1 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格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-01-05
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- 關(guān) 鍵 詞:
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含CAD圖紙+文檔
洗衣機(jī)
注塑
模具設(shè)計(jì)
制造
cad
圖紙
文檔
- 資源描述:
-
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