对讲机外壳注射模设计-模具设计及制作专业毕业设计-毕业论文.doc
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1、摘 要本文详细介绍了interphone注射模具的设计。基于PRO/E建模,在完成塑件结构分析后,确定采用一模一腔、点浇口进料的三板式模具。根据基体尺寸,模架从标准模架库中调用。针对塑件两侧有侧凹,特优化设计了斜顶机构,并对该机构的加工工艺、使用效果进行了阐述。同时,本文对浇注系统、成型零件、脱模机构、斜顶杆侧抽芯机构、合模导向机构、温度调节系统、排气系统和部分零件的加工工艺也做了完整的设计计算。关键词:注射模;侧浇口;斜顶杆机构AbstractThis text has introduced the design of the interphone injection mould in de
2、tail. Because of PRO/E modeling , after analyzing the structure of the interphone, confirms using a cavity ,point gate and three plate a mould. according to the matrices size, the mould shelf was choosed from the 3D mold base standard library. There were concaves in both sides of moulding , so optim
3、izing design the angle ejector maching ,and furthermore the producing technics,the appliation affects are discessed in detail. At the same time,in this text the feedsysterm, shaping part, drawing of patterns organization , Organization of ejection force.,shut mould lead organization , temperature co
4、ntrol system , exhaust system and the technology analyse of some workparts were designed and calculated totally. Key words: injection mould;point gate ;angle ejector machine目 录摘 要1ABSTRACT2目 录3前 言5第1章 塑件材料分析71.1 基本特性71.2 成型特点71.3 主要技术指标71.4 ABS的注射工艺参数7第2章 型腔数目的决定及排布10第3章 分型面的选择12第4章 浇注系统的设计134.1 主浇道
5、设计134.2分流道设计154.3冷料穴的设计154.4浇口的设计164.4.1 位置选择原则164.4.2 浇口剪切速率的校核16第5章 注射机的型号和规格的确定18第6章 成型零部件的工作尺寸计算196.1 凸模径向尺寸计算196.2 凸模高度尺寸计算206.3 凹模径向尺寸的计算216.4 凹模型腔深度尺寸的计算226.5 定模型芯加工工艺卡23第7章 模架的确定和标准件的选用257.1 定模座板257.2 定模固定板257.3 动模固定板257.4 动模垫板257.5 垫块257.6 动模座板26第8章 导柱导向机构的设计278.1 导柱导向机构的作用278.2 导柱导套的选择27第9
6、章 排气槽的设计29第10章 推出机构的设计3010.1 选用原则3010.2 推出机构的分类3010.3 推出机构的组成3010.4 脱模力的计算3010.5 抽芯机构设计31第11章 温控系统设计3411.1 模温对塑件质量的影响3411.2 模温对生产效率的影响3411.3 加热系统3511.4 冷却系统3511.4.1 冷却介质3511.4.2 冷却装置的理论计算3511.4.3 冷却装置的结构形式36第12章 模具零部件材料选择3712.1 塑料模选用钢材的原则3712.2 模具的选材及热处理要求37第13章 模具工作过程38第14章 注射模与注射机的关系4014.1 注射压力的校核
7、4014.2 锁模力的校核4014.3 开模行程与推出机构的校核4014.4 安装部分相关尺寸校核40设计小结42致 谢43参考文献44 前 言一、 概述模具工业是国民经济的基础工业,被成为“工业之母”。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀,发展极为迅速。自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来,随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的进步,愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现,从而促使塑料工业飞跃发展。在现代化工业生产中,69%90%的工业产品需要使用模具加工,模具工业已成为工业发展的基础,许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产,特别是汽车、轻工、电子、航空等
8、行业尤为突出。我国自改革开放以来,塑料工业发展很快,表现在不仅塑料增加而且其品种更为增多,其产量已上升到居世界第四位,由此可见,塑料工业已在我国国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的1/31/5,工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料
9、方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高,系列化商品化尚待规模化;CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。近年来,随着科学技术的进步以及对塑件质量要求的提高,塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展,具体表现在以下几个方面:1、塑料成型理论研究的进展。2、新的成型方法不断涌现。3、塑件更趋向精密化、微型化及超大型化。4、开发出新型模具材料。5、模具表面强化热处理新技术应用
10、。6、模具CAD/CAM/CAE技术发展迅速。7、模具大量采用标准化。在工业发达的国家,模具工业已经从机床工业中分离出来,并发展成为一个独立的工业部门,而且其产值已经超过机床工业的产值。目前国内模具行业的基本情况是,随着轻工业及汽车制造业的迅速发展,模具设计制造日渐受到人们广泛关注,已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员,存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造,需要每年花几百万.上千万美元从国外进口,制约了工业的发展,所以在我国大力发展模具行业势在必行。二、本课题的研究内容、要求、目的及意义本次对讲机外壳注塑模具设计采用Pro/e
11、辅助设计,运用CAD技术能有效地对整个设计制造过程预测评估通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构,再现能力强,整体水平容易控制,能够迅速获得样品,有利于争取定单,赢得客户;同时节省大量的模具试制材料费用,减少模具返修率,缩短生产周期,大大降低了模具成本。1、本课题的研究内容及基本要求(1)独立拟定斜齿轮塑件的成型工艺,正确选用成型设备。(2)合理地选择模具结构。根据塑件图及技术要求,提出模具结构方案,并使其结构合理,质量可靠,操作方便。必要时可根据模具设计和加工的要求,提出修改塑件图纸的要求。(3)正确的确定模具成型零件的形状和尺寸。(4)所设计的模具应当制造方便、造价便宜。(5)充分考虑
12、塑件设计特色,尽量减少后加工。(6)设计的模具应当效率高,安全可靠,如要求浇注系统充型快,冷却系统效果好,脱模机构灵活可靠,自动化程度高。(7)要求模具零件耐磨、耐用、使用寿命长。2、本课题的研究目的及意义(1)熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计原则、步骤和方法。(2)学会查阅有关技术文献、手册和资料。(3)培养分析问题和解决问题的能力。第1章 塑件材料分析 该塑件选用塑料为ABS。ABS中文名:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名:Acrylinitrile-Butadiene-Styrene。1.1 基本特性ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性,使ABS具有良好的综合
13、力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味,呈微黄色,成型的塑件有较好的光泽,密度在1.021.05g/cm3,其收缩率为0.30.8%。ABS 吸湿性很强,成型前需要充分干燥,要求含水量小于0.3%。流动性一般,溢料间隙约在0.04mm。ABS有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。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。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于部分醇类及烃类溶剂,但于烃长期接触会软化溶胀,ABS塑料表面受
14、冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会硬气放映开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可陪成任何颜色。其缺点是耐热性不高,连续工作温度为70左右,热变形温度约为93左右。耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。1.2 成型特点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;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阴力;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,要求塑件光泽和耐热时,应控制在6080 oC。1.3 主要技术指标比重:1.021.16g/cm3。 比容:0.860.98cm3/g吸
15、水性:0.20.4% (24h)。熔点:130160oC。热变形温度:4.6105Pa- 130160oC。 18.5105Pa- 90108oC。 抗拉屈服强度(105Pa): 500 拉伸强度模量:1.8104 Mpa 弯曲强度:800105Pa1.4 ABS的注射工艺参数 注射机类型: 螺杆式 螺杆转速: 3060 r/min 喷嘴形式: 直通式 喷嘴温度: 190200oC 料筒温度: 前 200210oC 中 210230oC 后 180200oC模温: 5080oC 注射压力: 70120Mpa保压力: 5070Mpa注射时间(s): 35保压时间(s): 1530冷却时间(s):
16、 1530成型周期(s): 4070塑件图1-1 塑件立体图1-2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。经计算得塑件的曲面面积为:S塑=321.13cm2得塑件的体积为:V塑=34.59cm3塑件的质量为:W塑 =V塑r塑=35.62(g)。第2章 型腔数目的决定及排布型腔数目的确定主要参考以下几点来确定:1、塑件制品的批量和交货期,以及塑料制件的成本。该制品是大批量生产,若采用多型腔可提高生产效率,但根据生产经验在模具每增加一个型腔,制品尺寸精度要降低4%。2、所选用注射机的技术规则,因为上面只进行了结构及工艺成型的分析,还没确定注射机,也可暂时不予
17、考虑。3、质量控制要求。制品属于精度不高,对质量要求比较高且制品较小,因此可设成一模四腔,以保证质量要求。4、成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。该制品有内螺纹。为了提高生产效率采用自动脱螺纹的齿轮传动机构,因而模具结构较复杂。根据品种和形状尺寸特点及要求,设置成一模四腔注射成型。本次设计根据制件的结构特点、形状尺寸、产品批量、模具制造难易及其寿命、成本高低再加上设计和加工制造的复杂性,综合考虑 ,一般来说,精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构,对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高。多
18、型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式,由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关,因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度,截面形状及均对应相同,可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等,因而不利于均衡进料,但可以缩短流道的总长度,为达到同时充满型腔的目的,各浇口的截面尺寸要制作得不相同。因此在设计
19、时要注意以下几点:尽可能采用平衡式排列,确保制品质量的均一和稳定。型腔布置与浇口开设部位应力求对称,以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。 尽量使排列的紧凑,以便减少模具的外形尺寸通过软件分析得到体积V塑和质量W塑 ,又因为此产品属大批量生产的塑件,属于仪表外壳,精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素,以及注射机的型号选择,确定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素,确定采用大水口单型腔生产。 2-1 型腔数目布局图2-2第3章 分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件
20、浇口形式有关。制品成型的分型面不仅影响到制品的脱模困难程度及美观程度,还影响成型零件的加工工艺性,另外合适的分型面位置还有利于模具加工、排气、脱模、提高塑件的表面质量及方便工艺操作等。1、分型面的位置应开设在塑件截面尺寸最大的部位,便于脱模和加工型腔。2、分型面应使模具分割成便于加工的部件,以减少机械加工的困难。以使得模具零件易于加工。3、分型面的选择应有利于保证塑件尺寸精度要求。4、分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位,而且在分型面处所产生的飞边应容易修整加工,从而有利于保证塑件的外观质量。5、应满足塑件的使用要求,即从使用的角度避免脱模斜度、推杆及浇口痕迹等工艺缺陷影响塑件功能。6、为
21、便于塑件脱模,应尽可能使塑件在开模时留在下模或动模部分,易于设置和制造简便易行的脱模机构。若塑件有侧孔时,应尽可能地将侧型芯设在动模部分,避免定模抽芯7、考虑锁模力,分型面的选择应尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。8、考虑侧向抽拔距,一般机械分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小,因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。9、尽量方便浇注系统的布置。10、为了有利于气体的排出,分型面应尽可能与料流的末端重合。11、考虑注塑机的技术规格,是模板间距大小合适。 12、选择分型面时根据塑件的使用要求和所用塑料,要考虑飞边在塑件上的部位。13、选择分型面时,应考虑减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。总而言
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