CD盒注塑模具设计.zip
I塑料光盘盒注塑成型工艺与模具设计塑料光盘盒注塑成型工艺与模具设计摘要摘要 光盘盒是生活中常见的塑料制品,他是包装盒防止光盘的,而大部分的 CD 的外盒都属于塑料的制品,属于我们模具设计课程的设计范围,所以本次的课题设计就是来围绕塑料光盘盒的外壳注塑成型展开的,在此模具设计论文中,将塑料光盘盒的外壳注塑成型的整个设计过程进行了详细的阐述,在这个模具的设计过程中,根据塑料的制品的外观,塑件的用途,塑件的工艺性,尺寸的要求还有尺寸的精度要求制定了严谨的设计路线,其中包括了这几个模块,它们是设计模具的背景以及工艺的分析,选择适用的注射机还有工艺参数,成型零部件还有冷却系统,脱模机构,浇注系统的设计还有一些总结式的分析。关键词:塑料光盘盒;模具设计;注塑模关键词:塑料光盘盒;模具设计;注塑模III目录目录摘要摘要.I第一章 引言第一章 引言.1第二章 设计背景第二章 设计背景.22.1 塑料简介.22.2 注塑成型.22.3 注塑模.2第三章 工艺分析第三章 工艺分析.33.1 塑件分析.33.2 ABS 材料的分析.43.3 塑件的工艺分析.43.4 注射成型工艺过程分析.53.5 型腔数目的确定.53.6 分型面的选择.5第四章 注射机选型及确定工艺参数第四章 注射机选型及确定工艺参数.74.1 参数计算.74.2 确定成型工艺参数.74.3 模架的选用.84.4 注射机的主要参数的校核.9第五章 浇注系统的设计第五章 浇注系统的设计.105.1 确定浇注系统的原则.105.2 主流道的设计.105.3 分流道的设计.115.4 浇口的设计.115.5 冷料穴的设计.12第六章 注射模成型零部件的设计第六章 注射模成型零部件的设计.136.1 结构设计.136.3 成型零部件的工作尺寸的计算.13第七章 冷却系统的设计第七章 冷却系统的设计.157.1 模具温度调节系统概述.157.2 温度调节对塑件质量的影响.157.3 模具的冷却系统的用处.157.4 模具的冷却系统设计原则.157.5 模具的冷却类型.15第八章 抽芯机构的设计第八章 抽芯机构的设计.168.1 斜顶侧向抽芯机构.168.2 概念.168.3 斜推杆的倾斜角的确定.16第九章 脱模机构及排气系统的设计第九章 脱模机构及排气系统的设计.189.1 选用原则.189.2 具体的设计.189.3 排气的概述.18第十章第十章 模具的分析模具的分析.1910.1 模具材料的选用.1910.2 模具经济性的分析.19第十二章 结束语.21致 谢致 谢.22参考文献参考文献.231第一章 引言第一章 引言 模具制造作为精密制造行业中重要的一部分,它的优点是它在精度、效率方面能够达到高水平,不仅如此,还可以做到低能耗。所以在仪表仪器,现代的通信设备,家电等行业中使用模具来加工成型的零部件已经成为了大趋势。在模具设计中,塑料模具是一个重要的部分。国内外的塑料加工工业中很多制品是通过模具来生产的,其中注塑模具能够做到占塑料的成型模具的总量的 50%以上。模具设计从最开始的设计到成型是很复杂的一个过程。这一次毕业设计的课题名称叫做塑料光盘盒注塑成型工艺与模具设计,材料方面是 ABS,因为ABS 的流动性比较差,所以为了能够保证填充完全。模的选择也要根据经验公式来选择合理的尺寸。模架选用是根据产品的注塑特点来进行选择,此外,冷却系统、浇注系统、顶出系统这些系统的设置等也是在整个设计的过程中得进行不断地调试的,都是为了得出最优的方案。为了完成这一次设计,查阅各种相关资料是必不可少的,在设计过程中需要用到一些二维以及三维的软件,比如CAD,UG 这一些常用的软件。2第二章 设计背景第二章 设计背景2.1 塑料简介2.1 塑料简介 塑料是拥有流动性的高分子的材料。它有质量少,密度小,绝缘性好,化学的稳定性高,耐磨的性能好,隔音的性能好等好处。塑料还具有防水、防透风还有耐瞬时烧蚀这一些特殊的性能。国民经济中的塑料制作已经成为社会加工的工艺不可或缺的材料之一。2.2 注塑成型2.2 注塑成型注射成型是先将物料从注射机的料斗打入机筒的内部加热并塑化,使之变成流态的熔体,然后在柱塞推动之下,通过喷嘴注射进模具,经过冷却从而得到成品。2.3 注塑模2.3 注塑模 传统的注塑成型的方法是正式生产工作之前,经验总是十分重要的,这就需要工作人员拥有十分出众的能力,在这个过程中,多次的实验是必须的,在原方案行不通的情况下,要想到走另外一条路,不能拘泥于最开始的设计,只有不断变通才能得到最完美的制品。3第三章 工艺分析第三章 工艺分析3.1 塑件分析3.1 塑件分析在模具的设计之前我们来对塑件工艺进行精细的分析,比如形状的结构、尺寸的大小、精度等级以及表面的质量等这些进行研究还有分析,只能做到这些,设计所需要的精准的模具结构还有精度才能得到满足。从图 3-1,图 3-2 中可以看出来的是该塑件的模具是那种结构中等复杂、生产量比较大、要求较高的模具。图 3-1 塑件三维图图 3-1 塑件三维图图 3-2 塑件图图 3-2 塑件图塑件的尺寸及精度跟模具的结构的设计以及模具的制造的精度都有关。出于降低成本的考虑,塑件的尺寸的精度需要被调低。根据我国的目前的成型水平,公差这部分知识可以通过查阅各种相关资料来达到了解。关于塑件的表面的粗糙度,综合塑件的分析,可以知道这个塑件外部表面的粗糙度比内部要高4得多,通过比较数据,查阅资料得到的结果是 Ra0.2m,内部是 0.4m。3.2 ABS 材料的分析3.2 ABS 材料的分析 关于 ABS 材料的基本特性,通过查阅资料得到的结论是 ABS 不含毒素,也不存在怪味,颜色是微黄色,较好的光泽、不透明是它作为成型塑料的特点。它的热变形的温度会比聚苯乙烯跟聚氯乙烯还有聚酰胺之类高,尺寸不容易变,相对而言,比较好加工,可以通过其他工序变成其他任何颜色。ABS 的缺点是耐热性并不强,不间断的工作时极限是 70C,发生因为过热而变形的温度是 93C,对于气候也是对付不来,具体数据如表 3-1 所示。表 3-1 ABS 的性能指标表表 3-1 ABS 的性能指标表密度(g/cm3)1.021.05拉伸弹性模量(Gpa)1.8收缩率0.40.6%弯曲弹性模量(Gpa)1.4熔点(0C)130160压缩强度(Mpa)1839硬度(HRR)6286缺口冲击强度(kj/m2)1120弯曲强度(Mpa)80体积电阻系数(cm)1310拉伸强度(Mpa)3549热变形温度为(0C)93118ABS 材料的成型性能:1)ABS 对于水是比较容易吸收的;2)ABS 在气温变高时自身的黏度也会跟着变化;3)熔接痕是不可避免的,所以阻力这种因素是一定得考虑在内的;4)在加工的过程当中,各种其他条件的温度对收缩率有着不大的影响。50600C 是保证加工过程中精度的温度要求;60800C 是保证各种外在因素精度的温度要求;5)ABS 的比热容是一个不高的数值,所以加工成型的速度很快,所以整个加工过程会非常的短,这一点也保证了 ABS 成为一种相当不错的材料。ABS 材料的主要用途:ABS 在工业还有家用电器中都扮演着十分重要的角色,一些管道跟工业产品,各种塑料外壳的产品都离不开 ABS,就算在家用的玩具领域,它的作用也不容小觑,还有各种跟汽车有关的零部件,它也是不可或缺的。3.3 塑件的工艺分析3.3 塑件的工艺分析首先是脱模斜度,为了达到脱模的目的,所以一定的脱模斜度在加工过程中是不可或缺的。这项属性的大小跟外表、外壁的厚度还有一些其他因素有关。过小会导致加工困难,还容易使制品不良,产生破损;但是斜度过大的话,便利方面的问题虽然解决了,但是随之而来的问题也是十分麻烦的,就是成本问题,这是工业生产中必须着重考虑的事。其次是塑件的壁厚,这是一个必须要考虑的因素。它对整个设计生产有着十分特别的意义。正常情况下,壁厚是越小越好的。这是考虑到成本问题得出的结论,这是一个不可以避免的问题,因为生产是为了盈利,我们不能忽略这一点。考虑到这些因素,所以选择均匀的壁厚始终是比较合适的,因为这样的选择可以避免很多不必要的麻烦,在生产中是十分常见的选择。应力集中是要避免的问题,为此我们要在在转角跟塑件的内部连接处采用圆角是十分明智的选择,通过分析这些因素,我们最终确定的塑料件的表面的圆角半径跟内部转弯处圆角半径都为 4mm。孔作为一个十分重要的部分,它的设计也要谨慎考虑,各种通孔跟盲孔在塑料制品上是十分常见的。当孔设计的过于复杂时,不仅在加工工艺过程中难以保证精度,在成本方面也难以保证,毕5竟生产是要考虑各种各样的因素的,所以简单的选择也是可以考虑的。因为分流作用的存在,熔接痕也是不可避免的,这样就会让孔的质量变差,所以这个因素也要考虑进去,所以结合上面所有因素得到的结论是还要给孔设置壁厚,这才是万全之策,以此来保证工序的正常进行。3.4 注射成型工艺过程分析3.4 注射成型工艺过程分析根据塑件各项属性,将工艺过程细分为:第一步:为了让注射的过程顺利进行还有就是保证产品的质量。1)预处理因为 ABS 材料的各项属性需要被考虑到,比如热量条件下的稳定性,流动性这些,是要进行检测的,针对这个,对原材料的预处理就显得非常重要,而唯一不需要考虑的处理就是干燥,因为 ABS这个材料本身就不怎么吸水,所以这道工序完全可以省略而着重应对上面的那些检测,这些工作都是不可忽略的。第二步:注射成型的过程完整的注射的过程包括加料、塑化、注射入模、冷却跟脱模这几个步骤。第三步:在脱模后,为了改变某些属性比如存在的各种内应力,使制件的质量得到保证,我们必须得对此进行处理,下面就是处理的办法:退火一段时间,调湿一段时间。因为 ABS 是制作材料,我们在慎重考虑后,得到的结论是退火处理 13h。3.5 型腔数目的确定3.5 型腔数目的确定对塑件的外形进行考虑后,并结合了具体的设计要求,还有生产成本等各方面的分析后,本次设计选择一模 1 腔。3.6 分型面的选择3.6 分型面的选择在加工过程中闭合,完成后又可以打开的接触表面叫做分型面,它是生产塑件的过程当中十分重要的因素。以下几个方面应该被考虑到:1)分型面要在最大轮廓处设置;2)开模后塑件得在动模上;3)分型面不影响整体样子;4)浇注系统要做到合理;5)痕迹要尽量少;6)塑件要容易脱模;7)分型面要做到数量少。8)排气系统要考虑到;9)技术方面也要考虑到。综上,分型面如图 3-3 所示。6图 3-3 分型面的选择图 3-3 分型面的选择型腔的布局跟其他系统的设置不可以分开考虑。因为进行装配的是塑件的两个部分,一上一下,所以它们的各项参数应该要做到相同,这些需要考虑的因素被综合参考后,得出了如下图 3-4 所示的结构。图 3-4 型腔布局图 3-4 型腔布局7第四章 注射机选型及确定工艺参数第四章 注射机选型及确定工艺参数4.1 参数计算4.1 参数计算计算塑件的一次注射量:335.39mm39509Vcm单(由 UG 软件测得);3ABS/20.102.1cmg,在此我们取3ABS/05.1cmg;3cm9.75.392.0%V20V单废;1n;3cm25.598.09.75.39*1KVVV废单总n;g2.6225.5905.1MABSV总。计算塑件的锁模力:210344Amm单(由 UG 软件测得);2mm29.3103103443.0A5.02.0单废A;MPa35型P(查表);8.0K;KN3.5888.035*29.3103103441KPAnF)()(型废单A。综上,注射机确定为 XS-ZY-125。4.2 确定成型工艺参数4.2 确定成型工艺参数 确定热塑性塑料的成型时的工艺参数,查塑料成型工艺与模具设计,ABS 的成型的工艺参数如表格 4-1 所示表 4-1 ABS 的注射成型的工艺参数表 4-1 ABS 的注射成型的工艺参数塑 料ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/(r/min)3060形 式直通式8喷 嘴温度/0C180190前端200210中段210230料筒温度/0C后 端180200模具温度/0C5070注射压力/MPa7090保压压力/MPa5070注射时间/s35保压时间/s1530冷却时间/s1530成型周期/s4070确定注射机的主要计算参数:表 4-2 XS-ZY-125 注射机的部分主要的技术参数表 4-2 XS-ZY-125 注射机的部分主要的技术参数型 号XS-ZY-125额定注射量/CM3125螺杆直径/mm42喷嘴直径/mm23注射压力/MPa120注射行程/mm115注射时间/s1.6螺杆转数/(r/min)29、43、56、69、83、101注射方式螺杆式锁模力/KN900最大注射面积/CM2320最大开(合)模行程/mm300模具最大厚度/mm500模具最小厚度/mm200动定模固定板尺寸mmmmba458428拉杆空间mmmmmmbaa或或290260合模方式液压-机械流量/(L/min)100液压泵压力/MPa6.5电动机功率/KW 11螺杆驱动功率/KW4加热功率/KW5机器外形尺寸/mm155075033404.3 模架的选用4.3 模架的选用分析并计算又综合地考虑塑件的尺寸后,选择使用非标准模架,数据如下:定模板的厚度 A=60mm动模板的厚度 B=90mm9模脚的厚度 C=120mm模架的最大尺寸 400mm500mm376mm4.4 注射机的主要参数的校核4.4 注射机的主要参数的校核最大注射压力的校核是必不可少的,最大的注射压力指已经熔体受到的的单位的面积上的压力,它的存在是为了让这个过程中的阻力消失。因为是由注射机进行加工,所以理所当然它自身的最大注射压力不能小于成品成型时一般情况下的压力。所以选用的注射机中最大的注射的压力是 119MPa,原料是 ABS,注射的压力是 7090MPa,小于该最大的注射的压力,所以符合规定的要求,注塑机的最大的注塑量要在量上领先制品,一注塑机的实际的注塑量肯定跟理论不一样,这个数值一般为注塑机能做到的最大的注塑量的绝大部分。下式:废额机VVV*0.8 (4-1)故3cm598.0/)9.75.37(8.0/VVV)(废额机注射机 XS-ZY-125 的注射量为 1253cm,这个数值大于 593cm,所以注射机基本符合要求。模具的闭合高度的校核也是必不可少的,设计模具的闭合的高度应该位于注射机的规定的模具最大跟最小厚度的范围内,即maxminHHH (4-2)注射机型号为 XS-ZY-125,,mm200minHmmH500max,模具的厚度376Hmm,符合标准,所以型号 XS-ZY-125 注射机最终被选为作为本次设计的注射机。10第五章 浇注系统的设计第五章 浇注系统的设计 浇注系统指一个从总流口到塑件成型地方的这之间熔体经过的通道,经过分析,这次设计中采用的浇注系统是侧浇口系统。在这次设计中,浇注系统的设计成为了一个不可或缺的环节,我们得加以重视,它对注射的成型周期的塑件的质量有很大的影响。5.1 确定浇注系统的原则5.1 确定浇注系统的原则设计浇注系统时要做到考虑下面这些因素:a.塑料的成型特性:为了使塑料能够顺利成型,与之匹配的浇注系统是必不可少的,只有做到这些,成品的质量才能为人接受;b.型腔数目:浇注系统的具体设置应该是由这里确定的型腔的各项数据决定的;c.塑件的形状:要充分地考虑每一项因素才能做出与之相对的浇注系统的决定;d.塑件的外观:在设计时既要考虑到外观的保持也要考虑到便利性,毕竟这是一道工序,要从整体出发考虑;e.冷料:在成型之前的注射过程中,冷料是多余的,我们得想办法去掉它,因为一旦它进入了型腔,成品的质量势必会改变,所以设计浇注系统的同时存放冷料也成了必须要考虑的因素。5.2 主流道的设计5.2 主流道的设计a.主流道的尺寸因为主流道要负责运输熔体的任务,不仅如此,它还连接着喷嘴,所以能够更换成为了主流道必备的属性。而圆锥形能让主流道能更好的完成工作,因为塑件成型后得从主流道中拔出来,这个形状比较容易完成这个动作,下面是注意点:1.球面的凹坑的深度 H 是 35mm;2.对主流道来说一般会选择小于 60mm 的值;3.材料为 T8A。所以我们将喷嘴的直径设计为 3mm,喷嘴球面的半径为 11mm,如下图 5-1 所示:图 5-1 浇注系统与定位环图 5-1 浇注系统与定位环b.主流道的衬套的形式 衬套跟定模板的配合采用67/mH。11c.衬套的固定 这个动作是通过两个螺丝来实现的。5.3 分流道的设计5.3 分流道的设计分流道是位于主流道跟浇口之间的通道。下面的要点应该被考虑到:1.分流道的截面的形状一般分流道有圆形,梯形还有六角形这些。形状的选择主要是跟一些相关的因素有关。2.分流道的尺寸 由于材质的不用,所以一些塑料的某些属性也会不同,比如流动性,对此我们要对分流道进行分析,得出正确的结论,才能决定它的尺寸,这才是符合设计的。因为塑件本身的加工成型使用的是侧浇口这种方法,所以这次设计的流道设计就如下图 5-2 所示一样了。图 5-2 主流道和点浇口的位置图 5-2 主流道和点浇口的位置5.4 浇口的设计5.4 浇口的设计浇口作为一个通道,它肯定是起到连接的作用的,这这次设计当中,它连接的就是分流道还有型腔。如何选择合理的地方设置浇口:a.为了防止能量的损失,我们得做到 (1)比较短的路程;(2)从主干开分来后,熔体依旧能够到达目的地;(3)要先从壁厚比较厚的部位来进料;b.要有效地排出型腔中的气体。结合上面的因素考虑过后,决定将浇口设置到塑件的上表面上,正如图 5-3 所示:12图 5-3 浇口图图 5-3 浇口图5.5 冷料穴的设计5.5 冷料穴的设计冷料穴的作用是必不可少的,他担任的工作就是库存,对象就是冷料。因为在整个加工过程当中,熔体需要流过一段路,温度相近时互不干涉,但一旦进入到一段温度较低的通道时本身的温度也会下降,而这是不允许的,因为这些被影响过后的塑料已经不符合加工要求,我们要做的就是将它们存放在冷料穴当中,让他们不影响整个的加工过程。13 第六章 注射模成型零部件的设计第六章 注射模成型零部件的设计在整个加工过程当中零部件的质量是值得我们关注的,因为在这个过程当中温度,压力以及塑件成型前的熔体状态都会对零部件产生各种影响,这种影响一般是消极的,会引起零部件的各方面的损耗,以至于影响到接下来的生产工作,所以慎重的进行分布的安排还有各种因素就显得很重要,以此来保证整个加工工程的质量。6.1 结构设计6.1 结构设计成型零部件的结构设计应该从多方面出发考虑,例如如何加工,如何组装及投入使用。凹模的设计:凹模是用来成型制品的外形的轮廓的模具的零件,其结构跟制品的形状、尺寸、使用的要求、生产的批量还有模具的加工的方法等有关。结合上面的分析,结果如下图 6-1 所示:图 6-1 型腔图图 6-1 型腔图6.2 凸模的设计6.2 凸模的设计 这种设计应该偏向于方便,所以这里我采用了整体式的,它不仅结构偏向于简单,而且还便于生产过后的保养,具体情况如下图 6-2 所示:图 6-2 型芯图图 6-2 型芯图6.3 成型零部件的工作尺寸的计算6.3 成型零部件的工作尺寸的计算整个工序的尺寸的确定是十分重要的工作的,因为他直接觉得了成品的各种精度,所以不能马虎,以此为基础,各种零部件的尺寸得以确定。14以下的结果是除去综合考虑吧,只从收缩率出发得到的结果,具体如下。zSllLssM043 zShssM032hH043zSLLlssM032hhzShssM ZZ2121MCCSCss (6-1)表 6-1:表 6-1 成型件的尺寸汇总表表 6-1 成型件的尺寸汇总表结构类别塑件尺寸公 式模具尺寸023.0123073.00123.824内型尺寸00.35-902zSllLssM0430.1170290.920型腔深度尺寸0.02508zShssM032hH0.00908.2110.23012100.073-121.69970.35087200.1177-297.81790.0250500.008-5.04375外形尺寸0.01902043zSLLlssM00.0063-2.010型芯高度尺寸0.02504.52032hhzShssM00.0083-4.559315第七章 冷却系统的设计第七章 冷却系统的设计7.1 模具温度调节系统概述7.1 模具温度调节系统概述模具跟塑件在整个加工过程当中是紧密相连的,各种影响,各自都得磨合,温度也是一项要考虑的因素。7.2 温度调节对塑件质量的影响7.2 温度调节对塑件质量的影响温度在整个加工过程当中扮演着十分重要的地位,因为从一开始的注入熔体到后来的冷却成型,无一不依赖着温度,所以我们不能忽视这个问题,为了让熔体冷却下来,温差是首选的办法,所以我们就要用到冷却系统了。7.3 模具的冷却系统的用处7.3 模具的冷却系统的用处模具冷却的用处:a.缩短成型的周期b.提高塑件的质量7.4 模具的冷却系统设计原则7.4 模具的冷却系统设计原则冷却系统设置的位置问题是需要综合考虑的,但最主要的因素还是成品自身的形状,这是决定性因素,一下几点就是我总结出来的原则。1.冷却的水道要跟成型的面各处的距离一样;2.水孔经过镶块时,要加“O”型环;3.水孔不要跟任何物干涉;4.水孔距离顶针的孔,入子的孔,螺丝的孔要5mm;7.5 模具的冷却类型7.5 模具的冷却类型 冷却水道的联结方式有两种,一个是并联式,一个是串联式。型芯的冷却形式:综合各项因素考虑,得出下图 7-4。16图 7-4 模具的冷却水路图图 7-4 模具的冷却水路图第八章 抽芯机构的设计第八章 抽芯机构的设计8.1 斜顶侧向抽芯机构8.1 斜顶侧向抽芯机构 侧向分型跟抽芯机构有很多种分类方式,例如动力源之类的,就是手动与液动的区别。8.2 概念8.2 概念下面的图 8-1 中演示的就是整体式斜推杆,当然也有其他类型斜推杆的存在,这里不做列举,整体式是最优的选择。图 8-1 斜推杆的抽芯机构图 8-1 斜推杆的抽芯机构8.3 斜推杆的倾斜角的确定8.3 斜推杆的倾斜角的确定倾斜角的确定跟斜推杆的外形离不开关系,所以我们要仔细推敲各种距离数据得出正确的选择,具体情况见下图 8-2。图 8-2 斜推角的设计图 图 8-2 斜推角的设计图tan=S/H其中:S=侧向的凹凸的深度 S1+(23)mm 斜推杆的斜角正常是 315,一般采用 510。在这次设计中 S=1mm,tan=4,校核之后,H 为 28mm。17图 8-3 斜顶结构的设计图图 8-3 斜顶结构的设计图18第九章 脱模机构及排气系统的设计第九章 脱模机构及排气系统的设计塑件的成型的最后一步就是脱模,这个过程由脱模机构负责。9.1 选用原则9.1 选用原则a.脱模机构在塑件进行脱模时不能够妨碍塑件的脱出以及影响塑件的完整性;b.要考虑到推杆的承受能力问题,所以受力不能过大;9.2 具体的设计9.2 具体的设计这个塑件使用的是 6mm 的直推杆,具体情况如下图 9-1 所示。图 9-1:推杆布局图图 9-1:推杆布局图9.3 排气的概述9.3 排气的概述在整个加工过程当中,排气系统是很重要的,它的重要性体现在充模这一步,如果排气系统做不到及时排气,内压就会影响到充模过程,从而影响到整个加工工艺,所以要谨慎选择合适的排气系统。19第十章第十章 模具的分析模具的分析10.1 模具材料的选用10.1 模具材料的选用模具材料是一切生产的基础,它的质量几乎决定了整个生产能不能顺利进行,塑件的质量也跟它分不开关系,塑件的使用寿命,外形这些都需要优良的模具材料来支持。成型的零件材料的选用:a.机械的加工性能要良好;b.抛光的性能要良好c.各种耐性要好;d.还要具有耐腐蚀的性能。装配图 10-1 如下:图 10-1:装配图图 10-1:装配图10.2 模具经济性的分析10.2 模具经济性的分析整个加工工艺都是为了盈利,所以在加工生产当中,塑件的生产成本,机器的维护成本还有成品的使用寿命都要考虑在内。(1)模具的生产周期这个周期指的是从一开始的订货到设计,加工生产,校验一直到最后的交货。20(2)模具的生产成本这里说的生产成本是指这个产品的生产周期一开始到结束所花费的成本。(3)模具的寿命塑件在被生产出来之后被投入使用,所以它自身的寿命就显得有了意义,我们在加工生产的过程当中得考虑到这种事情并想方设法加长模具的寿命。21第十二章第十二章 结束语结束语这次的设计让我懂得了光是学习课堂里的理论已经不足以满足塑料模具设计的要求,这种求真又务实的学科最需要的是实践,不管理论工作做得多么的好,在遇到问题时总会显得心有余而力不足,这是我不想发生的事,因为经验十分的重要,而经验这种东西又是通过各种实践才得以增长的,所以我要抓住类似于本次设计的每一次机会去让自己更加得充实。以往的学习尽管已经让我获益匪浅,但是还是远远不够的,单纯的理论终究会在困难面前倒下,我需要的是更多的参与此类设计的机会,这会让我快速成长。这次的主题是塑料光盘盒,本身我对此并不熟悉,它的形状对我也是有所挑战,开始是艰难的,我习惯于先思考再做事,我用了整整 2 天来构思如何画这张图,如何设计这个模具,如何完成这个任务,我绞尽脑汁,终于成功走出了第一步,对于这个设计的整体构思有了一个大概的想法,这个想法一直陪伴我到这个设计作业的结束,在此之中,我遇到了很多困难,例如不熟知的侧抽芯,我就花了相当多的时间来了解,通过查阅各种机械设计,模具设计方面的书来解决问题,我从中收获的是问题是存在的,也是不可以避免的,我们要做的不是逃避困难,而是分析困难,寻找解决问题的方法,最后解决问题,这是我最大的收获。22致 谢致 谢 本次毕业论文能圆满完成,首先要感谢我的导师,是她的教导让我能够顺利地完成本次论文。其次就得感谢在制作过程当中帮助过我的同学,这次的毕业设计历时很久,我也从中受益匪浅,从一开始的不懂到后来的主动解决问题,这是一个成长的过程,我也确实成长了,这是课程本身最大的意义。由于自身知识,经验,能力的限制,我在设计的过程当中遇到了很多自己无法解决的问题,这些问题有的是通过查阅大量的资料来进行化解的,而有的我则是向老师进行了求助,老师十分热心地帮助我,开导我,并帮助我解决了我的问题,我十分感谢老师,正是他这种行为让我的求知欲得到了满足,让我的学术行为得以延续下去。总的来说,这次的毕业设计不仅仅是我一个人的事,还离不开老师的帮助,这是团队的胜利。23参考文献参考文献 1罗晓晔.塑料成型工艺与模具设计M.杭州:浙江大学出版社,2006.2黄洁琼.模具设计师(注塑模)M.北京:中国劳动社会保障出版社,2012,10.3伍先明,刘厚才,蒋海波.冲压模具设计指导M.北京:国防工业出版社 2011,11.4沈言锦,林章辉.塑料模课程设计与毕业设计指导M.湖南:湖南大学出版社,2009.5齐卫东.塑料模具设计与制造M.北京:高等教育出版社,2004.6魏春雷,朱三武.模具专业毕业设计手册M.天津:天津大学出版社,2010.7夏巨谌,李志刚.中国模具工程大典M.北京:电子工业出版社,2007.8邓明主.实用模具设计简明手册 wM.北京:机械工业出版社,2006.9吴建军,马泽恩.注射模冷却系统三维优化设计M.北京:中国机械工程,1999(1).10罗辉.关于模具设计要点的若干分析J.今日科苑,008 年 14 期.11L C Yang.M Charmchi.S J Chen Numerical simulation of semic ystalline polymer flowing in an empty tube with solidification 1992(11).12R F Gordon.Proeeedings of the first conference on shape memory and superelastic technologiesC.SMST,1994:115.
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I塑料光盘盒注塑成型工艺与模具设计塑料光盘盒注塑成型工艺与模具设计摘要摘要 光盘盒是生活中常见的塑料制品,他是包装盒防止光盘的,而大部分的 CD 的外盒都属于塑料的制品,属于我们模具设计课程的设计范围,所以本次的课题设计就是来围绕塑料光盘盒的外壳注塑成型展开的,在此模具设计论文中,将塑料光盘盒的外壳注塑成型的整个设计过程进行了详细的阐述,在这个模具的设计过程中,根据塑料的制品的外观,塑件的用途,塑件的工艺性,尺寸的要求还有尺寸的精度要求制定了严谨的设计路线,其中包括了这几个模块,它们是设计模具的背景以及工艺的分析,选择适用的注射机还有工艺参数,成型零部件还有冷却系统,脱模机构,浇注系统的设计还有一些总结式的分析。关键词:塑料光盘盒;模具设计;注塑模关键词:塑料光盘盒;模具设计;注塑模III目录目录摘要摘要.I第一章 引言第一章 引言.1第二章 设计背景第二章 设计背景.22.1 塑料简介.22.2 注塑成型.22.3 注塑模.2第三章 工艺分析第三章 工艺分析.33.1 塑件分析.33.2 ABS 材料的分析.43.3 塑件的工艺分析.43.4 注射成型工艺过程分析.53.5 型腔数目的确定.53.6 分型面的选择.5第四章 注射机选型及确定工艺参数第四章 注射机选型及确定工艺参数.74.1 参数计算.74.2 确定成型工艺参数.74.3 模架的选用.84.4 注射机的主要参数的校核.9第五章 浇注系统的设计第五章 浇注系统的设计.105.1 确定浇注系统的原则.105.2 主流道的设计.105.3 分流道的设计.115.4 浇口的设计.115.5 冷料穴的设计.12第六章 注射模成型零部件的设计第六章 注射模成型零部件的设计.136.1 结构设计.136.3 成型零部件的工作尺寸的计算.13第七章 冷却系统的设计第七章 冷却系统的设计.157.1 模具温度调节系统概述.157.2 温度调节对塑件质量的影响.157.3 模具的冷却系统的用处.157.4 模具的冷却系统设计原则.157.5 模具的冷却类型.15第八章 抽芯机构的设计第八章 抽芯机构的设计.168.1 斜顶侧向抽芯机构.168.2 概念.168.3 斜推杆的倾斜角的确定.16第九章 脱模机构及排气系统的设计第九章 脱模机构及排气系统的设计.189.1 选用原则.189.2 具体的设计.189.3 排气的概述.18第十章第十章 模具的分析模具的分析.1910.1 模具材料的选用.1910.2 模具经济性的分析.19第十二章 结束语.21致 谢致 谢.22参考文献参考文献.231第一章 引言第一章 引言 模具制造作为精密制造行业中重要的一部分,它的优点是它在精度、效率方面能够达到高水平,不仅如此,还可以做到低能耗。所以在仪表仪器,现代的通信设备,家电等行业中使用模具来加工成型的零部件已经成为了大趋势。在模具设计中,塑料模具是一个重要的部分。国内外的塑料加工工业中很多制品是通过模具来生产的,其中注塑模具能够做到占塑料的成型模具的总量的 50%以上。模具设计从最开始的设计到成型是很复杂的一个过程。这一次毕业设计的课题名称叫做塑料光盘盒注塑成型工艺与模具设计,材料方面是 ABS,因为ABS 的流动性比较差,所以为了能够保证填充完全。模的选择也要根据经验公式来选择合理的尺寸。模架选用是根据产品的注塑特点来进行选择,此外,冷却系统、浇注系统、顶出系统这些系统的设置等也是在整个设计的过程中得进行不断地调试的,都是为了得出最优的方案。为了完成这一次设计,查阅各种相关资料是必不可少的,在设计过程中需要用到一些二维以及三维的软件,比如CAD,UG 这一些常用的软件。2第二章 设计背景第二章 设计背景2.1 塑料简介2.1 塑料简介 塑料是拥有流动性的高分子的材料。它有质量少,密度小,绝缘性好,化学的稳定性高,耐磨的性能好,隔音的性能好等好处。塑料还具有防水、防透风还有耐瞬时烧蚀这一些特殊的性能。国民经济中的塑料制作已经成为社会加工的工艺不可或缺的材料之一。2.2 注塑成型2.2 注塑成型注射成型是先将物料从注射机的料斗打入机筒的内部加热并塑化,使之变成流态的熔体,然后在柱塞推动之下,通过喷嘴注射进模具,经过冷却从而得到成品。2.3 注塑模2.3 注塑模 传统的注塑成型的方法是正式生产工作之前,经验总是十分重要的,这就需要工作人员拥有十分出众的能力,在这个过程中,多次的实验是必须的,在原方案行不通的情况下,要想到走另外一条路,不能拘泥于最开始的设计,只有不断变通才能得到最完美的制品。3第三章 工艺分析第三章 工艺分析3.1 塑件分析3.1 塑件分析在模具的设计之前我们来对塑件工艺进行精细的分析,比如形状的结构、尺寸的大小、精度等级以及表面的质量等这些进行研究还有分析,只能做到这些,设计所需要的精准的模具结构还有精度才能得到满足。从图 3-1,图 3-2 中可以看出来的是该塑件的模具是那种结构中等复杂、生产量比较大、要求较高的模具。图 3-1 塑件三维图图 3-1 塑件三维图图 3-2 塑件图图 3-2 塑件图塑件的尺寸及精度跟模具的结构的设计以及模具的制造的精度都有关。出于降低成本的考虑,塑件的尺寸的精度需要被调低。根据我国的目前的成型水平,公差这部分知识可以通过查阅各种相关资料来达到了解。关于塑件的表面的粗糙度,综合塑件的分析,可以知道这个塑件外部表面的粗糙度比内部要高4得多,通过比较数据,查阅资料得到的结果是 Ra0.2m,内部是 0.4m。3.2 ABS 材料的分析3.2 ABS 材料的分析 关于 ABS 材料的基本特性,通过查阅资料得到的结论是 ABS 不含毒素,也不存在怪味,颜色是微黄色,较好的光泽、不透明是它作为成型塑料的特点。它的热变形的温度会比聚苯乙烯跟聚氯乙烯还有聚酰胺之类高,尺寸不容易变,相对而言,比较好加工,可以通过其他工序变成其他任何颜色。ABS 的缺点是耐热性并不强,不间断的工作时极限是 70C,发生因为过热而变形的温度是 93C,对于气候也是对付不来,具体数据如表 3-1 所示。表 3-1 ABS 的性能指标表表 3-1 ABS 的性能指标表密度(g/cm3)1.021.05拉伸弹性模量(Gpa)1.8收缩率0.40.6%弯曲弹性模量(Gpa)1.4熔点(0C)130160压缩强度(Mpa)1839硬度(HRR)6286缺口冲击强度(kj/m2)1120弯曲强度(Mpa)80体积电阻系数(cm)1310拉伸强度(Mpa)3549热变形温度为(0C)93118ABS 材料的成型性能:1)ABS 对于水是比较容易吸收的;2)ABS 在气温变高时自身的黏度也会跟着变化;3)熔接痕是不可避免的,所以阻力这种因素是一定得考虑在内的;4)在加工的过程当中,各种其他条件的温度对收缩率有着不大的影响。50600C 是保证加工过程中精度的温度要求;60800C 是保证各种外在因素精度的温度要求;5)ABS 的比热容是一个不高的数值,所以加工成型的速度很快,所以整个加工过程会非常的短,这一点也保证了 ABS 成为一种相当不错的材料。ABS 材料的主要用途:ABS 在工业还有家用电器中都扮演着十分重要的角色,一些管道跟工业产品,各种塑料外壳的产品都离不开 ABS,就算在家用的玩具领域,它的作用也不容小觑,还有各种跟汽车有关的零部件,它也是不可或缺的。3.3 塑件的工艺分析3.3 塑件的工艺分析首先是脱模斜度,为了达到脱模的目的,所以一定的脱模斜度在加工过程中是不可或缺的。这项属性的大小跟外表、外壁的厚度还有一些其他因素有关。过小会导致加工困难,还容易使制品不良,产生破损;但是斜度过大的话,便利方面的问题虽然解决了,但是随之而来的问题也是十分麻烦的,就是成本问题,这是工业生产中必须着重考虑的事。其次是塑件的壁厚,这是一个必须要考虑的因素。它对整个设计生产有着十分特别的意义。正常情况下,壁厚是越小越好的。这是考虑到成本问题得出的结论,这是一个不可以避免的问题,因为生产是为了盈利,我们不能忽略这一点。考虑到这些因素,所以选择均匀的壁厚始终是比较合适的,因为这样的选择可以避免很多不必要的麻烦,在生产中是十分常见的选择。应力集中是要避免的问题,为此我们要在在转角跟塑件的内部连接处采用圆角是十分明智的选择,通过分析这些因素,我们最终确定的塑料件的表面的圆角半径跟内部转弯处圆角半径都为 4mm。孔作为一个十分重要的部分,它的设计也要谨慎考虑,各种通孔跟盲孔在塑料制品上是十分常见的。当孔设计的过于复杂时,不仅在加工工艺过程中难以保证精度,在成本方面也难以保证,毕5竟生产是要考虑各种各样的因素的,所以简单的选择也是可以考虑的。因为分流作用的存在,熔接痕也是不可避免的,这样就会让孔的质量变差,所以这个因素也要考虑进去,所以结合上面所有因素得到的结论是还要给孔设置壁厚,这才是万全之策,以此来保证工序的正常进行。3.4 注射成型工艺过程分析3.4 注射成型工艺过程分析根据塑件各项属性,将工艺过程细分为:第一步:为了让注射的过程顺利进行还有就是保证产品的质量。1)预处理因为 ABS 材料的各项属性需要被考虑到,比如热量条件下的稳定性,流动性这些,是要进行检测的,针对这个,对原材料的预处理就显得非常重要,而唯一不需要考虑的处理就是干燥,因为 ABS这个材料本身就不怎么吸水,所以这道工序完全可以省略而着重应对上面的那些检测,这些工作都是不可忽略的。第二步:注射成型的过程完整的注射的过程包括加料、塑化、注射入模、冷却跟脱模这几个步骤。第三步:在脱模后,为了改变某些属性比如存在的各种内应力,使制件的质量得到保证,我们必须得对此进行处理,下面就是处理的办法:退火一段时间,调湿一段时间。因为 ABS 是制作材料,我们在慎重考虑后,得到的结论是退火处理 13h。3.5 型腔数目的确定3.5 型腔数目的确定对塑件的外形进行考虑后,并结合了具体的设计要求,还有生产成本等各方面的分析后,本次设计选择一模 1 腔。3.6 分型面的选择3.6 分型面的选择在加工过程中闭合,完成后又可以打开的接触表面叫做分型面,它是生产塑件的过程当中十分重要的因素。以下几个方面应该被考虑到:1)分型面要在最大轮廓处设置;2)开模后塑件得在动模上;3)分型面不影响整体样子;4)浇注系统要做到合理;5)痕迹要尽量少;6)塑件要容易脱模;7)分型面要做到数量少。8)排气系统要考虑到;9)技术方面也要考虑到。综上,分型面如图 3-3 所示。6图 3-3 分型面的选择图 3-3 分型面的选择型腔的布局跟其他系统的设置不可以分开考虑。因为进行装配的是塑件的两个部分,一上一下,所以它们的各项参数应该要做到相同,这些需要考虑的因素被综合参考后,得出了如下图 3-4 所示的结构。图 3-4 型腔布局图 3-4 型腔布局7第四章 注射机选型及确定工艺参数第四章 注射机选型及确定工艺参数4.1 参数计算4.1 参数计算计算塑件的一次注射量:335.39mm39509Vcm单(由 UG 软件测得);3ABS/20.102.1cmg,在此我们取3ABS/05.1cmg;3cm9.75.392.0%V20V单废;1n;3cm25.598.09.75.39*1KVVV废单总n;g2.6225.5905.1MABSV总。计算塑件的锁模力:210344Amm单(由 UG 软件测得);2mm29.3103103443.0A5.02.0单废A;MPa35型P(查表);8.0K;KN3.5888.035*29.3103103441KPAnF)()(型废单A。综上,注射机确定为 XS-ZY-125。4.2 确定成型工艺参数4.2 确定成型工艺参数 确定热塑性塑料的成型时的工艺参数,查塑料成型工艺与模具设计,ABS 的成型的工艺参数如表格 4-1 所示表 4-1 ABS 的注射成型的工艺参数表 4-1 ABS 的注射成型的工艺参数塑 料ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/(r/min)3060形 式直通式8喷 嘴温度/0C180190前端200210中段210230料筒温度/0C后 端180200模具温度/0C5070注射压力/MPa7090保压压力/MPa5070注射时间/s35保压时间/s1530冷却时间/s1530成型周期/s4070确定注射机的主要计算参数:表 4-2 XS-ZY-125 注射机的部分主要的技术参数表 4-2 XS-ZY-125 注射机的部分主要的技术参数型 号XS-ZY-125额定注射量/CM3125螺杆直径/mm42喷嘴直径/mm23注射压力/MPa120注射行程/mm115注射时间/s1.6螺杆转数/(r/min)29、43、56、69、83、101注射方式螺杆式锁模力/KN900最大注射面积/CM2320最大开(合)模行程/mm300模具最大厚度/mm500模具最小厚度/mm200动定模固定板尺寸mmmmba458428拉杆空间mmmmmmbaa或或290260合模方式液压-机械流量/(L/min)100液压泵压力/MPa6.5电动机功率/KW 11螺杆驱动功率/KW4加热功率/KW5机器外形尺寸/mm155075033404.3 模架的选用4.3 模架的选用分析并计算又综合地考虑塑件的尺寸后,选择使用非标准模架,数据如下:定模板的厚度 A=60mm动模板的厚度 B=90mm9模脚的厚度 C=120mm模架的最大尺寸 400mm500mm376mm4.4 注射机的主要参数的校核4.4 注射机的主要参数的校核最大注射压力的校核是必不可少的,最大的注射压力指已经熔体受到的的单位的面积上的压力,它的存在是为了让这个过程中的阻力消失。因为是由注射机进行加工,所以理所当然它自身的最大注射压力不能小于成品成型时一般情况下的压力。所以选用的注射机中最大的注射的压力是 119MPa,原料是 ABS,注射的压力是 7090MPa,小于该最大的注射的压力,所以符合规定的要求,注塑机的最大的注塑量要在量上领先制品,一注塑机的实际的注塑量肯定跟理论不一样,这个数值一般为注塑机能做到的最大的注塑量的绝大部分。下式:废额机VVV*0.8 (4-1)故3cm598.0/)9.75.37(8.0/VVV)(废额机注射机 XS-ZY-125 的注射量为 1253cm,这个数值大于 593cm,所以注射机基本符合要求。模具的闭合高度的校核也是必不可少的,设计模具的闭合的高度应该位于注射机的规定的模具最大跟最小厚度的范围内,即maxminHHH (4-2)注射机型号为 XS-ZY-125,,mm200minHmmH500max,模具的厚度376Hmm,符合标准,所以型号 XS-ZY-125 注射机最终被选为作为本次设计的注射机。10第五章 浇注系统的设计第五章 浇注系统的设计 浇注系统指一个从总流口到塑件成型地方的这之间熔体经过的通道,经过分析,这次设计中采用的浇注系统是侧浇口系统。在这次设计中,浇注系统的设计成为了一个不可或缺的环节,我们得加以重视,它对注射的成型周期的塑件的质量有很大的影响。5.1 确定浇注系统的原则5.1 确定浇注系统的原则设计浇注系统时要做到考虑下面这些因素:a.塑料的成型特性:为了使塑料能够顺利成型,与之匹配的浇注系统是必不可少的,只有做到这些,成品的质量才能为人接受;b.型腔数目:浇注系统的具体设置应该是由这里确定的型腔的各项数据决定的;c.塑件的形状:要充分地考虑每一项因素才能做出与之相对的浇注系统的决定;d.塑件的外观:在设计时既要考虑到外观的保持也要考虑到便利性,毕竟这是一道工序,要从整体出发考虑;e.冷料:在成型之前的注射过程中,冷料是多余的,我们得想办法去掉它,因为一旦它进入了型腔,成品的质量势必会改变,所以设计浇注系统的同时存放冷料也成了必须要考虑的因素。5.2 主流道的设计5.2 主流道的设计a.主流道的尺寸因为主流道要负责运输熔体的任务,不仅如此,它还连接着喷嘴,所以能够更换成为了主流道必备的属性。而圆锥形能让主流道能更好的完成工作,因为塑件成型后得从主流道中拔出来,这个形状比较容易完成这个动作,下面是注意点:1.球面的凹坑的深度 H 是 35mm;2.对主流道来说一般会选择小于 60mm 的值;3.材料为 T8A。所以我们将喷嘴的直径设计为 3mm,喷嘴球面的半径为 11mm,如下图 5-1 所示:图 5-1 浇注系统与定位环图 5-1 浇注系统与定位环b.主流道的衬套的形式 衬套跟定模板的配合采用67/mH。11c.衬套的固定 这个动作是通过两个螺丝来实现的。5.3 分流道的设计5.3 分流道的设计分流道是位于主流道跟浇口之间的通道。下面的要点应该被考虑到:1.分流道的截面的形状一般分流道有圆形,梯形还有六角形这些。形状的选择主要是跟一些相关的因素有关。2.分流道的尺寸 由于材质的不用,所以一些塑料的某些属性也会不同,比如流动性,对此我们要对分流道进行分析,得出正确的结论,才能决定它的尺寸,这才是符合设计的。因为塑件本身的加工成型使用的是侧浇口这种方法,所以这次设计的流道设计就如下图 5-2 所示一样了。图 5-2 主流道和点浇口的位置图 5-2 主流道和点浇口的位置5.4 浇口的设计5.4 浇口的设计浇口作为一个通道,它肯定是起到连接的作用的,这这次设计当中,它连接的就是分流道还有型腔。如何选择合理的地方设置浇口:a.为了防止能量的损失,我们得做到 (1)比较短的路程;(2)从主干开分来后,熔体依旧能够到达目的地;(3)要先从壁厚比较厚的部位来进料;b.要有效地排出型腔中的气体。结合上面的因素考虑过后,决定将浇口设置到塑件的上表面上,正如图 5-3 所示:12图 5-3 浇口图图 5-3 浇口图5.5 冷料穴的设计5.5 冷料穴的设计冷料穴的作用是必不可少的,他担任的工作就是库存,对象就是冷料。因为在整个加工过程当中,熔体需要流过一段路,温度相近时互不干涉,但一旦进入到一段温度较低的通道时本身的温度也会下降,而这是不允许的,因为这些被影响过后的塑料已经不符合加工要求,我们要做的就是将它们存放在冷料穴当中,让他们不影响整个的加工过程。13 第六章 注射模成型零部件的设计第六章 注射模成型零部件的设计在整个加工过程当中零部件的质量是值得我们关注的,因为在这个过程当中温度,压力以及塑件成型前的熔体状态都会对零部件产生各种影响,这种影响一般是消极的,会引起零部件的各方面的损耗,以至于影响到接下来的生产工作,所以慎重的进行分布的安排还有各种因素就显得很重要,以此来保证整个加工工程的质量。6.1 结构设计6.1 结构设计成型零部件的结构设计应该从多方面出发考虑,例如如何加工,如何组装及投入使用。凹模的设计:凹模是用来成型制品的外形的轮廓的模具的零件,其结构跟制品的形状、尺寸、使用的要求、生产的批量还有模具的加工的方法等有关。结合上面的分析,结果如下图 6-1 所示:图 6-1 型腔图图 6-1 型腔图6.2 凸模的设计6.2 凸模的设计 这种设计应该偏向于方便,所以这里我采用了整体式的,它不仅结构偏向于简单,而且还便于生产过后的保养,具体情况如下图 6-2 所示:图 6-2 型芯图图 6-2 型芯图6.3 成型零部件的工作尺寸的计算6.3 成型零部件的工作尺寸的计算整个工序的尺寸的确定是十分重要的工作的,因为他直接觉得了成品的各种精度,所以不能马虎,以此为基础,各种零部件的尺寸得以确定。14以下的结果是除去综合考虑吧,只从收缩率出发得到的结果,具体如下。zSllLssM043 zShssM032hH043zSLLlssM032hhzShssM ZZ2121MCCSCss (6-1)表 6-1:表 6-1 成型件的尺寸汇总表表 6-1 成型件的尺寸汇总表结构类别塑件尺寸公 式模具尺寸023.0123073.00123.824内型尺寸00.35-902zSllLssM0430.1170290.920型腔深度尺寸0.02508zShssM032hH0.00908.2110.23012100.073-121.69970.35087200.1177-297.81790.0250500.008-5.04375外形尺寸0.01902043zSLLlssM00.0063-2.010型芯高度尺寸0.02504.52032hhzShssM00.0083-4.559315第七章 冷却系统的设计第七章 冷却系统的设计7.1 模具温度调节系统概述7.1 模具温度调节系统概述模具跟塑件在整个加工过程当中是紧密相连的,各种影响,各自都得磨合,温度也是一项要考虑的因素。7.2 温度调节对塑件质量的影响7.2 温度调节对塑件质量的影响温度在整个加工过程当中扮演着十分重要的地位,因为从一开始的注入熔体到后来的冷却成型,无一不依赖着温度,所以我们不能忽视这个问题,为了让熔体冷却下来,温差是首选的办法,所以我们就要用到冷却系统了。7.3 模具的冷却系统的用处7.3 模具的冷却系统的用处模具冷却的用处:a.缩短成型的周期b.提高塑件的质量7.4 模具的冷却系统设计原则7.4 模具的冷却系统设计原则冷却系统设置的位置问题是需要综合考虑的,但最主要的因素还是成品自身的形状,这是决定性因素,一下几点就是我总结出来的原则。1.冷却的水道要跟成型的面各处的距离一样;2.水孔经过镶块时,要加“O”型环;3.水孔不要跟任何物干涉;4.水孔距离顶针的孔,入子的孔,螺丝的孔要5mm;7.5 模具的冷却类型7.5 模具的冷却类型 冷却水道的联结方式有两种,一个是并联式,一个是串联式。型芯的冷却形式:综合各项因素考虑,得出下图 7-4。16图 7-4 模具的冷却水路图图 7-4 模具的冷却水路图第八章 抽芯机构的设计第八章 抽芯机构的设计8.1 斜顶侧向抽芯机构8.1 斜顶侧向抽芯机构 侧向分型跟抽芯机构有很多种分类方式,例如动力源之类的,就是手动与液动的区别。8.2 概念8.2 概念下面的图 8-1 中演示的就是整体式斜推杆,当然也有其他类型斜推杆的存在,这里不做列举,整体式是最优的选择。图 8-1 斜推杆的抽芯机构图 8-1 斜推杆的抽芯机构8.3 斜推杆的倾斜角的确定8.3 斜推杆的倾斜角的确定倾斜角的确定跟斜推杆的外形离不开关系,所以我们要仔细推敲各种距离数据得出正确的选择,具体情况见下图 8-2。图 8-2 斜推角的设计图 图 8-2 斜推角的设计图tan=S/H其中:S=侧向的凹凸的深度 S1+(23)mm 斜推杆的斜角正常是 315,一般采用 510。在这次设计中 S=1mm,tan=4,校核之后,H 为 28mm。17图 8-3 斜顶结构的设计图图 8-3 斜顶结构的设计图18第九章 脱模机构及排气系统的设计第九章 脱模机构及排气系统的设计塑件的成型的最后一步就是脱模,这个过程由脱模机构负责。9.1 选用原则9.1 选用原则a.脱模机构在塑件进行脱模时不能够妨碍塑件的脱出以及影响塑件的完整性;b.要考虑到推杆的承受能力问题,所以受力不能过大;9.2 具体的设计9.2 具体的设计这个塑件使用的是 6mm 的直推杆,具体情况如下图 9-1 所示。图 9-1:推杆布局图图 9-1:推杆布局图9.3 排气的概述9.3 排气的概述在整个加工过程当中,排气系统是很重要的,它的重要性体现在充模这一步,如果排气系统做不到及时排气,内压就会影响到充模过程,从而影响到整个加工工艺,所以要谨慎选择合适的排气系统。19第十章第十章 模具的分析模具的分析10.1 模具材料的选用10.1 模具材料的选用模具材料是一切生产的基础,它的质量几乎决定了整个生产能不能顺利进行,塑件的质量也跟它分不开关系,塑件的使用寿命,外形这些都需要优良的模具材料来支持。成型的零件材料的选用:a.机械的加工性能要良好;b.抛光的性能要良好c.各种耐性要好;d.还要具有耐腐蚀的性能。装配图 10-1 如下:图 10-1:装配图图 10-1:装配图10.2 模具经济性的分析10.2 模具经济性的分析整个加工工艺都是为了盈利,所以在加工生产当中,塑件的生产成本,机器的维护成本还有成品的使用寿命都要考虑在内。(1)模具的生产周期这个周期指的是从一开始的订货到设计,加工生产,校验一直到最后的交货。20(2)模具的生产成本这里说的生产成本是指这个产品的生产周期一开始到结束所花费的成本。(3)模具的寿命塑件在被生产出来之后被投入使用,所以它自身的寿命就显得有了意义,我们在加工生产的过程当中得考虑到这种事情并想方设法加长模具的寿命。21第十二章第十二章 结束语结束语这次的设计让我懂得了光是学习课堂里的理论已经不足以满足塑料模具设计的要求,这种求真又务实的学科最需要的是实践,不管理论工作做得多么的好,在遇到问题时总会显得心有余而力不足,这是我不想发生的事,因为经验十分的重要,而经验这种东西又是通过各种实践才得以增长的,所以我要抓住类似于本次设计的每一次机会去让自己更加得充实。以往的学习尽管已经让我获益匪浅,但是还是远远不够的,单纯的理论终究会在困难面前倒下,我需要的是更多的参与此类设计的机会,这会让我快速成长。这次的主题是塑料光盘盒,本身我对此并不熟悉,它的形状对我也是有所挑战,开始是艰难的,我习惯于先思考再做事,我用了整整 2 天来构思如何画这张图,如何设计这个模具,如何完成这个任务,我绞尽脑汁,终于成功走出了第一步,对于这个设计的整体构思有了一个大概的想法,这个想法一直陪伴我到这个设计作业的结束,在此之中,我遇到了很多困难,例如不熟知的侧抽芯,我就花了相当多的时间来了解,通过查阅各种机械设计,模具设计方面的书来解决问题,我从中收获的是问题是存在的,也是不可以避免的,我们要做的不是逃避困难,而是分析困难,寻找解决问题的方法,最后解决问题,这是我最大的收获。22致 谢致 谢 本次毕业论文能圆满完成,首先要感谢我的导师,是她的教导让我能够顺利地完成本次论文。其次就得感谢在制作过程当中帮助过我的同学,这次的毕业设计历时很久,我也从中受益匪浅,从一开始的不懂到后来的主动解决问题,这是一个成长的过程,我也确实成长了,这是课程本身最大的意义。由于自身知识,经验,能力的限制,我在设计的过程当中遇到了很多自己无法解决的问题,这些问题有的是通过查阅大量的资料来进行化解的,而有的我则是向老师进行了求助,老师十分热心地帮助我,开导我,并帮助我解决了我的问题,我十分感谢老师,正是他这种行为让我的求知欲得到了满足,让我的学术行为得以延续下去。总的来说,这次的毕业设计不仅仅是我一个人的事,还离不开老师的帮助,这是团队的胜利。23参考文献参考文献 1罗晓晔.塑料成型工艺与模具设计M.杭州:浙江大学出版社,2006.2黄洁琼.模具设计师(注塑模)M.北京:中国劳动社会保障出版社,2012,10.3伍先明,刘厚才,蒋海波.冲压模具设计指导M.北京:国防工业出版社 2011,11.4沈言锦,林章辉.塑料模课程设计与毕业设计指导M.湖南:湖南大学出版社,2009.5齐卫东.塑料模具设计与制造M.北京:高等教育出版社,2004.6魏春雷,朱三武.模具专业毕业设计手册M.天津:天津大学出版社,2010.7夏巨谌,李志刚.中国模具工程大典M.北京:电子工业出版社,2007.8邓明主.实用模具设计简明手册 wM.北京:机械工业出版社,2006.9吴建军,马泽恩.注射模冷却系统三维优化设计M.北京:中国机械工程,1999(1).10罗辉.关于模具设计要点的若干分析J.今日科苑,008 年 14 期.11L C Yang.M Charmchi.S J Chen Numerical simulation of semic ystalline 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