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公共汽车横杠扶手支架注射模设计.doc
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1、毕业设计说明书题 目:公共汽车横杠扶手支架注射模设计 院 (系): 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 职 称: 副教授 题目类型:理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2011年12月30日摘 要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用,应用极其广泛。注射成型是成形热塑性塑料制件的主要成型方法,因此应用范围很广。本文阐述了对发夹产品的设计到整个注射模的大体的设计过程,在设计过程中也进行了必要的计算包括成型零件尺寸的计算和对注射机的锁模力、最大注射量、注射压力、开模行程和
2、模具与注射机安装部分相关尺寸的校核。同时,也对产品的工艺性进行分析,主要分析了塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性质等因素,最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具非标准零件图。关键词:注射成型、锁模力、注射压力、装配总图AbstractHere to enter the need to turn over a source of plastic materials, low price, quality and performance characteristics. it is in computers and mobile phones, cars and
3、electrical and electronics, instruments, appliance and products manufacturing is an alternative to the role of the most widely used. an injection is a thermoplastic - concrete shape of the main method, the scope of application is very large.In this paper, plastic Hairpin product of the injection mol
4、d design to the general design process, During the design process also includes forming necessarily computing components and the calculation of the size of the clamping force injection molding machine, the largest injection volume, injection pressure, the itinerary and mold and mold injection machin
5、e parts related to the size of the installation check. At the same time, the product of the process of analysis, the main analysis of the characteristics of the shape of plastic pieces, the size, dimensioning methods, accuracy, surface quality and material properties and other factors, Finally a com
6、plete mold assembly drawing general plan and the main non-standard mold parts diagram.Key words: injection;force injection molding machine;injection pressure;assembly drawing目 录1 塑件的设计及其材料性能分析1.1 支架的造型设计该塑料制件为公共汽车上横杠扶手的支架,其图形如下:作为公共汽车上的横杠扶手支架,要求其具有一定的强度、韧性,外观表面无缺陷。1.2 制品的材料及性能分析由于该支架为汽车零部件,切需要有一定的强度
7、、韧性。故选ABS材料作为该塑件的成型材料。1.2.1 ABS材料的基本特性ABS是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分各自的特性,是ABS具有良好的综合性能。丙烯晴使ABS具有良好的耐化学腐蚀及表面硬度。丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。ABS无毒、无味、呈微黄色,成型的塑料有良好的光泽。密度为1.021.05g/cm3, 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能,具有极好的抗冲击强度。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。1.2.2 ABS材料的主要用途ABS在机械工业上用来用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电
8、机外壳、仪表外壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库水箱衬里等。在汽车工业领域,用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等,还可以用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。1.2.3 ABS的成性特点ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;ABS易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060oC,要求塑件光
9、泽和耐热时,模具温度应控制在6080 oC。1.2.4 ABS主要技术指标比容:0.860.98cm3/g。 熔点:130160oC吸水性:0.20.4% (24h)热变形温度:4.6105Pa- 90108oC 18.0105Pa- 83103oC屈服强度: 50MPa拉伸弹性模量:1.8GPa抗弯强度:80MPa1.2.5 ABS注射工艺参数注射机类型: 螺杆式螺杆转速(r/min): 3060 喷嘴形式: 直通式喷嘴温度(oC): 170180 料筒温度(oC): 150230模温(oC): 5070注射压力(MPa): 7090 保压力(MPa): 5070注射时间(s): 35保压时
10、间(s): 1520冷却时间(s): 1530成型周期(s): 40602 塑件的工艺性分析2.1 塑件制品设计要求作为公共汽车上的横杠扶手支架,要求其具有一定的强度、韧性,耐磨性,不易损坏,表面光滑,外观表面无缺陷。塑件的工作条件对精度要求较低,根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级为5级精度。2.2 塑件制品的生产批量因塑件制品要求具有一定的强度、韧性,耐磨性,且不易损坏,需求量不是非常大,故生产规模制定为3万件。2.3 塑件的质量和体积计算经Moldflow软件分析得塑件体积为: V=8.38 cm3塑件质量为: M=8.381.035g=8.67g3 注塑机的初步选择及其参数计算3.1
11、 注射量的计算由之前的塑件工艺性分析可知塑件的质量为:8.67g此时流道凝料的体积未知,根据经验可按塑件质量的0.6倍进行估算,所以注射量为:3.2 锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积,在此时还是个未知数,根据经验公式: (为每个塑件在分型面上的投影面积)取进行估算:通过Moldflow软件分析得, 则 根据经验公式2: 式中锁模力();制品在模板的垂直投影面积( );锁模力常数();查表知,ABS的值为0.3-0.48,取=0.4,则3.3 注塑机的选择及参数根据任务书要求,选择卧式注射机,初选XS-ZY-125型螺杆式注射机,其主要技术参数如表3.1: 表3.1注塑机基
12、本参数理论注射容量/125注射速度/g/s55注射重量/g120模板的最大厚度/300螺杆直径/42模板的最小厚度/200螺杆长径度/L/O25.4最大的油泵压力/6.5锁模力/900油泵马达功率/KW75注射压力/119拉杆空间/448370开模行程/300合模方式液压-机械螺杆转速/(/)220电机功率/18.5顶出行程/80定位圈尺寸/100注射方式螺杆式油箱容积/L170喷嘴球半径()12定位孔直径/()36喷嘴孔直径()4最大注射面积/320顶出力/100外型尺寸(长宽高)/33.47.515.5(1) 喷嘴尺寸 注塑机喷嘴头一般为球面,其球面半径R应与模具的主流道始端的制造误差(3
13、) 塑料收缩率的偏差和波动误差(2)6.2 成型零件工作尺寸的计算根据尺寸公差可知:塑件的公差等级为MT7级(GB4458.5-84),对于此塑料精度为中等,故取。塑料收缩率范围为0.6%1.5%,则平均收缩率为: (1)型腔和型芯径向尺寸的计算根据1中的公式进行计算:型腔径向尺寸: 型芯径向尺寸: 式中,是塑件的平均收缩率,为塑件相应尺寸的公差;z为制造公差,取z为/3。 (2)型腔和型芯高度尺寸的计算按塑料成型工艺及模具设计中的公式进行计算型腔径向尺寸:型芯径向尺寸:尺寸类型适用公式制品尺寸D(制品公差计算结果(型腔宽度12.50.18500.25型芯外径200.21型腔深度尺寸250.2
14、1型芯高度尺寸250.21侧型芯外径40.12侧型芯中心距380.25(3)型腔的强度和刚度计算型腔壁厚的强度条件:在各种受力形式下的应力值不超过许用应力值,即。刚度条件是:型腔弹性变形的挠度值不超过允许变形量,即。刚度计算要保证三个方面的要求:1)成型过程中不发生溢料;2)保证塑料制品精度;3)保证塑料制品顺利脱模。侧壁厚度计算: 因此,侧壁厚要大于7.5mm。上式中 P型腔内熔体的压力,由查表得到P=40Mpa,承受熔体压力的侧壁高度,由型腔可知=25mm,l型腔侧壁长边长,l=160mm, 材料的许用应力,该材料为T10,取=225 Mpa。侧壁高度计算: 因此,动模支撑板按标准厚度取4
15、0。上式中 P型腔内熔体的压力,由查表得到,b型腔侧壁的短边长,由型腔可知,L双支脚间距, 根据型腔的布局,模架应选在 ,所以支脚间距, 材料的许用应力,该材料为45钢,取。7 侧向分型与抽芯机构塑件在成型过程中,阶台内孔是靠滑块来成型的。采用了滑块和斜导柱组成的结构形式。这是此次模具的主要设计部分。根据动力来源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。本次设计成型的塑件抽拔距离短,成型型心尺寸小,需要的抽拔力小,所以本套模具选用机动侧向抽芯。斜导柱侧向分型与抽芯机构主要由与开模方向成一定角度的斜导柱、侧型芯、导滑槽、楔紧块、侧滑块和定距限位装置等组成。7.1 抽
16、芯距的计算侧向抽芯距一般比塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大,用公式表示即为: (8-1) (8-1)式中 塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度;抽芯距。因为侧孔的深度为3mm,需要抽芯长度5mm。7.2 斜导柱的倾角确定一般在设计时不大于,最常用为。抽芯距很短时,取小些,抽芯距较长时,取大些;抽芯力大时可取小些,抽芯力小时可取大些。另外,斜导柱在对称布置时,抽芯力可相互抵消,可取大些,而斜导柱非对称布置时,抽芯力无法抵消,要取小些。综上所述,塑件侧孔深3mm的浅孔采用。7.3 抽拔力的计算由于塑件包紧在侧向型芯或粘附在侧向型腔上,因此在各类型的侧向分型与抽芯机构中,侧向分型与抽芯时必
17、然会遇到抽拔的阻力,侧向分型与抽芯的抽拔力一定要大于抽拔阻力。对于抽芯力的计算,可以按新编塑料模具设计手册中的公式来计算。即 (8-.2)(8-2)式中抽芯力(N)A塑件包络型芯的面积。塑件对型芯单位面积上的包紧力通常在,在此取平均值。塑件在热态时对钢的摩擦系数,一般在范围之内,取中间值。侧抽芯的脱模斜度或倾余角,取故 7.4 斜导柱直径的确定由于计算比较复杂,可用查表的方法确定斜导柱的直径。按已求得的抽拔力和选定的斜导柱的倾斜角在教材塑料成型工艺与模具设计P213 表9.2来确定。由先求得的抽拔力和选定的斜导柱倾斜角查表可得出最大弯曲力=2kN,同时在和之间(侧型芯滑块受到脱模力的作用线与斜
18、导柱中心线交点到斜导柱固定板的距离,它并不等于滑块高度的一半),再通过其关系表查的斜导柱直径。7.5 斜导柱长度计算斜导柱长度根据抽芯距、固定端模板厚度、斜导柱直径以及斜角大小确定, 如图7.2所示工作长度:总长度:图 8.2 斜导柱长度式中,斜导柱总长;斜导柱固定部分抬肩直径;斜导柱斜角;抽芯距;定模座板固定斜导柱部分的厚度,带入上式得到:7.6 导柱的材料及其安装配合斜导柱的材料多为T8,T10等碳素工具钢,也可以用45钢渗碳处理。此斜导柱的材料选T10。由于斜导柱经常滑动摩擦,热处理要求硬度HRC55。表面粗糙度Ra0.8m。斜导柱与其固定的模板之间采用过度配合。为了运动的灵活,滑块上斜
19、导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/b11,或在两者之间保留的间距。此外,还要分析侧滑块与推杆在合模复位过程中是否发生干涉,根据顶杆和滑块发生干涉的条件进行分析() 其中:为在完全合模状态下推杆端面离侧型芯的最近距离;为在垂直开模方向的平面上,侧型芯与推杆投影在抽芯方向上的重合的长度。7.7 滑块、导滑槽及定位装置的设计设计要点:首先,活动型芯与滑块的连接形式,滑块分为整体式和组合式。主要从加工方便的角度来考虑,所以采用组合式。即把型芯的固定部分与滑块的滑动部分分开来加工,然后再通过螺钉和销钉连接起来,具体看装配图;其次是滑块的导滑形式,滑块在导滑槽中的活动必须顺利平稳,不发生卡滞、
20、跳动等现象,滑块与导滑槽的配合形式也不同,一般采用T 形槽或燕尾槽导滑,尤其使用局部盖板式T 形槽比较多,应而优先考虑用压板通过销钉和螺钉与动模板连接来形成导滑槽;还有是滑块的导滑长度,应大于滑块宽度的1.5倍,滑块完成抽芯动作后继续留在导滑槽内,并保证在导滑槽内的长度不小于滑块全长的;最后是定位装置,滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置,不再发生任何移动,以避免在合模时发生碰撞。有弹簧拉杆式,弹簧顶销定位式,可根据具体情况合理选用,由于该设计抽完芯仍有一定长度流在侧滑块上,应而直接用挡板连接。7.8 楔紧块的设计锁紧块的设计形式,将楔紧块固定在定模板上,牢固可靠刚性
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