注塑模具设计及其关键零件数控加工工艺与数控编程模板.doc
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1、前 言模具是现代化工业生产关键工艺装备,被称为“工业之母”。其广泛应用于汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机械、动力机械、冶金、机床、兵器、仪器仪表、轻工、日用五金等制造业中,起着极为关键作用;模具是实现上述行业钣金件、锻件、粉末冶金件、铸件、压铸件、注塑件、橡胶件、玻璃件、陶瓷件等生产关键工艺装备。采取模具生产毛坯或成品零件,是材料成形关键方法之一,和且学加工相比,含有材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产率高和成本低等显著特点。塑料模具是整个模具工业中一枝独秀,发展极为快速,应用范围极其广泛。其中塑料注射成型所用模具称为注射成型模具,简称注射模。塑料注射成型过程,是借助于注射机内螺杆或柱塞
2、推力,将已经塑化塑料熔体以一定压力和速率注射到闭合模具型腔内,经冷却、固化、定型后开模而取得制品。当塑料原材料,注射机和注射成型工艺参数确定后,制品质量和注射成型生产率就基础上取决于注射模结构类型和工作特征。此次毕业设计题目为排骨架注塑模具设计, 设计目标在于检验理论知识掌握情况,将理论和实践结合; 培养自己动手能力、创新能力;系统实践Pro/E,AutoCAD应用,提升这两种软件操作和应用其处理实际问题能力;深入掌握进行模具设计方法和过程,为未来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。关键内容包含: 制品材料选择及材料性能分析、注射机选择、模具结构选择、浇注系统设计、成型零件设计
3、、合模导向机构设计、冷却系统设计、抽芯机构设计、推出机构设计和部分零件制造工艺分析和数控加工等。经过此次设计,加深了模具设计中从选材到设计到成型了解,并系统掌握模具设计和制造各个细节;锻炼了自己独立思索能力和发明能力,为愈加好愈加快适应工作做了必需准备。因为是首次对整个模具进行设计,故在设计过程中,本人碰到了不少困难,但经过老师指导、同学帮助和查阅相关资料,尤其是指导老师耐心修改,基础上全部克服那些困难了。相信本设计能符合设计要求,顺利完成毕业设计任务。因为水平有限,经验不足,不妥之处于所难免,恳请老师们不吝指正。 第二章 隔板设计要求及成型工艺分析2.1产品基础要求 几何尺寸:90.7x15
4、.1x17.52图2.1所表示精度要求:通常(3级)。外观要求:外表乳白色且光泽性好,无成型缺点。其它要求:含有一定机械强度,散热性良好。 图2.1 塑件三视图2.2塑件材料选择材料ABS,其综合性能优异,含有较高力学性能,流动性能好,易于成型;成型收缩率,理论计算收缩率为0.55%;溢料值为0.04mm左右;比热容较低,在模具中凝固较快,模具周期短。制件尺寸稳定,表面光亮,综合以上选择ABS为该塑件材料2.3成型方法及其工艺选择依据塑件所选择材料为ABS,依据塑件外形特征和使用要求,选择最好成型方法就是注射成型。2.3.1成型工艺分析(1)外观要求 此塑件为薄壁骨架类塑件,外形为矩形,较规则
5、。要求塑件表面平整光滑,无翘曲、褶皱、裂纹等缺点,预防产生熔接焊。(2)精度等级 此塑件对精度要求不高,采取通常精度3级。(3)脱模斜度 该塑件平均壁厚约为1.43mm,其脱模斜度依据参考文件1表21选择脱模斜度35130。ABS流动性为中等,为使注射充型流畅取其脱模斜度为1。2.3.2注射成型工艺过程及工艺参数混料干燥螺杆塑化充模保压冷却脱模塑件后处理(1)ABS塑料干燥 ABS塑料吸湿性和对水分敏感性较大,在加工前应进行充足干燥和预热,不仅能消除水汽造成制作表面烟花状带、银丝、而且还有利于塑料塑化,降低制件表面色斑和云纹。ABS原料需要控制水分在0.3%以下。注射前干燥条件是:干冬季节在7
6、580以下,干燥2h3h,夏季雨季在8090以下,干燥4h8h,干燥达8h16h可避免因微量水汽存在造成制品表面雾斑。表2.1 ABS综合性能性能名称数 值 性能名称数 值密度/(g/cm)收缩率/%比体积/cm/g 吸水率%(24h) 熔点C比热容/J(kgC)1 1.021.08 0.20.40.860.98 0.20.4 130160 1470 拉伸弹性模量/MPa 拉伸强度/MPa 抗弯强度/MPa抗压强度/MPa弯曲弹性模量/MPa屈服强度/MPa 1.4x1033880531.4x103 50 (2)注射成型时各段温度 ABS塑料非牛顿性强,在融化过程中温度升高时,其黏度降低较大,
7、但一旦达成成型温度(适宜加工范围),假如继续盲目升温,就将造成耐热性不太高ABS热性解反而熔融黏度增加,注射困难,塑件机械性能也下降。 料筒前段温/C:200220料筒中段温/C:180200料筒后段温/C:160180 (3)注射压力 ABS熔融黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高,在注射时要采取较高注射压力。但并非全部ABS制件全部要施用高压考虑到本塑件不大,结构不算复杂,厚度适中,能够用较低注射压力。注射过程中,浇口封闭瞬间型腔内压力大小决定了塑件表面质量及银丝状缺点程度。压力过小,塑件收缩率大,制件表面轻易雾化。压力过大,塑料和瓣合模摩擦作用强烈,轻易造成黏膜。对于螺杆式注射剂通常取1501
8、65MPa。 (4)模具温度 ABS比聚苯乙烯加工困难,易取高料温模温,料温过高易分解,通常取5080/C。第三章 选择注射机及相关参数校核3.1概述 在对排骨架进行材料选定、零件工艺性分析、成型工艺过程分析和工艺参数大致选定基础上,依据塑件批量大小和精度要求就能够确定型腔数量和排列方法,分型面选择。依据模具所需注射量就能够确定注射机型号及安装尺寸确实定。3.2型腔数量及排列方法选择此排骨架属于小型塑件,形状比较规则,精度要求通常,且为批量生产,但塑件需要抽芯。如采取一模一腔可简化模具结构,提升制件精度。但考虑到经济效益和生产效率,并结合模具结构,预防模具结构过于复杂,初定为一模两腔,图3.1
9、所表示: 图3.1 型腔数量排列部署3.2.1注射机选择 (1)塑件质量、体积计算 经过Pro/E建模分析,图所表示3.2所表示,塑件体积=5.62cm3,塑件质量=5.9g(取ABS密度为1.05g/cm3),流道凝料质量还是一个未知数,不过能够依据经验根据塑件体积0.21倍来计算。因为本设计采取流 道简单而且较短。所以,按塑件质量0.2倍来计算。从以上分析中确定为一模两腔,所以注射量为:=1.2=1.225.9=14.16g=13.486cm3 =/0.8=16.858cm3 图3.2 塑件质量属性 (2)塑件和流道凝料在分型面上投影面积及所需锁模力计算流道凝料在分型面上投影面积,在模具设
10、计前是个未知值,依据多型腔模统计分析是每个塑件在分型面上投影面积0.20.5倍,所以可用0.35,进行估算: 此文档为不完全文件,我这有全套毕业设计压缩包,里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸,翻译,开题汇报,实习汇报,你能用到基础全部有。若有你需要材料能够联络我,qq号或,我这里还有其它题目标毕业设计全本,欢迎介绍好友下载。注塑模具还能够定制哦!欢迎下次光临!表3.1 注射机关键技术参数理论注射量/200螺杆(柱塞)直径/40注射压力/MPa165注射速率/(g/s)120塑化能力/(g/s)55螺杆转速/(r/min)0220锁模力/kN1200拉杆内间距/355385移模行程/350最
11、小模具厚度/230喷嘴口直径/3定位孔直径/125喷嘴球半径/SR153.2.2型腔数量校核(1)由注设计料筒化速率校核模具型腔数n=55.9655.962故型腔数校核合格。式中 注射机最大注射量利用系数,无定形塑料通常取0.8;注射机额定塑化量,该注射机为3500g/h;成型周期,由参考文件2表132取50s;单个塑件质量或体积,=5.9g;浇注系统所需塑料质量或体积;(2)按注射机最大注射量校核型腔数量 =6.6326.63,故型腔校核合格。为注射机最大注射量,该注射机为200cm3。(3)按注射机额定锁模力校核型腔数量 =8.5528.55,故该注射机符合设计要求式中 注射机额定锁模力,
12、该注射机为4xN; 一个塑件在模具分型面投影面积,=1235.07mm2;浇注系统在模具分型面上投影面积,=0.35=864.55mm2;塑料熔体对型腔成型压力,该处取35MPa;3.2.3注射机工艺参数校核 (1)锁模力校核 前面已经校核,符合要求。 (3)最大注射压力校核 注射机额定注射压力即为该注射机最高压力=150MP应大于注射成型所需调用注射压力,即 =1.4(70100)=98140MPa 故符合设计要求。式中安全系数,常取K=1.251.4,该处取1.4; 实际生产中,该塑件成型时所需注射压力为70MPa100MPa。 其它尺寸及开模行程校核模具设计完成后进行。第四章 浇注系统设
13、计4.1分型面位置确实定在塑件设计阶段,就应该考虑成型时分型面形状和位置,不然无法用模具成型。在模具设计阶段,首先要确定分型面位置和扇形浇口形式,然后才能确定模具结构。分型面设计是否合格,对塑件质量,工艺操作难易程度和模具设计制造全部有很大影响。所以,分型面选择是注射模设计中一个关键原因。经过对塑件结构形式分析,分型面应选在排骨架中间,图4.1所表示: 图4.1 型面选择 4.2浇注系统浇注系统是注射模中从主流道始端到型腔之间熔融之间熔体进料通道,它作用是将塑料熔体顺利充满型腔各个部分。含有传质,传压和传热功效,正确设计浇注系统对取得优质塑件极为关键。注射成型基础要求是在适宜温度和压力下使足量
14、塑料熔体立即充满型腔,影响顺利充模关键之一就是浇注系统设计。浇口形式选定浇道系统,而流道系统又决定了模具结构形式。本设计若采取点浇口,点浇口被拉断后痕迹很小且又在隐蔽之处,步骤比较小,不过注射压力损失较大,模具结构相对比较复杂。若采取扇形浇口,熔融塑料在流经浇口时在横向得到更为均匀分配,降低了流纹和定向效应,降低了塑件内应力和避免了带入空气可能性,从而预防塑件翘曲变形和气泡产生。所以,本模具采取一模两腔扇形浇口一般流道浇注系统,包含:主流道、分流道、浇口、冷料穴。4.2.1主流道设计 (1)主流道尺寸 主流道通常在模具中心塑料熔体入口处,它将注射喷嘴射出熔体导入分流道和型腔中。主流道形状为圆形
15、,方便于熔体流动流动和开模时主流道凝料顺利拔出。因为主流道和注射机高温喷嘴反复接触和碰撞,所以设计成独立主流道衬套,材料选择45钢并经局部热处理球面硬度3845HRC,设计独立定位圈用和安装模具时起定位作用,主流道衬套进口直径略大于喷嘴直径0.5mm1mm以避免溢料而且预防衔接不准而发生堵截现象,其关系图4.2所表示: 图4.2 主流道浇口套 衬套主流道长度:小型模具尺寸应小于60mm,此次计初取=50mm,进行设计。 瓣合模主流道长度:=17.52mm。 主流道小端直径:d=注射机喷嘴尺寸+(0.51)mm=(3+0.5)mm=3.5mm。 主流道大端直径:d=d+2tan7mm,式中=4。
16、 瓣合模主流道直径取:d=5.25mm。 主流道球面半径:S=注射机喷嘴球头半径+(12)=12mm。 球面配合高度h=35mm,取h=3mm。 (2)主流道凝料体积注:衬套主流道和瓣合模主流道之间有一台阶,直径初定为=10mm,=1.5mm,=117.75mm3。=+=(+)+=1.62cm3(3)主流道当量半径=2.625mm(4)校核主流道剪切速率计算主流道体积流量=24.5cm3/s计算主流道剪切速率=1.424最好剪切速率5x5x,符合。(5)主流道浇口套形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处和注射机喷嘴反复接触,易磨损。对材料要求较严格,所以小型芯注射模能够将主流道浇口套和
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