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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p> 注塑塑料蓋的結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)</p><p> 專 業(yè) 名 稱 模具設(shè)計(jì)與制造</p><p> 準(zhǔn) 考 證 號(hào) </p><p> 學(xué) 生 姓 名 </p><p> 指 導(dǎo) 教 師
2、 </p><p> 2011年03月19</p><p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書</p><p> 江西工貿(mào)學(xué)院 院、系(函授站) 模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè) 自考 班</p><p> 學(xué)生 張帥 </p><p> 日期: 自 2011 年 01 月 11 日 至
3、 2011 年 04 月 05日</p><p> 指導(dǎo)教師 </p><p> 兼職教師或答疑教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分):</p><p> 教研室主任 </p><p><b> 目錄</b></p><
4、;p> 1.1 課題背景及課題·································
5、83;····································&
6、#183;·</p><p> 1.2 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展及差距…………………</p><p> 1.2(1)國(guó)內(nèi)外塑料模現(xiàn)狀···················
7、83;····································&
8、#183;·············</p><p> 1.2(2)塑料模發(fā)展趨勢(shì)·················
9、;····································
10、83;··················</p><p> 2.1 注塑模概述·············
11、;····································
12、83;···································</p&
13、gt;<p> 2.1(1) 注射模設(shè)計(jì)特點(diǎn)·······························
14、3;····································
15、183;·········</p><p> 2.1(2) 注射模的組成件·····················
16、;····································
17、83;····················</p><p> 2.2 塑件的工藝分析··········
18、83;····································&
19、#183;·································</p><p
20、> 2.2(1) 塑料制品的材料·································
21、183;····································
22、········</p><p> 2.2(2) 塑件的結(jié)構(gòu)分析······················
23、83;····································&
24、#183;··················</p><p> 2.2(3) 塑件的尺寸精度分析···········
25、183;····································
26、·······················</p><p> 2.2(4) 表面質(zhì)量分析·······
27、3;····································
28、183;····································
29、</p><p> 2.3(1) 分型面的設(shè)計(jì)······························
30、3;····································
31、183;·············</p><p> 2.3 分型面及排氣槽的設(shè)計(jì)·················
32、;····································
33、83;··················</p><p> 2.3(2) 排氣槽的設(shè)計(jì)············&
34、#183;····································
35、;································</p><p> 2.4
36、 注射機(jī)的選用···································
37、183;····································
38、·········</p><p> 2.4(1) 型腔數(shù)目的確定·····················
39、83;····································&
40、#183;···················</p><p> 2.4(2) 注射機(jī)的選擇··········
41、3;····································
42、183;·······························</p><p> 2.5 澆注系
43、統(tǒng)的設(shè)計(jì)····································
44、····································
45、3;········</p><p> 2.5(1) 主流道的設(shè)計(jì)······················
46、183;····································
47、······················</p><p> 2.5(2) 澆口設(shè)計(jì)·········
48、;····································
49、83;····································&
50、#183;···</p><p> 2.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………</p><p> 2.6(1) 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)················
51、83;····································&
52、#183;······························</p><p> 2.6(2) 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
53、····································
54、3;····································
55、183;··········</p><p> 2.7 成型零件的設(shè)計(jì)····················
56、183;····································
57、························</p><p> 2.7(1) 型腔型芯的設(shè)計(jì)······
58、83;····································&
59、#183;··································</p>
60、<p> 2.7(1).1 型腔、型芯徑向尺寸計(jì)算·······························
61、183;·······························</p><p> 2.7(1).
62、2 型腔、型芯的深度尺寸的計(jì)算……………………………………………………</p><p> 2.7(1).3 螺紋成型零件的工作尺寸計(jì)算·······················
63、183;·······························</p><p> 2.7(2)
64、型腔側(cè)壁厚度與底板厚度的校核··································
65、183;····················</p><p> 2.7(2).2 強(qiáng)度條件計(jì)算式·········
66、83;····································&
67、#183;···························</p><p> 2.8 螺紋塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)··
68、83;····································&
69、#183;······························</p><p> 2.8(1) 模外動(dòng)力旋
70、轉(zhuǎn)脫模設(shè)計(jì)····································
71、;································</p><p> 2.8(
72、2) 螺紋脫模力矩計(jì)算···································
73、;····································
74、83;··</p><p> 2.9 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)····························
75、183;····································
76、·············</p><p> 2.9(1) 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算·················&
77、#183;····································
78、;·················</p><p> 2.9(1).1 熱平衡計(jì)算·············
79、183;····································
80、·······························</p><p> 2.9(1).2湍流計(jì)
81、算····································
82、83;····································&
83、#183;···········</p><p> 2.9(1).3 冷卻面積計(jì)算··················
84、83;····································&
85、#183;······················</p><p> 2.9(2) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·······
86、83;····································&
87、#183;·······························</p><p> 2.10
88、注射機(jī)有關(guān)尺寸的校核···································
89、·································</p><p>
90、 2.10(1)最大注射量的校核··································
91、····································
92、3;···</p><p> 2.10(2) 鎖模力的校核···························&
93、#183;····································
94、;···············</p><p> 2.10(3)最大注射壓力的校核···············
95、····································
96、3;···················</p><p> 2.10(4)模具厚度校核···········
97、183;····································
98、································</p><p> 2.10(
99、5)開模行程的校核···································&
100、#183;····································
101、;······</p><p> 2.11 模具設(shè)計(jì)總裝圖························
102、3;····································
103、183;··················</p><p> 結(jié) 論·············
104、183;····································
105、····································
106、3;···········</p><p> 參考文獻(xiàn) ····················
107、3;····································
108、183;····································
109、·</p><p> 致謝 ………………………………………………………………………………………………</p><p> 1.1課題背景及意義</p><p> 注塑模是由動(dòng)模和定模兩部分組成,動(dòng)模安裝在注射成型機(jī)的移動(dòng)模板上,定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。在注射成型時(shí)動(dòng)模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。</p><p> 市
110、場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,使得產(chǎn)品的功能日趨多元化,產(chǎn)品的生命周期不斷縮短,塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨多樣化和復(fù)雜化,客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。這在一定程度上決定了模具設(shè)計(jì)和注射成型過程的復(fù)雜性,有些注射成型問題連有經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)師和注射工藝師都很難把握。而傳統(tǒng)的注射模設(shè)計(jì)首先考慮的是模具結(jié)構(gòu)本身的需要,之后考慮的才是注射制品的需要。模具試模周期過長(zhǎng)、試模成本過高嚴(yán)重影響了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,對(duì)塑料熔體的注射成型過程的計(jì)算機(jī)模擬對(duì)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、
111、模具設(shè)計(jì)以及注射成型工藝具有非常重要的指導(dǎo)意義</p><p> 1.2 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展及差距</p><p> 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。目前,電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件,都要依靠模具成型。雖然我國(guó)模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,模具水平也有很大提高,但當(dāng)前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面:一
112、是總量供不應(yīng)求,二是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理. </p><p> 1.2(1)國(guó)內(nèi)外塑料?,F(xiàn)狀</p><p> 我國(guó)塑料模的發(fā)展極其迅速。塑料模的設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù),以有相當(dāng)規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。我國(guó)在塑料模設(shè)計(jì)技術(shù)上,與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的差距,參見表1.1。在模具材料方面,專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全,質(zhì)量尚不穩(wěn)定。</p&
113、gt;<p> 表1.1 塑料模設(shè)計(jì)技術(shù)</p><p> 1.2(2)塑料模發(fā)展趨勢(shì)</p><p> 塑料模技術(shù),包括設(shè)計(jì)技術(shù)、材料選擇、加工技術(shù)管理與維修技術(shù)等多種領(lǐng)域,屬于系統(tǒng)工程技術(shù)。隨著塑料模應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,地位的不斷提高,對(duì)此國(guó)家以制定出明確的奮斗目標(biāo)。</p><p><b> 2.1 注塑模概述</b>
114、</p><p> 注塑模是由動(dòng)模和定模兩部分組成,動(dòng)模安裝在注射成型機(jī)的移動(dòng)模板上,定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。在注射成型時(shí)動(dòng)模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。開模時(shí)動(dòng)模與定模分離以便取處塑料制件。</p><p> 2.1(1) 注射模設(shè)計(jì)特點(diǎn)</p><p> 塑料注射模能一次性地成型形狀復(fù)雜,尺寸精確,或帶有嵌件的塑料制件。作為先進(jìn)的模具,須在使用壽命
115、期限內(nèi)保證制品質(zhì)量,并要有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這就要求模具動(dòng)作可靠,自動(dòng)化程度高,熱交換效率好,成型周期短。其次,合理選用模具材料,恰當(dāng)確定模具制造精度,簡(jiǎn)化模具加工工藝,降低模具的制造成本亦十分重要。</p><p> 此外,在注塑模設(shè)計(jì)時(shí),必須充分注意到以下特點(diǎn): </p><p> ?。?)塑料熔體大多屬于假塑體液體,能“剪切變稀”。 </p><p>
116、 ?。?)視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。 </p><p> ?。?)整個(gè)成型周期中,塑件——模具——環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。 </p><p> 2.1(2) 注射模的組成件</p><p> 凡是注射模,可分為動(dòng)模和定模兩大部分。注射充模時(shí)動(dòng)模和定模閉合,構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)。開模時(shí)動(dòng)模與定模分離,取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定模板上;動(dòng)模則
117、安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)零件的不同功能,可由七個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成:(1)成型零件:主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件,各種成型桿與成型環(huán);(2)澆注系統(tǒng)(3)導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu);(4)脫模機(jī)構(gòu):主要由頂桿、頂出板、回程桿、頂出固定板、拉料桿等組成;(5)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu);(6)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng);(7)排氣系統(tǒng)。 </p><p> 2.2 塑件的工藝分析</p><p> 2.2(1) 塑料
118、制品的材料</p><p> ABS---是由丙烯晴,丁二烯,苯乙烯共聚而成的,是一種新型的工程材料。它具有三種成分的綜合性能,是一種具有堅(jiān)韌、質(zhì)硬和剛性的工程材料。</p><p> ABS---是非結(jié)晶聚合物,不透明、無毒、無味及微黃的熱塑性樹脂.有及好的抗沖擊強(qiáng)度,且在低溫下也不迅速下降.有良好的機(jī)械強(qiáng)</p><p> 度和一定的耐磨性、耐油性、化學(xué)穩(wěn)
119、定性和電器性能。</p><p> ABS的主要成型特點(diǎn):</p><p> 1.可用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型、電鍍、焊接及表面涂飾等成型加工方法。</p><p> 2.收縮率小,可制得精密塑料。 </p><p> 3.吸濕性較大,成型前應(yīng)干燥處理。 </p><p> 4.流動(dòng)性中等,溢邊值0.
120、04mm,溶體粘度強(qiáng)烈依賴于剪切速率,因</p><p> 此模具設(shè)計(jì)大都采用點(diǎn)澆口形式。</p><p> 5.熔融溫度較低,熔融溫度范圍固定,宜采用高料溫、高模溫和高注射壓力,有利于成型。</p><p> 6.澆注系統(tǒng)流動(dòng)阻力小,注意澆口形式和位置應(yīng)合理,防止產(chǎn)生熔</p><p> 接痕或減小熔接痕數(shù)量。脫模斜度不宜過小。&l
121、t;/p><p> ABS注射成型的主要工藝參數(shù)見表2.1。</p><p> 表2.1 ABS注射成型的主要工藝參數(shù)</p><p> 樹脂名稱 ABS</p><p> 注射機(jī)類型 螺桿式</p><p> 螺桿轉(zhuǎn)速,(r
122、/min) 30~60</p><p> 形式 直通式</p><p> 噴嘴溫度(℃) 180~190</p><p> 前 200~210</p><p> 料筒溫度(℃)中
123、 210~230</p><p> 后 180~200</p><p> 模具溫度(℃) 50~70</p><p> 注射壓力(MPa) 70~90</p><p> 保壓壓力(MPa) 50~70
124、</p><p> 注射時(shí)間(s) 3~5</p><p> 保壓時(shí)間(s) 15~30</p><p> 冷卻時(shí)間(s) 15 ~30</p><p> 總周期 (s) 40~70</p>&l
125、t;p> 密度(g/㎝) 1.01~1.08</p><p> 2.2(2)塑件的結(jié)構(gòu)分析</p><p> 該塑件為一圓形塑料蓋。塑件含有內(nèi)螺紋,如圖2.1所示,因此需要采用螺紋旋轉(zhuǎn)脫模機(jī)構(gòu),塑料件上有兩個(gè)止轉(zhuǎn)孔,需設(shè)計(jì)為襯套形式,防止脫模時(shí)塑料件隨螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)。外觀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,凹模采取鑲嵌式,便于加工,易于更換,節(jié)約了貴重材料。該件為圓形對(duì)稱件
126、,故在塑料蓋的中心位置設(shè)置點(diǎn)澆口,以便充型。由于采用螺紋脫模機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,宜采用一模一腔 。 </p><p> 圖 2.1 塑料蓋 </p><p> 2.2(3) 塑件的尺寸精度分析</p><p> 注塑件由于沒有精度要求,因此取最低精度5級(jí)(SJ1372-78)。由以上分析可見,
127、該零件的尺寸精度為低精度,對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)的零件加工可以保證。</p><p> 2.2(4)表面質(zhì)量分析</p><p> 塑料件沒有特別的表面質(zhì)量要求,故比較容易實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過以上分析可以看出,注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。</p><p> 2.3 分型面及排氣槽的設(shè)計(jì)</p><p> 2.3(1)
128、 分型面的設(shè)計(jì)</p><p> 在注塑模中,用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面,通稱為分型面。分型面選擇的一般原則:(1)應(yīng)便于塑件的脫模。(2)應(yīng)保證塑件的質(zhì)量。(3)應(yīng)有利于防止溢料。4)應(yīng)有利于排氣。5)應(yīng)盡量使成型</p><p><b> 零件便于加工。</b></p><p> 該塑料件為一對(duì)稱的圓形件,基于以上原則,分型面可選
129、在塑件截面積最大處,如圖2.2所示。 </p><p> 圖 2.2 塑料蓋分型面</p><p> 2.3(2) 排氣槽的設(shè)計(jì) </p><p> 由于是中小型模具,利用分型面排氣是最簡(jiǎn)便合理的方法,同時(shí)利用配合間隙排氣,其間隙為0.03mm~0.05mm。</p><p> 2.4 注射機(jī)的選用</p><
130、p> 2.4(1) 型腔數(shù)目的確定</p><p><b> 方案Ⅰ 一模一腔</b></p><p> 優(yōu)點(diǎn):模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,產(chǎn)品精度高。</p><p> 缺點(diǎn):生產(chǎn)效率低。 </p><p><b> 方案Ⅱ 一模多腔</b></p><p>&
131、lt;b> 優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高。</b></p><p> 缺點(diǎn):模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)成本高,質(zhì)量不易保證。</p><p> 該塑料蓋含有螺紋結(jié)構(gòu),為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),宜采用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),為了簡(jiǎn)化模具機(jī)構(gòu),應(yīng)采用方案Ⅰ,即一模一腔。</p><p> 2.4(2) 注射機(jī)的選擇</p><p> 由于 ABS的密度為1.
132、0~1.1 g/cm3 </p><p><b> 則 = + </b></p><p><b> =39.62cm3</b></p><p> 式中 ---塑料件和澆注系統(tǒng)的體積(cm)</p><p> = (n A1+A2)/1000</p>&
133、lt;p><b> A1=</b></p><p> =47.52×3.14=7.09×103 mm2 </p><p><b> A2= </b></p><p> =4.12×3.14=0.21×103 mm2 </p><p>
134、式中 n---型腔數(shù)目;n=1;</p><p> ---塑料件熔體對(duì)型腔的成型壓力(MPa);</p><p> A1---單個(gè)塑料件在模具分型面上的投影面積(cm2);</p><p> A2---澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(cm2)。</p><p> 查表2-2可知,ABS的熔體壓力為30/MPa。</p&g
135、t;<p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p> =30×(7.09×103+0.21×103)/1000=219 KN </p><p> 故選用XS—ZY—125型注射機(jī),其技術(shù)規(guī)范如表2.2。</p><p> 表2.2 XS—ZY—125型注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范</
136、p><p><b> 附表2.2</b></p><p> 2.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)注射成型效率和制件質(zhì)量有直接影響,是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵。它的設(shè)計(jì)合理與否,影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易程度。</p><p> 澆注系統(tǒng)一般均由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。
137、 </p><p> 2.5(1) 主流道的設(shè)計(jì)</p><p> 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始,到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。因主流道部分在成型過程中,其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力塑料熔體要冷熱交替反復(fù)</p><p> 接觸,屬于易損件,對(duì)材料要求較高,所以模具的主流道
138、部分設(shè)成可拆卸更換的主流道襯套式,以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。主流道襯套設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上。</p><p> 主流道設(shè)計(jì)如圖2.3所示 ,其主要參數(shù)為:</p><p> d=碰嘴直徑+1mm;</p><p> R=碰嘴球面半徑+2~3mm;</p><p><b> α=2°~4
139、76;;</b></p><p><b> r=D/8;</b></p><p> H=(1/3~2/5) R。 </p><p><b> 圖 2.3 主流道</b></p><p> 2.5(2) 澆口設(shè)計(jì)</p><p>
140、; 澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門,對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性的影響。</p><p> 本制件為一塑料蓋,為了保證其外觀質(zhì)量,應(yīng)設(shè)計(jì)為針點(diǎn)式澆口,澆口位置設(shè)在制件中心,與主澆道直接接通。</p><p> 澆注系統(tǒng)和型腔的流程比B的校核式:B=≤[B] </p><p> 式中 ---各段流程長(zhǎng)度(mm);</p><p> ---流
141、程各段厚度(mm);</p><p> [B]---允許流程比,查資料表4.2-3得ABS的流程比為175:1。</p><p> 代入數(shù)據(jù)得:B==32.7<175</p><p> 符合要求,可行。 </p><p> 2.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 模具閉合時(shí)要求有準(zhǔn)確的方
142、向和位置。具有一定精度的合模導(dǎo)向</p><p> 機(jī)構(gòu),是注射模設(shè)計(jì)不可缺少的組成部分。</p><p> 2.6(1) 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</p><p> 技術(shù)要求:(1)為使導(dǎo)柱具有硬而耐磨的表面,堅(jiān)韌而不易折斷</p><p> 的內(nèi)芯,采用T10鋼經(jīng)淬火處理,硬度為50HRC~55HRC。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度為Ra0.8m,導(dǎo)向
143、部分表面的粗糙度為 Ra0.8m~Ra0.4m。</p><p> ?。?)導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/k6過渡配合;導(dǎo)柱導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合。</p><p> 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)如圖2.4 </p><p> 2.6(1)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</p><p> 導(dǎo)套選
144、用注塑模 型直導(dǎo)套采用H7/r6配合鑲?cè)肽0濉?導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。 </p><p><b> 圖2.5</b></p><p> 2.7 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p> 2.7(1) 型腔型芯的設(shè)計(jì)</p><p> 塑料件具有內(nèi)螺紋,型芯設(shè)計(jì)為獨(dú)立的螺紋
145、型芯(如圖2.6所示),以便旋轉(zhuǎn)脫模。并采用H8/h8的間隙配合,將螺紋型芯直接插入模具相應(yīng)的配合孔中。凹模設(shè)計(jì)為底部鑲拼結(jié)構(gòu)(如圖2.7所示),簡(jiǎn)化了模具的加工性,減少了熱處理變形,鑲拼結(jié)構(gòu)便于模具維護(hù),節(jié)約了貴重的模具鋼,鑲拼處的間隙利于排氣。</p><p> 2.7(1).1 型腔、型芯徑向尺寸計(jì)算</p><p> 注射塑料ABS的成型收縮率:</p><
146、p><b> Scp=</b></p><p> 由表18.1.3-2知=0.7%,=0.3% 圖 2.6 螺紋型芯</p><p> Scp= =0.5% </p><p> ?。?)型腔的徑向尺寸:</p><p> =[(1+Scp%)-] </p><
147、p> 式中 ——型腔徑向尺寸;單位為mm</p><p> ——塑件的基本尺寸;單位為mm </p><p> ——塑件的公差值; 圖 2.7 凹模鑲塊</p><p> ——模具成形零件的制造公差;取/4</p><p>
148、 將數(shù)據(jù)代入公式中得:</p><p> =[(1+0.5%)×95-0.75×0.60]0+0.07=95.220+0.07 mm</p><p> =[(1+0.5%)×66-0.75×0.52]0+0.13=66.070+0.13 mm</p><p> =[(1+0.5%)×87-0.75×
149、;0.60]0+0.07=87.150+0.07 mm</p><p> =[(1+0.5%)×8-0.75×0.20]0+0.05=95.220+0.05 mm</p><p> ?。?)型芯徑向尺寸:</p><p> = [(1+Scp%)+] </p><p> 式中 ——型芯徑向尺寸;單位為mm<
150、/p><p> 將數(shù)據(jù)代入公式中得:</p><p> = [(1+0.5%)×63+0.75×0.46] -0.120=62.78- 0.120</p><p> 2.7(2).2 型腔、型芯的深度尺寸的計(jì)算</p><p> (1)型腔深度尺寸計(jì)算:</p><p> =[(1+Scp%)
151、-Δ] </p><p> 式中 ----型腔深度尺寸;單位為mm</p><p> ----塑件的基本尺寸;單位為mm</p><p> 將數(shù)據(jù)代入公式中得:</p><p> =[(1+0.5%)×13-×0.22]0+0.06=12.930+0.06 mm</p><p>
152、 =[(1+0.5%)×5-×0.18]0+0.05=5.30+0.05 mm</p><p> ?。?)型芯高度尺寸計(jì)算:</p><p> =[(1+Scp%)+Δ]</p><p> =[(1+0.5%)×11+×0.22] -0.050 =11.25-0.050 mm</p><p> =
153、[(1+0.5%)×5+×0.18] -0.050 =5.15-0.050 mm</p><p> =[(1+0.5%)×2+×0.16] -0.040 =2.11-0.040 mm</p><p> 2.7(3).3 螺紋成型零件的工作尺寸計(jì)算</p><p> 大徑 </p
154、><p> 式中 ---螺紋型芯大徑(mm);</p><p> ---塑件內(nèi)螺紋大徑(mm);</p><p> ---塑件的平均收縮率(%),ABS取=0.5%;</p><p> ---塑件內(nèi)螺紋中徑公差(mm);查螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)GB197-81得=0.18mm</p><p> ---螺紋型芯大徑制
155、造公差(mm),查資料表3-6得=0.06mm。</p><p> 代入數(shù)據(jù)得: =(80+80×0.005+0.18)</p><p><b> =80.58mm</b></p><p> 中徑 </p><p> 式中 ---螺紋型芯中徑(mm);</
156、p><p> ---塑件內(nèi)螺紋中徑(mm);</p><p> ---螺紋型芯中徑制造公差(mm)。查資料表3-7得=0.05mm。</p><p> 代入數(shù)據(jù)得: =(78+78×0.005+×0.18)mm</p><p><b> =78.53mm</b></p><p
157、> 小徑 </p><p> 式中 ---螺紋型芯小徑(mm);</p><p> ---塑件內(nèi)螺紋小徑(mm)</p><p> ---螺紋型芯小徑制造公差(mm)。查資料表3-6得</p><p><b> =0.06mm</b></p>&
158、lt;p> 代入數(shù)據(jù)得: =(76+76×0.005+0.18)</p><p> 螺距 =76.56mm</p><p> 式中 ---螺紋型芯螺距(mm);</p><p> ---塑件內(nèi)螺紋螺距(mm);</p><p> ---螺紋型芯螺距制造公差(mm)。查資料表3-8得=0.04mm<
159、/p><p> 代入數(shù)據(jù)得: =(1.5+1.5×0.005)±</p><p> =1.51±0.02mm</p><p> 2.7(2) 型腔側(cè)壁厚度與底板厚度的校核</p><p> 由理論分析和生產(chǎn)實(shí)際證實(shí),在塑料熔體的高壓作用下,小尺寸模具主要是強(qiáng)度問題。首先要防止模具的塑性變形和斷裂破壞。因此,用
160、強(qiáng)度條件式進(jìn)行凹模壁厚和底板厚度設(shè)計(jì)計(jì)算,再用剛度條件式進(jìn)行校核。</p><p> 2.7(2).1 剛度條件計(jì)算式</p><p> ?。?) 組合式型腔側(cè)壁厚度</p><p> 式中 ----模具鋼材的彈性模量();一般中碳鋼=;</p><p> ---模具剛度計(jì)算許用變形量();</p><p&g
161、t; ---模具鋼材的泊松比,=0.25;</p><p> ---模腔內(nèi)最大熔體壓力()</p><p> ABS塑料蓋,要求達(dá)到SJ1372—78的3級(jí)精度,模具為IT8級(jí)</p><p> 精度,且為組合式型腔結(jié)構(gòu)。塑件尺寸為φ95×13,以=φ95為計(jì)算尺寸,查資料表4.4-13,代入得:</p><p><b
162、> =25=25</b></p><p><b> = 25×</b></p><p><b> =25=0.025</b></p><p><b> 所以 =</b></p><p><b> =81.2</b>
163、</p><p> 則 壁厚應(yīng)為81.2-47.5=33.7</p><p> 該板最小壁厚為52.5,符合條件。</p><p> (2)組合式型腔底板厚度</p><p><b> ==20.1 </b></p><p> 設(shè)計(jì)底板厚度為21,符合要求。</p><
164、;p> 2.7(2).2 強(qiáng)度條件計(jì)算式</p><p> (1)組合式型腔側(cè)壁厚度</p><p><b> ?。?>2P)</b></p><p> 式中 ----模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力();一般中碳鋼=160。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得: </b></p&g
165、t;<p><b> =15.3</b></p><p> 該板設(shè)計(jì)壁厚為52.5>15.3,符合強(qiáng)度條件。</p><p> (2)組合式型腔底板厚度</p><p> 代入數(shù)據(jù)得: =20.2</p><p> 設(shè)計(jì)底板厚度為21,符合強(qiáng)度要求。 </
166、p><p> 2.8 螺紋塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 2.8(1) 模外動(dòng)力旋轉(zhuǎn)脫模設(shè)計(jì)</p><p> 生產(chǎn)中常用模具外的人力或電動(dòng)機(jī)-減速器拖動(dòng),旋轉(zhuǎn)螺紋型芯實(shí)現(xiàn)螺紋塑件的脫模。但是螺紋塑件不能跟隨成型零件一起轉(zhuǎn)動(dòng),一定要有止轉(zhuǎn)措施。為此,在螺紋塑件的內(nèi)表面設(shè)有止轉(zhuǎn)孔。</p><p> 為了減少勞動(dòng)強(qiáng)度提高效率,適應(yīng)大批
167、量生產(chǎn),本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)旋退塑件螺紋。在第Ⅱ次分模完畢后,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鏈輪使螺紋型芯開始旋轉(zhuǎn)脫模,在脫模過程中,固定在動(dòng)模板上的止轉(zhuǎn)襯套在彈簧的作用下始終與塑件端面保持接觸,以防止塑件隨螺紋型芯旋轉(zhuǎn),一直到脫模結(jié)束。</p><p> 2.8(2)螺紋脫模力矩計(jì)算</p><p> 螺紋旋退時(shí)的脫模力矩計(jì)算:</p><p><b> == </
168、b></p><p> 式中 ---螺紋中徑的半徑值;</p><p><b> ---總包緊力;</b></p><p> ---塑料件與鋼表面的脫模系數(shù) 。</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》及表4.6-1確定有關(guān)參數(shù):M80普通粗牙螺紋,中徑=78mm,r=39mm。內(nèi)徑=76mm,
169、外徑=80mm。 ABS,=2.1×103N/mm2,α=10×10-5/℃,=0.45,=100℃,=60℃,μ=0.38。由已知條件=47.5mm,h=13mm。 </p><p> 代如數(shù)據(jù)得:=-=47.5-39=8.5mm</p><p><b> ==></b></p><p>
170、<b> = </b></p><p><b> = </b></p><p><b> =6060.9 </b></p><p> =1.5αE(-)(d2-d12)</p><p> =1.5×10×10-5×2.1×103
171、×40×(802-762)</p><p><b> =7862.4</b></p><p> =+=6060.9+7862.4=13923.3</p><p> = =0.45×13923.3×0.039≈188 </p><p> 2.9 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p&
172、gt;<p> 注射模不僅是塑料熔體的成型設(shè)備,而且還是熱交換器。模溫(模具溫度)調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接關(guān)系塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,是注塑模設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一。對(duì)于大多數(shù)較低模溫的塑料,僅設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)。對(duì)于模溫超過80℃的塑料,以及大型模具需要設(shè)置加熱裝置。因ABS要求的模溫為40℃~70℃,不超過80℃,故無須設(shè)置加熱裝置。</p><p> 2.9(1) 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算</p>&
173、lt;p> 對(duì)于大多數(shù)中小型注塑模具的水冷卻系統(tǒng),必需計(jì)算冷卻傳熱面積,確定冷卻水溫度和流量。</p><p> 2.9(1).1 熱平衡計(jì)算</p><p> 進(jìn)行注射過程熱平衡計(jì)算,就是計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)熔體固化放出熱量等于冷卻水所攜走的熱量 </p><p> 式中: ---塑料熔體每小時(shí)冷卻固化所放出的熱量(KJ/h);</p&g
174、t;<p> ---每小時(shí)注射次數(shù);</p><p> ---每次注射的塑料用量(Kg);</p><p> ---每小時(shí)注射的塑料量(Kg)</p><p> ---每千克塑料熔體凝固時(shí)放出熱焓量(KJ/Kg);</p><p> 由資料表4.9-1得=400 KJ/Kg。</p><p>
175、 設(shè)注射周期為60s,則 n=3600/60=60</p><p> =400×60×0.0416≈998.4 KJ·h-1</p><p> 冷卻水每小時(shí)從模具攜走熱量 </p><p> 式中 ---冷卻水每小時(shí)的用量(kg/h);</p><p> ---冷卻水的比熱容,4.187
176、KJ/Kg·ºC;</p><p> ---模具的出水溫度ºC;</p><p> ---模具的進(jìn)水溫度ºC。</p><p> 由熱平衡條件=可得:</p><p> 其中,取為28ºC;為22ºC;</p><p> 則
177、 = ≈39.7 (kg/h)</p><p> 2.9(1).2湍流計(jì)算</p><p> 經(jīng)計(jì)算保證冷卻水在水管中處于湍流狀態(tài),從而獲得冷卻水的體積流量,并確定相應(yīng)的管徑,由水的密度=和每小時(shí)</p><p><b> 用水量,可換算得</b></p><p> 冷卻水的體積流量 == (
178、)</p><p><b> =≈ </b></p><p> 由資料表4.9-2查得:冷卻水管的直徑為 。</p><p> 則冷卻水流速 ()</p><p><b> =0.0202</b></p><p><b> ≈1.61 &
179、lt;/b></p><p> 2.9(1).3 冷卻面積計(jì)算</p><p> 以冷卻水的平均溫度=25℃查資料表4.9-3得冷卻水物理性質(zhì)</p><p> 參量的函數(shù)=7.93。由式 =27568.8℃</p><p> 則所需冷卻面積 Φ=</p><p> 代入數(shù)據(jù)
180、 Φ=</p><p><b> 冷卻水套</b></p><p> 2.9(2) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 為了提高冷卻效率和爭(zhēng)取型腔表面溫度的均勻與穩(wěn)定,在系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守生產(chǎn)中的約定準(zhǔn)則。在管道回路布置時(shí),還需進(jìn)一步考慮型腔的形狀和尺寸,并使加工方便和密封效果良好[12]。</p>&
181、lt;p> 本設(shè)計(jì)采用螺旋式冷卻回路,如圖2.8所示,大直徑的圓柱高型芯,在心柱表面車制螺旋溝槽,壓入型芯的內(nèi)孔中。冷卻水從、中心孔引向心柱頂端,經(jīng)螺旋回路從底部流出。心柱使型芯有較好剛性; 圖2.8 螺旋式冷卻水套</p><p> 較薄的型芯壁改善了冷卻效果,只是加工較復(fù)雜。</p><p> 2.10 注射機(jī)有關(guān)尺寸的校核</p><p> 2
182、.10(1)最大注射量的校核</p><p> 必須保證塑件所需的注射量(包括澆注系統(tǒng)及飛邊在內(nèi))小于注射機(jī)允許的最大注射量,一般占注射機(jī)最大注射量的80%以內(nèi)。當(dāng)注射機(jī)的最大注射量以最大注射容積 等于或大于成型塑料件的體積即</p><p><b> ≥</b></p><p> 式中 ---塑料件所需塑料的體積(包括澆注系
183、統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi),cm3);</p><p> ---注射機(jī)最大注射量(公稱容積,cm3);</p><p> ---注射機(jī)最大注射量利用系數(shù),一般取=0.8。</p><p> 塑料的容積與其壓縮率有關(guān),故所需塑料的體積為:</p><p><b> =</b></p><p> 式中
184、 ---塑料的壓縮率;</p><p> ---塑料件的體積(包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi),cm3)。</p><p> 由資料表4-3得 ABS的壓縮率=1.8~2.0 ,密度為1.0~1.1 g/cm3 </p><p><b> = + </b></p><p><b> =39.6
185、2cm3</b></p><p> 則 =2.0×39.62=79.24 cm3</p><p> 該注射機(jī)的最大注射量為125cm3</p><p> 則 =80%×125=100>=79.24 cm3(符合要求。)</p><p> 2.10(2) 鎖模力的校核</p>
186、;<p> 注射機(jī)鎖模力()的校核關(guān)系式應(yīng)為:</p><p> = (n A1+A2)/1000</p><p> 式中 n---型腔數(shù)目;n=1;</p><p> ---塑料件熔體對(duì)型腔的成型壓力(MPa);</p><p> A1---單個(gè)塑料件在模具分型面上的投影面積(cm2); A1=7.09
187、5;103(cm2);</p><p> A2---澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(cm2);A2=0.21×103(cm2)。</p><p> 由資料查表2-2可知,ABS的熔體壓力為30/MPa。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p> =30×(7.09
188、215;103+0.21×103)/1000=219 KN</p><p> 該注射機(jī)型號(hào)的鎖模力為900 KN>219 KN</p><p><b> 故符合要求。</b></p><p> 2.10(3)最大注射壓力的校核</p><p> 注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需的注射壓力,
189、即</p><p><b> ≥</b></p><p> 式中 ---注射機(jī)的最大注射壓力;</p><p> ---塑料件成型時(shí)所需的注射壓力。ABS取70~90MPa;</p><p> ---安全系數(shù),取=1.3。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:<
190、/b></p><p> =1.3×80=104 MP</p><p> =119 MP>104 MP </p><p><b> 故符合要求。</b></p><p> 2.10(4)模具厚度校核</p><p> 由于注射機(jī)可安裝模具的厚度有一定限制,所以設(shè)計(jì)模具的
191、閉合</p><p> 厚度必須在注射機(jī)允許安裝的最大模具厚度及最小模具厚度之間,即 </p><p><b> ≤≤</b></p><p> 式中 ------注射機(jī)合模部件允許的最小模厚(mm);</p><p> ---注射機(jī)允許的最大模厚(mm)。</p><p>&
192、lt;b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> = mm </b></p><p> 滿足 =200 mm≤=204 mm≤=300 mm </p><p><b> 故符合要求。</b></p><p> 2.10(5)開模行程的校核</p
193、><p><b> 雙分型面注射模</b></p><p><b> ≥ </b></p><p> 式中 ---定模板和型腔之間分離距離(mm)</p><p> ---注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程(mm);</p><p> ---塑件頂出距離(mm);<
194、;/p><p> ---包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑</p><p> 代入數(shù)據(jù)得: =300 mm>11+13+25+21+10=80 mm </p><p><b> 滿足條件。</b></p><p> 2.11 模具設(shè)計(jì)總裝圖</p><p> 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)和計(jì)算,所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)如圖
195、2.9所示:</p><p> 模具在開模時(shí),在彈簧34作用下,Ⅰ--Ⅰ面首先分型,以便取出點(diǎn)澆口,當(dāng)定距拉桿33被限位后,Ⅱ--Ⅱ面分型。</p><p> 開模完畢,由裝于機(jī)床上的電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)鏈輪28,從而使水套5轉(zhuǎn)動(dòng),螺紋型芯17隨同旋轉(zhuǎn)脫出螺紋,在脫螺紋過程中,彈簧37推動(dòng)動(dòng)模板8 ,使襯套19端面始終與制品端面保持接觸,以利用其摩擦阻力而順利脫出螺紋。</p&g
196、t;<p> 傳動(dòng)系統(tǒng)由滾柱21、26和軸承25支承,以減小傳動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。 </p><p> 圖2.9 模具結(jié)構(gòu)圖</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 為期三個(gè)月的模具課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選課題為塑料蓋注塑
197、模設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)過翻閱大量的文獻(xiàn)資料,以及老師的悉心指導(dǎo)。對(duì)整個(gè)注塑模設(shè)計(jì)過程及注塑工藝分析有了一個(gè)比較細(xì)致,較為全面的了解。并且認(rèn)真的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p> 此次設(shè)計(jì)是我走上工作崗位之前的一次大練兵,通過畢業(yè)設(shè)計(jì),使我在查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等能力方面有了很大提高,這不僅僅是一次單純的磨練,同時(shí)使我的意志品質(zhì)力,抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。為我今后的人生
198、最好了鋪墊。</p><p> 在設(shè)計(jì)的過程中也帶給我很多的苦惱,這一切都是自己平時(shí)不好好學(xué)的結(jié)果,還有自己在校沒有過多的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),從而使得自己的設(shè)計(jì)難上加難。通過此次設(shè)計(jì)也給我的人生上了最為重要的一課,</p><p> 總體來說這次設(shè)計(jì)對(duì)我有一個(gè)很大的推動(dòng)作用,不僅鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí),加深了理解,而且增加了專業(yè)知識(shí)面的寬度;在設(shè)計(jì)過程中,很好地鍛煉了分析問題與解決問題的能力,獲
199、益匪淺。讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力,更強(qiáng)的溝通力和理解力。</p><p> 非常感謝的的指導(dǎo)老師,她讓我學(xué)到了很多在課堂上學(xué)不到的東西,我相信只要我牢記這次的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),它將是我人生中最重要的財(cái)富之一!</p><p><b> 參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p> [1]謝昱北主編。模具設(shè)計(jì)與制造。北京大學(xué)出版社,2
200、005,8</p><p> [2]謝穎主編,計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。北京理工大學(xué)出版社</p><p> [3]王衛(wèi)衛(wèi)主編。材料成型設(shè)備。機(jī)械工業(yè)出版社,2008,4</p><p> [4]屈華昌, 伍建國(guó)主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996</p><p> [5] 陳志剛. 塑料模具設(shè)計(jì). 北
201、京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.1</p><p> [6]魏春雷,朱三武主編,模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)。天津大學(xué)出版社,2010.1</p><p> [7] 王伯平主編. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002</p><p> [8]馬慧 趙紅 于冬梅主編.機(jī)械制圖. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008</p><p>
202、 [9]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社,2010.1.1</p><p><b> 致謝 </b></p><p> 將近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束。自己感覺者多時(shí)間是我在校期間最累的一段時(shí)間。但苦中也有甜,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠如期的順利完成,期間離不開指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)、領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和同學(xué)的大力幫助。</p><p> 非常感謝在這
203、三個(gè)月中我的指導(dǎo)老師***老師。*老師對(duì)我們每個(gè)學(xué)生都認(rèn)真負(fù)責(zé),以她精深的理論和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,對(duì)我進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)。為我們今后學(xué)習(xí)工作積累了很多的經(jīng)驗(yàn)。此外,我還要感謝學(xué)校領(lǐng)高提供給我們的良好環(huán)境以及對(duì)我們的種種關(guān)心.最后感謝和我一起奮斗的同學(xué),相信通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定給我們今后的人生帶來無盡的財(cái)富。我深知自己的水平有限,理論聯(lián)系實(shí)際的能力相當(dāng)匱乏。對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)還不是深刻,在設(shè)計(jì)過程中難免有疏忽和缺點(diǎn)以及不足之處,希望各
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