设计毕业论文圆形笔筒塑料模设计.docx
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设计毕业论文圆形笔筒塑料模设计
【关键字】设计
毕业设计(论文)任务书
专业模具制造/日语班级模具/日语姓名
一、课题名称:
二、主要技术指标:
1.采用CAD软件对圆形笔筒造型进行三维造型,实现三维图与二维图的相互转换。
2.描述圆形笔筒架构特点和设计要点,分析笔筒成型原理并确定其成型方法。
3.运用两板模对笔筒成型模进行设计。
三、工作内容和要求:
1.在深刻领会任务内容及要求的基础上,通过查阅文献资料、调查研究和方案论证,制定工作计划,并撰写开题报告。
2拟定毕业论文(设计)研究方案,开展实验研究、理论研究、设计、研制、开发以及数据处理、分析总结、整理资料、图纸绘制等与任务书要求相应的工作。
3.毕业设计报告或毕业论文应由:
题名(标题)、目录、摘要(中外文)、引言(前言)、
正文、结论、谢辞、参考文献和附录等几部分构成。
。
4.毕业论文的字数要求在1万字以上,毕业设计报告要求在0.8万字左右。
5.按照工作计划,进行中期检查准备。
6.论文经初稿、二稿后定稿,并参加答辩。
四、主要参考文献:
1.塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册[M].北京:
机械工业出版社,2001
2.冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海:
上海科学技术出版社,1998
3.许发樾.实用模具设计与制造手册[M].北京:
机械工业出版社,2002
4.谭雪松.pro/ENGINEER2001基础设计[M].北京:
人民邮电出版社,2002
学生(签名)年月日
指导教师(签名)年月日
教研室主任(签名)年月日
系主任(签名)年月日
毕业设计(论文)开题报告
设计(论文题目)
圆形笔筒塑料模设计
一、选题的背景和意义:
选题背景:
当今笔筒的使用随处可见,据考证,笔筒的使用在中国已经有几千年的历史,而用来制作笔筒的材料也是不尽相同,从古代的木头、竹子、石器、陶瓷、玉器到现代的金属,虽然都可以制作出各种样式的笔筒,但是这些产品生产效率低,有的价格昂贵。
然而,使用塑料制作笔筒,不但价格适中,而且制造方便,造型美观。
如今笔筒的花样层出不穷,有方形有圆形也有创意笔筒,然而,据我观察,圆形笔筒的使用似乎更加普遍,它不但外观大方实用性也更强,使用效率也更高。
选题意义:
通过三年专业的系统学习,我们基本掌握了有关的理论知识,选择注塑模作为课题可以让我综合运用以前所学知识,使书本知识转化为实际运用,更有利于对注塑模的掌握和实际运用.将课堂知识运用与生产实践。
塑料圆形笔筒注射模设计是融合多种知识的综合实践活动,,在完成该课题的过程中能进一步熟悉绘图软件以及塑料模的造型与装配,对于将来上岗实习有很大的帮助。
二、课题研究的主要内容:
1.运用UG或PRO/ENGJNEER软件进行外观造型
2.塑件的工艺性分析
3.模具结构、尺寸的设计计算
4.模具的基本结构与模架选择
5.模具主要零件图及加工工艺规程
三、主要研究(设计)方法论述:
1.进行市场调查,了解目前产品的情况
2.查找相关资料掌握设计要点
3.运用UG或PRO/ENGJNEER软件对塑件进行造型
4.在指导老师的指导下修改完善
四、设计(论文)进度安排:
时间
工作内容
8.01~8.02
市场调研、收集资料、选择设计课题
8.03~8.05
初步确定设计方案,完成开题报告
8.06~8.08
对产品造型及进行塑件的工艺性分析,初步设计模具
8.08~8.13
确定模具的基本结构及选择模架
8.14~8.16
计算成型零件工件尺寸,完成零件图、总装配图
8.17~8.20
撰写并完成设计报告初稿
8.21~8.22
初稿审阅、修改
8.23~8.24
整理、完成图样
8.25~8.28
定稿、打印
8.29~8.30
准备论文答辩
五、指导教师意见:
指导教师签名:
年月日
六、系部意见:
系主任签名:
年月日
圆形笔筒塑料模设计
圆形笔筒塑料模设计
摘要:
本文主要介绍了注塑模具的设计,通过对一个塑件的全面分析,选用合适的注塑机,确定模具的结构方案,再通过模具型芯、型腔等相关尺寸计算,绘制模具的零件图、装配图,并且还对主要零件进行模具加工工艺分析,确定加工工艺路线,以及模具的装配工艺。
为了更进一步清楚形象的了解模具的结构设计过程,这次毕业设计使用与UGNX4.0与PRO/ENGJNEER作为三维软件,带来了很大的方便。
关键词:
圆形笔筒;加工工艺;塑料模;软件应用
Designofacircularplasticpen
Abstract:
ThetextmainlyintroducestonotethedesignofthemoldingtoolofPlasticsoriginally,passingthestructurecharacteristicstotheoverallanalysisofaPlasticspiece,choosetousetonotethemachineofPlasticsfitly,makesurethestructureprojectofthemoldingtool,thenpassestherelatedsizeofaheartofmoldingtool,acavitycalculation,drawthesparepartsdiagramofthemoldingtoolandassemblethediagram,andreturntocarryonthemoldingtooltoprocessthecraftanalysistothemainspareparts,makingsuretoprocessthecraftroute,andtheassemblecraftofthemoldingtool.Forthesakeofthestructuredesignprocessoftheunderstandingmoldingtoolofthefurtherclearimage,thistextstilladoptstheUGandPRO/ENGJNEERasthethreedimensionalsoftware,hasbroughtverybigconvenient.
KeyWords:
Roundpen;Processingcraft;Plastic;Softwareapplications
1.引言
模具工业是制造业中的一项基础产业,近年来得到飞速发展,塑料模具也是如此,它的产品应用于各行各业,而塑料笔筒就是其中的一种塑料产品。
笔筒的使用在我国已经有几千年的历史,而用来制作笔筒的材料也是不尽相同,从古代的木头、竹子、石器、陶瓷、玉器到现代的金属,虽然都可以制作出各种样式的笔筒,但是这些产品生产效率低,有的价格昂贵。
然而,使用塑料制作笔筒,不但价格适中,而且制造方便,造型美观。
塑料圆形笔筒注射模设计是融合多种知识的综合实践活动,,在完成该课题的过程中能进一步熟悉绘图软件以及塑料模的造型与装配,对于将来上岗实习有很大的帮助。
1.市场调查
由相关资料可知,笔筒早在战国时即已出现。
1954年6月湖南省文管会在长沙左家公山发现战国木椁墓,其中遗物有一支真正的毛笔,与笔同在一处的还有简削、竹片和小竹简各一。
此套工具可能就是当时用于写字的全套工具,而其中的小竹简为盛笔所用,也就相当于今天的笔筒。
笔筒正式而普遍地作为一种文房用具出现应该是在明代晚期,确切地说应在明嘉靖、隆庆、万历时期。
近几年,塑料笔筒越来越受人们的青睐,因为它不仅轻便实用而且材料易得,生产周期短,价格便宜,易造型,着色等。
当今笔筒无论从数量还是形状上来说都远远超过古代,其中塑料笔筒是当今最常见之一。
塑料笔筒如图1所示:
图1塑料笔筒
2.塑料笔筒的工艺性分析
塑件如图2所示:
图2笔筒三维图
塑件的零件图如图3所示:
图3零件图
产品名称:
塑料圆形笔筒
产品材料:
ABS
产品数量:
大批量生产
塑件尺寸:
如图所示
塑件颜色:
蓝色
塑件要求:
塑件外侧表面光滑,不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷,塑件允许最大脱模斜度0.5°。
2.1塑件材料特性
1)基本特性:
ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物,价格便宜,原料易得,是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。
ABS无毒、无味,为呈微黄色或白色不透明颗粒,成型的塑件有较好的光泽,密度为1.02—1.05g/cm3
ABS是由于三种组分组成的,故它有三种组分的综合力学性能,而每一组分又在其中起着固有的作用。
丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性能。
ABS的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯。
尼龙等都高,尺寸稳定性较好,
具有一定的化学稳定性和良好的介电性能,经过调色可配成任何颜色。
其缺点是耐热性不高,连续工作温度是℃左右,热变形温度是93℃左右。
不透明,耐气候性差,在紫外线作用下会变硬发脆。
根据ABS中三种组分之间的比例不同,其性能也略有差异,从而适应各种不同的应用。
2)主要用途:
ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等;汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等,还可以用ABS夹层板制造小轿车车身;ABS还可以制作水表壳、防止器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。
2.2塑件结构精度分析
结构:
此制件为圆筒形制件,形状较为简单。
精度:
该塑件上有4个尺寸标注公差。
2.3尺寸精度的选择及注意事项
因为圆形笔筒粗糙度要求较高,塑件表面不得有熔接痕、飞边、四周不得有翘曲、收缩、尺寸不稳定等缺陷,所以在标注公差尺寸时可按照GB/T14486表格选择一般精度MT3级,未注公差的公差等级选择MT5级来计算。
因为塑件表面要求较高,所以加工前,塑料要充分干燥,注射速度要适中,排气系统要良好,加料量要合理。
为便于制作简单经济。
2.4塑件材料的成型性分析
ABS易吸水,使成形苏建表面出现斑痕、云纹等缺陷。
为此,成形加工前应进行干燥处理;在正常的成形条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小;要求塑件精度高时,模具温度可控制在50℃—60℃,要求塑件光泽和耐热性时,应控制在60℃—80℃;ABS比热容底,塑化效率高,凝固也快,故成形周期短;ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性很强,因此模具设计中大都采用点浇口形式。
2.5塑件材料成型工艺参数
查有关手册得到ABS塑料的成形工艺参数:
密度1.02—1.05g/cm3
收缩率0.3%—0.8%
注射机类型螺杆式
预热温度(℃)
喷嘴温度(℃)180—190
料筒温度(℃)前段190—200
中段200—220
后段170—190
模具温度(℃)50—70
注射压力(Mpa)60—100
保压压力(MPa)30—60
注射时间(S)3—5
保压时间(S)15—30
冷却时间(S)10—30
成形周期(S)30—70
3、模具的基本结构及模架选择
3.1模具的基本结构
1)确定成形方法
该塑件采用注射成型法生产
2)型腔布局
该塑件形状较为简单,生产批量打,为大批量生产,所以采用一模四腔平衡布局的方法型腔间隔12mm布置。
3)确定分型面
首先确定模具的开模方向为塑件的高度方向,根据分型面应选在塑件外形的最大轮廓处原则,此塑件分型面应在上底面处,如图4所示:
图4塑件分型面
4)选择浇注系统
型腔布局为一模四腔,点浇口浇注系统,浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成
(1)主流道
圆锥形,锥角=2°,表面粗糙度为Ra=6.3um。
主流道进口端直径D1=4.5mm,长度L由装配决定,设计成浇口套形式,以节约优质钢材,便于拆装和更换,如图5所示:
图5浇口套
(2)分流道
本塑件的形状不算太复杂,熔料填充型腔比较容易。
采用半圆形分流道,如图6所示:
图6分流道
(3)浇口
根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,选择点浇口较为理想
图7浇注系统
(4)推出机构由于塑件形状为壳体而且壁厚较薄,使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹,不宜采用。
所以选择推件板推出机构完成塑件的推出,这种方法结构简单、推出力均匀,塑件在推出是变形小,推出可靠。
(5)模具的结构形式
由于浇口痕迹小,不会再塑件表面留下明显的浇口痕迹,且点浇口可以自行拉断利于自动化生产,因此本设计采用点浇口浇注系统,即三板模,模具总体结构为双分型面注射模。
(6)注射机的选择
根据公式Vmax=(nVs+Vj)/K
式中Vmax—注射机的最大注射量(cm3)
n—型腔数量
Vs—塑件体积(cm3)
Vj—浇注系统凝料体积(cm3)
K—注射机最大注射量利用参数,一般取K=0.8
已知n=4,Vs=26.2cm3,估计Vj=10cm3
则Vmax=(n.Vs+Vj)/K
=(4*26.2+10)/K
=143.5cm3
查教材中表2-8,初步选择注射机G54-S200/400
明确注射机参数:
最大注射量200-400cm3
注射压力55MPa
最大开合模行程260mm
锁模力2540kN
模具厚度最大406mm、最小165mm
拉杆空间290mm*368mm
喷嘴尺寸圆弧半径R18mm、孔直径φ4mm
(7)注射机的校核
①最大注射量
已知Vs+Vj=26.2+5=27.2,Vmax=71.75,K取0.8
则Vs+Vj<KVmax,适合。
②注射压力
已知P注=70~100MPa,P公=200-400MPa
则P注<P公,适合。
③锁模力
已知Pq=20~40MPa,A分=3.14×(30*30-29*29)
=826mm2
F锁=2540kN
则PqA分=40×826=33040N=33kN
显然PqA分<F锁,适合。
④安装部分尺寸
喷嘴圆弧半径18<浇口套圆弧半径20、喷嘴孔直径4<主流道小端直径4.5
拉杆空间290mm*368mm>模具外形144*123
最小模厚200<模具厚度256<最大模厚300
⑤开模行程
开模行程=150+40+60=250
最大开模行程300
则开模行程<最大开模行程,适合。
4.成型零件设计
4.1结构设计
型腔和型芯的结构有两种基本形式,即整体式与组合式。
考虑到塑件大批量生产,则应选用优质模具钢,为节省贵重钢材,型腔和型芯都宜于采用组合式结构,此外,组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。
型芯结构简单,选择通孔台肩式,其为最常用的方法。
其结构形式如图所示:
型腔结构简单,适于采用整体嵌入式,为装拆方便,选通孔台肩式。
其结构形式如图8所示:
图8型芯、型腔
4.2工作尺寸计算
对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算,其余则按简化公式计算。
查表可知ABS的收缩率Smin=0.3%,Smax=0.8%
Scp=(Smin+Smax)/2=(0.3%+0.8%)/2=0.55%
56-0.40型芯径向尺寸
LM=(Ls+LsScp+3Δ/4)-δz
=(56+56×0.55%+0.40×3/4)-0.1
=56.61-0.1
65-0.40型芯高度尺寸
HM=(Hs+HsScp+2Δ/3)-δz
=(65+65×0.55%+2/3×0.40)-(0.40/4)
=65.62-0.1
型腔径向尺寸
60+0.40=(Hs+HsScp−3Δ/4)+δz
=(60+60*0.55%-3/4*0.40)+δz
=60.03+0.1
型腔深度尺寸
70+0.46=(HS+HSScp−2Δ/3)+δz
=(70+70*0.55%-2/3*0.46)+(0.46/4)
=70.69+0.115
4.3型腔侧壁和底板厚度计算
此模具采用组合式圆形型腔,查表3-21,已知圆形型腔内壁直径56mm,则型腔壁厚S1=10mm,模套壁厚S2=25mm。
5.选择标准模架
此设计中模架标准采用GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》。
5.1确定模架组合形式
采用推板推出机构,定模和动模均由两块模板组成,则应选择A4型。
5.2计算型腔模板周界
长度L=44+14+60+16+60+14+44=252
宽度B=44+14+60+16+60+14+44=252
型腔模板周界如图9所示:
图9模板周界
5.3选取标准的型腔模板周界尺寸
首先确定模架宽度,B=252最接近于标准尺寸315,则选(标准)315×L;然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=252的315标准)。
最终确定的模架规格为315*315。
5.4确定模板厚度
A板定模板,用来嵌入型腔镶块,因型腔镶块采用通孔台肩式,则A板厚度等于型腔镶块厚度,型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=70+18=88,选取标准中A板厚度HA=100mm。
B板动模板,用来固定型芯,采用通孔台肩式,B板厚度=(0.5~1)型芯高度,型芯高度65mm,则B板厚度HB在32.5~65之间,标准化取HB=63mm
C板垫块,形成推出机构的移动空间,其厚度=推杆垫板厚度+推杆固定板厚度+塑件推出距离,保证把塑件完全推离型芯。
此模架推杆垫板厚度=12mm,推杆固定板厚度=13mm,塑件推出距离=型芯高度+(5~10)=65+10=75mm,则C板厚度=12+13+75=100,选标准Hc=100mm。
5.5选定模架
模架标记:
A4-200315-22-Z2GB/T12256.1-1990
圆形塑料笔筒的标准模架如图10所示:
图10模架
检验模架与注射机的关系
模具外形尺寸280×300,拉杆空间290*368,显然280<290,合理。
最大模具厚度300>模具厚度255>最小模具厚度200,合理。
开模行程=80+22+10=112<最大开合模行程300,合理。
6.温度调节系统
注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响,因此应设置冷却系统。
由于此塑件为小型(500g)、薄壁(2.0mm)塑件,且成形工艺对模温要求不高,也可以采用自然冷却。
此模具设计中采用人工冷却.
7.排气系统
由于此模具属于中小型模具,且模具结构较为简单,可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气,间隙通常为0.02~0.03mm,不必设排气槽。
8.绘制装配图、零件图的要求
(1)装配图
此装配图采用的是三板模多型腔的结构。
模架在合模状态下,塑料熔体从浇注系统4注入型腔19后,在冷却系统3的作用下冷却成型。
圆形塑料笔筒成型之后在导柱2、导套20的导向作用下通过限位钉5对模架进行两次分模,最后通过推板推出机构将圆形塑料笔筒从模具中推出。
具体结构请参照附录1。
(2)零件图
型芯见附录2
型腔镶块见附录3
浇口套见附录4
定模板冷却水道见附录5
定模板零件图见附录6
动模板零件图见附录7
型芯冷却系统见附录8
型芯固定板见附录8
零件图附录9
9.结束语
本次的毕业设计为双分型面注射模,双分型注射模在现代制造业中应用越来越广泛。
该模具采用一次成型的加工工艺,相比较来说,成型工艺比较复杂,但是相对于单型腔注射模,多型腔注射模能更高效、快速的生产加工塑件。
本套模具在各方面综合性能显著提高,这也将是未来模具的发展方向。
本套模具在制造方面比单型腔注射模复杂,特别是浇注系统和型芯、型腔的设计。
改进之处在于对塑料笔筒的形状和成型、加工方法进行了设计与审核。
在以后实践的过程中,将会有提高与进步。
答谢辞
本设计是经过较长时间的探讨、分析、改进而最终完成的。
在整个设计过程中始终得到莫盛秋老师的关心和支持,莫老师提出的许多建设性意见,对本完成本设计起着关键性作用。
使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。
模具在当今社会生活中运用的非常广泛,掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。
最后,衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本设计的老师们!
衷心的祝福你们身体健康,工作顺利!
参考文献:
[1]塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册[M].北京:
机械工业出版社,2001
[2]冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海:
上海科学技术出版社,1998
[3]许发樾.实用模具设计与制造手册[M].北京:
机械工业出版社,2002
[4]谭雪松.pro/ENGINEER2001基础设计[M].北京:
人民邮电出版社,2002
附录1.装配图
附录2.型芯
附录3.型腔镶块
附录4.浇口套
附录5.定模板冷却水道
附录6.定模板零件图
附录7.动模板零件图
附录8.型芯冷却系统
附录9.零件图
毕业设计(论文)成绩评定表
一、指导教师评分表(总分为70分)
序号
考核项目
满分
评分
1
工作态度与纪律
10
2
调研论证
10
3
外文翻译
5
4
设计(论文)报告文字质量
10
5
技术水平与实际能力
15
6
基础理论、专业知识与成果价值
15
7
思想与方法创新
5
指导教师综合评语:
指导教师签名:
年月日
二、答辩小组评分表(总分为30分)
序号
考核项目
满分
评分
1
技术水平与实际能力
5
2
基础理论、专业知识与成果价值
5
3
设计思想与实验方法创新
5
4
设计(论文)报告内容的讲述
5
5
回答问题的正确性
10
答辩小组评价意见(建议等第):
答辩小组组长教师签名:
年月日
三、系答辩委员会审定表
1.审定意见
2.审定成绩(等第)________系主任签字:
年月日
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