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拉线盘注射工艺分析及模具设计(有cad图).rar

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    编号:20181016173633462    类型:共享资源    大小:452.03KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    拉线 注射 工艺 分析 模具设计 cad
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    目 录摘要…………………………………………………………………………………………1关键词………………………………………………………………………………………11 前言………………………………………………………………………………………21.1 研究意义…………………………………………………………………………21.2 国内外研究现状…………………………………………………………………21.3 发展方向…………………………………………………………………………32 塑料的工艺性分析……………………………………………………………………32.1 塑件的原材料分析………………………………………………………………3 2.2 制件分析…………………………………………………………………………32.2.1 塑件的结构分析…………………………………………………………3 2.2.2 塑件尺寸精度的分析……………………………………………………32.2.3 表面质量分析……………………………………………………………42.3 塑件的体积重量…………………………………………………………………42.4 塑件的注射工艺参数的定………………………………………………………53 型腔数的确定及浇注系统的设计………………………………………………………63.1 分型面的选择……………………………………………………………………63.2 型腔数的确定……………………………………………………………………73.3 型腔排列方式的确定……………………………………………………………73.4 设计浇注系统……………………………………………………………………73.4.1 设计主流道………………………………………………………………73.4.2 设计浇口道………………………………………………………………83.4.3 设计浇口…………………………………………………………………84 设计侧抽芯机构…………………………………………………………………………94.1 确定斜导柱倾斜角……………………………………………………………104.2 计算斜导柱的长度……………………………………………………………101拉线盘注射工艺分析及模具设计摘 要:注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一,可以一次成型形状复杂的精密塑件。本设计进行了一款拉线盘的注塑模设计,对零件结构进行了工艺分析。确定了分型面、浇注系统等,选择了注射机,计算了成型零部件的尺寸。采用侧浇口。利用直导柱导向,推杆顶料,斜顶杆完成脱模及内抽芯方式并对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用 autoCAD 绘制了一套模具装配图和零件图。 关键词:注射工艺;注射模具;工艺分析;2Design of Cable Set Mold and It's Process Analysis of InjectionAbstract: 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 cover 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 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 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;31 前言1.1 研究意义模具工业是当今世界上产值增长最快的工业门类,而作为模具一大组成部分塑料成型工业,也有着不可低估的作用,塑料成型工业是新兴的工业,并随着石油工业的发展应运而生。目前,塑料制件几乎进入了一切工业部门以及人民日常生产生活的各个领域。特别是在办公用品、照相器材、汽车、仪器仪表、航空、交通、轻工、通信、建材用品、日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势不断加强,并且陆续出现以塑料代金属的全塑品。随着国民经济领域的各个部门对塑料品种和产量需求愈来愈大,产品更新换代周期愈来愈短、用户对塑件的质量要求愈来愈高,因而对模具设计和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制造技术不断向前发展,从而也推动了塑料工业以及机械加工工业的高速发展。可以说模具技术,特别是设计制造大型、精密、长寿命的模具技术,便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。目前,世界模具市场仍然供不应求。近几年世界模具市场总量已经超过 700 亿美元,其中美国、日本、法国、瑞士等过一年出口模具约占本国总产值的 1/3。因此,研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义 。11.2 国内外研究现状我国塑料模工业从起步到现在,经历半个世纪,有了很大的发展,模具水平有较大提高。在大型模具方面已能生产 48 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;精密塑料模具方向,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 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生产水平,并且采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿轮误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08 的一模两腔的航空杯模和难度较高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 Ra0.2um,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达 10-30 万次,淬火钢模达 50-1000 万次,交货期较以前缩短 。21.3 发展方向随着科学技术的高速发展,高新科技在模具生产领域的应用越来越广。特别是在市场的激烈竞争中,企业的产品开发和更新越来越快。甚至每年要生产多个品牌的产4品,投放市场,参加竞争。因此,与之配套的模具也不例外,而大部分产品百分之八十以上的零部件需要模具加工,这样一来,模具的需求量成倍增加,其生产周期愈来愈短。而模具生产,是多品种小批量生产,乃至单间生产。其特点是品种多样化;生产工程多样化;生产能力复杂化。为解决这一问题,首先要普及 CAD 技术,再者要提高其应用软件的档次,例如从 AutoCAD 为主流逐步发展到以 Pro/E、UGⅡ、CATIA 等大型工程软件为主。这样所有的装配过程以及运用的干涉。都在计算机上模拟进行,提高了产品的开发速度,降低了成本。利用现代的 CAD/CAM/CAE 技术,才是模具经济、快捷的开发制造技术,也是其发展方向。2 塑料的工艺性分析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),属热塑性塑料,该塑料具有如下的成型特性:1) 吸湿性大、不易分解。2) 力学性能和热性能都好,硬度高,表面易镀金属。3) 耐酸碱等化学腐蚀。4) 耐疲劳和抗应力开裂,冲击强度高。5) 加工成型容易。6) 要注意防止出现气泡、银丝、熔接痕及滞料分解、混入杂质。2.2 制件分析2.2.1 塑件的结构分析该零件的总体形状为圆形,壁厚较为均匀,最大圆处有两处要求开槽,需要用到两个半圆的侧抽芯,且其内环部有四处圆孔,并有四处凹缘,总体结构比价复杂,需要用到的型芯、型腔比较难以加工。2.2.2 塑件尺寸精度的分析该零件尺寸均为自由公差,由以上的分析可见,该零件的尺寸精度属偏下,对应模具相关零件尺寸的加工可以保证,从塑件的厚度上来看,较为均匀。2.2.3 表面质量分析该零件的表面要求无凹坑等缺陷外,表面无其他特别要求,故比较容易实现。综上分析可以看出,注射时在工艺参数控制的较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。制作图如下:5图 1 制件图Fig 1 Component figure2.3 塑件的体积重量 计算塑件的质量是为了选用注射机及确定模具型腔数。制品质量:用 PROE 三维软件分析 V=16530mm3,根据手册查得 ABS 的密度为 ρ=1.02-1.16 g/cm3,选取 ρ=1.1 g/cm 3故单件塑件制品质量为 W=Vρ≈16g。根据计算的制品体积及质量来确定注射机的型号和规格。为了保证注射成型的正常进行,根据生产经验,一次注射所需要的塑料总量宜为最大注射量的 80%,即W1≦80%W 2或 W2 ≧W 1/0.8式中: W 2——注射机最大注射量(cm 3或 g)W1——制品成型时所需的塑料总量(cm 3或 g) 。根据注射机所需的压力和塑件的重量以及其他的要求,可初选注射机为 XS-Z-60 型注塑成型机,该注塑机的各参数如下所示 :36表 1 注射机参数Table 1 Inject machine paramete2.4 塑件的注射工艺参数的确定根据情况,ABS 的成型工艺参数可作如下的选择,在试模时可根据实际情况作适当的调整。料筒温度:后段温度 t3: 选用 200℃中段温度 t2: 选用 220℃前段温度 t1: 选用 210℃喷嘴温度:选用 200℃模具温度:选用 70℃注射压力:一般可选 80-120MPa 之间,考虑到制作件较薄可选较大值,此处选取 100MPa注射时间:选用 3s保压时间:选用 20s保 压:选用 55MPa冷却时间:选用 20s总周期: 50s3 型腔数的确定及浇注系统的设计3.1 分型面的选择分型面的确定,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面收到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺及精度、嵌件位置以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多方面因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较、选择较为合理的方案。选择分型面时,一般应遵循以下原则:理论注射量/cm 3 60 开模行程/mm 200螺杆直径/mm 38 模具最大厚度/mm 200注射压力/MPa 120 模具最小厚度/mm 70锁模力 KN 500 喷嘴孔直径/mm 4拉杆间距/mm 260 喷嘴圆弧半斤/mm 1271. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2. 分型面的应选择有利于塑件顺利脱模,并尽量使塑件开模后留在动模一边。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加工。5. 分型面的选择应有利于排气。6. 应使侧抽芯行程较短。综合以上几条原则,分清主次。为了便于模具加工制造,应尽可能选择平直分型面加工,同时需要考虑到抽芯问题,故零件可以采用如下图分型面设计制造:图 2 分型面的选择Fig 2 The choice of separated surface3.2 型腔数的确定型腔数可以通过多种方法确定,但是此次设计要采用一模两腔的设计,并且注射机的注射量要保证满足要求,故选用以下方法确定 :4nkm1(1)∴n≦ = =2.4现取 n=2式中:n:型腔数m:单个塑件体积mj:浇注系统凝料mn:注射机最大注射量k: 注射机最大注射量利用系数,k 取 0.8-jn16.53082-8mj:一般为制件质量的 0.2-1.0 倍,取 0.53.3 型腔排列方式的确定根据型腔布置的注意事项,本塑件在注射时采用一模两腔,故采用对称式布局。3.4 设计浇注系统3.4.1 设计主流道主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料溶体流动通道,是熔体最先流经模具的部分,它的尺寸与形状对塑件熔体的充模时间和流动速度有较大的影响,所以必须使熔体的温度下降和压力损失最小。根据设计手册查得 XS-Z-60 型注射机有相关尺寸如下:喷嘴前端孔径:d 0=Φ4.0mm喷嘴前端球面直径:R 0=12mm为了使凝料能够顺利拔出,主流道的小端直径 D 应该稍大于注射喷嘴直径 d。小端面前面应该是球面,其深度为 3-5mm,注射机的喷嘴的球面在此与浇口套接触并贴合。因此要求浇口套的主流道前端球面半径比喷嘴球面半径大 1-2mm,在此取 14mm。流道的表面粗糙度为 Ra≤0.8vms= 2rR(2) 主流道的半锥角 α 通常为 2°—6°,过大的锥角会产生端流或涡流,卷入空气,过小的锥角使凝料脱模困难,还会使充模时熔体流动阻力过大,此处选用锥角为 2°。为了使熔料可以顺利的流入分流道,可以在主流道端设计一个半径为 2mm 的圆弧过渡。3.4.2 设计浇口道主流道的小端入口处与注射机喷嘴会反复接触,所以属于易损件,对材料要求较为严格。故在本设计中选用 T10。热处理淬火硬度 53~57HRC,浇口套与模板之间的配合采用 H7/m6 过度配合。浇口道与定位圈采用 H9/f9 配合用螺母固定。其图如下所示:59图 3 浇口道的设计Fig 4 The design of get set3.4.3 设计浇口浇口又称为进料口,是连接分流道与型腔的熔体通道,浇口的位置和设计选择是否恰当,与塑件能否被高质量的注射成型直接相关。所以,在设计模具时,对浇口位置和尺寸的设计要求比较严格,在初步试模后还要进一步的修改浇口尺寸,不管使用哪种浇口,它的开设位置对塑件的成型性和质量影响很大,所以选择合理的浇口开设位置是提高质量的关键环节,同时浇口的位置不同还对模具的结构有所影响。总之要使塑件有良好的性能和外表,所以对浇口位置的选择一定要认真考虑,通常考虑以下原则 :61.尽量缩短流动距离2.位置应开设在塑件壁厚最大处3.必须尽量减少熔接痕4.有利于型腔气体的排出5.考虑分子定向影响6.避免产生喷射和蠕动7.浇口处避免弯曲和受冲击载荷8.注意对外观质量的影响根据浇口的成型要求和型腔的排列方式,综合考虑本零件的特点,选用侧浇口是合适的。侧浇口在国外被称为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上,塑料熔体从外侧或内侧充填模具型腔,其截面型腔多为矩形,改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。这类浇口可以根据塑件的形状特征选择其位置,加工和修改十分方便,因此它是应用较为广泛的一种浇口形式,在中小型塑件的多腔模具中应用十分普遍,并且对各种塑料成型的适应性都很强,由于浇口截面小,除去浇口很容易,并且不会留下明显痕迹,但是这种浇口成型的塑件往往有熔解痕存在,且注射压力损失大,对深型腔塑件排气不利。侧浇口一般可以分为侧向进料和端向进料。侧向进料的浇口,对于中小型塑件,一般深度 t=0.5-2.0mm,此处取 t=1.0mm;浇
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