斜齿轮注塑模设计毕业设计方案.doc
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1、【摘 要】本文是对斜齿轮进行注射塑料模具设计,文中从制件和所用原材料分析入手,分析了滑轮注射成型工艺,进行了型腔尺寸计算,叙述了斜齿轮模具结构设计,叙述了塑件分型面确定、型腔数量、排列方法、浇注系统和排气系统、塑件推出方法和位置、推出零件结构、浇注系统凝料推出方法、温度调整控制系统和成型零件及关键结构形式设计过程。在设计中,考虑到此次所设计零件尺寸较小,精度要求不高,为提升生产率,故采取一模一腔。在此基础上,对关键零件进行了加工工艺分析,并编制了工艺过程卡,经过模具设计、制造,实现了斜齿轮注射成型。关键词:注塑成型;分型面;模具设计;工艺性分析Abstract and KeywordThis
2、paper is carrying on designing the plastic injection mold with pulley. This article commence at spare parts and pulley material. It has analyzed the pulley injection formation craft and calculated the size of the mode lumen, elaborated the mold of pulley structural design, elaborated how to determin
3、ed the parting surface, the quantity of mode lumens ,the arrangement way, the casting system,the exhaust gas system, the sprinkle way,position of design, the structure of sprinkle parts, how to sprinkle the casting system congeal material ,the temperature control system ,the formation parts and the
4、main structural design process. In the design, because the spare parts size is small and the accuracy request isnt high, in order to rise the rate of production, we adopted one mould and 8 mode lumens. In this paper, it has carried on the processing craft analysis of the major parts, and established
5、 the technological process card, through the mold design and the manufacture, the pulley injection formation has realized.Keyword:injection molding;parting surface;mold design;craft analysis前 言 在现代塑料制品生产中, 普谝采取了模塑成型方法, 有效提升了制件质量和生产率,取得了显著经济效益。 塑料成型模具是塑料模成型过程中不可缺乏工艺装备,对实现塑料成型工艺要求,塑料制品使用要求起关键作用,伴随工业技术
6、发展,塑料模在生产中关键地位和作用被越来越多大家所共识。 此次进行塑料模毕业设计是在学完机械制图、交换性和测量技术基础、材料力学塑料成型工艺及模具设计、模具设计制造及其工艺、材料成型设备、机械原理、机械设计等基础课程和专业课基础上,参阅各设计资料而进行一次综合性设计,起目标是为了检验学生对所知识掌握程度和综合应用能力.经过此次设计,使同学对所学知识深入巩固和提升,进而能独立完成一副塑料成型模具设计。 塑料模具设计步骤关键包含:1. 制品成型工艺分析2. 成型零件工作尺寸计算3. 选择注射机4. 确定成型方案5. 模具各零件结构设计6. 绘制装配图7. 绘制各非标准零件图8. 型芯、型腔加工等中
7、国塑料模具工业和技术以后关键发展方向将包含: (1)提升大型、精密、复杂、长寿命模具设计制造水平及百分比。这是因为塑料模成型制品日渐大型化、复杂化和高精度要求和因高生产率要求而发展一模多腔所致。(2)在塑料模设计制造中全方面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟共性技术,多年来模具CAD/CAM技术硬件和软件价格已降低到中小企业普遍能够接收程度,为其深入普及发明了良好条件;基于网络CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将处理传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求问题;CAD/CAM软件智能化程度将逐步提升;塑料制件及模具3D
8、设计和成型过程3D分析将在中国塑料模具工业中发挥越来越关键作用。 (3)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采取热流道技术模具可提升制件生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件原材料和节省能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具一大变革。制订热流道元器件国家标准,主动生产价廉高质量元器件,是发展热流道模具关键。气体辅助注射成型可在确保产品质量前提下,大幅度降低成本。现在在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统一般注射工艺有更多工艺参数需要确定和控制,而且其常见于较复杂大型制品,模具设计和控制难度较大,所以,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分关键。其次为了确保塑料
9、件精度,继续研究发展高压注射成型工艺和模具和注射压缩成型工艺和模具也很关键。 (4)开发新塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量生产方法。 (5)提升塑料模标准化水平和标准件使用率。中国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,和国外差距甚大,在一定程度上制约着中国模具工业发展,为提升模具质量和降低模具制造成本,模具标准件应用要大力推广。为此,首先要制订统一国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提升商品化程度、提升标准件质量、降低成本;再次是要深入增加标准件规格品种。 (6)应用优质模具材料和优异表面处理技术对于提升模具寿命和质量显得十分必需。 (7)研究和应用模具高速测量
10、技术和逆向工程。采取三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价检测设备是实现逆向工程必需前提。第一章 塑件成型工艺性分析1.1 塑件分析 因为模具型腔设计是依据塑件决定,所以首先必需分析塑件图和技术要求。分析塑件几何形状,壁厚均匀程度,工艺圆角,脱模斜度及成形孔分布等。 塑件几何形状分析: 塑件几何形状和成型方法,模具分型面选择,塑件是否能顺利成型和出模有直接关系。所以,设计时要使塑件几何形状能满足其成形工艺要求。1.脱模斜度 为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯,在设计时沿脱模方向均应有足够脱模斜度。 依据塑件材料聚甲醛推荐
11、脱模斜度为40130。聚甲醛属硬脆类塑料,且属厚壁大塑件,所以脱模斜度可取大值。依据塑件几何形状,根据塑件收缩规律,通常向心收缩,所以内表面脱模斜度要比外表面大,由塑件精度等级可确定脱模斜度,内表面取130,外表面取1。2.塑件壁厚壁厚和步骤有亲密关系,且成百分比关系,依据聚甲醛属流动性中等。 可得: =(1000.8)0.7 =(42+16)/100+0.80.7=1.52 即厚度2 即可;因为塑件最薄处为4mm,所以符合要求,同时可判定步骤短,对注射成型有利。3.圆角 在塑件设计过程中,为了避免应力集中,提升塑件强度,及提升脱模,常采取圆弧过渡。依据塑件圆角全部取R=0.5mm。4.精度等
12、级每个尺寸公差不一样,有属于通常精度,有属于高精度,就按实际公差进行计算。1.2 聚甲醛(POM)性能分析塑料种类繁多,性能有差异,在从事塑料应用技术工作时,首先应对所选择塑料(聚甲醛)组成,类型和相关性能有所了解,即掌握必需塑料应用基础知识。 塑料是以合成树脂为基础,再加入增塑剂,填充剂,染料,润滑剂,稳定剂等材料组成。在一定温度和压力条件下,经过成型加工,能够将塑料制成含有某种形状,在常温下保持形态不变塑料制品。1.2.1常见塑料 塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料。 常见热固性塑料有酚醛塑料,氨基塑料,环氧树脂,DAP塑料等等。常见热塑性塑料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PV
13、C)、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚体(ABS)、聚甲醛(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)等等。1.2.2 聚甲醛(POM)塑料1、聚甲醛(POM)工艺性能热塑性塑料在恒温压力下,依据受热温度差异,存在三种状态,即玻璃态、高弹态和粘流态。处于粘流态塑料,可采取注射成型和挤出成型等加工方法来制作塑料制品,而聚甲醛就是在粘流态情况下成型成制品。聚甲醛流动性中等,关键由其温度压力,模具结构来决定其流动性。聚甲醛不是透明结晶塑料。且不属于吸湿性塑料,所以,在成型前可不用预热处理,因为聚甲醛是热敏性塑料。所以,模具设计选择注射及成形时全部应注意,应选择螺杆式注射机,浇注系统截面应大,模具和料筒应镀铬
14、,不得有死角滞料,必需严格控制成型温度,模温,加热时间,螺杆转速及背压等。2、聚甲醛()成型特征a结晶性塑料熔融范围很窄,熔融或凝固速度快,结晶化速度快,料温稍低于熔融温度即发生结晶化,流动性下降。b 热敏性强极易分解(但比聚氯乙烯稍弱,共聚比均聚稍弱)分解温度为240,但200中滞溜30分钟以上即发生有刺激性分解时产生有刺激性,腐蚀性气体。c 流动性中等,溢边值为0.04毫米左右,流动性对温度不敏感,但对注射压力改变敏感。d 结晶度高,结晶化时体积改变大,成型收缩范围大,收缩率大。e 吸湿性低,水分对成型影响极小,通常可不干燥处理,但为了预防树脂表面附粘水分,不利成型,加工前可进行干燥并起预
15、热作用,尤其对大面积薄壁塑料件,改善塑件表面光泽有很好效果,干燥条件通常见烘箱加热,温度为90100,时间4小时,料层厚度30毫米。f 摩擦系数低,弹性高,浅侧凹槽可强迫脱模,塑件表面可带有皱纹花样,但易产生表面缺点,如毛斑、折皱、熔接痕、缩孔、凹痕等弊病。g 宜用螺杆式注射机成形,余料不宜过多和滞留太长,通常塑件质量(包含主流道、分流道)不应超出注射机注射量75%,或取注射容和料筒容量之比为1:61:10,料筒喷嘴等务必预防有死角,间隙而滞料,预塑时螺杆转速宜取低,并宜用单头,全螺纹,等距,压缩突变型螺杆。h 喷嘴孔径应取大,并采取直通式喷嘴,为预防流涎现象喷嘴孔可呈喇叭状,并设置加热装置,
16、以合适地控制喷嘴温度。i模具浇注系统对料流阻力要小,进料口宜取厚,要尽可能避免死角积料,模具浇注系统对料流阻力要小,进料口宜取厚,要尽可能避免死角积料,模具应加热,模温高应预防滑动配合部件卡住,模具应用耐磨,耐腐蚀材料,并淬硬,镀铬,要注意排气。j必需严格控制成形条件,嵌件应预热(通常100150),余料通常储存510个塑件重量物料即可,料温取稍高于熔点(通常170190)即可,不宜轻易提升温度,模温对塑件质量影响较大,提升模温可改善表面凹痕,有利于融了料流动,塑件内外均匀冷却,预防缺料,缩孔,皱折,模温对结晶度及收缩也有很大影响,必需正确控制,通常取75120,小于4毫米取7590,宜用高压
17、,高速注射,塑件可在较高温度时脱模,冷却时间可短,但为预防收缩变形,应力不均,脱模后应将塑件放在90左右热水中缓冷或用整形夹具冷却。k 在料温偏高,喷嘴温度偏低,高压对空注射易发生爆炸性伤人事故,分解时有刺激性气体,料性易燃应远离明火 。 3、聚甲醛()成型条件 查塑料模设计手册得:表1-1注射成型机类型螺杆式比重(gcm)1.411.43计算收缩率(%)1.23.0注射压力(kg/cm)8001000喷嘴温度()170180螺杆转速(r/min)28模具温度()90120适用注射机类型螺杆式预热温 度()时间(小时)8010035料筒 温度()后 断中 断前 断160170170180180
18、190成型时间(秒)注射时间高压时间冷却时间总周期209005206050160(小)后处理方 法温度()时间(小时)红外线灯鼓风烘箱1401454 注:塑料模具应加热为宜。4、聚甲醛聚甲醛也是一个关键工程塑料,它抗疲惫强度较高,尺寸稳定,吸湿性远比尼龙小。制品可在-40100范围内长久使用,并能保持较高硬度,耐磨性,刚度和强度。和其它塑料对比,聚甲醛还能耐反复扭曲,而且有突出回弹能力,故还可用作塑料弹簧制品。缺点是热稳定性较差,成型过程中易因温度控制不妥而分解。另外,收缩率较大,约为1.02.5%,长久于大气中暴晒会加速聚甲醛老化。 在工业中,除了选择聚甲醛作为一些有色金属代用具之外,还广泛
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