毕业论文-鼠标注塑模设计.pdf
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1、XXXXX大学系 别 机电工程系_班 级 机械制造与自动化姓 名_学 号_课题名称 鼠标注塑模设计_指导老师目录目录.2摘要.4一、绪论.5二、概述.7三、塑件工艺分析.73.1 塑件材质工艺性.73.2 塑件工艺性分析.83.3 成型工艺性.9四、确定型腔数目.9五、确定分型面.10六、浇注系统的设计.126.1 确定浇口形式及位置.136.1.1 浇口的形式.136.1.2 浇口的选择要点.136.1.3 侧浇口尺寸.136.2 初步设计主流道及分流道形式和尺寸.146.2.1 主流道.146.2.2 分流道.156.3 型腔位置的排布.16七、确定型腔、型芯工作部分的尺寸.177.1成型
2、零件工作尺寸的计算.17八、模架的选用.208.1 初选注塑机.208.2 注射压力和锁模压力.218.2.1 注射压力.218.2.2锁模力.218.3 塑料注射机参数.228.4 选用标准模架.238.5 注射喷嘴与模具主流道衬套.238.6 注塑机相关参数的校核.248.6.1 注塑压力的校核.248.6.2 锁模力的校核.248.6.3 模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核.248.6.4 开模行程和塑件推出距离的校核.25九、其它机构设计.259.1冷料穴和拉料杆的设计.259.2排气系统的设计.269.3推件板推出机构的设计.269.4推杆推出机构.279.5冷却系统的设计.28十、
3、装配图及工艺卡.2810.1 按要求完成装配图.2810.2 填写塑料零件的注射工艺卡.2810.3 调试.31十一、设计小结.32摘要这次设计主要是针对鼠标的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终 设计出一副注塑模。该论文从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的注 射系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数 的校核、都有详细的设计。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求 的加工工艺。根据题目设计的主要任务是鼠标注塑模具的设计。也就是设计一副 注塑模具来生产鼠标塑件产品,以实现自动化提高产量。由于塑件无卡勾,不需 要侧抽装置但会使模具结构复杂,所
4、以采用顶杆可以起顶出作用。其优点在于简 化机构,使模具外形缩小,大大降低了模具的制造成本。通过模具设计表明该模 具能达到鼠标的质量和加工工艺要求。关键词塑料模具鼠标模具Abstract This project mainly aimed at the mouse Through the analysis and comparison of the plastic product,the plastic mold was designed.This topic came from the technology capability of product,the structure of the
5、mold embarks,the pours system,the injection molding system and the related parameter examination,the mold took shape the partial structures,the against system,the cooling system all had the detailed design,at the same time,the processing craft of the mold were simply established.Through the entire p
6、rocess of the design indicated this mold can achieve the processing craft which the plastic lid requested.Key words plastic mold lid mold一、绪论模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又 是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为点铁成金的磁力 工业美国工业界认为模具工业是美国工业的基石;德国则认为是所有工业 中的关键工业;日本模具协会也认为模具是促进社会繁荣富裕的动力,同时 也是整个工业发展的秘密,是进入富裕社会的原动力。
7、日本模具产业年产值 达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具 工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。现化模具工业已从传统的劳动密集产业转变为一个技术密集、人才密集和资 本密集的产业。加入WTO后,模具企业为了参与激烈的市场竞争,不仅重视人 才的开发和培训,广泛使用新技术,努力提高自己的模具技术水平。在激烈的竞 争中发展起来的现代模具企业,其重要特征表现如下:(1)以计算机为中心。计算机技术的广泛使用,使现代模具企业的首要特征 是以计算机为中心。计算机是整个企业最活跃、最核心,最需要投资以及更新最 快的部分(其软件每2-3年、硬件每3-5年更新一次)。以计算机为
8、中心建立起 来的计算机辅助设计、计算机辅助工程以及计算机辅助制造(CAD/CAE/CAM)是企业的生产主线,并向集成化、网络化、智能化方向发展。(2)模具设计水平高。现代模具企业都广泛采用计算机辅助技术、人工智能技术 进行设计决策、模拟分析和优化设计。同时,数据库和计算机网络技术应用使设 计师可以在更大范围内共享设计资料、信息、资源和展开合作,使其现代模具设 计的总体水平上升到一个前所未有高度。现代模具有的还要求有控压、控温等功能,甚至要求提供某些测量元件。在模具 标准化、通用化、典型化程度很高的情况下,各模具企业都利用自己的某些专长 设计制造模具,在激烈的竞争中求发展。(3)生产设备先进。现
9、代模具的加工,更多地依靠各种自动化程度较高的高精度、高效率机床。从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与检测,必须设备齐全,配套合理。其中,数控加工设备所占比重比较大,以适应单件或 小批量复杂模具的生产。同时,数控加工设备也是模具CAD/CAE/CAM的基础,有助于实现模具制造的全自动加工。(4)供货期短。现代模具对短交货期的要求日益迫切,模具的交货期限已从传统 的几个月向几十天、十几天甚至数小时发展,这些是传统制模方法所不能达到的。模具设计已从人工经验设计方式转化为依靠计算机辅助设计的方式。广泛采 用模具CAD/CAE/CAM技术,使模具设计、计算机分析、生产装备、数控加工、检
10、验、试模等工作一体化,设计数据直接经过网络和数据库管理系统传递到各个 生产部门,大大缩短模具生产周期。此外,成形过程计算机模拟,并行工程、人 工智能,快速原型制造等先进制造技术的应用,以及模具标准化、专业化生产等 也为缩短供货期起了重要作用。二、概述该塑件是鼠标,见图所示。本塑件的材料采用ABSo生产类型为大批量生 产。其结构简单,采用侧浇口进料,本塑件结构紧凑,属于中小型塑件,可以采 用一模两腔模注射方法从而降低成本,提高效率。本论文对所设计鼠标注射模具 进行阐述。图2.1产品图三、塑件工艺分析3.1 塑件材质工艺性塑料制件为鼠标,材料为ABS,收缩率为0.4%0.7%,盖身壁厚为2mm,批
11、量生产。分析塑件工艺性能,设计其模具,编制模具零件的加工工艺。ABS丙烯脯-丁二烯-苯乙烯共聚物: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 的条件为8090摄氏度下最少干燥2个小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度:210280摄氏度;建议在245摄氏度。注射速度:中高速度。化学和物理特性:ABS是由丙烯睛、丁二烯三种化学单体合成。每种单体都是具有不同特性:丙烯睛有高强度、热稳定性及化淡稳定性;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。从形态看ABS是非结晶性材料。三种单 体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯
12、-丙烯睛的连续相,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。这就可以在主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。ABS的成型性能:ABS塑料成型性较好。它的流动性较好,成型收缩率小;ABS塑料比热容较低,在料筒中塑化效率高,在模具中凝固也较快,模塑周期 短。但是ABS吸水性大,成型前必须充分干燥,表面要求炮泽的制品应进行较 长
13、的时间干燥。由文献1中表2得:密度(kg.dm-3)比体积dm3 kg吸水率收缩率热变形温度熔点1.02-1.160.86-0.980.20.40.40.7901081301603.2 塑件工艺性分析1)、塑料制件尺寸较大,并要进行包装,一般精度等级就可,为降低生产成 费用,采用一模四,并对制品进行后加工。2)、制品成型采用侧浇口,因为加工比较容易且易保证加工的精度。3)、为了方便加工和热处理,型腔和型芯部分采用的是组合结构。3.3 成型工艺性查模具设计与制造简明手册P.280表2-31常用塑料注射成型工艺参数:塑料注射成型工艺参数预热和干燥温度80-120时间1-2小时料筒后段温度180-2
14、00 中段温度210-230前段温度200-210模具温度25-70注射压力70-90MPa注射时间3-5s保压时间15-30s冷却时间15-30s总周期40-70s螺杆转速30-60r/min需后处理塑件的工作条件对精度要求较低,根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级 为4级精度(查阅塑料成型工艺与模具设计P66表3-8)。经计算得塑件的底面积为:S塑二1400皿1)2塑件的尺寸为:214.3mm*65mm*25.2mm四、确定型腔数目确定型腔数目:根据塑料件的生产批量及有关尺寸精度要求采用初定一模二腔。塑料件体积V 53.86cm由文献1表6-1塑料ABS的密度为1.021.05(一般注塑
15、机用的塑料 的密度为1.05 g/cm3)o所以一个制品的重量为:饵=53.86x1.05。57g图4.1型腔排布五、确定分型面分型面位置的确定分型面为了塑料制品的脱模和安放嵌件的需要,模具型腔由两个部分或与更 多部分组成的,这些可以分离部分的接触表面称为分型面。分型面的形状有平面、斜面、阶梯面、曲面。如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置、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
16、:a)保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则,因为我们设置分型面的目的,就是为了能够顺利从型腔中脱 出制品。根据这个原则,分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上,最好在一个 平面上,而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势,不应有影 响脱模的凹凸形状,以免影响脱模。b)使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响:1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工,型腔越深加工时间越长,影响模具生产周期,同时增加生产成本。2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深,动、定模越厚。一方面加工 比较困难;另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制,故型腔深度 不宜过大。
17、3)型腔深度越深,在相同起模斜度时,同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大,若要控制规定的尺寸公差,就要减小脱模斜度,而导致塑件脱模困难。因此在选 择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。c)使塑件外形美观,容易清理尽管塑料模具配合非常精密,但塑件脱模后,在分型面的位置都会留有一圈 毛边,我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除,但仍会在塑件上留下痕 迹,影响塑件外观,故分型面应避免设在塑件光滑表面上。d)尽量避免侧向抽芯塑料注射模具,应尽可能避免采用侧向抽芯,因为侧向抽芯模具结构复杂,并且直接影响塑件尺寸、配合的精度,且耗时耗财,制造成本显著增加,故在万 不得己的情况下才能使用e)使分型面容易加工分型
18、面精度是整个模具精度的重要部分,力求平面度和动、定模配合面的平 行度在公差范围内。因此,分型面应是平面且与脱模方向垂直,从而使加工精度 得到保证。如选择分型面是斜面或曲面,加工的难度增大,并且精度得不到保证,易造成溢料飞边现象。f)使侧向抽芯尽量短抽芯越短,斜抽移动的距离越短,一方面能减少动、定模的厚度,减少塑件 尺寸误差;另一方面有利于脱模,保证塑件制品精度。g)有利于排气对中、小型塑件因型腔较小,空气量不多,可借助分型面的缝隙排气。因此,选择分型面时应有利于排气。按此原则,分型面应设在注射时熔融塑料最后到达 的位置,而且不把型腔封闭。综上所述,选择注射模分型面影响的因素很多,总的要求是顺利
19、脱模,保证 塑件技术要求,模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后,可能会存在 某些缺点,再针对存在的问题采取其他措施弥补,以选择接近理想的分型面。塑 件的分型面(产品的最大轮廓处)。图5.1分型面六、浇注系统的设计浇注系统的设计浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑 件成型过程中充模和补料两个重要阶段,对塑件质量关系极大。浇注系统是指从 注塑机喷嘴进入模具开始,到型腔入口为止的那一段流道。普通模具的浇注系统 由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。6.1 确定浇口形式及位置6.1.1 浇口的形式浇口的形式众多,通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、
20、轮 辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。鉴于吊钩的具体结构,选 择点浇口。6.L2浇 口的选择要点浇口的尺寸用位置选择应避免发生的破裂而产生喷射和蠕动;浇口的位置有利于流动、排气、和补料;浇口的位置应使流程最短、料流娈向最少并防止型芯变形;浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度;浇口位置应考虑到定向作用对塑件性能的影响。综上所述制品成型采用侧浇口,因为加工比较容易且易保证加工的精度。6.1.3 侧浇口尺寸侧浇口设于制品的侧端面,其截面形状一般为梯形、半圆形,这种浇口的优 点是加工容易,容易保证浇口的加工精度。一般侧浇口的厚度为0.51.5mm这,宽度为1.55mm,浇口长度
21、为1.52.5mm侧浇口尺寸也可以用如下经验公试来 计算。h=nt30式中L制品厚度N 材料系数,见下表图表常用树脂的材料系数树脂的名称材料系数树脂的名称材料系数PS,PE0.6PVCA,PMMA,PA0.8POM,PC,PP0.7PVC,ABS0.9经过计算h=lmm b=2mm6.2 初步设计主流道及分流道形式和尺寸浇注系统由主流道、分流道、浇口及冷料井组成。从注塑机喷嘴至模具型腔 的熔融树脂流路称为流道,其浇口套内树脂流路称为主流道,其余的部分称为分 流道。6.2.1 主流道主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑 料的溢出,凹坑球半径比喷嘴球头半径大l-2mm
22、;主流道小端直径应比喷嘴孔 直径约大0.5-lmm,常取4-8mm,视制品大小及补料要求决定。大端直径 应比分流道深度大1.5mm以上,其锥角不宜过大,一般取2。6。内壁的粗糙 度Ra本设计取0.4um,圆锥角本设计取3.5度。其大端的一侧一般设置主流道规格见下表,其中为D主流道出口直径,d为 主流道入口直径。本设计由材料为ABS及下面设计的注塑机型号(制品较小即 可以选择注塑量为80g以下)可以选择。一般采用的主流道规格表树脂小型制品(注塑量80g以下)中型制品(注塑量80340g以下)大型制品(注塑量340g以 下)dDdDdDPS2.543638PE2.543637ABS2.553748
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