畢業(yè)設(shè)計論文拉線盤注射工藝分析及模具設(shè)計含全套CAD圖紙

1、由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，cad圖紙等，聯(lián)系153893706 目 錄 摘要1 關(guān)鍵詞1 1 前言2 1.1 研究意義2 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.3 發(fā)展方向3 2 塑料的工藝性分析3 2.1 塑件的原材料分析3 2.2 制件分析3 2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析3 2.2.2 塑件尺寸精度的分析3 2.2.3 表面質(zhì)量分析4 2.3 塑件的體積重量4 2.4 塑件的注射工藝參數(shù)的定5 3 型腔數(shù)的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計6 3.1 分型面的選擇6 3.2 型腔數(shù)的確定7 3.3 型腔排列方式的確定7 3.4 設(shè)計澆注系統(tǒng)7 3.4.1 設(shè)計主流道7 3.4.2 設(shè)計澆口道

2、8 3.4.3 設(shè)計澆口8 4 設(shè)計側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)9 4.1 確定斜導(dǎo)柱傾斜角10 4.2 計算斜導(dǎo)柱的長度10拉線盤注射工藝分析及模具設(shè)計 摘 要：注射成型是熱塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件。本設(shè)計進(jìn)行了一款拉線盤的注塑模設(shè)計，對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。確定了分型面、澆注系統(tǒng)等，選擇了注射機(jī)，計算了成型零部件的尺寸。采用側(cè)澆口。利用直導(dǎo)柱導(dǎo)向，推桿頂料,斜頂桿完成脫模及內(nèi)抽芯方式并對模具的材料進(jìn)行了選擇。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠。最后對模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核。并用autocad繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞：注射工藝；注射模具；工藝分析

3、；design of cable set mold and it's process analysis of injection abstract: injection molding is one of the main molding methods for thermo plastics, and it can once-formed delicate plastic members with sophisticated shape. this paper discussed the design of plastic injection mould of the upper c

4、over of the cable set mold., and the process analysis of the parts' structures.the author determined the parting surfaces and the gating system etc, choosed the injection molding machine，calculated the sizes of the molding parts. side gate and hydraulic inner action was used, straight pillar and

5、 puncher was used for guiding and conveying the materials. the author also choosed the materials of the mould. the structure designed in such way can ensure the reliable running of the mould. finally, the author checked the match between the mould structure and the injection molding machine. and the

6、 author also drew a set of mold assembling chart and parts chart using autocad software. key words: process of injection;injection mold;analysis of process;1 前言1.1 研究意義 模具工業(yè)是當(dāng)今世界上產(chǎn)值增長最快的工業(yè)門類，而作為模具一大組成部分塑料成型工業(yè)，也有著不可低估的作用，塑料成型工業(yè)是新興的工業(yè)，并隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。目前，塑料制件幾乎進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。特別是在辦公用品、照相器材、汽車、儀

7、器儀表、航空、交通、輕工、通信、建材用品、日用品以及家用電器行業(yè)中的零件塑料化的趨勢不斷加強(qiáng)，并且陸續(xù)出現(xiàn)以塑料代金屬的全塑品。 隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個部門對塑料品種和產(chǎn)量需求愈來愈大，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來愈短、用戶對塑件的質(zhì)量要求愈來愈高，因而對模具設(shè)計和制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，這就促使塑料模具設(shè)計制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動了塑料工業(yè)以及機(jī)械加工工業(yè)的高速發(fā)展?？梢哉f模具技術(shù)，特別是設(shè)計制造大型、精密、長壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。目前，世界模具市場仍然供不應(yīng)求。近幾年世界模具市場總量已經(jīng)超過700億美元，其中美國、日本、法國、瑞士等過一年出口模

8、具約占本國總產(chǎn)值的1/3。因此，研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，經(jīng)歷半個世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方向，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星i.k模具有限公司制造的多腔vcd和dvd齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)水平，并且采用最新的齒輪設(shè)計軟

9、件，糾正了由于成型收縮造成的齒輪誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08的一模兩腔的航空杯模和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02-0.05mm，表面粗糙ra0.2um，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10-30萬次，淬火鋼模達(dá)50-1000萬次，交貨期較以前縮短。1.3 發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，高新科技在模具生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。特別是在市場的激烈競爭中，企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和更新越來越快。甚至每年要生產(chǎn)多個品牌的產(chǎn)品，投放市場，參加競爭。因此，與之配套的模具也不例外，而大部分產(chǎn)品百分之八十以上的零部件需要模具加工，這樣一來，模具的需

10、求量成倍增加，其生產(chǎn)周期愈來愈短。而模具生產(chǎn)，是多品種小批量生產(chǎn)，乃至單間生產(chǎn)。其特點是品種多樣化；生產(chǎn)工程多樣化；生產(chǎn)能力復(fù)雜化。為解決這一問題，首先要普及cad技術(shù)，再者要提高其應(yīng)用軟件的檔次，例如從autocad為主流逐步發(fā)展到以pro/e、ug、catia等大型工程軟件為主。這樣所有的裝配過程以及運(yùn)用的干涉。都在計算機(jī)上模擬進(jìn)行，提高了產(chǎn)品的開發(fā)速度，降低了成本。利用現(xiàn)代的cad/cam/cae技術(shù)，才是模具經(jīng)濟(jì)、快捷的開發(fā)制造技術(shù)，也是其發(fā)展方向。2 塑料的工藝性分析2.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用丙烯-丁二烯-丙乙烯（abs)，屬熱塑性塑料，該塑料具有如下的成型特性：1)

11、吸濕性大、不易分解。2) 力學(xué)性能和熱性能都好，硬度高，表面易鍍金屬。3) 耐酸堿等化學(xué)腐蝕。4) 耐疲勞和抗應(yīng)力開裂，沖擊強(qiáng)度高。5) 加工成型容易。6) 要注意防止出現(xiàn)氣泡、銀絲、熔接痕及滯料分解、混入雜質(zhì)。2.2 制件分析2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析該零件的總體形狀為圓形，壁厚較為均勻，最大圓處有兩處要求開槽，需要用到兩個半圓的側(cè)抽芯，且其內(nèi)環(huán)部有四處圓孔，并有四處凹緣，總體結(jié)構(gòu)比價復(fù)雜，需要用到的型芯、型腔比較難以加工。2.2.2 塑件尺寸精度的分析 該零件尺寸均為自由公差，由以上的分析可見，該零件的尺寸精度屬偏下，對應(yīng)模具相關(guān)零件尺寸的加工可以保證，從塑件的厚度上來看，較為均勻。2.2

12、.3 表面質(zhì)量分析該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其他特別要求，故比較容易實現(xiàn)。綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。制作圖如下：圖1 制件圖fig 1 component figure2.3 塑件的體積重量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。制品質(zhì)量：用proe三維軟件分析v=16530mm3，根據(jù)手冊查得abs的密度為=1.02-1.16 g/cm3,選取=1.1 g/cm3故單件塑件制品質(zhì)量為w=v16g。 根據(jù)計算的制品體積及質(zhì)量來確定注射機(jī)的型號和規(guī)格。為了保證注射成型的正常進(jìn)行，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一次注射所需要的塑料總量宜

13、為最大注射量的80%，即w180%w2或w2 w1/0.8式中： w2注射機(jī)最大注射量（cm3或g） w1制品成型時所需的塑料總量（cm3或g）。根據(jù)注射機(jī)所需的壓力和塑件的重量以及其他的要求，可初選注射機(jī)為xs-z-60型注塑成型機(jī)，該注塑機(jī)的各參數(shù)如下所示：表1 注射機(jī)參數(shù)table 1 inject machine paramete理論注射量/cm3 60 開模行程/mm 200螺桿直徑/mm 38 模具最大厚度/mm 200注射壓力/mpa 120 模具最小厚度/mm 70鎖模力kn 500 噴嘴孔直徑/mm 4拉桿間距/mm 260 噴嘴圓弧半斤/mm 122.4 塑件的注射工藝參數(shù)

14、的確定 根據(jù)情況，abs的成型工藝參數(shù)可作如下的選擇，在試模時可根據(jù)實際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 料筒溫度：后段溫度t3: 選用200 中段溫度t2: 選用220 前段溫度t1: 選用210 噴嘴溫度：選用200 模具溫度：選用70 注射壓力：一般可選80-120mpa之間，考慮到制作件較薄可選較大值，此處選取 100mpa 注射時間：選用3s 保壓時間：選用20s 保 壓：選用55mpa 冷卻時間：選用20s 總周期： 50s3 型腔數(shù)的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計此處已刪除5.2.3 計算型芯徑向的尺寸 由公式 （8）式中 模具型芯徑向基本尺寸 塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸 塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差 模

15、具制造公差 修正系數(shù)，此處取0.6由公式（8）可得 式中 大型芯圓柱的直徑 大型芯凸起部分圓柱的直徑 大型芯中間的圓環(huán) 哈夫塊的凸起圓直徑 小型芯上的被切圓直徑 小型芯上小圓柱的直徑5.2.4 計算型芯的高度尺寸由式 （9）式中 模具型芯高度基本尺寸 塑件孔或凹槽深度尺寸 修正系數(shù)，此處取0.5由式（9）得 小型芯被切的圓柱高度 哈夫塊的高度 大型芯凸起部分的高度5.3 計算型腔側(cè)壁厚度和底板厚度5.3.1 計算型腔側(cè)壁厚度根據(jù)矩形整體式型腔的側(cè)壁計算公式 （10） 式中 側(cè)壁厚度mm 型腔壓力（mpa），取55 由 決定系數(shù)，取0.93 模具材料的彈性模量（mpa），取 剛度條件，取0.05

16、 將上述各式帶入公式得 5.3.2 計算底板厚度 由底板厚度公式 （11） 代入上述的數(shù)值 可得： 根據(jù)計算可得型腔側(cè)壁厚度應(yīng)該大于11.68mm，底板厚度應(yīng)大于4mm，根據(jù)前面計算出的型腔和型芯條件可選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，根據(jù)塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件（gb/t12556-90),根據(jù)模板的參數(shù)確定導(dǎo)柱、導(dǎo)套、墊塊等的有關(guān)尺寸。6 設(shè)計與設(shè)計推出機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件組成。凡是與塑件直接接觸并將從模具型腔中或型芯上推出脫模的元件，稱為推出元件。常見的推出元件有推桿，推管，推出板，成型推桿等。推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行推出動作后滿載下次注射前必須復(fù)位，復(fù)位元件是為了使推出機(jī)構(gòu)能回復(fù)到塑件

17、被推出時的位置而設(shè)置的。導(dǎo)向元件是對推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)向，使其在推出和復(fù)位工作過程中運(yùn)動平穩(wěn)無卡死現(xiàn)象，同時對于推板和推桿固定板等零件起支撐作用。6.1 設(shè)計推出機(jī)構(gòu)（1） 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)，由于推出機(jī)構(gòu)的動作時通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以在一般情況，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因為如此，在分型面設(shè)計時應(yīng)該盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。（2） 保證塑件不因推出而變形損壞，為了保證塑件在推出過程中不會變形、損壞設(shè)計時應(yīng)該仔細(xì)分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，選擇合理的推出方式及推出位置。推出點應(yīng)該作用在制品剛性好的部位，如凸緣、殼型制品的壁緣處，盡量避免推出點作用

18、在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體型制件及筒型制件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。（3） 機(jī)構(gòu)簡單動作可靠，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活、制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度、硬度和強(qiáng)度，以承受推出過程中各種力的作用，確保塑件順利脫模。根據(jù)上述原則，考慮到本設(shè)計中零件的特點，推桿的設(shè)置以及布置采用如下的形式圖6推桿的設(shè)計fig 6 the set of putter6.2 計算推出力塑件注射時成型后在模內(nèi)冷卻定型由于體積收縮對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件從模具中推出時，必須先克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力，由公式 （12） 式中 脫模力的大小 塑件對型芯單位面積上的包緊力，此處

19、取pa 塑件包絡(luò)型芯的側(cè)面積（mm） 脫模斜度，此處取1° 塑件對鋼的摩擦系數(shù)取=0.2將上述數(shù)據(jù)帶入可得 6.3 計算推桿直徑 推桿推出塑件是應(yīng)該有足夠的穩(wěn)定性，其受力狀態(tài)可簡化為一端固定、一端為鉸鏈的壓桿穩(wěn)定模型，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導(dǎo)推桿直徑的計算公式為： （13）推桿的強(qiáng)度校核公式為 （14） 式中 推桿直徑 安全系數(shù)，常取1.5 推桿長度（mm），=104 脫模力（n），=8036n 推桿材料的彈性模量， 推桿的根數(shù)， 推桿材料的屈服點（mpa）， 將上述數(shù)值帶入公式（13）可得 取整為 將上述數(shù)值帶入公式（14）可得 由此可得推桿的直徑為4mm符合要求。7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)7.

20、1 模具冷卻裝置的選擇及其要求模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝不同對模具的溫度要求也不同。有的模具僅需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)，適用于要求模具溫度較低（一般小于80）的塑料，如如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、abs等；而對于要求模具溫度較高的塑料（如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等），或模具較大散熱面積廣等情況，其模具不僅需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)，還需要設(shè)置加熱系統(tǒng)以便在注射之前進(jìn)行模具加熱。本次設(shè)計僅需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)。模具的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻。因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，且低于室溫的水容易取得，所以冷卻水普遍使用。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內(nèi)開設(shè)冷卻

21、水通道，利用循環(huán)水將熱量帶走。冷卻裝置的設(shè)計要考慮以下幾點： （1） 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，對塑件冷卻也就越均勻。（2） 冷卻水道距模腔表面的距離s；當(dāng)塑件壁厚均勻時，s宜相等；當(dāng)壁厚不均勻時，壁越厚，s越?。凰谰嘈颓槐诘木嚯x應(yīng)8,常取812,；水道間的中心距一般取水道直徑的35倍。（3） 澆口出要加強(qiáng)冷卻，冷卻水道口應(yīng)開設(shè)在澆口附近，出口應(yīng)遠(yuǎn)離澆口，并要求在模具上應(yīng)有出入水口標(biāo)記。（4） 冷卻水道的布置應(yīng)使出入水口溫差盡量小，一般取5°8° （5） 冷卻水道方向應(yīng)盡量沿著塑件收縮的方向布置。（6） 冷卻水通道要避免接近塑件的熔接痕部位。（7） 應(yīng)保證冷卻水道不發(fā)

22、生泄露，密封性好。（8） 冷卻水道應(yīng)避免與模具結(jié)構(gòu)的其它部件發(fā)生干涉。（9） 冷卻水道的布置應(yīng)便于制造和清理，水管接頭應(yīng)盡量位于模具的同一側(cè)，并設(shè)在注塑機(jī)的背面，以便于生產(chǎn)操作。8 注射機(jī)與模具各參數(shù)的校核8.1 校核鎖模力由公式 （15） 式中 注射機(jī)的額定鎖模力（kn）， 制件和流道在分型面上的投影面積和（） 型腔的平均壓力（mpa），取55mpa 安全系數(shù)，通常取將上述數(shù)值帶入公式（15）得 8.2 校核注射壓力 由公式 （16） 式中 注射機(jī)的額定注射壓力（mpa） 成型時所需的注射壓力（mpa） 安全系數(shù)，取1.1 將上述數(shù)值帶入式中可得 8.3 校核模具的參數(shù)模具各板的厚度如下 上

23、模座 20mm 凹模板 50mm 凸模板 30mm 墊塊 60mm 下模座 20mm 推桿固定板 10mm 推桿推板 10mm模具的封閉高度由xs-z-60型注射機(jī)可知其所許的最大模具厚度為200mm，最小模具厚度為70mm，最大開模行程為200mm?？芍＞叩姆忾]高度h滿足注射機(jī)的要求，其開模距為50mm左右也滿足注射機(jī)的要求由此可知，初選的注射機(jī)是符合要求的，因此注射機(jī)確定為xs-z-60。9 主要模具零件加工工藝過程表2 小型芯加工工藝過程table 2 the processing craft of the small punch mold序號 工序名 工序內(nèi)容 1 備料 鍛件（退火狀

24、態(tài)） 2 平端面 徑向夾緊，平一端面 3 粗車 徑向夾緊，粗車外圓，分別得到尺寸9.1mm，6.2mm，3.1mm 4 銑 徑向夾緊，銑對稱平面，達(dá)到尺寸4.12mm 5 半精銑 徑向夾緊，銑對稱平面，達(dá)到尺寸4,09mm 6 半精車 徑向夾緊，半精車外圓，分別得到尺寸9.05mm,6.15mm,3.09mm 人工修整 7 熱處理 淬火，使硬度達(dá)到58-62hrc 8 磨 磨外圓，達(dá)到尺寸9mm，6.10mm，3.08mm 9 鉗 人工修整 表3 主型芯加工工藝過程table 3 the processing craft of the important punch mold 序號 工序名 工

25、序內(nèi)容 1 備料 鍛件（退火狀態(tài)） 2 平端面 徑向夾緊，平一端端面 3 鉆孔 徑向夾緊，鉆孔16mm 4 擴(kuò)孔 徑向夾緊，擴(kuò)孔16.15mm 5 粗車 徑向夾緊，粗車外圓得到73mm，66mm 6 半精車 徑向夾緊，半精車外圓得到72.5mm，65.5mm 7 熱處理 淬火使硬度達(dá)到58-62hrc 8 磨 磨外圓得到72.43mm，65,39mm 9 線切割 得到成型形狀和尺寸 10 清洗 去油與去屑 11 鉗 人工修整 參考文獻(xiàn)1王樹勛，朱亞林.典型模具結(jié)構(gòu)圖冊m.廣州：華南理工出版社，2005:15-18.2葉久新，王群.塑料模具制品成型及模具設(shè)計m.長沙：湖南科技出版社，2005:3

26、2-34.3朱棟.塑料注塑模分型面的確定j.機(jī)械制造與研究，2006:26-28.4陳志剛.塑料模具設(shè)計m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003:44-48.5黃虹.塑料加工業(yè)模具m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003:76-80.6彭志，周勇.cad/cam技術(shù)在模具概念設(shè)計中的應(yīng)用m.上海：科技出版社， 2004:28-30.7黃銳.塑料成型模具m.北京：中國輕工業(yè)出版社，1996:66-70.8于華.注射模具設(shè)計技術(shù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002:50-55.9李及仁.模具設(shè)計與制作m.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001:29-31.10馮炳曉.模具設(shè)計與制造簡明手冊m.北京：人民郵電出版社，2001:88-90.11任志華.模具設(shè)計m.北京：中國電力出版社，2007:66-70.12曲華昌.塑件成型工藝與模具設(shè)計m.北京：高等教育出版社，2005:40-43.