水杯塑胶模具毕业设计完整CAD大图Word文档下载推荐.docx
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专家预测,在未来的模具市场中,塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高,且发展速度将高于其他模具。
第二章杯子塑件分析
2.1杯子外形设计
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。
根据杯子的外形及其耐摔、耐腐蚀、耐用等特点,确定塑件如图2-1所示,选用材料为ABS,密度为1.03g/cm,收缩率取0.5%,由SOLIDWORK计算可得,单个塑件的体积为107.41cm3。
丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;
苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
ABS具有如下特性[1]:
1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好;
2)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别;
图2-1杯子外观
2.2模具设计步骤和方案
(1)设计步骤
一般来说塑胶模具设计步骤如下:
1)先了解塑料制品所用塑料、塑料的特性等;
2)对塑件进行工艺分析,特别是塑件的结构及成型条件;
3)根据塑件的重量和塑件投影面积及模具结构类型选择合适的注射机;
4)模具结构分析及设计
确定模具分型面和塑件的位置;
确定型腔数目;
浇注系统的设计;
成型零件结构设计;
抽芯机结构设计和推出机构设计;
加热系统设计和冷却系统设计;
绘制模具结构图。
(2)设计方案
塑件的模具寿命要长,使用寿命不少于50万次。
模具的结构等设计要合理,脱模要方便可靠。
根据塑件成型工艺分析,得出方案如下:
方案:
采用一模一腔;
采用一腔,塑件在生产过程中一模只能生产一个产品,模具机构相对简单,加工难度较小,制造成本不高。
符合刷牙杯生产的快速、物美价廉等特点,成本的增加也会提高产品的售价,从而降低了产品的市场竞争力,符合公司利润最大化的要求。
第三章注射模具设计
3.1制件成型位置及分型面选择
根据塑件制品分型面及原则,分型面应该设计在零件截面最大的部位,且不影响零件的外观。
采用图所示的分型方法,水平分型塑件,塑件就留在动模侧,这使模具的结构变得简单,因而选择该方法为模具设计的分型方案。
3.2型腔布局的选择
采用一模一件,生产效率高,资源的利用率也高,这里选用的是一模一腔圆形分布,模具尺寸适中,适合大批量生产,这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。
型腔分布如图3-2所示:
图3-2型腔分布
3.3浇注系统的设计
模具的浇注系统分别由主流道,分流道,冷料穴和点浇口组成。
(1)主流道的设计
主流道是一端与注射机喷嘴相接触,另一端与分流道相连流动通道,如图所示。
1)塑件材料为ABS,流动性好,故选择主流道圆锥角为,内壁粗糙度为。
2)由塑件材料为ABS,塑件质量为,选择主流道直径为d=4mm,D=8mm。
图3-3主流道
3)浇口套与注射机喷嘴的接触球面要求吻合,由于注射机喷嘴球面半径SR是定值,由所选取的注射机决定,根据所选注射机,SR=20mm,一般取sr=SR+1,即为sr=20.5mm。
断面凹球面深度L2=3mm,球面与主流道孔应以清角度连接。
4)定位环是保证浇口套与注射机喷嘴准确定位,定位环与注射机的定位孔为间隙配合关系,定位环厚度取6mm。
5)浇口套长度L为70mm。
(2)分流道的设计
分流道是浇注系统中空融状态的过渡介段。
1)采用梯形截面分流道,Ra=1.4.
2)截面直径,斜度,底面
半径r=1mm。
3)分流道与浇口的连接处应加工成斜面,并用圆弧过渡。
图3-4分流道截面
3.4浇口的设计
(1)浇口形式的选择:
根据对该塑件结构的分析,综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较,确定成型该模具采用品平衡点浇口形式。
采用该形式所得到的型腔零件加工简单,且浇口容易去除,不影响制品的使用性能和外观质量。
塑件壁厚为2mm,故取浇口直径d=1.0mm,浇口长度mm。
3.5冷料穴设计
冷料穴位于动模板上,或处于分流道末端,其作用是存放料流前端的冷料,防止冷料进入型腔而影响塑件的质量。
同时,开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出,冷料穴的尺寸稍大于主流道大端的直径,即:
,如图所示。
图3-5冷料穴
3.6型芯、型腔结构的确定
型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。
组合式型腔是由许多拼块镶制而成,机械加工和热处理比较容易,能满足大型塑件的成型需要。
组合式型芯可节省贵重模具钢,便于机加工和热处理,修理更换方便。
同时也有利于型芯冷却和排气的实施。
整体式型腔是直接在型腔板上在加工,有较高的刚度和强度。
但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。
整体时型芯结构牢固,成型塑件质量好,但尺寸较大,消耗贵重模具钢多,不便加工和热处理。
整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。
该塑件尺寸较小,且形状简单,直接采用型腔采用整体式结构。
考虑加工和热处理比较困难,型芯采用拼块组合式结构。
3.7脱模机构设计
脱模机构是在一次注射完成后,取出制件及浇注系统凝料的装置,包括脱出和取出两个动作,即先将塑件和浇注系统凝料等与模具分离,再将塑件和凝料取出。
(1)设计原则
脱模机构的设计遵循以下原则:
1)保证塑件不变形、不损坏,保证塑件外观良好。
2)塑件滞留于动模边,以便借助于开模力驱动脱模装置,完成脱模动作。
本设计使用简单的推杆脱模机构,如图所示。
因为该塑件的分型面简单,结构也不复杂,采用推杆脱模机构可以简化模具结构已满足要。
图3-7脱模机构
(需要完整清晰CAD图,可联系
Q,3247960009)
(2)脱模力计算
由公式:
(3-2)
式中:
制件收缩对型芯产生的正应力;
f:
摩擦系数,取f=0.2;
:
脱模斜度,取
(A为型芯端面面积)(3-3)
因制件上有一圈侧耳,故在侧耳处应设置推杆,因此选用脱模板和推杆形式脱模。
(3)推杆尺寸计算
根据公式,有:
[1](3-4)
d:
推杆直径;
F:
脱模力;
k:
安全系数,取为1.5;
E:
推杆材料的弹性模量;
L:
推杆长度,L=135mm;
n:
推杆的数量,n=16
计算得:
所以,取
(4)推板的工作原理
推杆是用于将浇注系统凝料从模具中推出的装置,与限位拉杆2共同作用,利用了开模时动模和定模的相对运动,完成浇注系统凝料的退1出,如图3-9所示,开模时,推杆在限位钉的作用下,将浇注系统凝料拉出。
图3-9流道推板工作原理
1.型腔2.限位杆3.弹簧4.流道推板5.定模座板6.限位钉7.浇注系统凝料
3.8模具工作零件尺寸计算
成型零件工作时,直接与塑料接触,塑料熔体的高压、料流的冲刷,脱模时与塑件间还发生摩擦。
因此,成型零件要求有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。
成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。
成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。
凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。
成型零件工作尺寸计算方法一般有两种[1]:
一种是平均值法,即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算;
另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算;
前一种方法简便,但不适合精密塑件的模具设计,后一种复杂,但能较好的保证尺寸精度。
本设计采用平均值法。
(1)型芯尺寸的计算及结构设计
凸模其尺寸属包容尺寸,在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。
为了使得模具的磨损留有修模的余地。
在设计模具时,被包容尺寸尽量取上限尺寸,尺寸公差取下偏差[1],如图3-10所示。
(需要完整清晰CAD图,可联系
图3-10型芯
s为制件收缩率,取0.5%;
,制件尺寸公差;
制造公差,取
(2)型腔尺寸的计算及结构设计
凹模是成型塑件外形的模具零件,其工作尺寸属包容尺寸,在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。
在设计模具时,包容尺寸尽量取下限尺寸,尺寸公差取上偏差[1],如图3-11所示。
图3-11型腔
3.9导向及定位机构
导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。
导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。
锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。
导向机构整体如图3-12所示。
图3-12导向机构
(1)设计导柱和导套需要注意的事项有:
1)合理布置导柱的位置,导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度;
导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。
通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。
导柱布置方式常采用等径不对称布置,或不等直径对称布置。
2)导柱工作部分的配合精度采用H7/f7,低精度时可采取更低的配合要求;
导柱固定部分配合精度采用H7/k6;
导套外径的配合精度采取H7/k6。
配合长度通常取配合直径的1.5~2倍,其余部分可以扩孔,以减小摩擦,降低加工难度。
3)导柱工作部分长度应比型芯端面高出6~8mm,以确保其导向与引导作用。
4)导柱可以设置在动模或定模,设在动模一边可以保护型芯不受损坏,设在定模一边有利于塑件脱模。
5)一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8,导柱和导套固定部分配合按H7/k6,导套外径的配合按H7/k6。
6)导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤,而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件。
7)除了动模、定模之间设导柱、导套外,一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套。
3.10排气及冷却
(1)选择排气应遵循以下6原则:
1)开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位,如流道或冷料穴的终端;
2)最好设在凹模上,以便于模具加工和清模方便;
3)排气口不能正对操作者,以防熔料喷出而发生工伤事故;
4)开设在靠近嵌件和制件壁最薄处,因为这样的部位最容易形成熔接痕;
5)高速注射薄壁型制件时,排气槽设在浇口附近,可使气体连续排出;
若制件具有高深的型腔,那么在脱模时需要对模具设置引气系统,那是因为制件表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空,难于脱模,制件容易变形或损坏。
热固性塑料制件在型腔内的收缩小,特别是不采用镶拼结构的深型腔,在开模时空气无法进入型腔与制件之间,使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚,因此,必须引入引气系统。
本模具的排气孔设计在分型面上。
6)若型腔最后充满部位不在分型面上,其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时,可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块,以供排气
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