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旋鈕注塑模設(shè)計(jì)
緒 論
隨著科學(xué)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步人們的日常生活水平不斷的提高,對(duì)物質(zhì)的需求也越來越豐富:小到日常生活中的鋼鐵,塑料制品;大到工業(yè)生產(chǎn)中的汽車,飛機(jī),及火箭的制造等以及軍事工業(yè)的發(fā)展都與模具有著不解之緣,模具的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了人們生活水平的提高,推動(dòng)了企業(yè)的不斷發(fā)展,因此對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求也越來越高,難度也越來越大。
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,因?yàn)槟>咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越高的要求,也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近10年來,中國(guó)模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)模具工業(yè)無論在技術(shù)上,還是在管理上,都存在較大差距。特別在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上,差距尤為明顯。中國(guó)每年需要大量進(jìn)口此類模具,在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上,中低檔模具相對(duì)過剩,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇價(jià)格偏低,降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足。模具的開發(fā)能力較弱,技術(shù)人才嚴(yán)重不足,科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少。
模具工業(yè)是無以倫比的"效益放大器"。用模具加工產(chǎn)品大大提高了生產(chǎn)效率,而且還具有節(jié)約原材料、降低能耗和成本、保持產(chǎn)品高一致性等特點(diǎn)。因此模具被稱為"效益放大器",在國(guó)外,模具被稱為"金鑰匙"、"進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力"等等。從另一個(gè)角度上看,模具是人性化、時(shí)代化、個(gè)性化、創(chuàng)造性的產(chǎn)品。更重要的是模具發(fā)展了,使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力也提高了。
1.我國(guó)模具工業(yè)基本狀況簡(jiǎn)介:
我國(guó)模具工業(yè)近年來發(fā)展很快,近年來, 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;塑料模和壓鑄模比例增大;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;國(guó)企股份制改造步伐加快等。
我國(guó)模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個(gè)特點(diǎn),一是各地政府對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步關(guān)注。許多地方政府進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到模具工業(yè)對(duì)發(fā)展制造業(yè)的重要意義,因此加強(qiáng)了模具工業(yè)園區(qū)的建設(shè)。
二是外資及社會(huì)投資模具產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)顯著。許多地方加強(qiáng)了吸引外資及合資投入模具工業(yè)的工作,特別是在高新技術(shù)園區(qū)和工業(yè)園區(qū),外資、合資模具企業(yè)進(jìn)一步增加。
從地區(qū)分布來說,以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。
2、落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面
(1)供不應(yīng)求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理。
(2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)都不夠合理。
(3) 工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低,技術(shù)結(jié)構(gòu)、模具產(chǎn)品水平比國(guó)際水平低,而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際水平長(zhǎng)。
(4)技術(shù)人才嚴(yán)重不足,經(jīng)濟(jì)效益欠佳。
(5)與國(guó)際水平相比,模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。
(6)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低,協(xié)作差。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí),我已經(jīng)熟練地掌握了《機(jī)械制圖》、《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》、《模具制造技術(shù)》、《模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語》、《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》、《模具CAD/CAM》等專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí),對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造有了一個(gè)系統(tǒng)的理解,達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題,我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器集團(tuán)公司、中國(guó)一拖(洛陽)、新鄉(xiāng)孟莊美達(dá)塑料制品廠等地的生產(chǎn)實(shí)習(xí),使我對(duì)模具特別是注塑模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí),豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)及工藝流程方面的知識(shí),對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和工廠師傅的講解下,我親手拆裝了一些典型的模具,明確了模具的一般工作原理及加工工藝。同時(shí),在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍,設(shè)計(jì)中,將充分利用各種相關(guān)的資料,與同學(xué)進(jìn)行充分的討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中,將有一定的困難,在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力,相信我會(huì)圓滿地完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。由于水平有限,且缺乏經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)中不妥之處懇請(qǐng)各位老師指正。
第一章 任務(wù)來源及設(shè)計(jì)目的意義
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)來源
設(shè)計(jì)題目:旋鈕
材 料:PMMA
生產(chǎn)批量:大批量生產(chǎn)
技術(shù)要求:(1)所有尺寸公差按SJ1372-78的5級(jí)精度。
(2)去毛刺,無刮痕。
1.2 設(shè)計(jì)目的及意義
本設(shè)計(jì)題目為旋鈕,但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義,它概括了旋鈕塑料零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì),進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
1.3 塑料注塑模的特點(diǎn)、要求
熱塑性塑料注塑模的特點(diǎn)是由塑料原材料的特性所決定的,最主要的有兩點(diǎn):一是注射時(shí)塑料熔體的充模流動(dòng)特性,二是模腔內(nèi)塑料冷卻固化時(shí)的收縮性,這兩點(diǎn)決定了注塑模的特殊性和設(shè)計(jì)難度。由于塑料熔體屬于粘彈體,熔體流動(dòng)過程黏度隨剪切應(yīng)力,剪切速率而變化,流動(dòng)過程中大分子沿流動(dòng)方向產(chǎn)生定向;模腔充滿后熔體被部分壓縮;,設(shè)計(jì)注塑模時(shí)首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性,使設(shè)計(jì)的模具合理使用,并可在設(shè)計(jì)中有效利用塑料特性。
第二章 模塑工藝規(guī)程的編制
2.1塑件的工藝分析
2.1.1塑件的原材料分析
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),又名亞克力,俗稱有機(jī)玻璃,是熱塑性塑料。
從使用性能上看,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有無色、透明、表面光澤優(yōu)良、
光學(xué)性能優(yōu)異、抗銀紋性和抗沖擊韌性良好、質(zhì)輕、堅(jiān)韌,著色力強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定性好等性能;常溫下有較高的機(jī)械強(qiáng)度,受溫度的影響小;而且具有耐化學(xué)試劑、耐溶劑性和耐候性,有優(yōu)異的耐大氣老化性,耐腐蝕性能優(yōu)良,電性能獨(dú)特,在破碎時(shí)不易產(chǎn)生尖銳的碎片。
從成型性能上看,有較明顯的吸濕性,吸水率一般在0.3%-0.4%,成型前必須干燥,干燥條件是80℃-85℃下干燥4-5h 。在成型加工的溫度范圍內(nèi)具有明顯的非牛頓流體特性,熔融粘度隨剪切速率增大會(huì)明顯下降,熔體粘度對(duì)溫度的變化也很敏感。流動(dòng)性好, 適用于擠出、壓延等成型方法、并可進(jìn)行車、切、雕刻等機(jī)械加工以及粘接、涂裝、印刷、壓花等各種加工。切削性能甚好,其型材可很容易地機(jī)加工為各種要求的尺寸。因此,對(duì)于聚甲基丙烯酸甲酯的成型加工,提高成型壓力和溫度都可明顯降低熔體粘度,取得較好的流動(dòng)性。
2.1.2塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析:
2.1.2.1結(jié)構(gòu)分析
從零件圖(圖1)上看,該零件總體形狀為圓柱形殼體,如圖1所示,殼面上有一圓周形的階梯,該塑件的總高度為14.5mm,圓周階梯的高度為1.5mm,塑件的外徑為φ23.5mm,內(nèi)徑為φ17.5mm,圓柱階梯的圓周直徑為φ20.6±0.06mm,塑件的壁厚為3mm,塑件內(nèi)表面的圓角半徑為R1.5mm, 塑件外表面的圓角半徑為R5mm,塑件內(nèi)部圓管狀的小圓柱的頂面到該塑件頂面的距離為6.3mm,.塑件內(nèi)的小圓柱外徑為φ5.5mm,內(nèi)徑為φ2.5±.0.05mm.,小圓柱內(nèi)徑的底部與該塑件的底部平齊。
因此,模具設(shè)計(jì)時(shí),在塑件的圓周形階梯處分型較為合適如圖2所示。
2.1.2.2 尺寸精度分析
該零件的重要尺寸為2.5±0.05mm,φ20.6±0.06mm,
次要尺寸為14.5mm, 3mm , 1.55mm ,6.3mm,φ17.5mm ,R5mm,
φ5.5mm,1.5mm。
由以上分析可知,該零件的尺寸精度中等偏上,對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從塑件的壁厚上看,壁厚的最大處為3mm,最薄處為1.55mm,較均勻,有利于制品的成型。
2.1.2.3表面質(zhì)量分析
該零件要求表面沒有毛刺、凹陷等缺陷,內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì),沒有其它特別要求,故較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析,注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制較好的情況下,零件的成型要求是可以保證的。
2.2計(jì)算塑件的體積與質(zhì)量
計(jì)算塑件質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具的型腔數(shù):
(1) 塑件的體積:V=3.141 (過程略)
(2) 塑件質(zhì)量:M=Vρ=3.739 g
(3) 采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu),考慮其外形尺寸,注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有
設(shè)備情況,初選注塑機(jī)為XS-Z-60型。
2.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找相關(guān)文獻(xiàn),聚甲基丙烯酸甲酯的成型工藝參數(shù)可作如下選擇(試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整):
注塑溫度:包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度:后段T1= 180~200 ℃
中段T2=190~230 ℃
前段T3= 180~210 ℃
噴嘴溫度:180~200 S
注塑壓力:50~120 S
高壓時(shí)間:0~5 S
保壓時(shí)間:20~40 S
冷卻時(shí)間:20~40 S
成型周期:50~90 S。
第三章 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括:分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
3.1 分型面的選擇
該塑件為一旋鈕,表面質(zhì)量無特殊要求,零件高度為14.5mm,根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求,在階梯處分型塑件較易成型,模具加工較易,且便于塑件的脫出。塑件分型面的選擇如圖2所示:
3.2 確定塑件型腔的排列方式
該塑件在注塑時(shí)采用一模四腔,即模具需要四個(gè)型腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具的制造等因素采用如圖4所示的型腔排列方式:
圖3 型腔的排列方式(1)
采用如圖4所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是制件分布均勻,是平衡式的澆注系統(tǒng),分流道與澆口的長(zhǎng)度、形狀、斷面尺寸都對(duì)應(yīng)相等,可以保證在相同的溫度和壓力下,使所有型腔在同一時(shí)間被同時(shí)充滿。因制件比較小,采用一模四腔成型,便于減少澆道耗料,去除澆口方便,殘留痕跡小,較為合理。但流道較長(zhǎng),增加了溫度和壓力的損失,模板尺寸較大,增加了塑料的消耗量和模具成本,加工比較困難。
若采用如圖3所示的型腔排列方式,制件也能成型,但凹模鑲件不能很高地布置,,故采用一模四腔比較好。
型腔排列方式(2)
3.3 澆注系統(tǒng)
3.3.1 主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 ,XS-Z-60 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:
噴嘴前端孔徑:d0= 4 mm
噴嘴前端球面半徑:R0=12 mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系:
R=R0+(1~2)mm
D=d0+(0.5~1)mm
取主流道球面半徑R= 13 mm
取主流道的小端直徑d=5 mm
為了將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓椎形,其斜度為2~4°,經(jīng)換算得主流道大端直徑D=9 mm,為了使熔料順利進(jìn)入分流道,可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 r=0.5 mm 的圓弧過渡。
3.3.2 分流道設(shè)計(jì)
分流道的形狀及尺寸,應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道長(zhǎng)度等因素來確定。因塑件的形狀不算復(fù)雜,熔料填充型腔比較容易,根據(jù)主型腔的排列方式可知,分流道的長(zhǎng)度不算太長(zhǎng)。為了便于加工,選用截面形狀為梯形的分流道,查表得L=4mm,H=3mm,R= 0.2mm.
3.3.2 澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式,選用側(cè)澆口比較合適,設(shè)計(jì)時(shí),考慮選擇從壁厚3mm處進(jìn)料,料從厚處向薄處流,且該模具型芯采用鑲拼結(jié)構(gòu),有利于填充、排氣。查表初選尺寸為L(zhǎng)=1.3mm,H=2.5mm,試模時(shí)修正。
圖5 側(cè)澆口
3.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.4.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式,凹模主要成型塑件外表面,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,將凹模設(shè)計(jì)成組合式結(jié)構(gòu),既保證塑件外觀與質(zhì)量,模具加工也比較方便。型腔的結(jié)構(gòu)及尺寸見圖6。
3.4.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯主要是成形制件的內(nèi)表面,考慮加工的難易程度和材料的價(jià)值利用等因素,采用嵌入式結(jié)構(gòu),型芯的結(jié)構(gòu)及尺寸見圖7。。
圖 6 組合式型腔的結(jié)構(gòu)及尺寸
圖 7 型芯的結(jié)構(gòu)及尺寸
第四章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。
聚甲基丙烯酸甲酯的平均收縮率為0.005mm,查型腔、型芯工作尺寸計(jì)算表,考慮工廠模具制造的現(xiàn)有條件,模具制造公差取0.02 mm。
4.1 型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算:
表4-1 型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算
類別
模具零
件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯的工作尺寸
徑
向
尺
寸
型腔徑
向尺寸
型芯的徑向尺寸
2.5
高
度
尺
寸
型腔的高度尺寸
型芯的高度尺寸
4.2 型腔側(cè)壁厚度、底板厚度計(jì)算
4.2.1 型腔厚度及底板厚度計(jì)算:
4.2.1.1型腔側(cè)壁厚度計(jì)算:
該塑件是圓形型腔,根據(jù)圓形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式:
式中 (選定值)
r=8.75mm (型腔的徑向尺寸)
(45鋼)
代入計(jì)算公式得
4.2.1.2 型腔底板厚度計(jì)算:
根據(jù)型腔底板厚度計(jì)算公式:
式中 (選定值)
r=8.75mm (型腔的徑向尺寸)
(45鋼)
代入計(jì)算公式得
第五章 模具閉合高度的確定
在支承和固定零件的設(shè)計(jì)中,查有關(guān)資料確定模架:
定模座板:H1= 25mm
定模板:H2=25mm
動(dòng)模板:H3=20mm
支承板:H4=32mm
動(dòng)模座塊:H6=25mm
根據(jù)推出行程和推出結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊:H5=50mm.
所以,模具的閉合高度H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=177mm.
第六章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為250mm177mm200mm。
XS-Z-60型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為200mm,滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算模具的閉合高度:H=177mm,
XS-Z-60型注塑機(jī)所允許模具的最小厚度Hmin= 70mm , Hmax=200mm
即 模具滿足安裝條件:Hmin≦H≦Hmax
經(jīng)查資料,XS-Z-60型注塑機(jī)的最大開模行程S=180mm ,
滿足式頂出塑件要求:
S≧H1+H2+(5~10)mm=60mm
經(jīng)驗(yàn)證,XS-Z-60型注塑機(jī)滿足使用要求,故可采用。
第七章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)件工作圖
本模具的總裝圖如圖8所示;非標(biāo)準(zhǔn)件工作圖(見非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖)。
圖 8 模具裝配圖
工作原理:開模時(shí),動(dòng)模3后退,Z字形拉料桿10隨動(dòng)模3后退,將凝料從主流道拉出,包緊在型芯4的塑件隨動(dòng)模3一起后退,當(dāng)動(dòng)模3后退到一定程度時(shí),動(dòng)模板3及其固定部分停止運(yùn)動(dòng),推板13與注塑機(jī)頂桿接觸,在注塑機(jī)頂桿的作用下,推板13推動(dòng)推桿5將塑件從型芯4脫出。
合模時(shí),在注塑機(jī)的作用下,由復(fù)位桿15、導(dǎo)柱1等定位將模具閉合。
第八章 注塑機(jī)主要零件加工工藝規(guī)程的編制
8.1 型腔的加工工藝過程
表8-1機(jī)械加工工藝過程卡
機(jī)械加工工
藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零(部)
件圖號(hào)
01
產(chǎn)品名稱
型腔
零(部)
件名稱
型腔
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材料牌號(hào)
W
毛坯
種類
圓棒料
毛坯外型尺寸
Φ40㎜
每個(gè)毛坯
可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
6
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
05
下料
鋸割下料
Φ40㎜×30㎜
下料車間
鋸床
0.5
10
鍛
鍛成Φ42㎜×28㎜
鍛造車間
空氣錘
2
15
熱處理
退火
熱處理車間
熱處理爐
10
20
車削
車外圓Φ42達(dá)尺寸;
車退刀槽2×2;
車外圓Φ32.26,留磨量0.5㎜;車右端面,留磨量0.2㎜;切斷;留磨量0.2㎜
模具車間
車床
5
25
鉆
孔Φ25.5mm,
鏜Φ24.5孔,各留磨量0.5㎜和0.2㎜(孔深度鏜至12㎜);
模具車間
鉆床、鏜床
1
30
銑削
銑分流道至要求
模具車間
1
35
熱處理
淬火并回火達(dá)
54~58HRC
熱處理車間
12
40
內(nèi)外圓磨
以外圓Φ40為基準(zhǔn),磨柱型孔達(dá)到要求;磨孔Φ;磨外圓Φ40達(dá)到圖樣的要求;
模具車間
2
45
鉗
研磨孔底及R1.5達(dá)圖樣要求
模具車間
2
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
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8.2型芯的加工工藝過程
表8-2機(jī)械加工工藝過程卡
機(jī)械加工工
藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零(部)
件圖號(hào)
02
產(chǎn)品名稱
型芯
零(部)
件名稱
型芯
共(1)第(2)頁
材料牌號(hào)
W
毛坯
種類
圓棒料
毛坯外型尺寸
Φ25㎜
每個(gè)毛坯
可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
6
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
05
下料
鋸割下料
Φ25㎜×65㎜
下料車間
鋸床
0.5
10
鍛
鍛成Φ27㎜×63㎜
鍛造車間
空氣錘
2
15
熱處理
退火
熱處理車間
熱處理爐
10
20
車削
車外圓Φ24.5達(dá)尺寸;車退刀槽2×2;
車外圓Φ18,留磨量0.5㎜;車右端面,留磨量0.2㎜;切斷;留磨量0.2㎜
模具車間
車床
5
25
熱處理
淬火并回火達(dá)
54~58HRC
熱處理車間
12
30
磨
以外圓Φ18mm為基準(zhǔn),磨外圓Φ達(dá)到圖樣的要求;
模具車間
2
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
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第九章 模具裝配
9.1 模具安裝
(1)清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物,毛刺。
(2)因本模具的外型尺寸不大,故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板,模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間,定模入定位孔,并放正,慢速閉合模板,壓緊模具,然后用壓板或螺釘壓緊定模,并初步固定動(dòng)模,然后慢速開閉模具,找正動(dòng)模,應(yīng)保證開閉模具時(shí)平衡,靈活,無卡住現(xiàn)象,然后固定動(dòng)模。
(3)調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu),保證有足夠的開模距及鎖模力,使模具閉合適當(dāng)。
(4)慢速開啟模板直至模板停止后退為止,調(diào)節(jié)頂出裝置,保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況,動(dòng)作是否平衡,靈活,協(xié)調(diào)。
(5)模具裝好后,等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度20--30℃,即可校正噴嘴與澆口套的相對(duì)位置及弧面接觸情況,可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間,觀察兩者接觸印痕,檢查吻合情況,須使松緊合適,校正后擰緊注射座定位螺釘,緊固定位。
(6)開空車運(yùn)轉(zhuǎn),觀察模具各部分運(yùn)行是否正常,然后才可注射試模。
9.2試模
通過試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病,為此必須進(jìn)行原因分析,排除故障。造成次廢品的原因很多,有時(shí)是單一的,但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件,成型設(shè)備,模具結(jié)構(gòu)及制造精度,塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾,然后再采取調(diào)節(jié)成型條件,修整模具等方法加以解決。首先,在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi),或型芯上,甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。
9.2.1 粘著模腔
制品粘著在模腔上,是指塑件在模具開啟后,與設(shè)計(jì)意圖相反,離開型芯一側(cè),滯留于模腔內(nèi),致使脫模機(jī)構(gòu)失效,制品無法取出的一種反?,F(xiàn)象。其主要原因是:
(1) 注射壓力過高,或者注射保壓壓力過高。
(2) 注射保壓和注射高壓時(shí)間過長(zhǎng),造成過量充模。
(3) 冷卻時(shí)間過短,物料未能固化。
(4) 模芯溫度高于模腔溫度,造成反向收縮。
(5) 型腔內(nèi)壁殘留凹槽,或分型面邊緣受過損傷性沖擊,增加了脫模阻力。
9.2.2 粘著模芯
(1) 注射壓力和保壓壓力過高或時(shí)間過長(zhǎng)而造成過量充模,尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品,情況更為明顯。
(2) 冷卻時(shí)間過長(zhǎng),制件在模芯上收縮量過大。
(3) 模腔溫度過高,使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
(4) 機(jī)筒與噴嘴溫度過高,不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。
(5) 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。
9.2.3 粘著主流道
(1) 閉模時(shí)間太短,使主流道物料來不及充分收縮。
(2) 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過大,冷卻時(shí)間內(nèi)無法完成料道物料的固化。
(3) 主流道襯套區(qū)域溫度過高,無冷卻控制,不允許物料充分收縮。
(4) 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng),未達(dá)到比噴嘴孔大0.5~1 ㎜。
(5) 主流道拉料桿不能正常工作。
一旦發(fā)生上述情況,首先要設(shè)法將制品取出模腔(芯),不惜破壞制件,保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因,一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整;另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正,直到認(rèn)為達(dá)到要求,方可進(jìn)行二次注射。
9.2.4 成型缺陷
當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí),制件本身必然存在各種各樣的缺陷,這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的,一般很難一目了然,要綜合分析,找出其主要原因來著手修正,逐個(gè)排出,逐步改進(jìn),方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。
9.2.4.1 注射填充不足
所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有:
(1) 熔料流動(dòng)阻力過大
這主要有下列原因:主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀,避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過薄。
(2) 型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象,但以是一個(gè)十分重要的問題。模具加工精度超高,排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等,必須合理地安排頂桿、鑲塊,利用縫隙充分排氣,否則不僅充模困難,而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
(3) 鎖模力不足
因注射時(shí)動(dòng)模稍后退,制品產(chǎn)生飛邊,壁厚加大,使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力,保證正常制件料量。
9.2.4.2 溢邊(毛刺、飛邊、批鋒)
與第一項(xiàng)相反,物料不僅充滿型腔,而且出現(xiàn)毛刺,尤其是在分型面處毛刺更大,甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在,其主要原因有:
(1) 注射過量
(2) 鎖模力不足
(3) 流動(dòng)性過好
(4) 模具局部配合不佳
(5) 模板翹曲變形
9.2.4.3 制件尺寸不準(zhǔn)確
初次試模時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔,應(yīng)行從注射工藝上找原因。
(1) 尺寸變大 注射壓力過高,保壓時(shí)間過長(zhǎng),此條件下產(chǎn)生了過量充模,收縮率趨向小值,使制件的實(shí)際尺寸偏大;模溫較低,事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型,收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射,提高模具溫度、降低注射壓力,縮短保壓時(shí)間,制件尺寸可得到改善。
(2) 尺寸變小 注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足,制在冷卻后收縮率偏大,使制件尺寸變??;模溫過高,制件從模腔取出時(shí),體積收縮量大,尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。
通過調(diào)整工藝條件,通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華,可以改變制件相互配合的松緊程度,但難以改變公稱尺寸。
9.2.5 調(diào)整措施
調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度,正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。
設(shè)計(jì)總結(jié)
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為旋鈕塑料模設(shè)計(jì),通過對(duì)旋鈕的設(shè)計(jì),基本掌握了對(duì)塑料模設(shè)計(jì)的方法及步驟,對(duì)塑料模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí),對(duì)模具的制造方法及途徑積累了的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)中型腔的選擇也不代表是一種最佳的方案,例如型腔的徑向尺寸,可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇(要滿足最小厚度要求,同時(shí)也不能太厚太重)。同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案,最終都有可能很好地使用,通過這次設(shè)計(jì),我認(rèn)識(shí)到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外,吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。
在當(dāng)今市場(chǎng)中,出現(xiàn)了各式各樣的塑料制件,而對(duì)于如何設(shè)計(jì)成型塑料制件模具,我還是一個(gè)初學(xué)者。在這次模具設(shè)計(jì)中,遇到了不少的困難,通過查找資料、獨(dú)立思考及在老師的指導(dǎo)下,得到了解決,同時(shí)也逐步提高了我對(duì)塑料模具的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)運(yùn)用了CAD軟件,使設(shè)計(jì)過程周期縮短,大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間。
設(shè)計(jì)者:駱德龍
2006年05月
致 謝
時(shí)光如電,歲月如梭,大學(xué)三年一晃而過,而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進(jìn)社會(huì)。在這畢業(yè)之際,作為一名工科的學(xué)生,畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事。
畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)廣泛,很多都是我門的教科書上沒有的,這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計(jì)中,涉及很多計(jì)算的問題,必須通過所學(xué)知識(shí)、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。
在學(xué)校中,我們所學(xué)的主要是理論性知識(shí),實(shí)踐性比較欠缺,而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì),可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系起來,使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識(shí);這不但提高了我們解決問題的能力,開闊了我們的視野,在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于資質(zhì)有限,很多知識(shí)掌握的不是很牢固,在設(shè)計(jì)的過程中難免要遇到很多問題,但經(jīng)過課程設(shè)計(jì),使我們有了一定的餓設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn);同時(shí)在老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下,我克服了一個(gè)又一個(gè)的困難,使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不斷完善。在此,我在設(shè)計(jì)中不斷思考問題,研究問題,咨詢問題,汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí),使自己的能力得到很大程度的提高。
最后,再次感謝楊老師、原老師等在這一段時(shí)間給予無私的指導(dǎo)和幫助,并向你們致以深深的敬意!在以后的工作上,不辜負(fù)你們對(duì)我們寄予的厚望!
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