毕业设计(论文)冲水手柄注塑模具设计(含全套CAD图纸).doc
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1、全日制普通本科生毕业论文 冲水手柄注塑模具设计INJECTION MOLD DESIGN OF FLUSH HANDLE由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD图纸等,联系153893706学生姓名: 学 号:年级专业及班级:2008级机械设计制造及其自动指导老师及职称:学 部: 理工学部提交日期:2012 年 5 月全日制普通本科生毕业论文(设计)诚 信 声 明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文(设计)是本人在指导老师的指导下,进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重
2、要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文(设计)作者签名: 年 月 日目 录摘要1关键词11绪论2 1.1前言2 1.2国内外现状分析及比较2 1.3塑料模具的发展趋势2 1.4设计思想32 塑件成型工艺分析3 2.1塑件(冲水手柄)分析3 2.2热塑性塑料(ABS)的注射成型过程及工艺参数4 2.3ABS的性能分析5 2.4ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施63 拟定模具结构形式6 3.1分型面位置的确定6 3.2确定型腔数量及排列方式7 3.3模具结构形式的确定74 注射机型号的确定8 4.1所需注射量的计算8 4.2注射机
3、型号的选定9 4.3型腔数量及注射机有关工艺参数的校核9 4.4安装尺寸校核115 浇注系统的设计11 5.1主流道的设计12 5.2主流道衬套形式12 5.3分流道设计13 5.4浇口的设计15 5.5冷料穴的设计176 成型零件的设计17 6.1成型零件结构设计17 6.2成型零件钢材选用17 6.3成型零件工作尺寸的计算18 6.4型腔零件强度、刚度的校核237 模架的确定258 合模导向机构的设计26 8.1导向机构总体设计26 8.2导柱设计27 8.3导套设计279 推出机构27 9.1脱模力的计算2810 排气系统的设计2911 温度调节系统设计29 11.1加热系统29 11.
4、2冷却系统2912 典型零件的制造工艺31 12.1塑料模成型零件的加工工艺31 12.2典型零件制造工艺编制3213 模具的装配34 13.1塑料模具装配过程3614 模具的备料清单和网络周期37 14.1模具非标准件备料清单37 14.2模具标准件备料清单37 14.3网络周期图38 14.4模具的生产过程3815 模具成本的估算38 15.1材料费用39 15.2加工成本4016 结论41参考文献42致谢43冲水手柄注塑模具设计摘 要:本设计根据实际的需要完成冲水手柄的注射模设计。该产品采用ABS塑料进行注塑成型,成型方式为一模八腔。该设计根据产品材料和结构特点,对产品进行了工艺性分析,
5、选用了合理的注射成型工艺参数,确定了所需的和成型设备模具的总体结构,同时对模具的细节部分进行了结构设计和一些必要的尺寸计算和强度校核此外,论文还对分型面、浇注系统、脱模机构、成型部件和温度调节系统进行了分析设计,最终完成了产品的三维实体造型、二维零件图和装配图,以及加工工艺规程。关键词:冲水手柄;塑料模具;注射成型;注塑机;结构设计。Injection mold design of flush handleAbstract:The injection mold design of flush handle was completed according to the actual. The p
6、roduct is injection molded through ABS plastic, and the formation way were eight mold cavities. The design analyze the products process, determine the plastics process parameter and injection-molding machine, determine the molds overall plan ,analyze and solve the molds overall structure and each wo
7、rking parts concrete structure, and carry on some essential size calculation and intensity examination. In addition, the design also analyze the parting surface、the gating system、the mold emptier and the temperature control system, complete the three-dimension model and two-dimension assembly drawin
8、g of the product. Finally, the processing flow char of core. To here, the design have completed each work which was requested by the mold design.Key words:Flush handle;Plastic mold;Injection molding;Injection-molding machine;Mold design。1 绪论1.1 前言随着塑料制品在机械、电子、汽车、家电、国防、建筑、农业等各行业中的广泛应用,对塑料模具的需求日益增加,塑料
9、模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品。 其生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍,上百倍。可以说,模具既是塑料成型加工的一种重要的工艺装备,同时又是原料及设备的“效益放大器”。模具生产的工艺水平和技术含量的高低,已成为衡量一个国家产品制造业技术水平高低的重要标志1。塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科,不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步,而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法,在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛应用,且生产的制件
10、具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点,有很大的市场要求和良好的发展前景。1.2 国内外现状分析及比较近年来,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。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,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、复合加工和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2。 虽然我国模
11、具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提高,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面: 1) 发展不平衡,产品总体水平较低。2) 工艺装备落后,且配套性不好,利用率低。 3) 大多数企业开发能力弱,创新能力明显不足。4) 供需矛盾短期难以缓解。5) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理。6) 信息化管理相对落后。1.3 塑料模具的发展趋势1)在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中,已有越来越多的用户将交货周期放在首位。2) 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。3) 在塑料模设计制造中全面推广应
12、用CAD/CAM/CAE技术,提高模具制造过程的自动化程度。4) 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。5) 开发新的塑料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。6) 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量十分必要。7) 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率,以提高模具质量,缩短模具制造周期。 8) 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。9) 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展,CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。10) 在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天,“绿
13、色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。1.4 设计思想本设计主要是基于二维CAD的注塑模具设计,从零件角度上考虑,此零件为ABS塑料,因所给冲水手柄零件的形状比较简单,无侧向凹、凸及侧孔和异型孔等且要求大批量生产并设计成一模多腔,故本设计采用的是单分型面注射模结构,浇注系统设计成非平衡式、浇口设计成矩形侧浇口并对浇口尺寸进行调节以实现浇注系统平衡。塑件的推出采用推杆推出机构实现,球头型拉料杆在分模时将主流道凝料自动掉出。而推出机构的导向及复位则分别选用复位杆和弹簧来实现。2 塑件成型工艺分析2.1 塑件(冲水手柄)分析该塑件是一冲水手柄,如图1所示为塑件零件图,该塑件材料为ABS(丙烯腈-丁
14、二烯-苯乙烯共聚物),塑件要求生产纲领为大批量生产。2.1.1 塑件的结构及成型工艺性分析(1)结构分析如下该塑件是一卫浴操作手柄,属中等壁塑件,整个塑件结构较为简单,产品件中无侧孔、侧凹等结构,故无需采用斜导柱侧向成型机构,采用直接分型即能使塑件方便脱模,保证制件的成型质量和较小的生产周期3。(2)成型工艺分析如下。 1)精度等级。目前我国颁布了工程塑料模塑塑件尺寸公差的国家标准标准(GB/T14486-1993)。模塑件尺寸公差的代号为MT,公差等级分为7级,每一级又可分为A、B两部分,其中A为不受模具活动部分影响尺寸的公差,B为受模具活动部分影响尺寸的公差(例如由于受到水平分型面溢边厚薄
15、的影响,压缩件高度方向的尺寸)。对于该冲水手柄件,因其未标注尺寸公差,故取其精度等级为MT5。图1 塑件零件图 Figure 1 Pieces of plastic parts 2)脱模斜度。由于塑件在冷却过程中产生收缩,因此脱模前会紧紧地包住型芯或型腔中的其他凸起部分。为了便于脱模,防止塑件表面在脱模时划伤,擦毛等,在设计时应考虑与脱模方向平行的塑件内外表面应具有一定的脱模斜度。塑件上脱模斜度的大小,与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件壁厚和几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大;形状越复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度;塑件高度越高、孔越深,则取较小的脱模斜度;壁厚增加,内
16、孔包住型芯,脱模斜度也应大些。脱模斜度一般不包括在塑件的尺寸公差范围内,在塑件图上标注时,内孔以小端为基准,斜度沿扩大方向取得;外形以大端为基准,斜度沿缩小方向取得。因ABS材料塑件推荐的脱模斜度值为:型芯取351,型腔取40120,故该冲水手柄的脱模斜度型芯取1,型腔取120。2.2 热塑性塑料(ABS)的注射成型过程及工艺参数2.2.1注射成型过程此处已删除7.1 各模板尺寸的确定7.1.1 A板尺寸 A板是定模型腔板,塑件高度是20mm,但在定模部分的型腔仅为SR5球面而定模型腔的嵌件高度为23,考虑到在定模板上还要开设冷却水道,冷却水道离型腔应有一定的距离,因此A板厚度取70mm,为3
17、50 mm400 mm70 mm,常采用55钢或Q235A制成,调质为230HB270HB。7.1.2 B板尺寸 B板是动模兼型芯固定板,用于固定型芯,导套等,固定板应有一定的厚度,并有足够的强度,其尺寸为350 mm400 mm90 mm,一般用55钢或Q235A制成,调质为230HB270HB。7.1.3 定模座板 定模座板是模具与注射机连接固定的板,材料为45钢,定位圈通过4个M6的内六角圆柱螺钉与定模座板相连,定模座板与浇口套为H8/f8配合,其尺寸为400 mm400 mm30 mm。7.1.4 垫块1)主要作用在动模板与动模座板之间形式推出,机构的动作空间,或是调节模具的总厚度,以
18、适应注射机的模具安装厚度要求,其尺寸为63 mm400 mm100 mm。2)结构形式可采用平行垫块或拐角垫块,该模具采用平行垫块。3)垫块材料垫块材料为Q235A,也可采用HT200,球墨铸铁等,该模具采用Q235A制造。4)垫块高度h校核h=h1+h2+h3+s+=5+20+25+40+3.5=93.5100 符合要求。 式中 h1-顶出板限位钉的厚度,该模具限位钉厚度为5mm; h2-推板厚度为20mm; h3-推杆固定板的厚度25mm; s-推出行程40mm; -推出行程富余量,一般为36mm,取3.5mm。7.1.5 动模座板 材料为45钢,其尺寸为400 mm400 mm30 mm
19、,其上注射机顶杆孔位40mm。7.1.6 推板材料为45钢,其尺寸为220 mm400 mm20 mm,用4个M6内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。7.1.7 推杆固定板材料为45钢,其尺寸为220 mm400 mm25 mm。8 合模导向机构的设计当模具采用标准模架时,因模架本身带有导向装置,一般情况下,设计人员只需按模架规格选用即可,若采用精密导向定位装置,则需由设计人员根据模具结构进行具体设计。8.1 导向机构总体设计1)导向零件应合理地均匀分布在模具周围或靠近边缘的部位,其中至模具边缘要有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱,导套后变形。2)该模具采用4根导柱,其布置为等直径不对称
20、布置3)为了保证分型面很好的接触,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。4)动定模板采用合并加工时,可确保同轴度要求。5)在合模时,应保证导向零件首先接触,避免型芯先进入型腔,导致模具损坏8。8.2 导柱设计1)该模具采用带头导柱,加油槽,如图9示。图9 导柱示意图Figure 8-1 guide column diagram2)导柱的长度必须比凸模端面高度高出6mm8mm。3)为使导柱能顺利的进入导向孔,导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。4)导柱的安装形式,导柱固定部分与模板按H7/k6配合,导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合。
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