【畢業(yè)論文設計】注塑模具畢業(yè)設計論文(鬧鐘后蓋實例)附圖紙

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1、【畢業(yè)論文設計】注塑模具畢業(yè)設計論文(鬧鐘后蓋實例)附圖紙 注塑模具畢業(yè)設計論文 鬧鐘后蓋實例 附圖紙 前 言 光陰似梭大學三年的學習一晃而過為具體的檢驗這三年來的學習效果綜合檢測理論在實際應用中的能力除了平時的考試實驗測試外更重要的是理論聯(lián)系實際即此次設計的課題為鬧鐘后蓋的注塑模具 本次畢業(yè)設計課題來源于生活應用廣泛但成型難度大模具結構較為復雜對模具工作人員是一個很好的考驗它能加強對塑料模具成型原理的理解同時鍛煉對塑料成型模具的設計和制造能力 本次設計以注射鬧鐘后蓋模具為主線綜合了成型工藝分析模具結構設計最后到模具零件的加工

2、方法模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程能很好的學習致用的效果在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法步驟模具設計中常用的公式數(shù)據(jù)模具結構及零部件把以前學過的基礎課程融匯到綜合應用本次設計當中來所謂學以致用在設計中除使用傳統(tǒng)方法外同時引用了CADProE等技術使用Office軟件力求達到減小勞動強度提高工作效率的目的 本次設計中得到了戴老師的指點同時也非常感謝邵陽學院各位老師的精心教誨 由于實際經(jīng)驗和理論技術有限設計的錯誤和不足之處在所難免希望各位老師批評指正 目 錄 前言 1 緒論2

3、 1 塑料的工藝分析4 11塑件成形工藝分析4 12鬧鐘后蓋原料ABS的成型特性與工藝參數(shù)4 2 注塑設備的選擇7 21 估算塑件體積7 22 選擇注射機7 23 模架的選定7 24 最大注射壓力的校核8 3 塑料件的工藝尺寸的計算10 31 型腔的徑向尺寸10 32 型芯的計算10 33 模具型腔壁厚的計算11 4 澆注系統(tǒng)的設計12 41 主流道的設計12

4、 42 冷料井的設計13 43 分流道的設計13 44 澆口的選擇14 5 分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設計17 51 分型面的選擇17 52 排氣槽的設計17 6 合模導向機構的設計18 7 脫模機構的設計20 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計21 81 模具冷卻系統(tǒng)的設計22 82 模具加熱系統(tǒng)的設計22 9 模具的裝配 23 91 模具的裝配順序 23 92 開模過程分析24 設計總結 25 參考資料26 致 謝27 緒 論 一 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具在各種材料加工工業(yè)中廣泛

5、的使用著各種模具例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具金屬壓力加工使用的鍛壓模具冷壓模具等各種模具 對模具的全面要求是能生產(chǎn)出在尺寸精度外觀物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品以模具使用的角度要求高效率自動化操作簡便從模具制造的角度要求結構合理制造容易成本低廉 模具影響著制品的質(zhì)量首先模具型腔的形狀尺寸表面光潔度分型面進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能機械性能電性能內(nèi)應力大小各向同性性外觀質(zhì)量表面光潔度氣泡凹痕燒焦銀紋等都有十分重要的影響其次在加工過程中模具結構對操作難以程度影響很大在大批量生產(chǎn)塑料制品時應盡量減少開模合模的過程和取制件過程中的

6、手工勞動為此常采用自動開合模自動頂出機構在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落另外模具對制品的成本也有影響當批量不大時模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具以降低成本 現(xiàn)代生產(chǎn)中合理的加工工藝高效的設備先進的模具是必不可少是三項重要因素尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的由于制件品種和產(chǎn)量需求很大對模具也提出了越來越高的要求因此促進模具的不斷向前發(fā)展 [二] 模具的發(fā)展趨勢 近年來模具增長十分迅速

7、高效率自動化大型微型精密高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大從模具設計和制造角度來看模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面 加深理論研究 在模具設計中對工藝原理的研究越來越深入模具設計已經(jīng)有經(jīng)驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高 高效率自動化 大量采用各種高效率自動化的模具結構高速自動化的成型機械配合以先進的模具對提高產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)率降低成本起了很大的作用 大型超小型及高精度 由于產(chǎn)品應用的擴大于是出現(xiàn)了各種大型精密和高壽命的成型模具為了滿足這些要求研制了各種高強度高硬度高耐磨性能且易加工熱處理變形小導熱性優(yōu)異的制模材料 革新模具制造工

8、藝 在模具制造工藝上為縮短模具的制造周期減少鉗工的工作量在模具加工工藝上作了很大的改進特別是異形型腔的加工采用了各種先進的機床這不僅大大提高了機械加工的比重而且提高了加工精度 標準化 開展標準化工作不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率而且改善了質(zhì)量降低了成本 [三] 設計在學習模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學習掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求各種模具的結構特點及設計計算的方法以達到能夠獨立設計一般模具的要求在模具制造方面掌握一般機械加工的知識金屬材料的選擇和熱處理了解模具結構的特點根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝 畢業(yè)設計能夠?qū)σ陨细?/p>

9、方面的要求加以靈活運用綜合檢驗大學期間所學的知識 塑件的工藝分析 11 塑件成型工藝分析如圖11所示 圖11 鬧鐘后蓋 鬧鐘后蓋的形狀較復雜帶有很多不同形狀的孔在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度鬧鐘后蓋的注塑材料首先選用ABS鬧鐘的后蓋絕大部分的決定了鬧鐘的重心的位置的所在所以我們必須很好多處理后蓋壁厚的均勻譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率由于鬧鐘后蓋的主體作用是起固定作用它的內(nèi)部結構就相應的給注塑帶來了一定的難度主要是它螺釘孔的壁厚相對壁厚有一定的差

10、距勢必會在注塑的時候到來很大的牛頓減力造成塑件填充不滿的缺陷可以考慮采用雙澆口但應用了ProE的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后發(fā)現(xiàn)會給鬧鐘后蓋的表面帶來更多的熔接痕和氣孔也可以利用模具的可靠的精度來定位但是這樣的話成本太高而且易造成模具損壞因為考慮到凹凸模形狀的復雜用整體形式是不利于損壞后的維修適當?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問題但不能利用過多的嵌件不然的話就會造成型腔的強度與剛度不夠 12 鬧鐘后蓋原料ABS的成型特性與工藝參數(shù) 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物丙烯腈使聚合物耐油耐熱耐化學腐蝕丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性韌性苯乙烯

11、賦予聚合物良好的剛性和加工流動性因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能同時具有吸濕性強但原料要干燥它的塑件尺寸穩(wěn)定性好塑件盡可能偏大的脫模斜度 com ABS塑料主要的性能指標 密度 Kgdm-3 113114 收縮率 0308 熔 點 ℃ 130160 熱變形溫度 45Ncm 6598 彎曲強度 Mpa 80 拉伸強度 MPa 3549 拉伸彈性模量 GPa 18 彎曲彈性模量 Gpa 14 壓縮強度 Mpa

12、1839 缺口沖擊強度 kJ㎡ 1120 硬 度 HR R6286 體積電阻系數(shù) Ωcm 1013 擊穿電壓 Kvmm-1 15 介電常數(shù) 60Hz37 com ABS的注射成型工藝參數(shù) 注塑機類型螺桿式 噴嘴形式 通用式 料筒一區(qū) 150170 料筒二區(qū) 180190 料筒三區(qū) 200210 噴嘴溫度 180190 模具溫度 5070 注塑壓 60100 保壓 4060 注塑時間 25 保壓時間 510

13、 冷卻時間 515 周期 1530 后處理 紅外線烘箱 溫度70 時間031 由為重要的是因為目前原油價格的下降導致ABS的市場價格大幅度的下跌 注塑設備的選擇 21 估算塑件體積 估算塑件體積和質(zhì)量 該產(chǎn)品材料為ABS查書本得知其密度為113-114gcm3收縮率為計算其平均密度為1135 gcm3平均收縮率為055％ 使用PROE軟件畫出三維實體圖軟件能自動計算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積 另預置澆道凝料為2 cm3因此估算塑件體積為9 cm3 22 選擇注射機 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查書可選定注塑機型號為SZ-4025

14、注塑機的參數(shù)如下 注塑機最大注塑量40cm3 注塑壓力200Mpa 注塑速率50 gs 塑化能力20 Kgh 鎖模力2500KN 注塑機拉行間距250250mm 頂出行程55mm 最小模厚130mm 最大模厚220mm 模板行程230mm 注塑機定位孔直徑55 mm 噴嘴球半徑SR10 23 模架的選定 根據(jù)塑件選定模架為S2030BI353570見圖21 圖21 塑件

15、的模架 24 最大注射壓力的校核 鬧鐘后蓋的原料為ABS所需注射為60-100MPa而所選注射機壓力為200 MPa所以注射壓力符合要求 com塑量的校核 注塑機的最大注塑量應大于制品的質(zhì)量或體積包括流道及澆口凝料和飛邊通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80所以選用的注塑機最大注塑量應滿足 08 V機 ≥ V塑＋V澆 式中 V機 注塑機的最大注塑量40cm3 V塑塑件的體積該產(chǎn)品V塑＝18cm3 V澆澆注系統(tǒng)體積該產(chǎn)品V澆＝2cm3 故 V機≥184cm3 com校核

16、 F鎖＞pA 式中 p熔融型料在型腔內(nèi)的壓力該產(chǎn)品 A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和經(jīng)計算A 4641 mm3 F鎖注塑機的額定鎖模力 故 F鎖＞pA 200Mpa4641 mm3 選定的注塑機的壓力為2500KN滿足要求 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 A 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適 模具長模具寬 拉桿面積 B模具閉合高度校核 Hmin注塑機允許最小模厚 130mm H注塑機允許最大模厚 220mm H模具閉合高度 180mm 故滿足H＞H＞Hmin 開模行程校核

17、 注塑機的最大行程與模具厚度有關如全液壓合模機構的注塑機故注塑機的開模行程應滿足下式 S機注塑機最大開模行程230mm H1頂出距離16mm H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度52mm S機－ H模－Hmin ＞H1＋H2＋ 5～10 因為本模具的澆注系統(tǒng)和塑件的特殊關系澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包括了頂出距離 故 230－ 180－130 ＞62＋ 5～10 滿足條件 塑料件的工藝尺寸的計算 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺寸包括矩形和異形型芯的長和寬型腔深度和型芯

18、高度和尺寸由于鬧鐘后蓋須與前蓋配合所以只有鬧鐘后蓋的邊緣的榫才起著配合決定性的作用還有鬧鐘后蓋與電池蓋的配合故需要計算相對于榫和鉸鏈的凹凸模的尺寸凹凸模型腔尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸確定因 ABS的成型收縮率為04～所以平均收縮率取S 05 [型腔的徑向尺寸] LM0δ [1SLs- 05～075 △] [1008Ls-075△] 0δ 其中LM為型腔的基本尺寸公差值為正偏差Ls塑件的基本尺寸塑件公差△為負偏差S為塑料的平均收縮率δz為模具成型零件的制造公差取14～△模具型腔按六級精度制造根據(jù)型腔的尺寸代入數(shù)據(jù)得 一 Ls 81mm 經(jīng)計算得LM 79440032mm 二 Ls

19、1mm 經(jīng)計算得LM 079550007mm 三 Ls 55mm 經(jīng)計算得LM 532500085mm 四 Ls 18mm 經(jīng)計算得LM 15990007mm 五 Ls 10mm 經(jīng)計算得LM 978001mm 六 Ls 7mm 經(jīng)計算得LM 675001mm 七 Ls 2mm 經(jīng)計算得LM 18060007mm 八 Ls 3mm 經(jīng)計算得LM 28140007mm 九 Ls 4mm 經(jīng)計算得LM 377700085mm 十 Ls 6mm 經(jīng)計算得LM 579300085mm 十一 Ls 8mm 經(jīng)計算

20、得LM 77640com 十二 Ls 16mm 經(jīng)計算得LM 157230014mm 十三 Ls 12mm 經(jīng)計算得LM 117960001mm 32 [型芯的計算] com 芯徑向尺寸的計算 LM [1SLs34△]-0 其各字母的含義與前相同型芯按六級精度制造根據(jù)型芯的基本尺寸代入數(shù)據(jù)得 一 Ls 81mm經(jīng)計算得LM 824050-032mm 二 Ls 1mm經(jīng)計算得LM 12150-007mm 三 Ls 55mm經(jīng)計算得LM 57450-0085mm 四 Ls 18mm經(jīng)計算得LM 20190-007mm 五 Ls 10mm 經(jīng)計算得

21、LM 10480-01mm 六 Ls 7mm 經(jīng)計算得LM 74080-01mm 七 Ls 2mm 經(jīng)計算得LM 22260-007mm 八 Ls 3mm 經(jīng)計算得LM 32340-007mm 九 Ls 4mm 經(jīng)計算得LM 42770-0085mm 十 Ls 6mm 經(jīng)計算得LM 63030-01mm 十一 Ls 8mm 經(jīng)計算得LM 83640-01mm 十二 Ls 16mm 經(jīng)計算得LM 165330-014mm 十三 Ls 12mm 經(jīng)計算得LM 123960-0

22、1mm com 型芯高度尺寸的計算 HM [1SHs34△] -0按六級精度制造 Hs 15mm 經(jīng)計算得 HM 154870-013mm 33 [模具型腔壁厚的計算] 如果是利用計算公式的話比較煩瑣且不能保證在生產(chǎn)中的精確性我們可以根據(jù)書中的經(jīng)驗值來取的成型零件材料選擇 為實現(xiàn)高性能的目的選用模具材料應具有高耐磨性高耐蝕睡良好的穩(wěn)定性和良好的導熱性必須具有一定的強度表面需要耐磨淬火變型要小但不需要耐腐蝕性因為ABS沒有腐蝕性可以采用Cr12經(jīng)過調(diào)質(zhì)淬火加低溫回火正火HRC≥55可以去型腔壁厚為020L17 33 澆注系統(tǒng)的設計 普通澆注系統(tǒng)由主流道分流道澆口和冷料

23、井組成在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置可以才用一模兩腔澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量如外觀物理性能尺寸精度都有直接的影響設計時必須按如下原則 型腔布置和澆口開設部位力求對稱防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸 系統(tǒng)流道應盡可能短斷面尺寸適當太小則壓力及熱量損失大太大則塑料耗費大盡量減少彎折表面粗糙度要低以使熱量及壓力損失盡可能小 對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落及分流道盡可能平衡布置 滿足型腔充滿的前提下澆注系統(tǒng)容積盡量小以減少塑料的耗量 澆口位置要適當盡量避免沖擊嵌件

24、和細小型芯防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀 主流道設計 主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經(jīng)過的部位它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔其形狀為圓錐形便于熔體順利的向前流動開模時主流道凝料又能順利拉出來主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞通常不直接開在定模上而是將它單獨設計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬塑件外表面不許有澆口痕又考慮取料順利對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口為了方便于拉出流道中的凝料將主流道設計成錐形錐度為3內(nèi)表面的粗糙度為Ra08微米

25、孔徑為05毫米 主流道的設計要點如下 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹主流道設計成圓錐形因ABS的流動性為中性故其錐度取3度過大會造成流速減慢易成渦流內(nèi)壁粗糙度為R08um 主流道大端呈圓角其半徑取r 1～3mm以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力r 15mm 在保證塑件成形良好的情況下主流道的長度應盡量短否則會使主流道的凝料增多且增加壓力損失使塑料熔體降溫過多影響注射成形 為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接主流道對接處設計成半球形凹坑其半徑為r2 r1 1～2 其小端直徑D d 05～1 凹坑深度常取3～4mm在此模具中取r2 11～12

26、mm 由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道襯套以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨加工和熱處理其大端兼作定位環(huán)圓盤凸出定模端面的長度H 5～10mm同時因該鬧鐘后蓋采用ABS需加熱所以在主流道處采用電加熱以提高料溫 冷料井設計 冷料井位于主流道正對面的動模板上或處于分流道末端其作用是接受料流前鋒的冷料防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量開模時又能將主流道的凝料拉出冷料井的直徑宜大于大端直徑長度約為主流道大端直徑基于本次設計的模具可采用底部帶有拉料桿的冷料井這類冷料井的底部由一個拉料桿構成拉料桿裝于型芯固定板上因此它不能隨脫模機構運動利用球頭形的拉料桿配合冷料

27、井 43 分流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道一般開在分型面上起分流和轉(zhuǎn)向的作用分流道截面的形狀可以是圓形半圓形矩形梯形和U形等圓形和正方形截面流道的比面積最小流道表面積于體積之比值稱為比表面積塑料熔體的溫度下降小阻力小流道的效率最高但加工困難而且正方形截面不易脫模所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形半圓形及U形 com 分流道設計要點 1在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下分流道截面積與長度盡量取小值分流道轉(zhuǎn)折處應以圓弧過度 2分流道較長時在分流道的末端應開設冷料井對于此模來說在分流道上不須開設冷料井 3分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上也可

28、以同時開設在動定模板上合模后形成分流道截面形狀 4分流道與澆口連接處應加工成斜面并用圓弧過度 com 分流道的長度 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置從在輸送熔料時減少壓力損失熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)應力求縮短 分流道的斷面 分流道的斷面尺寸應根據(jù)塑件的成形的體積塑件的壁厚塑件的形狀和所用塑料的工藝性能注射速率和分流道長度等因素來確定 因ABS的推薦斷面直徑為45～95 查表4-2 部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍分流道要減小壓力損失希望流道的截面積大表面積小以減小傳熱損失同時因考慮加工的方便性分流道應考慮出料的流暢性和制造方便熔融料的熱量損失小流動阻力小比

29、表面和小等問題由于采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求采用圓形的份流道為了保證外形無澆口痕澆口前后兩端形成較大的壓力差增加流速得到外形清晰的制件提高熔體冷凝速度保證熔融的塑料不回流同時可隔斷注射壓力對型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用冷卻后快速切除同時它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果有利于補塑 com 分流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式也就是指分流道到各型腔澆口的長度斷面形狀尺寸都相同的布置形式它要求各對應部位的尺寸相等這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的是成型的塑件力學性能基本一致而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點

30、 44 澆口選擇 澆口又稱進料口是連接分流道與型腔之間的一段細短流道除直接澆口外它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分其主要作用是 型腔充滿后熔體在澆口處首先凝結防止其倒流 2易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料澆口截面積約為分流道截面積的003～009澆口的長度約為05mm～2mm澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定取其下限值然后在試模是逐步糾正 當塑料熔體通過澆口時剪切速率增高同時熔體的內(nèi)磨檫加劇使料流的溫度升高粘度降低提高了流動性能有利于充型但澆口尺寸過小會使壓力損失增大凝料加快補縮困難甚至形成噴射現(xiàn)象影響塑件質(zhì)量澆口位置的選擇 澆口位置應使填充型腔的流程最短這樣的結構使壓力損失最小易保證料流充滿整個型腔

31、同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)溫度注塑壓力等的不同而變化所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當值 澆口設置應有利于排氣和補塑 澆口位置的選擇要避免塑件變形采側(cè)澆口在進料時頂部形成閉氣腔在塑件頂部常留下明顯的熔接痕而采用點澆口有利于排氣整件質(zhì)量較好但是塑件壁厚相差較大澆口開在薄壁處不合理而設在厚壁處有利于補縮可避免縮孔凹痕產(chǎn)生 澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位它的存在會降低塑件的強度所以設置澆口時應考慮料流的方向澆口數(shù)量多產(chǎn)生熔接痕的機會很多流程不長時應盡量采用一個澆口以減少熔接痕的數(shù)量對于大多數(shù)框形塑件澆口位置使料流的流程過長熔接

32、處料溫過低熔接痕處強度低會形成明顯的接縫如果澆口位置使料流的流程短熔接處強度高為了提高熔接痕處強度可在熔接處增設溢溜槽是冷料進入溢溜槽筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生 澆口位置應避免側(cè)面沖擊細長型心或鑲件 因點口在脫開時會傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以的考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離所以選取用點繞口分流道與澆口的連接在利用了ProE的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口由于鬧鐘后蓋的側(cè)內(nèi)壁與鬧鐘芯存在一定的空隙所以即使是在脫模的時候流在一定的澆口痕也不會影響裝配澆口套見圖41 圖41澆口套 分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設計 51 分型面

33、的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件為了將塑件取出來必須將模具型腔打開也就是必須將模具分成兩部分即定模和動模兩大部分定模和動模相接觸的面稱分型面通常有以下原則 1分型面的選擇有利于脫模分型面應取在塑件尺寸的最大處而且應使塑件流在動模部分由于推出機構通常設置在動模的一側(cè)將型芯設置在動模部分塑件冷卻收縮后包緊型芯使塑件留在動模這樣有利脫模如果塑件的壁厚較大內(nèi)孔較小或者有嵌件時為了使塑件留在動模一般應將凹模也設在動模一側(cè)拔模斜度小或塑件較高時為了便于脫?？蓪⒎中兔孢x在塑件中間的部位但此塑件外形有分型的痕跡 2分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求

34、 3分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造 4分型面應有利于側(cè)向抽芯但是此模具無須側(cè)向抽芯此點可以不必考慮 52 排氣糟的設計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣除此以外塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體這些氣體必須及時排出否則被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫會引起塑件局部碳化燒焦或塑件產(chǎn)生氣泡或使塑件熔接不良引起強度下降甚至充模不滿 因該模具為小型模具且分型面適宜可利用分型面排氣所以無需設計排氣槽 合模導向機構的設計 導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置所以必須設有導向機構導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可通常導柱設在主

35、型腔周圍 導向機構的主要作用有定位導向和承受一定側(cè)壓力 定位作用 為避免裝配時方位搞錯而損壞模具并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均 塑件在注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力或由于注射機的精度限制使導柱工作中承受一不定的導向作用 動定模合模時首先導向機構接觸引導動定模正確閉合避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔產(chǎn)生干涉而壞零件由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力導致導柱容易折斷對型芯和型腔改進后其的配合可以進行定位 導柱導套零件如下 圖61 導柱 圖62 導套 脫

36、模機構的設計 在對鬧鐘后蓋塑件進行脫模是必須遵循以下原則 1因為塑料收縮是抱緊凸模所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模因為塑件的壁厚的關系我們可以利用推板 2頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位如加強筋壁厚等處作用面積盡可能大一些以防止塑件變形和損壞 3為了保證良好的塑件外觀頂出位置應盡量設在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位將頂桿設計在塑件的內(nèi)部型腔 4若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時對不影響塑件尺寸和使用一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件01mm否則塑件會出現(xiàn)凸起影響基面的平整 由于鬧鐘后蓋為薄壁圓筒形塑件用頂管推板脫模機構和為了縮短頂桿與型芯配合長度以減少磨擦可以將頂管配合

37、孔的后半段直徑減少一般減少35mm這是最常用的一種脫模機構這些頂桿一般只起頂出作用有時根據(jù)塑件的需要頂桿還可以參加塑件的成型這時可以將頂桿做成與塑件某一部分相同形狀或作為型芯頂桿多用T8AVT10A材料頭部淬火硬度達50HRC以上表面粗糙度取Ra值小于08微米和頂桿孔呈H8f8配合 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率翹曲變形耐應力開裂性和表面質(zhì)量等并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用在注射過程中冷卻時間占注射成型周期的約80然而由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同模具溫度的要求有盡相同因此對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和

38、成本模具溫度直接影響到塑料的充模塑件的定型模塑的周期和塑件質(zhì)量而模具溫度的高低取決于塑料結晶性塑件尺寸與結構性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度注射速度注射壓力模塑周期等影響注射模冷卻的因素很多如塑件的形狀和分型面的設計冷卻介質(zhì)的種類溫度流速冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置模具材料熔體溫度塑件要求的頂出溫度和模具溫度塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等 低的模具溫度可降低塑件的收縮率 模具溫度均勻冷卻時間短注射速度快可降低塑件的翹曲變形 對結晶性聚合物提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定避免后結晶現(xiàn)象但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷 隨著結晶型聚合物的結晶度的提高塑件的耐應力開裂性降低因此降低模具溫

39、度是有利的但對于高粘度的無定型聚合物由于其耐應力開裂性與塑料的內(nèi)應力直接相關因此提高模具溫度和充模減少補料時間是有利的 提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量 在注射成形過程中模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率根據(jù)塑料的要求注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右而從模具中取出塑件的溫度約為600C溫度降低是由于模具通入冷卻水將溫度帶走了普通的模具通入常溫的水進行冷卻通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 因鬧鐘后蓋使用的塑料是ABS要求模溫高若模具溫度過低則會影響塑料的流動性增加剪切阻力使塑件的內(nèi)應力較大甚至還出現(xiàn)冷流痕銀絲注不滿等缺陷因此在注射開始時為防止填充不足充入溫水或者模具加熱

40、 總之要做到優(yōu)質(zhì)高效率生產(chǎn)模具必須進行溫度調(diào)節(jié) 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 確定加熱或是冷卻 模溫均一塑件各部分同時冷卻 采用低的模溫快速且大量通冷卻水 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單加工容易成本低謙 81 [模具冷卻系統(tǒng)的設計] 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設計原則冷卻水孔數(shù)量盡量多尺寸盡量大的原則可知冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則根據(jù)書上的經(jīng)驗值取4根冷卻水口口徑為6mm 另外具冷卻系統(tǒng)的過程中還應同時遵循 澆口處加強冷卻 冷卻水孔到型腔表面的距離相等 冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多孔徑應盡可能的大 冷卻水孔道不應穿過鑲快或其

41、接縫部位以防漏水 進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側(cè)通常應設在注塑機的背面 冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處 而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)各相連接處應保持密封防止冷卻水外泄 82 [模具加熱系統(tǒng)的設計] 因在ABS要求的熔融溫度為200而且流動性能為中性同時在注射時模具溫度要求為5070所以該模具必須加熱模具加熱方法包括熱水熱空氣熱油及電加熱等由于電加熱清潔結構簡單可調(diào)節(jié)范圍大所以在該模具應用電加熱 模 具 的 裝 配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量壽命和各部分的功能模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系將合格的零件連接固定為組件部件直至裝

42、配為合格的模具 在模具裝配過程中對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內(nèi)模具的裝配精度包括相關零件的位置精度相關的運動精度配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證才能使模具的整體要求得到保證 塑料模的裝配基準分為兩種情況一是以塑料模中和主要零件臺定模動模的型腔型芯為裝配基準這種情況定模各動模的導柱和導套孔先不加工先將型腔和型芯鑲塊加工好然后裝入定模和動模內(nèi)將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚動模和定模合模后用平行夾板夾緊鏜投影導柱和導套孔最后安裝動模和定模上的其它零件另一種是已有導柱導套塑料模架的 澆口套與定模部分裝配后必須與分模面有一定的間隙其間隙為005015毫米因為該處受噴嘴壓力

43、的影響在注射時會發(fā)生變形有時在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊就是由于沒有間隙的原因為了有效的防止飛邊可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊 91 [模具的裝配順序] 1確定裝配基準 2裝配前要對零件進行測量合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈 3調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差如各模板的平行度要校驗修磨以保證模板組裝密合分型面吻合面積不得小于80間隙不得小于溢料最小值防止產(chǎn)生飛邊 4在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面以便總裝合模調(diào)整時檢查 5組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活無松動和卡滯現(xiàn)象 6組裝冷卻和加熱系統(tǒng)保證管

44、路暢通不漏水不漏電門動作靈活緊固所連接螺釘裝配定位銷裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠但應防止進入系統(tǒng)中 7試模試模合格后打上模具標記包括模具編號合模標記及組裝基面 ① 模具預熱 模具預熱的方法采用外部加熱法將鑄鋁加熱板安裝在模具外部從外部向內(nèi)進行加熱這種方法加熱快但損耗量大 筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱與模具同時進行 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度壓力時間參數(shù)調(diào)整工藝參數(shù)時按壓力時間溫度這樣的先后順序變動 注塑 在料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時就可以進行試注塑觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷分析導致缺陷

45、的原因調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術參數(shù)直至達到最佳狀態(tài) 8模具的維護 模具在使那么優(yōu)化設計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用只須更換個別已損壞的零件不會導致用過程中會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當所致模具的徹底報廢 最后檢查各種配件附件待零件保證模具裝備齊全另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕碰劃傷和銹蝕裝配滾動軸承允許采用機油進行熱裝油的溫度不得超過1000C 92 [開模過程分析] 注塑機推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開在導柱導向的情況下動定模順利分型同時拉料桿拉斷澆口使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出閉合時同樣在導柱和導套的導向作用下通過頂柱

46、使頂桿先于型腔復位以免頂桿碰到型腔損壞模具 設計總結 通過對鬧鐘后蓋塑料成型模具的設計對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解掌握了塑料成型模具的結構特點及設計計算方法對獨立設計模具具有了一次新的鍛煉 在模具制造的加工工藝來編寫加工工藝卡片 在設計過程充分利用了各種可以利用的方式同時在反復的思考中不斷深化對各種理論知識的理解在設計的后一階段充分利用CAD軟就是一例新的工具的利用大在提高了工作效率 以計算機為手段專用模具分析設計軟件為工具設計模具軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設計

47、模具CAD技術是模具傳統(tǒng)設計方式的革命大大提高了設計效率尤其是系列化或類似注射模具設計效率更為提高 總之通過畢業(yè)設計的又一次鍛煉完全清楚充分利用CAD技術進行設計在模具符合使要求的前提下盡量降低成本同時在實際中不斷的積累經(jīng)驗以設計出價廉物美的模具 這次設計能順利完成還得感謝戴老師的精心指導但錯誤之處在所難免望批評指正非常感激 參考資料 [1]高等教育出版社朱光力主編《模具設計與制造實訓》 [2]中國輕工業(yè)出版社賈潤禮編《實用注塑模具設計手冊》 [3]中國輕工業(yè)出版社孫鳳琴編《模具制造工藝與設備》 [4]機械工業(yè)出版社《塑料模具技術手冊》編委會 [5]《塑料模具技術手冊》機械工業(yè)

48、出版社 [6] 上?？茖W技術出版社馮炳蕘蔣文森等編《模具設計與制造簡明手冊》 [7]《機械工業(yè)出版社》屈昌華主編《塑料成型工藝與模具設計》 附件 零部件圖 邵陽學院畢業(yè)設計論文 1 邵陽學院畢業(yè)設計論文任務書 專業(yè)班級 ２００３級機制 學生姓名 王小明 學號 02 課題名稱 鬧鐘后蓋注塑模的設計 設計時間 ２００６年１月７日　至?。玻埃埃赌辏对拢比? 課題類型 工程設計 課題性質(zhì) 真實 課題研究的目的與主要內(nèi)容 目的 使學生能得到充分運用所學的知識解決實際生產(chǎn)的能力從而得到鍛煉的機會 主要內(nèi)容 本課題主要是塑料成型件的設計也就是塑料模的工藝方案分析及確定工藝計算

49、模具結構設計計算等內(nèi)容生產(chǎn)為了提高生產(chǎn)效率因此在設計時要求力求結構簡單但是一定要保證其精度要求 基本要求 繪制出完整的裝配圖一張 繪制出主要零件工件圖八張 編寫設計說明書一份 培養(yǎng)和訓練設計能力包括實際動手能力查閱文獻與撰寫論文能力 嚴格按照設計要求去做力求數(shù)據(jù)準確結構合理并在保證要求的前提下力求結構簡單 　注１此表由指導老師填寫經(jīng)各系教研室主任審批生效 　　?。泊吮硪皇饺輰W生指導老師教研室各一份 三課題研究已具備的條件包括實驗室主要儀器設備參考資料 具備條件1《塑料成型模具》 2《塑料模設計手冊》 3《塑料模技術手冊》

50、 4《注射模具設計要點與圖例》 5《模具設計與制造實力指導》 四設計論文進度表 進度安排課題構思資料查找57天 理論探討實驗驗證45天 論文準備修正3035天 答辯準備及答辯35天 五教研室審批意見 教研室主任簽名 年 月 日 六院系審批意見 系主任簽名 單位公章

51、 年 月 日 指導老師簽名 學生簽名 邵陽學院畢業(yè)設計論文課題申報表 課程名稱 鬧鐘后蓋注塑模的設計 適用專業(yè) 機械 課題來源 生 產(chǎn) 實 踐 指導老師 姓名 戴正強 職稱 講師 研究方向 課題的主要內(nèi)容目的要求和已具備的條件 培養(yǎng)學生綜合運用所學的專業(yè)

52、知識和技能獨立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力樹立正確的設計思想和工作作風本課題是塑料成型件的工藝設計及制造該課題來源于大東東莞電子有限公司通過課余時間的參觀以及學校組織的實習使學生了解了一定的設計知識也給學生的畢業(yè)設計提供了參考該設計有很多不足部分也可以對其加以改進目前中國的機械電子行業(yè)蓬勃發(fā)展各式各樣的塑料成型件有很多的參考性現(xiàn)在國內(nèi)的水平還是與現(xiàn)在的社會發(fā)展有一定的聯(lián)系該課題是一個比較好的課題 主要內(nèi)容主要設計的內(nèi)容在于塑料成型件的工藝設計及制造 指導老師簽字 年 月 日

53、 教研室審查意見 教研室主任簽字 年 月 日 系審定意見 系主任簽字 年 月 日 注此表一式3份教務處學生所在系專業(yè)教研室各1份 邵陽學院 畢業(yè)設計論文開題報告書 課 題 名 稱　　 鬧鐘后蓋注塑模的設計 　 學 生 姓 名　　　　　　　王小明　　

54、　　　　　 學 號　　　　　　 0330718002　　　　　 院系 專業(yè)　 邵 六教研室審批意見 教研室主任簽名 年 月 日 七院系審批意見 院系主任簽名

55、 年 月 日 備注 內(nèi)容提要 塑料制品已在工業(yè)農(nóng)業(yè)國防和日常生活中的方面得到廣泛應用特別是在電子業(yè)中則為突出電子產(chǎn)品的外客大部分是塑料制品產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的塑料模具和塑料性能成型工藝和制品的設計 塑料制品的成型方法很多其主要用于是注射擠出壓制壓鑄和氣壓成型等和氣壓成型等而注射模擠出約占成型總數(shù)的60以上注射成型分為加料熔融塑料注射制件冷卻和制件脫模等五個步驟當然如利用電氣控制可實現(xiàn)半自動化或自動化作業(yè)

56、塑料注射模主要用于熱塑料制品的成型已成功的用于成型熱固塑性塑料制品它是塑料制品生產(chǎn)中十分重要的工藝裝置注射模的基本組成是定模機構動模機構澆注系統(tǒng)導向裝置頂出機構芯機構冷卻和加熱裝置排氣系統(tǒng) 因注射模成型的廣泛適用正是我這個設計的根本出發(fā)點 Summary The plastics products to have already with daily life wait the aspect to acquire the extensive application at the industry agriculture national defense Especially i

57、n the electronic industry then and particularly for outstanding Electronics product that the outer shell spare parts that exaltation is mostly plastics function that request the high quantity Type craft with product the design The plastics products of the type method is a lot of Among them most of

58、inject die-casting to compatibly press type etc But inject the mold extrude extrude roughly share type total amount of 60 above inject the type is divided in to add the material meltdown plastics and inject to make piece to cool off with make the piece to take off the mold to wait five steps Certainly if make use off the electricity control Can realize half auto or automatic homework Because inject the mold the types extensive suitable for use exactly the basic point of departure of my this design