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河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 張綠杰 學(xué) 號 110211156 設(shè)計題目 折頁盒塑料成型工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 13 日 指 導(dǎo) 教 師 楊占堯 日期 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達到的目的 該課題來源于楊占堯老師主編的 課程設(shè)計課題匯編 折頁盒注塑模設(shè)計與制造 在完成該課題之后 應(yīng)對注塑工藝生產(chǎn)較為熟悉 能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使 用 能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制 能夠運用模具設(shè)計 軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作 要求等 圖 1 折頁盒 原始資料 材料 ABS 生產(chǎn)批量 大批量 1 了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析 3 折頁盒注塑模設(shè)計 并編寫設(shè)計說明書一份 4 繪制模具總裝圖一張 并畫出非標準零件的零件圖 所在專業(yè)審查意見 負責人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 型芯加工工序 工序名稱 粗銑磨 工序號 02 零件名稱 型芯 零件號 00 01 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 45 60 64HRC 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 虎鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 1 銑上平面 75 面銑刀 游標卡尺 0 5 2 1 200 min 800r min 一次 1 銑下平面 75 面銑刀 游標卡尺 0 5 2 1 200 min 800r min 一次 2 銑輪外廓面 20 立銑刀 游標卡尺 0 5 1 1 60 min 300r min 一次 2 銑輪外廓面 20 立銑刀 游標卡尺 0 5 1 1 60 min 300r min 設(shè) 計 者 張綠杰 指 導(dǎo) 教 師 楊占堯 共 1 頁 第 1 頁 型芯工藝加工過程 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 8 凸模 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 390mmx260mmx140 鋸床 虎鉗 鋸條 直尺 02 退火 熱處理爐 火鉗 03 粗加工毛胚 銑六面 互為直 角 單邊留余量 0 5mm 銑床 虎鉗 銑刀 卡尺 04 粗磨 磨六面 互為直角 單 邊留余量 0 3mm 磨床 磁力夾具 砂輪 卡尺 05 精磨 磨上下平面 磨床 磁力夾具 砂輪 游標卡尺 06 鉆床打孔攻螺紋 鉆床 虎鉗 鉆頭 游標卡尺 07 按工藝要求淬火回火使硬度達 到 43 48HRC 熱處理爐 火鉗 08 線切割 按圖紙要求進行線切 割 線切割機 床 復(fù)式支撐夾 具 銅絲 游標卡尺 09 鉗工 精修 拋光 拋光機銼 刀等 游標卡尺 編制 張綠杰 校對 審核 楊占堯 批準 型腔加工工序 工序名稱 粗銑磨 工序號 02 零件名稱 型芯 零件號 00 02 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 45 60 64HRC 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 虎鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 1 銑上平面 75 面銑刀 游標卡尺 0 5 2 1 200 min 800r min 一次 1 銑下平面 75 面銑刀 游標卡尺 0 5 2 1 200 min 800r min 一次 2 銑輪內(nèi)廓面 20 立銑刀 游標卡尺 0 5 1 1 60 min 300r min 一次 2 銑輪內(nèi)廓面 20 立銑刀 游標卡尺 0 5 1 1 60 min 300r min 設(shè) 計 者 張綠杰 指 導(dǎo) 教 師 楊占堯 共 1 頁 第 1 頁 型腔工藝加工過程 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 8 凸模 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 390mmx255mmx145mm 鋸床 虎鉗 鋸條 直尺 02 退火 熱處理爐 火鉗 03 粗加工毛胚 銑六面 互為直 角 單邊留余量 0 5mm 銑床 虎鉗 銑刀 卡尺 04 粗磨 磨六面 互為直角 單 邊留余量 0 3mm 磨床 磁力夾具 砂輪 卡尺 05 精磨 磨上下平面 磨床 磁力夾具 砂輪 游標卡尺 06 鉆床打孔攻螺紋 鉆床 虎鉗 鉆頭 游標卡尺 07 按工藝要求淬火回火使硬度達 到 43 48HRC 熱處理爐 火鉗 08 線切割 按圖紙要求進行線切 割 線切割機 床 復(fù)式支撐夾 具 銅絲 游標卡尺 09 鉗工 精修 拋光 拋光機銼 刀等 游標卡尺 編制 張綠杰 校對 審核 楊占堯 批準 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備 隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及 塑料制品在航空 航天 電子 機械 船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用 產(chǎn) 品對模具的要求越來越高 傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提 高質(zhì)量的要求 1 1 國內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展 采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用 近年來 隨著我國產(chǎn)品制造業(yè)蓬勃發(fā)展 模具制造業(yè)也相應(yīng)進入了高速發(fā)展時 期 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計 1995 年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為 145 億 而 2003 年已達 450 億左右 年均增長 14 另據(jù)統(tǒng)計 我國 不含臺灣 香港 澳門地區(qū) 現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點已超過 20000 家 從業(yè)人員有 60 萬人 模具年產(chǎn) 值在一億以上的企業(yè)已達十多家 可以預(yù)見 我國經(jīng)濟的高速發(fā)展將對模具提 出更為大量 迫切的需求 特別需要發(fā)展的大型 精密 復(fù)雜 長壽命的模具 同時要求模具設(shè)計 制造和生產(chǎn)周期要達到全新的水平 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇 但同時也面臨著更大的挑戰(zhàn) 雖然我 國模具行業(yè)發(fā)展迅速 但還遠遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要 我國模具行業(yè) 尚存在很大的不足 主要表現(xiàn)在以下幾個方面 第一 體制不全 基礎(chǔ)薄弱 三資 企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展 起了積極的推動作用 私營企業(yè)近年來發(fā)展較快 國企改革也在進行之中 但 總體來看 體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟 再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱 因 此 行業(yè)發(fā)展還不盡如人意 特別是總體水平和高新技術(shù)方面 第二 開發(fā)能力較差 經(jīng)濟效益欠佳 我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平 較低 且不重視產(chǎn)品開發(fā) 在市場中經(jīng)常處于被動地位 我國每個模具職工平 均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元 國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15 20 萬美元 有 的高達 25 30 萬美元 與之相對的是我國相當一部分的模具企業(yè)還沿用過去的 作坊式管理 真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少 第三 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用 了先進的加工設(shè)備 但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多 特別是設(shè)備 數(shù)控化率和 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多 由于體制和資金等原因 引進設(shè)備不配套 設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設(shè)備利用率低的問題長 期得不到較好解決 裝備水平低 帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題 第四 專業(yè)化 標準化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長期以來受 大而 全 小而全 影響 許多模具 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 2 企業(yè)觀念落后 模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低 專業(yè)化分工不細 商品化程度 也低 目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具 商品模具只占 45 左右 其余為自產(chǎn)自用 模具企業(yè)之間協(xié)作不好 難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù) 與國際水平相比 要落后許多 模具標準化水平低 標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量 成本有 較大影響 對模具制造周期影響尤甚 第五 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能 質(zhì)量和品種往往會影 響模具質(zhì)量 壽命及成本 國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比 無論是質(zhì)量還是品 種規(guī)格 都有較大差距 塑料 板材 設(shè)備等性能差 也直接影響模具水平的 提高 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況 有關(guān)專家預(yù)測 未來我國的模具經(jīng)過 行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后 將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢 一是模具日趨大型化 二是模具的精 度將越來越高 三是多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展 四是熱流道模具在塑料模 具中的比重將逐漸提高 五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有 較大發(fā)展 六是模具標準化和模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛 七是快速經(jīng)濟模 具的前景十分廣闊 八是壓鑄模的比例將不斷提高 同時對壓鑄模的壽命和復(fù) 雜程度也將提出越來越高的要求 九是塑料模具的比例將不斷增大 十是模具 技術(shù)含量將不斷提高 中高檔模具比例將不斷增大 這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo) 致的模具市場未來走勢的變化 1 2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在電子 建材 汽車 電機 電器 儀器儀表 家電和通訊器材等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成型 用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率 低 成本 高精度 高一致性和清潔環(huán)保的特性 是其他加工制造方法所無法替代 的 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標 志 并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 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 國外一些掌握和運用高新技術(shù)的人才 如模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計 模具工藝設(shè)計 高級鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術(shù)水平比較高 故人 均產(chǎn)值也較高 我國模具標準件使用覆蓋率只有 45 而國外先進國家模具標 準件使用覆蓋率卻已達 70 以上 綜觀模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 國外模具發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面 理論 研究的加強和模具的標準化 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維化 智能 化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具檢測 加工設(shè)備向精密 高效和多功能方向發(fā)展 快速經(jīng)濟制模技術(shù) 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 模具工業(yè)新工藝 新 理念和新模式逐步得到了認同 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 3 第 2 章 塑件成型工藝性分析 本設(shè)計實例為一折頁盒 如圖 2 1 所示 圖 2 1 折頁盒塑件圖 2 1 塑件成型工藝性分析 1 外形尺寸 該塑件壁厚 6mm 塑件外形尺寸 體積不大 塑料熔體流程不太長 適合 注射成型 2 建立三維模型 利用塑件的主要尺寸在 NX UG 軟件的造型界面下完成折頁盒塑件的三維 造型 圖 2 2 為折頁盒塑件的三維立體圖 圖 2 2 塑件三維立體圖 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 4 經(jīng) NX UG 軟件里的質(zhì)量分析功能測得產(chǎn)品的體積 v 塑 767082 87mm3 表面積 S 表 266301 16mm2 2 2 塑件材料的選用 本次材料選用 ABS 中文學(xué)名 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 英文學(xué)名 Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer 簡稱 ABS 2 2 1 脫模斜度 ABS 屬無定型塑料成型收縮率小參考表 2 1 選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng) 一脫模斜度為 1 表 2 1 常用塑件的脫模斜度 2 2 2 ABS 的性能分析 1 使用性能 綜合性能好 沖擊強度力學(xué)強度較高 尺寸穩(wěn)定 耐化學(xué)穩(wěn)定性 電氣 性能好 易于成型和機械加工其表面 可鍍鉻適合制作一般機械零件 減摩零 件 傳動零件和結(jié)構(gòu)零件 2 成型性能 1 無定型塑料 其品種多 各品種的機電性能及成型特性也各有差異 應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件 2 吸濕性強 水的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)小于 0 3 必須充分干燥 要求表面光 澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥 3 流動性中等 溢邊料 004mm 左右 4 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng) 選擇好進料口的位置 進料方式 當 推出力多大或者機械加工時塑件表面易呈現(xiàn)白色痕跡 3 ABS 的主要性能指標 其性能指標見表 2 2 表 2 2 ABS 的性能指標 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 5 2 2 3 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 1 注射成型過程 1 成型前的準備對 ABS 的色澤 粒度和均勻度等進行檢驗 由于 ABS 吸水性較大 成型前應(yīng)進行充分的干燥 2 注射過程 塑件在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱 塑化達到流動狀態(tài)后 由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔 成型其過程可分為充模 壓實 保壓 倒流 和冷卻 5 個階段 3 塑件的后處理 處理的介質(zhì)為空氣和水 處理溫度為 60 75 C 處 理時間為 16 20s 2 注射工藝參數(shù) 1 注射機 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速為 30r min 2 料筒溫度 C 后段 150 170 中段 165 180 前段 180 200 3 噴嘴溫度 C 170 180 4 模具溫度 C 50 80 5 注射壓力 MPa 60 100 6 成型時間 s 95 注射時間 30s 冷卻時間 50s 輔助時間 15s 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 6 第 3 章 注射機型號的選用 1 注射量的計算 通過 NX UG 三維建模設(shè)計分析計算得 塑件體積 v 塑 767082 87mm3 767 038cm 3 塑件質(zhì)量 m 塑件 pv 767 038 1 05g 805 44g 式中 p 參考表 2 2 取 p 1 05g cm3 2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算 根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 0 2 1 倍來估算 本次設(shè)計中取 0 2 則 V 總塑 v 1 0 2 767 038 1 2 cm3 902 5cm3 3 選擇注射機 根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積 V 總 902 5cm3 依公 式 V 公總 v 0 8 則有 V 公總 v 0 8 902 5 0 8cm3 1128 13 cm3 因此 查工具書初步選定公稱注射量為 2000cm3 注射機型號為 XZY 2000 臥式注射機 4 注射機相關(guān)參數(shù)的校核 1 注射壓力校核 查工具書 ABS 所需注射壓力為 60 100MPa 而 注射機公稱注射壓力 P 公 90MPa 即 P 公 P 總 所以注射機注射壓力合格 2 鎖模力校核 塑件在分型面上的投影面積為 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 澆 即流道凝料 包括澆口 在分 型面上的投影面積 通常 A 澆 是每個塑件在分型面上的投影面積 A 塑 的 0 2 0 5 倍 這里取 A 澆 0 3A 塑 則 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積為 模具型腔內(nèi)的脹型力為 式中 P 模 是型腔的平均計算壓力值 通常取注射壓力的 20 40 大致 范圍為 25 40MPa 對于黏度較大且精度要求較高的塑料制品應(yīng)取較大值 ABS 屬于中等黏度塑料且塑件有一定的精度要求 故 P 模 取 35MPa 查表 3 1 可得該注射機的的公稱鎖模力 F 鎖 6000kN 則 所以該注射機鎖模力合格 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 7 第 4 章 標準模架及其相關(guān)模板尺寸的確定 4 1 模架的確定 中小型標準模架的選擇方法有兩種 均是經(jīng)驗法 這里根據(jù)其中一種方法 即模板有效使用面積 型腔在模板上的平面尺寸 來選擇標準模架 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu) 對于模具而言 在保證足夠強 度和剛度的條件下 結(jié)構(gòu)越緊湊越好 可以以塑件布置在推桿推出的范圍之內(nèi) 及復(fù)位桿與型腔保持一定距離為原則來確定模架大小 即推板寬度 W2 210mm 查 塑料注射模中小型標準模架的尺寸組合 表 可得 W2 225mm 對應(yīng)的標準模架的寬度 B 355mm 復(fù)位桿的直徑 d 20mm 根據(jù)經(jīng)驗公式 4 2 有 即復(fù)位桿在長度方向上的間距 l 400 mm 查 塑料注射模中小型標準模 架的尺寸組合 表 可得 l 429mm 對應(yīng)的標準模架長度 L 500mm 故所 選模架為 塑料注射模中小型標準模架的尺寸組合 表中第 10 號 A3 型標準模 架 其規(guī)格為 W L 355 500mm 4 2 各模板尺寸的確定 1 A 板尺寸 A 板是定模型腔板 塑件高度為 116mm 考慮在模板上開 設(shè)冷卻水道 還需流出足夠的距離 故 A 板厚度取 145mm 2 B 板尺寸 B 板是型芯固定板 由于塑件尺寸較大 按照模架標準 板 厚取 60mm 3 C 板尺寸 C 板即為墊塊 其厚度為 墊塊厚度 推出行程 推板厚度 推桿固定板厚度 5 10 mm 120 30 30 5 10 mm 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 8 185 190mm 這里初步選定 C 板厚度為 185mm 經(jīng)上述尺寸的計算 模架尺寸已確定為模架序號為 10 號 板面為 355 500mm 模架結(jié)構(gòu)形式為 A3 型的標準模架 其外形尺寸為 W L H 355mm 500mm 610mm 4 3 模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注塑機來校核模具設(shè)計的尺寸 1 模具平面尺寸 W L 355mm 500mm 760 mm 550 mm 拉桿間距 校核合格 2 模具高度尺寸 610mm 因為 500mm 模具的最小厚度 610mm0 05 制品為圓形截面時所需脫模力 F N 為 1 制品為矩形截面時所需脫模力 F N 為 2 薄壁制品 t d 0 05 制品為圓形截面時所需脫模力 F N 為 1 制品為矩形截面時所需脫模力 F N 為 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 23 2 推出零件尺寸的確定 本設(shè)計采用的是推桿一次推出機構(gòu) 根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式 可得推桿直徑 d mm 的公式為 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 24 5 3 4 推出零件的設(shè)計 本次設(shè)計中 由于制品形狀結(jié)構(gòu)簡單 故采用圖 a 所示推桿 本次設(shè)計的推 桿如 5 11 所示 圖 5 11 推桿 5 4 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 在塑料注射成型過程中 模具型腔及熔體溫度場的變化直接影響生產(chǎn)效率 和制品的質(zhì)量 成型溫度與制品的應(yīng)力 應(yīng)變及翹曲有著直接的關(guān)系 對于 ABS 由于其要求的模具溫度較低 一般低于 80 C 通過調(diào)節(jié)水的流量就可以 達到調(diào)節(jié)模具溫度的目的 5 4 1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻 在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 中應(yīng)遵守如下原則 a 在設(shè)計時冷卻系統(tǒng)應(yīng)先于推出機構(gòu) b 注意凹模和型芯的熱平衡 c 對于簡單的模具 可先設(shè)定冷卻水出入口的溫差 然后計算冷卻水的流 量 冷卻通道直徑 保溫湍流的流速以及維持這一流速所需的壓力降便已足夠 d 普通模具和精密模具在冷卻方式上應(yīng)有差異 f 模具中冷卻水溫度升高會使熱傳遞減小精密模具中出入口水溫相差應(yīng)在 2 C 以內(nèi)普通模具也不要超過 5 C g 由于凹模與型芯的冷卻情況不同 一般應(yīng)采用兩條冷卻回路分別冷卻凹 模和型芯 h 當模具僅設(shè)一個入水接口和一個出水接口時 應(yīng)將冷卻通道進行串聯(lián)連 接 i 采用多而細的冷卻通道 比采用獨根大冷卻通道好 j 在收縮率大的塑料制品模具中 應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路 k 合理的確定冷卻通道的中心距以及冷卻通道與型腔壁的距離 l 盡可能使所有冷卻通道孔分別到各處型腔表面的距離相等 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 25 m 應(yīng)加強澆口處的冷卻 n 應(yīng)避免將冷卻通道開設(shè)在制品熔合紋的部位 o 注意水管的密封問題 以免漏水 p 進出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè) q 以冷卻效果來選取模具材料 5 4 2 冷卻回路形式的確定 1 凹模冷卻回路 冷卻回路應(yīng)盡可能按照型腔的形狀布置 在本次設(shè)計中 由于型腔側(cè)壁較 厚 凹模較厚且為矩形截面 對于凹模的冷卻系統(tǒng) 通過分層設(shè)置布局相同的 矩形冷卻回路 對型腔側(cè)壁進行冷卻 如圖 5 13 所示 2 型芯冷卻回路 在實際生產(chǎn)中 常用的型芯冷卻方法有 1 臺階式通道冷卻法 2 斜交叉通道冷卻法 3 直孔隔板式通道冷卻法 4 噴流式冷卻法 5 襯套式冷卻法 6 銅棒冷卻法 在本次設(shè)計中 采用直孔隔板式通道冷卻法 作為型芯冷卻方法 5 4 3 冷卻介質(zhì) ABS 屬中等黏度材料 其成型溫度及模具溫度分別為 200 C 和 50 80 C 所以 模具溫度初步選定為 50 C 用常溫水對模具進行冷卻 5 4 4 冷卻管道的簡單工藝計算 1 冷卻時間的計算 制品在模具內(nèi)的冷卻時間 通常是指塑料熔體從充滿型腔時起到可以開模 取出制品的這一段時間 可以開模的標準是制品已充分固化 具有一定的強度 和剛度 在開模時不致變形開裂 本設(shè)計中 由于制品屬于無定型塑料的薄壁制品 則其已充分固化的標準 為 制品截面內(nèi)的平均溫度已達到所規(guī)定的制品的出模溫度 其冷卻時間可根據(jù)下面公式粗略得出 即 表 5 7 常用塑料的熱擴散率 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 26 2 冷卻通道傳熱面積及通道數(shù)目的簡易計算 1 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W 塑料制品的體積 塑料制品的質(zhì)量 塑件厚為 6mm 注射時間 t 注 20 90s 這里取 t 注 30s 保壓時間 t 保 5s 冷卻時間 t 冷 30s 脫模時間 t 脫 10s 則注射周期 由此可知每小時注射次數(shù) N 3600 75 次 48 次 單位時間內(nèi)注如模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 2 冷卻水體積流量 qv 的計算 忽略模具因空氣對流 熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量 則模具冷 卻時所需冷卻介質(zhì)的體積流量可按下式計算 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 27 3 確定冷卻水路的直徑 d 4 冷卻水在管內(nèi)的流速 v 5 冷卻管壁與水交界面的傳熱系數(shù) h 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 28 6 冷卻水通道導(dǎo)熱率總面積 A 7 模具所需冷卻水管總長度 L 8 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻通道孔數(shù) n 模具的寬度為 355mm 則 在本次設(shè)計中 共采用了 8 根冷卻水管 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 29 第 7 章 總結(jié) 在本次的畢業(yè)設(shè)計中 設(shè)計了一個比較常見的折頁盒塑件的模具 在完成 本次畢業(yè)設(shè)計的過程中 本人漸漸地熟悉了注塑模具設(shè)計的一般過程和步驟 設(shè)計過程中需要自學(xué)大量地模具設(shè)計相關(guān)知識 配合老師介紹的實際生產(chǎn)經(jīng)驗 和自己動手所得到的實踐經(jīng)驗 對所學(xué)的相關(guān)知識掌握得更加牢固 在本次設(shè) 計過程中遇到過不少問題 例如對軟件的不熟悉 軟件的很多功能不能熟練運 用 模具設(shè)計相關(guān)知識之前沒有接觸學(xué)習(xí)過等 因此需從頭學(xué)起 邊學(xué)邊做 也因為這樣 現(xiàn)在印象特別深刻 掌握得特別牢固 通過這次模具設(shè)計 加深 了我模具方面的認識 在這個過程中 培養(yǎng)了我自學(xué) 獨立思考問題 解決問 題的能力 由于本人在模具設(shè)計方面的設(shè)計經(jīng)驗不足 本畢業(yè)設(shè)計的模具存在著很多 不足和有待改進的地方 例如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計存在不合理之處 生產(chǎn)出來的產(chǎn)品 可能會存在溶解痕等問題 希望在以后積累更多的經(jīng)驗 解決可能出現(xiàn)的缺陷 問題 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 30 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師楊占堯老師 他對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并 對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)是性建議 楊占堯老師淵博的知識 誠懇 的為人 使我受益匪淺 在畢業(yè)設(shè)計的過程中 特別是遇到困難時 他給了我 鼓勵和幫助 在這里我向他表示真誠的感謝 感謝母校 河南機電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給 我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境 使我學(xué)到了許多新的知識 掌握一定的操作技 能 感謝和我在一起進行課題研究的同窗志方同學(xué) 和他在一起討論 研究使 我受益非淺 最后 我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí) 生活中認識了很多可敬的老師和可親 的同學(xué) 并感激師友的教誨和幫助 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 31 參考文獻 1 李德群 黃志高 塑料注射成型工藝及模具設(shè)計 M 北京機械工業(yè)出版社 2009 2 付偉 陳碧龍 注塑模具設(shè)計原則 要點及實例解析 M 北京機械工業(yè)出版 社 2010 3 楊占堯 復(fù)雜 精密 高效 長壽命注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例 M 北京化學(xué) 工業(yè)出版社 2005 4 孫玲 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京清華大學(xué)出版社 2008 5 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京高等教育出版社 2005 6 朱冬梅 胥北瀾 注塑機原理 M 北京高等教育出版社 1995 7 濮良貴 紀名剛 機械設(shè)計 M 北京高等教育出版社 2001 8 編寫組 塑料模具設(shè)計手冊 M 北京機械工業(yè)出版社 1994 9 章飛 陳國平 型腔模具設(shè)計與制造 M 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2003 10 黃虹 塑料成型加工與模具 M 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2003 11 李銘蕘 模具 CADCAM 應(yīng)用 M 北京機械工業(yè)出版社 2004 12 吳緯緯 徐勤雁 謝黧 UG NX6 模具設(shè)計技術(shù)教程 M 清華大學(xué)出版社 2010 1 13 付宏生 注塑制品與注塑模具設(shè)計 M 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2004 14 王永平 注塑模具設(shè)計經(jīng)驗點評 M 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2001 15 王廣田 注塑模具設(shè)計實例 M 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2004 16 王清平 陳玉樞 ABS 后蓋注射模設(shè)計 M 北京機械工業(yè)出版社 2004 17 彭建生 模具設(shè)計與加工速查手冊 M 北京機械工業(yè)出版社 2005 18 齊衛(wèi)東 注塑模具圖集 M 北京北京理工大學(xué)出版社 2008 19 鄒用生 成型澆注系統(tǒng)設(shè)計與控制 D 浙江大學(xué)碩士論文 2005 20 賀斌 田福 祥熊艷 方罩殼注塑模設(shè)計 J 工程塑料應(yīng)用 200432 6 53 54 21 Liu S J Chen Y S Effects and opeimization of processing parameters in water assisted injection molding J Journal of Applied PolymerScience2008 108 228 235 22 Sidnney Levy J Harry DuBois 塑料制品設(shè)計工程手冊 第二版 M 黃棋尤譯 北京 輕工業(yè)出版社 1990 摘要 塑料工業(yè)是世界上發(fā)展最快的工業(yè)之一 在日常生活中 我們幾乎每天都在使用塑料制 品 這些產(chǎn)品的大部分可由注塑成型的方法生產(chǎn) 眾人皆知 注塑成型工藝是制作各種形狀 的產(chǎn)品和以低成本制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品的制造工藝 本次的畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是折頁盒塑件的注塑模具設(shè)計 從塑料材料的性能分析根據(jù) 塑件的基本形狀和尺寸入手 合理選擇注射的成型方法 通過對塑件工藝的分析和對模具生 產(chǎn)條件及制造水品的把握 開始進行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 其中模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程包括 型腔 數(shù)目和位置的確定 模具總體結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計動模及定模成形零件尺寸的確定 澆注系統(tǒng)形 式及尺寸的確定 脫模方式的確定 調(diào)溫及排氣系統(tǒng)的確定 模架的選擇 待以上各步驟完 成后 便開始繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖 根據(jù)具體尺寸校核注塑模具及注塑機的有關(guān)尺寸 并對 工藝參數(shù)進行校核和計算 之后進行初步的審查對所存在的問題進行確定和修正 然后繪制 模具總裝配圖按裝配圖 繪制成型零件及需要加工的零件工作圖 同時考慮零件的加工工藝 關(guān)鍵詞 折頁盒注塑模 澆注系統(tǒng)導(dǎo)向機構(gòu) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ABSTRACT Plastic industry is one of the words fastest growing industries Almost every product that is used in daily life involves the usage of plastic and most of these products can be produced by plastic injection molding method Plastic injection molding process is well known as the manufacturing process to create products with various shapes and complex geometry at low cost The main content of the graduation thesis is to design a plastic injection mold of the fold box From the plastic material performance analysis according to models a basic shape and the size obtain reasonably selects the injection to take shape the method After anglicizing model technological and grasping the mold working condition and manufacture level we can start to carry on the mold the structural design Mold structural design Process include the cavity number and the position determination the mold overall structural style design moves the mold and decides the mold forming components size the determination pours the system and the size determination the drawing of patterns mode determination after adjusts warm and the exhaust gas completes then starts to draw up the mold the structure schematic diagram according to the specific size examination injection mold and the injection computer related size and carries on the checking and the computation to the craft parameter Carries on the determination and the revision afterward then the plan mold assembly drawing take shape the components and needs to process and simultaneously considers the components the processing craft KEY WORDS fold box injection mold gating system oriented organization temperature control system 河南機電高等專科學(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學(xué)生姓名 張綠杰 學(xué) 號 110211156 指導(dǎo)教師 楊占堯 課題名稱 折頁盒塑料成型工藝及模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯 報及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 負責人 年 月 日 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 學(xué)生姓名 張 綠 杰 班級 模具 111 學(xué)號 110211156 題 目 折 頁 盒 塑 料 成 型 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 綜合成績 及 格 指導(dǎo)者評語 1 該同學(xué)基本獨立的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 2 該同學(xué)查閱了國內(nèi)有關(guān)塑料注射模具設(shè)計與制造方面的大量資料 制訂出 了基本合理的塑料注射工藝及模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計中不存在創(chuàng)新 3 該同學(xué)設(shè)計說明書內(nèi)容基本完整 計算存在一定的錯誤 格式基本規(guī)范 圖 紙質(zhì)量一般 整體無原則性的 錯誤 4 該同學(xué)裝配圖 零件圖設(shè)計基本合理 視圖表達存在較多的問題 5 建議該同學(xué)成績評定 及格 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 評閱者評語 該同學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)來自生產(chǎn)實際 工作量大小適中 能夠按照要 求完成設(shè)計說明書的撰寫 零件圖上存在較多問題 建議成績評定為及 格 可以提交答辯 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 折頁盒塑料成型工藝及模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 111 學(xué)生姓名 張綠杰 學(xué) 號 110211156 指導(dǎo)教師 楊占堯 2014年 4 月 20 日 目錄 第 1 章 緒論 1 1 1 國內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 1 1 2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 第 2 章 塑件成型工藝性分析 3 2 1 塑件成型工藝性分析 3 2 2 塑件材料的選用 4 2 2 1 脫模斜度 4 2 2 2 ABS 的性能分析 4 2 2 3 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 5 第 3 章 注射機型號的選用 6 第 4 章 標準模架及其相關(guān)模板尺寸的確定 7 4 1 模架的確定 7 4 2 各模板尺寸的確定 7 4 3 模架各尺寸的校核 8 第 5 章 折頁盒注射模設(shè)計 9 5 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 5 1 1 主流道和冷料穴的設(shè)計 9 5 1 2 分流道的設(shè)計 11 5 1 3 澆口的設(shè)計 12 5 1 4 校核主流道的剪切速率 14 5 2 模具成型部分的設(shè)計及計算 15 5 2 1 型腔數(shù)目的確定 15 5 2 2 分型面的確定 15 5 2 3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 5 2 4 模具零件材料的選用及處理 16 5 2 5 成型零件工作尺寸的計算 16 5 2 6 凹模壁厚及底板厚度的計算 19 5 2 7 排氣槽的設(shè)計 20 5 3 模具導(dǎo)向和推出機構(gòu)的設(shè)計 20 5 3 1 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 20 5 3 2 推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 5 3 3 脫模力的計算及推出零件尺寸的確定 21 5 3 4 推出零件的設(shè)計 24 5 4 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 24 5 4 1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 24 5 4 2 冷卻回路形式的確定 25 5 4 3 冷卻介質(zhì) 25 5 4 4 冷卻管道的簡單工藝計算 25 第 6 章 總結(jié) 29 致 謝 30 參考文獻 31