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直三通注塑模设计(有cad图 文献翻译).rar

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    编号:20181016173630190    类型:共享资源    大小:1.81MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    三通 注塑 设计 cad 图文 翻译
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    直三通注塑模设计摘 要三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛,本文对塑料模具的设计方法及过程进行了阐述。包 括 了 塑 件 结 构 的 分 析 和 材 料 的 选 择 , 拟 定 模 具 结 构 形 式 、 注 塑 机型 号 的 选 择 , 浇 注 系 统 的 形 式 和 浇 口 的 设 计 、 成 型 零 件 的 设 计 、 模 架 的 确 定 和 标准 件 的 选 用 。 合 模 导 向 机 构 的 确 定 、 脱 模 推 出 机 构 的 确 定 , 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 的设 计 、 排 气 系 统 的 设 计 、 模 具 温 度 调 节 系 统 的 设 计 、 典 型 零 件 制 造 工 艺 、 模 具 材 料的 选 用 等 。关键词 三通管;注塑模;导向;分型;脱模 ABSTRACTThe Three Links Pipeline as a kind of attachment is widely used in daily life. In the paper, the design method and processes of the plastics mould have been described. including the structural analysis and material selection of the plastic, drawing up the mold structural style, selection of the injection molding machine, the form of feed system and the design of the runner, the design of shaped parts, mold-determination and selection of standards, the oriented institutions to identify for mold clamping, the determination of ejector organization for de-molding, the design of lateral core-pulling organization, the design of the mold pumping system, the design of the system for controlling the mold temperature, the manufacturing processes of typical components, selection of the mold material and so on.Keywords Three links pipeline; Injection mould; director; joint face; stripping目 录1 前言…………………………………………………………………………………………11.1 我国塑料模具工业的发展现状……………………………………………………11.2 国际塑料模具工业的发展现状…………………………………………………1 1.2.1 网络的 CAD/CAE/CAM一体化系统结构初见端倪………………………21.2.2 AM软件日益深人人心并发挥越来越重要的作用………………………21.2.3 AM软件的智能化程度正在逐渐提高……………………………………21.2.4 设计与 3D分析的重要性更加明确………………………………………21.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向…………………………………31.4 本次设计的目的……………………………………………………………………42 塑件成型工艺性分析………………………………………………………………………52.1 塑件(直三通)分析………………………………………………………………52.1.1 塑件图(因使用需要对原式样有所改进…………………………………52.1.2 塑件分析…………………………………………………………………52.1.3 成型工艺分析如下………………………………………………………52.2 ABS的注射成型过程及工艺参数…………………………………………………62.2.1 注射成型过程……………………………………………………………62.2.2 ABS的注射工艺参数……………………………………………………62.2.3 ABS化学和物理特性………………………………………………………72.2.4 ABS塑料的主要技术指标…………………………………………………83 拟定模具结构形式………………………………………………………………………93.1 分型面的选择………………………………………………………………………93.1.1 分型面的选择原则…………………………………………………………93.1.2 分型面的确定………………………………………………………………93.2 型腔数目的确定……………………………………………………………………104 注塑机型号的确定………………………………………………………………………114.1 所需注射量的计算………………………………………………………………114.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算………………114.3 选择注射机………………………………………………………………………124.4 注射机有关参数的校核…………………………………………………………134.4.1 型腔数量的校核…………………………………………………………134.4.2 注射机工艺参数的校核…………………………………………………134.4.3 安装尺寸………………………………………………………………144.4.4 开模行程的校核…………………………………………………………144.4.5 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核……………………………………145 浇注系统的形式和浇口的设计…………………………………………………………155.1 主流道的设计……………………………………………………………………155.1.1 主流道设计要点…………………………………………………………155.1.2 主流道尺寸………………………………………………………………155.1.3 主流道衬套的形式………………………………………………………165.1.4 主流道衬套的固定………………………………………………………175.2 冷料穴的设计……………………………………………………………………175.3 分流道的设计……………………………………………………………………195.3.1 分流道的布置形式………………………………………………………195.3.2 分流道的长度……………………………………………………………195.3.3 分流道的形状及尺寸……………………………………………………195.3.4 分流道的表面粗糙度……………………………………………………205.4 浇口的设计………………………………………………………………………205.4.1 浇口的形式………………………………………………………………215.4.2 浇口类型的选择…………………………………………………………215.4.3 浇口位置的选择…………………………………………………………225.4.4 浇口的尺寸的确定………………………………………………………225.5 浇注系统的平衡…………………………………………………………………225.6 浇注系统凝料体积计算…………………………………………………………225.7 浇注系统各截面流过熔体的体积计算…………………………………………235.8 普通浇注系统截面尺寸的计算与校核…………………………………………235.8.1 确定适当的剪切速率…………………………………………………235.8.2 确定主流道体积流率…………………………………………………235.8.3 注射时间(充模时间)的计算…………………………………………245.8.4 校核各处剪切速率……………………………………………………246 成型零件的结构设计和计算……………………………………………………………266.1 成型零件的结构设计……………………………………………………………266.2 成型零件工作尺寸的计算………………………………………………………266.3 型腔零件强度、刚度的校核………………………………………………………306.3.1 根据侧壁厚度校核强度、刚度…………………………………………306.3.2 根据底板厚度校核强度、刚度…………………………………………317 模架的确定和标准件的选用……………………………………………………………338 合模导向机构的设计……………………………………………………………………358.1 导向结构的总体设计……………………………………………………………358.2 导柱设计…………………………………………………………………………358.3 导套设计…………………………………………………………………………369 脱模推出机构的设计……………………………………………………………………379.1 脱模力的计算……………………………………………………………………379.2 脱模机构的结构设计……………………………………………………………3810 侧向抽芯机构的设计……………………………………………………………………3910.1 抽芯距与抽芯力的计算…………………………………………………………3910.2 斜导柱截面尺寸的确定…………………………………………………………4010.3 楔紧块的设计……………………………………………………………………4111 排气系统的设计…………………………………………………………………………4312 温度调节系统设计………………………………………………………………………4412.1 冷却时间的计算…………………………………………………………………4412.2 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算……………………………………4513 典型零件的制造加工工艺………………………………………………………………4813.1 带头导柱的制造工艺……………………………………………………………4813.2 编程零件及刀具选择……………………………………………………………49 13.3 切削用量确定……………………………………………………………………4913.4 编制加工程序……………………………………………………………………4914 设计小结…………………………………………………………………………………51参考文献………………………………………………………………………………………52致谢词…………………………………………………………………………………………53附录…………………………………………………………………………………………541 前言1.1我国塑料模具工业的发展现状80 年代以来,在国家产业政策和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, 2003 年模具进出口统计中,我国模具的出口总额为 2.52 亿美元,我国模具的出口总额3 亿美元,进口额则达到 13 亿多美元,在进口模具中的塑料模具占到 50%左右。可以看出,在塑料模具方面,我国与国外产品还存在较大差距。在引进的塑料模具中,以科技含量较高的模具居多,如高精度模具、大型模具。热流道模具、气辅及高压注射成型模具等。现代塑料制品对表面光洁度、成型时间都提高了更高的要求,因而也推动了塑料模具的发展。以电视机塑料外壳模具为例。其精度已由以前的 0.05~0.1mm 提高到 0.005~0.01mm ,制造周期也由 8 个月缩短到了 2 个月,并且使用寿命也由过去可制 10 万~20 万件制品延长到了可 60 万件制品。从电视机外壳塑料模具的发展可以看到,高精密、长寿命、短周期、低成本是模具的发展方向。目前我国使用覆盖率和使用量最大的模具标准件为冷冲模架、注塑模架和推杆管这三类产品。以注塑模架为例,目前全国总产值有 20 多亿元,按照需求,国内约需注塑模架 30 多亿元,而实际上国内市场并未达到这个规模,其中主要一个原因就是模具厂家观念旧,注塑模架自产配比例较高,外购很少。这样做厂家不仅重复制造本应标准化的购件,延长了模具生产周期,又不利于维修。很多相关的模具标准件并没有相关的国家标准,因此制定模具构件的标准规范工作也是当务之急。1.2 国际塑料模具工业的发展现状美国 1991 年发表的“国家关键技术报告”认为:材料领域的进展几乎可以显著改进国民经济所有部门的产品性能,提高它们的竞争能力;因此把材料列为六大关键技术的首位。这是由于先进材料与制造技术是未来国民经济与国防力量发展的基础,是各种高、新技术成果转化为实用产品与商品的关键。当前各种新材料市场规模超过 1000 亿美元,预计到 2000 年将达 4 000 亿美元。由新材料带动而产生的新产品新技术则是一个更大的市场。以上参展项目基本上代表了当前国际和国内的先进水平和发展趋势,具体表现在如下五个方面。1.2.1网络的 CAD/CAE/CAM 一体化系统结构初见端倪。随着计算机硬件与软件的进步以及工业部门的实际需求,国外许多著名计算机软件开发商已能按实际生产过程中的功能要求划分产品系列,在网络系统下实现了CAD/CAM 的一体化。解决了传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题,以便更能符合实际应用的自然过程。例如英国达尔康公司在原有软件DUCT5 的基础上,为适应最新软件发展及工业生产实际而在最近推出的 CAD/CAM 集成化系统 Delcam's Power Solution,该系统覆盖了几何建模、逆问工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数控编程、测量分析等领域。 1.2.2 AM软件日益深人人心并发挥越来越重要的作用在 90 年代,能进行复杂形体几何造型和 NC 加工的 CAD/CAM 系统主要是在工作站上采用 UNIX 操作系统开发和应用的,如美国的 Pro-E、UGⅡ、CADDS 5 软件,法国的 CATIA、EUCLID 软件和英国的 DUCT5 软件等。随着微机技术的突飞猛进、在 90 年代后期,新一代的微机 CAD/CAM 软件,如 Solidworks、Solid adae 崭露头角,深得用户的好评。这些微机软件不仅在采用诸如 NURBS 曲面、三维参数化特征造型等先进技术方面继承了工作站级 CAD/CAM 软件的优点,而且在 Windows 风格、动态导航、特征树、面向对象等方面具有工作站级软件所不能比拟的优点。 1.2.3 AM软件的智能化程度正在逐渐提高由于在现阶段,模具设计和制造在很大程度上仍然依靠着模具设计与制造工程师的经验。仅凭 CAD/CAM 软件有限的数值分析功能无法为用户提供完善和正确的设计结果,软件的智能化功能必不可少。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具设计与制造软件先进性与实用性的重要标志之一。在模架的设计过程中实现了模架零件的全相关,并能自动产生材料明细表和供 NC 加工的钻孔表格。在 NC 加工方面,实现了智能化的粗加工、加工参数的设定以及对整个加工过程进行加工结果的校验分析,这些具有智能化的功能可以显著地提高注塑模具的生产效率和产品质量。 1.2.4 设计与 3D分析的重要性更加明确 在型腔模 CAD 中我国大多数企业仍然采用的是二维设计(2D) ,即先将 3D 的产品图投影为若干二维视图后,再分别对各个视图的二维模具结构进行设计,这种沿袭传统手工设计的方式在型腔模 CAD 中我国大多数企业仍然采用的是二维设计(2D) ,即先将 3D的产品图已越来越不适应现代化生产和集成化技术的要求。在本届模展上所展示的Mold expert(Cimatron 公司) 、Ps-mold(达尔康公司)以及 Space-E/mold(日立造船)均为采用 3D 设计的专业注塑模设计软件,它们在 3D 型腔和型芯设计的基础上采用交互方法进行 3D 的模架配置和 3D 的典型结构设计,其先进性十分明显。由于注塑模型腔复杂、镶件多,杆件和冷却水管布置纵横交错,用户在 3D 设计时经常由于显示屏幕小、构件多、视点变换少而感到眼花潦乱,这方面的缺点也正在克服之中。在注塑流动过程模拟软件方面,国内外长期使用的是基于中性层面的流动模拟软件。这种分析模式的最大缺点是需要用户从所生成的实体/曲面几何模型中交互提取中性层面,操作步骤繁琐,工作量巨大,在很大程度上妨碍了流动模拟软件的推广和普及。虽然澳大利亚Mold-flow 公司推出了中性层面自动生成工具 MF/Midplane,但其覆盖范围不大。这次模展中展示了该公司基于实体几何模型的三维真实感流动模拟软件 Moldflow Advisers,从根本上摆脱了对中性层面的依赖,这种新一代的模拟软件定将获得用户的好评和广泛应用。美国 C-Cold 公司这次未参展,该公司也有类似的 3D 流动软件3DQuickfill。华中理工大学模具技术国家重点实验室展出了同类软件 HSC3D4.5F,已表明了我国在该项域也达到了国际当今的先进水平。表 1.1 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)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。(2)在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。基于网络的CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪,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。(3)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。气助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。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体辅,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。 (4)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。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。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、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。(6)应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分重要。(7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。(8) “十一五”期间我国塑料模具发展方向,塑料模具占模具总量近 40%,而这个比例仍不断上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具,为集成电路配套的精密塑料模具,为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模,为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等,目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展,但技术水平与国外仍有较大差距,每年进口达几亿美元,因此“十一五”期间应重点发展。1.4本次设计的目的此次毕业设计给了我亲自动手的机会,于以后的工作、学习等都有很大的帮助,是
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