空心球柄注塑模设计
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湖南工业大学课程设计任务书2015-2016学年第2学期机械工程学院材料成型与控制工程专业材料成型1304班级课程名称:塑料成型工艺与模具设计题目:手柄注塑成型工艺及模具设计完成期限:自2016年6月20日2016年7月1日共2周指导教师(签字):________________ 年月日系(教研室)主任(签字):_________________ 年月日手柄图二维图三维图技术要求:1.材料ABS2.塑件外表光滑,无注塑缺陷;3.脱模斜度30’—1°4.中批量生产5.未注圆角R1—R2第1章塑料成型工艺性分析1.1塑件分析该塑件为手柄,所用材料为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯),无颜色要求,该塑件是日用品,承受外力的几率较大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较多;塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。
图1-1-1 塑件尺寸图图1-1-2 塑件三维图技术要求:1.材料ABS2.塑件外表光滑,无注塑缺陷;3.脱模斜度30’—1°4.中批量生产5.未注圆角R1—R21.2性能分析(1)使用性能ABS 树脂是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料。
(2)成型性能1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90℃,3 小时.2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270 度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-803.如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。
游戏手柄外壳注塑模具设计ﻩ题目游戏手柄外壳注塑模具设计院系XXX专业 XXXXXXXXXXXXX姓名 XXXXXXX年级XXXXXXXXXXX指导教师XXXXXXX二零x年x月前言随着中国当前的经济形势的日趋好转,在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下,中国的制造业也日趋蓬勃发展;而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一,模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高,并能获得极大的经济效益,因而引起了各国的高度重视和赞赏。
在日本,模具被誉为“进入富裕的原动力”,德国则冠之为“金属加工业的帝王”,在罗马尼亚则更为直接:“模具就是黄金”。
可见模具工业在国民经济中重要地位。
我国对模具工业的发展也十分重视,早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中,就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。
ﻫ近年来,塑料模具的产量和水平发展十分迅速,高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。
注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内,塑料受热熔化后,在注塑机的螺杆或活塞的推动下,经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内,塑料在其中固化成型。
本次毕业设计的主要任务是面板注塑模具的设计。
也就是设计一副注塑模具来生产面板塑件产品,以实现自动化提高产量。
针对面板的具体结构,通过此次设计,使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。
同时,在设计过程中,通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等,结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构(成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统)有了系统的认识,拓宽了视野,丰富了知识,为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。
ﻬ目录前言第1章绪论ﻩ11.1注射成形基本过程 (1)1.2注射模的基本结构........................................... 1第2章游戏手柄外壳造型设计. (3)2.1游戏手柄外壳的选料及其性能ﻩ32.2游戏手柄外壳注射成型工艺过程ﻩ42.3游戏手柄外壳的结构分析 (4)2.4 游戏手柄外壳造型设计过程ﻩ6第3章成型零件与浇注系统设计ﻩ63.1.1 主浇道的设计ﻩ73.1.2分浇道的设计ﻩ83.1.3浇口及冷料穴设计 (8)3.1.4铸模和开模ﻩ93.2.1凹、凸模冷却系统设计 (11)第4章模具零件设计ﻩ134.1 推出系统设计 (13)4.2 确定模架................................................... 14174.3 模架各装配零件设计ﻩ4.3.1 导向零件设计ﻩ184.3.2 浇注系统零件设计....................................... 194.3.3 推出机构零件............................................ 214.3.4定位圈 (21)4.3.5其他零件ﻩ22第5章成型设备的校核计算 (25)5.1锁模力的校核ﻩ25255.2安装尺寸的校核ﻩ5.3 推出机构的校核 (25)255.4开模行程的校核ﻩ第6章模具的装配和调试 (26)6.1模具的装配............................................... 266.2模具的调试 (26)第7章典型部件的NC加工与编程ﻩ31317.1数控技术概括ﻩ7.2凹模型腔NC加工.......................................... 32 谢辞.............................................................. 41参考文献.. (43)第1章绪论1.1注射成形基本过程注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法,因此应用范围很广。
空心球柄注射模设计系别:自动化系专业班:机电0603班姓名:洪勇学号:20061100122指导教师:孙金风2010年6月空心球柄注射模设计Injection Mould of Hollow Handle摘要塑料模具是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。
随着塑料工业的发展和进步,人们对注射制件的要求越来越高。
如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度、使用范围和标准化程度,一直是塑料行业孜孜以求的目标。
近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快,新工艺和新结构层出不穷。
本设计首先参照已有的空心球柄,加入自己的独特元素,结合人机工程、制造工艺学和实用性,设计出本模具的塑件——空心球柄,更具典型性,有侧孔,镶字等特征。
本文对该模具设计过程进行了详细的阐述,包括分型面设计,成型零部件设计,热流道系统设计,标准模架的选取,推出机构的设计,侧抽芯机构的设计,冷却系统和排气系统的设计,以及注塑机的选择与校核。
与本文配套的还有模具的二维总装配图,一些重要零部件的二维工程图,以及由Inventor绘制的全部模具零部件的三维模型及模具三维装配图,以便动态模拟模具的实际装配过程和实际的工作的过程,进行装配过程仿真和工作过程仿真,为模具的改进提供有力依据。
关键词:塑料模型腔精度分型面温度AbstarctPlastic mold is the three-dimensional shape of plastic tools which has a certain shape and size by using its own specific confined to molding cavity. With the development and progress of the plastics industry, the demand of the injection workpiece is gradually increasing. It has been pursed by the plastics industry that how to make the molding cycles short, reduce production costs and increase accuracy, range and level of standardization. New technologies and structures have been emerging with the quick development of the injection molding and the new mode technologies in the past 20 years.The design of plastic parts of the mold called hollow handle is more typical and with the features of side holes, words inserted and so on, with the first light of the existing hollow handle, and then adding own unique elements, combining with the man-machine engineering, manufacturing technology and practical. This design process in this paper is detailed, including the design of parting surface , molding parts , hot runner system ,the selection of standard mold , the design of launching institutions, core mechanism , cooling systems and scheduling Gas system and the choosing and checking of the injection molding machine.This article is also supported by the two-dimensional of assembly drawing mold and some important parts of the engineering drawing and the three-dimensional model of assembly diagram and mold parts drawn by the Inventor of all mold, in order to make the process in dynamic simulation of the actual assembly and the actual work convenient and true and provide a strong basis for improving the mold.Key words: plastic model sub-cavity precision surface temperature目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................ I I 绪论 (1)1 空心球柄制件分析 (4)1.1 空心球柄外表造型 (4)1.2 塑件材料的选择 (5)1.3 塑件结构的工艺性 (6)2 注射机选用与校核 (7)2.1 注射机初步选择 (7)2.1.1 注射机的典型结构与分类 (7)2.1.2 注射成型工艺 (7)2.1.3 注射机与模具的关系 (8)2.2 注射机的选取与校核 (8)3 模具设计 (10)3.1 成型零部件设计 (10)3.1.1 分型面设计 (10)3.1.2 型腔总体布局 (11)3.1.3 成型零部件结构设计 (11)3.1.4 成型零部件相关计算 (12)3.2 浇注系统设计 (16)3.3 结构零部件设计 (16)3.3.1 标准模架的选取 (16)3.3.2 结构零部件的材质和配合设计 (16)3.4 推出机构设计 (17)3.5 冷却和排气系统设计 (17)3.5.1 冷却系统设计 (18)3.5.2 排气系统设计 (19)4 模具装配图 (20)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)绪论模具是利用其本身的特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。
塑料注射模具设计技巧与实例塑料使用性能1.塑料材料的相对密度在0.83~2.2之间,泡沫塑料材料的相对密度在0.1~0.4之间。
2.比强度为材料的强度与材料的相对密度比值。
在各种材料中,塑料材料具有最高的比强度,甚至比特种合金铝还要高。
3.绝缘性能好;4.具有防震、隔热、隔音性能,在防震应用上,软质聚氨酯(PU)、PE、PS泡沫塑料最为常用。
其中软质PU泡沫塑料常用体育器材,而PE、PS常用于防震包装。
5.耐腐蚀性高在塑料中聚四氟乙烯的耐腐蚀性最好,可耐各种强酸、强碱及强氧化剂,甚至耐王水。
6.加工性能好注射挤出压延中空吹塑真空吸塑流延粉末滚塑7.自润滑性好塑料性能不足的有1.机械强度低2.尺寸精度低3.耐热温度低一般不超过400°,大多数使用温度在100~260°,有些耐高温塑料可短时间使用,不过以碳纤维、石墨、或玻璃纤维增强的酚醛等热固塑料很特别,虽然其长期耐热温度不到200°,但其瞬时可耐上千度高温,可用作耐烧蚀材料,用于导弹外壳及宇宙飞船面层材料。
二.热塑性塑料的成型性能1.流动性好的塑料在注射成型过程中则容易跑料,即产生溢边,因此在模具的配合面的间隙要小一些。
下表是常用的热塑性塑料的溢边值,供使用时参考:三塑料的热敏性和水敏性塑料的热敏性是指在加工状态下,受热引起分解。
具有热敏性的树脂代表为PVC,除此之外还有PVDC、PV A、CPE、CPVC、POM等。
为防止热敏性塑料在加工中分解,需在配方中加入稳定剂。
在设备和模具设计中。
对热敏性塑料应注意如下:1.尽可能不用点浇口2.螺杆压缩比要小塑料的水敏性指在加工中,水分含量较大时会引起水解反应的。
具有水敏性的代表品种为PV A、PA、PET等。
这类塑料在加工前要一定要好好干燥,尽可能降低含水量。
下面是常用热塑性塑料的成型性能:1.硬聚氯乙烯(HPVC)a.无定形料,吸湿性小,流动性差。
为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥。
塑料空心球柄的模具设计一、引言随着社会的发展和科技的进步,越来越多的东西开始使用塑料制作。
其中,塑料球柄广泛应用于各种家居、办公、运动等领域。
然而,由于使用时需要大力拧转或挤压球柄,使用寿命较短,容易损坏。
因此,设计一种塑料空心球柄,可以使其更加坚固耐用,延长使用寿命。
本篇文章将着重讨论塑料空心球柄的模具设计。
二、模具的重要性模具是塑料制品生产过程中不可或缺的一个环节。
不同材料的模具不同,对于塑料球柄而言,其模具一般分为两类:单色模和双色模。
其中,单色模主要用于制作单一颜色的球柄,而双色模则可以制作两种或以上颜色的球柄。
模具的设计质量直接影响着生产效率和产品质量,因此,进行模具设计必须严谨认真。
接下来,将从几个方面来介绍塑料空心球柄的模具设计。
三、模具材料的选择模具的材料需要具有高强度、高硬度、高耐磨、高耐腐蚀等特点,以保证模具寿命和使用效果。
一般采用的材料有:合金钢、不锈钢、硬质合金、铝合金等。
对于球柄而言,需要考虑到摩擦和磨损的因素,因此模具材料的硬度一定要足够高,以确保模具制成后表面光滑,不会对球柄造成伤害。
四、模具设计的技术要点在设计模具时,需要考虑到许多技术要点,如模具的工艺流程和结构设计等。
1、工艺流程的设计针对球柄的特点,在模具的设计中,还需要考虑到前、中、后模的开合次数、进料口的设计、冷却水口的设置等因素。
这些要素都需要精心设置,以确保生产效率和产品质量。
2、模具结构设计模具结构的设计是模具制作的关键。
塑料空心球柄的模具需要设计出一个能够准确复制产品形状的模板。
这个模板需要由一组成型件和一组剪切件组成。
在模具设计时,需要将球柄的内外形状、壁厚、线条等元素都考虑进去。
同时,模具内设计的线条、排气系统等也需要注意,这些细节都会影响到最终产品的质量。
五、结论总之,塑料空心球柄的模具设计是一个比较复杂细致的工作,它体现了制作塑料制品的关键技术。
通过精细的设计和制作,可以大大提高塑料空心球柄的质量和寿命。
塑料空心球柄的模具设计在综合分析了塑件的结构,使用要求,成型质量和模具制造成本的基础上,介绍结构简单,形状规则的塑件成型。
采用侧浇口进料单分型推杆顶出机构,使塑件能一次成型。
设计了相应的顶块顶出的注射模,并介绍了模具的工作过程。
本文对注射塑料模的设计进行了较详细的阐述,包括注射机的选用、模具设计的有关计算、模具结构的设计、模架的选择、推出机构的设计、合模导向机构的选用以及冷却装置的设计。
通过这次设计更加了解注射成型工艺的基础知识,以及掌握塑料模具设计的一般流程。
注射模;顶块顶出;注射机;模具结构;成型工艺目录前言 (2)1 塑件的工艺分析 (3)1.1 【塑件成型工艺分析】 (3)1.2 【原料(HDPE)的成型特性与工艺参数】 (4)1.2.1 HDPE塑料主要的性能指标: (4)1.2.2 HDPE的注射成型工艺参数: (4)2 注塑设备的选择 (6)2.1 【估算塑件体积】 (5)2.2 【选择注射机】 ............................... 错误!未定义书签。
2.3 【模架的选定】 (7)2.4 【最大注射压力的校核】 ........................ 错误!未定义书签。
2.4.1最大注塑量的校核 (7)2.4.2锁模力校核 (7)2.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 (7)3 塑料件的工艺尺寸的计算 (8)3.1 【型腔的径向尺寸】 (8)3.2 【型芯的计算】 (9)3.3【模具型腔壁厚的计算】 (10)3.4【抽芯机构的设计计算】 (11)4 浇注系统的设计 (12)4.1 【主流道设计】................................ 错误!未定义书签。
4.2 【定位圈的安装】.............................. 错误!未定义书签。
4.3 【冷料井设计】 (13)4.4【分流道设计】 (13)4.4.1 分流道设计要点: (13)4.4.2 分流道的长度............................. 错误!未定义书签。
编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目游戏手柄注塑模具的设计、加工分析和型腔模具加工学生姓名学号系部*****系专业数控技术班级指导教师顾问教师二〇一二年六月摘要摘要本文主要介绍了数控技术的发展和UG软件的特点,并应用UG软件完成了游戏手柄外壳注模的三维造型和模具型腔的数控加工等。
由此我们首先对游戏手柄注模模具的结构特征和工艺进行了仔细的分析,然后确定了一套合理的加工方案,加工方案要求简单、合理,操作方便,并能保证零件的加工质量。
通过对游戏手柄注模外壳的加工工艺分析之后,将会选用铣床来进行加工完成,缩短加工时间、提高加工质量,取得较好的效益等。
数控铣床的编程可以使用手动与自动两种方式,由于本论文使用的是UG软件的自动编程,所以我选择的后者。
关键词:游戏手柄注模注模造型设计数控加工 UG自动编程目录目录摘要 (I)目录............................................................ I II 第一章绪论.. (1)1.1数控知识简介 (1)1.2本课题研究的背景 (1)1.3本课题研究的内容 (1)1.4本论文所做的工作 (1)第二章游戏手柄的注塑模具的造型设计 (2)2.1游戏手柄上壳注模模型的分析 (2)2.2游戏手柄外壳注模设计 (2)2.2.1 游戏手柄上壳的模具造型设计 (2)2.2.2游戏手柄下壳的注模造型设计 (7)2.3按键的造型设计 (8)2.3.1左键的造型 (8)2.3.2中键的造型 (10)2.3.3按键A的造型 (11)2.3.4按键B.C.D的造型 (12)2.3.5手柄按键注模分模 (13)第三章游戏手柄型腔模具数控加工工艺分析 (15)3.1游戏手柄上壳下模的外形设计 (15)3.2游戏手柄上壳下模的型腔模具的数控加工工艺分析与设计 (15)3.2.1游戏手柄上壳下模型腔模具的外形分析 (15)3.2.2游戏手柄上壳型腔模具加工零件毛坯的确定 (15)3.2.3确定加工顺序 (15)3.2.4刀具选择 (16)3.2.5主轴切削用量的选用 (17)3.2.6数控铣床的选用 (18)3.2.7夹具的选用 (18)3.2.8加工工艺路线的制定 (19)3.2.9机械加工工艺卡片 (19)第四章模具型腔加工 (22)4.1游戏手柄型腔模具上壳上模加工 (22)4.1.1粗加工 (22)目录4.1.2半精加工 (25)4.1.3精加工 (28)4.1.4仿真加工 (30)4.1.5进行比较 (31)4.2游戏手柄上壳下模型腔模具加工 (32)4.2.1一次粗加工 (32)4.2.2二次粗加工 (35)4.2.3轮廓半精加工 (35)4.2.4平面精加工 (37)4.2.5竖直面精加工 (39)4.2.6圆弧面精加工 (39)4.2.7清根 (39)4.2.8按键部分精加工 (40)4.2.9仿真加工 (40)4.2.10比较 (41)4.2.11按键部分加工说明 (42)4.3游戏手柄下壳上模型腔模具加工 (42)4.4游戏手柄下壳下模型腔模具加工 (43)4.5游戏手柄按键模具加工 (44)第五章总结与展望 (45)5.1本文总结 (45)5.2将来展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)第一章绪论第一章绪论1.1 数控知识简介数控技术是数字控制(NC,Numerical Control)技术的简称,它是一种用数字化的信息(数字、字母和符号)对某一工作过程进行可编程的自动控制技术。
第1章对塑料成型模具的认识1.1模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。
在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。
例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。
对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。
以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。
模具影响着制品的质量。
首先,模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。
其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大。
在大批量生产塑料制品时,应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采用自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。
另外模具对制品的成本也有影响。
当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大,这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具,以降低成本。
现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素,尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。
高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。
由于制件品种和产量需求很大,对模具也提出了越来越高的要求。
因此促进模具的不断向前发展。
1.2模具的发展趋势近年来,模具增长十分迅速,高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。
从模具设计和制造角度来看,模具的发展趋势可分为以下几个方面:(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。
毕业设计说明书(论文)学院(系、部):材料工程学院专业:材料成型及控制工程(模具设计)题目:手柄塑料件注射模设计指导者:评阅者:毕业设计说明书(论文)中文摘要本文主要介绍了烤架手柄塑料件的注射模设计,其材料为PP。
根据PP 塑料的工艺特性和产品的使用要求,分析了烤架手柄的结构特点和成型工艺。
通过应用MoldFlow软件对塑件进行流动模拟分析,确定了塑件的注射模结构以及工作过程。
采用PRO/E软件进行3D分模,对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。
最后,完成模具总装图设计及主要零件图的绘制,从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。
关键词烤架手柄注射模设计Pro/E毕业设计说明书(论文)英文摘要目录前言 (1)第一章塑料模具设计简介 (3)1.1 塑料模具技术的发展现状和趋势 (3)1.2 塑料制件的设计原则 (4)1.3 注射模设计要点 (5)第二章烤架手柄塑件成型工艺性分析 (6)2.1 塑件结构分析 (6)2.2 PP塑料注射成型特性 (7)2.2.1 PP塑料特性 (7)2.2.2 PP塑料成型性能 (7)2.3 PP塑料注射成型工艺参数 (8)第三章成型设备与模架的选用 (9)3.1 注射机的选择 (9)3.2 模架的选择 (10)3.3 模具参数的校核 (11)第四章模具结构形式的拟定 (14)4.1 分型面位置的确定 (14)4.1.1 分型面的选择原则 (14)4.1.2 烤架手柄分型面的确定 (15)4.2 确定型腔数量及排列方式 (15)4.3 浇注系统的设计 (15)4.3.1 主流道设计 (16)4.3.2 分流道设计 (17)4.3.3 浇口设计 (20)4.3.4 冷料穴的设计 (21)4.3.5 浇注系统的平衡 (21)4.4 成型零部件的设计 (21)4.4.1 型腔的结构设计 (22)4.4.2 型芯的结构设计 (22)4.4.3 型芯镶件的设计 (23)4.5 侧向抽芯与分型机构的设计 (24)4.5.1 斜导柱的设计 (24)4.5.2 侧滑块的设计 (25)4.5.5 侧滑块定位装置的设计 (26)4.6 推出与复位机构的设计 (27)4.6.1 推出机构的设计 (27)4.6.2 复位机构的设计 (28)4.7 结构零部件的设计 (29)4.7.1 支承零部件的设计 (29)4.7.2 导柱导向机构的设计 (30)4.8 排气与冷却系统的设计 (31)4.8.1 排气系统的设计 (31)4.8.2 冷却系统的设计 (31)4.8.3 型腔和型芯的冷却 (32)第五章Pro/E和Moldflow软件的应用 (33)5.1 应用Pro/E软件3D分模 (33)5.1.1 模具设计流程 (33)5.1.2 烤架手柄塑料模的设计步骤 (33)5.2 烤架手柄塑件模流分析 (37)5.2.1 Moldflow模流分析流程 (37)第六章结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)前言塑料制品的使用越来越泛,在很多方面,它己成为金属制品的替代物。
球形件缩口工艺及模具设计1 引言由于空心球体具有美观耐用、不老化、重量轻等特点,在工艺品、家具等生活用品装饰中应用愈来愈多。
空心球体是家具上的装饰件,如图1所示。
点击图片查看大图图1 空心球体该零件材料为08F,厚度t=1.5mm。
要求表面光滑,无明显的皱折和划伤,生产批量较大。
2 工艺分析对于空心球体的加工有以下几种方法:(1)机械加工法。
采用机械加工方法,加工出空心球体。
该方法不仅质量不易保证,而且材料消耗多,加工费用高,尤其是表面不光滑,存在着加工刀痕。
(2)半球形冲压焊接法。
先用冲压方法加工出两个半球形毛坯,然后采用焊接方法将两个半球形毛坯焊接在一起,使其成为一个空心球体。
由于存在焊缝,最后需要进行打磨抛光处理。
该方法加工的空心球体尽管进行过打磨抛光处理,但零件表面不光滑。
(3)缩口成形法。
先将片状毛坯拉伸成底部为半球形的圆筒形件,然后进行切边,最后,采用缩口成形方法制得空心球体。
当采用缩口成形时,应校核材料成形的稳定性。
缩口成形属于压缩类变形工艺,影响压缩类变形时极限变形程度是材料变形时的稳定性,决定变形稳定性的因素是材料相对厚度。
当t/D×100<1时,不宜采用缩口成形法。
该方法成形的零件表面光滑,无皱折现象发生。
(4)胀形成形法。
先将片状毛坯拉伸成圆筒形件,然后进行切边,最后,采用胀形成形方法制得空心球体、当采用胀形成形时,应校核材料的可变形性。
胀形成形属于拉伸类变形工艺,影响拉伸类变形时极限变形程度是材料的塑性,即可变形性,可用材料伸长率大小表示材料的塑性。
当t/D×100<1时,宜采用胀形成形法。
该方法成形的零件表面光滑,无皱折现象发生。
对于该零件,t/D×100=1.5/55×100=2.73>1,且表面质量要求严格,故选用缩口成形法。
专业课程设计设计说明书姓名:_______________________________ 学号:_______________________________ 班级:_______________________________ 指导教师:___________________________ 日期:_______________________________目录第1章设计任务 (4)1.1塑件及其尺寸 (4)名称:空心球柄 (4)1.2设计内容及要求 (4)第2章塑件成型工艺性分析 (5)2.1结构特征分析 (5)2.2塑料性能分析 (5)2.2.1pp的主要性能指标 (5)2.2.2材料注射工艺参数 (6)2.3成型工艺分析 (6)第3章塑件分型面位置的分析和确定 (7)3.1分型面的选择 (7)3.2分型面的选择原则 (7)3.3分型面选择方案 (7)第4章注射机的选择及工艺参数的校核 (8)4.1.模具所需塑料熔体注射量 (8)4.2锁模力分析 (8)4.3选择注射机型号 (9)4.4注射压力的校核 (9)第5章浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算。
(10)5.1主流道设计 (10)5.2分流道设计 (11)5.2.1分流道形状与尺寸 (11)5.3浇口的设计 (12)5.3.1浇口类型及位置的选择 (12)5.3.2浇口尺寸的确定 (13)5.4冷料穴和拉料杆的设计 (13)第6章成型零件设计及力学计算 (14)6.1成型部件的结构设计 (14)6.2凸、凹模的结构设计 (14)6.3成型部件的计算 (15)6.3.1型腔和型芯径向尺寸计算 (15)6.3.2安装成型部件的型腔侧壁厚度计算 (17)第7章模架选择或设计 (18)7.1动定模座板的选择 (18)7.2垫板的选择 (18)第8章导向机构的设计 (19)第9章温度调节系统的设计 (21)9.1冷却系统 (21)第10章设计小结 (21)第1章 设计任务1.1塑件及其尺寸名称:空心球柄图1-1 空心球柄材料 尺寸序号A B C D E PP18403020161.2设计内容及要求在设汁之前,学生已具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑料成型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识,并已通过金工和生产实习。
做过注射成型实验:韧步了解塑料的成型工艺和生产过程,熟悉多种塑料模具的典型结构。
课程设计的内容包括:(1)独立拟定塑件的成型工艺,正确选用成型设备。
(2)合理地选择模具结构。
根据塑件图的技术要求,提出模具结构方案,并使之结构合理,质量可靠,操作方便。
必要时可根据模具设计和制造的要求提出修改塑件图纸的意见,但必须征得设计者或用户同意后方可实施。
(3)正确地确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。
(4)所设计的模具应当制造工艺性良好,造价便宜。
(5)充分利用塑料成型优良的特点,尽量减少后加工。
(6)设计的模具应当能高效、优质、安全可靠地生产,且模具使用寿命长。
第2章塑件成型工艺性分析2.1结构特征分析此空心球柄采用许多加强筋加强结构强度与刚度,以致使空心球柄结构复杂。
且孔的深度较深,给模具加工带来了一定的困难。
考虑到成型此空心球柄致使模具的凸凹模结构复杂,若使用整体式会使模具损坏后不易于维修,所以在注塑深孔方面,可以采用嵌件成型。
2.2塑料性能分析由于空心球柄结构复杂多样,因此我选用pp材料来制作空心球柄。
pp使用性能1、聚丙烯比重小,强度、刚度、硬度、耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用。
2、具有优良的耐腐蚀性,良好的高频绝缘性,不受湿度影响,但低温变脆,不耐磨,易老化。
2.2.1pp的主要性能指标[1]表2.1 pp主要性能指标名称参数单位数值物理特性密度g/ cm30.90~0.91吸水率%(24小时长时间)0.01~0.03浸水18d0.5 计算收缩率% 1.0~3.0摩擦系数PP/钢0.34无润滑力学性能屈服强度MPa 37 弯曲强度MPa 67 伸长率% >200 拉伸弹性模量GPa 1.1~1.6 弯曲弹性模量GPa 1.45热性能熔点ºC 170~176热变形温度ºC 45MPa为102~115180MPa为56~67线膨胀系数10-5/ºC 9.8比热容J/(Kg·K) 1930热导率w/m·k 0.1182.2.2材料注射工艺参数[1]表2.2注射机类型螺杆式喷嘴形式直通式螺杆转速(r/min)20~30 模具温度ºC30~60注射压力(MPa)70~100 保压力(MPa)40~50 注射时间/s 0~5 保压时间/s 15~60冷却时间/s 15~60 成型周期/s 40~140料筒温度ºC前段180~190 中段180~200 后段140~160 2.3成型工艺分析空心球柄壁厚均匀,但内部结构复杂,势必为注射带来一定麻烦。
由于制件结构复杂,且在注射过程中有一定摩擦阻力,则会产生充填不满的缺陷。
此时,可以考虑采用多浇口注射。
但用多浇口注射,必定会产生熔接痕,可以考虑开设冷料穴。
制件需要有一定的强度和刚度,因此顶出位置设置必须合理。
该产品壁厚大约为2~4mm,壁厚均匀,过渡平缓,在pp材料的的壁厚要求范围内,可顺利成形,脱模斜度为1.5°~2°,脱模斜度取1.7°第3章塑件分型面位置的分析和确定3.1分型面的选择分型面是决定模具结构形式的一个重要因素,分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有密切的关系。
在塑件设计阶段,就应考虑成型时分型面的形状和位置,否则无法用模具成型。
在模具设计阶段,应首先确定分型面的位置,然后才选择模具的结构。
分型面设计是否合理,对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。
因此,分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。
3.2分型面的选择原则保证塑件质量,且便于塑件脱模和简化模具结构。
(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
(2)分型面的选择应有利于塑件顺利脱模。
(3)分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量。
(4)分型面的选择应有利于模具的加工。
(5)分型面的选择应有利于排气。
3.3分型面选择方案根据塑件结构和分型面的设计原则,最终确定分型面的形式为平面分型面,分型面的位置为空心球的最大直径处。
如图3-1.图3-1 分型面图3-2 塑件布置方式塑件分型面确定之后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。
为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和降低成本,并保证塑件的精度、刚度以及强度,最后确定模具的型腔数为4腔。
其布置方式如图3-2第4章 注射机的选择及工艺参数的校核4.1.模具所需塑料熔体注射量40m nm m += [6]式中 m --------一副模具所需塑料的质量或体积(g 或cm 3);n ---------初步选定的型腔数量;m 0--------单个塑件的质量或体积(g 或cm 3); m 4--------浇注系统的质量或体积(g 或cm 3) 空心球柄体积计算V 0=V 1+V 2+8V 3V 1=3/4×4/3×3.14×(193-163)=8675.82mm 3 V 2=3.14×(92-72)×(42+13.3)=5556.54 mm 3 V 3≈1/2×7×13.3×2=92.6 mm 3 V 0=14602.76 mm 3m 0=14.603×0.91=13.289g V 0——为一个空心球柄的体积; V 1——为空心球的体积; V 2——为柄的体积; V 3——为筋的体积 浇注系统凝料体积V 4=0.6×4V0=35046.624 mm 3 M 4=35.047×0.91=31.893g 每次成型注射量V=4 V 0+V 4=93457.65 mm 3=93.458cm 3 总质量m=93.458×0.91=85.047g4.2锁模力分析40A nA A +=型p A nA F n )(40+=式中A——塑件及流道凝料在分型面上的投影面积(mm2);A0——单个塑件在分型面上的投影面积(mm2);A4——流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积(mm2),通常取0.35 A1;F n——模具所需的锁模力(N);p型——塑料熔体对型腔的平均压力(MPa),取15。
单个空心球柄在分型面上的投影面积A0=3.14×19²=1133.54 mm2A=1.35×1133.54×4=6121.116 mm2F n=15×6121.116=91816.74N=91.82KN4.3选择注射机型号F值来选择一种注射机,根据以上的计算初步选根据上面计算得到的m和m定型号为XS-ZY-125型卧式注射机,主要技术单参数见表[1]表4.1XS-ZY-125型注射机主要技术参数额定注射量(cm³)125螺杆直径(mm)42注射压力(MPa)108注射行程(mm)115注射方式螺杆式螺杆驱动功率(kw)4锁模力(kN)900拉杆内间距 (mm)260×290最大开合模行程(mm) 300模具最大厚度(mm)300模具最小厚度(mm)200合模方式液压-机械喷嘴口孔径(mm)4喷嘴球半径(mm)12额定注射量(cm³)125螺杆直径(mm)424.4注射压力的校核所选择的注射机的额定压力是120MPa,塑件的注射压力为70~100MPa,螺杆式注射机比柱塞式注射机注射压力的传递好,同时高pp的流动性能良好,因此注射机选用80MPa的注射压力。
然而注射机最大注射压力应要大于塑件成型压力,120MPa>80MPa因此满足条件。
第5章浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统是指模具中由注射剂喷嘴到型腔之间的进料通道。
普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
浇注系统的设计师模具设计的一个重要环节,设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量、外在质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大影响。
对浇注系统进行设计时应遵循以下原则:了解塑件的成型性能;尽量避免或减少产生熔接痕;有利于型腔中气体的排出;防止型芯的变形和嵌件的位移;尽量采用较短的流程充满型腔;流动距离比的校核。
5.1主流道设计由于此次选择的注射机为卧式注射机,在其上使用的模具中主流道垂直于分型面。
主流道通常设计在浇口套中。
为了使主流道凝料能顺利从浇口套中拔出,主流道通常设计成圆锥形,锥角为26,取=5。