塑料外壳注塑模具设计Word下载.docx
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设计任务书……………………………………………………………………………………..……1
1.工艺分析……………………………………………………………………………………........6
1.1塑件材料分析……………………………………………………………………………6
1.2注射工艺规程编制……………………………………………………………………9
1.2.1工艺过程……………………………………………………………………………….9
1.2.2确定型腔数目……………………………………………………………………14
1.2.3塑件体积运算……………………………………………………………………15
1.2.4型腔型芯尺寸确定……………………………………………………………15
1.2.5初选设备及工艺参数确定…………………………………………….…16
2.塑件在型腔中的位置确定………………………………………………………….19
2.1分型面设计………………………………………………………………………………19
2.2型腔排布………………………………………………………………………………….21
3.浇注系统设计………………………………………………………………………………22
3.1主流道设计……………………………………………………………………………...24
3.1.1浇口套的结构设计………………………………………………………..24
3.1.2浇口套的尺寸确定…………………………………………………..…….25
3.2分流道设计………………………………………………………………………………26
3.3浇口设计……………………………………………………………………………………27
3.4流淌距离比校核……………………………………………………………….………29
4.模架选用…………………………………………………………………………………………30
4.1模具整体结构分析……………………………………………………………………30
4.2模架确定……………………………………………………………………………..………..31
5.注射机校核…………………………………………………………………………………..……32
6.推件机构设计……………………………………………………………………………..…….33
6.1推杆力的运算………………………………………………………………………..…….33
6.2确定顶出方式及顶杆位置…………………………………………………..…….33
7.冷却系统设计……………………………………………………………………………..…….35
8.排气系统设计……………………………………………………………………………..……..36
9.装配图………………………………………………………………………………………..………..37
10.零件图…………………………………………………………………………………..…………..39
10.1小型芯………………………………………………………………………………….……39
10.2动模……………………………………………………………………………………….….39
10.3型芯……………………………………………………………………………………..…….40
10.4浇口套…………………………………………………………………………………..…..40
10.5动模固定板……………………………………………………………………….……….41
10.6推杆……………………………………………………………………………………………..41
11.模具零件加工工艺设计…………………………………………………………………42
11.1顶盘推杆………………………………………………………………………….………42
11.2支承板………………………………………………………………………………….….…43
11.3型芯……………………………………………………………………………………..…….44
11.4小型芯………………………………………………………………………………..……..…45
11.5浇口套……………………………………………………….……….……………………46
11.6动模……………………………………………………………………………………………..47
12.参考文献……………………………………………………………………………………..……49
13.总结----------------------------------------------------------------------------------------------------------------.50
塑料模课程设计任务书
一、毕业设计的目的
毕业设计的目的在于巩固所学知识熟悉有关资料,树立正确的设计思想,把握设计方法,培养学生的实际工作能力。
通过这次模具结构设计,学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺运算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献方面受到一次综合训练,增强学生实际的工作能力。
二、模具设计的内容
塑料模为中等复杂程度的注射模,有侧面分型和抽芯,制件图见附件。
1、设计内容
此次设计内容包括制品工艺分析,成型方法及工艺流程制定,模具类型和结构等形式确定,成型工艺条件确定,工艺运算〔即注射量、注射压力、锁模力、导向与定位机构设计、脱模机构设计、加热与冷却系统设计、绘制模具装配图、编写设计说明书、填写模塑成型工艺卡和成型零件机械加工工艺过程卡。
〕
2、设计工作量
设计内容
工作量
模塑成型工艺卡
1份
模具装配图
1张以上
工作零件图
所有非标准件零件图
工件零件机械加工工艺过程卡
所有工作零件
设计说明书
1份〔约30到40页〕
三、模具设计的步骤与方法
1.明确设计任务,收集有关资料
2.工艺分析和模塑成型方案制定
3.工艺运算和设计
1〕注射量运算
2〕浇注系统设计运算
3〕成型零件工作尺寸运算
4〕模具冷却与加热系统运算
5〕注射压力、锁模力和安装尺寸校核
4.模具结构设计
1)确定凹摸模板尺寸
2)选择模架并确定其它模具零件的要紧参数
3)画装配图先手绘结构草图,经批阅后再画正式图
4)画零件图
5)编写技术文件。
包括说明书、模塑成型工艺卡和机械加工工艺过程卡。
四、模具设计的要求
要求有打印文件和电子文件格式。
应包含以下内容:
1、装配图装配图应包含主视图、俯视图、制件图等等。
〔1〕主视图:
按模具正对操作者方向绘制,采取剖视画法,一样按模具闭合状态绘制。
上、下模之间有一完成的制件,塑料制件及流道剖面画网格后再涂红。
〔2〕俯视图:
俯视图应反映模具的平面布置、浇注系统、冷却系统以及模具的轮廓形状等。
能够左半部分画下模的半视图,右半部分保留上模的半视图。
俯视图上应用双点划线画出排样图和俯视图。
1)制件图:
制件图画在装配图的右下角,注明制件的材料、规格、及制件尺寸、公差等。
位置不够可另一页绘出。
2)标题栏和零件明细栏:
标题栏和明细表布置在装配图右下方,包括零件编号、名称、数量、材料、热处理、标准件代号及规格〔如螺钉:
GB/70-85M5×
30〕、备注等内容。
所有零件应详细写在明细表中。
3)尺寸标注:
装配图上标明必要的尺寸,如闭合尺寸、模架外形尺寸、模柄直径
4)技术要求:
技术要求布置在下方。
包括①凸凹模刃口间隙;
②模具闭合高度;
③模具专门要求;
④国家标准、行业标准或企业标准。
2、模具零件图:
要求将所有非标准零件出图,对需要加工的标准件也应出图。
注明全部尺寸、配合公差、形位公差、表面粗糙度、材料、热处理、其它技术要求。
其中热处理和其余粗糙度标图纸右上方,其它技术要求注图纸下方。
3、模塑成型工艺卡:
以工序为单位,说明加工工艺过程的工艺文件,包括①制件材料、规格、重量;
②制件简图或工序件简图;
③制件要紧尺寸;
④各工序的设备和工装;
⑤检验及工具、时刻定额。
4、工作零件机械加工工艺过程卡:
填写所有零件机械加工工艺过程卡,包括零件通过的车间、各工序名称、工序内容及使用的设备和工装,绘制工序图。
5、设计说明书:
要求阐明自己的设计观点、方案优劣、依据和过程。
内容有:
1)名目
2)设计任务书及产品图
3)序言
4)制件的工艺性分析
5)模塑工艺方案的制定
6)模具结构形式的论证及确定
7)注射量、浇注系统设计运算
8)注射〔挤压〕力、温度、速度、锁模力运算等
9)模塑成型设备的选择及设备工作能力、安装尺寸校核
10)模具零件设计及必要的运算
11〕模具工作零件的尺寸和公差值的运算
12〕其他需要说明的问题
13〕要紧参考文献名目
说明书中应附有模具结构简图,参数及所用公式应注明出处,并说明公司中各符号代表的意义和单位。
文献名目应包括:
书名、作者、出版社、出版年份。
在说明书中引用资料时注明其序号和页数。
五.设计课题
骨架
1塑件工艺分析
如下图,塑件选择,材料为ABS,收缩率为0.3%~0.8%,点划线所示区域为制品在使用时的可见部位,生产批量20万件。
1.1塑件材料的分析
由于塑件外壳较小,生产中常用ABS材料生产。
ABS塑料,化学名称,丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物,ABS是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性
及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳固,表面光泽性好等特点。
容易涂装、着色,还能够进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压
和粘接等二次加工,广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器外表、
纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料。
ABS树脂是目前产量较大,利用最宽敞的聚合物它将PS、SAN、BS的各种性能有机的统一起来,兼具韧、硬、刚相优良的力学性能。
ABS是丙烯腈、丁二烯和笨乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
在此我们选用ABS材料的缘故正式在于它具有较好的冲击力,硬度较高,耐磨,流淌力好,不易变形等特点。
总结:
ABS在升温时粘度增高,成型压力较高,因此塑件上的脱模斜度较大,ABS易吸水,成型前进行干燥处理和调适,模具设计时注意减少浇注系统对料流的阻力,模具温度操纵在50~60度,在酮、醛、酯、氯代烃中会成型后应进行调湿处理。
1.1.1一样性能:
ABS外观为不透亮呈象牙色粒料,其制品可着成五光十色,并具有高光泽度。
ABS相对密度为1.05左右,吸水率低。
ABS同其它材料的结合性好,易于表面印刷、涂层和镀层处理。
ABS的氧化指数为18~20,属易燃聚合物,火焰呈黄色,有黑烟,并发出专门的肉桂味。
1.1.2力学性能:
ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,能够在极低温度下使用,ABS的耐磨性优良,尺寸稳固性好又具有耐油性,可用于中等载荷和低转速下的轴承。
ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。
ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。
ABS的力学性
能受温度的阻碍较大。
1.1.3热学性能:
ABS的热变形温度为93~118度,制品经退火处理后还能够提高10度左右。
ABS在-40度时仍能表现出一定的韧性,可在-40~100度范畴内使用。
1.1.4电学性能:
ABS的绝缘性比较好,同时几乎不受温度、湿度和频率的阻碍,可在大多数环境下使用。
1.1.5环境性能:
ABS不受水、五机盐、碱及多种酸的阻碍,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,手笨乙酸,植物油等腐蚀会产生应力开裂。
ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生将解;
于户外半年后,冲击强度下降一半。
1.1.6ABS塑料的加工性能
ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料,可用通用的加工方法加工。
ABS的熔体流淌性比PVC和PC好,但比PE、PH及PS差,与POM和HIPS类似;
ABS的流淌特性属非牛顿流体;
其熔体黏度与加工温度和剪切速率都有关系,但剪切速率更为敏锐。
ABS的热稳固性好,不易显现降解现象。
ABS的吸水率较高。
加工前应进行干燥处理。
一样制品的干燥条件为温度80~85度,时刻2~4小时;
对专门要求的制品〔如电镀0的干燥条件为70~80度,时刻18
小时。
ABS制品在加工中易产生内应力,应力的大可通过浸入苯
乙酸中检验;
如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止,应进干燥箱内
2~4小时,再冷却至室稳即可。
(1)该塑件尺寸较小,一样精度等级为降低成本费用,采纳一模多腔,并不对制品进行后加工。
(2)为满足制品光亮的要求与提高成型效率采纳点浇口。
(3)为了方便加工和热处理,行腔与型心采纳摒镶结构。
1.2注塑工艺规程编制
1.2.1注塑工艺过程概述
整个模具的注塑过程包括:
模具合拢、模具锁紧、模腔填充、塑件保压、模具冷却、模具分开、产品脱模和注塑延时。
1.模具合拢:
注射机的锁模系统将模具合上。
锁模系统一样系用直截了当油压式或油压机械锁链式两种。
2.模具锁紧:
当模具合拢后注塑机的锁模系统将所需的锁模力作用在模具上,使模腔在填充过程中,高压的塑件可不能将模具涨开。
3.模具温度:
在注塑过程中,模具的温度对塑件的质量阻碍也专门大。
一样来说,刚开始注塑时,模具温度太低,不利于产品的成型。
实践证明,当模具温度提高时,塑件的无收缩量会增加,但假设能配合好注射的压力或
射速,仍可生产出尺寸稳固的制品,因为模温的提高有利于熔融塑胶的填充,但相应会增加注塑周期时刻,模具温度的操纵要紧通过模具冷却系统中冷却液的温度和冷却液的流量来实现,还可采纳冷却机或
模温机加以操纵。
4.压力油的温度
导致模具填充变化的因素之一是注塑机的性能参数,因此注塑机的操作油温一样差不多上在40摄氏度~50摄氏度,要紧通过注塑机的冷却系统操纵,有些注塑机没有油温操纵装置,能够在生产前预先把油温升到合适的温度,假如在注塑过程中,油温过高,那么压力明显降低,严峻阻碍产品的质量。
5.锁模力:
模具在设计时,有了锁模力的设计值。
在注塑前,必须在注塑机上调置好锁模力。
关于不同的模具,锁模力的大小是不同的。
在调置锁模力时,并非锁模力越大越好,而是要结合模具和注塑机的大小,以及摸具和产品的设计形式来考虑。
从经济和技术上分析,锁模力的数值应该是越小越好,但必须满足产品注塑的需要。
例如,在锁模力较低的情形下,能够减少注塑机和模具的磨损程度,减少能源消耗和修理费用。
较小的锁模力能够用以下方法:
先将注塑机调至模具所能承担的最大锁模力病生产出产品,然后以5t的差额逐步降低锁模力再生产,测量出每种锁模力下的成品重量,画出曲线图,找出最正确的锁模力参数。
6.模具填充速度和压力
模具填充速度是熔料被注进模腔的线性速度,在注塑的填充时期必须操纵好熔料的射速以达到产品的最正确性能。
注射速度的设定应在产品设计时完成,在产品壁厚设计和塑料特性承诺的情形下应设计较快的射速。
通常来说,薄壁注塑件需要快的注射速度以确保填充饱满;
而壁厚注件那么需要慢的射速以防止空穴的形成。
然而过快的射速容易使原料过热。
当塑件浇口或排气不行时,熔料以调速注射通过浇口,熔料内产生专门大的剪切应力,使熔料结合模腔内难排出的空气,甚至产生燃烧而碳化变黑。
而射速过慢产品会显现填充不满等缺陷。
在实际生产中,不管使用什么数值的注射速度,都应尽可能在一个较大的范畴内,以便于生产。
依照不同体会术员,同一产品的注射速度不相同。
然而,可采纳分段注塑,在填充时期以不同的速度将熔料注入模腔,如此往往能够幸免塑件的外现缺陷。
如蛇纹、飞边、毛刺、燃烧等现象。
并用操纵熔料的分段射速还能够阻碍产品的分子排列和内应力的大小,甚至提高生产速率和效率。
为了确保注塑机的注射速度达到及保持所要求的数值,要求注射压力足够。
假设注射压力太低,熔料进入模具时,所产生的阻力使注射速度不能达到设置的数值。
因此,在设定注射压力时,其数值应比熔料所产生的阻力高1.5MPa,熔料进入模具时所产生的阻力使注射速度不能达到设置的数值,可从注塑机缸的压力表中得知。
过低的注射压力使注射周期时刻产生变化。
因此,假设设置好注射力和速度,注射周期的时刻变化可不能吃哦啊过0.8s。
7.保压压力及保压时刻
保压压力是指模腔刚被注满时所采纳的压力。
他的作用是指模腔内熔料能在受压的情形下冷却定形。
如此,产品的外观进展尺寸公差才可得到保证,塑件的最后定形,专门大程度取决于保压的压力大小和保压时刻长短。
在一样注塑时,模腔填充到95%~98%时,转为保压时期。
当模腔填充不足90%时就提早进入保压时期,这时的保压压力,除了要负责把模具填满外还需要把熔料压实一边获得合格的产品。
这使得塑件在注塑的后期,其重量和尺寸的大小等受保压压力阻碍专门大,不容易稳固。
假设在模腔填充到95%~98%时转入保压时期,如此大大减小了保压的压力值。
对一样塑件生产来说,保压压力是注射压力的25%~65%。
在实际生产中,某些专门产品,如薄壁产品,周密度高的齿轮注件,PMMA树脂厚壁产品,保压压力可达注射90%以上,甚至高出注射压力。
又如某些容易产生毛刺、飞边的产品,保压时期可用极低射速和超出注射压力的高保压力同时作用来幸免产品的毛刺问题。
保压作用使得塑件在该时刻内注满模腔,并使塑件更充实,尺寸稳固。
一样保压时刻不应过长,能充分压实塑件就能够了。
因此保压时刻和注件壁厚、射胶速度、浇口设计、熔料温度以及模具温度有关,注件越厚,熔胶温度以及模具温度越高,相对保压时刻越长。
保压时刻的最终选定能够选用一下方法:
第一把保压时刻设定为0,以差额为0.5s逐步增加保压时刻,病注塑塑件记录下每次注塑塑件的重量,画出曲线图,找出正确的保压时刻参数。
8.螺杆转速的设定
当一次注射和保压完成后,螺杆开始旋转并后退。
新的塑料原料在现在期落入到塑料缸内加热,并被螺杆平均搅拌至前端。
塑料在此过程中,除受到加热系统加热外,其软化升温所需的热能,部分来自螺杆的转动,转动越快,温度越高。
尽管螺杆的旋转速度能够达到一个专门高的数值,但实际生产中并不常采纳高的螺杆旋转速度。
而应依照塑料的种类和注射塑料的实际需要调剂。
螺杆的旋转速度显著阻碍注塑成型过程的稳固程度和作用在塑料上的热量。
当螺杆转速较高时,传送到塑料的摩擦能量提高了塑化效率,但同时增加了熔料温度的不平均度,还有可能使熔料产生肩部过热现象。
相反,螺杆转速越低,熔料的温度越平均,然而生产周期有可能延长。
9.螺杆后退
螺杆后退动作在螺杆旋转完成后生产,其要紧作用是防止射嘴的熔料漏滴现象,幸免使用节流阀的射嘴。
另外,关于一些塑料〔如聚熔烃,PET等〕螺杆后退的应用能改善注射过程的稳固性。
一样来说,需要螺杆后退时,数值在4—10mm范畴内,但不是所有的塑料生产都需要该动作的。
10.背压
当螺杆转动时,受热塑化的塑料在螺杆作用下被向前推,通过止流阀而到达螺杆的前面。
由于熔料的想前推进,熔料也产生反作用力,作用在螺杆和止流阀上,使螺杆向后退,以便更多的熔料向前推进,这时,如设置背压就使得油缸有一定压力作用在螺杆上,提供了螺杆后退的阻力,背压越大,螺杆复往时刻长,螺杆前端熔料产生的压力必须大于背端才能够使螺杆后退。
必须指出,不是所有的注塑生产都必须用背压的,但假设是采纳,即使塑料充分熔化及混合平均,并有以下优点:
1〕有利于熔料内挥发性气体排出。
2〕使附加剂〔如白粉,阻燃剂,增强剂等〕和熔料混合更平均。
3〕使用塑化更平均,以获得精确的成品操纵,背压的调剂不宜太
长,熔料要有适当的平均性,能完成塑化同时没有气泡便能够了。
在实际操作中,能够上述工艺参数设定方法为基础并综合考虑各阻碍因数,确表产品的质量并降低生产成本。
塑料品种
结构特点
使用温度
化学稳固
ABS热塑性塑
线性结构非结晶型
小于70
较好,比较稳
性能特点:
成型性能好,机械加工性好,耐冲击性好,韧性和机构强度好,有一定的耐磨性,耐湿性,尺寸稳固性都好,但耐热性较差,吸水性较大,价格较廉价,要求表面光泽的塑件应长时刻预热干燥。
1.2.2型腔数目的确定
最经济数目的确定,实质上是注塑件生产成本明白得经济核算,但在注塑设计初始方案时期,由于浇注系统等技术参数尚不可知,下述型腔数的确定是一种估算的推测方法,一些参数要凭体会来假定,在模具设计完成后,可依照那个方法再细化,进行生产成本和每个塑件成本的核算。
阻碍最经济型腔的因素,有技术参数和经济指标两个方面技术参数有锁模力,最小和最大注塑量,塑化能力,模板尺寸的和流速参数,那个地点只考虑注射机锁模力和最大注射量两个参数。
技术经济指标是从制品尺寸精度和经济成效考虑,对一模多腔整体嵌入式的注射模,影
响型腔的重要因素有如下四个:
1.注射剂锁模力
2.注射剂注射量
3.塑件精度
4.经济适应的限制
在此考虑生产成本和模具复杂程度采纳一模两腔。
1.2.3塑件体积运算
按塑件图所示尺寸进以运算。
1〕塑件体积
Vs≈9.903cm3
2〕塑件重量
查表6-1塑件ABS密度为1.02~1.05g/cm3〔注射密度为1.05g/cm3〕
单件塑件重量
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- 塑料 外壳 注塑 模具设计