随身听后盖注塑模毕业设计说明书.doc
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1、机电工程学院毕业设计说明书设计题目: 爱华RX118随身听后盖注塑模具设计 学生姓名: 谢小涛 学 号: 20063630111 专业班级: 模具0601 指导教师: 刘楠嶓 2009 年 6 月 14 日目 次1前言 11.1毕业设计的目的11.2毕业设计的内容12塑件的工艺分析 32.1塑件的材料32.2材料的成型特性3 2.3材料的性能指标及注射成型工艺参数32.4塑件的结构分析42.5塑件的尺寸精度和粗糙度53.塑件的体积和质量6 4.注塑机的选择7 4.1最大注射量 7 4.2锁模力 7 4.3注射机的校核 85.注射模具的设计95.1分型面的确定 95.2型腔的数目和布置 105.
2、3浇注系统的设计 11 5.4侧向分型与抽芯机构 13 5.5脱模机构的设计 175.6成型零件的设计 20 5.7合模导向和定位机构的设计 225.8支撑零部件的设计 235.9冷却系统的设计 245.10模架的选择24 6.模架的装配26 6.1模架的装配顺序 266.2开模过程分析 27设计结论28致谢30参考资料311. 前言毕业设计是在修完所有大学课程之后的最后一个环节,本次设计的课题是爱华RX118随身听后盖注塑模具设计,它是对以前所学课程的一个总结。本次毕业设计课题来源于生活,应用广泛,但成型难度大,模具结构较为复杂,对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理
3、解,同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练,通过独立完成毕业设计任务的全过程,培养了我的实践工作能力,能很好的达到学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来。另外,本次毕业设计还必须具备一定的计算机应用的能力,在毕业设计过程中都应结合毕业设计课题利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序,如利用Pro/E wildfire3.0软件进行塑件的3D造型、塑件的分模等,同时还具备必要的计算机绘图能力,如利用AutoCAD2
4、007软件进行二维图的绘制。1.1 毕业设计的目的1)通过毕业设计,巩固和深化我们这三年里所学的基本理论、基本知识和基本技能,提高我们综合应用的能力。2)通过毕业设计,树立实践工程的观点和正确的设计思想,获得解决专业范围内工程技术的相关经验、培养解决问题的能力。3)通过毕业设计,训练和提高我们的设计技能,包括搜集资料、学习资料和应用资料的能力;查阅设计手册和有关参考文献的技能;设计计算、绘图及编写技术文件的能力。由于本人能力有限,此次设计中难免有许多不正确和不足之处,望老师批评指正。1.2 毕业设计的内容模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需
5、要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。而塑料产品在生活中占有了很大的比例,注塑模具的应用就更为广泛。所以我们这次设计的重点就是有关塑料模的研究,以我们日常生活中比较常见的随身听后盖为塑件做一个塑料模,这样会加深我们对这方面知识的认识,在设计的前期,我们要做相关知识的准备,比如到注塑模具厂实地考察,了解注射机的型号,性能以及种类等,并对本课题的设计方案做出两套左右的设计方案进行分析对比,以确定最优方案。从而实现对随身听后盖的注射成型,顺利完成毕业设计。2. 塑件的工艺分析塑料制品的设计不仅要满足使用要求,而且要符合塑料的成型工艺特点,并且尽可
6、能使模具结构简单化。这样,成型工艺稳定,保证塑料制品的质量,又可降低成本。2.1 塑件的材料随身听后盖的材料是ABS,ABS具有良好的综合力学性能,无毒、无味、易燃烧、无自熄性。它具有较高的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降;有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。2.2 材料的成型特性ABS是无定形料,流动性中等,吸湿性大,必须充分干燥。所以在加工之前,应在8090温度下干燥至少干燥两个小时。在注射时宜取高料温、高模温,但料温过高又容易分解(分解温度为270),而塑件的精度要求较高,所以模温易取5060。模具的注射压力应在5001000bar,注射速度应
7、在属于中高速。模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小,浇口处外观不良,易发生熔接痕,应注意选择浇口位置、形式,顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹,但在热水中加热可消失。2.3 材料的性能指标及注射成型工艺参数 表2-1 ABS的性能指标密度 (Kg.dm-3) 1.131.14收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120体积电阻系数 cm 1013 击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60
8、Hz3.7 表2-2 ABS的注射成型工艺参数 注塑机类型: 螺杆式 喷嘴形式: 通用式 料筒一区 / 150170料筒二区 / 180190料筒三区 / 200210喷嘴温度 / 180190模具温度 / 5070注塑压/MP 60100保压 /MP 4060注塑时间/S 25保压时间 /S 510冷却时间/S 515周期 /S 1530后处理 红外线烘箱 温度/ (70) 时间/S (0.31)2.4 塑件的结构分析1.形状随身听后盖的结构较复杂,形状不对称,且有凸凹,侧壁有孔,需用侧抽芯结构来成型。2.壁厚各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度.一般
9、地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率;其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷.随身听后盖属薄壁件,故其壁厚在1.52之间。3.圆角在制品的转角处应尽可能采用圆弧过渡。这样可以避免应力集中,提高塑料制品的强度,改善制品的塑料流动情况及便于脱模,此次我一般选用R1R2的过渡圆角。塑件的结构图如下: 图2-1塑件结构图2.5 塑件的尺寸精度和粗糙度1.尺寸精度的选择:塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准,然而,在满足塑件使用要求的前提下,设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些,以便降低模具的加工难
10、度和制造成本。对塑件的精度要求,要具体分析,根据装配情况来确定尺寸公差,该塑件是一般用品,所以精度要求为一般精度即可,但是由于要保证两半壳体的闭合,所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些,对其要有公差配合要求,应选择高精度。影响塑料制品尺寸精度的因素很多,其主要因素是材料收缩和模具的制造误差。我选用收缩率范围较小的塑料,收缩率范围为0.50.8。塑料制品的上下偏差可根据制品的配合性质进行分配。2.塑件表面质量:模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素,通常要比塑件高出一个等级。该塑件要求对型腔抛光,所以对粗糙度的要求比较高。3. 塑件的体积和质量该产品材料为ABS,查书本得知其密度为1.
11、13-1.14g/cm3,收缩率为0.5。计算其平均密度为1.135 g/cm3,平均收缩率为0.55。使用PRO/E软件画出三维实体图,软件能自动计算出所画塑件的体积和质量。塑件体积为 22 cm3,塑件的质量为25g。4. 注塑机的选择4.1最大注射量 估算浇道凝料的体积为9,又因为模具是一模两腔,所以: 注射体积V总=222+9=53 3 总质量M总=35g根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即: 0.8V公V总 V公=V总/0.8 V公=53/0.8 =66.254.2 锁模力 F锁F胀=A分P型 =19586P型 =587580106 =587.58 kN式中F锁是注射机的
12、锁模力(N);A分是塑件和浇注系统在分型面上投影面积;P型是型腔压力,查塑料成型工艺与模具设计表5-2可得:P为30MPa。由上述两项计算和模架的闭模高度可以选出注塑机的型号为SZ-100/80。其主要技术参数查得如下表4-1所示:表4-1 SZ-100/80注塑机的技术参数螺杆直径/35锁模力/kN 800螺杆转速(r/min) 0200拉杆间距(HV)/(mmmm)320320理论注塑容量/3 100定位孔直径/mm100注塑压力/MPa 170定位孔深度/mm 10 注塑速率/(g/s) 95顶出行程/mm 80锁模力/kN 800顶出力/kN 15模具最小厚度/mm 170喷嘴伸出量/
13、mm 20模具最大厚度/mm 300喷嘴球半径/mm 1043 注射机的校核由于是按照最大注射量和锁模力来选择的,所以这符合要求,另模具的厚度为262mm,在此注塑机提供的最大最小模具厚度的范围内,开模行程为180mm,也在305mm范围内。故选用此注塑机合适。5. 注塑模具的设计5.1 分型面的确定分型面是决定模具结构形式的重要应素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系,并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则:(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处(2)确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模
14、,通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后在动模一侧(3)保证塑件的精度要求(4)满足塑件的外观质量要求(5)便于模具加工制造(6)对成型面积的影响(7)对排气效果(8)对侧向抽芯的影响根据分型面选择的原则,通过综合分析比较,确定以下的两个方案:单分型面和双分型面。方案一:双分型面结构:选用双分型面形式的优点:模具进料均匀、平稳。选用双分型面形式的缺点:增加模具的结构复杂性,增加模具的厚度,而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹,不符合模具的加工经济性。方案二:单分型面结构:选用单分型面的优点:使模具的结构简单化,减小模具的厚度,也节省了模具材料,且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离
15、也大大的缩短了。从以上的两个方案进行比较,由于随身听后盖的结构不对称,有凸凹,而且有一个定位的小台阶,故分型面建在此台阶上,该模具采用方案一(双分型面)。其分型面的结构如下图5-1所示: 图5-1 分型面结构图5.2 型腔的数目和布置1.型腔数目:可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素:(1)塑件的尺寸精度;(2)模具制造成本;(3)注塑成型的生产效益;(4)模具制造难度。考虑到该塑件是一般用品,这个产品是两个壳件的组合,由于该塑件形状较复杂,质量较小,且需要大批量生产所以模具采用一模两腔结构,平衡布置,浇口形式采用潜伏式浇口,这样不影响塑件外观。塑件质量
16、高,生产效率高。2.型腔的布置:型腔的排布与浇注系统布置密切相关,型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短,尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。经分析确定型腔的布置如下图5-2所示: 图5-2 型腔布置图5.3 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置,可以才用一模两腔,浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节,它对注塑成型周期和塑件质量(如外观,物理性能,尺寸精度)都有直
17、接的影响,设计时必须按如下原则:(1)型腔布置和浇口开设部位力求对称,防止模具承受偏载而造成溢料现象。(2)型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。(3)系统流道应尽可能短,断面尺寸适当(太小则压力及热量损失大,太大则塑料耗费大):尽量减少弯折,表面粗糙度要低,以使热量及压力损失尽可能小。(4)对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落,及分流道尽可能平衡布置。(5)满足型腔充满的前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料的耗量。(6)浇口位置要适当,尽量避免冲击嵌件和细小型芯,防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。1.主流道主流道是熔料注入模具最先经过的一段流道,其形
18、状、大小直接影响塑料的流动速度和填充时间,也是一端与注射机喷嘴相接触,另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其设计要点如下:(a)主流道设计成圆锥形,其锥角可取26,流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m,且加工时应沿道轴向抛光。(b)主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大12 mm;球面凹坑深度35mm;主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm;一般d=2.55mm。(c)主流道末端呈圆无须过渡,圆角半径r=13mm。(d)主流道长度L以小于60mm为佳,最长不宜超过95mm。(e)主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上;其材料常用T8A,热处理淬火后硬度5357
19、HRC。 图5-3 主流道2.分流道分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向作用,分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置,分流道的设计应尽可能短,以减少压力损失,热量损失和流道凝料。分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形,U形和六角形。要减少流道内的压力损失,希望流道的截面积大,表面积小,以减小传热损失,因此,可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率,其中圆形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脱模困难,所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状。3.冷料穴冷料穴一般位于主流道对面的动模板上,或处于分流道末端,其作用是存放料流前端的冷料,防止冷料进入型
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