机械毕业设计(论文)膜片夹片注塑模具设计(全套图纸).doc
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1、绪 论大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展,工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要不断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。全套图纸,加153893706模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来
2、看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部
3、结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年,模具行业结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在,大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。
4、目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展
5、快于中西部地区,南方的发展快于北方。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而
6、且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。1 模塑工艺规程的编制该塑件是膜片夹片产品,其零件图如图1-1所示,的材料采用尼龙6GF30%,生产类型为大批量生产。图 1-11.1塑件的工艺性分析1.1.1塑件的原材料分析塑件的材料采用尼龙6GF30%,属热塑性塑料。尼龙6为半透明或不透明的乳白色结晶形聚合物颗粒,熔点220,热分解温度大于310,相对密度是1.34,吸水率为1.8,具有优良的耐磨性和自润滑性,机械强度高,耐热性,电绝缘性好,低温性能优良,能自熄,耐化学药品性好,耐油性优良,加工成型比尼龙66容易,制品表面光泽性好。但吸水率较高,尺寸稳定性差。刚性小,熔点低,在恶性环境
7、下能长期使用,在较宽的温度范围内仍能保持足够应力,连续使用温度105,介电损耗0.03MHZ,体积电阻率1012cm,击穿电压16KV/mm,阻燃等级V-2,耐寒温度-30。拉伸强度139MPa,冲击强度9.8KJ/m。1.2.塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.2.1.1结构分析从零件图上分析,该零件总体形状为圆形。开口壁厚处有一个7的锥度,底部中心有一个底面半径为3mm的圆锥孔,底部外端有一凸台,凸台上有一侧凹,由于侧凹较浅,为简化模具结构设计,模具设计时只需设计一组对合斜滑块机构代替侧抽芯即可。1.2.1.2尺寸精度分析该零件重要尺寸,如3.2mm, 3mm, 24.7mm等尺寸精度为
8、MT4级(GB/T144861993),次要尺寸,如20.6mm等的尺寸精度为MT5级(GB/T144861993)。未注公差的自由尺寸采用标准中的8级精度,查公差表得3+0.580mm, 5.5+0.580mm,1.4+0.480mm,0.9+0.480mm.从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为3.2mm,壁厚均匀, 符合尼龙6的最小壁厚原则,在制件的转角处设计圆角,防止在此处出现缺陷,由于制件的尺寸较小,尼龙6GF30%6的强度较大不需增设加强。1.2.1.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺,内部不得有导电杂质外,没有什么特别的表面质量要求,故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在
9、工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.1.3计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积:V=1.22cm计算塑件的质量:根据设计手册可查得尼龙6GF30%的密度为=1.34g/cm塑件质量:M=V =1.22101.3410 =1.388g采用一模四件的模具结构,考虑其外形尺寸,注塑时所需压力和工厂现有设备等情况,初步选用注塑机XSZ-30型。1.4塑件注塑工艺参数的确定查找有关文献和参考工厂时间应用的情况,尼龙6GF30%的成型工艺参数可作如下选择:(试模时,可根据实际情况作适当调整)注塑温度: 括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度: 后段温度
10、t选用200210c;中段温度t: 选用230250c; 前段温度t: 选用220240c; 喷嘴温度: 选用200210c;注塑压力: 选用90130Mpa;模具温度: 选用80120c;保压时间: 选用1540s;高压时间: 选用25s;冷却时间: 选用2040s;总周期: 选用4090s;后处理方法: 采用油水;后处理温度: 90100t/c;后处理时间: 410h。说明1:上述预热条件为采用鼓风烘箱。 2:凡潮湿环境使用的塑料,应进行调湿处理,在100120c水中加热218h。1.5塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为XSZ-30查材料知:标称注射量: 30cm
11、螺杆直径/cm 28mm注射压力/10Pa: 119Mpa锁模力10kN: 250kN最大注射面积/: 90模具厚度/mm: 60180mm模板行程/mm: 160mm喷嘴 球半径: 12mm孔半径: 4mm定位孔直径/ 63.5推出两侧孔径/mm 20mm孔距/mm 170mm2 注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括:分型面选择模具型腔数目的确定型腔的排列方式冷却水道布局浇口位置设置模具工作零件的结构设计侧向分型与抽芯机构的设计推出机构的设计等内容。2.1分型面选择模具设计中,分型面的选择很关键,它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为膜片夹片,采用
12、一模四腔,塑件尺寸不大,为了便于取出浇注系统凝料,采用双分型面分型。第一次分型在I处分型,利用中间板与定模部分的分离来完成浇注系统的取出动作。第二次分型是在II处分型,将塑件从模腔中取出,其结构简图如下所示:2.2确定型腔的数目及排列方式2.2.1模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产,结构简单,尺寸较小,宜采用多型腔注塑模具,其型腔个数与注塑机的塑化能力,最大注射量以及合模力等参数有关,此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响,有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量;2.2.1.1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1=(F1-PAj)/PAs其中: F- 注塑机的锁模力 N P- 型腔
13、内的平均压力MPa As- 每个制件在分型面上的面积() Aj - 流道和浇道在分型面上的投影面积()Aj 在模具设计前为未知量,根据多型腔模具的流动分析Aj为(0.20.5)As,常取B=0.35 As,熔体内的平均压力取决于注射压力,一般成型工业制品为35MPa,实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力,为保险起见常用0.8F则N1=(F1-PAj)/PAs=2500000.8-0.3516762.2/16762.2=11.58(个)2.2.1.2.注射机注塑量确定型腔数目N2N2=(KM1-Mj)/Ms 其中: M1 注射机的公称注塑量() Ms 单个制件体积 () Mj 流道和浇口的
14、总体积() K 注塑机最大注塑量的利用系数,一般取0.8;生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.750.45倍,取0.6倍计算,同时流道和浇道的体积为未知量,据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.21倍,现取C=0.6则 N2=(KM1-Mj)/Ms =0.8G-0.61.388/1.388=19.36(个)从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1,N2中的较小值,在这里可以选取的个数是2,4,6,8,10个,考虑的制件的取出和模具的开模等情况,以及模具的主流道长度最好小于60mm,以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模四腔的方案,即N=42.
15、2.2型腔的排列方式本塑件属于小尺寸塑件的大批量生产,综合考虑浇注系统,模具结构的复杂程度等,为保证各个型腔所成型出的塑件尺寸性能一致,应使各个型腔能够同时充满且各个型腔的压力相同,因此,在布置型腔的排列结构时,我们采用流动支路平衡方式,即型腔的布置使主流道到达各个型腔的分流道、浇口,其长度、断面形状和尺寸都完全相同。其结构简图如下所示:图2-2-2-12.3浇注系统设计2.3.1 主流道设计根据XSZ-30型注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径: d0=4mm 喷嘴前端球面半径: R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系: R=R0+(12)mm D=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半
16、径: R=13mm 取主流道的小端直径d=4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出,将主流道设计为圆锥形式其斜度取24度经换算得主流道大端直径D=6mm(L=d+2Ltg/2),为了使料能顺利的进入分流道,可在主流道的出料端设计半径r=3mm的圆弧过渡。2.3.2分流道设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积,壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单,尼龙6GF30%的流动性好,冲型能力比较好,因此可采取梯形分流道,便于加工。根据主流道大端直径D=6mm,则梯形可选用上底为b=6mm,高为h=4mm的截面。其分流道截面结构简图如下所示: 图2-3-2-1分流道表面粗糙度:分
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