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文檔簡介

1、成 績 華北科技學院環(huán)境工程學院材料科學與工程專業(yè)課程設計報告設計題目 模具設計課程設計 學生姓名 王俊杰 學 號 201101064112 專業(yè)班級 材科B111班 指導老師 任學軍 教師評語 設計時間:2014年12 月 21 日至2015年 1月 5 日 目錄第一章 總論 第一節(jié) 設計任務和內容. 第二節(jié) 基本資料.第二章 塑料成型的工藝方案論證 第一節(jié) 塑料制品的工藝分析.第二節(jié) 成型工藝參數(shù)的確定.第三章 模具結構設計 第一節(jié) 塑料制品的工藝分析. 第二節(jié) 成型零部件的設計與計算. 第三節(jié) 脫模結構的設計. 第四節(jié) 合模導向機構的設計. 第五節(jié) 支承與連接零件的設計與計算. 設計小結

2、,體會、建議.第1章 總論第一節(jié) 設計任務和內容一、設計題目塑料油壺蓋注射模設計 二、設計內容根據(jù)給出的塑料件的結構及尺寸,進行模具設計,具體內容包括:1、塑件分析,確定塑件設計要求,明確塑件的生產(chǎn)批量,計算塑件的體積和質量; 2、確定成型方法、成型工藝條件,包括成型時間、成型溫度、成型壓力; 3、模具結構設計,包括分型面設計,模具型腔數(shù)確定,型腔的排列和流道布局以及澆口位置設計,模具工作零件的結構設計,側向分型與抽芯機構設計,頂出結構設計,拉桿的形式選擇,排氣方式設計;4、模具總體尺寸的計算;5、模具裝配圖和成型零件圖的繪制。 三、設計成果1、編寫設計說明書一份;2、模具裝配圖1張 (A1圖

3、紙);3、主要模具零件圖(如塑件圖、成型零件圖、模具型腔及非標準件)。第二節(jié) 基本資料(1)成型方法與設備:在SZ125/630型塑料注射機上注射成型;(2)塑件材料:低密度聚乙烯;(3)成型收縮率在1.5%3%;(4)生產(chǎn)批量:30萬件/年;(5)塑件圖:二維圖三維圖第二章 塑料成型的工藝方案論證第一節(jié) 塑料制品的工藝分析產(chǎn)品名稱:塑料油壺蓋產(chǎn)品材料:低密度聚乙烯 LDPE塑件材料特性: LDPE的機械強度 較差,耐熱性不高,抗環(huán)境應力開裂性、粘附性、粘合性、印刷性差,需經(jīng)表面處理,如化學侵蝕、電暈等處理后方可改進其粘合性、印刷性。吸水性很低,幾乎不吸水,化學穩(wěn)定性優(yōu)秀,如對酸、堿、鹽、有機

4、溶劑都較穩(wěn)定。對CO2、有機性臭氣滲透性大,但對水蒸汽、空氣的滲透性差。若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可改善性能、在化學交聯(lián)劑或高能輻照下交聯(lián),可提高軟化點、耐溫性、剛度、耐溶劑性等。塑件材料成形性能:成型收縮率范圍及收縮值大,方向性明顯,容易變形、翹曲。應控制模溫,保持冷卻均勻、穩(wěn)定;流動性好且對壓力變化敏感;易用于高壓注射,料溫均勻,填充速度應快,保壓充分;冷卻速度慢,必須充分冷卻,模具應設有冷卻系統(tǒng);質軟易脫模,塑件有淺的側凹槽時可以強行脫模。產(chǎn)品數(shù)量:30萬件/年塑件的尺寸精度分析如圖1-1為油壺蓋的二維工程圖,單位mm。 圖1-1 塑件圖該塑件尺寸精度無特殊要求,所有尺寸均為自

5、由尺寸,可按MT7查取公差,其主要尺寸公差要求如表1-1所示。表1-1 塑件上主要尺寸按MT7級精度的公差要求(單位mm)塑件標注尺寸塑件尺寸公差(按MT7級精度)外形尺寸4842內形尺寸=36mm=33.73mm=32.21mm32(2)塑件表面質量分析該塑件表面沒有提出特殊,通常,一般情況下外表面要求光潔,表面粗糙度可以取到Ra=0.8m,沒有特殊要求塑件內部表面粗糙度可取Ra=3.2m。(3) 塑件的結構工藝性分析從圖紙上分析,該塑件的外形基本上為回轉體,圓周均勻分布12個R3的半圓柱凸起旋鈕花紋,該處設計脫模容易,且飛邊去除容易,設計合理;壁厚相對均勻,且符合最小壁厚的要求;在塑件內壁

6、有M363.5螺紋孔,查表可知螺紋牙形強度足夠,在推薦選用的范圍內,LDPE塑料為軟塑料,螺紋可強制脫模成型,但要注意為了防止螺孔的最外圈的螺紋崩裂或變形,螺紋始末端應有0.20.8的臺階,始末的螺紋應漸漸開始結束,有l(wèi)8的過渡長度,如圖13所示。該塑件端部已開有3mm的臺階,但頂部臺階未有留出,在做型芯設計時應注意該處的結構設計。圖13 螺紋孔的設計綜合來看,該塑件結構簡單,無特殊的結構要求和精度要求。在注射成型生產(chǎn)時,只要工藝參數(shù)控制得當,該塑件是比較容易成型的。3塑件的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn),因此,在模具設計中,要提高塑件的生產(chǎn)效率,傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模模具,

7、以便降低生產(chǎn)成本。第二節(jié) 成型工藝參數(shù)的確定塑件材料物理性能:密度:收縮率:熔點:熱變形溫度:塑件質量:該產(chǎn)品材料為低密度聚乙烯,由上得知其密度為,收縮率為,計算出硬聚聚乙烯平均密度為。通過計算得:塑件的體積 塑件的重量 式中: 塑料密度塑件要求:型腔的脫模斜度為2,型芯的脫模斜度為1,外表面粗糙度Ra1.6,無缺陷,內表面無特殊要求,所有過度處有R0.2圓角。確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)選用塑料(LDPE)的特性和本設計中塑件的自身成型特點,查有關資料,確定注射成型工藝參數(shù),如表1-3所示。表1-3 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格注射壓力:保壓壓力:成型時間/s注射時間05保

8、壓時間1560料筒溫度t/后段中段前段140160170200冷卻時間1560總周期40140塑化形式:噴嘴形式:柱塞式通用式噴嘴溫度t/150170后處理方法溫度t/時間r/h退火處理循環(huán)烘箱(1020)812h模具溫度t/3045注射壓力p/MPa60100 雖然塑件體積、壁厚不大,但該塑件生產(chǎn)類型為大批量,加上LDPE塑料比熱容大,冷卻速度慢,成型時必須充分冷卻,模具設計時要求有冷卻系統(tǒng),所以該模具應采用冷卻水強制冷卻,冷卻要均勻,以縮短成形周期,提高生產(chǎn)率。第三章 模具結構設計第一節(jié) 澆注系統(tǒng)的設計包(塑件成型位置,分型面的選擇,主流道、分流道、澆口、冷料井、排氣槽的形式、部位及尺寸)

9、;分型面的選擇該塑件為油壺蓋,外形表面質量要求較高。在選擇分型面時,根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀質量,便于清除毛刺及飛邊,有利于排除模具型腔內的氣體,分模后塑件留在動模一側,便于取出塑件等因素,分型面應選擇在塑件外形輪廓的最大處,如圖1-4所示。圖1-4 分型面的選擇如果按圖1-4(a)所示的分型面分型,則塑件分別是由兩個模板成型,由于合模誤差的存在,會使塑件產(chǎn)生一定的同軸度誤差,且飛邊不易清除;而按照圖1-4(b)所示的分型面分型,則塑件整體由一個模板成型,消除了由于合模誤差使塑件產(chǎn)生同軸度誤差的可能。因此,決定采用圖1-4(b)所示的分型面。另外,為了提高自動化程度和生產(chǎn)效率

10、,減少LDPE的取向變形,以及保證塑件表面質量,決定采用點澆口,而模具采用了雙分型面結構。一個分型面用于成型塑件,另一個分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。型腔的布局因為塑件的外形是圓形的,各方向尺寸一致;另外,塑件結構簡單,不需要側向分型,所以型腔的排列方式只有一種。即左右對稱分布在模板兩側,如圖1-7所示。圖1-7型腔的排列方式澆注系統(tǒng)的設計(1)主流道設計根椐設計的澆注系統(tǒng)可計算出澆注系統(tǒng)的總體積為:因為模具設計為一模二腔,且一個塑件的體積為:所以一次性注入的塑料的體積為:根據(jù)計算的數(shù)據(jù)塑查22表8選定注塑機型號為:根據(jù)相關資料,查得SZ125/630型注射機注塑機的參數(shù)如下:注塑機最大注塑量

11、: 噴嘴球面半徑: 注塑機拉桿的間距:鎖模力:注塑壓力: 最小模厚:模板最大距離:模板行程:噴嘴前端孔徑: 噴嘴前端球面半徑 R0=15mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系得到:主流道進口端球面半徑 R= R0+(12)mm=15+(12)mm,取R=17mm;主流道進口端孔直徑 d= d0+(0.51)mm=4+(0.51)mm,取d=4.5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設計成圓錐形,其斜度取4,同時為了使熔料順利進入分流道,在主流道出料端設計r=5mm的圓弧過渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套,澆口套的形狀及尺寸設計采用推薦尺寸的常用澆口套;為了能與注塑機的定位圈相配合,采用外

12、加定位環(huán)的方式,這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸,還避免了澆口套在使用中的磨損。 (2)分流道的設計該塑件的體積比較小,形狀比較簡單,壁厚均勻,且塑料的流動性好,可以采用單點進料的方式。為便于加工,采用最為常用的截面形狀為U形的分流道。查分流道橫截面及其尺寸的有關資料,取U形分流道截面半徑R=3mm,h=3.75mm。分流道截面形狀及尺寸,如圖1-5所示。 圖1-5 分流道截面形狀及尺寸(3)點澆口設計由于該塑件外觀質量要求較高,澆口的位置和大小應以不影響塑件的外觀質量為前提。同時,也應盡量使模具結構更簡單。根據(jù)對該塑件結構的分析,并結合已確定的分型面位置,選擇如圖1-6所示的點澆口進料方式。根

13、據(jù)塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式,進料位置設計在塑件頂部。點澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。圖1-6 澆口的結構、位置及尺寸(4)冷料穴設計 由于LDPE質軟高彈的特點,采用帶球頭形拉料桿的冷料井,定模底板的分流道盡頭鉆小斜孔,一次分型時斜孔內凝料使點澆口與塑件分離,同時球頭拉料桿將主流道的凝料拔出,而二次分型時凝料被定模板硬刮掉落下來,實現(xiàn)澆注系統(tǒng)與塑件的自動分離與脫出,自動化程度高,勞動強度小。 排氣槽設計模具塑件質量不大,當塑料熔體充填型腔時,可由分型面排氣,不需要特意設計排氣槽。 第2節(jié) 成型零部件的設計與計算型腔尺寸計算該塑件的材料是一種收縮率范圍較大的塑

14、料,因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。前面已經(jīng)查得LDPE的收縮率為1.5%3%,故平均收縮率為SCP=(1.5%+3%)/2=2.25%根據(jù)尺寸公差的要求。模具的制造公差取z=/3。型腔尺寸計算如表4-1所示。塑件尺寸計算公式型腔的工作尺寸型腔的徑向尺寸型腔的軸向尺寸4-1型腔尺寸計算 型芯的尺寸計算 M36粗牙螺紋由有關公式可得=36mm,=33.73mm,=32.21mm,螺距Ps=3.5mm,中徑公差=0.31mm,螺紋型芯制造公差=0.05mm,=0.04mm,=0.05mm型芯尺寸計算如表4-2所示塑件尺寸計算公式型芯的工作尺寸型芯的徑向尺寸=36mm=33.73mm=32.21

15、mm型芯的軸向尺寸表4-2 模具型腔壁厚的確定采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法,直接查閱設計手冊中的有關表格,得該型腔的推薦壁厚為 35mm。 模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔直徑為48,根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸35mm。綜合以上數(shù)據(jù),確定型腔模板的總體尺寸為BLH,其中B=150mm,L=200mm,H=50mm。4.標準模架的確定本塑件采用點澆口注射成型,根據(jù)模具結構形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素,查有關資料,選擇1520-502560 GBT125552006型標準模架。第三節(jié) 脫模結構的設計根據(jù)塑件的成型特點,確定模具型腔在定模部分。模具的型心在動模部分。塑件成型開模后,塑件和型芯一起

16、留在動模一側。該塑件有螺紋孔,螺紋部分是由螺紋型心成形的,由于成型塑件的塑料(LDPE)有很好的彈性,可以采用強制脫模的方式,但需要較大的脫模力,故采用推板推出機構。為了避免推件孔的內表面與型芯的成型面的螺紋相摩擦,造成型芯的迅速擦傷,將推板的內孔與型芯成型面以下的配合段制成單邊斜度為510錐面,該錐面不僅有效的避免了擦傷,且能準確定位推件板,避免了該處的飛邊溢料。推桿與推桿孔配合一般為H8/f8或H9/f9第四節(jié) 合模導向機構的設計該塑件的要求精度不算高,塑件形狀,型腔分布對稱,無明顯單邊注射側向里,可采用最為常見的導柱導向定位機構,在動模板、推件板、定模板間使用4對導柱,導柱的長度要確保推

17、件板推出塑件不脫落,在定模板與定模座板間采用2對導柱,保證了澆注系統(tǒng)凝料方便取出,定位精度高。導柱與安裝孔采用間隙配合H7/f6或H8/f8,配合部分表面粗糙度為Ra=0.8m,根據(jù)選擇的模板外形尺寸,確定導柱直徑為16mm 第五節(jié) 支承與連接零件的設計與計算C板厚度的計算 墊塊,形成推出機構的移動空間, 厚度=推桿墊板厚度推桿固定板厚度塑件推出距離,保證把塑件完全推離型芯。 此模架推桿墊板厚度=15mm,推桿固定板厚度=13 mm,塑件推出距離=型芯高度+(510)=27+5=35mm,則C板厚度=151335=63,選標準Hc=60mm。螺釘、銷釘?shù)葮藴始倪x擇螺釘M16*120 4個螺釘

18、M6*20 4個螺釘M8*16 4個吊環(huán)螺釘M10 1個螺母M12 4個 結束語 此次課程設計,讓我學到了許多知識,包括課本上學不到的知識。當然,在設計過程中出現(xiàn)的一些難題。通過我們翻閱相關的書籍,在網(wǎng)絡上尋找答案和經(jīng)過任老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。本次課程設計,也讓我學會了齊心協(xié)力、共同協(xié)作、努力創(chuàng)新,自始至終都抱著一顆堅定的信念,經(jīng)過了漫長而又短暫的設計工作,我們的作品終于出成效了,指導老師為此也為我們的這次畢業(yè)設計做出了很好的評價。在項目設計過程中用到了很多以前上課時學的知識,尤其是老師上課教給我們的一些分析問題、解決問題的思想在這次項目中都得到了很好的印證,使我在這些方面能夠很快的領會。即將畢業(yè)的我,在以后的工作中將面臨著許多的問題或麻煩。我們應該善于采集和利用各種信息資源,擴展知識面和能力;培養(yǎng)嚴謹、科學、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗、團體協(xié)作的精神;增強環(huán)境保護意識,做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn),以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益?!奥仿湫捱h兮,吾將上下而求索”,畢業(yè)設計讓我明白了“書到用時方恨少”的痛苦,知識是無窮無盡的,在以后的工作中,就需要我更加努力地學習。因本人學識不深,文字水平有限,設計中必然存在所許多漏洞和不足之處,還望老師給予批評指正,提出改進意見。 參

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