电气盒盖注射模设计.docx
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电气盒盖注射模设计.docx
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电气盒盖注射模设计
常州信息职业技术学院
学生毕业设计报告
系别:
机电工程学院
专业:
模具设计与制造
班号:
模具086
学生姓名:
刘青
学生学号:
0804100604
设计(论文)题目:
电气盒盖注射模设计
指导教师:
赖华清
设计地点:
常州信息职业技术学院
起迄日期:
2010.6.26~2010.8.24
毕业设计任务书
专业模具设计与制造班级模具086姓名刘青
一、课题名称:
电气盒盖注射模设计
二、主要技术指标:
(1)制件大批量生产,不得有毛边;
(2)未注圆角R2,表面粗超度Ra1.6
(3)材料ABS
(4)设计的塑料模必须保证操作维护安全、方便,与注射机能够匹配。
(5)尽量选用标准模架。
三、工作内容和要求:
(1)查阅相关文献资料,完成开题报告;
(2)分析零件的成形工艺性,制品的基本参数的计算及注射机选用,模具类型及结构的确定;
(3)模具和成型机械关系的校核;
(4)模具零件的必要计算;
(5)使用AutoCAD绘制模具装配图(绘制比例1:
1,打印在4图纸上),绘制型芯、型腔及重要零部件零件图(绘制比例1:
1,打印在A4纸上);
(6)编写设计说明书(不少于8000字);要上交电子文档和打印文档;
四、主要参考文献:
1.蒋文生.模具设计与制造简明手册[M]上海.上海科学技术出版社.1998
2.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计北京[M].机械工艺出版社.1995
3.齐卫东.塑料模具设计与制造[M]北京.高等教育出版社.2008
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
毕业设计开题报告
设计(论文题目)
电气盒盖注塑模具设计
一、选题的背景和意义:
随着现代工业发展的需要,模具是重要的工艺装备之一,它在工农业生产以及日常生活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,所以在电子,汽车、电机、电器、飞机、仪表,家电和通讯等产品中大部分零部件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提高,是塑料成型加工工业,发展必不可少的重要条件。
模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
此次,通过对端盖注塑模具的设计,可以使我对注塑模有更深刻的理解而且可以熟练掌握相关软件,同时也锻炼了我综合运用所学知识解决实际问题的能力。
二、课题研究的主要内容:
完成塑料成型工艺及模具设计,具体内容及:
查阅相关文献资料,完成开题报告分析零件的成形工艺性,制品的基本参数的计算及注射机选用,模具类型及结构的确定模具成型机械关系的校核;制型芯、型腔及重要零部件零件图使用AutoCAD绘制模具装配图绘模具零件的必要计算;选择成型设备,选用标准模架,最重要的是保证模具设计的精度要求。
设计的塑料模必须保证操作维护安全、方便,与注射机能够匹配。
三、主要研究(设计)方法论述:
到模具企业进行模具制造现场学习,通过拆装模具了解模具设计的原理及所用到的知识,去图书馆查阅关于注塑模设计的资料,分析塑件的结构,计算型芯型腔等重要尺寸,使用UG,CAD软件来提高设计效率,多方面考虑模具设计的要求以及选择成型设备、模架是否符合条件。
将所学知识与实践结合,在反复学习实践中不断理解完善所学知识。
四、设计(论文)进度安排:
时间
工作内容
2010.6.26~2010.6.27
接受毕业设计任务书,完成审题;
2010.6.28~—2010.7.7
收集资料,构思方案,进行方案比较;
2010.7.8~2010.7.15
完成毕业设计开题报告;
2010.7.16~2010.8.1
择优而行,确定总体设计方案;
2010.8.2~2010.8.15
完成塑料模具设计草图和设计说明初稿;
2010.8.16~2010.8.20
审查并修改完善毕业设计初稿;
2010.8.21~2010.8.22
完成毕业设计全套图纸和设计说明正稿;
2010.8.23
准备毕业设计答辩;
2010.8.24
进行毕业设计答辩;
五、指导教师意见:
指导教师签名:
年月日
六、系部意见:
系主任签名:
年月日
目录
电气盒盖注射模设计
0、前言1
1、塑件的工艺性分析2
1.1塑件材料特性分析2
1.2塑件材料成形性能分析3
1.3塑件尺寸精度分析3
1.4塑件形状结构分析3
1.5塑件成形工艺参数确定4
2、模具结构设计4
2.1确定模具总体结构类型4
2.2分型面的选择4
2.3型腔布局5
3、注射机的选择5
3.1计算塑件的体积、质量5
3.2确定模具型腔数量6
3.3选择注射机6
4、成型零件设计7
4.1结构设计7
4.2工作尺寸计算7
4.3型腔侧壁计算9
4.4选择标准模架9
4.5浇注系统设计11
4.6推出机构设计12
4.7温度调节系统…………………………………………………………12
4.8排气系统………………………………………………………………12
5、注射机的校核12
5.1最大注射量……………………………………………………………12
5.2注射压力………………………………………………………………12
5.3锁模力…………………………………………………………………12
5.4安装部分尺寸…………………………………………………………12
5.5开模行程………………………………………………………………12
5.6推出机构………………………………………………………………13
6、装配图、零件图………………………………………………………………13
6.1装件图…………………………………………………………………13
6.2零件图…………………………………………………………………13
7、模具工作过程13
8、小结13
9、答谢词14
附录……………………………………………………………………………………………………………….15
电气盒盖注射模设计
摘要:
电器盒盖注射模采用热嘴结构从产品背面的中心进料,既改善了ABS料的流动性,又节约了成型后的浇道凝料,还缩短了塑件的成型周期。
模具结构利用斜滑块内侧抽芯机构的工作机理,实现在定模一侧设置顶出机构顶出注射成型后的塑件,满足了产品的外观质量要求。
经产品大批量的生产验证,模具结构满足成型工艺要求,生产效率高,脱模动作可靠,产品质量好。
关键词:
电器盒盖、注射模、斜滑块内侧抽芯机构.
Abstract:
Electricallidinjectionmoldnozzlestructurebyheatfromthecenterofthebackofthefeedproducts,bothtoimprovetheliquidityofABSmaterial,butalsosavethemoldingmaterialaftertherunnercondensate,alsoshortentheplasticpartsofthemoldingcycle.Diestructureusingobliquecoremechanisminsidetheslidermechanismoftheworktoachieveinthesettingmodetosetthetopsideofthebodyafterthetopoftheinjectionmoldingofplasticparts,theappearanceoftheproducttomeetqualityrequirements.Themassproductionproductvalidation,moldstructureformingprocessrequirementstomeetthehighproductionefficiency,strippingandreliability,productquality.
Keywords:
Electricallid,injectionmold,obliqueinnercorepullingthesliderbody.
0.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。
特别是在电子业中则为突出。
电子产品的外客大部分是塑料制品,产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能。
成型工艺和制品的设计。
塑料制品的成型方法很多。
其主要用于是注射,挤出,压制,压铸和气压成型等和气压成型等。
而注射模,挤出约占成型总数的60%以上。
注射成型分为加料,熔融塑料,注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。
当然如利用电气控制。
可实现半自动化或自动化作业。
塑料注射模主要用于热塑料制品的成型,已成功的用于成型热固塑性塑料制品,它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。
注射模的基本组成是:
定模机构,动模机构,浇注系统,导向装置,顶出机构,芯机构,冷却和加热装置,排气系统。
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。
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。
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CAD完成的一个电器盒盖注射模设计过程。
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。
1.塑件的工艺分析
塑件的成形工艺性分析
塑件名称:
电器盒盖(如图1-1和1-2所示)
生产批量:
大批量生产
材料:
丙烯腈—丁二烯——苯乙烯共聚物(ABS)
未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT7
图1-1塑件二维图
图1-2塑件三维图
塑件的工艺性分析包括塑件的塑件材料特征分析、塑件材料成型性能分析、塑件的精度分析、塑件的结构工艺性分析、塑件的成形工艺参数确定。
其具体分析如下:
1.1塑件材料特性
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塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈-丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物,也可以称改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。
ABS是一种常用的具有良好综合力学性能的工程塑料。
ABS无毒、无味,成型塑件的表面有较好的光泽。
ABS具有良好的机械强度,特别是抗冲击性高。
ABS还具有一定的耐磨性,耐寒性,耐水性,化学稳定性和电性能。
ABS的缺点是耐热性不高,并且耐气候性较差,在紫外线作用下易变硬发脆。
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,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。
1.2塑件材料成型性能
使用ABS注射成型塑料制品时,由于熔体年度较高,因此塑件对型芯的包紧力较大,故塑件应采用较大的脱模斜度。
两外熔体粘度较高,使ABS制品易产生熔接痕,所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。
ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理。
在正常的成型条件下,ABS的尺寸稳定性较好。
1.3塑件的尺寸精度分析
如图1所示:
此塑件有2个尺寸标注公差,分别是380+0.1、180+0.1,按标准GB/T14486-1993中380+0.1、180+0.1为MT1精度,属于高精度,在模具设计和制造过程中应保证此尺寸精度要求;其余尺寸未注公差,按MT5级精度。
表面质量:
塑件表面不得有毛边,表面粗糙度为Ra1.6。
因为ABS易吸水使成型塑件表面出现斑痕,云纹等缺陷。
表面不得有明显的浇口痕迹。
所以为了保证塑件表面的光泽应该考虑温度。
1.4塑件的结构分析
此塑件为薄壁壳体零件,腔体深30mm。
壁厚均匀1mm,大于最小壁厚要求。
总体尺寸φ40mm×20mm×30mm,属于小型塑件。
侧壁无斜度,由于高度较小,可以顺利脱模。
塑件顶面内圆角R1mm,外圆角R2mm,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。
又因产量为大批量生产,采用注射成形具有较高的经济效益。
1.5塑件成型工艺参数确定
查表[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
2.模具结构设计
2.1确定模具总体结构类型
由于塑件为薄壁壳体零件且塑件内侧有四个挂钩,另外塑件塑件底部有三个中心通孔,因此,本设计采用中心浇口浇注系统,模具总体结构采用斜滑块内侧抽芯机构。
2.2分型面的选择
首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向,根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则,则此塑件的分型面选在盒盖的下底面处,如图2-1所示。
图2-1分型面
2.3型腔布局
模具形状较简单,质量中等,生产批量较大,由于塑件不能一次脱模成型,所以应使用单型腔注射,采用一模一腔注射成型。
如图2-2所示
图2-2型腔分布图
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=4cm3,ABS的密度为1.02~1.05g/cm3,则质量M=4×1.05=4.2g。
如图3-1所示
图3-1塑件体积
3.2确定模具型腔数量
塑件是大批量生产,且塑件精度要求很高,由于塑件为薄壁壳体零件且塑件内侧有四个挂钩,另外塑件塑件底部有三个中心通孔,适合采用一模一腔注射成型。
3.3选择注射机
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=1,Vs=5cm3,估计Vj=3cm3
则Vmax≥(5+3)/0.8
=10cm3
查表[3]注射机的主要技术参数,初步选择XS—ZY—125的注射机。
明确注射机的规格参数:
明确注射机的规格参数:
大注射量125cm3
射压力120MPa
大开模行程300mm
板尺寸428mm×458mm
模力900kN
模具厚度最大300mm、最小200mm
拉杆空间260mm×290mm
喷嘴尺寸圆弧半径R12mm、孔直径φ4mm
定位孔直径φ100mm
顶出形式两侧顶出,孔径φ22mm,孔距230mm
4.成型零件设计
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,则应选用优质模具钢,为节省贵重钢材,型腔和型芯都宜于采用组合式结构,此外,组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。
型芯、腔简单,选择通孔台肩式,其为最常用的方法。
其结构形式见图4-1、4-2
图4-2型腔结构
图4-1型芯结构
4.2工作尺寸计算
对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算,其余则按简化公式计算。
查表可知ABS的收缩率Smin=0.3%,Smax=0.8%,则其平均收缩率Scp=(Smin+Smax)/2=(0.3%+0.8%)/2=0.55%
型芯的径向尺寸
380+0.1型芯的径向尺寸
LM0-δz=[(1+S平均)Ls+XΔ]-δz0(取X=3/4,δz=1/4Δ,未注公差取IT5级,Ls=塑件的内形最小尺寸))
=[(1+0.55%)38+0.75X0.1]-0.0250
=38.284-0.0250
180+0.1型芯的径向尺寸
LM0-δz=[(1+S平均)Ls+XΔ]-δz0
=[(1+0.55%)18+0.75X0.1]-0.0250
=18.174-0.0250
15—150+0.19型芯的径向尺寸
LM0-δz=[(1+S平均)Ls+XΔ]-δz0
=[(1+0.55%)15+0.75X0.19]-0.04750
=15.225-0.04750
3.5—3.50+0.1型芯的径向尺寸
LM0-δz=[(1+S平均)Ls+XΔ]-δz0
=[(1+0.55%)3.5+0.75X0.1]-0.0250
=3.594-0.0250
2—20+0.1型芯的径向尺寸
LM0-δz=[(1+S平均)Ls+XΔ]-δz0
=[(1+0.55%)2+0.75X0.1]-0.0250
=2.086-0.0250
3—30+0.1型芯的径向尺寸
LM0-δz=[(1+S平均)Ls+XΔ]-δz0
=[(1+0.55%)3+0.75X0.1]-0.0250
=3.092-0.0250
型芯的高度尺寸尺寸
hm-δz0=[(1+S平均)hs+1/3Δ]-δz0(hs塑件的内形深度的最小尺寸)
29—290+0.25型芯的高度尺寸
hm-δz0=[(1+S平均)hs+1/3Δ]-δz0
=[(1+0.55%)29+1/3X0.25]-0.06250
=29.243-0.06250
1—10+0.1型芯的高度尺寸
hm-δz0=[(1+S平均)hs+1/3Δ]-δz0
=[(1+0.55%)1+1/3X0.1]-0.0250
=1.039-0.0250
型腔的径向尺寸
LM+δz0=[(1+S平均)Ls-XΔ]δz0(取X=3/4,δz=1/4Δ,未注公差取IT5级,Ls=塑件的外形最大尺寸))
40—400+0.28型腔的径向尺寸
LM+δz0=[(1+S平均)Ls-XΔ]δz0
=[(1+0.55%)40.28-3/4X0.28]+0.070
=40.292+0.070
20—200+0.22型腔的径向尺寸
LM+δz0=[(1+S平均)Ls-XΔ]δz0
=[(1+0.55%)20.22-3/4X0.22]+0.0550
=20.166+0.0550
型腔的深度尺寸
Hm+δz0=[(1+S平均)Hs-XΔ]δz0(取X=1/3,δz=1/4Δ,未注公差取IT5级,Hs=塑件高度的最大尺寸))
Hm+δz0=[(1+S平均)Hs-XΔ]δz0
=[(1+0.55%)30.25-1/3X0.25]0.06250
=30.3330.06250
中心距尺寸
Cmδz/2=(1+S平均)Csδz/2(塑件的孔中心距尺寸,其余各符号的意义同上)
10—100+0.14中心距尺寸
Cmδz/2=(1+S平均)Csδz/2
=(1+0.55%)10+0.035/2
=10.072
4.3型腔侧壁计算
此模具采用组合式矩形型腔,查表[3],已知矩形型腔内壁短边20mm,则型腔壁厚S1=9mm,模套壁厚S2=22mm。
4.4选择标准模架
(1)确定模架组合形式
此设计中模架标准采用GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》。
由于塑件为薄壁壳体零件且塑件内侧有四个挂钩,另外塑件塑件底部有三个中心通孔,使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹,不宜采用。
所以采用推杆推动滑块型芯推出机构完成塑件的推出,这种方法结构简单,推出力均匀,塑件在推出时变形小,推出可靠。
最终采用推板推出机构,定模采用两块模板,动模采用一块模板组成,则应选择A3型。
(2)计算型腔模板周界
此模具采用组合式矩形型腔,查表[3],已知矩形型腔内壁短边20mm,则型腔壁厚S1=9mm,模套壁厚S2=22mm。
查公式[3],t≥(C`Pb4/E[])1/3,l/b=40/20=2.0则C`=0.0277,已知p=35MPa,b=20mm,[]≤0.05mm,带入公式t≥(C`Pb4/E[])1/3
=(0.0277×35×204/2.06×105×0.01)1/3
=4.2mm
型腔模板周界如图4-3所示
图4-3型腔模板周界
长度L=22+9+40.292+9+22=102.2
宽度B=22+9+20.166+9+22=82.166
(3)选取标准的型腔模板周界尺寸
首先确定模架宽度,L=125,B=100。
最终确定模具总体结构采用斜滑块内侧抽芯机构单分型面注射模。
(4)确定模板厚度
A板定模板,用来嵌入型腔镶块,因型腔镶块采用通孔台肩式,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=30+20=50,选取标准中A板厚度HA=50mm。
B板动模板,用来固定型芯,采用通孔台肩式,B板厚度=(0.5~1)型芯高度,型芯高度29mm,则B板厚度HB在14.5~29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=12.5mm,推杆固定板厚度=10mm,塑件推出距离=型芯高度+(5~10)=29+5=34mm,则C板厚度=
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