圆筒塑料模设计任务书+开题报告+论文.docx
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圆筒塑料模设计任务书+开题报告+论文
毕业设计(论文)任务书
专业模具设计与制造班级模具072姓名
一、课题名称:
圆筒塑料模设计
二、主要技术指标:
零件的尺寸形位公差、精度等级、表面粗糙度等技术指标都没有明确的要求,所以都算是自由的公差等级、精度等级还有表面粗糙度等
三、工作内容和要求:
设计内容:
1)、设计产品的三维图;
2)、塑件的注塑工艺
3)、模具的基本结构和模架的设计;
4)、模具结构、尺寸的设计和计算;
5)、模具主要零件图和加工工艺规程的设计;
6)、完成模具总装配图和模具主要零件图;
7)、调整模具的装配及试模;
8)、编写计算说明书;
9)、进行毕业答辩。
设计要求:
1)、模具总装配图1张(1号或2号图纸)。
2)、模具典型零件工作图14-16张。
3)、设计计算说明书一份(8000~10000字)。
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].第北京:
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
5.陈小燕.UG项目式实训教程[M].北京:
电子工业出版社,2005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)
玩具塑料模设计
一、选题的背景和意义:
在现代工业生产中,模具是重要的工艺装备之一,他在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛的应用。
由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本,并可保证一定的加工质量要求,所以,汽车、飞机、拖拉机、电器等的产品的零部件很多都采用模具进行加工。
塑料模具设计则是模具的主要部分,塑料模具的设计与制造水平的普及及提高,是塑料成型加工工业发展必不可少的重要条件。
通过导向轮注射模具设计有利于熟练巩固所学的知识,使更熟练掌握模具的知识和对应用软件的操作。
二、课题研究的主要内容:
塑料模具在日常生活中应用广泛,通过做设计来提高自己的专业知识,了解模具设计的流程。
模具注射模具设计主要研究了三板模的设计加工制造方法。
其中对模具分型面的选择、注射系统的设计是本模具的设计重点。
通过对模具的设计,绘制出模具装配图和零件图。
三、主要研究(设计)方法论述:
对塑料模具的设计一般从五个方面进行,即:
塑件的成型分析;注塑机的选择;模具的基本结构设计;注塑机的校核;绘制出装配图。
使用UG软件来设计出模具的三维造型。
四、设计(论文)进度安排
时间
工作内容
8月1-5日
借阅资料,收集材料,撰写开题报告
8月6-7日
对塑件进行材料及工艺分析
8月8-10日
对模具进行总体结构的设计
8月11-12日
利用UG进行模具分模
8月13-16日
利用UG进行浇注系统、推出系统、排气系统等的设计
8月17-20日
绘制出模具各零件图及总装图
8月21-23日
完成设计初稿
8月24-25日
毕业设计的初步审核,完成二稿
8月26—27日
完成毕业设计
8月28—29日
为答辩做准备
8月30日
进行毕业设计答辩
目录
摘要-----------------------------------------------------------6
前言-----------------------------------------------------------6
1.塑件的任务描述----------------------------------------------8
2.塑件的工艺分析---------------------------------------------9
2.1塑件的材料分析-------------------------------------------9
2.2塑件的工艺分析--------------------------------------------9
3.注塑机的选择-----------------------------------------------10
3.1塑件的体积质量计算---------------------------------------10
3.2注塑机的选择---------------------------------------------11
3.3注塑成形工艺参数-----------------------------------------12
4.模具的结构设计---------------------------------------------12
4.1模具分型面的设计-------------------------------------------------------------13
4.2模具总体结构类型的类型-----------------------------------------------------13
4.3模具成型零件的设计-----------------------------------------------------------14
4.3.1结构设计-----------------------------------------------------------------------14
4.3.2工作尺寸计算-----------------------------------------------------------------14
4.3.3型腔侧壁和底板厚度计算---------------------------------15
4.4标准模架的选择-------------------------------------------15
4.4.1确定模架组合形式---------------------------------------16
4.4.2计算型腔模板周界---------------------------------------16
4.4.3选取标准的型腔模板周界尺寸-----------------------------16
4.4.4确定模板厚度-------------------------------------------16
4.4.5选定模架-----------------------------------------------17
4.4.6检验模架与注射机的关系---------------------------------17
4.5.浇注系统------------------------------------------------17
4.5.1主流道--------------------------------------------------------------------------17
4.5.2分流道--------------------------------------------------------------------------18
4.6.推出机构-------------------------------------------------------------------------19
4.7.温度调节系统-------------------------------------------------------------------20
4.8.排气系统-------------------------------------------------------------------------20
5.注塑机的校核-----------------------------------------------------------------------21
5.1.最大注射量----------------------------------------------------------------------21
5.2注射压力-------------------------------------------------------------------------21
5.3锁模力----------------------------------------------------------------------------21
5.4安装部分尺寸-------------------------------------------------------------------21
5.5开模行程-------------------------------------------------------------------------21
5.6推出机构-------------------------------------------------------------------------21
毕业设计小结--------------------------------------------------22
答谢辞--------------------------------------------------------23
参考文献------------------------------------------------------24
附录总装图和零件图-----------------------------------------22
摘要:
以塑料圆筒为例,在介绍了最新的ug软件特点和模具设计流程的基础上,运用ug对该注塑模的设计过程进行了全面的阐述。
与传统的注塑模设计相比,运用ug软件进行模具三维设计,可以大大缩短模具设计周期,降低模具设计成本。
关键词:
塑料圆筒;注射模设计;
Abstract:
Takingtheplasticflowerpotshellofair-conditionsetasanexample,introclucedthelatestPro/Esoftwarecharacteristicsanddiedesignprocess,usingPro/EelaboratedtheinjectionmolddesignwiththetraditionaldesignofinjectionmoldcomparedtotheuseofPro/Efor3Dmolddesigncouldgreatlyshortenthecycleandreducethemolddesigncosts.
KeyWords:
plasticflowerpot;injectionmolddesign;Pro/E
前言
随着现代工业发展的需要,塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛,质量要求也越来越高。
在塑料制品的生产中,高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。
为此,在学习了有关注塑模,以及一些使用软件设计了一个塑料玩具。
模具是工业生产的基础工艺装备,被称为“工业之母”,现代模具行业是技术、资金密集型的行业。
作为国民经济的基础工业,模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,应用十分广泛,绝大部分塑料制品由模具成型。
如今,模具因生产效率高、产品质量高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到广泛的应用;特别是在制造业中,它起着其他行业无可取代的支撑作用,对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
近年来,模具行业结构调整步伐加快,主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度。
本次设计是针对以上形势所设计的一个利用UG完成的一个玩具塑料设计过程。
在设计过程中,本人力求做到结构完整,内容实用、技术先进、使用可靠。
由于本人水平有限、时间仓促,难免有疏漏之处,敬请批评指正!
1.零件图
圆筒形塑具零件三维图
图1
圆筒形塑具的图纸如图1所示
技术要求
1、材料:
ABS
2、产量:
10万件
3、未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT5。
4、要求塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷。
2.塑件的工艺性
2.1塑料
品种:
ABS
颜色:
白色
基本特性:
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
ABS树脂是目前产量最大、应用最广泛的聚合物,它将PS、SAN、BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。
ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。
ABS工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS工程塑料的缺点:
热变形温度较低,可燃,耐候性较差。
成形特点:
1、无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度、3小时。
2、宜取高料温、高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度)。
对精度较高的塑件,模温宜取50 ~60度,对高光泽、耐热塑件,模温宜60~80度。
3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3~7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。
2.2塑件
尺寸精度:
此塑件有7个尺寸μ标注公差,尺寸未注公差,按MT5级精度进行计算。
表面质量:
塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷,表面粗糙度可取Ra1.6。
结构工艺性:
此塑件为筒类零件,腔体深108mm。
壁厚均匀3mm,大于最小壁厚要求。
总体尺寸Φ84.42×111,属于小型塑件。
侧壁有斜度,由于高度较小,可以顺利脱模。
塑件侧壁有一20×20的方孔倒钩。
塑件顶面内圆角R2,外圆角R3,可以提高模具强度、改善熔体的流动情况和便于脱模。
通过以上分析可知,此塑件可采用注射成形生产。
又因产量为100,000件,属于大批量生产,采用注射成形具有较高的经济效益
3注射机的选择
3.1计算塑件的体积、质量
经UG软件测得塑件的体积V=73.468cm3,ABS的密度为1.02~1.05g/cm3,则质量M=73.468×1.05=77.14g。
3.2选择注射机
根据公式Vmax≥(n·Vs+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系数,一般取K=0.8
已知n=2,Vs=77.14cm3,估计Vj=5cm3
则Vmax≥(2×77.14+5)/0.8
=199.1cm3
查教材中表2-8,初步选择注射机XS-ZY-500。
明确注射机的规格参数:
最大注射量500cm3
注射压力145MPa
最大开模行程500mm
模板尺寸700mm×850mm
锁模力3500kN
模具厚度最大450mm、最小300mm
拉杆空间540mm×440mm
喷嘴尺寸圆弧半径R18mm
顶出形式中心液压顶出,顶出距100mm,两侧顶杆机械顶出
3.3制定注射成形工艺参数
查表1-3,ABS的注射成形工艺参数如下:
温度(℃)
喷嘴温度180~190
料筒温度前段200~210,中段210~230,后段180~200
模具温度50~70
压力(MPa)
注射压力70~90
保压压力50~70
时间(S)
注射时间3~5
保压时间15~30
冷却时间15~30
成形周期40~70
4.模具结构设计
4.1分型面的选择
分型面是决定模具结构的一个重要因素,它与浇注系统、脱模、
模具加工工艺有关。
因此,应综合分析比较各种因素,抓住主要矛盾,
确定设计方案。
在设计模具分型面时必须考虑以下几个方面:
1.模具分型面的位置
2.模具分型面的有效宽度
3.模具分型面要求光滑平顺
4.模具非配合分型面的避空间隙
一般情况下模具分型面处于产品最大外形轮廓处,否则,产品无
法从型腔中脱出,这是基本的设计原则。
拿到产品后首先分析产品的分模线的位置确定模具大的结构。
模具分型面确定后一定要对每一个零部件进行脱模斜度分析检查,尤其是表面蚀纹的产品,包括滑块等所有部件必须分析检查,确保分型面等模具大的结构准确无误。
分型面可以通过简单扫描,平行与基准面扫描,同一张面延伸,相切与表面延伸,垂直与基准面延伸等方法进行设计。
尽可能避免转折和突变。
对插分面尽可能设计较大的配合斜度,转角处尽可能设计工艺圆角,避免出现锋利锐角。
如图1-1所示。
分型面1-1
4.2型腔布局
由于采用一模两腔模具结构,型腔间隔50.07mm布置。
如图2-1所示
图2-1
4.3确定模具总体结构类型
由于塑件结构比较简单,且表面没有特殊要求,考虑到模具结构简单,有一简单方孔倒钩存在。
所以优先采用两侧侧抽的两板模结构,即总体结构类型为单分型面注射模
4.4成型零件设计
4.4.1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、结构简单,模具型腔和型芯都宜于采用整体式结构,这种结构加工效率高,拆装方便,可以保证各个型腔的形状尺寸一致。
型芯结构简单,选择整体嵌入式。
其结构形式见图3-1。
型芯的结构形式图3-1
型腔尺寸不大、结构简单,适于采用整体嵌入式,选用盲孔式。
其结构形式见图4-1所示。
型腔的结构形式见图4-1
4.4.2.型腔侧壁和底板厚度计算
此模具采用组合式矩形型腔,查表3-21,已知筒形形型腔内壁短边48.89mm,则型腔壁厚S1=10mm,模套壁厚S2=15mm。
已知p=40MPa,b=102.13mm,[σ]=300MPa,a=b/l=48.89/111.67=0.44,带入公式t≥9.9
4.4.3侧抽机构的设计
当注射成型侧壁带有孔凹槽、凸台等塑件时,模具上成型该处的零件就必须制成可以侧向移动的零件,称为活动型芯在塑件脱模前先将活动型芯抽出,否则就无法脱模。
带动活动型芯作侧向移动的整个机构称为侧分型与抽芯机构,简称侧抽芯机构。
这类机构可分为斜导柱、弯销、斜倒槽、斜滑块和齿轮齿条等不同类型的侧抽芯机构,其中斜导柱侧抽芯机构最为常见。
零件当中有一方孔小倒钩,所以采用了最常见的斜导柱侧抽机构。
5.选择标准模架
此设计中模架标准采用FUTAB_S-SA-2550。
5.1确定模架组合形式
采用推杆推出机构,定模和动模均由两块模板组成。
5.2计算型腔模板周界
长度L=15+10+270+10+15=320
宽度N=15+10+135+10+15=185
图5-1
5.3选取标准的型腔模板周界尺寸
首先确定模架宽度,N=185最接近于标准尺寸250,则选250×L;然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=320的500。
最终确定的模架规格为250×500。
5.4确定模板厚度
A板定模板,用来固定型腔镶块,因型腔镶块采用盲孔式,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=111.67+9.9=121.57,选取标准中A板厚度HA=160mm。
B板动模板,用来固定型芯,采用盲孔式,B板厚度=(0.5~1)型芯高度,型芯高度108.65mm,则B板厚度HB在54.325~108.65之间,标准化取HB=50mm。
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=20mm,推杆固定板厚度=15mm,塑件推出距离=型芯高度+(4-5)=50+5=55mm,则C板厚度=20+15+55=90,选标准Hc=170mm。
图6-1
5.5检验模架与注射机的关系
模具外形尺寸350×250<拉杆空间440×540,适合。
最大模具厚度450>模具厚度431>最小模具厚度300,合理。
开模行程小于最大开合模行程500,合理。
6浇注系统
浇注系统是指模具中由注射机喷咀到型腔之间的进料通道。
其作用是将塑料熔料充满型腔,且将注射压力传递到型腔的各个部位,以获得组织致密、外形清晰、表面光滑和尺寸
浇注系统设计原则
浇注系统设计好与否对塑件性能、外观和成型难易程度影响颇大,设计浇注系统时应遵循以下基本原则。
1.了解塑料成型性能,如塑料熔体的流动特性、温度、剪切速率对粘度的影响,设计时适应其特性。
2.流程要短,减少压力和热量损失及塑料消耗,同时缩短充模时间。
3.排气良好,使料流平稳顺利充满型腔。
4.防止型芯变形和镶件位移,避免料流直冲较小的型芯和镶件。
5.防止塑件变形、冷疤、熔接痕等缺陷。
型腔布局为一模两腔,塑件结构简单,因此,采用矩形浇口。
浇注系统组成为主流道、分流道、浇口。
浇口套
图7-1
主流道
主流道是指紧接注塑机喷咀到分流道为止的一段流道,它开在分型面上,与注塑机喷咀同一轴线,不改变物料流动方向。
为了使主流道中凝料顺利从主流道中拔出,把主流道设计成圆锥形。
圆锥形,锥角a=3°,表面粗糙度Ra0.63um。
长度L由装配决定,完整尺寸见浇口套零件图。
设计成浇口套形式,节约优质钢材,便于拆更换。
分流道
分流道是主流道与浇口之间进料通道,使熔料平稳、均衡地分流。
分流道的截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等,如图所示。
从容易加工、减少流动阻力、减少热两损失(即比表面积越小越好)分析,不同截面形状各有利图形截面:
其比表面积最小,故热量散失小、阻力亦小,单分流道需在动定模两侧,而且要相互吻合,制造困难,费用高。
梯形、U形截面:
因开设在一个模板上,故加工容易,且热量损
失均不太大,故为常用形式。
半圆
选用常用的圆形截面分流道,直径取12mm,长度为44mm.
浇口
采用侧浇口,查表《矩形侧浇口基本尺寸》,已知材料为ABS,塑件壁厚3mm,简单塑件,则浇口厚度取h=1mm。
宽b=(3~10)h,取b=3h=3×1=3mm。
长度L=(0.7~2)mm,取L=9mm。
侧浇口截面较小,减少了浇注系统塑料的消耗量,同时去除浇口容易,不留明显痕迹。
浇
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