双联齿轮的注射模具Word文档格式.docx
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2.3.2成型性能……………………………………………………………………...7
2.3.3PA6主要技术指标…………………………………………………………...7
2.4PA6成型塑件的主要缺陷及消除措施…………………………………………7
第3章模具结构形式的拟定………………………………………………8
3.1分型面位置的确定…………………………………………………………….8
3.1.1分型面的形式………………………………………………………………...8
3.1.2分型面的设计原则…………………………………………………………...8
3.1.3分型面位置的确定………………………………………………………….9
3.2确定型腔数量及排列方式…………………………………………………...9
3.3模具结构形式的确定………………………………………………………….10
第4章注塑机型号的确定………………………………………………11
4.1注塑机的概述………………………………………………………………………..11
4.2有关塑件的计算…………………………………………………………………….11
4.3注射机及参数量的校核…………………………………………………………….12
4.3.1注射量的校核………………………………………………………………...12
4.3.2注射压力的校核……………………………………………………………...13
4.3.3塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核………………………………...13
第5章浇注系统的设计…………………………………………………15
5.1浇注系统的设计…………………………………………………………………….15
5.1.1浇注系统的概述………………………………………………………………15
5.1.2浇注系统设计的原则………………………………………………………...16
5.1.3浇注系统的组成分析………………………………………………………...16
5.2主流道的尺寸……………………………………………………………………16
5.2.1主流道设计…………………………………………………………………...17
5.2.2主流道浇口套的形式………………………………………………………...18
5.2.3冷料穴的设计…………………………………………………………..…….19
5.3浇口的设计………………………………………………………………………….19
5.3.1浇口的作用及其种类………………………………………………………..20
5.3.2浇口尺寸的确定……………………………………………………………...21
5.3.3浇口位置的选择……………………………………………………………...21
5.4浇注系统的平衡…………………………………………………………………...21
5.5浇注系统的平衡……………………………………………………………………22
5.6校核浇口的剪切速率……………………………………………………………….22
第六章成型零件的结构设计……………………………………………23
6.1成型零件的选材…………………………………………………………………..23
6.2成型零件的结构形式……………………………………………………………24
6.2.1凹模的结构形式……………………………………………………...…………24
6.2.2凸模的结构形式……………………………………………………………24
6.3成型零件工作尺寸的设计………………………………………………………..25
6.3.1凹模尺寸的计算……………………………………………………………26
6.3.2型芯部分的尺寸计算………………………………………………………27
6.4动模垫板厚度的计算……………………………………………………………..28
第七章模架的确定和标准件的选用………………………………………30
7.1定模座板的设计…………………………………………………………………….30
7.2定模板的设计……………………………………………………………………….30
7.3动模固定板的设计………………………………………………………………….30
7.4动模垫板的设计…………………………………………………………………….30
7.5垫块的设计………………………………………………………………………….31
7.6推杆固定板的设计………………………………………………………………….31
7.7推板的设计………………………………………………………………………….31
7.8模具与注射机安装部分的校核……………………………………………………31
7.9开模行程校核……………………………………………………………………….32
第八章合模导向机构的设计……………………………………………33
8.1机构的功用…………………………………………………………………………33
8.2导向机构的总体设计………………………………………………………………33
8.3导柱的设计………………………………………………………………………….33
8.4导套的设计…………………………………………………………………………34
8.5导柱与导套的配合形式……………………………………………………………34
第9章脱模推出机构的设计……………………………………………35
9.1推杆的设计……………………………………………………………………….…35
9.2脱模阻力呃计算…………………………………………………………………….35
9.3校核推出机构作用在塑件上的单位压力………………………………………….36
第10章侧向抽芯机构的设计……………………………………………37
10.1侧向分型和抽芯机构的分类……………………………………………………...37
10.2侧型芯具体尺寸的确定…………………………………………………………...38
10.3导柱的参数确定…………………………………………………………....……38
第11章冷却系统的设计…………………………………………………38
11.1温度调节对塑件质量的影响……………………………………………………...40
11.2冷却管道的工艺计算(选冷却介质为水)………………………………………40
11.2.1冷却介质体积流量的确定………………………………………………….40
11.2.2冷却管道直径……………………………………………………………….41
11.2.3冷却水在管道内的流速V………………………………………………….41
11.2.4冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热磨系数h…………………………..41
11.2.5冷却管道总的传热面积A………………………………………………...42
11.2.6模具上所需冷却管道的长度L……………………………………………42
11.2.7冷却水路的根数x…………………………………………………………42
第12章模具工作过程………………………………………………………44
第十三章结论………………………………………………………………45
参考文献……………………………………………………………………46
致谢…………………………………………………………………………47
第1章绪论
1.1模具在加工工业中的地位
模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。
在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。
例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。
对模具的全面要求是:
能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。
以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;
从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。
模具影响着制品的质量。
首先,模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。
其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大。
在大批量生产塑料制品时,应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采用自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。
另外模具对制品的成本也有影响。
当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大,这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具,以降低成本。
现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素,尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。
高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。
由于制件品种和产量需求很大,对模具也提出了越来越高的要求。
因此促进模具的不断向前发展
1.2模具的发展趋势
近年来,模具增长十分迅速,高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。
从模具设计和制造角度来看,模具的发展趋势可分为以下几个方面:
(1)加深理论研究
在模具设计中,对工艺原理的研究越来越深入,模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展,使得产品的产量和质量都得到很大的提高。
(2)高效率、自动化
大量采用各种高效率、自动化的模具结构。
高速自动化的成型机械配合以先进的模具,对提高产品质量,提高生产率,降低成本起了很大的作用。
(3)大型、超小型及高精度
由于产品应用的扩大,于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具,为了满足这些要求,研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。
(4)革新模具制造工艺
在模具制造工艺上,为缩短模具的制造周期,减少钳工的工作量,在模具加工工艺上作了很大的改进,特别是异形型腔的加工,采用了各种先进的机床,这不仅大大提高了机械加工的比重,而且提高了加工精度。
(5)标准化
开展标准化工作,不仅大大提高了生产模具的效率,而且改善了质量,降低了成本。
1.3设计在学习模具制造中的作用
通过对模具专业的学习,掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求,各种模具的结构特点及设计计算的方法,以达到能够独立设计一般模具的要求。
在模具制造方面,掌握一般机械加工的知识,金属材料的选择和热处理,了解模具结构的特点,根据不同情况选用模具加工新工艺。
毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用,综合检验大学期间所学的知识。
第2章塑件的成形工艺性分析
2.1塑件材料的选择及其结构分析
1塑件(塑料滑轮)模型图(如图2-1所示)
图2-1塑件图
2.塑件材料的选择:
选用PA6
3.色调:
无要求
4.生产批量:
大批量
5.塑件的结构与工艺性分析
该塑件为塑料滑轮,尺寸属于中等塑件,塑件壁厚5mm,尺寸精度要求不高,适合于注射成型,如图2-1。
由于该塑件表面粗糙度不高,按照国家标准,取14级精度,公差按照国家标准计算。
该塑件为大批量生产,材料为PA6,成型收缩率较大,需要有一定的脱模斜度。
塑件材料的成型收缩率较大,需要有一定的脱模斜度,塑件外表面尺寸设计有一定的脱模斜度,符合要求
2.2PA6的注射成型工艺
2.2.1注射成型工艺过程
(1)预烘干--→装入料斗--→预塑化--→注射装置准备注射--→注射--→保压--→冷却--→脱模--→塑件送下工序
(2)清理模具、涂脱模剂--→合模--→注射
2.2.2PA6的注射成型工艺参数
(1)注射机:
螺杆式
(2)螺杆转速(r/min):
50-120
(3)预热和干燥:
温度(°
C)100——110
时间(h)6——8
(4)密度(g/cm³
):
1.1
(5)材料收缩率(℅):
0.7——1.5
(6)料筒温度(°
C):
后段210——230
中段210——230
前段210——220
(7)喷嘴温度(°
200——210
(8)模具温度(°
80——90
(9)注射压力(MPa):
75——125
(10)成形时间(S):
10--40
(11)适应注射机类型:
螺杆
2.3PA6性能分析
2.3.1使用性能
尼龙6学名:
聚已內酰胺{[NH(CN2)5CO]n},英文名polycaprolactam,简称PA6。
PA6是半透明或不远明乳白色结晶形聚合物。
燃烧成蓝底黄火焰,烧植物味。
熔融温度较PA66低,加工性能比其他PA好。
制件有较高冲击强率,载荷分散性、柔软性好,热塑性、轻质、韧性好、耐耐环己酮和芳香溶剂和耐久性好,工作温度80~100℃,低温脆化温度-20至-30℃,熔点:
215℃。
热分解温度:
>300℃。
密度:
1.13g/cm3。
平衡吸水率:
3.5%。
适于轻载荷条件下使用,具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性。
有较好的消振,降噪能力。
可作机器仪表、仪器零件、电线电缆的绝缘;
用玻纤增强后可制作齿轮、泵叶。
但PA6吸水性很大,饱和吸水率高达10%左右,影响性能;
又因介电常数较大,不宜用作高频低损耗材料。
PA6的化学物理特性和PA66很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。
它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。
弹性比PA66大,疲劳强度钢性,耐热性低于尼龙66,因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点。
为了提高PA6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。
玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如EPDM和SBR等。
对于没有添加剂的产品,PA6的收缩率在1%~1.5%之间。
加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。
成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。
实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。
由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。
轻载荷,中等温度(80~100)无润滑或少润滑情况。
由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。
2.3.2成型性能
1.成型温度比其他材料高,故采用油加热的成型机较适当。
2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.
3.吸湿性大,必须充分干燥。
4.须退火以消除内应力。
2.3.3PA6主要技术指标
表2-1PA6的性能指标
密度ρ/(kg·
dm-3)
1.10~1.15
抗拉屈服强度σb/MPa
70
比体积ν/(dm3·
kg-1)
0.87~0.91
拉伸弹性模量E1/MPa
2.6x103
吸水率24h/%
1.6~3.0
抗弯强度σω/MPa
96.9
收缩率s/%
0.6~1.4
冲击韧度(缺口)αk/(kJ·
m-2)
11.8
热变形温度t/℃
80~120
硬度(HB)
M85~114
熔点t/℃
210~225
体积电阻系数ρ/(Ω·
cm)
1.7x1016
2.4PA6成型塑件的主要缺陷及消除措施
主要缺陷:
缺料、气孔、飞边、出现熔接痕,吸水性强。
消除措施:
加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。
第3章模具结构形式的拟定
3.1分型面位置的确定
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面,一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以与合模方向平或倾斜。
分型面是决定模具结构形式的重要因素,它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系,并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。
3.1.1分型面的形式
分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式有关。
3.1.2分型面的设计原则
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析。
选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则:
(1)应选在塑件外形最大轮廓处,保证塑件从模腔中顺利得脱出。
(2)塑件要求光亮平滑得表面或者带圆弧得转角处,以免溢料飞边、拼合痕迹影响塑件外观。
(3)开模时,应尽量使塑件留在动模侧。
(4)保证塑件的精度,同轴度要求较高的部分,应尽可能设在同一侧。
此外,还需要注意分型面上产生的飞边对塑件尺寸精度的影响。
(5)采用机动式侧向分型抽芯机构时,应尽量采用动模边侧向分型抽芯。
采用动模边侧向分型抽芯,可使模具结构简单,可得到较大的抽拔长度。
(6)尽量使分型面位于料流末端,以利排气。
利用分型面上的间隙或在分型面上开设排气槽排气,结构较为简单,因此,应尽量使料流末端处于分型面上。
料流末端的位置完全取决于浇口的位置。
(7)合理安排浇注系统,特别是浇口位置。
(8)有利于模具加工。
有时,对于某一塑件,在选择分型面位置时,不可能全部符合上述要求,这时,应根据实际情况,以满足塑件的主要要求为宜。
3.1.3分型面位置的确定
根据以上原则,可确定该模具的分型面,塑件的模具有两个分型面,垂直和水平分型,如图所示
塑件外观质量要求不高,尺寸精度要求一般的中型塑件,可采用单型腔双分型面模具结构。
从塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。
分型面为双分型面分型。
图3-1分型面示意图
3.2确定型腔数量及排列方式
一般来说,精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构;
对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),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,型腔的数目可根据模型的大小情况而定。
该塑件对精度要求不高,为低精度塑件,再依据塑件的大小,考虑到该塑件需要两面抽芯,采用一模一腔的模具结构。
型腔的排列方式如图3-2所示:
图3-2型腔的排列方式
3.3模具结构形式的确定
综上分析可知,本模具为一模一腔,根据塑件结构形状,推出机构采用推杆推出形式。
浇注系统设计时,流道采用对称平衡时,浇口采用盘形浇口。
因此定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要
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