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畢業(yè)設(shè)計 論文 中期報告 題目 玩具照相機零件模具設(shè)計 系 部 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2013 年 3 月 18 日 1 設(shè)計 論文 進展?fàn)顩r 1 1 完成與課題相關(guān)的英文資料的翻譯 1 2 分析了玩具照相機零件的結(jié)構(gòu) 測繪了零件的 CAD 和 Pro E 圖 1 3 確定零件的分形面和模具的側(cè)抽芯機構(gòu) 脫模機構(gòu) 澆注系統(tǒng) 繪制了 玩具照相機零件支架的模具裝配示意圖 1 4 進行了側(cè)抽芯機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu) 頂出機構(gòu) 定距分型機構(gòu) 澆注系統(tǒng) 模板厚度 型腔尺寸相關(guān)計算 2 存在問題及解決措施 問題 1 進料口形式的設(shè)計 解決措施 自己查閱相關(guān)的設(shè)計手冊 書籍 電子資料 詢問老師澆 口采用個點澆口 2 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計和它的調(diào)隙方式 解決措施 自己查閱相關(guān)的設(shè)計手冊 書籍 電子資料 詢問老師采 用活動滑塊用螺釘和銷釘連接和定位方便調(diào)節(jié)滑動間隙 3 頂出距離的確定 解決措施 自己查閱相關(guān)的設(shè)計手冊 書籍 電子資料 詢問老師頂 出距離的概念 是指從分型面到塑件最底端的距離而并非塑件的整個高度 4 冷卻水道的設(shè)計 解決措施 自己查閱相關(guān)的設(shè)計手冊 書籍 電子資料 詢問老師和 同學(xué)在模板上打冷卻液孔道然后根據(jù)需要在孔道上裝密封螺釘改變冷卻液的流向 5 三視圖的設(shè)計 解決措施 自己查閱相關(guān)的設(shè)計手冊 書籍 電子資料 詢問老師主 視圖要盡可能剖出塑件的最大面并剖出澆注系統(tǒng)的位置及側(cè)抽芯機構(gòu) 左視圖要 表達出定距分型機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)及頂出機構(gòu) 俯視圖主要表達出型腔位置 壁厚 及塑件在型腔中的位置 3 后期工作安排 3 1 繼續(xù)進行相關(guān)計算 根據(jù)計算結(jié)果校核注塑機和模具的結(jié)構(gòu)尺寸 安裝尺 寸 調(diào)整相關(guān)結(jié)構(gòu)和尺寸確定最終裝配圖和模具零件結(jié)構(gòu)和尺寸 第十一 周 3 2 繪制模具裝配圖 零件圖 第十二 周 3 3 對模具典型零件的選材及熱處理工藝路線分析 對于設(shè)計中典型模具零件 編制零件制造工藝規(guī)程卡片 第十三周 3 4 對設(shè)計方案和設(shè)計結(jié)果要進行經(jīng)濟分析和環(huán)保分析 編寫設(shè)計論文 15000 字以上 第十四到十五周 3 5 將論文 圖紙交老師查閱 第十六周 3 6 準(zhǔn)備終期答辯 第十八周 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 五 所在系審查意見 系主管領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 5 模具工作過程 0 本科畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 玩具照相機某零件支架注塑模具設(shè)計 系 部 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2013 年 5 月 照相機某零件支架注塑模具設(shè)計 摘要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 也是發(fā)展和實現(xiàn)少無切削技術(shù)不可缺少 的工具 它在工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛 是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā) 展方向 許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 在很大程度上取決于模具工 業(yè)的發(fā)展水平 因此 模具技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及水平的高低 直接影響到工業(yè)產(chǎn)品 的發(fā)展 也是衡量一個國家工藝水平的重要標(biāo)志之一 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是照相機某零件支架注塑模具設(shè)計 本文主要論述了 塑料注射模的基本原理和設(shè)計過程 并著重講述了充電器外殼注射模的設(shè)計過 程 首先 講述了模具的作用和國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展方向 然后論述了 方案的選擇和確定 再次對于所確定的方案給出了詳細(xì)的設(shè)計過程和計算過程 最后還對所設(shè)計的模具進行了經(jīng)濟性可行性分析 總的來說 所設(shè)計的這套模具經(jīng)濟合理 可行性強 生產(chǎn)方便 是一套實 用性較強的模具 關(guān)鍵詞 注射模 定模 動模 抽芯 斜導(dǎo)柱 I The camera bracket a parts injection mold design Abstract The molding tool is a foundation craft that industry produce to equip it also a development with realizes the little having no slice the indispensable tool in the technique of cutting It is in industry produce the usage is extremely extensive it an important means that contemporary industry produce to develop the direction with the craft many modern industrial developments with horizontal exaltation in technique be decided by the industrial development in molding tool level to a large extent Therefore moldings tool technique development condition and horizontal and high and low affect the development of the industry product directly Too is to measure the one of the horizontal and important markings in a national craft The graduation project title is the camera bracket a parts injection mold design this text discussed primarily the plastics injects the basic principle of the mold with design the process combining to emphasize to relate the Chargers shell inject the design process of the mold First related the function of the molding tool with domestic and international development condition and its development directions Then discussed the choice of the project with certain Returns a project for making sure give a detailed design process with compute process very much again the molding tool to design to preceded the economic viability assessment Total to say a this set of molding tools for designing economy reasonable the possibility is strong producing the convenience it a stronger molding tool in a set of function Keyword Inject the mold Settle the mold Move the mold Take out core Inclined slippery piece II 目 錄 1 緒論 1 1 1 題目背景意義 1 1 2 塑料工業(yè)簡介 1 1 3 我國塑料模具現(xiàn)狀 2 1 4 塑料模具具發(fā)展趨 3 1 5 本文主要研究內(nèi)容 3 2 制品的分析 4 2 1 制品的簡介 4 2 1 1 對制品的分析主要包括以下幾點 4 2 1 2 本設(shè)計中塑件各項要求 4 2 2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 4 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 5 2 2 3 材料的性能分析 5 2 3 注射成形過程 7 2 3 1 ABS 的注射工藝參數(shù) 7 2 3 2 ABS 的主要性能指標(biāo) 7 3 模具制造 8 3 1 確定型腔數(shù)量及排列方式 8 3 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8 3 2 1 多型腔單分型面模具 8 3 2 2 多型腔多分型面模具 8 3 3 注塑機型號的確定 8 3 3 1 注射機的選用原則 9 3 3 2 有關(guān)制品的計算 9 3 3 3 注射機型號的確定 9 3 3 4 注射機及各個參數(shù)的校核 10 3 4 分型面位置確定 11 3 4 1 分型面的選擇原則 11 3 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 3 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 12 3 5 2 主流道的設(shè)計 12 III 3 5 3 冷料穴的設(shè)計 14 3 5 4 澆口的設(shè)計 15 3 5 5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機構(gòu) 16 3 6 脫模推出機構(gòu)的確定 16 3 6 1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 16 3 6 2 制品推出的基本方式 17 3 7 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 17 3 7 1 側(cè)向抽芯機構(gòu) 18 3 8 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 18 3 8 1 導(dǎo)向機構(gòu)的分類 19 3 8 2 本設(shè)計中導(dǎo)柱的設(shè)計 19 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 19 3 9 1 排溢設(shè)計 19 3 9 2 引氣設(shè)計 19 3 9 3 排氣系統(tǒng) 19 3 9 4 該套模具的排氣方式 19 3 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 19 3 10 1 加熱系統(tǒng) 20 3 10 2 冷卻系統(tǒng) 20 3 11 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 20 3 12 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 21 3 12 1 定模 凹模 的設(shè)計 22 3 12 2 型芯 凸模 的設(shè)計 22 4 塑料模具材料的選用及技術(shù)要求 24 4 1 塑料模具材料的性能要求 24 4 2 塑料模具零件選材原則 24 4 3 模具的精度要求 24 4 3 1 模具零件的公差與配合選擇 24 5 模具工作過程 25 5 1 成型前的準(zhǔn)備 25 5 1 1 原料的檢驗和預(yù)處理 25 5 1 2 料筒的清洗 25 5 1 3 嵌件的預(yù)熱 25 IV 5 1 4 脫模劑的選用 25 5 2 注射過程 25 5 3 脫模過程 26 5 4 制品的后處理 26 5 4 1 退火處理 26 5 4 2 調(diào)濕處理 26 總結(jié) 27 參考文獻 28 致 謝 29 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 30 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 31 5 1 緒 論 1 1 題目背景意義 近幾年 我國塑料模具工業(yè)有了很大發(fā)展 注塑模具制品的種類越來越多 在 未來的模具市場中 塑料模具具發(fā)展速度將高于其它模具 在模具行業(yè)中的比 例將逐步提高 在電子 汽車 家電 玩具等產(chǎn)品中 60 100 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 通過本課題的 設(shè)計 應(yīng)使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉 1 塑料管件制品的設(shè)計及 成型工藝的選擇 2 一般塑料管件制品成型模具的設(shè)計能力 3 塑料制品的 質(zhì)量分析及工藝改進 塑料模具具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力 4 了解模具設(shè)計的常 用商業(yè)軟件以及同實際設(shè)計的結(jié)合 使個人能力得到全面提高 以適應(yīng)今后的 工作 注塑模具優(yōu)化設(shè)計為減小溫度偏差 摘要 模具的冷卻對模具的注塑有很大得影響 因此 這使得它是優(yōu)化模具冷卻回路設(shè)計時 設(shè)計模具前部分 各種方法優(yōu)化了模具冷卻電路已被先前提出的 在這項工作中 模具的 冷卻回路的優(yōu)化自動化的商業(yè)過程集成與優(yōu)化設(shè)計工具 稱為過程集成 自動化和優(yōu)化 PIAnO 這是經(jīng)常用于大型汽車零件 如保險杠 儀表板 冷卻渠道和隔板管位于偏移 剖面與表面的一部分 冷卻的位置渠道和隔板管的自動生成與輸入到模具冷卻計算機輔助 工程程序 Autodesk Moldflow Insight 2010 目標(biāo)函數(shù)是模具表面溫度偏離一個給定的設(shè)計 溫度 在優(yōu)化設(shè)計變量的深度 距離和冷卻直徑渠道和折流板管 一個更實際的分析 壓 降和溫降為限值 優(yōu)化采用逐步二次響應(yīng)面方法進行 優(yōu)化導(dǎo)致更均勻的溫度分布相比 最初的設(shè)計 并利用建議優(yōu)化方法 一個令人滿意的解決方案 可以在一個較低的成本 關(guān)鍵詞 注塑成型 冷卻通道 冷卻分析 pqrsm 優(yōu)化設(shè)計 1 導(dǎo)言 冷卻階段是在注射成型過程中的周期時間最長的階段 因此 減少周期時 間的最有效的方法是減少冷卻時間 冷卻時間是從根本上的部分的厚度和模具 溫度決定 它創(chuàng)建了一個冷卻時間限制 如果模具溫度和厚度的一部分在一個 整體均勻 冷卻時間是不是一個問題 然而 非均勻的部分的厚度和模具溫度 分布整體冷卻時間延長 一個較長的冷卻時間 溫度均勻性差 從而導(dǎo)致部分 經(jīng) 這是特別真實的大型產(chǎn)品 如汽車保險杠 儀表板 正是由于這些類型的 零件 在模具設(shè)計中的溫度均勻性成為最重要的因素 我們開發(fā)了一個自動優(yōu)化的冷卻回路的一部分早期為設(shè)計檢查設(shè)計的有效 性 通常早期設(shè)計由文件 包裝和翹曲分析沒有冷卻分析 這是因為假設(shè)是 模 具溫度是均勻的 這是不真實的 提供了一種快速冷卻優(yōu)化電路設(shè)計部分將幫 助設(shè)計師正確的設(shè)計優(yōu)化的目的是盡量減少部分的溫度偏差用設(shè)計變量如直徑 和距離的冷卻通道和導(dǎo)流管和深處的部分從模具表面的冷卻通道和折流板管 商業(yè)計算機輔助工程 CAE 工具 Autodesk Moldflow Insight 用于冷卻分析 我們成功地獲得了優(yōu)化的時間遠(yuǎn)短于冷卻電路可以在手冊的設(shè)計實現(xiàn) 為了開 發(fā)自動優(yōu)化冷卻回路的實際模具設(shè)計 實際設(shè)計參數(shù)如壓力降的限制和冷卻劑 的溫度上升被認(rèn)為是在優(yōu)化 優(yōu)化技術(shù)的性能可以在響應(yīng)的數(shù)值噪聲的影響 找到一個最佳的解決方案 有效的數(shù)值時 噪聲的存在 我們進行了優(yōu)化通過施加連續(xù)的近似優(yōu)化 regressionbased 稱為漸進式的二次響應(yīng)面法 pqrsm Hong 等人 2000 這 是一個商業(yè)過程集成與優(yōu)化設(shè)計部分 PIDO 的工具 稱為過程集成 自動化 和優(yōu)化 PIAnO framax 2009 圖 1 用于優(yōu)化產(chǎn)品的有限元模型 2 模型和信道配置 2 1 模型結(jié)構(gòu)該模型用于優(yōu)化和 CAE 分析是一種汽車前保險杠 FB 該部分 was1800 600 毫米大小 其元素類型是三角形的 然后在模型中的元素數(shù)量約 為 26000 與 1 5 的平均縱橫比 該模型如圖 1 所示 2 2 冷卻通道配置用于汽車保險杠模具冷卻電路通常被設(shè)計成有林電子冷卻通 道的水平面上 從線的冷卻通道的隔板管的安裝 然而 在本設(shè)計中 不必要 的長板管連接在線冷卻通道可能會導(dǎo)致在冷卻通道的高的壓力降 該線的冷卻 通道可能不利于模具冷卻由于從零件表面的大的距離 為了提高設(shè)計 線冷卻 通道位于沿零件表面的偏移剖面如圖 2 所示 在隔板管的端點均位于偏移剖面 線的冷卻通道 無論是線的冷卻通道或隔板管位于偏移剖面等于電弧距離 他們之間 3 Formulation 3 1 設(shè)計約束的壓力降和冷卻通道的入口和出口之間的溫升的限制也應(yīng)在模具 冷卻回路的設(shè)計考慮 一個高的壓降通常發(fā)生在一個不長的冷卻回路 在一個 長的冷卻回路 冷卻劑的流動率低 結(jié)果在一個較高的模具溫度 在出口處的 溫度上升 設(shè)計缺陷可能最終會在冷卻分析發(fā)現(xiàn) 然而 優(yōu)化已經(jīng)是耗時的 所以最好是相反的應(yīng)用限制在優(yōu)化的約束條件 本文認(rèn)為 4 線的冷卻通道串接為一簇 如圖 3 所示 集群是由多種并行連接 通常 在一個集群的最大壓降限制在 200kPa 和在出口的最大溫升 Menges 等人 2001 在冷卻分析 每個線冷卻通道作為一個獨立的電路 方便 因 為有一個電路 4 線的冷卻通道 對壓降和每一行中的冷卻通道的溫度上升為 1 25oc 極限 分別 我們也有由于擋板的管的直徑必須大于或等于冷卻直徑附 加約束 通道由于擋板管比冷卻通道下的散熱效率 這里 G1 是對壓力降的約束 G2 是 對溫升的約束 G3 代表從冷卻通道的直徑的管 圖 2 冷卻通道位于沿偏移剖面結(jié)構(gòu) 3 2 設(shè)計變量 在這項工作中 直徑 間距和深度的線冷卻通道和隔板管作為 優(yōu)化設(shè)計變量 設(shè)計變量的總數(shù)是 6 通常 該冷卻通道和導(dǎo)流管直徑根據(jù)自 己的經(jīng)驗法則的模具設(shè)計師確定 李仁濟等人 2010 然而 它已被詳細(xì)研究 模具設(shè)計師之間的 表 1 顯示了設(shè)計變量的范圍和初始值 對冷卻通道的距離 的最小值 擋板間距和擋板的加工要求的約束確定的深度 從模具設(shè)計經(jīng)驗獲 得的最大確定了冷卻通道的距離與擋板間距的最大值 擋板的距離是由于在 CAE 軟件自動使用約束的離散變量 在這項工作中 優(yōu)化的擋板距離分別為 60 90 和 120 毫米 圖 3 由 4 個冷卻通道的隔板管簇 圖 4 通過冷卻通道方案的溫度場 3 3 目標(biāo)函數(shù) 模具的冷卻回路優(yōu)化的主要目的是在部分實現(xiàn)均勻的溫度分布 溫度分布 均勻 冷卻通道的引起的溫度差最小化 如圖 4 所示 在優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)是局 部溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差如方程 4 部分的溫度了半模的上 下表面的算術(shù)平均值 從零件的有限元計算模具表面溫度 在 是部分溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差 我是第 i 個 元素的溫度 電子戰(zhàn)是整個三角形單元的平均溫度 和 n 是元素的數(shù)目 4 優(yōu)化 4 1 參數(shù)的研究 為了檢驗設(shè)計變量對目標(biāo)函數(shù)的影響 壓力降和溫度上升 進行參數(shù)研究 一個參數(shù)的研究 通過改變一個變量在一定范圍內(nèi) 而所有其他變量保持固定 的執(zhí)行 圖 5 顯示為目標(biāo)函數(shù)的參數(shù)研究的結(jié)果 壓力下降 溫度升高 分別 為 在每個圖中 橫軸表示設(shè)計變量的水平 每一個設(shè)計變量分為 11 層 從它 的下限到上限 5 和 5 的平均的上界和下界 分別在研究的溫度差 冷卻通道 的直徑對目標(biāo)函數(shù)的影響不大 這個結(jié)果是因為冷卻通道的影響的部分的溫度 要比在汽車保險杠模具擋板管較小的程度 汽車保險杠模具有一個深刻的核心 模具冷卻 而不是取決于隔板管的冷卻通道 對缺乏影響力的另一個原因是 流動狀態(tài) 冷卻通道參數(shù)研究的范圍內(nèi)保持紊流 冷卻通道通常具有比折流板管直徑較小 的 當(dāng)在隔板管的流動處于紊流狀態(tài) 在冷卻通道中的流量將在紊流狀態(tài) 在隔板管直徑顯示一個有形的影響時 增加到一定值 直徑的增加變化在管內(nèi) 的流動為層流狀態(tài) 這是對傳熱系數(shù)低的原因相比 湍流流動狀態(tài) 這就是為 什么溫度的偏差變大時 擋管直徑的增加 在所有的參數(shù)中 擋板深度對目標(biāo)函數(shù)的影響最大 由于擋板深度的增加 目標(biāo)函數(shù)的增加 這意味著 該擋板管更深的位置會導(dǎo)致溫度的偏差增加 同 時 它證實了汽車保險杠模具冷卻取決于導(dǎo)流管 的冷卻通道和導(dǎo)流管直徑在冷卻回路壓降的影響最大 而其他變量的影響不大 隨著直徑的增加 壓力降減小一定值后 這也是一個可預(yù)測的結(jié)果作為一個大 直徑的減小壓力降 在出口處的溫度上升的影響如圖 7 所示 最有影響力的參 數(shù)是擋板直徑和通道的距離 該擋板直徑的影響顯示的最高值的范圍從 1 到 3 在小擋板直徑的情況下 表面積減少的傳熱可能會導(dǎo)致一個較小的溫度上升 而較大的擋板直徑可能導(dǎo)致降低傳熱系數(shù) 由于較低的流動率 增加的信道距離意味著每個冷卻通道占用較大面積的部分表面具有較大的 熱量去除 這可能是為什么通道距離溫升的增加給一個物理解釋 圖 5 溫度偏差參數(shù)的研究結(jié)果 目標(biāo)函數(shù) 5 結(jié)論 在這項研究中 我們進行了冷卻回路的優(yōu)化的汽車前保險杠 設(shè)計的目的 是最大限度地減少溫度的偏差而滿足所有約束 有三的設(shè)計約束條件 包括壓 力 溫度的上升和縱橫比 除了約束六設(shè)計變量 六個設(shè)計變量之間 擋板的 距離為離散的設(shè)計變量 因此 我們進行了優(yōu)化的擋板距離 being60 三例 90 和 120 毫米 在 60 毫米的擋板間距情況下獲得最低的溫度偏差 在這種情況下 溫度的偏差進行比較的基線設(shè)計同時滿足所有設(shè)計要求 減少 19 2 據(jù)認(rèn)為 設(shè)計優(yōu)化的方法 采用 CAE 仿真工具 通過本文的研究 可以應(yīng)用于許多工業(yè) 生產(chǎn)過程的設(shè)計 6 參考 framax 公司 2009 PIAnOtutorial framax 公司 2009 PIAnO 的用戶手冊 香港 K J Choi D H 基姆 碩士 2000 進行二次逼近的方法 有效的大型系統(tǒng)設(shè)計 的二階響應(yīng)面模型的構(gòu)建 韓國機械工程師學(xué)會 一 24 12 12 3040 3052 koresawa H 和鈴木 H 1999 在注射成型中的冷卻通道布局自治安排 過程 1999 塑 料工程師協(xié)會年度技術(shù)會議 1073 1077 門將 G Michaeli W 和 mohren 2001 p 如何使注塑模具 第三版 恒信加德納出 版 Inc 俄亥俄州 298 302 李仁濟 B 公園 C S 昌香港 榮格 H W 李 大學(xué)學(xué)報 2010 大型注塑件的最佳冷卻回路的自動生成 精密工程和制造計算機學(xué)報 11 444 439 畢業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 題目 玩具照相機零件模具設(shè)計 系 部 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2012 年 12 月 21 日 1 畢業(yè)設(shè)計 論文 綜述 題目背景 研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況 1 1 背景及意義 近幾年 我國塑料模工業(yè)有了很大發(fā)展 注塑模具制品的種類越來越多 在未來的模具市場中 塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具 在模具行業(yè)中的比 例將逐步提高 在電子 汽車 家電 玩具等產(chǎn)品中 60 100 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塑性成形技術(shù)具有高 產(chǎn) 優(yōu)質(zhì) 低耗等顯著特點 已成為當(dāng)今先進制造技術(shù)的重要發(fā)展方向 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測 模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的 在未來的模具市場中 塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具 在模具行業(yè)中的比例將逐步提高 隨著塑 料工業(yè)的不斷發(fā)展 對塑料模具提出越來越高的要求是正常的 因此 精密 大型 復(fù)雜 長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度 同時 由于近年來進口模具 中 精密 大型 復(fù)雜 長壽命模具占多數(shù) 所以 從減少進口 提高國產(chǎn)化率角 度出發(fā) 這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大 該課題的主要設(shè)計意義在于掌握塑料模具設(shè)計的大體思路 懂得如何著手分 析和考慮問題 能自己獨立的設(shè)計出一套完整的模具 且能將它應(yīng)用于實際生 產(chǎn) 1 2 國內(nèi)外發(fā)展情況 1 2 1 國內(nèi)方面 80 年代以來 在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國 家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下 我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 年均增速均為 13 在未 來的模具市場中 塑料管件在模具總量中的比例還將逐步提高 經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展 模具水平有了較大提高 在塑料管件模具方面已能 生產(chǎn) 19 萬噸 上規(guī)模 高水平的企業(yè)越來越多 由于他的抗腐蝕 廉價等優(yōu)秀 品質(zhì) 被應(yīng)用于我國現(xiàn)代化建設(shè)的各個領(lǐng)域 精密塑料模具方面 已能生產(chǎn)醫(yī) 療塑料件模具 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具 所生產(chǎn)的這類塑件的尺寸 精度 同軸度 跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平 還能生產(chǎn)厚度僅為 0 08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等 注塑模型 腔制造精度可達 0 02mm 0 05mm 表面粗糙度 Ra0 2 m 模具質(zhì)量 壽命明顯 提高了 非淬火鋼模壽命可達 10 30 萬次 淬火鋼模達 50 1000 萬次 交貨 期較以前縮短 但和國外相比仍有較大差距 1 2 2 國外方面 我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間 分 第 1 頁 廠 自產(chǎn)自配比例高達 60 左右 而國外模具超過 70 屬商品模具 專業(yè)模具 廠大多是 大而全 小而全 的組織形式 而國外大多是 小而專 小而精 國內(nèi)大型 精密 復(fù)雜 長壽命的模具占總量比例不足 30 而國 外在 50 以上 2004 年 我國模具進出口之比為 3 7 1 進出口相抵后的凈進 口額達 13 2 億美元 為世界模具凈進口量最大的國家 2 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案 研究方法或措施 2 1 主要內(nèi)容 1 對塑件進行實體測繪 并完成基本參數(shù)的計算及注射機的選用 2 確定模具類型及結(jié)構(gòu) 完成模具的結(jié)構(gòu)草圖的繪制 3 運用 Pro E 等工具軟件輔助設(shè)計完成模具整體結(jié)構(gòu) 4 對模具工作部分尺寸及公差進行設(shè)計計算 5 對模具典型零件需進行選材及熱處理工藝路線分析 6 對設(shè)計方案和設(shè)計結(jié)果進行經(jīng)濟分析和環(huán)保分析 7 繪制模具零件圖及裝配圖 8 對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析 輸出模具開合結(jié)構(gòu)圖 9 編寫設(shè)計說明書 2 2 研究方案 通過對塑件的結(jié)構(gòu)的分析 必須用側(cè)抽芯機構(gòu)才能實現(xiàn)設(shè)計要求 并且初 步擬定了兩個模具結(jié)構(gòu)方案 方案 1 以塑件斷面輪廓最大處為分型面 用斜導(dǎo)柱雙向側(cè)抽芯 脫模時 塑件留在動模上 用頂桿實現(xiàn)脫模 采用點澆口的形式 由于采用點澆口 冷 凝快 成型周期短 生產(chǎn)率高 可顯著提高塑件表面質(zhì)量 并且不影響零件的 外觀和使用性能 方案 2 以塑件斷面輪廓最大處為分型面 采用斜導(dǎo)柱三向側(cè)抽芯 用頂 桿實現(xiàn)脫模 采用點澆口的形式 兩個方案的比較 方案 2 采用三向側(cè)抽芯 其中一個側(cè)抽芯放在了定模 上 增加了脫模困難 經(jīng)過以上兩個方案的綜合比較 決定采用方案 1 來實現(xiàn)洗衣機支架注塑 模設(shè)計 2 3 研究方法 措施 本設(shè)計題目涉及目標(biāo)均為工程實際零件 通過對塑件的實體測繪 完成基 本參數(shù)的采集 然后運用 塑料模具設(shè)計 塑料成型工藝 等知識 指導(dǎo) 學(xué)生利用 Pro E 軟件完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 并進行相關(guān)的校核計算 完成包括 選材熱處理 制造工藝規(guī)程 可行性分析等工作 本設(shè)計旨在鍛煉學(xué)生在專業(yè) 技術(shù)應(yīng)用能力上達到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求 在塑料成型工藝與塑料模具設(shè)計技 術(shù)方面得到全面提高 并受到模具設(shè)計工程師的基本訓(xùn)練 3 本課題研究的重點及難點 前期已開展工作 3 1 重點及難點 本課題研究的重點是模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化選擇 應(yīng)用相關(guān)軟件進行零件 圖和裝配圖繪制 點澆口 頂桿機構(gòu) 注射機的選擇 以及對模具結(jié)構(gòu)進行三維 剖析輸出開合模具結(jié)構(gòu)圖 難點在于抽芯機構(gòu)的設(shè)計和總體方案的優(yōu)化選擇 以 及模具三維結(jié)構(gòu)剖析和開合模具圖輸出 3 2 前期工作 1 查閱了相關(guān)專業(yè)資料為設(shè)計做好準(zhǔn)備 2 進行了模具結(jié)構(gòu)的分析 擬訂了兩套備選結(jié)構(gòu)方案 3 完成本課題的工作方案及進度計劃 按周次填寫 1 2 周 熟悉課題 根據(jù)老師給的資料運用 Auto CAD Pro E 軟件繪制塑件 3D 圖 翻譯外文資料 3 4 周 確定模具類型及結(jié)構(gòu) 繪制模具結(jié)構(gòu)草圖 準(zhǔn)備開題答辯 5 8 周 對模具工作部分尺寸及公差進行設(shè)計計算 并運用 Pro E 輔助設(shè)計完 成部分模具零件 準(zhǔn)備中期答辯 9 14 周 運用 Pro E 完成模具整體結(jié)構(gòu) 3D 圖 完成模具零件的選材 工藝規(guī) 程的編制 裝配圖及零件圖的 繪制等工作 15 18 周 對所有圖紙進行校核 編寫設(shè)計說明書 所有資料提請指導(dǎo)教師檢 查 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 參考文獻 1 中國機械工程學(xué)會 中國模具設(shè)計大典編委會 中國模具設(shè)計大典 江西 江西科學(xué) 技術(shù)出版社 2003 2 黃毅宏 李明輝 模具制造工藝 北京 機械工業(yè)出版設(shè) 2007 3 賀斌 田福祥 熊艷 方罩殼注塑模設(shè)計 工程塑料應(yīng)用 200 3 26 53 54 4 中國工程材料編委會 中國工程材料 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 5 葉長青 影視盒面蓋注塑模具設(shè)計 模具技術(shù) 2008 1 25 26 6 李秦蕊 塑料模具設(shè)計 第 4 版 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2006 7 王輝 注塑成型經(jīng)濟性智能評估理論與系統(tǒng)研究 博士學(xué)位論文 上海 上海交通大 學(xué) 2008 8 施昌榮薄 壁型腔注塑模溫度場的分析研究 碩士學(xué)位論文 廣東 華南理工大學(xué) 2002 9 明文彬 注射充模階段噴泉流動的研究 碩士學(xué)位論文 廣東 華南理工大學(xué) 2000 10 孫希威 注塑模具機械加工成本報價系統(tǒng)研究 碩士學(xué)位論文 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大 學(xué) 2000 11 王振飛 注塑模流動平衡的研究 碩士學(xué)位論文 鄭州 鄭州工業(yè)大學(xué) 2000 12 王建注 塑模擬分析及熱流道的選用 碩士學(xué)位論文 天津 天津大學(xué) 2002 13 楊老記主編 AutoCAD2004 中文版 工程制圖實用教程 北京 機械工業(yè) 出版社 2004 14 錢應(yīng)平 王勁青 劉小鵬 多元多向抽芯塑料盒注射模具設(shè)計與分析 塑料工業(yè) 2004 6 6 32 27 15 胡 蓉主編 Pro E 在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用 機械工程與自動化 第 1 期 總第 128 期 2005 2 16 Andreas N J Sp rrer Controlling Morphology of Injection Molded Structural Foams by Mold Design and Processing Parameters EI 2007 43 4 313 330 17 Randy M McCormick Robert J Nelson M Goretty Alonso Amigo Microchannel Electrophoretic Separations of DNA in Injection Molded Plastic Substrates EI 1997 69 2626 2630I 18 Hualin YANG Automation Technology of Injection Mold Design Based on Case based Reasoning 北京 機械工程學(xué)報 2008 10 288 1 2 五 指導(dǎo)教師意見 對課題的深度 廣度及工作量的意見 指導(dǎo)教師 年 月 日 六 所在系審查意見 系主管領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 參考文獻 1 中國機械工程學(xué)會 中國模具設(shè)計大典編委會 中國模具設(shè)計大典 江西 江西科學(xué) 技術(shù)出版社 2003 2 黃毅宏 李明輝 模具制造工藝 北京 機械工業(yè)出版設(shè) 2007 3 賀斌 田福祥 熊艷 方罩殼注塑模設(shè)計 工程塑料應(yīng)用 200 3 26 53 54 4 中國工程材料編委會 中國工程材料 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 5 葉長青 影視盒面蓋注塑模具設(shè)計 模具技術(shù) 2008 1 25 26 6 李秦蕊 塑料模具設(shè)計 第 4 版 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2006 7 王輝 注塑成型經(jīng)濟性智能評估理論與系統(tǒng)研究 博士學(xué)位論文 上海 上海交通大 學(xué) 2008 8 施昌榮薄 壁型腔注塑模溫度場的分析研究 碩士學(xué)位論文 廣東 華南理工大學(xué) 2002 9 明文彬 注射充模階段噴泉流動的研究 碩士學(xué)位論文 廣東 華南理工大學(xué) 2000 10 孫希威 注塑模具機械加工成本報價系統(tǒng)研究 碩士學(xué)位論文 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大 學(xué) 2000 11 王振飛 注塑模流動平衡的研究 碩士學(xué)位論文 鄭州 鄭州工業(yè)大學(xué) 2000 12 王建注 塑模擬分析及熱流道的選用 碩士學(xué)位論文 天津 天津大學(xué) 2002 13 楊老記主編 AutoCAD2004 中文版 工程制圖實用教程 北京 機械工業(yè) 出版社 2004 14 錢應(yīng)平 王勁青 劉小鵬 多元多向抽芯塑料盒注射模具設(shè)計與分析 塑料工業(yè) 2004 6 6 32 27 15 胡 蓉主編 Pro E 在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用 機械工程與自動化 第 1 期 總第 128 期 2005 2 16 Andreas N J Sp rrer Controlling Morphology of Injection Molded Structural Foams by Mold Design and Processing Parameters EI 2007 43 4 313 330 17 Randy M McCormick Robert J Nelson M Goretty Alonso Amigo Microchannel Electrophoretic Separations of DNA in Injection Molded Plastic Substrates EI 1997 69 2626 2630I 18 Hualin YANG Automation Technology of Injection Mold Design Based on Case based Reasoning 北京 機械工程學(xué)報 2008 10 288 1 2 本科畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 玩具照相機某零件支架注塑模具設(shè)計 系 部 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2013 年 5 月 I 照相機某零件支架注塑模具設(shè)計 摘要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 也是發(fā)展和實現(xiàn)少無切削技術(shù)不可缺少 的工具 它在工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛 是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā) 展方向 許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 在很大程度上取決于模具工 業(yè)的發(fā)展水平 因此 模具技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及水平的高低 直接影響到工業(yè)產(chǎn)品 的發(fā)展 也是衡量一個國家工藝水平的重要標(biāo)志之一 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是照相機某零件支架注塑模具設(shè)計 本文主要論述了 塑料注射模的基本原理和設(shè)計過程 并著重講述了充電器外殼注射模的設(shè)計過 程 首先 講述了模具的作用和國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展方向 然后論述了 方案的選擇和確定 再次對于所確定的方案給出了詳細(xì)的設(shè)計過程和計算過程 最后還對所設(shè)計的模具進行了經(jīng)濟性可行性分析 總的來說 所設(shè)計的這套模具經(jīng)濟合理 可行性強 生產(chǎn)方便 是一套實 用性較強的模具 關(guān)鍵詞 注射模 定模 動模 抽芯 斜導(dǎo)柱 II The camera bracket a parts injection mold design Abstract The molding tool is a foundation craft that industry produce to equip it also a development with realizes the little having no slice the indispensable tool in the technique of cutting It is in industry produce the usage is extremely extensive it an important means that contemporary industry produce to develop the direction with the craft many modern industrial developments with horizontal exaltation in technique be decided by the industrial development in molding tool level to a large extent Therefore moldings tool technique development condition and horizontal and high and low affect the development of the industry product directly Too is to measure the one of the horizontal and important markings in a national craft The graduation project title is the camera bracket a parts injection mold design this text discussed primarily the plastics injects the basic principle of the mold with design the process combining to emphasize to relate the Chargers shell inject the design process of the mold First related the function of the molding tool with domestic and international development condition and its development directions Then discussed the choice of the project with certain Returns a project for making sure give a detailed design process with compute process very much again the molding tool to design to preceded the economic viability assessment Total to say a this set of molding tools for designing economy reasonable the possibility is strong producing the convenience it a stronger molding tool in a set of function Keyword Inject the mold Settle the mold Move the mold Take out core Inclined slippery piece III 目 錄 1 緒論 1 1 1 題目背景意義 1 1 2 塑料工業(yè)簡介 1 1 3 我國塑料模具現(xiàn)狀 2 1 4 塑料模具具發(fā)展趨 3 1 5 本文主要研究內(nèi)容 3 2 制品的分析 4 2 1 制品的簡介 4 2 1 1 對制品的分析主要包括以下幾點 4 2 1 2 本設(shè)計中塑件各項要求 4 2 2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 4 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 5 2 2 3 材料的性能分析 5 2 3 注射成形過程 7 2 3 1 ABS 的注射工藝參數(shù) 7 2 3 2 ABS 的主要性能指標(biāo) 7 3 模具制造 8 3 1 確定型腔數(shù)量及排列方式 8 3 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8 3 2 1 多型腔單分型面模具 8 3 2 2 多型腔多分型面模具 8 3 3 注塑機型號的確定 8 3 3 1 注射機的選用原則 9 3 3 2 有關(guān)制品的計算 9 3 3 3 注射機型號的確定 9 3 3 4 注射機及各個參數(shù)的校核 10 3 4 分型面位置確定 11 3 4 1 分型面的選擇原則 11 3 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 3 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 12 3 5 2 主流道的設(shè)計 12 IV 3 5 3 冷料穴的設(shè)計 14 3 5 4 澆口的設(shè)計 15 3 5 5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機構(gòu) 16 3 6 脫模推出機構(gòu)的確定 16 3 6 1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 16 3 6 2 制品推出的基本方式 17 3 7 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 17 3 7 1 側(cè)向抽芯機構(gòu) 18 3 8 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 18 3 8 1 導(dǎo)向機構(gòu)的分類 19 3 8 2 本設(shè)計中導(dǎo)柱的設(shè)計 19 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 19 3 9 1 排溢設(shè)計 19 3 9 2 引氣設(shè)計 19 3 9 3 排氣系統(tǒng) 19 3 9 4 該套模具的排氣方式 19 3 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 19 3 10 1 加熱系統(tǒng) 20 3 10 2 冷卻系統(tǒng) 20 3 11 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 20 3 12 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 21 3 12 1 定模 凹模 的設(shè)計 22 3 12 2 型芯 凸模 的設(shè)計 22 4 塑料模具材料的選用及技術(shù)要求 24 4 1 塑料模具材料的性能要求 24 4 2 塑料模具零件選材原則 24 4 3 模具的精度要求 24 4 3 1 模具零件的公差與配合選擇 24 5 模具工作過程 25 5 1 成型前的準(zhǔn)備 25 5 1 1 原料的檢驗和預(yù)處理 25 5 1 2 料筒的清洗 25 5 1 3 嵌件的預(yù)熱 25 V 5 1 4 脫模劑的選用 25 5 2 注射過程 25 5 3 脫模過程 26 5 4 制品的后處理 26 5 4 1 退火處理 26 5 4 2 調(diào)濕處理 26 總結(jié) 27 參考文獻 28 致 謝 29 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 30 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 31 1 緒論 1 1 緒 論 1 1 題目背景意義 近幾年 我國塑料模具工業(yè)有了很大發(fā)展 注塑模具制品的種類越來越多 在未來的模具市場中 塑料模具具發(fā)展速度將高于其它模具 在模具行業(yè)中的 比例將逐步提高 在電子 汽車 家電 玩具等產(chǎn)品中 60 100 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 通過本課題的 設(shè)計 應(yīng)使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉 1 塑料管件制品的設(shè)計及 成型工藝的選擇 2 一般塑料管件制品成型模具的設(shè)計能力 3 塑料制品的 質(zhì)量分析及工藝改進 塑料模具具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力 4 了解模具設(shè)計的常 用商業(yè)軟件以及同實際設(shè)計的結(jié)合 使個人能力得到全面提高 以適應(yīng)今后的 工作 1 2 塑料工業(yè)簡介 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工 具 它屬于型腔模的范疇 通常情況下 塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低 其模具的因素占 80 然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計與制造有很 大關(guān)系 隨著國民經(jīng)濟領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大 產(chǎn) 品更新?lián)Q代周期越來越短 用戶對塑件的質(zhì)量要求也越高 因而模具制造與設(shè) 計的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高 同時也正是這樣促進了塑料模具具設(shè)計于制 造技術(shù)不斷向前發(fā)展 就目前的形式看 可以說 模具技術(shù) 特別是設(shè)計與制 造大型 精密 長壽命的模具技術(shù) 便成為衡量一個國家機械制造水平的重要 標(biāo)志 按制品所采用的原料不同 成型方法不同 一般將模具分為塑料模具具 金屬沖壓模具 金屬壓鑄模具 橡膠模具 玻璃模具等 因人們?nèi)粘Ｉ钏?的制品和各種機械零件 在成型中多數(shù)是通過模具來制成品 就中國就有比較 遠(yuǎn)大的市場 所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè) 在高分子材料加工領(lǐng)域中 用于塑料制品成形的模具 稱為塑料成形模具 簡稱 塑料模具 塑料模具具的設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作 通過合理設(shè)計制造出 來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件 還能簡化模具的加工過程和實施塑 件的高效率生產(chǎn) 從而達到降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的 塑料模具的 優(yōu)化設(shè)計 是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題 2 塑料制品已在工業(yè) 農(nóng)業(yè) 國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用 為了生 產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計相應(yīng)的塑料模具具 在塑料材料 制品設(shè)計及加工工 藝確定以后 塑料模具具設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量 就決定性的影響 首先 模 腔形狀 流道尺寸 表面粗糙度 分型面 進澆與排氣位置選擇 脫模方式以 及定型方法的確定等 均對制品 或型材 尺寸精度形狀精度以及塑件的物理 性能 內(nèi)應(yīng)力大小 表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等 起著十分重要的影響 其次 在 塑件加工過程中 塑料模具結(jié)構(gòu)的合理性 對操作的難易程度 具有重要的影 響 再次 塑料模具對塑件成本也有相當(dāng)大的影響 除簡易模外 一般來說制 模費用是十分昂貴的 大型塑料模具更是如此 現(xiàn)代塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中 合理的加工工藝 高效的設(shè)備和先進的模具 被譽 為塑料產(chǎn)品成型技術(shù)的 三大支柱 尤其是加工工藝要求 塑件使用要求 塑 件外觀要求 起著無可替代的作用 高效全自動化設(shè)備 也只有裝上能自動化 生產(chǎn)的模具 才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能 此外 塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和 更新為前提 塑料模具是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意 正日益為人們理解 和掌握 當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后 由此可知 推動模具技術(shù)的進步 應(yīng)是不容緩的策略 1 3 我國塑料模具現(xiàn)狀 塑料模具是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備 塑料模具工業(yè)是國民經(jīng) 濟的基礎(chǔ)工業(yè) 用塑料模具生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點是制造簡 材料利用率高 生產(chǎn)率高 產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致 特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品 更能獲得 價廉物美的經(jīng)濟效果 在模具方面 我國模具總量雖已位居世界第三 但設(shè)計制造水平總體上比 德 美 日 法 意等發(fā)達國家落后許多 模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水 平低許多 在模具價格方面 我國比發(fā)達國家低許多 約為發(fā)達國家的 1 3 1 5 工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化 隨著我國改革開放步伐的進一步加快 我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地 特別是加入 WTO 后 作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展 塑料 模具的設(shè)計 制造技術(shù) CAD 技術(shù) CAPP 技術(shù) 已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng) 用 在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大 在模具材料方面 專用塑料模具鋼品種少 規(guī)格不全 質(zhì)量尚不穩(wěn)定 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 系 列化 商品化尚待規(guī)模化 CAD CAE Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高 獨立 的模具工廠少 專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃 企業(yè)大而全居多 多屬勞動密 集型企業(yè) 因此 我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國 必須要 3 振興和發(fā)展我國的模具工業(yè) 努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平 提高模具設(shè) 計與制造水平 提高國際競爭能力 1 4 塑料模具發(fā)展趨 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一 越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用 其 中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大 隨著社會的經(jīng)濟 技術(shù)不段向前發(fā)展 對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高 塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計和制造有關(guān)系 對注塑制品的要求就是 對模具的要求 由于計算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展 使得 CAD CAM 逐漸取代 了過去塑料模具的設(shè)計與制造技術(shù) 使傳統(tǒng)的設(shè)計制造方法及組織生產(chǎn)的模式 發(fā)生了深刻變化 塑料模具 CAD CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模具質(zhì)量 減 少塑料模具的設(shè)計與制造工時 縮短塑料模具生產(chǎn)周期 加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品 的更新?lián)Q代 而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對塑料模具行業(yè)提出的 質(zhì)量高 交貨快 價格低 的要求 塑料模具以后的發(fā)展主要有以下幾方面 1 注射模 CAD 實用化 2 擠塑模 CAD 的開發(fā) 3 壓模 CAD 的開發(fā) 4 塑料專用鋼材系列化 1 5 本文主要研究內(nèi)容 1 對塑件進行實體測繪 并完成基本參數(shù)的計算及注射機的選用 2 確定模具類型及結(jié)構(gòu) 完成模具的結(jié)構(gòu)草圖的繪制 3 運用 Pro E 工具軟件輔助設(shè)計完成模具整體結(jié)構(gòu) 4 對模具工作部分尺寸及公差進行設(shè)計計算 5 對模具典型零件需進行選材及工藝路線分析 6 對設(shè)計方案和設(shè)計結(jié)果進行經(jīng)濟分析和環(huán)保分析 7 繪制模具零件圖及裝配圖 8 對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析 9 輸出模具開合結(jié)構(gòu)圖 10 編寫設(shè)計說明書 2 制品的分析 4 2 制品的分析 2 1 制品的簡介 圖 2 1 塑件 制品的分析是對所要成型的產(chǎn)品有個初步的了解 在接受設(shè)計任務(wù)書以后 就要對塑料的品種 批量的大小 尺寸精度與技術(shù)條件 產(chǎn)品的功用及工作條 件有個整體概念 以便在設(shè)計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件 2 1 1 對制品的分析主要包括以下幾點 1 產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性 2 脫模斜度是否合理 3 塑件厚度及其均勻性 4 塑件種類及其收縮率 5 塑件表面顏色及表面質(zhì)量要求 2 1 2 本設(shè)計中塑件各項要求 1 塑料名稱 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 2 色調(diào) 白色 不透明 3 生產(chǎn)綱領(lǐng) 大批大量 2 2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 畢業(yè)設(shè)計 論文 5 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 該制品為小型零件 在模具設(shè)計和制造上要有精密的定位措施和良好的加 工工藝 以保證零件各項參數(shù)精度 2 2 2 成型工藝分析 1 精度等級 采用一般精度 5 級 2 脫模斜度 15 度 2 2 3 材料的性能分析 ABS 是由丙烯腈 Acrylonitrile 丁二烯 Butadiene 和苯乙烯 Styrene 三種化 學(xué)單體合成 其中 A 代表丙烯腈 B 代表丁二烯 S 代表苯乙烯 其化學(xué)分子 結(jié)構(gòu)方式如下 圖 2 2 ABS 每種單體都具有不同特性 丙烯腈有高強度 熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性 丁 二烯具有堅韌性 抗沖擊特性 苯乙烯具有易加工 高光潔度及高強度 從形態(tài)上看 ABS 是非結(jié)晶性材料 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三 元共聚物 一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相 另一個是聚丁二烯橡膠分散相 ABS 不透明 外觀除薄膜外都呈淺象牙色 無毒 無味 兼有韌 硬 剛 特性 燃燒緩慢 離火后仍繼續(xù)燃燒 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 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu) 這就可以 賦予用戶在產(chǎn)品設(shè)計上有很大的靈活性 并且由此產(chǎn)生了市場上數(shù)百種不同品 質(zhì)的 ABS 材料 ABS 具有優(yōu)良的綜合性能 由于組分 牌號和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)方法的不同 使之在性能上存在較大差異 使用性能 1 物理力學(xué)性能 ABS 具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能 如不透水 但略透水蒸氣 沖擊強度較高 尺寸穩(wěn)定性好等 ABS 有極好的沖擊強度 即使在低溫也不迅速下降 但是它 的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少 粒子大小 接枝率和分散狀誠有關(guān) 同 時也與使用環(huán)境有關(guān) 如溫度越高則沖擊強度越大 當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含 畢業(yè)設(shè)計 論文 6 量超過 30 時 不論沖擊 拉伸 剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降 2 熱性能 ABS 制品的負(fù)荷變形溫度約為 93 若能對制品進行退火處理 則還可增 加 10 左右 3 電性能 ABS 聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小 且在很大頻率變化范圍 內(nèi)保持恒定 4 耐環(huán)境性 ABS 聚合物幾乎不受水 無機鹽 堿 酸類的影響 但在酮 醛 氯代烴 中會溶解或形成乳濁液 它不溶于大部分醇類及烴類溶劑 但長期與烴接觸會 發(fā)生軟化溶脹 ABS 聚合物表面受冰醋酸 植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會引起應(yīng) 力開裂 5 耐候性 ABS 聚合物的最大不足之處是耐候性較差 這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生 的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故 經(jīng)受 350nm 以下波長的紫外線照 射 氧化作用更甚 氧化速度與光的強度及波長的對數(shù)成正比 ABS 是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料 可用一般加工方法成型 加工 6 ABS 的流變性 ABS 聚合物在熔融狀態(tài)下流動特性屬于假塑型液體 雖然 ABS 的熔體流 動性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系 但對剪切速率更為敏感 因此在成型過 程中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度 改善熔體流動性 ABS 屬一無定形聚合物 無明顯熔點 成型后無結(jié)晶 成型收縮率為 0 4 0 5 在成型過程中 ABS 的熱穩(wěn)定性較好 不易出現(xiàn)降解或分解 但 溫度過高時 聚合物中橡膠相有破壞的傾向 7 ABS 的吸水性 ABS 具有一定的吸水性 含水量在 0 3 0 8 范圍 成型時如果聚合物中 含有水分 制品上就會出現(xiàn)斑痕 云紋 氣泡等缺陷 因此在民型前 需將聚 合物進行干燥處理 使其含水量降到 0 2 左右 8 ABS 制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開裂 所以除了使用要求較為苛刻的制品 通常 不作制品的后處理 注射速度對 ABS 的熔體流動性有一定影響 注射速度快 制品表面光潔度不佳 注射速度慢 制品表面易出現(xiàn)波紋 熔接痕等現(xiàn)象 因 而除了充模有困難的情況下 一般以中 低速為宜 在制品要求表面光澤較高 畢業(yè)設(shè)計 論文 7 時 模具溫度可控制在 60 80 對一般制品可控制在 50 60 2 3 注射成形過程 對 ABS 的色澤 細(xì)度和均勻度等進行檢驗 塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱 塑化達到流動狀態(tài)后 由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型 其過程可以分為 充 模 壓實 保壓 倒流和冷卻五個階段 2 3 1 ABS 的注射工藝參數(shù) 注射機 螺桿式 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度 170 180 料筒溫度 前段 180 200oC 中段 165 180 后段 150 170 模具溫度 50 80o 注射壓力 60 100MPa 保壓力 40 50 高壓時間 s 注射 0 5 保壓時間 s 15 30 冷卻時間 s 15 30 成形周期 s 40 70 2 3 2 ABS 的主要性能指標(biāo) 表 2 1 ABS 的主要性能指標(biāo) 密度 g cm 1 02 1 16 彈性模量 MPa 1 8 10 比容 cm g 0 86 0 98 彎曲強度 MPa 80 吸水率 24h 0 2 0 4 抗拉屈服強度 MPa 50 收縮率 0 4 0 7 熔點 C 130 160 畢業(yè)設(shè)計 論文 8 3 模具制造 模具制造形式主要是指設(shè)計過程中的注射機的確定 澆注系統(tǒng)的形式和澆 口位置的選擇 成型零件的設(shè)計 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 的設(shè)計 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計及各個零件的設(shè)計和裝配 圖設(shè)計 3 1 確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)塑料制件的設(shè)計已經(jīng)完成 并選定所用塑料后 就需要考慮是采用單型 腔模還是多型腔模 與多型腔模相比 單型腔模具有以下優(yōu)點 1 塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致 2 工藝參數(shù)易于控制 3 模具結(jié)構(gòu)簡單 緊湊 設(shè)計制造 維修大為簡化 一般來說 精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu) 但對于精度要求不高的小型制品 形狀簡單 又是大批量生產(chǎn)時 若采用多型 腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)效率大為提高 經(jīng)分析該塑件為中等產(chǎn) 量 精度中等 故初步定為一模四腔 3 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 3 2 1 多型腔單分型面模具 制品外觀質(zhì)量要求較高 尺寸精度要求一般的小型制品 可采用此結(jié)構(gòu) 3 2 2 多型腔多分型面模具 制品外觀質(zhì)量要求高 尺寸精度要求一般的小型制品 可采用此結(jié)構(gòu) 該 制品外觀質(zhì)量要求較高 分析該制品樣品采用的澆口位置 分型面位置 推出 機構(gòu)的痕跡 可知澆口為一般側(cè)澆口 3 3 注塑機型號的確定 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備 因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細(xì)了 解注射機的技術(shù)規(guī)范 才能設(shè)計出符合要求的模具 畢業(yè)設(shè)計 論文 9 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式 在確 定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下 設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射 量 鎖模力 注射壓力 拉桿間距 最大 最小模具厚度 推出型式 推出位 置 推出行程 開模距離等進行計算 3 3 1 注射機的選用原則 1 計算塑件及澆道凝料的總?cè)萘繎?yīng)小于注射機額定容量 2 模具成型時需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機的最大注射壓力 3 模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機的鎖模力 4 模具的閉模高度應(yīng)在注射機最大 最小閉合高度之間 5 模具脫模取出塑件所需的距離應(yīng)小于所選注射機的開模行程 3 3 2 有關(guān)制品的計算 根據(jù)零件圖提供的樣品 可以借助計算機輔助軟件建立制品模型 這樣既便于 較精確的計算制品的各個參數(shù) 又更為直觀 形象 1 制品的體積為 V1 1 92 cm 3 1 質(zhì)量為 m 1 05g cm 1 92 cm 2 01g 2 初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0 7 倍 V2 1 92 0 7 1 35 cm 本設(shè)計中取 V2 1 4 cm 3 2 3 該模具一次注射共需塑料的體積約為 V0 4xV1 V2 4x1 92 1 4 9 08 cm 3 3 4 該模具一次注射共需塑料的質(zhì)量約為 M 1 05g cm 9 08cm 9 5g 3 4 3 3 3 注射機型號的確定 近年來我國引進注射機的機型很多 國內(nèi)注射機生產(chǎn)廠的新機型也日益增 多 掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備 根據(jù)計算初步選定型號為 SYS 30 的注射機 其主要技術(shù)參數(shù)如下表 3 1 表 3 1 SYS 30 注射機主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量 cm 30 螺桿 柱塞 直徑 mm 28 注射壓力 MPa 157 注射行程 mm 50 注射時間 s 3 鎖模力 kN 500 最大成型面積 cm 2 2 最大開合模行程 mm 80 模具最大厚度 5 模具最小厚度 mm 2 畢業(yè)設(shè)計 論文 10 mm 合模方式 液壓 機械 噴嘴球頭半徑 mm SR9 頂桿中芯距 mm 32 噴嘴孔徑 mm 3 5 3 3 4 注射機及各個參數(shù)的校核 1 注射壓力的校核 該注射機的注射壓力為 157MPa ABS 的注射壓力為 60 100MPa 所以能夠滿足要求 2 由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n 3 5 1 2360 MKTn 上式右邊 4 65 4 符和要求 式中 K 注射機最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 M 注射機的額定塑化量 g h 或 cm h T 成形周期 M2 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積 g 或 cm M1 單個制品的質(zhì)量和體積 g 或 cm 3 按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 n 3 6 1 2MKnn 4 9307 4 9307 4 符合要求 式中 Mn 注射機允許的最大注射量 g 或 cm 4 按注射機的鎖模 合模 力的校核 注射模從分型脹開的力 鎖模力 應(yīng)小于注射機的額定鎖模力 既 F P nxA1 A2 3 7 40 4x 22x20 x3 2 40 880 28 36 式子的右面為 36 334KN 500KN 式中 F 注射機的額定鎖模力 N A1 單個制品在模具分型面上的投影面積 mm A2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 mm P 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力 MPa 通常模腔內(nèi)的壓力為 20 40Mpa 成型一般制品為 24 34Mpa 精密制品為 39 44Mpa 本設(shè)計中 畢業(yè)設(shè)計 論文 11 取模腔內(nèi)的平均壓力為 40Mpa N 型腔個數(shù) 5 最小開模行程的校核 3 8 Smax S H1 H2 5 10 上式右邊 S 5 40 8 53mm 而注射機的最大開模行程是 80mm 所以 符合要求 式中 Smax 注射機最大開模行程 mm H1 推出距離 脫模距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度 mm 6 模具厚度 H 與注射機閉合高度的校核 maxmin 式中 注射機允許最小厚度 70mm in 注射機允許最大厚度 200mm max 模架 H 150mm 故 70mm 160mm 200mm 所選模架合格 3 4 分型面位置確定 模具上用以取出制品和 或 澆注系統(tǒng)凝料的 可分離的接觸表面稱之為 分型面 分型面的選擇不緊關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具 而且涉及模具結(jié)構(gòu) 與制造成本 在制品設(shè)計階段 就應(yīng)考慮成形時分型面的形狀和位置 否則無法 用模具成形 在模具設(shè)計階段 應(yīng)首先確定分型面的位置 然后才選擇模具的 結(jié)構(gòu) 分型面設(shè)計是否合理 對制品質(zhì)量 工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制 造都有很大影響 因此 分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素 3 4 1 分型面的選擇原則 1 分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處 無論塑件以何方位布置型腔 都應(yīng)將 此作為首要原則 2 有利于保證制品的外觀質(zhì)量 分型面上型腔壁面稍有間隙 熔體就會在塑 件上產(chǎn)生飛邊 3 盡可能使制品留在動模一側(cè) 因為在動模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機構(gòu)簡便 易 行 4 有利于保證制品的尺寸精度 畢業(yè)設(shè)計 論文 12 5 盡可能滿足制品的使用要求 6 盡量減少制品在合模方向上的投影面積 以減小所需鎖模力 7 長型芯應(yīng)置于開模方向 當(dāng)塑件在相互垂直方向都需設(shè)置型芯時 將較短 的型芯設(shè)置在側(cè)抽芯方向 有利于減小抽拔距離 8 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯 9 在選擇非平面分型面時 應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便 對于該設(shè)計 在進行制品設(shè)計時已經(jīng)充分考慮了上述原則 以 A A 為分型面 現(xiàn)有方案如下 圖 3 1 分型面的確定 3 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進料 通道 具有傳質(zhì) 傳壓和傳熱的功能 對制品質(zhì)量影響很大 他的作用是將塑 料熔體順利地充滿到模具行腔深處 以獲得外形輪廓清晰 內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制 件 該模具采用普通流道澆注系 統(tǒng) 其包括 主流道 冷料穴 澆口 3 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 1 澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上 應(yīng)有壓降 流量和溫度的分布的均衡布置 2 結(jié)合型腔布置考慮 盡可能采用平衡式分流道布置 3 盡量縮短熔體的流程 以便降低壓力損失 縮短充模時間 4 澆口尺寸 位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵 應(yīng)有利于熔體流動 避免產(chǎn)生 湍流 渦流 噴射和蛇形流動 有利于排氣和補縮 且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位 以使熔料從后斷面移入薄斷面 以利于補料 5 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊 防止變形和位移的產(chǎn)生 6 澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠 凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除 7 熔接痕部位與澆口尺寸 數(shù)量及位置有直接關(guān)系 設(shè)計澆注系統(tǒng)時要預(yù) 先考慮到熔接痕的部位 形態(tài) 以及對制品質(zhì)量的影響 3 5 2 主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中芯塑料熔體的入口處 它將注射機噴射出的熔體導(dǎo) 畢業(yè)設(shè)計 論文 13 入型腔中 主流道的形狀為圓錐形 以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的 順利拔出 1 主流道尺寸 a 主流道小端直徑 d 注射機噴嘴直徑 0 5 1 3 0 5 1 取 d 3 5 mm 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準(zhǔn) 也能使的主流道凝料能順利脫出 b 主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑 R 應(yīng)該大于注射機噴嘴球頭半徑的 2 3mm 反 之 兩者不能很好的貼合 會讓塑件熔體反噴 出現(xiàn)溢邊致使脫模困難 SR 注射機噴嘴球頭半徑 2 3 取 SR 12 2 14 mm 3 9 c 主流道長度 L 一般按模板厚度確定 但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗 以短為 好 小模具控制在 50 之內(nèi)在出現(xiàn)過長流道時 可以將主流道襯套挖出深凹坑 讓噴嘴伸入模具 本設(shè)計中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)取 L 42 mm d 主流道大端直徑 D d 2Ltg 半錐角 為 1 2 取 1 5 6 5 取 D 6 5 mm 2 主流道襯套的形式及尺寸 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸 屬易損件 對材料要求較嚴(yán) 因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套 以便有 效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理 常采用碳素工具鋼 如 T8A T10A 等 熱處理硬度為 53 57HRC 由于該模具主流道較長設(shè)計成分體式較宜 畢業(yè)設(shè)計 論文 14 圖 3 2 主流道襯套 3 定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸 由于澆注套比較長 自身能滿足定位要求 故此定位圈只對注射方向起導(dǎo) 正作用 圖 3 3 定位圈 4 主流道襯套的固定 畢業(yè)設(shè)計 論文 15 圖 3 4 主流道襯套的固定 3 5 3 冷料穴的設(shè)計 在完成一次注射循環(huán)的間隔 考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體 因 輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度 從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約 10 25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域 這時才達到正常的塑料熔體溫度 位于 這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳 如果這里相對較低的冷料進入 型腔 便會產(chǎn)生次品 為克服這一現(xiàn)象的影響 用一個井穴將主流道延長以接 收冷料 防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔 把這一用來容納注射間隔所產(chǎn) 生的冷料的井穴稱為冷料穴 冷料井 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷 料 以防止冷料進入型腔而影響制件質(zhì)量 3 5 4 澆口的設(shè)計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位 它的作用是增加和控制塑料進入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料 以保 證充填實 確保制品質(zhì)量 澆口的形狀 位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大 澆口的主要作用有如下幾點 a 熔體充模后 首先在澆口處凝結(jié) 當(dāng)注射機螺桿抽回時可防止熔體向流 道回流 b 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時會產(chǎn)生摩擦熱 使熔體升溫 有助于充模 c 易于切除澆口尾料 d 對于多型腔模具 澆口能用來平衡進料 對于多澆口的單型腔模具 澆 口還能用以控制熔接痕的位置 澆口尺寸的確定 澆口的截面積一般為流道截面積的 3 9 截面的形狀多為矩形 寬度 與厚度的比為 3 1 或圓形 澆口長度約為 0 5 2 0mm 左右 在設(shè)計的時候一 般取小值 在以便在試模時修正 澆口最終的具體尺寸根據(jù)經(jīng)驗和零件的尺寸 和形狀的要求確定 選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則 a 澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各部位 各角落同時充滿的位置 b 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位 以使熔料從厚斷面移入薄斷面 以利于 補料 畢業(yè)設(shè)計 論文 16 c 澆口應(yīng)設(shè)在有利于排除型腔中氣體的部位 d 口應(yīng)設(shè)在避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的部位 e 對于帶有長型芯的模具 澆口應(yīng)設(shè)置在能使進料沿型芯軸向均勻進行 以免型芯被熔體沖擊而變形 f 澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體的斷裂 g 澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀 澆口結(jié)構(gòu)的形式 注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多 不同類型的澆口其尺寸 特點及應(yīng)用情況個 不相同 按澆口的特征可分為限制澆口和非限制澆口 按澆口形狀可分為點澆 口 扇形澆口 盤形澆口 環(huán)行澆口及薄片式澆口 按澆口的特征性質(zhì)可分為 潛伏式澆口 護耳澆口 按澆口所在的塑件的位置可分為中芯澆口和側(cè)澆口等 對于該模具 是中小型制品的多型腔模具 同時從塑件的形狀等各方面分 析知采用的是一般側(cè)澆注口 澆口又可稱橄欖形澆口或菱形澆口 是種截面尺 寸特小的圓形澆口 澆口一般設(shè)在型腔底部 排氣暢通 成型良好 塑件無不 良痕跡 有利于實現(xiàn)制動化操作 常用于成型如殼盒形等中 小型塑件的一模 多腔模具中 也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件 能制動切 斷澆口凝料 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗計算 根據(jù)模具的實際情況 再結(jié)合所提供經(jīng)驗值得 點澆口的直徑為 2 長度為 1 見表 3 2 表 3 2 側(cè)澆口和點澆口的推薦尺寸 側(cè)澆口尺寸 mm制品壁厚 mm 深度 h 寬度 w 點澆口的直徑 d mm 澆口長度 l mm 0 8 0 0 5 0 1 0 0 8 2 4 0 5 1 5 0 8 2 4 2 4 3 2 1 5 2 2 2 4 3 3 0 8 1 3 3 2 6 4 2 2 4 3 3 6 4 1 0 3 0 1 0 3 5 5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機構(gòu) 1 普通澆注系統(tǒng)的凝料的脫出 通常采用側(cè)澆口 直接澆口及盤形環(huán)澆口類型的模具 其澆注系統(tǒng)凝料一 般與塑件連在一起 塑件脫出時 先用拉料桿拉住冷料穴 使?jié)沧沧⑾到y(tǒng)留 畢業(yè)設(shè)計 論文 17 在動 模一側(cè) 然后用推桿或拉料桿推出 靠其自重而脫落 2 點澆口式澆注系統(tǒng)凝料的脫出 點澆口澆注系統(tǒng)凝料 一般用人工 機械手取出 但生產(chǎn)效率低 為適應(yīng) 自動化生產(chǎn)的需要 可采取以下方式脫出凝料 利用推桿拉斷點澆口凝料 利 用側(cè)凹拉斷點澆口凝料 利用拉料桿拉斷點澆口凝料 利用定模推板拉斷點澆 口凝料等 3 6 脫模推出機構(gòu)的確定 注射成形每一循環(huán)中 塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上 脫出 模具中這種脫出塑件的機構(gòu) 稱為脫模機構(gòu) 也常稱為推出機構(gòu) 脫模 機構(gòu)的作用包括脫出 取出兩個動作 既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具 松動分離 稱為脫出 然后把其脫出物從模具內(nèi)取出 3 6 1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 制品推出 頂出 是注射成形過程中的最后一個環(huán)節(jié) 推出質(zhì)量的好壞將 最后決定制品的質(zhì)量 因此 制品的推出是不可忽視的 在設(shè)計推出脫模機構(gòu) 時應(yīng) 遵循下列原則 1 結(jié)構(gòu)可靠 機械的運動準(zhǔn)確 可靠 靈活 并有足夠的剛度和強度 且 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 2 保證制品不因推出而變形損壞 3 機構(gòu)簡單動作可靠 4 保證良好的制品外觀 5 盡量使塑件留在動模一邊 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置 完成脫模 動 作 3 6 2 制品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 1 推桿推出 推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式 常用 的推桿形式有圓形 矩形 D 形 2 推件板推出 對于輪廓封閉且周長較長的制品 采用推件板推出結(jié)構(gòu) 推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定 3 推管推出 適用于薄壁圓桶形塑件 畢業(yè)設(shè)計 論文 18 4 推塊式脫模 適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品 可防止塑件變形 5 利用成型零件推出制品的脫模 使用于螺紋型環(huán)一類的制品 利用模具 中某些成型零件推出塑件 6 多元聯(lián)合式脫模 對于某些深腔殼體 薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起 凸 肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品 為防止其出現(xiàn)缺陷 常采用兩種或兩種以上的推出 機構(gòu)聯(lián)合動作以完成脫模過程 本套模具的設(shè)計中 因為塑件中間為平面板 故推出機構(gòu)采用推桿推出 帶頭導(dǎo)柱與推桿采用推板和推桿固定板連接 通常采用單邊 0 5mm 的間隙 這 樣可以降低加工要求 又能推板推動推桿的情況下 不因由于各板上的孔加工 誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象 因此帶頭導(dǎo)柱與推板孔采用單邊 0 5mm 的間隙 帶頭導(dǎo)柱與推管 通常采用 H8 f7 或 H8 f8 的間隙配合 工作 端配合部分的表面粗糙度為 Ra 0 8 推管的材料常用 T10A 熱處理要求硬度 HRC 54 3 7 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)塑件上具有于開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時 除極少數(shù)情況 可以強制脫模外 一般都需要將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動的結(jié)構(gòu) 在 塑件脫模前 先將其抽出 然后才能將整個塑件從模具中取出 完成側(cè)向活動 型芯的抽出和復(fù)位的這種機構(gòu)就叫做抽芯機構(gòu) 這種模具脫出塑件的運動有兩種情況 1 是開模時優(yōu)先完成側(cè)向分型和抽芯 然后推出塑件 2 是側(cè)向抽芯分型與塑件的推出同步進行 3 7 1 側(cè)向抽芯機構(gòu) 1 手動側(cè)抽芯 這種模具結(jié)構(gòu)簡單 生產(chǎn)效率低 勞動強度大 抽拔力有 一 定限制 故只在特殊場合下應(yīng)用 如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn) 2 機動側(cè)抽芯 開模時 依靠注射機的開模動力 通過側(cè)向抽芯機構(gòu)改變 運動方向 將活動零件抽出 機動側(cè)抽芯機構(gòu)形式主要有 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯 斜 彎銷側(cè)抽芯 斜滑塊側(cè)抽芯 齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯 開模行程及斜導(dǎo)柱的長度的計算 a 開模行程的計算 開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離 它必須小于注射 機移動模板的最大行程 由于注射機的鎖模機構(gòu)不同 開模行程有不同的計算 方式 畢業(yè)設(shè)計 論文 19 1 對單分型面注射模 所需開模行程 H 為 S H H1 H2 5 10 mm 3 10 式中 H1 塑件推出距離 也可以作凸模高度 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm S 注射機移動板最大行程 mm H 所需開模行程 mm 根據(jù)以上情況和對塑件的分析得 S H H1 H2 5 10 mm 3 11 S 34 28 10 72mm S 取 75 b 斜導(dǎo)柱長度的計算 根據(jù)以上的要求 取斜導(dǎo)柱的傾角為 15 故斜導(dǎo)柱用于抽芯的有效長度為 L1 9 sina L2 7 sina 3 12 則 L1 34 62 取 38 L2 26 92 取 30 其中 9 7 是抽芯行程 3 8 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 一般導(dǎo)向分為動 定模之間的導(dǎo)向 推板的導(dǎo)向 推件板的導(dǎo)向 其中動 定模之間的導(dǎo)向尤為重要 一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時 間后 其配合精度降低 會直接影響塑件的精度 因此對精度要求較高的塑件 必須另行設(shè)計精密導(dǎo)向定位裝置 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模 在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向零 件的作用 模具在進行裝配和調(diào)模試機時 保證動 定模之間一定的方向和位 置 導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力 起導(dǎo)向和定位作用 3 8 1 導(dǎo)向機構(gòu)的分類 導(dǎo)向機構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種 3 8 2 本設(shè)計中導(dǎo)柱的設(shè)計 對以上各個條件的綜合考慮 本設(shè)計中采用了四根導(dǎo)柱 其布置為等直徑 導(dǎo) 柱對稱布置 該模具導(dǎo)柱安裝在動模板上 而導(dǎo)套安裝扎起定模板上 一個合 理的導(dǎo)柱應(yīng)該使整套模具在合模時 保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免凸模先進入 型腔 導(dǎo)致模具損壞 當(dāng)動定模板采用合并加工時 也可確保同軸度要求 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 論文 20 3 9 1 排溢設(shè)計 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等 3 9 2 引氣設(shè)計 對于一些大型深腔殼形制品 注射成形后 整個型腔由塑料填滿 型腔內(nèi) 氣體被排出 此時制品的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空 當(dāng)制品脫 模時 由于受到大氣壓的作用 造成脫模困難 如采用強行脫模 勢必使制品 發(fā)生變形或損壞 因此必須加引氣裝置 3 9 3 排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)對確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用 排氣方式有以下幾種 1 利用排氣槽 2 利用型芯 鑲件 推桿等配合間隙 3 對于大中型 深型腔塑件為了防止塑件在頂出時造成真空而變形 必須設(shè) 置進氣裝置 3 9 4 該套模具的排氣方式 當(dāng)塑料熔體充填型腔時 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 別是對大型塑件 容器類和精密塑件 排氣槽將對它們的品質(zhì)帶來很大的影響 對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要 3 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 塑料在成型過程中 模具溫度會直接影響到塑料的充模 定型 成型周期 和塑料質(zhì)量 模具溫度過高 成型收縮大 脫模后塑件變形率大 而且還容易 造成溢料和黏模 模具溫度過低 則熔體流動性差 塑件輪廓不清晰 表面會 產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷 3 10 1 加熱系統(tǒng) 熱澆道模具以及成形熱固性塑料模具具到需設(shè)加熱系統(tǒng) 對大多數(shù)熱塑性 塑料 當(dāng)成形溫度 80 C 以上時 模具應(yīng)設(shè)加熱系統(tǒng) 由于該套模具的模溫要求 無需設(shè)置加熱裝置 3 10 2 冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為 200 C 左右 而制品固化后從模具型腔中取 畢業(yè)設(shè)計 論文 21 出時其溫度在 60 C 以下 熱塑性塑料在注射成形后 必須對模具進行有效的冷 卻 使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具 以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模 提高塑件的定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率 ABS 的成形溫度 模具溫度 脫模溫度分別為 90 108 C 40 60 C 40 50 C 1 冷卻介質(zhì) 有冷卻水和壓縮空氣 但用冷卻水較多 因為水的熱容量大 傳熱系數(shù)大 成本低 用水冷卻 即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道 2 冷卻裝置的理論計算 如果忽略模具因空氣對流 熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量 不考 慮模具金屬材料的熱阻 可對模具冷卻系統(tǒng)進行初步的和簡略的計算 該制品 平均厚度為 2mm 其冷卻時間略為 30s 成型總周期在 50 60s 既每分鐘注射 一次 3 11 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 以上內(nèi)容確定后 根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計模架 作設(shè)計時 模架部分要自行設(shè) 計 在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中 盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架 確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式 規(guī)格 及標(biāo)準(zhǔn)代號 模板周界尺寸使用括號內(nèi)的尺寸時 原組合零件的規(guī)定尺寸允許 增減 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架 可選用標(biāo)準(zhǔn)模 架 CI 2735 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘 模具外表面盡量不要有突 出部分 模具外表面應(yīng)光潔 加涂防銹油 圖 3 5 模架 3 11 1 定模座板 320 350 厚 25mm 畢業(yè)設(shè)計 論文 22 定模座板就是模具與注射機連接處的板 并且和主流道襯套與固定孔采用 H7 m6 的過渡配合 為不使他們件有較大間隙 而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 其所有的尺寸是 按標(biāo)準(zhǔn)選取 其注射機頂桿孔為 70mm 3 11 2 定模板 270 350 厚 70mm 動模板 270 350 厚 70mm 導(dǎo)柱與定模板上的導(dǎo)套孔采用 H7 f6 的間隙配和 才能保證導(dǎo)柱自由的來回 滑動導(dǎo)正 同時更為了順利產(chǎn)生分型 材料選取為 Q235 3 11 3 動模型腔 160 221 厚 35mm 在本設(shè)計中 上下型腔與型芯配合形成塑件腔 材料選取為 T10A 3 11 4 模腳 53 350 厚 80mm 模腳的作用是防止型腔 型芯 導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板 并承受型腔 型芯或頂桿等的壓力 因此它要具有較高的平行度和硬度 3 11 5 動模座板 320 350 厚 25mm 3 11 6 推桿 5 150 在此管在模具中起到強制脫模作用 材料為 T10A 3 11 7 推板 160 221 厚 20mm 3 11 8 推板固定板 160 221 厚 15mm 推板和推板固定板的配合使用 使推管合理的將塑件脫落 材料選取為 45 鋼 3 12 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 塑料在成型加工過程中 用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔 而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件 注射模的成形零件包括凹模 凸模 小 型芯 螺紋型芯 型環(huán)或成形桿等 由于這些成型零件直接與高溫 高壓的塑 料熔體接觸 并且脫模時反復(fù)與塑件摩檫 因此要求它有足夠的強度 剛度 硬度 耐磨性和較低的表面粗糙度 同時要考慮零件的加工性和模具的制造成 本 3 12 1 定模 凹模 的設(shè)計 凹模的結(jié)構(gòu) 凹模又稱陰模 它是成型塑件外輪廓的零件 按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合 式兩大類 畢業(yè)設(shè)計 論文 23 1 整體式凹模 凹模由整體材料制成 成型的塑件精度要求高 沒有拼合 縫 外形美觀 適合成型外形簡單的中小型塑件 組合式凹模 指凹模由兩個或兩個以上零件組合而成 按其組合結(jié)構(gòu) 可 分為整體嵌入式 局部鑲嵌式 底部鑲拼式 側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式 在設(shè)計中采用何種形式 要視塑件的尺寸大小和復(fù)雜程度來合理選用 2 凹模徑向尺寸的計算 實測得 塑件的橫向尺寸公差是 076 8 依據(jù)公式有 3 13 ZSDM 0431 2 08 3 凹模深度尺寸的計算 塑件的高度 08 5 半H ZSHM 0132 08 3 25 4 3 14 0 3 12 2 型芯 凸模 的設(shè)計 凸模和型芯都是成型塑件內(nèi)表面的零件 凸模一般是指成型塑件中較大的 主要內(nèi)腔的零件 因此又稱主型芯 型芯一般是指成型塑件中較小的孔 槽的 零件 1 型芯 凸模 的計算 a 實測得塑件內(nèi)長度尺寸是 076 L 4 31Zsd 0476 325 18 3 15 012 7 b 實測得塑件內(nèi)腔深度尺寸是 依公式 則 3 0 h 1ZShM 0513 3205 126 畢業(yè)設(shè)計 論文 24 3 16 01 4 式中 S 是整個塑件的平均收縮率 5maxS0 3min S 4 塑料模具具的選用級技術(shù)要求 25 4 塑料模具材料的選用及技術(shù)要求 4 1 塑料模具材料的性能要求 塑料模具包括熱固性塑料壓縮模和熱塑性塑料注射模等 這類模具由于制 品形狀復(fù)雜 表面粗糙度要求較高 主要失效形式是磨損而造成的制品拉毛 工作部位堆塌和裂紋等 因此 塑料模具對本身選用的鋼 應(yīng)具有相關(guān)的要求 4 2 塑料模具零件選材原則 1 要選擇綜合力學(xué)性能好的鋼材以滿足模具的工作要求 2 要根據(jù)模具的加工方法選擇模具鋼材 3 要根據(jù)模具的精度及產(chǎn)品的批量及性能要求選擇模具鋼材 4 要根據(jù)制品批量大小 以最低成本選材原則選擇模具用鋼 4 3 模具的精度要求 模具是一種高精密成型工具 高精密性是模具企業(yè)的立業(yè)之本 因此 模 具設(shè)計與制造者 必須具有強烈的質(zhì)量和精密性意識及精度概念 依據(jù)制件的 形狀 尺寸及位置配合精度要求 進行設(shè)計與制造 以保證所設(shè)計與制造的模 具生產(chǎn)精度與質(zhì)量合格 互換性很強 確保一定的生產(chǎn)規(guī)模的優(yōu)質(zhì)制品來 4 3 1 模具零件的公差與配合選擇 1 基準(zhǔn)制的選用 在進行模具設(shè)計時 一般情況下 應(yīng)優(yōu)先采用基孔制 因為模具零件的孔 通常都是用定值刀 如鉆頭 絞刀 拉刀等 加工 用極限量規(guī)檢驗 所以采 用基孔制可以減少孔公差帶的數(shù)量 減少定值刀 量具的規(guī)格和數(shù)量 方便加 工 經(jīng)濟合理 但在特殊情況下 也可以采用基軸制 2 公差等級的選用 公差等級的選用 在模具設(shè)計中是一向項重要的工作 這是因為 公差等 級的高低 直接影響到模具的使用性能和經(jīng)濟性 公差等級選用過低 將不能 滿足使用要求 反之 如果公差等級定的過高 則將會增加加工難度 使成本 成倍增加 不利于經(jīng)濟效益的提高 所以在模具設(shè)計時必須綜合地考慮 即在 模具保證使用性能的前提下 盡可能選擇較低的公差等級 模具與制品精度關(guān) 系模具是用來加工制品零件的 一般模具的制造精度應(yīng)比制品零件的精度高 畢業(yè)設(shè)計 論文 26 2 4 級 5 模具工作過程 27 5 模具工作過程 模具裝配試模完畢之后 模具進入正式工作狀態(tài) 其基本工作過程如下 成型前的準(zhǔn)備 注射過程 開模及制品的后處理 5 1 成型前的準(zhǔn)備 5 1 1 原料的檢驗和預(yù)處理 在成型前應(yīng)對原料進行外觀及工藝性能的檢驗 對要求色彩的塑料 應(yīng)在 原料中加著