自拍杆注塑模具毕业设计说明书.docx
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自拍杆注塑模具毕业设计说明书
毕业设计说明书
题 目:
自拍杆注射模设计
学 院:
专 业:
学 号:
姓 名:
指导教师:
完成日期:
第一章塑件成型工艺性分析
第一节塑件的分析
第二节的性能分析
第三节 的注射成型过程及工艺参数ﻩ
第二章 模具结构形式的拟定
第一节确定分型面ﻩ
第二节型腔数量及布置
第三节注射机型号的确定
第三章浇注系统设计ﻩ
第一节主流道的设计
第二节分流道的设计
第三节 浇口的设计
第四节主流道剪切速率的校核
第五节 冷料井的设计
第四章 成型零件的结构设计及尺寸计算ﻩ
第一节成型零件的结构设计ﻩ
第二节成型零件钢材的选用
第三节 成型零件成型尺寸的计算
第四节侧抽芯机构的设计
第五章选择模架
第一节各模板尺寸的确定ﻩ
第二节模架各尺寸的校核
第六章 脱模推出机构的设计ﻩ
第一节推出方式的确定ﻩ
第二节脱模力的计算ﻩ
第三节 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力ﻩ
第七章导向和定位机构的设计
第八章模具总装配图ﻩ
第九章总结
参考文献
拍杆注射模设计
摘要
在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具,如成型金属制品的压铸模、锻压模、铸造模;成型非金属制品的玻璃模、陶瓷膜、塑料膜等。
每种材料成型模具按成型方法不同又分为若干种类型。
采用模具生产制件具有生产效率高,节约能源和原材料、成本低、批量大等优点,模具成型已成为当代工业生产中的一种重要手段,成为多种成型工艺中最具发展潜力的方向。
模具工业的水平是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,决定着国家制造业的国际竞争力。
国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求先进的模具工业与之配套。
从使用的角度,要求模具要高效率、自动化、操作简便,特别当塑件的批量较大时,应尽量减少合模和取制件过程中的手工操作。
为此,常采用自动脱模、自动侧抽芯等高效率自动化的模具,甚至采用在整个生产过程中完全不需要人工加料和取产品的自动化的模具。
从制作的角度,要求模具零件的加工工艺性能好、选材合理、制造容易、成本低廉、装配方便。
关键词:
材料加工模具 自动化
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:
第一章 塑件成型工艺性分析
第一节塑件的分析
.结构分析
塑件结构复杂程度一般,表面质量要求也较高。
如图所示,塑件的上端部需要侧抽芯一个孔,还有两个左右对称的加强筋。
塑件的下端部需要用主型芯成型两个左右对称的孔。
塑件外观质量要求高,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接焊等缺陷,综合考虑其浇注时的难易程度和成型特征等因素,浇口采用侧浇口。
整体来看,该塑件成型较简单,脱模时包紧力较小,用推杆推出即可。
图工件
.精度等级
根据塑件原料为确定塑件公差等级为。
.脱模斜度
属无定型塑料,成型收缩较小,选择脱模斜度为。
第二节的性能分析
.使用性能
综合性能良好,冲击韧度、力学强度较高,且在低温下也不迅速下降。
耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。
水、无机盐、碱、酸对几乎无影响。
尺寸稳定,易于成型和加工。
.成型性能
为无定型塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种确定成型方法及成型条件。
吸湿性强,含水量应小于%,必须充分干燥,要求表面关泽的塑件应要求长时间预热干燥。
流动性中等,溢边料左右。
易产生熔接焊,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力,模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。
在升温时粘度增高,塑料上的脱模斜度宜稍大,宜取以上。
在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。
.性能指标其性能指标见表
表 性能指标
密度
屈服强度
比体积·
抗弯强度
吸水率%
抗压强度
熔点
抗拉强度
计算收缩率%
抗剪强度
比热容·
拉伸弹性模量
断裂伸长率%
体积电阻率Ω·
×
表面电阻率Ω
×
滞流温度
第三节的注射成型过程及工艺参数
.注射成型过程
成型前的准备。
对的色泽、粘度和均匀度等进行检验,由于的吸水性较大,成型前应进行充分的干燥。
注射过程。
塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统静茹模具型腔成型,其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
塑件的后处理。
处理的介质为空气和水,处理温度为,处理时间为。
. 的注射成型工艺参数
注射机:
螺杆式。
螺杆转速()。
预热和干燥:
温度()为,;时间()为.。
料筒温度():
前段为
中段为
后段为
喷嘴温度():
模具温度():
第二章模具结构形式的拟定
第一节确定分型面
打开模具取出塑件和浇注系统凝料的面,统称为分型面。
有一个分型面和多个分型面的注塑模具,分型面的位置有垂直与开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模方向几种,分型面的形状有平面和曲面。
分型面设计是否得当,对制件质量、操作难易、模具结构复杂性有很大影响。
分型面必须开设在制件断面轮廓最大的地方,才能使制件顺利地从型腔中脱出。
此外还应考虑下面几种因素:
第一,分型面处不可避免地会在塑件上留下溢料痕迹,或拼合不准确的痕迹,故分型面最好不选在制件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。
第二,从模具推出装置设置方便考虑,分型面要尽可能地使制件留在动模边。
第三,从保证塑件相关部位的同心度出发,同心度要求高的塑件,取分型面时最好把要求同心的部位放在模具分型面的同一侧。
第四,有侧凹或侧孔的制件,当采用自动侧向分型抽芯时,取分型面时应首先考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模开模的方向上,利用开模运动完成长距离抽芯,而将短的一边作为侧向分型或侧向抽芯。
图分型面的选择
第二节型腔数量及布置
.型腔数量的确定
为了使模具与注射机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目。
一般来说,大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采取一模一腔的结构,但对于精度要求不高的小型塑件,形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高。
该塑件精度要求不高,大批量生产,且有抽芯机构,综合生产率和生产成本等各种因素,选择一模四腔。
.型腔的布置
型腔的位置和浇口的开设位置应力求对称,以防模具承受偏载而产生溢料。
为此,本模具一模两腔的布置方式如图
图型腔的布置
第三节 注射机型号的确定
.塑件体积,质量的计算
由图知,塑件体积塑
塑件质量塑ρ·塑×
图塑件的参数
.浇注系统凝料体积的初步估算
浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的倍来估算。
由于本次设计采用的流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的倍来估算。
故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为总××
.选择注射机
注射机的公称注射量公总,因该塑件高度较高,造成模具高度较高。
故初步选定公称注射量为,注射机型号为。
其主要技术参数见表
表注射机主要技术参数
理论注射容积
最大模具厚度
螺杆直径
最小模具厚度
注射压力
模板尺寸
×
注射行程
拉杆空间
×
注射时间
合模方式
增压式
塑化能力()
推出形式
中心及两侧推出
注射方式
螺杆式
电动机功率
合模力
×
喷嘴球半径
最大成型面积
喷嘴口直径
移模行程
定位孔直径
.注射机有关参数的校核
注射压力的校核注射压力的校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要,验证公式如下:
≧·。
其中为安全系数,,取。
所需的注射压力为,取。
则·×˂公,因此注射机的注射压力校核合格。
锁模力的校核 塑件在分型面上的投影面积塑,浇注系统在分型面上的投影面积浇是塑的倍,这里取倍。
则总×塑。
模为模具型腔及流道内塑料熔体平均压力,通常取注射压力的,大致范围为。
这里取模。
为锁模力安全系数,,这里取。
所以模具型腔内的胀型力胀总模××˂锁,所以注射机的锁模力校核合格。
第三章浇注系统设计
浇注系统是指模具内从注塑机喷嘴进入开始,到型腔入口为止的那一段流道。
多型腔模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。
第一节主流道的设计
主流道是指注塑机喷嘴到分流道为止的那一段流道。
它与注塑机在同一轴心线上,物料在主流道中不改变流动方向,主流道形状一般为圆锥形或圆柱形。
.主流道的尺寸
主流道的长度:
根据模具结构本次设计中取。
主流道小端直径:
注射机喷嘴直径()()。
主流道大端直径:
α(半锥角α),取。
主流道球面半径:
注射机喷嘴球头半径()()。
球面配合高度:
.主流道的凝料体积
主[()()()()]×π。
.主流道的当量半径:
()。
主流道浇口套的形式:
见图.。
图浇口套
5.定位圈设计:
见图。
图定位圈
第二节分流道的设计
分流道是指将从主流道来的塑料沿分型面引入各个型腔的那一段流道。
普通浇注系统的分流道开设在分型面上。
分流道的断面可以呈圆形、六边形、半圆形、梯形、矩形、形等。
其中圆形、六边形,需在动模和定模两边同时开槽在组合而成;其余断面可以单开在定模或动模一边。
分流道的设计原则有:
()尽量保证各型腔同时充满,并且各浇口能同时冻结,以实现均衡地充模和均衡地补料,保证同模个塑件性能、尺寸的一致。
()各型腔之间距离恰当,应有足够空间排布冷却水道、连接螺钉等,并有足够大的断面尺寸承受注塑压力。
()在满足以上要求的情况下尽量缩短流道长度,降低浇注系统凝料重量。
()型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心,一般为机器动定模版的中心上。
.分流道的布置形式:
见图,。
图 分流道的布置
.分流道的长度
分流道要尽可能短,且少折弯,便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗,减少压力损失和热量损失。
第一级分流道长度,第二级分流道长度。
.分流道的截面形状
分流道常见断面形状有圆形、正六边形、梯形、形、半圆形、矩形等数种,选取易于加工、且在流道长度和流道体积相同的情况下流动阻力和热量损失都最小的断面形状。
从减少热量损失的角度出发,其比表面积应越小越好;从减少流动阻力的角度出发,对比表面积也有类似的结论。
现对各种断面形状的分流道分析如下:
(1)圆形断面分流道 这种分流道比表面积最小,故热量散失小,阻力亦小,浇口可开在流道中心线上,因而可以延长浇口冻结时间,有利于补料。
缺点是需要在动模和定模两边进行切削加工,而且合模时要互相温和,故制造费用高。
(2)正六边形分流道 有点同上,其比表面积略大于圆形分流道,当加工稍易,常用于小断面尺寸的流道。
(3)梯形断面分流道由于这种流道只切削加工在一个模板上,节约机械加工费用,且热量损失和阻力损失均不太大,故为最常用形式。
选择最常用的梯形截面。
第一级分流道梯形的长边应等于或略大于主流道大端直径,取。
梯形的短边,取。
高度,取。
第二级分流道梯形的尺寸为第一级分流道尺寸的。
.分流道凝料体积
分流道截面积:
分()×
分流道凝料体积分×××
.分流道剪切速率的校核
确定注射时间:
。
计算分流道体积流量:
(分塑)
分流道截面的周长×()
分流道截面的当量半径:
[(π·)]
分流道的剪切速率:
(π)。
该分流道的剪切速率处于主流道与交流道的最佳剪切速率之间,所以,分流道内熔体的剪切速率合格。
.分流道表面粗糙度
分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取µµ即可,此处取µ。
第三节 浇口的设计
浇口是指紧接分流道末端将塑料引入型腔的狭窄部分。
主流道浇口以外的各种浇口,其断面尺寸都比分流道断面尺寸小的多,长度也很短,起着调节料流速度、分配进料宽度、控制补料时间等作用。
其断面形状常见的有圆形、矩形等。
常见的浇口形式有十种;侧浇口、扇形浇口、平缝式浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直接浇口。
该塑件表面质量要求较高,采用一模两腔注射,根据塑件结构采用侧浇口。
侧浇口特点:
(1)边缘进料,浇口小,对塑件外观质量影响小。
(2)采用一模多腔,生产效率高。
(3)浇口截面多为矩形,加工容易。
(4)修整方便,调整深度和宽度可调节熔体冲模速率及浇口冻结时间。
.侧浇口尺寸的确定
对中小型塑件,侧浇口的深度为,取,宽为,取,长为,取。
.侧浇口剪切速率的校核
确定注射时间:
。
计算浇口的体积流量:
塑
计算浇口截面的面积:
·×
计算浇口截面的周长:
()×
计算浇口截面的当量半径:
[(π·)]
计算浇口的剪切速率:
(π)≦。
所以,剪切速率合格。
第四节主流道剪切速率的校核
.确定注射时间:
。
.计算主流道的体积流量:
(主分塑)
.计算主流道的剪切速率:
(π)
该主流道的剪切速率处于主流道与交流道的最佳剪切速率之间,所以,分流道内熔体的剪切速率合格。
第五节 冷料井的设计
在注塑循环过程中,由于喷嘴与低温模具接触,使喷嘴前端存有一小段低温料。
冷料进入型腔将在制件上形成冷接缝,如果不把喷嘴前端冷料头除掉,则在进入型腔前冷料头甚至有可能将浇口堵塞而不能进料。
冷料井就是用来除去料流的前端冷料。
冷料井一般设在主流道的末端,在动模或下模一侧。
当分流道较长时,在分流道的末端也应该设置冷料井。
冷料井的标称直径与主流道大端直径相同或略大一些,深度约为直径的倍。
第四章成型零件的结构设计及尺寸计算
第一节成型零件的结构设计
.凹模的结构设计
凹模是成型制品外表面的成型零件。
按凹模的结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。
根据对塑件的结构分析,本设计中下凹模采用整体式,上凹模采用整体式。
.凸模的结构设计
凸模是成型零件内表面的成型零件,通常可以分为整体式和组合式两种。
该塑件采用组合式凸模。
第二节成型零件钢材的选用
由于成型零件的质量直接影响塑件的质量,且与高温高压的塑料熔体接触,所以必须具有足够的强度和刚度,以承受塑料熔体的高温高压。
具有足够的硬度和耐磨性,以承受流料的摩擦和磨损。
所以构成型腔的整体式凹模钢材选用号钢。
对于成型塑件内表面的型芯来说,由于脱模时与塑件的磨损严重,因此采用。
第三节 成型零件成型尺寸的计算
为计算方便起见,凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸,即公差为正;凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸,即公差为负。
.下凹模成型尺寸计算
下凹模径向尺寸计算凹模径向尺寸的计算采用平均尺寸法,公式如下:
[()Δ]δ。
式中——凹模径向尺寸();
——塑件的平均收缩率(收缩率为,平均收缩率为);
——塑件径向公称尺寸();
——模具尺寸修正系数;
Δ——塑件公差值();
δ——模具制造公差,取塑件公差的。
表下凹模径向尺寸
Δ
δ
下凹模深度尺寸计算[()Δ]δ。
[()××]δ
.下凸模成型尺寸计算
下凸模径向尺寸的计算 [()Δ]δ。
表下凸模径向尺寸计算
Δ
δ
下凸模高度尺寸的计算 [()Δ]δ。
表下凸模高度尺寸计算
Δ
δ
.上凹模成型尺寸计算
上凹模径向尺寸计算[()Δ]δ。
表上凹模径向尺寸计算
Δ
δ
上凹模深度尺寸计算 [()Δ]δ。
表上凹模深度尺寸计算
Δ
δ
.侧型芯径向尺寸[()Δ] δ。
[()××] δ
第四节侧抽芯机构的设计
在模具上凡是脱出抽拔方向或分型方向与开模方向不相同的侧型芯或瓣合模滑块时,除少数浅侧凹可以强制脱出外,都需要侧向抽芯或侧向分型。
侧向分型用于有外侧凹的塑件,系将凹模做成两瓣或多瓣,利用侧向分型完成各瓣与塑件之间的分离,脱出侧凹。
侧向抽芯用于有侧孔的塑件,根据侧孔的数量和方位设置一至多个侧型芯,设计侧向抽芯机构抽出侧型芯。
根据塑件形状选择斜导柱分型抽芯机构,斜导柱和斜滑块同时安装在定模一侧。
斜导柱安装在定模垫板上,斜滑块安装在定模扳上。
开模时两板先作定距分离,同时完成侧向抽芯动作,之后动定模之间在进行第二次分型,塑件留在动模型芯上,再用推杆推出。
这种结构分型次序不能颠倒,否则会造成侧孔损伤或塑件留在凹模内难以取出。
这里采用的是拉钩压棒式顺序分型机构。
第五章选择模架
由前面型腔的布置以及相互的位置尺寸,再结合标准模架,可选用标准模架×,其中取,模架结构为型。
第一节各模板尺寸的确定
. 板尺寸
板是定模型腔板,塑件上端部高,在模板上还要开设冷却水道,冷却水道离型腔有一定的距离,因此取。
.板尺寸
板是凸模型芯固定板,按模架标准板厚取。
. 板(垫块)尺寸
垫块推出行程推板厚度推杆固定板厚度。
经上诉尺寸计算,模架尺寸已经确定,板面为×,模架结构形式为型的标准模架,其外形尺寸为:
长×宽×高××。
第二节 模架各尺寸的校核
.模具平面尺寸
×≦×(拉杆空间),校核合格。
.模具高度尺寸
≦≦(模具的最大厚度和最小厚度),校核合格。
.模具的开模行程
<,校核合格。
第六章 脱模推出机构的设计
第一节 推出方式的确定
注塑模必须设有准确可靠的脱模机构,以便在每一注塑循环中将塑件从型腔内或型芯上自动地脱出模外。
简单脱模机构是运用最广的结构形式,它包括推杆脱模机构、推管脱模机构、推板脱模机构等。
本塑件采用推杆脱模机构。
推杆是推出机构中最简单最常用的一种形式。
由于推杆已标准化、加工简单、安装方便。
维修容易、使用寿命长、脱模效果好,在生产中广泛应用。
但是,因为它与塑件接触面积一般比较小,设计不当易引起应力集中而顶伤塑件或使塑件变形甚至顶穿,因此当用于脱模斜度小和脱模阻力大的管状或箱类塑件时,应增加推杆数量,增大每根杆的接触面积。
第二节脱模力的计算
.主型芯的脱模力
主×(α)[(µ)(·α·α)]。
式中塑料的拉伸弹性模量;;
塑料平均成型收缩率;
壁厚;;
塑件对型芯的包容长度,;
制件与型芯的摩擦因数,;
α模具型芯脱模斜度,α;
µ塑料的泊松比,µ;
垂直于抽芯方向型芯的投影面积,。
代入数据计算得主。
.小型芯的脱模力
小π×α(α)[(µ)(·α·α)]。
式中垂直于抽芯方向型芯的投影面积,。
代入数据计算得。
第三节校核推出机构作用在塑件上的单位压应力
.推出面积杆π杆π×。
.推杆推出应力σ(×)(×)˂(抗压强度),校核合格。
第七章 导向和定位机构的设计
塑料模动定模合模时为保证型腔形状和尺寸的准确性,不但位置和方向不能弄错而且要有很高的合模精度,所以必须设置导向定位机构。
导向机构主要作用有导向、定位和承受注塑时产生的侧压力。
(1)导向作用动定模合模时按导向机构的指引,使动定模按正确方位闭合,避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准二互相碰伤,因此设在型芯周围的导柱长度除去锥形头外还应比主型芯至少高出。
(2)定位作用 在模具闭合后使型腔保持正确的形状和保证由动定模合模构成的尺寸精度和形位精度。
(3)承受注塑时产生的侧压力 当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑料熔体时都会产生单方向侧压力,该力会使动定模在分型面出产生错动。
当侧压力很大时,还不能单靠导柱来承担,需要增设锥面或斜面进行承力作用。
该模具选用导柱导向机构。
第八章模具总装配图
图模具总装配图
第九章总结
随着毕业日子的到来,毕业设计也接近了尾声。
经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。
在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对着几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。
毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺,自己要学习的东西还太多,明白了学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己的综合素质。
在此要感谢我的指导老师老师对我的悉心指导,感谢老师给我的帮助。
在设计过程中,我懂得了许多知识,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获,使我受益终生。
参考文献
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