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紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2012 屆 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計開題報告 姓名 劉兆炫 系部 機(jī)電系 專業(yè) 模具設(shè)計與制造 班級 模具 3091 題目 保險板連接件注射模設(shè)計 一 選題背景 目的及意義 背景 在實(shí)習(xí)期間和同學(xué)出去玩時 看到十字路口看到了汽車事故 就想到了汽車 保險 上網(wǎng)查了以下汽車保險方面的 找到了汽車保險板連接件 看了看是塑料的 于 是就想到了注射模 上網(wǎng)看了看有點(diǎn)難度不過是可以挑戰(zhàn)的 所以就用來做畢業(yè)設(shè)計題 材了 目的 通過撰寫畢業(yè)設(shè)計讓學(xué)生不斷了解注射模的設(shè)計過程 并針對目前注射模具 的發(fā)展趨勢從而分析模具的設(shè)計走向 意義 對自己知識的填填充和全面檢驗(yàn) 以及對軟件的學(xué)習(xí)和鞏固 二 主要內(nèi)容及提綱 1 緒論 1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 塑件成型工藝性分析 3 模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 4 注射模設(shè)計的有關(guān)尺寸計算 5 非標(biāo)準(zhǔn)零件及組裝和爆炸圖的三維設(shè)計 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 三 主要方法和措施 通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度 廣泛的查閱 深入的研究 對閱讀文獻(xiàn)進(jìn)行細(xì)致的歸納 1 帶著課題進(jìn)行社會實(shí)踐并收集注射模相關(guān)資料 2 深入學(xué)習(xí)注射模的結(jié)構(gòu)及注射過程 3 獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計 4 大量閱讀有關(guān)資料 深入到社會調(diào)研 四 主要參考文獻(xiàn) 1 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 清華大學(xué)出版社 2 Pro E 4 0 模具設(shè)計實(shí)例詳解 M 北京 清華大學(xué)出版社 3 AutoCAD 2007 中文版實(shí)用教程 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 4 ro E 野火 5 0 中文版模具設(shè)計高級應(yīng)用 M 北京電子工業(yè)出版社 5 Pro E 3 0 中文版基礎(chǔ)教程 M 北京 科學(xué)出版社 6 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 清華大學(xué)出版社 7 Pro E 3 0 高級設(shè)計 M 北京北京電子工業(yè)出版社 8 注射模設(shè)計與制作教程 M 清華大學(xué) 五 畢業(yè)設(shè)計推進(jìn)計劃 2011 年 11 月中旬 12 月上旬 依照任務(wù)書閱讀文獻(xiàn) 收集資料準(zhǔn)備草案 2011 年 12 月上旬 12 月中旬 確定方案 編寫設(shè)計開題報告 并交老師審核 2011 年 12 月中旬 2012 年 3 月中旬 完成初稿 交老師審核 2012 年 3 月中旬 4 月下旬 完成二稿 交老師審核 2012 年 4 月下旬 5 月下旬 定稿并提交畢業(yè)設(shè)計相關(guān)資料 準(zhǔn)備答辯 2012 年 6 月 2 日 6 月 3 日 答辯 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師意見 對選題的有效性 研究方法的正確性 課題的廣度 深度的意見及開題 是否通過 通過 修改后通過 未通過 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 注 開題報告裝訂在畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書后 開題是否通過請指導(dǎo)教師在括號內(nèi)打 紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 論文 題 目 保險板連接件注塑模設(shè)計 副 標(biāo) 題 學(xué) 生 姓 名 劉兆炫 所在系 專業(yè) 機(jī)電系 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 3091 指 導(dǎo) 教 師 程洋 日 期 2012 年 5 月 28 日 摘 要 I 摘 要 隨著計算機(jī)硬件和軟件的快速發(fā)展 CAD 已經(jīng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域越來越成熟 在機(jī)床 制造工業(yè)中 CAD 的應(yīng)用已相當(dāng)普及 成為國內(nèi)外機(jī)床制造工業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品 組織規(guī)模 生產(chǎn) 加強(qiáng)市場競爭的重要手段 特別是在縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 提高產(chǎn)品性能 質(zhì)量 可靠性和降低成本等方面 起著重要的作用 在快速的社會 汽車被廣泛應(yīng)用 但汽車事故發(fā)生比例越加上升 對于汽車本身 保險需不斷加強(qiáng) 由此 本次設(shè)計為汽車保險板連接件 Proe 軟件的功能非常豐富 包括三維設(shè)計建模 三維曲面建模 模型的空間轉(zhuǎn)換 顯示控制和觀察 零件裝配及干涉檢驗(yàn) 平面出圖 渲染處理 資料驗(yàn)證 數(shù)據(jù)交換 文件管理及數(shù)據(jù)庫等功能 Proe 采取參數(shù)化特征建模技術(shù) 具有特征建模 模塊化 集成化程度高及兼容性好等特點(diǎn) 關(guān)鍵詞 Proe 模具 保險板 目 錄 I 目 錄 摘 要 I 1 緒論 1 1 1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 2 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 2 1 網(wǎng)絡(luò)的 CAD CAE CAM 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 1 1 3 設(shè)計的目的 1 2 塑件成型工藝性分析 2 2 1 塑件 2 2 1 1 塑件的尺寸圖 2 2 1 2 塑件表面質(zhì)量分析 2 2 2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 3 2 2 1 注射成型過程 3 2 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 3 2 2 3 塑件的原材料 3 2 2 4 ABS 塑料 性能 3 3 模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 4 3 1 分型面的選擇 4 3 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 4 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 4 3 3 1 主流道 5 3 3 2 分流道 5 3 3 3 澆口 5 3 3 4 冷料穴 7 3 3 5 側(cè)澆口 7 3 3 6 分流道的表面粗糙度 7 3 4 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 7 3 4 1 抽芯距與抽芯力的計算 8 3 4 2 斜導(dǎo)柱截面尺寸的確定 8 3 5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 9 3 5 1 注射模的脫模機(jī)構(gòu) 9 3 5 2 脫模斜度 9 3 6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 9 3 7 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 10 3 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 10 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 10 3 10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 11 4 注射模設(shè)計的有關(guān)尺寸計算 11 4 1 成型零件尺寸計算 11 4 2 主流道尺寸 11 5 零件的三維設(shè)計 12 目 錄 II 5 1 零件設(shè)計 12 5 1 1 鍥緊塊 12 5 1 2 鑲件 12 5 2 組裝圖設(shè)計 12 5 3 爆炸圖設(shè)計 13 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 14 6 1 模具閉合高度的確定和校核 14 6 2 模具安裝部分的尺寸校核 14 致 謝 15 參考文獻(xiàn) 16 結(jié) 論 17 保險板連接件注塑模設(shè)計 1 1 緒論 1 1我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 在引進(jìn)的塑料模具中 以科技含量較高的模具居多 如高精度模具 大型模具 熱流道模具 氣輔及高壓注射成型模具等 現(xiàn)代塑料制品對表面光潔度 成型時間都 提高了更高的要求 因而也推動了塑料模具的發(fā)展 以電視機(jī)塑料外殼模具為例 其 精度已由以前的 0 05 0 1mm 提高到 0 005 0 01mm 制造周期也由 8 個月縮短到了 2 個 月 并且使用壽命也由過去可制 10 萬 20 萬件制品延長到了可 60 萬件制品 從電視機(jī) 外殼塑料模具的發(fā)展可以看到 高精密 長壽命 短周期 低成本是模具的發(fā)展方向 目前我國使用覆蓋率和使用量最大的模具標(biāo)準(zhǔn)件為冷沖模架 注塑模架和推桿管這三 類產(chǎn)品 以注塑模架為例 目前全國總產(chǎn)值有 20 多億元 按照需求 國內(nèi)約需注塑模 架 30 多億元 而實(shí)際上國內(nèi)市場并未達(dá)到這個規(guī)模 其中主要一個原因就是模具廠家 觀念舊 注塑模架自產(chǎn)配比例較高 外購很少 這樣做廠家不僅重復(fù)制造本應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化 的購件 延長了模具生產(chǎn)周期 又不利于維修 很多相關(guān)的模具標(biāo)準(zhǔn)件并沒有相關(guān)的 國家標(biāo)準(zhǔn) 因此制定模具構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作也是當(dāng)務(wù)之急 1 2 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 美國 1991 年發(fā)表的 國家關(guān)鍵技術(shù)報告 認(rèn)為 材料領(lǐng)域的進(jìn)展幾乎可以顯著改 進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)所有部門的產(chǎn)品性能 提高它們的競爭能力 因此把材料列為六大關(guān)鍵技術(shù) 的首位 這是由于先進(jìn)材料與制造技術(shù)是未來國民經(jīng)濟(jì)與國防力量發(fā)展的基礎(chǔ) 是各種 高 新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)用產(chǎn)品與商品的關(guān)鍵 當(dāng)前各種新材料市場規(guī)模超過 1000 億 美元 預(yù)計到 2000 年將達(dá) 4 000 億美元 由新材料帶動而產(chǎn)生的新產(chǎn)品新技術(shù)則是一 個更大的市場 以上參展項(xiàng)目基本上代表了當(dāng)前國際和國內(nèi)的先進(jìn)水平和發(fā)展趨勢 具體表現(xiàn)在如下個方面 1 2 1 網(wǎng)絡(luò)的 CAD CAE CAM 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 隨著計算機(jī)硬件與軟件的進(jìn)步以及工業(yè)部門的實(shí)際需求 國外許多著名計算機(jī)軟 件開發(fā)商已能按實(shí)際生產(chǎn)過程中的功能要求劃分產(chǎn)品系列 在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)了 CAD CAM 的一體化 解決了傳統(tǒng)混合型 CAD CAM 系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作 要求的問題 以便更能符合實(shí)際應(yīng)用的自然過程 例如英國達(dá)爾康公司在原有軟件 DUCT5 的基礎(chǔ)上 為適應(yīng)最新軟件發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際而在最近推出的 CAD CAM 集成化 系統(tǒng) Delcam s Power Solution 該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模 逆問工程 工業(yè)設(shè)計 工程 制圖 仿真分析 快速原型 數(shù)控編程 測量分析等領(lǐng)域 1 3設(shè)計的目的 此次畢業(yè)設(shè)計給了我親自動手的機(jī)會 是大學(xué)三年學(xué)習(xí)的一個總結(jié) 中國的塑料 模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展是需要理論和實(shí)踐相結(jié)合的 所以這次畢業(yè)設(shè)計的意義十分 重大 目的是通過對該零件的注塑模工藝的設(shè)計 了解注塑模具的設(shè)計步驟 ABS 等材 料的各項(xiàng)性能指標(biāo) 工藝方案的選擇 和側(cè)向抽芯技術(shù)的掌握 保險板連接件注塑模設(shè)計 2 2 塑件成型工藝性分析 2 1塑件 如圖1 本塑件為汽車上的保險板的連接件結(jié)構(gòu)簡單 壁厚均勻 精度要求一般 精度為 材料是 ABS 成型性能一般 其他并無特殊要求 圖 1 保險板連接件 2 1 1 塑件的尺寸圖 如下圖 2 圖 2 塑件尺寸圖 2 1 2 塑件表面質(zhì)量分析 影響塑件精度的因素很多 塑料的收縮 注塑成型條件 時間 壓力 溫度 等 塑件形狀 模具結(jié)構(gòu) 澆口 分型面的選擇 飛邊 斜度 模具的磨損等都直接影 響制品的精度 按 SJ1372 1978 標(biāo)準(zhǔn) 塑料件尺寸精度分為 8 級 本塑件所用材料為 丙烯烴 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 由此查塑料模具設(shè)計手冊可知 本塑件宜選用 一般精度 5 級 根據(jù)塑件要求 塑件沒有較高的表面粗糙度要求 粗糙度可取 0 4 由 于此塑件是大批量生產(chǎn) 外形為不規(guī)則 選用型腔為二個 型腔設(shè)計多個使它的外形增 大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本高 根據(jù)本塑件的特征采用注射成型的生產(chǎn)效率高 保險板連接件注塑模設(shè)計 3 2 2 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 2 2 1 注射成型過程 1 成型前的準(zhǔn)備 對 ABS 的色澤 細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn) 2 注射過程 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱 塑化達(dá)到流動狀態(tài)后 由模具的澆 注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型 其過程可以分為充模 壓實(shí) 保壓 倒流和冷卻 5 個階段 3 塑件的后處理 采用調(diào)濕處理 紅外線燈烘箱 熱處理溫度 70 處理時間 2h 2 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 1 注射機(jī) 螺桿式 2 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 3 料筒溫度 150 170 后段 160 180 中段 180 190 前段 4 噴嘴溫度 16 180 5 模具溫度 40 60 6 注射壓力 MPa 100 130 7 成型時間 s 注射時間 0 5 保壓時間 20 50 冷卻時間 20 50 成型總 周期 50 100 2 2 3 塑件的原材料 1 ABS 樹脂是五大合成樹脂之一 其抗沖擊性 耐熱性 耐低溫性 耐化學(xué)藥品 性及電氣性能優(yōu)良 還具有易加工 制品尺寸穩(wěn)定 表面光澤性好等特點(diǎn) 容易涂裝 著色 還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬 電鍍 焊接 熱壓和粘接等二次加工 廣泛應(yīng)用于 機(jī)械 汽車 電子電器 儀器儀表 紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域 是一種用途極廣的熱塑 性工程塑料 2 ABS 塑 料 概 述 ABS 樹 脂 是 目 前 產(chǎn) 量 最 大 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 聚 合 物 它 將 PS SAN BS 的 各 種 性 能 有 機(jī) 地 統(tǒng) 一 起 來 兼 具 韌 硬 剛 相 均 衡 的 優(yōu) 良 力 學(xué) 性 能 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 2 2 4 ABS 塑料 性能 1 一 般 性 能 ABS 外 觀 為 不 透 明 呈 象 牙 色 粒 料 其 制 品 可 著 成 五 顏 六 色 并 具 有 高 光 澤 度 ABS 相 對 密 度 為 1 05 左 右 吸 水 率 低 ABS 同 其 他 材 料 的 結(jié) 合 性 好 易 于 表 面 印 刷 涂 層 和 鍍 層 處 理 ABS 的 氧 指 數(shù) 為 18 20 屬 易 燃 聚 合 物 火 焰 呈 黃 色 有 黑 煙 并 發(fā) 出 特 殊 的 臭 味 2 力 學(xué) 性 能 ABS 有 優(yōu) 良 的 力 學(xué) 性 能 其 沖 擊 強(qiáng) 度 極 好 可 以 在 極 低 的 溫 度 下 使 用 ABS 的 保險板連接件注塑模設(shè)計 4 耐 磨 性 優(yōu) 良 尺 寸 穩(wěn) 定 性 好 又 具 有 耐 油 性 可 用 于 中 等 載 荷 和 轉(zhuǎn) 速 下 的 軸 承 ABS 的 耐 蠕 變 性 比 PSF 及 PC 大 但 比 PA 及 POM 小 ABS 的 彎 曲 強(qiáng) 度 和 壓 縮 強(qiáng) 度 屬 塑 料 中 較 差 的 ABS 的 力 學(xué) 性 能 受 溫 度 的 影 響 較 大 3 熱 學(xué) 性 能 ABS 的 熱 變 形 溫 度 為 93 118 制 品 經(jīng) 退 火 處 理 后 還 可 提 高 10 左 右 ABS 在 40 時 仍 能 表 現(xiàn) 出 一 定 的 韌 性 可 在 40 100 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 使 用 3 模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 3 1 分型面的選擇 塑件設(shè)計階段 就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置 否則無法用模具成型 在 模具設(shè)計階段 應(yīng)首先確定分型面的位置 然后才選擇模具的結(jié)構(gòu) 分型面設(shè)計是否 合理 對塑件質(zhì)量 工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響 因此 分型 面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素 選在塑件外形最大輪廓處 有利于脫模 有利于保證塑件尺寸精度和表面質(zhì)量 有利于模具成型零件的加工 有利于鎖模 有利于排氣 由以上六點(diǎn)選擇分型面為 A 面 如圖 3 圖 3 分型面 3 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 為了制模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性 并保證塑件精 度 模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目 型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性 注射機(jī)的額 定鎖模力 注射機(jī)的最大注射量 制品的精度等 一般來說 大中型塑件和精度要求 高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié) 構(gòu) 但對于精度要求不高的小型塑件 沒有配合精度要求 形狀簡單 又是大批量生產(chǎn)時 若采用多型腔模 具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)效 率大為提高 該塑件精度要求不高 生產(chǎn)批量適中 選用型腔為二個 型腔布置 如圖 4 圖 4 型腔排布圖 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 如圖 5 所示 保險板連接件注塑模設(shè)計 5 圖 5 澆注系統(tǒng) 3 3 1 主流道 指從注射機(jī)噴嘴與模具的接觸部位起到分流道為止的一段流道 主流道與注射劑 噴嘴在一條線上 是熔融塑料進(jìn)入摸具時最先經(jīng)過的通道 為保證主流道與注射機(jī)噴 嘴緊密接觸 防止漏料 一般主流道與噴嘴對接處做成球面凹坑 其半徑 R2 R1 1 2 mm 其小端直徑 d1 d2 0 5 1 mm 凹坑深度取 h 3 5 mm 如圖 6 所示 圖 6 主流道 圖 7 分流道斷面 3 3 2 分流道 指介于主流道和澆口之間的一段通道 它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡通 道 能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換 如圖 7 所示 3 3 3 澆口 又稱進(jìn)料口 它是分流道與型腔之間的狹窄部分 也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分 這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來的熔融塑料生產(chǎn)加速 形成理想的流動狀態(tài)而 充滿型腔 同時還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用 并在成型后便于使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝 保險板連接件注塑模設(shè)計 6 料與塑件分離 如表 1 所示 表 1 名 稱 簡圖 特點(diǎn) 尺寸 直 澆 口 特點(diǎn) 由注入口直接進(jìn)料 應(yīng)用范圍 適合各種塑料成型 尤其 加工熱敏性及高粘度材料成型 高質(zhì)量的 大型或深腔殼 塑形塑件 主流道錐角 一般取 2 4 度 潛 伏 澆 口 特點(diǎn) 從澆道處以圓錐形通道或直接 以隧道式澆道進(jìn)入型腔 應(yīng)用范圍 多型腔摸 塑件外觀要求 較高時采用 45 60 環(huán) 形 澆 口 特點(diǎn) 環(huán)形澆口是直接澆口的變異形 式 熔料從中心以環(huán)形四周進(jìn)料 應(yīng)用范圍 應(yīng)用于芯型安裝一側(cè)的軸 對稱塑料 深 t 0 25 1 6 長度 l 0 8 1 8 輪輻 式澆 口 應(yīng)用范圍 適用于管狀塑料制品 且 澆口容易去除和節(jié)省材料 特點(diǎn) 可能會產(chǎn)生熔接痕 而且不可能制造出完 善的真圓 厚度是 0 8 至 4 8mm 寬度為 1 6 至 6 4mm 爪 形 澆 口 爪形澆口可在型芯的頭部開設(shè)流道 也可在主流道下端開設(shè)流道 但加工困難 爪形芯有自動定心的作用 側(cè) 澆 口 特點(diǎn) 側(cè)澆口是從塑件側(cè)邊緣進(jìn)料的 一種澆口形式 能方便的調(diào)整澆口尺寸控 制剪切速率和澆口封閉時間 應(yīng)用范圍 廣泛應(yīng)用于多型腔摸中 斷面尺寸較小的塑件 A 塑件外 側(cè)表面積 扇 形 澆 口 特點(diǎn) 側(cè)澆口變異形式之一 是一種 逐漸展開的澆口 當(dāng)使用側(cè)澆口成型大型 平板狀塑件澆口寬度太小時 則可使用扇 形澆口 應(yīng)用范圍 多型腔摸 進(jìn)料邊寬度較 大的薄片狀塑件 厚度 0 25 至 1 6mm 寬 度 6 4 至 25 的型腔側(cè)壁的 長度 保險板連接件注塑模設(shè)計 7 平 縫 澆 口 與環(huán)狀澆口類似 但用于平直邊緣的 塑件 薄膜澆口適用于既平坦及大面積 且 翹曲要保持最小的設(shè)計 厚度是 0 25 至 0 63mm 其長 度必須短 大 約 0 63mm 寬 度約為模腔寬 度的 25 100 3 3 4 冷料穴 指直接對著主流道的孔或槽 其作用是儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭 以防止 冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量 或甚至堵塞澆口而影響注射成型 當(dāng)分流道較長時 其末端也應(yīng)開設(shè)冷料穴 但并不是所有澆注系統(tǒng)都具有上述各組成部分 在特殊情況 下設(shè)分流道或冷料穴 3 3 5 側(cè)澆口 一般開設(shè)在模具的分型面 從塑件的邊緣進(jìn)料 故稱邊緣澆口 其澆口截面形狀 一般為矩形 澆口的深度 h 決定著澆口的冷料時間 一般對中小型塑件 h 0 5 2mm 澆 口寬度 b 一般根據(jù)塑件的質(zhì)量來確定 一般對中小型塑件常取 b 1 5 5mm 澆口的長度 l 在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下取較短值為好 一般取 l 0 5 2mm 由于側(cè)澆口形狀簡單 加工方便 通過改變澆口尺寸能有效調(diào)整沖模時的剪切速率和澆口冷料時間 所以這 種澆口的應(yīng)用非常廣泛 特別是一模多腔的澆注系統(tǒng) 使用這種澆口非常方便 在去 除澆注系統(tǒng)中的冷料時也比較方便 其缺點(diǎn)是塑件的表面留有澆口痕跡 故選擇側(cè)澆 口 3 3 6 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體的流動 狀態(tài)較理想 因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 0 63 m 1 6 m 這樣的表面稍不光滑 有助于增大塑料熔體的外層流動阻力 避免 熔流表面滑移 使中心層具有較高的剪切速率 此處 Ra 1 6 m 3 4側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 如圖8圖9 圖 8 側(cè)抽芯裝配圖 圖 9 側(cè)抽芯平面圖 保險板連接件注塑模設(shè)計 8 3 4 1 抽芯距與抽芯力的計算 1 由塑件外形尺寸可以計算的抽芯距 S s 2 3 26 2 28mm 完成抽拔芯距 S 滑塊在開模方向所需移動的距離 即完成抽拔所需的開模行程 H Sctg 2 由于塑件冷縮時 只有側(cè)壁塑料包住型芯 也就是兩個小孔的內(nèi)壁與型芯接觸 而兩個小孔的內(nèi)壁是 n 狀的 沒有脫模斜度 所以這塊活動型芯的抽拔阻力 也就 是塑件收縮產(chǎn)生對側(cè)型芯的摩擦力 即 QFf塑 0 21 15835 3325 4N 式中 抽芯力 N 因塑件收縮產(chǎn)生對側(cè)型芯的正壓力 N 塑 塑件與型芯的摩擦系數(shù) 取 0 21 f 塑件收縮對型芯單位面積的正壓力 取 12MPap p N塑F 266411200583A 3 4 2 斜導(dǎo)柱截面尺寸的確定 本設(shè)計采用的是在中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式 其臺肩部相平于模面 角 度與抽拔角一致 材料多為 T8 T10 等碳素工具鋼 也可用 20 鋼作滲碳處理 由于斜 導(dǎo)柱經(jīng)常于滑塊摩擦 熱處理要求硬度 HRC 55 表面粗糙度 Ra 0 8 m 斜導(dǎo)柱固 定部分與模板的配合精度為 H7 m6 的過渡配合 1 圓柱形斜導(dǎo)柱直徑的確定 圓柱形斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 而彎曲力又取決于抽拔力 F 抽 拔角 以及受力點(diǎn)的位置 一般地 斜導(dǎo)柱和斜滑塊的斜孔的配合都有一定的間隙 0 2 0 4 在開模瞬 間定程距為 M 32 cos10wHFd sin2 HM 斜導(dǎo)柱直徑 m 抽芯力 Nc 受力點(diǎn)到固定板平面的距離 21mw w 抽拔角 斜導(dǎo)柱鋼材的許用彎曲應(yīng)力 MPa 碳素鋼取 137 2MPa 取 24mm 326107 21cos0d 2 斜導(dǎo)柱傾斜角 的選擇 斜導(dǎo)柱傾斜角 與斜導(dǎo)柱的有效工作長度 L 抽芯距 S 斜導(dǎo)柱完成抽芯時所需最 保險板連接件注塑模設(shè)計 9 小開模行程 H有關(guān) 增大 L 和 H 減小 有利于減小模具尺寸 但斜導(dǎo)柱所受的彎 曲力和側(cè)抽芯時的開模力將增大 反之亦反 綜合兩方面考慮 一般最常用為 21 本設(shè)計取 為 0 3 圓柱形斜導(dǎo)柱總長度的計算 斜導(dǎo)柱的總長度 123456 tantan 5 10 2cos2siDhdLL m 斜導(dǎo)柱總長度 mmD 斜導(dǎo)柱臺肩直徑 mm 斜導(dǎo)柱抽拔角 h 斜導(dǎo)柱固定板厚度 mmd 斜導(dǎo)柱工作部分直徑 mmS 抽芯距 得 根據(jù)上式代入數(shù)據(jù) 123456 245203tan0tan 5 10 cossi2LL m 88 mm 3 5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 3 5 1 注射模的脫模機(jī)構(gòu) 注射模的脫模機(jī)構(gòu)包括 頂針 司筒 推板 推塊等推出零件 復(fù)位桿 復(fù)位彈簧及頂針板先復(fù)位機(jī)構(gòu)等推出零件的復(fù)位零件 頂針固定板和頂針底板等推出零件的固定零件 高壓氣體頂出的氣閥等配件 內(nèi)螺紋脫模機(jī)構(gòu)中的齒輪 齒條 馬達(dá) 油缸等配件 3 5 2 脫模斜度 脫模機(jī)構(gòu)的動作方向與模具的開模方向是一致的 考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu) 可以使開模后塑件自動留在型腔中 所以不需要考慮脫模斜度 3 6推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 1 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 2 使制品在推出過程中不變形不損壞 3 機(jī)構(gòu)簡單 推出動作可靠 4 使脫模后的制品有良好的外觀 5 合模時的準(zhǔn)確復(fù)位 3 7 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 根據(jù)塑件尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)模架為 CI1830 A50 B60 保險板連接件注塑模設(shè)計 10 3 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在成型過程中 模具溫度會直接影響到塑料的充模 定型 成型周期和塑件 質(zhì)量 模具溫度過高 成型收縮大 脫模后塑件變形率大 而且還容易造成溢料和粘 模 溫度過低 則熔體流動性差 塑件輪廓不清晰 表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等 缺陷 當(dāng)模溫不均勻時 型芯和型腔溫差過大 塑件收縮不均勻 導(dǎo)致塑件翹曲變形 會影響塑件的形狀和尺寸精度 通常溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種 一 般注塑到模具內(nèi)的塑料溫度為 200 左右 而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在 60 以下 熱塑性塑料在注射成型后 必須對模具進(jìn)行有效的冷卻 使熔融塑料的熱 量盡快地傳給模具 以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 1 冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多 冷卻通道孔徑要盡量大 2 冷卻通道的布置應(yīng)合理 3 冷卻回路應(yīng)有利于降低冷卻水進(jìn) 出口水溫的差值 4 冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理 5 冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等 6 冷卻水道要避免接近熔痕部位 以免熔接不牢 影響塑件的精度 此模具采用水冷的特點(diǎn) 在模具內(nèi)設(shè)有冷卻水道 使循環(huán)水通過型芯內(nèi) 從而使 模具得到冷卻 此方式生產(chǎn)效率高 控制比較方便 如圖 10 所示 圖 10 冷卻系統(tǒng)排布圖 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 排氣系統(tǒng) 常用于零件特征較深的部位與蓋類摸具的母模仁分型面上 通?？山?決型腔填充不滿的問題 如果排氣系統(tǒng)設(shè)計得不合理 零件可能出現(xiàn)困氣與缺膠等現(xiàn) 象 排氣的形式很多 如利用鑲件 鑲針及專用輸氣鋼等 頂針 偏頂與司筒也可以 起排氣的作用 3 10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能夠保證注射模具準(zhǔn)確的開合模 并在模具中起定位 導(dǎo)向和承受一定 側(cè)壓力的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和精定位裝置 導(dǎo)柱與導(dǎo)套是標(biāo)準(zhǔn)件 其一導(dǎo)柱固定部分的直徑與導(dǎo)套外徑相同 配合 H7 k6 其二四個導(dǎo)柱導(dǎo)套中必須有一 保險板連接件注塑模設(shè)計 11 個錯開 2mm 其目的在于保證模具安裝 合模的安全 防止因一時疏忽 將動 定模的 方向裝反 造成損壞模具的事故 其三 導(dǎo)柱的有效導(dǎo)向長度為型芯超過分型面的高 度還要高出導(dǎo)柱直徑的 1 5 倍 以便于在合模時順利復(fù)位避免脫落 歪斜等事故的發(fā) 生 4 注射模設(shè)計的有關(guān)尺寸計算 4 1 成型零件尺寸計算 1 查相關(guān)手冊可得 ABS 收縮率 S 0 3 0 7 對于這個產(chǎn)品我們將收縮率定為 0 6 根據(jù)塑件尺寸公差的要求 模具的制造公差取 Z 3 2 抽芯機(jī)構(gòu)零件的尺寸計算 A 抽芯距的計算 S h 2 3 10 3 13 B 滑塊傾角的確定 此塑件抽芯距較大 選擇 a 24 4 2主流道尺寸 1 主流道小端直徑 D 注射機(jī)噴嘴直徑 0 5 1 4 0 5 1 取 D 4 5mm 2 主流道球面半徑 SR 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 1 2 15 1 2 取 SR 17mm 3 球面配合高度 h 3mm 5mm 取 h 3mm 4 主流道長度 取 L 40mm 5 主流道大端直徑 D D 2Ltan 7 64mm 半錐角 為 1 2 取 1 取 D 7mm 6 利用 Pro E 三維軟件定性測的該塑件的實(shí)際體積為 58 76 塑件質(zhì)量1vcm3 為 61 1g 設(shè)澆注系統(tǒng)的體積為塑件的 0 6 倍 所以可地一次總的注射量為 1m 流道凝料的質(zhì)量 m2 2 g210 67 53m 流道凝料的體積 9vc 注射量 125 8 80 公稱注射量為 301637246m公 體積 012 9 v c 5 零件的三維設(shè)計 5 1零件設(shè)計 5 1 1 鍥緊塊 1 草圖 繪制 進(jìn)入草圖平面 2 設(shè)定繪圖平面 3 繪制零件帶孔面的巨型尺寸 且倒圓角 拉伸 4 旋轉(zhuǎn)平面切除多余部分 保險板連接件注塑模設(shè)計 12 5 繪制孔點(diǎn)擊空命令然后選擇 要繪制孔的平面 輸入孔的尺寸 完成建模 如圖 11 所示 圖 11 鍥緊塊 5 1 2 鑲件 1 草繪拉伸方法如上 2 利用曲面合并完成去除曲面 單擊主菜單 下插入掃描曲面草繪軌跡選擇 Front 平面正向缺 省進(jìn)入草繪 3 選擇合并工具 按要求保留曲面 5 2組裝圖設(shè)計 以下為使用圖標(biāo) 如圖 13 圖 12 鑲件 圖 13 圖標(biāo) 1 自動約束是 proe 系統(tǒng)默認(rèn)的約束條 件 具有自動判斷約束條件的功能 用戶 只要選擇好裝配的參照點(diǎn) 線 面 系統(tǒng) 就會 據(jù)選擇的參考特征自動選擇適合的約束條 件 匹配約束將選定兩個平面聯(lián)合 限定 零件的三個自由度 匹配的平面可以是零 件實(shí)體的表面平面 也可以是零件的基準(zhǔn) 面 保險板連接件注塑模設(shè)計 13 5 3爆炸圖設(shè)計 圖14 組裝圖 爆炸圖就稱分解圖 是將匹配后的原件進(jìn)行分解 主要用來查看組件中各個零件 的位置狀態(tài) 也可用于設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)說明書 創(chuàng)建分解圖一般有兩種方法 自動生成分解圖和自定義分解圖 定義平移方向后 拖動鼠標(biāo)直接移動原件 復(fù)制所選原件的分解位置 把原件恢 復(fù)到未分解前的位置上 如圖 15 圖 16 圖 15 爆炸圖 圖 16 設(shè)計窗口 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 6 1 模具閉合高度的確定和校核 A 模具閉合高度的確定和校核根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸急模具設(shè)計的其他零件尺寸 可知 定模座板 H 定 20mm 上模固定板 H 上 50mm 下模固定板 H 下 60mm 模腳 H 模 60mm 動模座板 H 動 20mm 模具閉合高度 H 閉 H 定 H 上 H 下 H 模 H 動 20mm 50mm 60mm 60mm 20mm 220mm 6 2 模具安裝部分的尺寸校核 H H H 5 10 mm12 式中 H 注射機(jī)動模板的開模行程 mm 取 300mm H 塑件推出行程 mm 取 6mm 塑件壁高處的高度 1 H 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 mm 其值為2 保險板連接件注塑模設(shè)計 14 H 46 5 10 mm 51 56mm 46mm 由裝配圖直接量取 2 所以 H 300 mm 50 80 10 140 mm 致 謝 15 致 謝 在此 要特別感謝各位老師 以其嚴(yán)謹(jǐn) 求實(shí)的治學(xué)態(tài)度 高度的責(zé)任心和敬業(yè) 精神 給予我極大的幫助與鼓勵 踏實(shí)認(rèn)真 開拓創(chuàng)新的治學(xué)作風(fēng)將使我終生受益 本論文從選題到完成無不浸透著導(dǎo)師的心血 在此期間 老師多次詢問我的課題進(jìn)度 提醒我該注意的問題 并在我課題遇到困難時 給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助 借此論 文的完成之際 謹(jǐn)向我的恩師表達(dá)我衷心的感謝和崇高的敬意 感謝導(dǎo)師不厭其煩的 教誨和一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng) 在學(xué)習(xí) 生活和以后的工作中給我樹立了為學(xué)為人的榜 樣 并希望在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)得到導(dǎo)師的教導(dǎo) 感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師 同學(xué)以及家人 在我學(xué)習(xí)期間 他們始終是我 堅強(qiáng)的后盾和精神上的支柱 他們的支持使我深受感動和啟發(fā) 在此謹(jǐn)表示最衷心的 感謝 參考文獻(xiàn) 16 參考文獻(xiàn) Pro E 4 0 模具設(shè)計實(shí)例詳解 M 北京 清華大學(xué)出版社 AutoCAD 2007 中文版實(shí)用教程 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 Pro E 野火 5 0 中文版模具設(shè)計高級應(yīng)用 M 北京電子工業(yè)出版社 Pro E 3 0 中文版基礎(chǔ)教程 M 北京 科學(xué)出版社 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 清華大學(xué)出版社 Pro E 3 0 高級設(shè)計 M 北京北京電子工業(yè)出版社 注射模設(shè)計與制作教程 M 清華大學(xué)出版社 結(jié) 論 17 結(jié) 論 通過本次畢業(yè)設(shè)計 對我在大學(xué)階段所學(xué)習(xí)的模具設(shè)計方面的知識做了一個很好 的總結(jié)和鞏固 也對平時所學(xué)習(xí)的比較零散的知識做到了系統(tǒng)化的運(yùn)用 也發(fā)現(xiàn)了自 己在學(xué)科內(nèi)的某些方面知識的欠缺 做到了很好的復(fù)習(xí)和理解 對機(jī)械制造 加工的 工藝有了一個系統(tǒng) 全面的理解 達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的 設(shè)計中用到了大量專業(yè)知識 例如機(jī)械設(shè)計 工程制圖 聚合物材料 塑料成型 機(jī)械 塑料成型模具 材料力學(xué) 公差與配合 數(shù)控技術(shù)等學(xué)科 通過在設(shè)計中查閱 和復(fù)習(xí)其相關(guān)知識 對部分已生疏的學(xué)科又重新做了認(rèn)識 且在以前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上更 加深了理解 同時也把書本上學(xué)到的知識用到了實(shí)際設(shè)計中 將單一的學(xué)科和其他配 套學(xué)科融合在一起 學(xué)會了綜合考慮問題 并且進(jìn)一步了解了塑料制品成型的工藝 對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識 豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和 動作過程方面的知識 而對于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破 在指導(dǎo)老師的講 解下 明確了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 并在圖書館借閱了許多相關(guān)手 冊和書籍 設(shè)計中 充分利用和查閱各種資料 并與同學(xué)進(jìn)行充分討論 盡最大努力 搞好了本次畢業(yè)設(shè)計 在設(shè)計中還用到了一些計算機(jī)輔助設(shè)計軟件 更是受益匪淺 例如在設(shè)計中大量用到 Auto CAD 來進(jìn)行平面制圖 使得在設(shè)計中對于零件的平面投影 以及尺寸可以很至關(guān)且很精確的表達(dá) 在本次設(shè)計中 我認(rèn)為最大的收獲就是鞏固專業(yè) 知識的同時也接觸了很多新東西