斜三通注塑模具設(shè)計
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1、斜三通注塑模具設(shè)計 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 設(shè)計題目: 斜三通注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 專業(yè)班級: 指導(dǎo)教師: 目 次 1 緒
2、論 1 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 1 1.2 中國塑料工業(yè)的發(fā)展 3 2 方案論證 4 3 產(chǎn)品工藝性分析 5 3.1 產(chǎn)品材料分析 5 3.1.1 成型特點(diǎn) 6 3.1.2 注射成型工藝參數(shù): 6 3.2 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 7 3.2.1 其塑件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如下 8 3.2.2 產(chǎn)品形狀分析 8 4. 模具的計算 10 4.1 注塑機(jī)的選擇 10 4.2 具體模具尺寸計算 13 4.2.1 開模行程 13 4.2.2厚度計算 14 4.2.3型腔、型芯尺寸確定 15 4.2.4脫模力的計算 18 4.2.5 脫模機(jī)
3、構(gòu)的設(shè)計 19 4.2.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 21 4.2.7 其它零部件的設(shè)計: 25 5. 塑料模具的裝配 28 5.1塑料模零件組裝: 28 5.2 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題: 29 設(shè)計總結(jié) 29 致謝 31 參 考 文 獻(xiàn) 31 1 緒論 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,60~80%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制
4、造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 鑒于振興我國模具工業(yè)的重要性,在1989年3月國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中,把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。 1997年以來,國家又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),從1997年到2002年,對全國部分重點(diǎn)
5、專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策,以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。 1999年7月國家計委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的《當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄)》,把電子專用工模具、塑料成形新技術(shù)與新設(shè)備、快速原型制造工藝及成套設(shè)備、激光加工技術(shù)及成套設(shè)備、汽車關(guān)鍵零部件等等,都列進(jìn)去了。 1999年8月20日黨中央和國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定》指出:要在電子信息特別是集成電路設(shè)計與制造、網(wǎng)絡(luò)及通訊、計算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面,在生物技術(shù)及新醫(yī)藥、新技術(shù)、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,形成一大批擁有
6、自主知識產(chǎn)權(quán)、具有競爭優(yōu)勢的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。要加強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接,大幅度提高國產(chǎn)技術(shù)裝備的水平。 所有這些,都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 從以下四個方面,可以看出模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用。 第一,模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分。例如:屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計與制造,不能沒有做引線框架的精密級進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模;計算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造,也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具;數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展,沒有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此,
7、在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如:形狀誤差小于0.1~0.3的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡,就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說,許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè),已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。 第二,模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平,是推動模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用,快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用,使模具的設(shè)計制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高,還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在
8、模具工業(yè)中的應(yīng)用,也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接,實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 第三,模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分。在1998年以前,許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會議,首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度,推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè),把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來,是對機(jī)械工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備,在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因?yàn)閲窠?jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備,其零部件有很大一部分是用模具做出來的。 第四,模具工業(yè)地位之重要,還在于國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑,都要求模具工業(yè)的
9、發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具,特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具,目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年,我國每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂,很大一部分需要塑料模具成形,做成制品,才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具,需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗,也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對模具的需求當(dāng)中,也可以看到模具工業(yè)地位之重要。 1.2 中國塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料模具產(chǎn)業(yè)近年來在我國發(fā)展很快,隨之而來的是日益激烈的市場競爭,
10、加入WTO后,外資模具廠家進(jìn)入國內(nèi)市場,要在激烈的競爭中脫穎而出,發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)件、實(shí)施模具的專業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要。 發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)件對縮短模具設(shè)計制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量都具有十分重要的意義,如果能夠?qū)崿F(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng),將能極大地促進(jìn)我國模具工業(yè)的發(fā)展。 國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為70%~80%,而我國只有30%左右。 如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件,將會縮短模具設(shè)計制造周期25%~40%,并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時浪費(fèi)。應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)設(shè)計模具已較為普遍,推廣使用模具標(biāo)準(zhǔn)件,能夠?qū)崿F(xiàn)部分資源共享,這會大大減少模具設(shè)計的工作量和工作時間,
11、對于發(fā)展CAD/CAM技術(shù)、提高模具的精密度有重要意義。 以往的模具即使只損壞了一個部件,也將無法使用。由于不是標(biāo)準(zhǔn)件,市場上很難有相應(yīng)產(chǎn)品,要到生產(chǎn)廠家去更換部件,費(fèi)時費(fèi)力。而如果采用標(biāo)準(zhǔn)件,則可以很方便的維修、更換,這將大大提高模具的使用壽命。 現(xiàn)在,國內(nèi)企業(yè)已認(rèn)識到了模具標(biāo)準(zhǔn)化的重要性,目前有一定生產(chǎn)規(guī)模的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)有100余家,主要產(chǎn)品有塑料模架、側(cè)沖裝置、推桿推管等,其中塑料模架已可生產(chǎn)較大型產(chǎn)品,為發(fā)展大型精密模具打下了基矗雖然國內(nèi)模具產(chǎn)業(yè)有了長足的發(fā)展,但與國外相比差距仍然很大。 實(shí)施模具的專業(yè)化生產(chǎn)是加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。我國不少地區(qū)相繼建立了地區(qū)性的模
12、具城,對發(fā)展模具工業(yè)起到了積極作用。如浙江寧波的余姚模具城是國內(nèi)第一家模具城,現(xiàn)已有模具企業(yè)數(shù)百家,并已推動了余姚當(dāng)?shù)睾椭苓叺貐^(qū)模具工業(yè)發(fā)展。 成功地實(shí)施了模具專業(yè)化生產(chǎn)的深圳,模具加工企業(yè)已有近千家。 其模具企業(yè)建立質(zhì)量保障體系的意識很強(qiáng),申請ISO9000認(rèn)證的熱情高漲,都認(rèn)識到專業(yè)化生產(chǎn)是進(jìn)入國際市場的通行證。外商獨(dú)資的模具企業(yè)在深圳占絕對優(yōu)勢,專業(yè)技術(shù)水平全國領(lǐng)先、新技術(shù)應(yīng)用廣、模具品種齊全、質(zhì)量較高、制模周期短。除汽車用的大型覆蓋件模具以外的各類模具,這些企業(yè)均能制作,如高速銑加工、氣輔注塑、逆向工程、熱流道技術(shù)、快速原型技術(shù)等。 深圳的模具企業(yè)不僅在技
13、術(shù)上實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化,在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面,也有越來越多的采用以設(shè)計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式,降低了對模具工人技術(shù)全面性的要求,強(qiáng)調(diào)專業(yè)化。盡管如此,深圳生產(chǎn)的模具還只能說屬于中上等層次,一些關(guān)鍵模具如復(fù)印機(jī)主框架模具、照相機(jī)和攝像機(jī)用等高精尖模具尚需要進(jìn)口。 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化推動了我國塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展,并將繼續(xù)為我國塑料模具生產(chǎn)企業(yè)提高技術(shù)水平、增強(qiáng)競爭實(shí)力、加快融入國際大市場的步伐提供必要的技術(shù)保障。 2 方案論證 對于一個塑件的模具設(shè)計的第一步驟就是型腔數(shù)目的確定。 單型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是:塑件精度高;工藝參數(shù)易于控制;模具結(jié)構(gòu)簡單;模具制造成本
14、低,周期短。缺點(diǎn)是:塑件成型的生產(chǎn)率低、成本高。單型腔模具適用于塑件較大,精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。 多型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是:塑件成型的生產(chǎn)率高,成本低。缺點(diǎn)是:塑件精度低;工藝參數(shù)難以控制。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜;模具制造成本高,周期長。多型腔模具適用于大批量、長期生產(chǎn)的小塑件。 確定型腔數(shù)目的方法: 1)根據(jù)經(jīng)濟(jì)性:n=[NYt/(60C1)]1/2 式中n--每副模具中型腔的數(shù)目 N--計劃生產(chǎn)塑件的總量 Y--單位小時模具加工的費(fèi)用 t--成型周期(min) C1--每個型腔的模具加工費(fèi)用(元) 2)根據(jù)鎖模力:n=[(Q/p)-A2]/A1 式中Q--注射機(jī)鎖模力)(
15、KN) p--型腔內(nèi)熔體的平均壓力(Mpa) A2--澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A1--每一個塑件在分型面上的投影面積 3)根據(jù)塑件的精度:根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在模具中每增加一個型腔,塑件的尺寸精度就要降低4%,由于制品尺寸精度要求不高,且尺寸屬于中型,產(chǎn)量為中批量,所以選擇采用一模一腔。 4)根據(jù)注射量:n=(0.8G-m2)/m1 式中G--注射機(jī)的最大注射量(g) m1--單個塑件的重量(g) m2--澆注系統(tǒng)的重量(g) 根據(jù)產(chǎn)品需要,該塑件為一模一腔。 3 產(chǎn)品工藝性分析 3.1 產(chǎn)品材料分析 PVC (聚氯乙烯)化學(xué)和物理特性 剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之
16、一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。 PVC材料在實(shí)際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。 PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC對氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。 3.1.1 成型特點(diǎn) PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數(shù),如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問題。 PVC的流動特性相當(dāng)差,其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工(這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性),因此通常使用的都是小分子量的
17、PVC材料。 PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?,一般?.2~0.6%。 注塑模工藝條件 干燥處理:通常不需要干燥處理。 熔化溫度:185~205C 模具溫度:20~50C 注射壓力:可大到1500bar 保壓壓力:可大到1000bar 注射速度:為避免材料降解,一般要用相當(dāng)快地的注射速度。 流道和澆口:所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件,最好使用針尖型澆口或潛入式澆口;對于較厚的部件,最好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的最小直徑應(yīng)為1mm;扇形澆口的厚度不能小于1mm。 3.1.2 注射成型工藝參數(shù): 預(yù)熱和干燥:80~85℃ 螺桿轉(zhuǎn)速
18、:30~60r/min 料筒溫度:前部200~210℃ 中部210~230℃ 后部180~200℃ 模具溫度:50~70℃ 注射壓力:70~90MPa 保壓壓力:50~70MPa 注射時間:3~5S 保壓時間:15~30S 冷卻時間:15~30S 總周期:40~70S 3.2 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 塑件結(jié)構(gòu)工藝性,直接關(guān)系到其成形模具結(jié)構(gòu)、類型、生產(chǎn)周期與成本。只有符合模塑工藝要求塑件設(shè)計,才能順利成形,確保內(nèi)在與外觀質(zhì)量,達(dá)到高效率生產(chǎn)和低成本的目地。要求設(shè)計的模具在生產(chǎn)過程中不能出現(xiàn)外觀質(zhì)量、困氣、飛邊、燒焦、粘模等問題。 3
19、.2.1 其塑件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如下 3.2.2 產(chǎn)品形狀分析 1)測孔 從本產(chǎn)品圖可以看出零件有側(cè)孔,在設(shè)計時應(yīng)重視。針對此種結(jié)構(gòu)在設(shè)計時要用楔塊和斜導(dǎo)柱配合實(shí)現(xiàn)型芯的運(yùn)動。 2) 脫模斜度 由于制品在冷卻后產(chǎn)生收縮,會緊緊包住型心或行腔突出的部分,為了使制件能夠順利從模具中取出或者脫模,必須對塑件的設(shè)計提出脫模斜度的要求,要求在塑件設(shè)計時或者在模具設(shè)計時給予充分的考慮,設(shè)計出脫模斜度。目前并沒有精確的計算公式,只能靠前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)資料。塑件的脫模斜度與塑料的品種,制件形狀以及模具結(jié)構(gòu)均有關(guān),一般情況下取0.5度,最小為15分到20分。下表為常用的脫模斜度: 幾種塑料
20、的常用脫模斜度 制品斜度 聚酰胺 通用 聚酰胺 增強(qiáng) 聚乙稀 聚甲基丙稀酸甲脂 聚丙烯 聚碳酸脂 ABS塑料 脫模 斜度 型腔 20-40 20-50 20-45 20-40 25-45 35-1 35-130 型心 25-40 20-40 20-45 30-1 20-45 30-50 35-1 3)尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產(chǎn)品尺寸和圖紙中尺寸的符合程度。一般而言,塑件尺寸精度是取決于塑料因材質(zhì)和工藝條件引起的塑料收縮率范圍大小,模具制造精度、型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素。而模具的某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又在相
21、當(dāng)大程度的影響塑件的尺寸精度。故而,塑件的精度應(yīng)盡量選擇的低些。對于本產(chǎn)品,圖紙未注明尺寸精度,我們?nèi)T10級精度。IT8=0.72mm. 此值由下表查知: 表3-4 精度等級選用推薦值: 類別 塑料品種 建議采用的等級 高精度 一般精度 低精度 1 PS 3 4 5 ABS 聚甲苯丙烯酸甲脂 PC PSU 聚砜 PF 氨基塑料 30%玻璃纖維增強(qiáng)塑料 2 聚酰胺6.66 610 9.10 10 4 5 6 氯化聚乙醚 PVC
22、硬 3 POM 5 6 7 PP PE低密度 4 PVC 6 7 8 PE高密度 由于沒有規(guī)定制品尺寸精度,查表精度為6-8. 4. 模具的計算 4.1 注塑機(jī)的選擇 1. 制品的體積估算 把45斜三通管分為三部分,三段直徑為127mm的端部為,主干直徑為110.4mm部分為,分支直徑為110.4mm部分為 = =691585.86mm = =292425.46mm = =204067.66mm 2. 根據(jù)體積選擇注
23、射機(jī) (1) 得 =1188078.98/0.8 =1485098.73 =1485.10 由此確定是用臥式螺桿式(其容量>60) (2) 根據(jù)塑件的計算體積,選擇設(shè)備型號規(guī)格 注射機(jī)額定注射量 n:型腔數(shù) :澆注系統(tǒng)重量(g) :塑件重量(g) :注射機(jī)額定注射量(g) 估算澆注系統(tǒng)的體積,根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計方案選擇直接澆口 算得=1952.822 則澆注系統(tǒng)塑料重量= (式中為塑料容重,UPVC的容重=1.38) 塑件重量 由于模具型腔數(shù)選擇為1個,即n=1,所以 從計算結(jié)果,并根據(jù)塑料注射機(jī)
24、技術(shù)規(guī)格選用SZY-2000型注射機(jī)(參考《塑料模設(shè)計手冊》)。 (3)鎖模力的校核: F 式中:-注射力,由《實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊》查得=80~130Mpa,由于選用單腔注射,所以?。?00Mpa。 -塑件在分型面上得投影面積() -澆注系統(tǒng)在分型面上得投影面積() F-注射機(jī)額定鎖模力,參考《塑料模設(shè)計手冊》F=6000kn 投影面積計算: = = 則: = 由于F=6000KN,故滿足F SZY-2000型注射機(jī)的一些重要特征如下: 螺桿直徑:=90、110、1
25、20mm,?。?10mm 注射壓力:=13500 鎖模力:=6000KN 最大模具厚度(mm),不用墊板800,用墊板500。 鎖模方式:液壓-機(jī)械 模板最大距離:(mm)=1550 模板行程=755mm 圓嘴圓弧半徑R=18mm 噴嘴孔徑d=10mm 噴嘴移動距離:噴嘴可伸出模板反裝模面25mm 4.2 具體模具尺寸計算 4.2.1 開模行程 =115++44+10 =232.5mm<75
26、5mm 式中 -注射機(jī)行程(=755mm) -脫模距離(頂出距離) -塑件高度+澆注系統(tǒng)高度 所以,滿足條件。 注:對于SZY-2000的開模行程由脫模曲肘的運(yùn)動或移模油缸決定,開模行程與模具安裝高度無關(guān)。 4.2.2厚度計算 (1) 側(cè)壁計算: 把型腔看作圓形型腔 A. 剛度計算: 式中:r-凹模型腔內(nèi)半徑(mm) -凹模側(cè)壁厚度(mm) P-模腔壓力(Mpa) (常取25~45Mpa) -泊松比 (由于材料選用38CrMoAl,所以值為0.25~0.3) E-彈性模
27、量(Mpa)(E取210Gpa) B.強(qiáng)度計算 式中:-材料許用應(yīng)力(Mpa)(塑性材料,?。?,38CrMoAl的) (2) 底板厚度 A.剛度計算 式中:-凹模底板厚度(mm) P-模腔壓力(Mpa) E-彈性模量(Mpa) -凹模型腔內(nèi)半徑(mm) -成型零件的許用變形量(mm) B.強(qiáng)度計算 4.2.3型腔、型芯尺寸確定 查表得,=1.5%,=0.6% 平均收縮率 由《實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊》查得該塑件為5級精度,按該精度等級
28、從表6-45中查到尺寸 基本尺寸L (mm) 公差數(shù)值 50~65 0.46 80~100 0.60 100~120 0.68 120~140 0.76 200~225 1.10 280~315 1.40 成型零件得制造公差,一般取塑件公差得1/3~1/6,對中小型塑件
29、取對大型塑件取。 型腔徑向尺寸: 式中: -塑料平均收縮率。 -塑件公差(mm) -成型零件制造公差(mm) -修正系數(shù),一般為1/2~3/4,公差值大取小值 -型腔徑向尺寸(mm) -塑件外形基本尺寸(mm) ,取=1/2,=1/6= = = = 型腔高度: 式中: -型腔高度(mm) -塑件高度基本尺寸(mm) -修正系數(shù),一般為1/2~1/3,當(dāng)制品尺寸較大,精度較低時取小值,反之取大值。 取=1/2,按1/6代入公式,得: 型芯徑向尺寸: 式
30、中:-型芯徑向尺寸(mm) -塑件內(nèi)形基本尺寸(mm) 型芯高度: 式中: -型芯高度(mm) -塑件孔深基本尺寸(mm) 4.2.4脫模力的計算 初始脫模力 當(dāng)脫模開始時,阻力最大。推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時的受力計算。亦即無視脫模斜度() 由于 所以制品屬于厚壁制品,應(yīng)按厚壁圓形件計算。 式中: -脫模力(N) t-塑件平均壁厚(mm) E-塑料彈性模量() S-塑料平均成形收縮率() L-包容凸模的長度(cm) -塑料與鋼的摩擦
31、系數(shù) m-塑料的泊松比 r-圓柱形半徑(cm) 代入式中: 4.2.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 (1) 推桿的設(shè)計 估計推桿長度:底板厚度+型腔高度+空余值 取424mm 圓形推桿直徑d 式中: d-圓形推桿直徑(mm) -推桿長度系數(shù),取0.7 l-推桿長度(cm) n-推桿數(shù)量 E-推桿材料的彈性模量() 合金鋼E=210Gpa= Q-總脫模力(N) 取d=16mm 推桿的應(yīng)力校核 式中: -推桿應(yīng)力 -推桿鋼
32、材的屈服極限強(qiáng)度 (合金鋼=42000) 滿足條件。 推桿選A型推桿, 推桿圖 (2) 復(fù)位桿設(shè)計: 復(fù)位桿與頂桿安裝在同一固定板上,工作端面低于動模表面, 選用沉頭內(nèi)六角螺釘。數(shù)量為2,采用45鋼,頂部淬火處理,硬度為HRC43~48,表面粗糙度為左右。 (3) 頂出導(dǎo)向裝置設(shè)計: 采用導(dǎo)柱導(dǎo)向,因?qū)е黄饘?dǎo)向作用,不考慮受壓力的作用,所以只需保證能導(dǎo)向就行了。 選取帶頭導(dǎo)柱。(3根)采用T8A,滲碳0.5~0.8,淬火HRC50~55。 (4) 推板尺寸
33、設(shè)計: 式中: H-推板厚度(cm) L-推桿間距(cm),初選L=10.6cm. Q-總脫模力(N) E-鋼材的彈性模量(),一般中碳鋼E= B-推板寬度(cm)(參照《實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊》,初選B=25cm) Y-推板允許最大變形量(cm),一般為塑件在脫模方向的尺寸公差的1/5~1/10,得Y=0.003。 代入,得 取H=4cm 所以,推板的尺寸為,推桿固定板的厚度是25mm。 4.2.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 式中:
34、 Q-抽拔力(N) A-型芯被塑件包緊的斷面形狀周長(mm) h-型芯成形深度(mm) q-由于塑件收縮形成的單位正壓力,一般取8~12Mpa -摩擦系數(shù),取0.1~0.2 -脫模斜度()(由《實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊》查的為,初?。? 代入,得 B.短斜導(dǎo)柱 (1) 抽芯距:長斜導(dǎo)柱S=218+3=221mm;短斜導(dǎo)柱S=65+3=68。 (2) 斜導(dǎo)柱尺寸計算: 由于抽芯方向與模具安裝平面平行 式中: S-抽芯距(mm) -斜導(dǎo)柱工作部分長度(mm) -斜導(dǎo)柱安裝角度,一般取,不大于,初取
35、 H-抽芯距為S時所需開模行程(mm) 代入,得: 斜導(dǎo)柱的直徑計算: A. 長斜導(dǎo)柱 所受正壓力N: 直徑d: 取d=40mm 式中: Q-抽拔力 -許用抗彎強(qiáng)度 (由于斜導(dǎo)柱選用材料為T8A,所以=137Mpa) 長度計算: 取L=720mm 長斜導(dǎo)柱圖 B.短斜導(dǎo)柱: 所受正壓力N: 直徑d: 取d=20mm 長度計算: 取L=263mm 4.2.7 其它零部件的設(shè)計: (1) 支架: 參照《實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊》選用規(guī)格為的模架組合, 材料選用45
36、鋼。 (2) 澆注系統(tǒng): A.澆口: 選用直接澆口,開在定模上。由于澆口尺寸大,熔體壓力損失小,流體阻力小,進(jìn)料快,容易成型,適用于任何塑料,常用于成型單腔模,大而深的殼體制品。材料選用T8A,熱處理硬度為HRC50~55。 澆注口圖 ,取d=10.06mm ,取 ,取 其中:-噴嘴直徑。 -噴嘴球半徑。 B. 定位圈: 選用Ⅰ型定位圈,材料45鋼,熱處理43~48HRC。 (3) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計:(參考《塑料模具技術(shù)手冊》) 求塑件每小時在模內(nèi)釋放出的熱量Q: A.由《塑料模具技術(shù)手冊》表3-41查的UPVC成形時放出的熱焓量。
37、 式中: G-單位時間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量(Kg/h) B.求冷卻水的體積流量V: 式中: C-冷卻水的比熱容(。 -冷卻水的密度()。 -冷卻水的出口溫度。 -冷卻水的入口溫度。 C.求冷卻水直徑,根據(jù)體積流量,由《塑料模具技術(shù)手冊》表3-14查找,選d=10mm。 D.求冷卻水孔的流速: E.求冷卻水孔壁與冷卻水間的傳熱系數(shù),由表3-38查得時水的,得: F.求冷卻水孔總傳熱面積A: 式中: -模具溫度。 -冷卻水的平均溫度。 G.求冷卻水孔總長度L:
38、 H.求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù)n: 式中: -模具密度。 I.冷卻水流動狀態(tài)校核: 當(dāng)平均溫度為23.5時,由《塑料模具技術(shù)手冊》圖3-319查得,水的運(yùn)動粘度 故冷卻水屬于穩(wěn)定湍流狀態(tài),冷卻效果良好。 J.冷卻水進(jìn)出口溫差校核: 與原設(shè)定值一致。 5. 塑料模具的裝配 塑料模具裝配時常用的裝配基準(zhǔn)大致分為兩種,以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲塊等為裝配基準(zhǔn)件,模具的其它零件都依靠裝配基準(zhǔn)件進(jìn)行順序裝配;有導(dǎo)柱,導(dǎo)套的模具,以模板側(cè)面為基
39、準(zhǔn)進(jìn)行修配和裝配。 5.1塑料模零件組裝: 型芯壓入前,通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度,有利于型芯壓入組裝和保證型芯垂直度。將型芯尖角部位修成R0.3圓弧,或?qū)⒐潭ò蹇捉遣坑娩彈l修出槽,型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔,將預(yù)加工的型芯精修成型,將動定模固定板疊合在一起,使分型面緊密貼合,然后夾緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密,裝配后,型芯外露部分要符合圖紙要求,分別將導(dǎo)套,導(dǎo)柱壓入定模,固定模并檢查導(dǎo)套,導(dǎo)柱的松緊程度,將定模上平面磨平,然后將動模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導(dǎo)滑槽,并推至端面與定模定位面相接觸,將滑塊上固定
40、螺釘,使滑塊與滑塊面均勻接觸,同時分型面間留有0.2mm的間隙,此間隙可用塞尺檢查。用壓力機(jī)將澆口套壓入定模板,將定模板,復(fù)鉆螺孔后,擰入螺釘和敲入銷釘緊固,將動模板,支架復(fù)鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完成后,檢查制品,驗(yàn)證模具質(zhì)量狀況,發(fā)現(xiàn)問題可以調(diào)整。 導(dǎo)柱導(dǎo)套孔在整個模具裝配過程中的順序基本上有兩種:若選定型芯和型腔為裝配基準(zhǔn)時,則導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工順序應(yīng)安排在完成型芯,型腔的組裝。合模后進(jìn)行,若塑件結(jié)構(gòu)形狀使型芯,型腔在合模后很難找正相對位置,或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時,則要先加工裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套,作為模具裝配基準(zhǔn)。 未淬硬模板上導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工,可在坐標(biāo)鏜床上分別加工或?qū)?,定模板疊合在
41、一起用工藝銷釘定位后在車床,立銑和鏜床上加工 5.2 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題: 1. 試模前,應(yīng)對零件的裝配過程再次檢查一遍,以防安裝模具過程中造成傷人,同時必須對設(shè)備的油路,水路進(jìn)行檢查,并按規(guī)定作好開機(jī)前的準(zhǔn)備。 2. 開模試模時,原則上選擇在低壓,低溫和較長的時間條件下成型,然后按壓力,時間,溫度這樣的先后順序變動。 3. 注射成型時,可選用高速和低速兩種工藝,一般在制件壁厚面大時采用高速注射成型。 4. 對粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件,采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加料和預(yù)塑,而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料,可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。 5. 試模后,將
42、模具清理干凈,涂上防繡油,然后分別入庫和返修。 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過了一年對模具專業(yè)課程的學(xué)習(xí),自覺收獲頗多,領(lǐng)會了模具設(shè)計的要領(lǐng),但經(jīng)此次畢業(yè)設(shè)計,方覺自身知識欠缺太多,思維局限于書本,許多實(shí)際生產(chǎn)方面的知識極其欠缺。 就該制品整體結(jié)構(gòu)而言并不是很復(fù)雜,塑件本身精度要求不高,但由于制件內(nèi)有45度的斜抽芯,需要設(shè)置斜型芯。其中三個型芯都的利用斜導(dǎo)柱和楔塊的配合來實(shí)現(xiàn)型芯的運(yùn)動,來實(shí)現(xiàn)型芯的靈活運(yùn)動。 在整個設(shè)計過程中,多方面查找數(shù)據(jù)、圖紙,不厭其煩地進(jìn)行多種設(shè)計方案的比較選擇,同時求教于老師和同學(xué),忙碌了一個月多余,終于有了一定的成果。 畢業(yè)設(shè)計是綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行設(shè)計實(shí)踐的環(huán)
43、節(jié),對我們在生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行調(diào)查研究的能力、觀察問題、分析問題能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。通過畢業(yè)設(shè)計的鍛煉,我們運(yùn)用所學(xué)知識的能力、解決問題的能力、創(chuàng)新設(shè)計的能力都得到了很好的鍛煉和加強(qiáng)。 畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)到了不少新知識和研究方法,完善了知識結(jié)構(gòu),它使我在大學(xué)里所學(xué)的全部基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)技術(shù)知識得到了融會貫通。使我增強(qiáng)了解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力,讓我深刻認(rèn)識到了理論與時間相結(jié)合的重要性。三個月的畢業(yè)設(shè)計,我有以下幾點(diǎn)體會: 首先,理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。以前在學(xué)習(xí)理論課、基礎(chǔ)課的時候,自己不十分注意理論聯(lián)系實(shí)際。通過畢業(yè)設(shè)計我認(rèn)識到只有把所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)踐中去才能發(fā)揮知識的最大魅力。畢業(yè)設(shè)計運(yùn)用到
44、了以前所學(xué)的所有基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)技術(shù)知識,現(xiàn)在都需要重新復(fù)習(xí)一遍。因此畢業(yè)設(shè)計也是對以前所學(xué)知識的總結(jié)。 其次,團(tuán)隊協(xié)作精神。我們組每個人的設(shè)計任務(wù)是不相同的,但是所運(yùn)用到的知識還是有共同之處的。我們在一起的時候經(jīng)常交流自己設(shè)計部分的進(jìn)展情況,互相提供有用的資料。在相互幫助中,我們也解決了許多難題,可以說每個人的設(shè)計部分都和其他人的幫助使分不開的。小組成員集體討論對我?guī)椭卮螅屛疑钌罡械綀F(tuán)隊的力量,培養(yǎng)了我的團(tuán)隊、協(xié)作精神,它將對我以后的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 再次,獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。小組集體討論固然重要,但個人的獨(dú)立思考問題、解決問題的能力也必不可少。在做畢業(yè)設(shè)計期間,
45、我經(jīng)常去圖書館、上網(wǎng),查對自己有用的資料。有時候?yàn)榱讼氤鼋鉀Q一個設(shè)計要點(diǎn)的方法,整天心思都在那上面。畢業(yè)設(shè)計讓我從傳統(tǒng)的被動性學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有詫W(xué)習(xí);從閉門讀書、死記硬背模式學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃?、合作性學(xué)習(xí);使工作、學(xué)習(xí)、生活步入系統(tǒng)化流程等,我認(rèn)為這種改變是質(zhì)的飛躍。 經(jīng)過兩個多月的磨練和奮斗,感覺自己進(jìn)步很大,發(fā)現(xiàn)了自己的能力和未被挖掘的潛力。畢業(yè)設(shè)計不僅使我完善和復(fù)習(xí)了以前所學(xué)知識,同時從老師和同組同學(xué)那里學(xué)到了在課本上學(xué)不到的知識。它們將對我以后的工作、學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響??傊?,一句話,畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺! 其中不乏出現(xiàn)問題,,如,如何實(shí)現(xiàn)型芯的先出后進(jìn),也就是如何運(yùn)用斜導(dǎo)柱控
46、制?還有由于缺乏經(jīng)驗(yàn)不乏有一些模板厚度出現(xiàn)較大誤差,等等 致謝 經(jīng)過這兩個多月時間的緊張忙碌和工作,本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲,由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒有老師的督促和指導(dǎo),以及在一起設(shè)計的同學(xué)們的支持,想要完成這個設(shè)計是難以想象的。最大的困難就是以前從未接觸過模具這一塊知識,等于說一切從頭開始。 在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師蔣國興老師,蔣老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段,比如設(shè)計草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計,裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。從來不因?yàn)槲业膶I(yè)底子太差而放棄對我的教育,他總是細(xì)心地糾正圖紙中的每一個錯誤,除了
47、敬佩蔣老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝我的同班同學(xué),在我做畢業(yè)設(shè)計期間給予了我很大的幫助,在我苦惱的時候?yàn)槲曳謶n解難,讓我感受到集體的溫暖,激勵我奮發(fā)向前,勇于面對一切困難。感謝大學(xué)三年來所有的老師,為我們打下機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)。老師的教育不僅讓我學(xué)到了專業(yè)知識,掌握了相關(guān)技術(shù),提高了自身素質(zhì),更使我對人生充滿了憧憬。在往后的征途中,我會加倍努力的工作和學(xué)習(xí)。祝福老師、同學(xué)們!祝老師們永遠(yuǎn)幸福、安康。祝同學(xué)們事事稱心如意,早日覓到合意的工作。 參 考 文 獻(xiàn)
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