毕业设计(论文)-喇叭固定圈注塑模具设计.doc
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1、喇叭固定圈注塑模具设计说明书设 计 题 目 :设 计 者:班 级:指 导 教 师:摘 要模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。塑料工业的飞速发展,对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求,能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。模具技术是融合机械工程、计算机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。本文中针对喇叭固定圈注射模具制定出合理的设计结构,其中包括成型部分及其零部件设计,浇注系统设计,脱模机构设计,冷却系统设计等。根据分析,设计了一套塑料注射模具,并对模具以及主要零件进行了CAD绘图。关键字:注射模具,
2、浇注系统,脱模机构,冷却系统全套设计请加 197216396或401339828目 录摘 要II目 录III第1章 前言1第2章 塑件的工艺分析22.1塑件的工艺性分析22.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析42.2.1结构分析42.2.3表面质量分析42.3 计算塑件的体积和质量42.4 注塑机的初选4第3章 分型面选择和浇注系统设计53.1 注射模具分型面的选择53.1.1 分型面的基本形式53.1.2 分型面选择的基本原则53.1.3 分型面的选择53.2 浇注系统的设计53.2.1 浇注系统的组成53.2.2 注射模具主流道的设计63.2.3 分流道的设计7第4章 成型零件的设计94
3、.1 模具型腔的结构设计94.2 型芯的结构设计104.3 成型零件的尺寸确定104.2 型芯的结构设计104.3 成型零件的尺寸确定11第5章 顶出机构的设计14第6章 冷却系统的设计16第7章 排气系统18第8章 成型设备有关参数校核18第9章 模具特点和工作原理19总 结20参考文献21第1章 前言塑料制品的成型是塑料成为具有实用价值制品的重要环节。塑料成型方法已达40多种。其中最重要的是注射,挤出,吹塑和压制等。它们几乎占了整个塑料成型的85%;其中注射尤为突出,占塑料成型的30%以上。注射模具成形是热塑性塑料成型的一种方法,几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型,有些热固性塑料也可以
4、用注射模塑成型。先进制造技术的发展使人们不再单纯地依赖产品图或产品样件来设计制作模具,逆向工程技术的应用使产品的图片、照片或影像资料,甚至产品模具本身,都可以作为模具的设计依据。逆向工程技术特别在消化、吸收国外先进模具技术方面具有突出的优势, 由此还带来设计思路上的变化,有时可以先设计模具型腔,然后据此再完善产品设计图样。21第2章 塑件的工艺分析该塑件是喇叭固定圈产品,其零件图如图所示。生产类型为大批量生产。图2.1 喇叭固定圈图2.1塑件的工艺性分析该材料为ABS,选择材料:ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物塑料分析:()、
5、基本特性:是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性,使具有良好的综合力学性能。丙烯腈使有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度,丁二烯使坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味,呈微黄色,成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05/cm。ABS有极好的抗冲击强度,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。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。AB
6、S有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高,连续工作温度为70度左右,热变形温度约为93度左右。耐气侯性差,在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同,其性能也略有差异,从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。(2)、主要用途 ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池、冷藏库和冰霜衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等,还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零
7、部件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。(3)成型特点:ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060度,要求塑件光泽和耐热时,应控制在6080度。ABS的注塑工艺参数1、注塑机类型:螺杆式7、保压力5070MP2、喷嘴形式直通式8、注射时间35s3、螺杆转速(r/min)30609、保压时间1530s4、喷嘴温度180190C10、模具温度5
8、0705、成型温度 C料筒:前200210中210230后18020011、冷却时间1530s6、注射压力7090 MP12、成型周期4070s塑件精度要求,塑件工作要求不高,故选普通精度:级2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结构分析从零件图上分析,该零件总体形状为圆形。因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2尺寸精度分析2mm,壁厚均匀,,在制件的转角处设计圆角,防止在此处出现缺陷,由于制件的尺尺寸中等。2.2.3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,注塑时在工艺控制得较好的情况下
9、,零件的成型要求可以得到保证.2.3 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=46.87cm计算塑件的质量:根据设计手册可查得ABS的密度为=1.06kg/dm塑件质量:M=V50g(通过3D软件测量得到)2.4 注塑机的初选根据塑件的计算重量或体积,选择设备型号规格,确定型腔数当未限定设备时,须考虑以下因素:采用一模两件的模具结构,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XSZY125型。第3章 分型面选择和浇注系统设计3.1 注射模具分型面的选择3.1.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定,但大体上有
10、平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。3.1.2 分型面选择的基本原则选择分型面的基本原则:(1)保持塑料外观整洁;(2)分型面应有利于排气;(3)应考虑开模是塑料留在动模一侧;(4)应容易保证塑件的精度要求;(5)分型面应力求简单适用并易于加工;(6)考虑侧向分型面与主分型面的协调;(7)分型面应与成型设备的参数相适应;(8)考虑脱模斜度的影响11。3.1.3 分型面的选择1、确定成型位置由于塑件结构简单,所以不用设计小型心,型腔直接开设在定模板和中间板上.采用两排各8个型腔分布.2、确定分型面采用单分型面注射模,从AA分型面一次分型,如下图所示:图3.1 分
11、型面3.2 浇注系统的设计3.2.1 浇注系统的组成浇注系统是将熔融的塑料从成型设备喷嘴进入模具型腔所经的通道,它包括主流道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统应注意以下几项原则12。(1)根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。(2)根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素,并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。(3)应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把,以节省原料,提升注射效率。(4)应根据所选用塑件的成型性能,特别是它的流动性能,选择浇注系统的截面积和长度,并使其圆滑过渡以利于物流的流动。3.2.2 注射模具主流道的设计主流道是熔融塑料由成型设备喷嘴先经过的部位,
12、它与成型设备喷嘴在同一轴心线上。由于主流道与熔融成型设备喷嘴反复接触、碰撞,一般浇口不直接开设在定模上,为了制造方便,都制成可拆卸的浇口套,用螺钉或迫合形式在定模板上13。(1)主流道的设计主流道是指浇注系统中从成型设备喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响,因此,必须使熔体的温度降和压力损失最小。(2)主流道尺寸在卧式或立式成型设备上使用的模具中,主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出,主流道设计成圆锥形,其锥角 为26。小端直径d比成型设备喷嘴直径大0.5mm1 mm。由于小端的前面是球面,其深度
13、为3mm5 mm,成型设备喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1mm2mm。流道的表面粗糙度值Ra为0.08 。(3)主流道浇口套主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造,热处理淬火硬度53HRC57HRC。浇口套的材料应选用优质钢T8A,并应进行淬火处理,为了防止成型设备喷嘴不被碰撞而损坏,浇口套的硬度应低于成型设备喷嘴的硬度。为了便于浇注凝料从主流道中取出,主流道采用为36左右的圆锥孔。浇口套于成型设备的喷嘴头的接触球面必须吻合,由于成型设备喷嘴是球面,半径是固定的,所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出,应使浇口套端面的凹球
14、面与成型设备喷嘴端的凸面接触良好,圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径,球面与主流道孔应以清角连接,不应有倒拔痕迹。为了便于浇注凝料从主流道中取出,主流道采用为36度左右的圆锥孔,对流动性较差的塑料也可取得稍大一些,但过于大则容易引起注射速度缓慢,并容易形成涡流。浇口套与塑料注射区直接接触时,其出料端端面直径应尽量选得小些。浇口套于成型设备的喷嘴头的接触球面必须吻合,由于成型设备喷嘴是球面,所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出,应使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴端的凸面接触良好,圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径,球面与主流道孔应以清角连接,不应有倒拔痕迹,以保证主流道凝料顺利脱模
15、14。定位环是模体与成型设备的定位装置,它保证浇口套与成型设备的喷嘴对中定位,定位环的外径应与成型设备的定位孔间隙配合。浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。成型设备SZ-63400的喷嘴球半径为18 mm,喷嘴孔径为2 mm。所以要使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴的端凸球面接触良好,凹球面半径取19 mm,圆锥孔的小端直径则应大于喷嘴口内径,取3 .2mm,如图3.2。图3.2 浇口套主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能顺利从浇口中拔出,主流道设计成圆锥形,其锥角为 3。小端直径d比成型设备喷嘴直径大0.51mm。由于小端的前面是球面,其深度为35mm,取值为5mm,成型设备喷嘴的
16、球面在该位置与模具接触并且贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面大12mm。3.2.3 分流道的设计分流道是将熔融塑料从主流道截面及其方向的变化,平稳进入单腔中的进料浇口或主流道进入多腔的浇口的通道,它是主流道与浇口的中间连接部分,起分流和转换方向的作用,通常分流道设置在分型面的成型区域内。在注射过程中,熔融的塑料在流经分流道时,应是它的压力损失以及热量损失最小,而以分流道中产生的凝料最少为原则,分流道的设计要点总体归纳如下:分流道的形状要考虑分流道的截面积与其周边长度的比最大为好,这样可以减少熔料的散热面积和摩擦阻力,减少压力损失。 在可能情况下,分流道的长度应尽量的短,以减少压力损失,避免
17、模体过大影响成本,在多型腔模具中和型腔的分流道长度尽量相等,以达到注射大时压力传递的平衡,保证塑料尽可能同时均匀的充满各个型腔。在有些情况下分流道长度不能相等时,则应在浇口处作必要的补救措施,如果分流道较长时,应在其末端设置冷料穴,放置冷料和空气进入模腔15。在满足注射成型工艺的前提下,分流道的截面积应尽量的小,但分流道的截面积过小会降低注射速度,使填充时间延长,同时可能出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑件缺陷,而分流道过大则增大冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短,才不影响注射时的效率。因此在设计时应采用较小的截面积,以便于在试模是为不要的修正留有余地。分流道和型腔的分布是排列紧凑,距离合理,应
18、采用轴对称或中心对称,使其平衡,尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心相重合。在分流道上的转向次数尽量少,在转向处应圆滑过渡,不能有尖角,这些都是为了减小压力损失,有利于物料的流动。当分流道设在定模一侧或分流道延伸较长时,应在浇口附近或分流道的交叉处设置钩料杆,以便于在开模时在钩料杆的作用下首先从定模中拉出分流道的凝料,并与塑料一起顶出。分流道的内表面不必要求很光,一般表面粗糙度取1.6m即可,这样可以在分流道的摩擦阻力下使料流外层的流动小些,使其分流道的冷却皮层固定,有利于熔融塑料的保温。在总体分布中,应综合考虑冷却系统的方式和布局,并留出
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