照相機支架塑模設(shè)計

照相機支架塑模設(shè)計,照相機,支架,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 題目 照相機支架塑模設(shè)計說明書 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 計 算 內(nèi) 容 說 明 目 錄 一、 塑件的分析 …………………………………………… (2) 二、 塑件的形狀尺寸………………………………………… (3) 三、 形腔數(shù)目的決定及排布………………………………… (3) 四、 分型面的選擇…………………………………………… (4) 五、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………… (4) 六、 注射機的型號和規(guī)格校核…………………………… (5) 七、 成型零部件的工作尺寸計算…………………………… (5) 八、 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計………………………………… (11) 九、推出機構(gòu)的設(shè)計 …………………………………… (13) 十、溫控系統(tǒng)的設(shè)計 ………………………………… (14) 十一、側(cè)向?qū)еc抽芯機 ………………………………… (15) 十二、設(shè)計小結(jié)參考文獻 ………………………………… (16) 共 16 頁 第1頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 第一部分 塑料PS PS：聚苯乙烯 一、基本特性： 聚苯乙烯無色透明、無毒無味。落地有清脆的金屬聲、密度為1.054g/cm。聚苯乙烯的力學(xué)性能與聚合方法、相對分子質(zhì)量大小、定向度和質(zhì)量有關(guān)，相對分子質(zhì)量越大機械強度越高。它有優(yōu)良的電性能（尤其是高頻絕緣性能）和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。它能耐堿、硫酸、磷酸、10%-30%的鹽酸、稀醋酸及其他的有機酸。但不耐硝酸及氧化劑的作用，對水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗蝕能力。但耐熱性能低，熱變形溫度一般在70-80度，只能在不高的溫度下作用。 主要用途： 在工業(yè)中做儀表、燈罩、化學(xué)儀器、零件、透明模型等。在電器方面做良好的絕緣材料、接線盒電池盒等。在日用品方面廣泛的用于包裝材料、各種容器、玩具等。 成型特性： 1. 無定形料、吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 2. 流動性能較好，溢邊值0.03mm左右。 3. 塑件壁后均勻，不宜有鑲件，缺口，尖角，各方面應(yīng)圓滑連接。 4. 可用螺桿或柱塞式注射機加工，噴嘴可用直通式或自鎖式。 5. 宜用高料溫、模溫、低注射壓力，延長注射時間有利降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形，但是溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。 6. 可采用各種形式進料口、進料口與塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件；脫模斜度宜取2度以上，頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開裂、變形、可用熱澆道系統(tǒng)。 綜合性能： 比熱容： 1340J/（kg.k） 熱變形溫度： 65-950oC 抗拉屈服強度: 35-63Mpa 拉伸彈性模量： 2.8-3.5%Gpa 抗彎強度： 61-98Mpa 抗壓強度： 80-112MPa 斷裂伸長率 ： 1.0% 抗拉強度： 35-63MPa PS的注射工藝參數(shù)： 注射機類型： 柱塞式 參見《塑料 ·橡膠成型 模具設(shè)計手冊》表1-2-2 P16 參見《塑 料成型工藝與模具設(shè)計》表3-1 P55 共16 頁 第2頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 螺桿轉(zhuǎn)速： 48（r/min） 噴嘴形式： 直通式 噴嘴溫度： 160-170 oC 料筒溫度：前段 170-190 oC 后段 140-160 oC 模具溫度： 20-60 oC 注射壓力： 60-100 Mpa 保壓力： 30-40 Mpa 注射時間： 0-3 S 保壓時間： 16-40 S 冷卻時間： 16-30 S 成型周期： 40-90 S 適用注射機類型： 螺桿、柱塞均可 第二部分 塑件的形狀尺寸 塑件圖如下所示： 塑件圖 塑件的工作條件對精度要求較高，根據(jù)ABS的性能可選擇其塑件的精度等級為3級精度（查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計》P67表3-9）。 得塑件的體積為：V塑=2.16cm3 塑件的質(zhì)量為：W塑 =V塑×r塑=2.27(g)。 共 16頁 第 3 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 第三部分 型腔數(shù)目的決定及排布 已知的體積V塑或質(zhì)量W塑 ，又因為此產(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度較高，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機的型號選擇，初步確定采用一模兩腔對稱性排布,分流道直徑可選1.5~9.5mm。由塑件的外形尺寸和機械加工的因素，確定采用側(cè)澆口，根椐塑件的材料及尺寸，澆口直徑可選1.4~1.8mm。排布圖如下圖示： 型腔數(shù)目及排布圖 第四部分 分型面的選擇 塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。 計 算 內(nèi) 容 說 明 ： 第五部分 澆注系統(tǒng)的初步估計 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計合理、盡量減少塑料的消耗。 根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。由于采用復(fù)式點澆口，雙分型面，分流道采用半圓形截面，分流道開設(shè)在中間板上，在定模固定板上采用澆口套, 不設(shè)置冷料穴和拉料桿。 澆注系統(tǒng)圖 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下： d=4mm D=6mm R=16mm h=5mm d1=1mm H1=4.5mm l=60~70mm L=20mm a=4。 初步估算澆注系統(tǒng)的體積，V澆=8~9cm3。 其質(zhì)量約為：W澆=V澆×r塑=7.5~8.5g。 S=(n×W塑+ W澆) /0.8=23~24g。 所以，選擇用注射機型號為：XS-Z-60。 注射機型 號參見《塑 料成型工藝與模具設(shè)計》表4-1 P100 共 16頁 第 5 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 第六部分 注射機的型號和規(guī)格 注射機的技術(shù)規(guī)格如下: 型號： SX-Z-60 額定注射量(cm3)： 60 柱塞直徑(mm)： 38 注射壓力 (MPa)： 122 注射行程（mm）： 170 注射時間（s）： 2.9 注射方式： 柱塞式 最大成型面積(cm3)： 130 合模力（kN）： 500 最大開（合）模行程（mm）： 180 模具最大厚度（mm）： 200 模具最小厚度（mm）： 70 模板最大距離（mm）： 380 動、定模固定板尺寸（mm）： 330×440 合模方式： 液壓-機械 電動機功率（kw）： 11 加熱功率（kw）： 2.7 機械外型尺寸（mm）： 3160×850×1650 噴嘴圓弧半徑（mm）： 12 噴嘴孔徑（mm）： 4 噴嘴移動距離（mm） 120 收縮率見《塑料成型工藝與 模具設(shè)計》 附錄B 計算參考 《塑料成型工藝與 模具設(shè)計》 第五章第三節(jié) P161 共 16 頁 第 6 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 第七部分 成型零部件的工作尺寸計算 1、產(chǎn)生偏差的原因： ①．塑料的成型收縮　　　成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。 σs=(Smax-Smin)×制品尺寸 σs ——成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。 Smax、Smin——分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 ②.成型零部件的制造偏差　　工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。 ③．成型零部件的磨損 ２、本產(chǎn)品為LDPE制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取0.4%和0.8％。平均收縮率sˉ 為0.6%,此產(chǎn)品采用6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0.5~0.75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IT７～IT８級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下： (LM1 )0+δz =[ (1+ sˉ )LM1s - 0.5×Δ]0+δz 　　　　 =[ (1+2.5%)×16- 0.75×0.48]0 +0.48/4 = 160+0.12mm 共 16 頁 第 7 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 (Lm1)0-QZ=﹛(1+ sˉ )Ls+0.75X0.36﹜0-Qz =5.3950-0.09 (Lm2)0-QZ=﹛(1+ sˉ )Ls+0.75X0.36﹜0-Qz = [(1+2.5%)x4+0.75x0.36]0-0.36/4 =4.370-0.09 (Hm) 0+δ = [ (1+ sˉ )Hms+ 0.5×Δ]0+δz = [ (1+2.5%)×5+ 0. 5×0.4]0 +0.4/4 =5.3250+0.1mm (hm)-Qz0 = [ (1+ sˉ )hs+ 0.5×Δ] -Qz0 = [ (1+2.5%)×8+ 0. 5×0.4]-0.4/4 0 =8.41-0.410mm Cm = (1+ sˉ )Cm =[1+2.5%]10 =10.25 共 16 頁 第 8 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 3、成型零件的強度、剛度計算 注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計時，成型零部件的強度和剛度計算和校核是必不可少的。 一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強度計算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計時只能對它們進行強度校核。 因在設(shè)計時采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計算參考公式如下： 側(cè)壁： 按強度計算： 按剛度計算： 底部： 按強度計算： 按剛度計算： 共 16 頁 第9 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 凸模、型芯計算公式： 按強度計算： 按剛度計算： 由公式分別計算出相應(yīng)的值為： 按強度計算得：tc=4.93mm th=4.38mm r=8.52mm 按剛度計算得：tc=0.93mm th=1.91mm r=3.97mm 參數(shù)符號的意義和單位： Pm 模腔壓力（MPa）取值范圍50~70； E 材料的彈性模量（MPa）查得2.06×105； σp 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得176.5； u 材料的泊松比 查表得0.025； δp 成型零部件的許用變形量（mm）查得0.05； 采用材料為3Gr2W8V，淬火中溫回火，≥ 46HRC。 第八部分 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。 一、 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的作用： 1、 定位件用：模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 共 16 頁 第10 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 2、 導(dǎo)向作用：合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。 3、 承受一定的側(cè)向壓力。 二、 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇： 一般在注射模中，動、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。根據(jù)我們所要進行的設(shè)計的 模具的要求我們所用的導(dǎo)柱導(dǎo)套如下圖所示： 模具結(jié)構(gòu)圖 H——中間板的厚度（mm）。 s1=46.5mm s=49.5~51.5mm H=34.5mm L≥92mm 定端與模板間用H7/m6或H7/k6的過渡配合,導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，與導(dǎo)柱同動作的彈簧應(yīng)布置4個，并盡可能對稱布置于A分型面的四周，以保持分型時彈力均勻，中間板不被卡死。 布局形式如圖示： 共 16 頁 第11 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 第九部分 推出機構(gòu)的設(shè)計 1、 推出機構(gòu)的組成 推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。 2、 設(shè)計原則： a、 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)； b、 保證塑件不因推出而變形損壞； c、 機構(gòu)簡單動作可靠； 合模時的正確復(fù)位。 3、脫模力的計算： 根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式： ∑Fx=0 Ft+Fbsinα=Fcosα Fb 塑件對型芯的包緊力； F 脫模時型芯所受的摩擦力； Ft 脫模力； Α 型芯的脫模斜度。 又： F=Fbμ 于是 Ft=Fb(μcosα-sinα) 而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即：Fb=Ap 由此可得：Ft=Ap(μcosα-sinα) 共 16 頁 第 12頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 式中： μ為塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3； A為塑件包容型芯的總面積； p為塑件對型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件p取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件p約取0.8~1.2×107Pa。 所以:經(jīng)計算，A=616.44mm2 ,μ取0.25,p取1×107Pa,取α=45′。 Ft=616.44×10-6×1×107(0.25×cos45′-sin45′) =1457.91N。 因此，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，而且也只能是個近似值。 4、 用推件板推出機構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。 5、 復(fù)位零件： 對于推件板推出機構(gòu)而言，由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復(fù)位桿的作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復(fù)位桿。 6、 排氣系統(tǒng)： 當塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。 通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，其間隙為0.03~0.05mm。 第十部分 溫控系統(tǒng)設(shè)計 基本原則：熔體熱量95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時間占成型周期的2/3。 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則： 1.冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面 尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。 2．冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當塑件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于10mm，常用12~16mm. 參考《塑料成型工藝與 模具設(shè)計》 第五章第七節(jié) P226 共 16 頁 第 13 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 3．澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。 4．冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計時應(yīng)引起注意。 冷卻水道的總長度的計算可公式：Lw=Aw/π Lw——冷卻水道總長度 Aw——熱傳導(dǎo)面積 Dw——冷卻水道直徑 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長度 5．冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。 冷卻水道的設(shè)計必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm左右，不小于8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為8mm的冷卻水道。 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 中等深度的塑件，采用點澆口進料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部附近采用與型腔表面等距離鉆孔的形式 共 16 頁 第 14 頁 計 算 內(nèi) 容 說 明 第十一部分 設(shè)計總結(jié) 通過這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計，我更進一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計原則和設(shè)計要點，了解了注射模具設(shè)計的一般程序。 進行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計首先要對成型制品進行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計要求。對形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動性、收縮率，透明性和制品的機械強度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟性。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求經(jīng)濟合理，認真掌握各種注射模具的設(shè)計的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設(shè)計周期，提高模具設(shè)計的水平。 參考資料： 1. 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1995 2. 黃毅宏、李明輝主編模具制造工藝.北京：機械工業(yè)出版社，1999.6 3. 《塑料模設(shè)計手冊》編寫組編著.塑料模設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002.7 4. 李紹林，馬長福主編.實用模具技術(shù)手冊.上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社，2000.6 5. 王樹勛主編.注塑模具設(shè)計與制造實用技術(shù).廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996.1 6. 李紹林主編.塑料·橡膠成型模具設(shè)計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.9 共 16 頁 第 16 頁 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 1.側(cè)向分型的作用： 當注射機側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑料制件時，需 在模具上成型該處的零件制成可側(cè)向移動的零件，以便在脫模之前先抽調(diào)側(cè)向成型的零件，不然就無法脫模。 2.抽芯距的計算和抽心力的確定 tga=s/h a=arctgs/h =arctga7/16 =23.6 其中s為抽芯距=側(cè)孔的長度+2，S為7mm;h為開模具約為17 Mm. 抽芯力的計算： Fc=chp(ucosa-sina) Fc:抽芯離；C：側(cè)型心成型部分的截面平均周長（m）； H：側(cè)型心成型部分高度（m）; P:塑件對側(cè)型心的收縮應(yīng)力； u:塑件在熱狀態(tài)下對鋼的摩檫系數(shù)； a:側(cè)型心的傾斜角。 經(jīng)測，F(xiàn)c為3.62x103 pa 共 16 頁 第 15頁 18