灭火器盖注塑模具设计项目说明指导书.docx
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1、基于CAD/CAM/CAPP灭火器盖注塑模具设计和制造工艺摘要:本文具体地叙述了灭火器外壳塑件注射模具设计过程和制造工艺。设计了注射模具中各个系统,如浇注系统、导向和定位机构、侧向分型和抽芯机构,并对塑料材料性能进行了分析。依据塑件产品数量要求,和结构要求,该模具采取一模一腔。使用UG软件设计成型零件和非标零件,即对模具进行分模、生成元件、装配、试模、开模等设计。除此之外,还包含模具型腔CAD/CAM/CAPP部分,并利用优异软件将其加工部分直接生成NC文件。本文强调利用现代计算机辅助设计制造技术,利用了NX8.5等中国外著名软件进行辅助设计。既确保了产品质量,又缩短了产品更新周期。同时可快捷
2、将三维图转化为二维工程图,直接指导生产。关键词:注射模; 灭火器盖; CAD/CAM/CAPPBased on CAD/CAM/CAPP of fire extinguisher cover injection mold design and manufacturing processAbstract:This article in detail elaborates the fire extinguisher the shell of the injection mould design process and manufacturing process. Design of the ind
3、ividual system of the injection mould, such as pouring system, guiding and positioning, side parting and core-pulling mechanism, and the plastic material performance is analyzed. According to the requirements of the plastic products, as well as structural requirements, the mould with one module and
4、one cavity. Using UG software design of molding parts and non-standard parts, namely the mould parting, generation, components, assembly, test mode, open mould design. In addition, also including CAD/CAM/CAPP part of the mold cavity, and use the advanced software to its processing part generate NC f
5、iles directly. This article emphasizes the use of modern computer aided design and manufacturing technology, using the famous at home and abroad such as NX8.5 aided design software. Guarantee the quality of the products and shorten the cycle of product updates. At the same time, can quickly convert
6、three-dimensional figure into two-dimensional engineering graphics, direct production directly.Key words:Injection mould, Fire extinguisher cover, CAD/CAM/CAPP目录第1章 绪论11.1 模具行业发展现实状况11.2 设计任务2第2章 塑件工艺分析32.1 塑料材料分析32.1.1 塑料材料基础特征32.1.2 塑件材料关键用途32.1.3成型工艺性分析42.2 塑件结构42.2.1 灭火器盖塑件42.2.2 结构特点分析62.2.3 塑件
7、尺寸精度及表面质量分析6第3章 塑件成型工艺和设备73.1 注塑成型工艺原因73.1.1 温度原因73.1.2 压力原因73.1.3 时间原因83.2 注射机型号确实定93.2.1 由公称注射量选择注射机93.2.2 由锁模力选择注射机9第4章 注射模具设计114.1 分型面设计124.2 模架选择124.2.1 模具基础类型134.2.2 装配草图及模架选择134.3 模具关键参数144.3.1 型腔数量144.3.2 最大注射量144.3.3 锁模力144.3.4 注射压力154.3.5 安装尺寸154.4 浇注系统设计164.4.1 浇注系统组成164.4.2 影响浇注系统原因164.4
8、.3 主流道设计174.4.4 分流道设计184.4.5 浇口设计194.4.6 冷料穴设计194.5 注射模塑件成型零部件设计204.5.1 凹模设计204.5.2 凸模设计214.6 脱模机构设计224.6.1 脱模机构选择标准234.6.2 脱模机构类型选择234.7 注射模温度调整系统设计234.8 冷却系统设计234.9 侧向抽芯机构设计244.9.1 抽芯力计算254.9.2 滑块机构设计264.9.3 滑块定位装置设计264.9.4 楔紧块设计264.9.5 斜导柱抽芯机构结构设计264.10 模具总装图264.11 模具装配过程27第5章 型芯制造工艺285.1 型芯作用295
9、.2 型芯工艺分析295.3 确定毛坯制造形式295.3.1选择毛坯标准295.3.2 毛坯热处理305.4 基准面选择305.5 加工工艺规程305.6 切削用量选择315.6.1 切削深度t315.6.2 切削宽度L315.6.3 切削线速度Vc325.6.4 主轴转速n325.6.5 进给速度Vf325.7 型芯加工工工序卡33第6章 加工工艺仿真356.1 凸模三维零件建模356.2 加工界面356.2.1 创建程序356.2.2 创建刀具366.2.3 刀具轨迹图366.3 视频录制376.4 后处理38总结40致谢41参考文件42第1章 绪论1.1 模具行业发展现实状况模具行业是制
10、造业中一项基础产业,是技术结果转化基础,同时本身又是高新技术产业关键领域。模具技术水平高低,决定着产品质量、效益和新产品开发能力,它已成为衡量一个国家制造业水平高低关键标志。现在,塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。二十一世纪世界制造加工业竞争愈加猛烈,对注塑产品和模具设计制造提出了新挑战,产品需求多样性要求塑件设计多品种、简单化,市场快速改变要求发展产品及模具快速设计制造技术,全球性经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提升产品质量,创新、精密、简单、高附加值已成为注塑产品发展方向,必需寻求高效、可靠、灵敏、柔性注塑产品和模具设计制造系统。目前,中国塑料模具市场以注塑模具需求量最大,其中发展
11、关键为工程塑料模具。相关数据表明,现在仅汽车行业就需要多种塑料制品36万吨;电冰箱、洗衣机和空调年产量均超出1000万台;彩电年产量已超出3000万台;到,在建材行业,塑料门窗普及率为30,塑料管普及率将达成50。这些全部会造成对模具需求量大幅度增加。最近中国模具工业发展快速,现在已展现出市场宽广、产销两旺局面。深圳周围及珠江三角洲地域是中国塑料模具工业最为发达、科技含量最高区域,估计有可能在内发展成为世界模具生产中心。其次,浙江东部余姚、宁海、黄岩温州等地域塑料模具工业发展也很快。相当多发达国家塑料模具企业移师中国,是中国塑料模具工业快速发展关键原因之一。中国技术人才水平提升和平均劳动力成本
12、低全部是吸引外资优势,这些是塑料模具市场快速成长关键原因所在,所以中国塑模市场前景一片辉煌。即使近几年来,中国塑料模具不管是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面全部有了很大发展,但总体上和工业发达国家相比仍有较大差距。比如,在总量供不应求同时,部分低级塑料模具已供过于求,市场竞争猛烈;部分技术含量不太高中等塑料模具也有部分趋向于供过于求,然而精密加工设备还极少,部分大型、精密、简单、长寿命中高级塑料模具每十二个月仍大量进口。很多优异技术如CAD/CAE/CAM技术普及率还不高,中国塑料模具行业和其发展需要和国外优异水平相比,还存在很多方面问题。现在国外发达国家模具标准化程度为7080,而中国
13、只有30左右。如能广泛应用模具标准件,将会缩短模具设计制造周期2540,并可降低因为使用者自制模具件而造成工时浪费。现在应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍,伴随通用机械CAD/CAM技术发展,塑料注射模CAD/CAM已经不停深化。从上世纪60年代基于线框模型CAD系统开始,到70年代以曲面造型为关键CAD/CAM系统,80年代实体造型技术成功应用,90年代基于特徵参数化实体/曲面造型技术完善,为塑料注射模采取CAD/CAE/CAM技术提供了可靠确保。现在在中国外巿场已涌现出一批成功应用于塑料注射模CAD/CAE/CAM系统。而且经过推广使用模具标准件,实现了部分资源共享,这么就大大降低
14、模具设计工作量和工作时间,对于发展CADCAM技术、提升模具精密度相关键意义。所以,模具成为国家关键激励和支持发展技术和产品。现代模具是多学科知识集聚高新技术产业一部分,是国民经济装备产业,其技术、资金和劳动相对密集。1.2 设计任务经过对模具专业学习,对整个模具设计步骤有了初步了解,掌握了常见材料在多种成型过程中对模具工艺要求,多种模具结构特点及设计计算方法,以达成能够独立设计通常模具要求。在模具制造方面,掌握通常机械加工知识,金属材料选择和热处理,了解模具结构特点,依据不一样情况选择模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面要求加以灵活利用,综合检验大学期间所学知识。 所以在此次毕业设计中,
15、我们最终需要完成结果以下:毕业设计论文一份;模具非标件三维数字化模型;模具非标件二维零件图;模具装配图;模具非标零件工艺规程和工序卡片;模具非标零件数控加工代码;模具非标零件数控加工仿真文件和视频。第2章 塑件工艺分析2.1 塑料材料分析2.1.1 塑料材料基础特征常见注塑塑料有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、ABS(丙烯、丁二烯、苯乙烯单体共聚而成)等,此次材料选择PP,PP塑料是继尼龙以后发展又一优良树脂品种,它是一个高密度、无侧链、高结晶线性聚合物,含有优良综合性能,未着色时呈白色半透明,蜡状;比聚乙烯轻。PP材料化学和物理特征是一个半结晶性材料。它比PE要更坚硬而且有更高熔点。因为均聚
16、物型PP温度高于0C以上时很脆,所以很多商业PP材料是加入14%乙烯无规则共聚物或更高比率乙烯含量钳段式共聚物。共聚物型PP材料有较低热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性,不过有有更强抗冲击强度。PP强度伴随乙烯含量增加而增大。PP维卡软化温度为150C。因为结晶度较高,这种材料表面刚度和抗划痕特征很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP流动率MFR范围在140。低MFRPP材料抗冲击特征很好但延展强度较低。因为结晶,PP收缩率较高,通常为1.82.5%。而且收缩率方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%玻璃添加剂能够使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型PP材料全部含有
17、优良抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵御力。采取PP在升温时粘度增高,所以成型压力较高,故塑件上脱模斜度宜稍大;PP易吸水,成型加工前应进行干燥处理;PP易产生熔接痕,模具设计时应注意尽可能降低浇注系统对料流阻力;在正常成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时,模具温度能够控制在5060C,而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在6080C。PP材料含有超强易加工性。2.1.2 塑件材料关键用途塑料材料在机械工业上用来制造塑料盖壳、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。还可用来制造水
18、表壳,纺织器材,电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器,农药喷雾器及家俱等。在模具设计之前需要对塑件工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析,只有这么才能合适确定塑件制品所需模具结构和模具精度。2.1.3成型工艺性分析因为塑件冷却后产生收缩,会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出部分,使塑件脱出困难,强行取出会造成塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模,塑件设计时必需考虑和脱模(及轴芯)方向平行内、外表面,设计足够脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时,才能够不设计斜度。最小脱模斜度和塑料性能、收缩率、塑件几何形状等原因相关。塑件外表面脱模斜度为:40120
19、,塑件内表面脱模斜度:12。 考虑到本塑件结构和模具侧抽芯结构,能够使开模后塑件留在动模侧,所以在考虑脱模斜度时,动、定模型芯脱模斜度单边0. 5。注射速度:通常,使用高速注塑能够使内部压力减小到最小。假如制品表面出现了缺点,那么应使用较高温度下低速注塑。流道和浇口:对于冷流道,经典流道直径范围是47mm。提议使用通体为圆形注入口和流道。全部类型浇口全部能够使用。经典浇口直径范围是11.5mm,但也能够使用小到0.7mm浇口。对于边缘浇口,最小浇口深度应为壁厚二分之一;最小浇口宽度应最少为壁厚两倍。2.2 塑件结构2.2.1 灭火器盖塑件设计任务要求用模具制作产品塑件为灭火器盖塑件,本塑件材料
20、采取PP(聚丙烯),为大批量生产,其二维图及三维图,图2-1和图2-2所表示:图2-1灭火器盖塑件二维图图2-2灭火器盖塑件三维图2.2.2 结构特点分析该塑件结构较简单,其主体是圆柱形,有3个圆孔,侧面有4个侧抽芯孔,壁厚为5mm,采取PP塑料。塑件壁厚是模具设计最关键结构依据,对于注射成型生产含有极为关键影响,它和注射充模时熔体流动、固化定型时冷却速度和时间、塑件成型质量、塑件原材料和生产效率和生产成本亲密相关。2.2.3 塑件尺寸精度及表面质量分析依据中国现在成型水平,塑件尺寸公差参考文件塑件尺寸和公差(GB/T14486-)塑料制件公差数值标准来确定。依据任务书和图纸要求,此次产品尺寸
21、除内腔尺寸外,其它均为自由尺寸,无特殊要求。该塑件表面没有提出特殊要求,通常,通常情况下外表面要求光洁,表面粗糙度能够取到Ra=0.8um,无飞边,毛刺,缩孔等工艺缺点。 第3章 塑件成型工艺和设备3.1 注塑成型工艺原因3.1.1 温度原因注塑成型过程中需要控制温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒最高温度,以预防熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”;模具温度通常经过冷却系统来控制;为了确保制件形状和尺寸,应避免制件脱模后发生较大翘曲变形,模具温度必需低于塑料热变形温度。PP塑料和温度经验数据查参考资料图3-1所表示。图3-1 温度经验数据3.1.2 压力原因注射成型过
22、程中压力包含注射压力,保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动阻力,提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力大小取决于模具对熔体静水压力,和制件形状,壁厚及材料相关。对于像PP流动性通常塑料,保压力应该小些,以避免产生飞边,保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到压力,背压力除了可驱除物料中空气,提升熔体密实程度之外,还能够使熔体内压力增大,螺杆后退速度减小,塑化时剪切作用增强,摩擦热量增大,塑化效果提升,依据生产经验,背压使用范围约为100130MPa。3.1.3 时间原因完成一次注塑成型过程所需要时间称为成型周期。包含注射时间,保压时间,冷却时
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