吊耳注塑模具设计.doc
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1、毕业设计(论文)报告 题 目 吊耳注塑模结构设计与制造 系 别 中德机电学院 专 业 模具设计与制造 班 级 模具0902 学生姓名 桑同笋 学 号 100091460 指导教师 戴老师 2012年4月吊耳注塑模具结构设计与制造摘要:本文主要介绍的是吊耳注塑模具的设计方法。首先分析了吊耳制件的工艺特点,包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等,并选择了成型设备。接着介绍了吊耳注塑模的模具结构,分型面的选择、型腔数目的确定及布置,重点介绍了浇注系统、点浇口、成型零件、合模导向机构、脱模机构、定距分型机构以及冷却系统的设计。然后选择标准模架和模具材料,并对注射机的工艺参数进行相关校核。最后对模具
2、的工作原理进行阐述,以及在安装调试过程中可能出现的问题进行总结、分析,并给出了相应的解决方法。本文论述的吊耳注塑模具采用三板式结构,即浇注系统凝料和制件在不同的分型面脱出,采用一模两腔的型腔布置,最后利用滑块将制件推出。关键词:吊耳;点浇口;侧向分型与抽芯机构;定距分型机构Lug mold structure design and manufacturingAbstract:This paper mainly introduced in this paper is lifting lugs injection mold design method. First analysis of the
3、lug drawing of process characteristics, including materials properties, forming characteristics and conditions, structure and technology, and choose the molding equipment. Then it introduces lug injection mold die structure, and points the selection of type, the determination of cavity number and la
4、yout, introduced the gating system, molding parts, molmerged steering mechanism, parting institutions, spacer parting institutions and the design of the cooling system. And then choose the standard formwork and mould material, and the injection machine of process parameters related respectively. The
5、 work principle of the die is expounded, and the installation process may be the problems summarized, analyzed, and some solutions are given。This paper discusses lifting lugs injection mould with three plate structure, namely gating system in different parts of the material and the parting surface e
6、mergence, use a module and two cavity cavity decorate, finally, using the slider parts will be launched。Keywords:Lug; Some gate; Side parting and core-pulling mechanism; Spacer parting institutions.目录前言11.选题的依据及意义12.国内外研究现状及发展趋势1第一章 吊耳工艺性分析51.1塑件(吊耳)分析51.2塑件的结构及成型工艺分析51.2.1 结构分析如下51.2.2 成型工艺分析如下61.3
7、 热塑性塑料PC的注射成型过程及工艺参数61.3.1 注射成型过程61.3.2 成型工艺参数71.3.3 PC的注射工艺参数81.3.4 PC的性能分析8第二章 拟定吊耳注塑模具的结构设计102.1 拟定模具结构形式102.1.1 分型面位置的确定102.1.2 确定型腔数量及排列方式112.1.3 模具结构形式的确定11第三章 注射机型号的确定123.1 所需注射量的计算123.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算123.3 注射机型号的确定12第四章 浇注系统的设计144.1 主流道设计144.2 分流道的设计154.3 冷料穴的设计174.4 浇口的设计18第五章 成型零
8、件设计和计算195.1型腔、型芯结构设计195.2 成型零件工作尺寸计算195.3 成型零件尺寸校核215.4.1 型腔侧壁厚度225.4.2支撑板厚度23第六章 模架的确定和标准件的选用24第七章 合模导向机构277.1导向机构的总体设计277.2 导柱设计277.3 导套设计287.4 推板导柱与到套的设计28第八章 脱模推出机构308.1 脱模力计算308.2 浇注系统凝料脱出机构30第九章 定距分型机构设计33第十章 侧向分型与抽芯机构3410.1 侧向分与抽芯机构类型的确定3410.2 抽芯距与抽芯力的确定3410.2.1 抽芯距的确定3410.2.2 抽芯力的确定3410.3 滑块
9、的组合形式3510.4滑块的导滑形式3510.5 斜滑块推杆与推出时的限位3510.6 滑块结构尺寸35第十一章 排气系统的设计37第十二章 温度调节系统38第十三章 模具工作过程及安装、调试3913.1 模具的工作原理3913.2 模具的安装4013.3试模40设计小结42致 谢43参考文献44附录45前言1.选题的依据及意义随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用,在塑料产品生产中模具已经成为生产各种产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中,塑料模具的应用及其广泛,在各类模具中的地位也越来越突出,成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为
10、制造塑料制造品的主要手段之一,且发展成为最有前景的模具之一。注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一,因此注塑模具作为塑料模的一种,就具有很大的市场需求量。本课题为吊耳注塑模具设计,涉及的知识面与知识点较多,如注塑成型、模具设计、三维造型以及二维三维软件的应用。通过本课题的设计,将会在下述基本能力上得到培养和锻炼(1)塑料件制品涉及及成型工艺的选择(2)一般塑料件制品成型模具的设计能力(3)塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力(4)掌握模具设计常用的商业软件(proe4.0)(5)使自己在文档组织与检索方面的能力得到提高(6)掌握写论文的一般步骤及格式方法,同时
11、提高自己的学习、思考、解决问题的能力。2.国内外研究现状及发展趋势近年来我国的模具技术有了很大的发展,在大型模具方面,已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。机密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。在成型工艺方面,多材质塑料成行模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新业取得了较大进展。气体辅助注射成形技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广,有些单位还采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。 当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种: (1) 热流道技术 它是通过加热的办法来保证流道和
12、浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈,从注塑机喷出口到浇口的整个流道都处于高温状态,使流道中的塑料保持熔融,停机后一般不需要打开流道取出凝料,再开机时只需加热流道到所需温度即可。这一技术在大批量生产塑件、原材料较贵和产品质量要求较高的情况下尤为适用。热流道注塑成型技术应用范围很广,基本上,适用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用热流道模具加工,许多产品如手机壳、按键、面板、尺寸要求精密的机芯部件等都是采用热流道技术成型。一个典型的热流道系统一般由如下几大部分组成:(1)热流道板(MANIFOLD);(2)喷嘴(NOZZLE) ;(3)温度控制器;(4)辅助零件。 (2
13、) 气体辅助注射成形技术 它是向模腔中注入经准确计量的塑料熔体,在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体,气体在熔体内沿阻力最小的方向前进,推动熔体充满型腔并对熔体进行保压,当气体的压力、注射时间合适的时候,则塑料会被压力气体压在型腔壁上,形成一个中空、完整的塑件,待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体,开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。应用气体辅助注塑成型技术,可以提高产品强度、刚度、精度,消除缩影,提高制品表面质量;降低注射成型压力以减小产品成型应力和翘
14、曲,解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题;简化浇注系统和模具设计,减少模具的重量减少塑件产品的重量,减少成型时间以降低成本和提高成型效率等。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段:塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。(3)共注射成形技术 它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机,将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时,最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度1。(4)反应注射成形技术 它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料(单体)同时以一定压力输入到
15、混合器内进行混合,在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中,使其在型腔内发生聚合反应而固化,成为具有一定形状和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为RIM。在制造方面,CAD/CAM/CAE技术的应用上了一个新台阶,一些企业引进CAD/CAM系统,并能支持CAE技术对成形过程进行分析。近年来我国自主开发的塑料膜CAD/CAM系统有了很大发展,如北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM,并使之趋于智能化,提高型件成形加工工艺和模具标准化水平,提高模具制造精度与质量,降低型件表面研磨、抛光作业量
16、和缩短制造周期;研究、应用针对各类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料,以提高模具使用性能;为适应市场多样化和个性化,应用快速原型制造技术和快速制模技术,以快速制造成塑料注塑模,缩短新产品试制周期。这些是未来520年注塑模具生产技术的总体发展趋势,具体表现在以下几个方面:1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越
17、来越重要的作用。 3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。4.开发
18、新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产,提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件的规格品种。 6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。第一章 吊耳工艺性分析1.1塑件(吊耳)分析 1.塑件 如图11所示,该塑件为吊耳零件,产品如图所示图1-1 吊耳
19、 2.塑料名称 聚碳酸脂(PC) 3.色调 聚碳酸酯本色微黄 4.生产纲领 该产品为大批量生产1.2塑件的结构及成型工艺分析1.2.1 结构分析如下1.该塑件为吊耳,塑件的尺寸相对较小,最大壁厚为3.8mm,最小壁厚为2mm,吊耳的一端为球形,一端为U形,中间部分为圆柱状,2.塑件结构相对简单,左右对称。3.塑件的具体结构尺寸如图1-2所示图1-2 塑件结构1.2.2 成型工艺分析如下 1.精度等级。塑件采用一般精度等级MT5级 2.表面粗糙度。塑件的外表面粗糙度为Ra0.8、内表面粗糙度为Ra3.2 3.脱模斜度。该塑件的最小壁厚为2mm,最大壁厚为3.8mm,其脱模斜度查阅课本P72表3.
20、12常用塑件脱模斜度得塑件的内表面为3050,塑件的外表面3540。由于塑件的壁厚较薄,尺寸相对较小,收缩率较小,但塑件的流动性差、高温时熔融粘度大,所以塑件的脱模斜度取得相对高些,塑件的内表面脱模斜度取50。1.3 热塑性塑料PC的注射成型过程及工艺参数1.3.1 注射成型过程(1)成型前的准备。对PC的色泽、均匀度等参数进行检验。虽然PC的吸水性小,但高温时对水分比较敏感,因此加工前必须对原料进行烘干处理,否则会出现银丝、气泡及强度下降现象;PC的熔融温度高,熔融粘度大,流动性差,所以成型要求有较高的温度和压力,用高温来增加熔融塑料的流动性。(2)注射过程。塑料在注塑机的料筒内经过加热、塑
21、化达到流动状态后,有模具的浇注系统进入模具的型腔成型,其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。(3)塑件的后处理。采用调湿处理来消除残余应力、使塑件在加热过程中达到吸热平衡,以防止使用过程中发生尺寸变化;调湿处理的介质为沸水,处理温度为120,处理时间为10min。1.3.2 成型工艺参数塑件的成型工艺参数主要是温度、压力和时间三大要素。1. 温度 注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。(1) 料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好,能顺利实现注射,而不会引起塑料分解。(2) 喷嘴温度 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件
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