塑料成型工艺及模具设计课程设计圆形塑件盖塑料模具设计.doc
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1、洛阳理工学院塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书题 目: 圆形塑件盖塑料模具设计专 业: 模具设计与制造 班 级: 模具09级模具设计与制造姓 名: 学 号:指导老师: 时 间 : 2011.11.22目 录第一 部分 设计任务书 (3) 第二 部分 塑件成形工艺分析 (4)第三 部分 分型面的选择 (5)第四 部分 注射机的初选 (6)第五 部分 模具的结构分析与设计 (7) 第六 部分 成型零件的设计 (10)第七 部分 浇注系统的设计 (14)第八 部分 成型设备的选择及校核 (19)第九 部分 模具特点和工作原理 (21)第十 部分 设计小结 (22) 第十一部分 参考资料 (23)
2、一、 设计任务书1.1课程设计目的本课程设计的目的是使我们在学完塑料模具设计课程之后,巩固和加深对塑料模有关理论的认识,提高设计计算、制图和查阅参考资料的能力。使得我们能正确运用专业知识,初步掌握制定注塑工艺规程及进行注塑模具设计的原则和方法。 在课程设计中应本着技术上先进、经济上合理的原则,制定注塑工艺规程和设计有关的注塑模具。塑料制品名称:盖成型方法与设备:在适当的塑料注射机上注射成型;塑料原料:ABS;收缩率:.0.3%0.8%;塑件图:如图所示为制品的图样。二、塑件成形工艺分析ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体
3、都具有不同特性: 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性; 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相 中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场 上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等 到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。
4、 注塑模工艺条件 干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度:210280C;建议温度:245C。 二、塑件的尺寸精度分析2.1 塑件表面质量分析该塑件表面没有提出特殊要求,一般情况下外表面要求光洁,表面粗糙度可以取到。没有特殊要求时,塑件内部表面粗糙度可取。2.2 塑件表面质量分析该塑件表面没有提出特殊要求,一般情况下外表面要求光洁,表面粗糙度可以取到。没有特殊要求时,塑件内部表面粗糙度可取。2.4塑件结构工艺性分析(1)壁厚分析:设计合理,壁厚相对均匀,且符合最小壁厚的一昂球。(2)圆角过渡
5、:要从分型面位置、型芯、型腔结构来分析过渡圆角的设置。根据本塑件的壁厚,均采用圆角半径R1mm。(3)脱模斜度:为便于塑件从模腔中取出,塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。外形尺寸以大端为基准,斜度往小处取;内形尺寸以小端为基准,斜度往大处取。根据ABS的性能和模具设计与制造简明手册(第三版)P433表2-2-5:型芯脱模斜度为:0.7,型腔脱模斜度为0.52.5 生产实际考虑该塑件的生产类型应该是大批量生产,因此在设计模具时,要提要塑件的生产效率,倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模的模具,以降低生产成本。三、分型面的选择3.1分型面的选择原则如何确定分型面。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、
6、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较。为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:(1)分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何形式布置,都应将此作为首要原则;(2)便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。(3)有利于保证塑件的精度要求。(4)尽可能满足塑件的外观质量要求。分型面上型腔壁面稍有间隙,就会产生飞边。(5)便于模具加工制造,在选择非平面分型面时,应有利于型腔加工和制品的脱模方便。(6)对成型面积的影响,尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以
7、减小所需锁模力。(7)对排气效果的影响,尽可能有利于排气。(8)对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第(2)和第(5)、第(8)点。为了便于模具加工制造,应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。从图上来看,该产品必须要抽芯机构,也就是要垂直分型面。如果将图倒过来看,产品留在定模,不好取出故排除,如果选择1, 5分型面那么滑块不好做;选择3, 5也是不好取相互制件;4, 5分型面也是同理。故我选择2和5分型面。四、注射机的初选4.3.1计算塑件的体积根据制件大概得塑件的体积为:V1=3.14*121*25-3.14*64*24.3=4616mm3。4.3.2计算所需的体积浇注系统凝料按1:1取,故:
8、V2= V1=4616mm3塑件和浇注系统凝料总体积为(按一模两腔算):V= 2(V1 +V2 )=9232mm3 =9.23 cm3压实后的总体积为:S=S1+S2=9.23*1.8+(3.14*0.03*4.8+3.14*0.04*6)*1.8= 19cm3其中S1为产品压实后所需的料,S2为流道压实后所需料。4.3.3选用注射机根据总体积V= 19000 mm3,初步选取SZ-60-400型螺杆式注射成型机。SZ-60-400型螺杆式注射成型机主要参数如下表所示项 目参 数项 目参 数理论注射量60 cm3移模行程220mm注射压力124MPa定位孔的直径55锁模力400kN喷嘴球半径S
9、R12mm最大模具厚度240mm喷嘴口孔径4最小模具厚度130mm4.4注射机的终选4.4.1注射量的校核公式是(0.8 0.85)式中 注射机的公称注射量,cm3 每模的塑料体积量,cm3 如前所述,塑件及浇注系统的总体积为19cm3,远小于注射剂的理论注射量51 cm3,故满足要求。五、模具的结构分析与设计5.1确定模架5.1.1 确定型腔布局模具采用一模二腔,布局见零件图。5.1.2 确定模板尺寸根据上面的B和L,考虑注塑机的大小、导柱、导套和螺钉等布置,根据GB/T 12555-2006塑料注射模模架,模架型号为:D型,230mm230mm。5.1.3 确定模架尺寸模具上所有的螺钉尽量
10、采用内六角螺钉;模具外表面尽量不要有突出部分;模具外表面应光洁,加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙,即在装配、调试、维修过程中,可以方便地分开两块模板。1. 定模座板(260mm230mm、厚30mm)定模座板是模具与注射机连接固定的板,定模座板上固定导柱和定位圈,材料为45钢。定位圈通过4个M6的内六角圆柱螺钉与其连接。定模座板上的导柱与导柱孔采用H7/k6配合,定模座板与拉料杆采用H7/k6配合。2. 定模板(230mm230mm、厚30mm)用于固定定模模仁(型腔镶块)和导套。应该有一定的厚度,并有足够的强度。一般用45钢。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合,定模与定模模仁(型腔镶
11、块)采用H7/m6配合。3. 动模板(230mm230mm、厚40mm)用于固定动模模仁(型芯镶块)和导套。一般用45钢。动模板应具有较高的平行度和硬度。动模模仁(型芯镶块)通过6个沉头螺钉M10固定在动模板上面。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合,动模与动模模仁(型芯镶块)采用H7/m6配合。4. 垫块(28mm230mm、厚60mm)主要作用:在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间,或是调节模具的总厚度,以适应注射机的模具安装厚度要求。结构形式:可以是平行垫块或拐角垫块,该模具采用平行垫块。垫块材料:垫块材料为45垫块的高度h校核:h=h1+h2+h3+s+=2+15+20+2
12、4+4=65mm式中 h1顶出板限位钉的厚度,该模具限位钉厚度,为4mm; h2推板厚度,为15mm;h3推杆固定板厚度,为20mm;s推出行程,为24mm;推出行程富余量,取4mm。5动模座板(260mm230mm、厚30mm)动模座板上的注射机顶杆孔为150mm,动模座板上还有四个挡钉孔,动模座板的推板导套孔与推板导柱采用H7/n6配合。挡钉与挡钉孔采用H7/n6配合,材料为45钢。6推板(140mm230mm、厚15mm)推板上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用4个M10的内六角圆柱螺钉与推半固定板固定。材料为45钢。7推杆固定板(140mm230mm、厚20mm)材料为45钢
13、。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合。六 成型零件的设计6.1.1 成型零件的尺寸计算平均收缩率尺寸偏差取MT5级(1)型腔尺寸计算: 径向尺寸计算公式: 高度尺寸计算公式:(2)型芯尺寸计算: 径向尺寸计算公式: 高度尺寸计算公式:6.4 脱模机构的设计6.4.1 顶杆设计注射成型每一循环中,塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上托出,完成拖出塑件的装置称为脱模机构,也常称为推出机构。脱模推出机构的设计原则塑件推出(顶出)是注射成型过程中的最后一个环节,推出质量的好坏将最后决定塑件的质量,因此,塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则:(1)推出机构应尽量设置在
14、动模一侧。(2)保证塑件不因推出而变形损坏。(3)机构简单、动作可靠。(4)良好的塑件外观。(5)合模时的准确复位。 本模具采用顶杆顶出,顶出杆顶出出是一种基本的、也是一种常用的塑件顶出方式。常用的顶杆形式有圆形、矩形、阶梯形。我们采用圆形顶杆。圆形顶杆6.4.2脱模力的计算因为壁厚与直径之比 0.05,故,该塑件为厚壁制件。该制件为圆环形截面,脱模力计算公式为式中 r型芯平均半径 r=8.5mmK2无量纲系数,其值随f和而异,查表得,K2=1.0013 K1无量纲系数,其值随和而异,查表得,K1=1.6 S塑料平均成型收缩率 S=0.5% E塑料的弹性模量,MPa,查表得E=2900MPa
15、L塑件对型芯的包容长度,mm,L=24mm f塑件与型芯之间的摩擦因数,f=0.21 模具型芯的脱模斜度,=0.7 塑料的泊松比,=无 A盲孔塑件型芯在垂直于脱模方向上的投影面积,A=0mm2由上可得,脱模力6.4.3 塑件的顶出方案顶杆布置在包紧力较大的地方。布置在:角、加强筋、四周等。推杆不能太靠边,距离边界12mm。尽量不要放在镶拼处。根据经验放置8根。6.5 合模定位和导向机构设计当采用标准模架时,因模架本身带有导向装置,一般情况下,设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置,则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。6.5.1. 导向机构的总体设计(1)导向零件应合理地均
16、匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后变形。(2)该模具采用4根导柱,其布置为等直径导柱对称布置。(3)该模具导柱安装在定模座板上,导套有三个,分别安装在流道推板、定模板和动模板。(4)为了保证分型面很好接触,导柱和导套在分型面处应制有承屑槽,即可削去一个面或在导套的孔口倒角,该模具采用后者。(5)在合模时,应保证导向零件首先接触,避免凸模先进入型腔,导致模具损坏。(6)动定模板采用合并加工时,可确保同轴度要求。6.5.2 导柱设计(1)该模具采用带头导柱,不加油槽,如图所示。(2)导柱的长度必须比凸模断面高度高出6mm8mm
17、。(3)为使导柱能顺利地进入导向孔,导柱的端部常做成圆锥形或球形的先到部分。(4)导柱的直径应根据模具尺寸来确定,应保证具有足够的抗弯强度(该导柱直径由标准模架可知为12mm)。(5)导柱的形式,导柱固定部分与模板按H7/f7配合,导柱滑动部分按H7/f7配合。(6)导柱工作不分的表面粗糙度为Ra=0.4m。(7)导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢20Cr经热处理,硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火,硬度为50HRC以上。本模具采用T8A。6.5.3 导套设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合,用以确定动、定模的相对位置
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