照相機前蓋的注塑模具設(shè)計及工藝-抽芯塑料注射模含11張CAD圖
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照相機前蓋的注塑模具設(shè)計及工藝摘要本次的畢業(yè)設(shè)計是照相機前蓋的注塑模的設(shè)計,依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定為單分型面?zhèn)葷部?。根?jù)注塑的額定注塑量我們可以確定模具的型腔為一模2腔,排列方式為直線對稱排列,制件有側(cè)孔,無法直接脫模,所以我們需要設(shè)計側(cè)抽芯機構(gòu),利用斜導(dǎo)柱帶動滑塊來完成側(cè)孔的橫向抽芯,最后當主流道余料全部被拉出后,再利用推桿推出機構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件比較大,所以需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)對制件進行局部冷卻,防止制件發(fā)生翹曲變形。關(guān)鍵詞:注塑模;單分型面;一模2腔。IIIAbstractThis graduation design is the design of the camera front cover injection mold, based on process performance and to determine the number of plastic products for single parting surface side gate. According to the rated the injection quantity and injection we can determine the mold cavity as a mold 2 cavity, the arrangement of linear symmetrical arrangement, parts with side holes, can not be directly release, so we need to design of side core pulling mechanism, lateral core pulling the slanted guide pillar drives the sliding block to complete the side hole, when more than the mainstream the material is pulled out, the rod with the agency to complete the introduction of plastic parts. Because the plastic is relatively large, so it is necessary to design the cooling system to prevent the local cooling parts, parts warpage.Keywords: single parting surface injection mold; a mold with 2 cavities.目 錄摘要IAbstractI緒論1第一章 塑料制件的分析31.1 成型塑料件的工藝性分析31.2 成型塑件的材料分析41.2.1 ABS塑料主要的性能指標:41.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):5第二章 塑件成型的基本過程6第三章 注塑設(shè)備的選擇73.1估算塑件體積質(zhì)量73.2 注塑機的選擇8第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計算9第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計155.1澆口套的選用155.2冷料井的設(shè)計155.3分流道的設(shè)計165.4分流道的布置165.5澆口設(shè)計18第六章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計206.1導(dǎo)柱的設(shè)計206.2 導(dǎo)套的設(shè)計21第七章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計23第八章 側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計248.1抽拔距的計算248.2斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式248.3 鎖緊楔形式268.4 斜導(dǎo)柱的受力分析及強度計算26第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計279.1排氣系統(tǒng)279.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計27第十章 繪制裝配圖29第十一章 注射機的校核3111.1 注射量的校核3111.2 鎖模力的校核3111.3注射機安裝模具部分的尺寸校核31結(jié)束語33致謝34參考文獻35附錄371產(chǎn)品網(wǎng)格劃分382 型腔的布置和設(shè)計383 澆注系統(tǒng)的設(shè)計394 注塑工藝參數(shù)的設(shè)定405 模擬結(jié)果分析41緒論模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備,是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)備,是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用,是工業(yè)發(fā)展的基石,被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備,是工業(yè)化國家實現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說,沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。 塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用,應(yīng)用極其廣泛。注射成形是成形熱塑件的主要方法,因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化,使之成為高黏度的流體,用柱塞或螺桿作為加壓工具,使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中,經(jīng)過冷卻、凝固階段,而后從模具中脫出,成為塑料制品。塑料注射成形工藝的最大特點是復(fù)制,能夠復(fù)制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品,是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設(shè)備上投入較大,但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大,實屬一種經(jīng)濟快捷的生產(chǎn)方式,因此得到廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。 模具在我國的發(fā)展歷程過去在我國工業(yè)中,模具長期未受到重視。改革開放以來,塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進入大批量生產(chǎn),模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要,塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,質(zhì)量要求也越來越高。當今社會的進步和發(fā)展,使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質(zhì)的需求,然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來,因此,模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來越緊密,如我們使用的電腦、手機、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。在塑料制品的生產(chǎn)中,高質(zhì)量的模具設(shè)計、先進的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展,取得了巨大進步,但是我們也要清醒地看到,我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多,這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大;我們的企業(yè)技術(shù)裝備還比較落后,勞動生產(chǎn)率也較低;模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標準化程度也不夠高;模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主,技術(shù)含量較低,高中檔模具多數(shù)要依靠進口,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)很重;人才緊缺,管理滯后的狀況依然突出,等等??梢?,我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠。 前景展望我國進入實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期,模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關(guān)鍵時期。在這一時期,模具行業(yè)的主要任務(wù)是,在黨中央關(guān)于把我國建設(shè)成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下,進一步推進改革,調(diào)整結(jié)構(gòu),開拓市場,苦練內(nèi)功,提升水平,使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平,振興我國裝備制造業(yè),為實現(xiàn)把我國建設(shè)成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗。41第一章 塑料制件的分析1.1 成型塑料件的工藝性分析工件的尺寸和形狀如下圖: 圖1.11.2 成型塑件的材料分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明,是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油,耐熱,耐化學(xué)腐蝕,丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性,韌性;苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強,但原料要干燥,它的塑件尺寸穩(wěn)定性好,塑件盡可能偏大的脫模斜度。ABS無毒、無味、呈微黃色,成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑,但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性,易與成型加工,經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高,連續(xù)工作溫度為70C左右,熱變形溫度為93C左右,且耐氣候性差,在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高,所以成型壓力高,故塑件上的脫模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前應(yīng)進行干燥處理;ABS易產(chǎn)生熔接痕,模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力;在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。1.2.1 ABS塑料主要的性能指標:使用注射成形塑料制品時,由于其熔體黏度較高,所需的注射成形壓力較高,因此塑件對型芯的包緊力較大,故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高,使制品易產(chǎn)生熔接痕,所以模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少系統(tǒng)對料流的阻力。易吸水,成形加工前應(yīng)進行干燥處理。在正常的成形條件下,制品的尺寸穩(wěn)定性較好。密度(Kg.dm-3) 1.131.14收縮率 % 0.30.8熔 點 130160熱變形溫度 45N/cm 6598彎曲強度 Mpa 80拉伸強度 MPa 3549拉伸彈性模量 GPa 1.8彎彈性模量 Gpa 1.4壓縮強度 Mpa 1839缺口沖擊強度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286體積電阻系數(shù) cm 1013擊穿電壓 Kv.mm-1 15介電常數(shù) 60Hz3.71.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):注塑機類型:螺桿式噴嘴形式: 通用式料筒一區(qū) 150170料筒二區(qū) 180190料筒三區(qū) 200210噴嘴溫度 180190模具溫度 5070注塑壓 60100保壓 4060注塑時間 25保壓時間 510冷卻時間 515周期 1530后處理 紅外線烘箱溫度(70)時間(0.31)第二章 塑件成型的基本過程注塑成型是把塑料原料(一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒)放入料間當中,經(jīng)過加熱溶化使之成為高粘度的流體-熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具,使得熔體通過噴嘴以較高的壓力(約2085mpa)溶入模具的型腔中經(jīng)過冷卻、凝固階段,而后從模具中脫出,成為塑料制品。a 塑化過程現(xiàn)代式的注射機基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備,塑料原粒(稱為物料)自從送料斗以定容方式送入料筒,通過料筒外的點加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱,使物理熔化達到一定的溫度后即可注射,注射動作是由螺桿的推進來完成的。b 充模過程熔體自注射機的噴嘴噴出來后,進入模具的型腔內(nèi),將型腔內(nèi)的空氣排出,并充滿型腔,然后升到一定壓力,使溶體的密度增加,充實型腔的每一個角落。充模過程是注射成型的最主要的過程,由于塑料溶體的流動是非牛頓流動,而且粘度很大,所以在壓力損耗,粘度變化,多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量,因此充模過程的關(guān)鍵問題-澆注系統(tǒng)的設(shè)計就成為注射模具設(shè)計過程的重點,現(xiàn)代的設(shè)計方法已經(jīng)運用了計算機輔助設(shè)計以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計中疑難問題。c 冷卻凝固過程熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換過程,即: 塑化注射充模固化成型 加熱理論上絕熱散熱熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量,模具設(shè)計時,散熱交換也要充分考慮,在現(xiàn)代設(shè)計方法中也采用了計算機輔助設(shè)計來解決問題。d 脫模過程塑件在型腔內(nèi)固化后,必須采取機械的方式把它從型腔內(nèi)取出,這個動作由脫模機構(gòu)來完成。不合理的脫模機構(gòu)對塑件的質(zhì)量影響很大,但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的,必須采用最有效和最好的脫模方式。因此,脫模機構(gòu)的設(shè)計也是注射模具設(shè)計的一個主要環(huán)節(jié),由于標準化的推廣,許多標準化的脫模機構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。由a至d形成了一個循環(huán),就完成了一次成型乃至很多塑件第三章 注塑設(shè)備的選擇3.1估算塑件體積質(zhì)量建模,三維零件設(shè)計利用UG軟件。進行三維實體建模,并可直接通過軟件進行測量圖3.1 體積說明V=20.5cm 3.2 注塑機的選擇根據(jù)實際情況,注塑機的實際注塑量是理論注塑量的80左右。即有V s a V1式中:V1理論注塑容量,cm3 ; VS實際注塑容量,g ;a注塑系數(shù),一般取值為0.8。經(jīng)計算可得 實際注塑量V=220.5mm41cm根據(jù)以上計算模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-40選擇注射機XS-ZY-125螺桿式注射機,其參數(shù)如下:額定注射量:125螺桿直徑:42mm注射壓力:150Mpa鎖模力:900KN模板行程:300mm模具最大厚度:300mm 模具最小厚度:200mm模板尺寸:450420mm拉桿空間:260290mm定位孔直徑:100mm合模方式:液壓機械 第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計算該塑件的材料ABS是一種收縮范圍較大的塑料,因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。查手冊得的收縮率為0.3%0.8 %,故平均收縮率為 0.5%。公差數(shù)值表5.9-11基本尺寸精 度 等 級 公 差 數(shù) 值1-精度等級表,精度尺寸的選用2-3、5類別塑件種類建議采用的精度等級高精度一般精度低精度根椐塑件的要求,由以上兩表可查得:該塑件可按精度等級為級精度選取。此產(chǎn)品采用4級精度,屬于一般精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間,凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到ITIT級,綜合參考,相關(guān)計算具體如下:型腔凹模尺寸計算:(相關(guān)公式參見塑料制品成型及模具設(shè)計第79-80頁)圖4.1 型腔(一)型腔徑向尺寸的計算:L+z =(1+Scp)LS-3/4+z 式(4.1) L凹模徑向尺寸(mm)LS塑件徑向公稱尺寸(mm)Scp塑料的平均收縮率()塑件公差值(mm)z 凹模制造公差(mm)由:LS1=70 mm Ls2=100 mm 又查表知4級精度時塑件公差值 1= 0.38mm 2= 0.44 mm實踐證明:成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/31/4,因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/31/4。為了保持較高精度選1/4。由于: z= 1/4 得: z1=1/40.22=0.095 mm z2=1/40.30=0.11 mm則: L1+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.5%)70-3/40.38+0.095 =70.065+0.095 mm L2+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.5%)100-3/40.44+0.11=100.17+0.11 mm(二)型腔深度尺寸的計算:凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法: H+z =(1+Scp)LS-2/3+ z 式(4.2)H凹模深度尺寸(mm)z凹模深度制造公差(mm)其余符號同上由:HS1=20 mm HS1=25 mm 取4級精度時1=0.20 mm 1=0.24 mm 由z=1/4得: z1=0.05 mm z1=0.06 mm 則:H1+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.5%)20-2/30.2+0.05 =19.994+0.05 mmH1+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.5%)25-2/30.24+0.06 =24.965+0.06 mm型芯凸模尺寸計算:(相關(guān)公式參見塑料制品成型及模具設(shè)計第79-80頁)圖4.2 型芯1) 型芯徑向尺寸的計算運用平均收縮率法:Lz =(1+Scp)LS+3/4 z 式(4.3)L 型芯徑向尺寸(mm)z 型芯徑向制造公差(mm)其余符號同上由:LS1=67mm LS2=97 mm 取4級精度時1=0.38 mm 2=0.44 mm由z=1/4得:z1=0.095 mm z2= 0.11 mm 則:L1z =(1+Scp)LS+3/4z =(1+0.5%)67+3/40.380.095 =67.620.095 mmL2z =(1+Scp)LS+3/4z =(1+0.5%)97+3/40.440.11 =97.8150.11 mm2) 型芯高度尺寸的計算運用平均收縮率法: Hz =(1+Scp)LS+2/3z 式(4.4)H型芯高度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm)其余符號同上由:H1=18.5 mm H=23.5 mm 取4級精度時 1=0.2 mm 1=0.2 mm 由z=1/4得:z1=0.05 mm z1=0.05 mm 則:H1z =(1+Scp)LS+2/3z =(1+0.5%)18.5+2/30.20.05 =18.6980.05 mmH1z =(1+Scp)LS+2/3z =(1+0.5%)23.5+2/30.20.05 =23.7230.05 mm第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1澆口套的選用主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸,易磨損,對材料要求較嚴格,因而盡管小型注射??梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設(shè)計成一個整體,但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計,以便于拆卸更換。同時,也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼(T8A或T10A),熱處理淬火表面硬度為5055HRC,澆口套屬于標準件,在選夠澆口套時應(yīng)注意:澆口套進料口直徑和球面坑半徑。因此,所選澆口套如圖所示: 圖5.1 澆口套5.2冷料井的設(shè)計 根據(jù)實際,采用底部帶有拉料桿的冷料井,裝于推桿固定板上,具體結(jié)構(gòu)如圖。圖 5.2 冷料井5.3分流道的設(shè)計分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等,圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積),塑料熔體的溫度下降少,阻力亦小,流道的效率最高。但加工較困難,而且正方形截面不易脫模,所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。本次設(shè)計采取圓形截面。截面直徑d=6mm 5.4分流道的布置1)在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下,分流道截面面積與長度盡量取小值,分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過度。2)分流道較常時,在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。3)分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上,也可以同時開設(shè)在動、定模板上,合模后形成分流道截面形狀。4)分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面,并用圓弧過度。在單腔模中,常不設(shè)分流道,而在多腔模中,一般都設(shè)置有分流道,塑料沿分流道流動時,要求通過它盡快地充滿型腔,流動中溫度降低盡可能小,阻力盡可能低。同時,應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。從前兩點出發(fā),分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量,分流道亦不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢,還倒增長模塑的周期。而該設(shè)計中使用了圓形斷面形狀的分流道。圖 5.3 分流道5.5澆口設(shè)計澆口亦稱進料口,是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位,也是最薄點。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口,該塑件采用的是限制性澆口,它一方面通過截面積的突然變化,使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度,提高剪切速率,有利于塑料進入,使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性,調(diào)節(jié)澆口尺寸,可使多型腔同時充滿,可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量,同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流,并便于澆口凝料與塑件分開的作用。澆口的形狀和尺寸對制品質(zhì)量影響很大,澆口在多情況下,系整個流道斷面尺寸最小的部分(除主流道型的澆口外)一般匯報口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.030.09。澆口臺階長11.5左右雖然澆口長度比分流道的長度短的多,但因為其斷面積甚小,澆口處的阻力與分流道相比,澆口的阻力仍然是主要的,故在加工澆口時,更應(yīng)注意其尺寸的準確性。然而,根據(jù)塑件的樣品圖、生產(chǎn)的批量等,采用一模2腔結(jié)構(gòu)。澆口采用側(cè)澆口 具體尺寸見總裝圖。圖 5.4 澆口第六章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套,主要作用是在動模與定模合模時保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位,其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強度,防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小,一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計中采用了4根導(dǎo)柱。6.1導(dǎo)柱的設(shè)計在對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須考慮以下要求:1)長度 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面要高出一些。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進入型腔與其相碰而損壞。在這里我設(shè)計的是把導(dǎo)柱裝在定模那邊。2)形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分,使導(dǎo)柱能順利進入導(dǎo)柱孔。3)材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯,因此,多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理?;蛱妓毓ぞ咪摚═8、T10)經(jīng)淬火處理硬度HRC50-55。 4)配合精度 導(dǎo)柱裝入模板多用七級精度過渡配合。5)光潔度 配合部分光潔度要求7級,此外,導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來確定。加工個導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時,應(yīng)將定模板、推件板、動模板合在一起,一次性加工出來,以保證孔的同心度,然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。導(dǎo)柱導(dǎo)套的具體結(jié)構(gòu)見圖。圖6.1 導(dǎo)柱6.2 導(dǎo)套的設(shè)計1)分類導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套,直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合;帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用于精度較高的場合,導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時加工。也可以直接在模板上開設(shè)導(dǎo)向孔,而不用獨立的導(dǎo)套,這種形式的孔加工簡單,適用于生產(chǎn)批量小,精度要求不高的模具。在設(shè)計中兩種導(dǎo)套都有用到。2)形狀為了使導(dǎo)柱進入導(dǎo)套比較順利,在導(dǎo)套的前端倒圓角,導(dǎo)柱孔最好打通,否則導(dǎo)柱進入未打通的導(dǎo)柱孔時,孔內(nèi)空氣無法逸出而產(chǎn)生壓力,給導(dǎo)柱的進入造成阻力。3)長度導(dǎo)套的長度應(yīng)根據(jù)模板的厚度確定,其長度一般比板厚少2-3mm4)材料可用淬火銅或銅等耐磨材料制造,但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度,這樣可以改善磨擦,以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來確定,材料為T8A, 硬到HRC5055,或采用20 鋼滲碳0.50.8厚,淬硬到HRC5660。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8m。5)導(dǎo)套的選擇導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度和以上各個因素來確定,本設(shè)計在脫澆道板、定模板和動模板以及頂針板上各設(shè)置一套導(dǎo)套,典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套,直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合,帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用于精度較高的場合,由于導(dǎo)套配合導(dǎo)柱使用其具體結(jié)構(gòu)與布局如圖所示:圖6.2導(dǎo)套第七章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計在注塑成型的每一個循環(huán)中,塑件必須由模具型腔中脫出,在該設(shè)計中,為了使符合脫模機構(gòu)的要求:使塑件留于動模塑件不變形損壞這是脫模機構(gòu)應(yīng)當達到的基本要求。要做到這一點首先必須分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位,以便選擇合適的脫模方式和脫模位置,使脫模力得以均勻合理的分布。良好的塑件外觀頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部,以免損壞塑件的外觀。結(jié)構(gòu)可靠因此,根據(jù)裝配圖,其模具結(jié)構(gòu)的脫模機構(gòu)主要推桿和推管將產(chǎn)品推出模外,還有在設(shè)計主型芯時也會有一定的撥模作斜度12。推桿和推管的設(shè)計如圖所示: 圖7.1 推桿第八章 側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計當塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時,塑件不能直接脫模,必須將成型側(cè)孔的零件做成可動的,在塑件脫模前先將活動型芯抽出,然后再自模中通過頂桿頂出塑件。而此次的設(shè)計完全符合以上要求,因此,也采用了側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。又,該塑制品是大批量的生產(chǎn),故也使用了機動側(cè)向分型抽芯。8.1抽拔距的計算因為抽拔距等于側(cè)孔深加23mm的安全系數(shù),而當結(jié)構(gòu)比較特殊時,如成型圓形制件的設(shè)計時 抽拔距不能等于制件凹模深度S2,因為滑塊抽至S2時塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內(nèi)徑,必須抽出S的距離再加上(23)mm,塑件才能脫出。故抽拔距為:S= S1+(23)=1.5+(23)mm5mm式中S抽拔距;S抽拔的極根尺寸(此為塑件最大的外形尺寸);8.2斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式斜導(dǎo)柱的形狀與基本尺寸;斜導(dǎo)柱的基本尺寸主要以長度尺寸為主,斜導(dǎo)柱的長度計算為如下式:L =1/2Dtan+h1/cos+1/2dtan+S/sin+(1015)mm 式(8.1) 82mm式中L斜導(dǎo)柱的長度;D斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑;h斜導(dǎo)柱固定板厚度;斜導(dǎo)柱的安裝固定形式:如圖所示,斜導(dǎo)柱的傾斜角a為15,而一般來說鎖緊塊的角度a=a+(23)mm,斜導(dǎo)柱與固定板之間用三級精度第三種過渡配合。由于斜導(dǎo)柱只起驅(qū)動滑塊的作用,滑塊運動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的配合精度保證,滑塊的最終位置由鎖緊塊保證,因此為了運動靈活,斜導(dǎo)柱和滑塊間采用比較松的配合,斜導(dǎo)柱的尺寸為12,頭部做成球形。那么固定形式如圖所示:圖8.1 斜導(dǎo)柱固定8.3 鎖緊楔形式塑料的注塑過程中,型芯受到塑料很大的推力作用,這個力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱,而一般斜導(dǎo)柱為細長桿件,受力后容易變形,因此必須設(shè)置鎖緊楔,以便在模具閉模后鎖住滑塊,承受塑料給予型芯的推力,鎖緊楔與模件的邊連接可以根據(jù)推力的大小,選取不同的方式,而該設(shè)計所選取的是整體式結(jié)構(gòu),牢固可靠,側(cè)向力較大。它直接與定模固定,可見裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導(dǎo)柱的固定形式已講述了,這里不再重復(fù)。具體形狀如8-1圖所示。8.4 斜導(dǎo)柱的受力分析及強度計算斜導(dǎo)柱的受力分析;根據(jù)斜導(dǎo)柱的形式,可以按公式:Fw = Ft/cos 式(8.1) Fk = Fttan 式(8.2) 式中 Fw 側(cè)抽芯時斜導(dǎo)柱所受的彎曲力;Ft 側(cè)抽芯的脫模力,其大小等于抽芯力;Fk 側(cè)抽芯時所需要的開模力;綜合以上分析可知,從斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)考慮,希望斜角值大一些好;而從斜導(dǎo)柱受力情況考慮,希望斜角值小一些好。因此,該斜導(dǎo)柱的斜角取了15,經(jīng)過用上述公式的核算,滿足了模具結(jié)構(gòu)要求。第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計9.1排氣系統(tǒng)塑料在熔化時,會產(chǎn)生氣體,所以當塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣,如果在型腔中不及時排除干凈,可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣:利用配合間隙排氣;在分型面上開設(shè)排氣槽排氣;利用排氣守排氣;強制性排氣;該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.030.05mm.它常用于中小型的簡單模具。 9.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻裝置的目的,主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形,縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔,型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路,通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。冷卻水孔開孔的原則:1)冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多,直徑應(yīng)盡量大;2)每個冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等,一般保持在015mm范圍內(nèi),距離太近則冷卻不易均勻,太遠則效率低。水孔直徑一般保持在812mm。3)水孔通過鑲塊時,防止鑲套管等漏水。4)冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方,以免影響塑件的強度。5)水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)該注塑模的冷卻系統(tǒng)設(shè)計為直流式運水,具體分布方式如下圖所示。圖9.1 運水系統(tǒng)第十章 繪制裝配圖總裝圖如圖所示:圖10.1 總裝圖塑件冷卻后由于有少量的收縮,塑件會緊抱在型芯上,所以在脫出產(chǎn)品時不像沖壓件那么可以自動脫落。這樣,我們必須設(shè)計推出機構(gòu)將塑件頂出,推出機構(gòu)設(shè)計時我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻,在此設(shè)計中,我們采用一模2腔的結(jié)構(gòu),由于產(chǎn)品本身有側(cè)孔 所以需要側(cè)抽芯 整個產(chǎn)品利用型芯 型腔 以及側(cè)型芯 拼合就可以成型 。開模時,由于注塑機拉力的作用 模具從定模板與動模板之間進行分型,2個塑件由于包緊在型芯上會跟隨型芯向開模方向運動,同時進行的有:1.拉料桿帶動分流道余料以及主流道凝料向開模方向運動;2. 斜導(dǎo)柱固定在定模扳上不會運動,滑塊與動模板屬于配合關(guān)系,即滑塊配合在動模板的導(dǎo)滑槽上,所以滑塊會隨著動模板向開模方向運動,同時滑塊也會橫向移動,帶動側(cè)型芯完成,模具的橫向抽芯運動。 運動到一定位置(主流道里面的凝料全部被拉出,橫向抽芯完成,不存在阻擋塑件脫模的因素) 然后再有注塑機的脫模機構(gòu)(如圖)作用模具的推桿座板,推桿座板和推桿固定板相連,所以推桿在推桿座板和推桿固定板的作用下推動塑件,進而將產(chǎn)品頂出模外。合模過程:注塑機的合力作用下動模部分和定模部分開始向中間合攏,滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下 向中間移動, 定模板與復(fù)位桿接觸,所以定模板作用復(fù)位桿,推桿座板和推桿固定板以及推桿在復(fù)位桿的作用下進行復(fù)位。第十一章 注射機的校核11.1 注射量的校核根據(jù)模具設(shè)計與制造簡明手冊可知:塑件的體積應(yīng)小于注射機的注射容量,其公式按下式校核:0.8=0.8125=100 式中:塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和注射機的注射量()0.8最大注射量的利用系數(shù)經(jīng)估計算得:V=41000mm所以41cm pF=840KN 故合格11.3注射機安裝模具部分的尺寸校核噴嘴尺寸:噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng),澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計的; 定位環(huán)尺寸:定位環(huán)高度10mm,直徑100mm(與定位孔相配合)模具厚度:Hmin=200mmHm=280Hmax=300 故注塑機拉桿空間尺寸合格 結(jié)束語為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束,也就意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束,但在這一個學(xué)期的時間里我學(xué)到了很多知識和技能。 通過近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí),給我最深的感受就是我的設(shè)計思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計人員要設(shè)計出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品,就必須做一個生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個機械產(chǎn)品,只有這樣感性認識豐富了,才能使我們的設(shè)計思路具有創(chuàng)造性。我選擇了照相機前蓋這一課題來作為我的畢業(yè)設(shè)計這是對我的三年知識能力考查,也是對我應(yīng)用這些知識能力的考查,我盡力使自己的設(shè)計減少錯誤,但我知道由于許多知識和能力的欠缺,肯定有一定的錯誤。通過本次設(shè)計我學(xué)到的不僅僅是對蓋板的設(shè)計這單一方面的了解,讓我熟悉了設(shè)計的各個方面的流程,學(xué)會了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識運用到實際工作中的方法。從以前感覺學(xué)的許多科目沒有實際意義,到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實,給自己的設(shè)計過程帶來了很大的麻煩。特別感謝我的導(dǎo)師給我的悉心指導(dǎo),還有其他老師給我在設(shè)計方面給予的幫助。我覺得通過這次設(shè)計,讓我了解了設(shè)計的整個流程,在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué)三年中的知識,在我能夠在以后的分工作中做的更好。致謝在此要感謝我的指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo),感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中,我通過查閱大量有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué),并向老師請教等方式,使自己學(xué)到了不少知識,也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好,但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富參考文獻1 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Spain.200619 Integrated microfluidic systems for automatic glucose sensing and insulin injection附錄Moldflow公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司,自1976年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來,一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場。近幾年在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。Moldflow擁有大量專業(yè)的模擬分析工具,能夠?qū)^大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料的注塑成型過程進行模擬,不僅可以模擬塑料制品成型過程中的充填、保壓及冷卻階段,還能預(yù)測出制品成型后的缺陷,甚至能夠分析纖維增強材料的流動過程,預(yù)測纖維的流動取向,對改善成型工藝,提高制品質(zhì)量提供了科學(xué)的依據(jù)。Moldflow中的模擬分析工具主要有MPI/Flow模塊、MPI/Cool模塊、MPI/Warp模塊、MPI/Stress模塊、MPI/Shrink模塊、MPI/Optim模塊、MPI/Gas模塊、MPI/Fiber模塊和MPI/Reactive Molding模塊。本文中使用Moldflow軟件對設(shè)計的產(chǎn)品進行模具相關(guān)方面的設(shè)計和成型工藝方面的優(yōu)化分析。隨著科技的進步和客戶需求的變化,如今的電子產(chǎn)品逐漸變的更小,更強大,更美觀,這種進步在日常生活使用的手機上便能體現(xiàn)出來。如今的手機變的越來越小,外觀越來越美觀。除此之外,使用者一般還注重手機的耐久性能。用戶一般不希望看到手機掉在地上就摔壞了。隨著零部件變的越來越小,它的厚度也變的越來越薄。聚合物熔體在注塑過程中很難充滿薄壁塑件模具的型腔中,所以塑件薄的部分在注塑中很難成型,由此而導(dǎo)致的問題就是在塑件薄壁部分會產(chǎn)生翹曲。由于翹曲問題的存在,通過注塑這種方法形成的該塑件是沒有預(yù)想中的形狀和尺寸的。最好的解決這種問題的方法就是選擇合適的塑料材料和正確的注塑參數(shù)。部件厚度減少的同時,該部分的強度也降低了,這個問題可通過選擇適當?shù)哪途貌牧系玫浇鉀Q,但是選擇的這種材料可能適合強度的需要,但是不符合部件外觀的需要。綜合考慮,本例使用牌號為Lustrn ABS 材料作為注塑材料。1產(chǎn)品網(wǎng)格劃分對塑件的劃分采用表面網(wǎng)格,表面網(wǎng)模型是由三角形單元組成的,與中面不同,中面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處,而表面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型的上下表面,對于一般的薄壁塑件,都采用表面網(wǎng)格進行劃分。而該制件采用表面網(wǎng)格進行劃分。附圖1.1 網(wǎng)格劃分2 型腔的布置和設(shè)計Moldflow軟件提供了型腔復(fù)制向?qū)磉M行型腔的布置設(shè)計,我們也可以利用移動鏡像功能來設(shè)計型腔布置:附圖2.1 型腔分布3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計Moldflow軟件提供了流道設(shè)計向?qū)В梢愿鶕?jù)模型自動設(shè)計流道,但是在本例中,我們使用手工方式設(shè)計流道,手工設(shè)計的優(yōu)點就是可以根據(jù)自己的需求設(shè)計主流道和分流道的長度、直徑、角度等。流道設(shè)計見下圖附圖3.1 流道創(chuàng)建4 注塑工藝參數(shù)的設(shè)定1,模具溫度。模具表面溫度為802,熔體溫度。熔料溫度,選擇溫度為260。3,本例模擬采用“自動控制方式”進行。4,速度/壓力切換。速度和壓力控制轉(zhuǎn)換點的設(shè)置,在充填階段,首先對注塑機的螺桿進行速度控制,等充填到某個狀態(tài)時,將速度控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫刂啤1纠捎谩俺涮铙w積%”來設(shè)置速度/壓力切換點,當充填體積達到99%的時候進行速度與壓力的切換。5,保壓控制。保壓及冷卻過程中的壓力控制。包括保壓壓力與充填時間。液壓壓力與時間、最大機器壓力百分比、充填壓力百分比與時間。本例采用充填壓力百分比與時間的關(guān)系進行控制,保壓壓力為充填壓力的80%,保壓時間選擇10s。6,開模時間。是指頂出產(chǎn)品時模具打開的時間。本文設(shè)置開模時間為5s。5 模擬結(jié)果分析對于塑料注射成型來說,最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。制品的許多缺陷,如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等,都與樹脂在模具中的流動方式有關(guān)。MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬,可以預(yù)測和顯示熔體流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等,幫助工藝人員找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進工藝參數(shù)。充填時間模具總體溫度氣穴位置熔接痕所有因素引發(fā)的變形
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照相機前蓋的注塑模具設(shè)計及工藝-抽芯塑料注射模含11張CAD圖,照相機,注塑,模具設(shè)計,工藝,塑料,注射,11,十一,cad
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