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牙签合盖注射模设计(论文 DWG图纸).rar

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    编号:20181016173914228    类型:共享资源    大小:2.18MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    牙签 注射 设计 论文 DWG 图纸
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    1目 录前言 ....................................................................................................................................................................1摘要 ....................................................................................................................................................................21 概述 .................................................................................................................................................................31.1 塑料模具简介 ....................................................................................................................................31.2 我国塑料模具工业发展现状 ............................................................................................................31.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 ............................................................................41.3.1 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 ........................................41.3.2 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术 ....................................51.3.3 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具,以适应多品种、少批量的生产方式 ..............51.3.4 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率 ........................................................................52 注塑模的可行性分析 ............................................................................................................................62.1 制品分析 ............................................................................................................................................62.2 材料选择 ............................................................................................................................................62.3 质量计算与分析 ................................................................................................................................72.4 确定成型方法 ....................................................................................................................................92.5 拟定制品成型工艺参数 ....................................................................................................................93 拟定模具结构方案 ......................................................................................................................................103.1 选择制品的分型面 ..........................................................................................................................103.2 型腔数目的确定 ..............................................................................................................................103.3 型腔的布置 ......................................................................................................................................123.4 注射机的选取 ..................................................................................................................................123.5 浇注系统的设计 ..............................................................................................................................143.5.1 主流道的设计 ......................................................................................................................143.5.2 冷料穴的设计 ......................................................................................................................153.5.3 分流道的设计 ......................................................................................................................163.5.4 浇口的设计 ..........................................................................................................................173.6 排气和引气系统的设计 ..................................................................................................................203.7 脱模机构的设计 ..............................................................................................................................203.8 分型与抽芯机构 ..............................................................................................................................243.8.1 侧向抽芯机构的分类及特点 ..............................................................................................243.8.2 抽拔力和抽芯距的计算 ......................................................................................................243.8.3 斜导柱侧抽芯机构 ..............................................................................................................253.8.4 干涉现象及先复位机构 ......................................................................................................253.8.5 斜导柱抽芯机构设计要点 .................................................263.8.6 弯销侧抽芯机构 ..................................................................................................................283.8.7 斜导槽侧抽芯机构 ..............................................................................................................293.8.8 斜滑块侧抽芯机构 ..............................................................................................................293.9 注射模温度调节系统设计 ..............................................................................................................303.9.1 冷却系统设计 .......................................................................................................................304 模体(模架)设计 ....................................................................................................................................3624.1 模体概述 ..........................................................................................................................................364.2 模架的确定 ......................................................................................................................................364.2.1 模架基本尺寸的确定 ..........................................................................................................364.2.2 各模板尺寸的确定 ..............................................................................................................374.3 排气槽的设计 ..................................................................................................................................384.4 脱模推出机构的设计 ......................................................................................................................384.5 螺纹的布置及脱出 ..........................................................................................................................394.5.1 螺纹形状 ..............................................................................................................................394.5.2 螺纹的脱出 ..........................................................................................................................394.6 成型零件工作尺寸计算 ..................................................................................................................394.6.1 型腔径向尺寸 ......................................................................................................................404.6.2 型腔深度尺寸 ......................................................................................................................404.6.3 型芯径向尺寸 ......................................................................................................................404.6.4 型芯高度尺寸 ......................................................................................................................414.6.5 螺纹型芯尺寸 ......................................................................................................................41心得体会 ..........................................................................................................................................................42参考文献 ..........................................................................................................................................................43致谢词 ..............................................................................................................................................................44前 言模具工业是国民经济的基础工业,被称为“工业之母”而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀,发展极为迅速。目前我国塑料模具市场中,国外模具约占 30%,其中大型、精密、复杂、长寿命模具约占 45%左右。被国外称为“金钥匙“ 、“进入富有社会的原动力 “的模具,由于经济发展较快时期产品畅销,自然要求模具能跟上,而经济发展滞缓时期,产品不畅销,企业必然想方设法开发新产品,这同样会给模具带来强劲的需求,因此模具工业被称为“不衰亡工业“ ,模具市场发展走势总体将是平稳向上 同时塑料制品的应用日渐广泛,为塑料模具提供了一个广阔的市场,同时对模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能复合型的模具将会受到欢迎。在各种塑料模具中,注塑模具的需求量最大。专家预测,在未来的模具市场中,塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高,且发展速度将高于其他模具。本设计就是塑料模具中的注射模具,全书分为四章。第一章主要讲述我国塑料模具的现状和发展形式以及塑料模具设计的一般步骤;第二章对塑料制品进行可行性分析;第三章对模具进行结构及方案进行设计并计算出各零件;第四章是在前面基础上对模具相应的设计选定具体模架并设计出各个系统。毕业设计在张文玉老师的指导下完成,我从模糊的状态到顺利完成设计,张老师给了我许多的帮助,同时也离不开同学们对我的建议和帮助,在此表示我衷心的感谢。本次设计让我对塑料模具有了更多的认识,特别对一些标注和国家标准有了更深层次的认识和理解,并且通过此次设计,使我的 AutoCAD、Pro/e 等软件能更好的掌握,这对我以学习和工作都是有极大的帮助,很高兴在大学即将毕业的时候能有一个这样好的学习机会。3本设计由于本人水平限制,设计中难免存在不完善的地方,请老师指正。牙签盖的注射模设计机械设计制造及其自动化 作者:唐勇 指导老师:张文玉摘要 塑料模具是当今塑料工 业 生产中利用特定形状,通 过一定的方式来成型塑料制品的一种工艺装备。模具设计与制造技术,特别是 设计与制造大型、精密、长寿命模具的技术,已成 为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。本次设计的是牙签盖的注塑模具。属于日常生活用品,所用材料是当前应用较为广泛的热塑性塑料 ABS。它的生产批量为大批量生产, 该产品有如下特点:( 1)内部结构比较简单,但需要侧抽芯;(2)表面比较光滑,表面粗糙度小,对模具型腔与型芯的精度要求较高。本次设计使用了当前比较流行的制 图软件 AutoCAD 及模具设计软件 Pro/E。此次设计的过程中查阅了大量的模具设计资料,通过牙签盖模具的设计与应用,同原有的 设计方法相比,模具的应用提升了产品的质量,模具整体 设计 的思路和要求符合现代设计潮流和未来的发展方向。关键词 塑料;模具;塑料盖;AutoCAD;Pro/E。Design ofInjection Mold for the Cover of the Toothpick BoxMachine Design but the workpiece need a core to pump a side. (2) the surface of the product is smooth, so the surface roughness is small; This design has used current quite popular charting software AutoCADand mold design software Pro/E.I have consulted massive materials of the plastic mold design and manufacture in this design process .Through the design and application of the cover ,the processing technology ,compared with previous technology ,which increase the quality of the product. The overall design mentality and request conform to the modern design tidal and development direction of the future.Key words Plastics; mold; The plastical cover AutoCAD;Pro/E.1 概述1.1 塑料模具简介模具行业是制造业重要的组成部分,也是国民经济的基础工业受到政府和企业界的高度重视,具有广阔的前景。塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状,通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装备或工具,它属于型腔模的范畴。按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具,金属冲压模具,金属压铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在成型中多数是通过模具来制成品,所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。通常情况下,塑料制品质量的优劣及生产效率的高低,其模具的因素约占 80%。然而模具的质量好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新愈来愈短、用户对塑件的要求愈来愈高,因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求,这就促使塑料模具设计一与制造技术不断向前发展,从而推动了塑料工业以及机械加工工业的高速发展。模具的设计是模具制造过程中的关键部分,通过合理的设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件,还能简化模具加工过程和实施塑件的高效率生产,从而达到降低生产成本和提高附5加价值的目的。1.2 我国塑料模具工业发展现状80 年代以来,在国家产业政策与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为 13%,1999 年我国模具工业产值为 245 亿,至 2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元,其中塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模具工业起步到现在,历经半个多世纪,有了很大的发展,模具水平有了较大的提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星模具 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较袄的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02-0.05mm,表面粗糙度 Ra0.2,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达 10-30 万次,淬火钢模大 50-100 万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有差距,具体数据见表。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29~34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件 ,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达 20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%,与国外的50~80% 相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统,如美国 EDS 的 UGⅡ、美国 Parametric Technology 公司的Pro/Emgineer、美国 CV 公司的 CADS5、英国 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了 CAD/CAM 的集成,并能支持 CAE 技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、3Cr2Mo、 PMS、SM Ⅰ 、SMⅡ等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品6化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 30%以下,和国外先进工业国家已达到 70%-80%相比,仍有很大差距。 表:国内外塑料模具技术比较表 项目 国外 国内 注塑模型腔精度 0.005~0.01mm 0.02~0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01~0.05μm Ra0.20μm 非淬火钢模具寿命 10~60 万次 10~30 万次 淬火钢模具寿命 160~300 万次 50~100 万次 热流道模具使用率 80%以上 总体不足 10% 标准化程度 70~80% 小于 30% 中型塑料模生产周期 一个月左右 2~4 个月 在模具行业中的占有量 30~40% 25~30% 1.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向1.3.1 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例这是由于塑料模成型的制品日渐 大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多控所2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。1.3.2 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。1.3.3 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具,以适应多品种、少批量的生产方式 1.3.4 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、7降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。 2 注塑模的可行性分析2.1 制品分析 下图所示塑件为一牙签筒筒盖8图 2-1 零件三维立体图该制品有以下特点:(1)所处工作环境好,室温,不处于酸、碱、盐等恶劣条件中,但需要较好的抗冲击强度;(2)属于日常生活用品,产量较大,要求所用材料 的价格较为低廉,且对人无毒害;(3)该电子表前盖外表光滑且美观。2.2 材料选择 根据以上制品的特点及经济方面的考虑,选用使用比较广泛的 ABS 塑料作为该制品的材料ABS 塑料:化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene比重:1.02 克/立方厘米 成型收缩率: 0.4-0.7%成型温度:200-240℃ 干燥条件:80-90℃ 2 小时熔点:130-160℃ 热变形温度:90-108℃ (0.46MPa) 83-103℃ (0.185MPa)抗拉屈服强度:50MPa拉伸弹性模量: 1.8× MPa310抗弯强度:80MPa冲击强度:261 (无缺口) 11 (缺口)2.KJm2.KJm硬度:9.7HB体积电阻系数: 16.90.c击穿强度:15.7-19.7 .KV特点:1.综合性能好,冲击强度高,化学稳定性和电性能良好;2.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别;93.流动性比 HIPS 差一点,比 PMMA、PC 等好,柔韧性好。成型特性:1.定形料,流动性中等,吸湿大,必须干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度,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 60-80 度;3.要解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变水位等方法;4.如成形耐热级或阻燃级材料,生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。2.3 质量计算与分析为了更精确的计算出塑件的质量和体积,我们可运用时下比较常用的三维制图软件 Pro/e 对制品进行质量分析根据 Pro/e 的质量分析结果:体积 = 6.892 e+03 毫米^3曲面面积 = 1.004e+04 毫米^2密度 = 1.100000e-06 公斤 / 毫米^3质量 = 7.0303e-03 公斤 根据_LINGJIAN 坐标边框确定重心:X Y Z 1.4890159e-02 -5.2605403e-01 -1.5884630e+00 毫米相对于_LINGJIAN 坐标系边框之惯性. (公斤 * 毫米^2)惯性张量Ixx Ixy Ixz 8.2298823e-01 -5.5079362e-03 -9.1377459e-04Iyx Iyy Iyz -5.5079362e-03 1.4154181e+00 1.1430403e-03Izx Izy Izz -9.1377459e-04 1.1430403e-03 2.1848038e+00重心的惯性(相对_LINGJIAN 坐标系边框) (公斤 * 毫米^2)惯性张量Ixx Ixy Ixz 8.1173829e-01 -5.5394086e-03 -1.0088081e-03Iyx Iyy Iyz -5.5394086e-03 1.4052791e+00 4.5004759e-0310Izx Izy Izz -1.0088081e-03 4.5004759e-03 2.1836910e+00主惯性力矩 (公斤 * 毫米^2)I1 I2 I3 8.1168591e-01 1.4053047e+00 2.1837179e+00从_LINGJIAN 定位至主轴的旋转矩阵:0.99996 -0.00932 -0.000760.00933 0.99994 0.005790.00070 -0.00579 0.99998从_LINGJIAN 定位至主轴的旋转角(度):相对 x y z 的夹角 -0.332 0.000 0.534 相对主轴的回旋半径:R1 R2 R3 1.4213266e+01 1.8701874e+01 2.3312999e+01 毫米得出:塑件壁厚 1.5 毫米2.4 确定成型方法ABS 属于热塑性塑料,对热塑性塑料指定采用注射成型。塑料注射成型工艺的最大特点是复制,能够复制出所需的任意数量的直接使用或稍作处理即可使用的制品,是一种适宜大批量生产的工艺。2.5 拟定制品成型工艺参数注射机类型:螺杆式预热与干燥: 温度 80~85℃ 时间 2
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