注塑模具毕业设计.docx
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1、模具设计说明书课题名称: 汽车座椅头枕杆插头导管 系 别: 系 专 业: 班 级: 高分子材料加工技术 学 号: 学生姓名: 指导教师: (老师) 起止时间: 2023 年 3 月 16 日 2023 年 6 月 16 日 摘 要 本设计为汽车座椅头枕插头导管模具制作设计,它系统的介绍了汽车座椅头枕杆导管模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中,涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题、特种加工工艺及塑料的回收和运用等方面内容。在该模具设计中,运用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图,以及制定了机械加工工艺过程卡。本设计在保证加工质量的前提下
2、,尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。关键词 模具 注射机 塑料目 录1. 引言52. 选择与分析塑料原料62.1 选择制件材料62.2 分析制件材料性能82.2.1 分析制件材料的使用性能82.2.2 分析塑料工艺性能82.2.3 结论93. 拟定塑料成型方式及工艺过程93.1 塑件成型方式的选择93.2 成型工艺规程93.2.1 成型前的准备93.2.2 注射过程113.2.3 塑件后解决124. 分析塑件结构工艺性.124.1 塑件尺寸精度分析124.2 塑件表面质量分析134.3 塑件的结构工艺性分析135. 拟定塑件成型工艺参数146. 初步选择注射成型设备156.1 依据
3、最大注射量初选设备156.1.1 计算塑件的体积156.1.2 计算塑件的质量166.1.3 根据塑件自身几何形状及生产批量拟定型腔数目.166.1.4 拟定成型设备.166.1.5 制作塑件成型工艺卡.177. 分型面的拟定与浇注系统的设计187.1分型面的选择187.2 浇注系统的设计197.2.1 主流道设计197.2.2 分流道的设计207.2.3 点浇口设计. 227.2.4 冷料穴设计227.3 设计排气和引气系统设计248. 模具设计方案的论证.258.1 模具型腔的布局.258.2 成型零件的结构.268.3 推出结构的拟定.278.4 合模导向机构的设计.278.5 冷却系统
4、的设计.279. 注射模具结构类型及模架的选用299.1 拟定模架组合形式299.2 重要零部件的设计计算.299.3 模具型腔壁厚的拟定.299.4 模具型腔板总体尺寸的拟定.299.5 标准模架的拟定.2910. 设计注射模侧向分型抽芯机构3010.1 侧向抽芯机构类型选择3010.2斜导柱侧向抽芯机构设计计算3010.2.1抽芯距和抽芯力的计算3010.2.2 抽芯力的计算3110.2.3 拟定斜导柱倾斜角3110.3 侧向分型与抽芯的结构设计3210.3.1拟定斜导柱的尺寸3211. 成型设备的校核计算3312. 绘制模具装配图.3513. 结束语36致谢词.37参考文献.381. 引
5、言大学三年的学习即将结束,为具体的检查这三年来的学习效果,综合检测理论在实际中应用的能力,除了平时的考试、实验测试外,更重要的是理论联系实际,即本次设计的课题为汽车座椅头枕插头导管的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活,在汽车领域应用广泛,但成型难度大,模具结构较为复杂,对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解,同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以汽车座椅头枕杆导管模具为主线,综合了成型工艺分析,最后到模具结构设计,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、环节,模具设计中常用的公式、数
6、据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同时使用了CAD、UG等技术,使用Office软件,力求达成减小劳动强度,提高工作效率的目的。本次设计中得到了王涛老师的指点。同时也非常感谢河北机电职业技术学院学院各位老师的精心教导,以及保定亿新汽车配件有限公司的大力支持。由于实际经验和理论技术有限,设计的错误和局限性之处在所难免,希望各位老师批评指正。2. 选择与分析塑料原料2.1 选择制件材料汽车座椅头枕杆导管(二维如图1-1、三维图1-2),所选材料需要一定的刚度以及耐腐蚀性,由于使用时间较长,需考虑原料的耐久性问题,需大批量
7、生产,通过查参考资料得图2.1 三视图图2.2 立体图PS:具有非常好的化学稳定性、热稳定性、透光性(透光率88%92%),电绝缘特性(是目前最抱负的高频绝缘材料)以及很微小的吸湿倾向。可以抵抗水、稀释的无机酸,但可以被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀,并且可以在一些有机溶剂中膨胀变形。PS的收缩率在0.4%0.7%之间,常用收缩率0.5%,PS的流动性极好,成型加工容易。易着色,装饰性能好。PS的最大缺陷:质地硬而脆,塑件由于内应力而易开裂。它的耐热性低,智能在不高的温度下使用,易老化。合用于制作绝缘透明件、装饰件及化学器、光学仪器等零件PE:它的特点是软性,无毒,价廉,加工方便,识水性小,可不用干燥
8、,流动性好,耐腐蚀性、电绝缘性优良。可以氯化辐照该性,可用玻璃纤维增强。高密度聚乙烯熔点、刚性、硬度和强度较高,吸水性小,有突出的电气性能和良好的耐辐射性。低密度聚乙烯柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。合用于制作耐腐蚀零件、绝缘零件和薄膜等。PP:密度小,强度、刚度、耐热性均由于HDPE,硬度比HDPE高,可在100左右使用。具有优良的耐腐蚀性,良好的高频绝缘性,不受湿度影响,但低温变脆、不耐磨、易老化。合用于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。ABS:综合性能较好,冲击韧度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电性能良好;易于成型和机械加工,与372有机玻璃的熔接性良好,可作双色成型塑
9、件,且表面可镀铬。合用于一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。PC:突出的冲击强度,较高的弹性模量和尺寸稳定性,无色透明,着色性好,耐热性比尼龙、聚甲醛高,抗蠕变的电绝缘性较好,耐蚀性、耐磨性良好。但自润性差,不耐碱、酮、胺、方向经。有应力开裂倾向,高温易水解,与其他树脂相容性差。合用于仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件。对多料的性能与应用进行综合比较,材料品种可选择苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物(ABS)。2.2 分析制件材料性能2.2.1 分析制件材料的使用性能查参考资料塑料材料与配方及相关塑料模具设计资料可得:PP大多为乳白色粒状物,无味、无毒,外观与HDPE相似,但比HDP
10、E密度低、透明性好,密度为0.890.91gcm3,是常用树脂中最轻的一种。PP具有良好的综合力学性能,具有优良的耐腐蚀性,良好的高频绝缘性,不受湿度影响,良好的抗冲击能力!但是低温变脆、不耐磨、易老化。合用于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。2.2.2 分析塑料工艺性能聚丙烯(PP)具有价格低廉,质轻,使用温度高、刚性和拉伸强度高,易于加工成型等特点。在力学性能方面聚丙烯(PP)具有良好的综合力学性能且在室温以上有较好的抗冲击性能。刚性比PE高以及优良的耐弯曲疲劳性。在化学性能上聚丙烯(PP)具有耐化学腐蚀性,在添加稳定化助剂以后具有较强的光稳定性。PP吸水率小,成型前不需要进行干燥解
11、决。2.2.3 结论汽车座椅头枕杆导管规定具有一定的强度、刚度以及耐腐蚀性,采用聚丙烯(PP)材料,产品的使用性能基本能满足规定,具有较好的光稳定性,由于吸水率低,加工过程方便,不需在注塑之前进行干燥解决并且价格低廉。所以汽车座椅头枕杆导管选用聚丙烯(PP)材料进行制件。3 拟定塑料成型方式及工艺过程3.1 塑件成型方式的选择塑料成型的方法很多,涉及注射成型、挤出成型、压缩成型、中空吹塑成型等。其中注射成型较为常见,具有加工过程方便,生产率高,易于实现自动化生产;塑件的尺寸精度容易保证,塑件的质量稳定以及生产适应性强等特点。结合以上说明,制件外观规定较高,型腔内部有尺寸不等的孔,塑件左侧有一内
12、凹孔,需要考虑侧向分型抽芯装置,因此汽车座椅头枕杆导管的成型方法选择注射成型完毕制件的大批量生产。3.2 成型工艺规程一个完整的注射成型工艺过程涉及成型前准备、注射过程及塑件的后解决三个过程。3.2.1 成型前的准备1.原料预解决(1) 分析检查成型物料的质量 对PP原料进行含水量、外观色泽、颗粒情况、有无杂质并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。假如检测中出现问题,应及时采用措施解决。对于粉状物料,在注射成型前,经常还需将其配制成粒料,因此其检查工作应放在配料后进行。 (2) 塑料着色 粉状或粒状热塑料的着色,可以用直接法和间接法两种工艺实现。直接法着色也称为一步法着色或干法着色,其重要特
13、点是将细分状着色剂与本色塑料简朴掺混后即可直接用于成型,或经塑炼造粒后再用于成型。间接着色法又称二步着色法或色母料着色法,重要特点是在不直接用着色剂而用称为“母色料”的塑料粒子与本色塑料粒子按比例称量后放入混合机,经充足搅拌混合后送往成型设备使用。着色剂在物料中容易均匀分散、塑件色泽鲜艳和无颜料粉尘导致环境污染等明显有点。此外,这种着色方法还能是采用热风料斗干燥着色粒料成为也许,因而有助于实现着色塑件成型过程的全自动化。由于母色料粒子与本色塑料粒子仅简朴的混合,当用无混炼功能或只需混炼功能很差的成型设备成型颜色均一性规定高的塑件时,成型物料不能采用此法着色。(3) 预热干燥 对于吸湿性或粘水性
14、强的成型物料,应根据注射成型工艺允许的含水量规定进行适当的预热干燥。目的是为了除去物料中过多的水分及挥发物,以防止成型后塑件出现气泡和银纹等缺陷,同时也可以避免注射时发生水降解。对于吸湿性或粘水性不大的成型物料,假如包装储存较好,也可不必预热干燥。ABS的吸水性或水敏性较强,在成型前一般需要干燥解决。2.料筒的清理生产中假如需改变塑料品种、更换物料、调换颜色,或发现成型过程中出现了热分解或降解反映,均应对注射机的料筒进行清洗。通常,柱塞式料筒存料量大,必须将料筒拆卸清洗、对于螺杆式注射机通常采用直接换料、对空注射法清洗。换料清洗时,必须掌握料筒中的塑料盒欲换的新塑料的特性,然后采用对的的清洗环
15、节。对空注射清洗时,应注意以下事项:1) 新塑料成型温度高于料筒内残存塑料的成型温度时,应将料筒温度升高到新料的最低成型温度,然后加入新料,连续“对空注射”,直到残存塑料所有清洗完毕,再调整温度进行正常生产。2) 新塑料的成型温度比料筒内残存塑料的成型温度低时,应将料筒温度升高到残存塑料的最佳流动温度后切断电源,用新料或新料的回料在降温下进行清洗。3) 假如新料成型温度高,而料筒中残存塑料又是热敏性塑料,则应现流动性好、热稳定性高的塑料作为过度料,先换出热敏性塑料,在用新料或新料的回料换出热稳定性好的过渡料。4) 两种物料成型温度相差不大时,不必改变温度,先用新料的回料,后用新料连续“对空注射
16、”即可。3.嵌件的预热为了满足装配和使用强度的规定,塑件内常要嵌入金属嵌件。由于金属和塑料收缩率差别较大,因而在塑件冷却时,嵌件周边产生较大的内应力,导致嵌件周边强度下降和出现裂纹。因此,除了在设计塑件时加大嵌件周边的壁厚外,成型前对金属嵌件进行预热也是一项有效措施。 嵌件的预热应根据塑料的性能和嵌件大小而定。对于成型时容易产生应力开裂的塑料,其塑件的金属嵌件,特别较大的嵌件一般都要预热。对于成型时不宜产生应力开裂的塑料,且嵌件较小时,则可以不必预热。预热的温度以损坏金属嵌件表面所镀的辛层或铬层为限,一般为110130,对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件,预热温度可达150。4.脱模剂的选用注射成
17、型时,塑件的脱模重要依赖于合理的工艺条件和对的的模具设计,当由于塑件自身的复杂性或工艺条件暂不稳定,在试模时可使用脱模剂帮助脱模。事实上,在正常的生产情况下,应尽量不使用脱模剂为好。常用的脱模剂有硬脂酸锌。液体石蜡和硅油等。除了硬脂酸锌不能用于聚洗胺之外,对于一般塑料,上述三种脱模剂均可使用。其中尤以硅油脱模效果最佳,只要对模具施用一次,即可长效脱模,但价格很贵。硬脂酸锌通常多用于高温模具,而液体石蜡多用于众低温模具。对于具有橡胶的软塑件或透明塑件不宜采用脱模剂,否则将影响塑件的透明度。使用脱模剂时,喷涂合理、适量,以免影响塑件的外观和质量。3.2.2 注射过程完整的注射成型过程涉及加料、塑化
18、、注射、保压、冷却和脱模等环节。但就塑料在注射成型中的实质变化而言,是塑料的塑化和熔体充满型腔与冷却定型两大过程。(1) 塑料的塑化(2) 熔体充满型腔与冷却定型3.2.3 塑件后解决塑件脱模后常需要进行适当的后解决,以便改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性。塑件的后解决重要指退火或调湿解决。退火解决是使塑件在定温的加热液体介质或热空气循环烘箱中静置一段时间。运用退火时的热量,能加速塑料中大分子松弛,从而消除或减少塑件成型后的残余应力。对于结晶型塑件,运用退火能对他们的结晶度大小进行调整,或加速二次结晶和后结晶的过程。此外,退火还可以对塑件进行解取向,并减少塑件硬度和提高韧性。生产中的退火温度一般
19、都在塑件的使用温度以上高于使用温度(1020)至热变形温度以下低于热变形温度(1020之间)的温度区间进行选择和控制。退火时间与塑件品种和塑件厚度有关,如无数据资料,也可按每毫米厚度约需半小时的原则估算。退火后应使塑件缓冷至室温。有些塑件在高温下雨空气接触会氧化变色或容易吸取水分而膨胀,此时需进行调湿解决,即将刚脱模的塑件放在热水中解决,这样既可隔绝空气,进行无氧化退火,又可使塑件快速达成吸湿平衡状态,使塑件尺寸稳定下来,以免塑件尺寸在使用过程中发生更大的变化。应当指出,并非所有塑件都有塑件都要进行后解决。通常,只是对于带有金属嵌件、使用温度范围变化较大、尺寸精度规定较高和壁厚大的塑件才有必要
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