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塑料挂钩座注射模具设计图.rar

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    编号:20180802233207489    类型:共享资源    大小:4.67MB    格式:RAR    上传时间:2018-08-02
      
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    金币
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    塑料 挂钩 注射 模具 设计图
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    1第 一 章 产 品 分 析1.1 塑件分析1.1.1 结构分析本次设计任务所提供的资料为塑件实体,如下图所示:【图 1-1】塑件草图由零件实体模型及二维草图可知,该零件总体形状为近似梯形,零件大端有两个伸出块及六角通孔,上方有两个小沉孔,在零件的两测也各有两个小孔,此外还有诸多突出小块,加强筋等等,并且所有结构对称布置。在模具设计时,两侧的小孔可以使用小型心对插成型,沉孔及伸出块位置也可使用小型心,而端头的六角通孔必须设置侧向分型抽芯机构,总体看来,该零件属于较复杂程度。1.1.2 尺 寸 精 度 分 析该 零 件 的 重 要 尺 寸 精 度 为 6 级 , 其 它 尺 寸 精 度 为 7- 8 级 , 属 于 中 等 精 度 , 对 应 的 模 具 相 关 零 件尺 寸 加 工 可 以 保 证 。1.1.3 塑 件 厚 度 检 测塑 件 的 厚 度 检 测 采 用 Pro/Engineer 设 计 软 件 的 模 型 分 析 功 能 自 动 完 成 , 如 图 所 示 :2从 塑 件 的 壁 厚 上 来 看 , 壁 厚 的 最 大 处 为 4mm 左 右 , 最 小 处 小 于 1mm, 壁 厚 差 较 大 , 但 大 多 处 在2- 3mm 的 范 围 之 内 , 并 综 合 其 材 料 性 能 , 只 要 注 意 控 制 成 型 温 度 及 冷 却 速 度 , 零 件 的 成 型 并 不 困 难( 如 果 条 件 允 许 , 也 可 考 虑 修 改 其 结 构 形 式 使 壁 厚 趋 向 均 匀 ) 。1.1.4 表 面 质 量 分 析该 零 件 的 表 面 除 要 求 没 有 凹 陷 , 无 毛 刺 , 内 部 无 缩 孔 , 没 有 特 别 得 表 面 质 量 要 求 , 故 比 较 容 易 实现 。综 以 上 分 析 可 知 , 注 射 时 在 工 艺 参 数 控 制 较 好 的 情 况 下 , 零 件 的 成 型 质 量 很 容 易 得 到 保 证 。1.2 塑 件 的 原 材 料 分 析塑 件 的 材 料 采 用 聚 碳 酸 脂 ( PC) , 其 性 能 参 数 如 下 :1.2.1 基 本 资 料英 文 全 名 : Polycarbonate结 构 :【图 1-2】厚度检测【图 1-3】聚碳酸脂3PC: 耐 冲 击 性 相 当 高 , 属 于 工 程 塑 料 。耐 热 性 佳 、 低 温 安 定 性 良 好 。成 型 后 尺 寸 稳 定 性 高 , 耐 候 性 佳 , 且 吸 水 率 低 。无 毒 性 。1.2.2 机 械 特 性密 度 : 1.2 g/cm3拉 伸 强 度 : 630kg/cm2硬 度 : 70(Rockwell M)吸 水 率 : 0.24%1.2.3 热 物 性 质线 膨 胀 率 : 3.8*10-5 cm/cm*℃热 变 形 温 度 : 135℃1.2.4 成 形 加 工 性射 出 成 型 温 度 : 230~ 310℃射 出 成 型 压 力 : 1000~ 1400Kg/cm2成 形 收 缩 率 : 0.5%~ 0.7%模 具 温 度 : 80~ 120℃注 射 时 间 : 20~ 90高 压 时 间 : 0~ 5冷 却 时 间 : 20~ 90总 周 期 : 40~ 190从 以 上 资 料 分 析 可 以 得 知 , 该 塑 料 具 较 好 的 各 项 性 能 指 标 , 从 使 用 性 能 上 看 , 该 塑 料 具 有 刚 性 好 、耐 水 、 耐 热 性 强 , 是 做 为 挂 钩 座 较 理 想 的 材 料 ; 而 由 耐 热 性 的 观 点 来 看 , PC 属 于 工 程 塑 料 , 不 仅 在耐 热 上 具 有 一 定 程 度 的 能 力 , 机 械 性 质 上 也 比 一 般 的 泛 用 塑 料 来 的 高 ; 从 成 型 性 能 上 看 , 该 塑 料 吸 水性 小 , 熔 料 的 流 动 性 一 般 , 成 型 较 容 易 , 但 收 缩 率 偏 大 , 另 外 , 该 塑 料 成 型 时 较 易 产 生 凹 痕 、 变 形 等缺 陷 , 成 型 温 度 过 低 时 , 方 向 性 明 显 , 凝 固 速 度 较 快 , 易 产 生 内 应 力 。 因 此 , 在 成 型 时 应 注 意 控 制 成型 温 度 , 浇 注 系 统 应 缓 慢 散 热 , 冷 却 速 度 也 不 宜 过 快 。4第 二 章 拟 定 型 腔 布 局2.1 型 腔一 般 来 说 , 精 度 要 求 高 的 小 型 塑 件 和 大 中 型 塑 件 优 先 采 用 一 模 一 腔 的 结 构 , 对 于 精 度 要 求 不 高 的小 型 塑 件 , 形 状 简 单 , 又 大 批 量 生 产 时 , 则 采 用 多 型 腔 模 具 可 使 生 产 率 提 高 。型 腔 数 量 确 定 以 后 , 便 进 行 型 腔 的 排 布 。 型 腔 的 排 布 及 模 具 尺 寸 、 浇 注 系 统 的 设 计 、 浇 注 系 统的 设 计 的 平 衡 以 及 温 度 系 统 的 设 计 。 以 上 这 些 问 题 又 与 分 型 面 及 浇 口 的 位 置 选 择 有 关 , 所 以 在 设 计 过程 中 , 要 进 行 必 要 的 调 整 , 以 达 到 比 较 完 善 的 设 计 。型 腔 数 量 确 定 及 型 腔 的 排 布所 谓 型 腔 ( cavity) 指 模 具 中 成 形 塑 件 的 空 腔 , 而 该 空 腔 是 塑 件 的 负 形 , 除 去 具 体 尺 寸 比 塑 料 大以 外 , 其 他 都 和 塑 件 完 全 相 同 , 只 不 过 凸 凹 相 反 而 己 。注 射 成 形 是 先 闭 模 以 形 成 空 腔 , 而 后 进 料 成 形 , 因 此 必 须 由 两 部 分 或 ( 两 部 分 以 上 ) 形 成 这 一 空腔 ——型 腔 。 其 凹 入 的 部 分 称 为 凹 模 ( cavity) , 凸 出 的 部 分 称 为 型 芯 ( core) 。2.2 型 腔 数 目 的 决 定型 腔 数 目 的 决 定 与 下 列 条 件 有 关 。a.塑 件 尺 寸 精 度型 腔 数 越 多 时 , 精 度 也 相 对 地 降 低 , 1、 2 级 超 精 密 注 塑 件 , 只 能 一 模 一 腔 , 当 尺 寸 数 目 少 时 , 可以 一 模 二 腔 。 3、 4 级 的 精 密 级 塑 件 , 最 多 一 模 四 腔 。b.模 具 制 造 成 本 多 腔 模 的 制 造 成 本 高 于 单 腔 模 , 但 不 是 简 单 的 倍 数 比 。 从 塑 件 成 本 中 所 占 的 模 具 费 比 例 看 , 多 腔模 比 单 腔 模 具 低 。c.注 塑 成 形 的 生 产 效 益多 腔 模 从 表 面 上 看 , 比 单 腔 模 经 济 效 益 高 。 但 是 多 腔 模 所 使 用 的 注 射 机 大 , 每 一 注 射 循 环 期 长 而维 持 费 较 高 , 所 以 要 从 最 经 济 的 条 件 上 考 虑 一 模 的 腔 数 。d.制 造 难 度多 腔 模 的 制 造 难 度 比 单 腔 模 大 , 当 其 中 某 一 腔 先 损 坏 时 , 应 立 即 停 机 维 修 , 影 响 生 产 。本 设 计 根 据 制 品 的 生 产 总 量 , 确 定 一 个 经 济 的 型 腔 数 量 , 其 计 算 如 下 :A=ty/3600+anc/m( 摘 自 《 注 塑 模 具 设 计 要 点 与 图 列 》 许 鹤 峰 陈 言 秋 编 著 化 学 工 业 出 版 社 )式 中 : m: 制 品 的 生 产 总 量 /个A: 成 型 每 个 制 品 所 需 费 用 , 元 /个5n: 型 腔 数 量 , 个t: 成 型 周 期 , 秒y: 成 型 费 用 , 元 /时c: 单 个 型 腔 模 具 制 作 费 , 元 /个a: 多 个 型 腔 模 具 制 作 费 递 减 率 , %anc: 模 具 费 用 , 元然 后 假 设 型 腔 数 量 计 算 进 行 比 较 , 求 出 A 为 最 小 值 时 的 型 腔 数 量 , 即 为 经 济 数 量 。由 上 式 可 知 , 要 想 A 为 最 小 , 只 要 anc 为 最 小 , 所 以 n 为 4。 虽 然 模 具 的 制 造 费 用 随 型 腔 数 量 的增 加 而 增 加 , 但 不 与 型 腔 数 量 成 正 比 , 所 以 每 增 加 一 个 型 腔 其 制 造 费 用 有 一 个 递 减 率 , 递 减 率 由 模 具制 造 企 业 根 据 情 况 确 定 。综 合 起 来 本 模 具 采 用 一 模 四 腔 , 既 满 足 塑 件 要 求 , 又 能 提 高 生 产 效 率 。2.3 型 腔 排 布在 确 定 了 型 腔 数 目 之 后 , 就 要 进 行 型 腔 的 排 列 方 式 设 计 。本 塑 件 在 注 射 时 采 用 了 一 模 四 腔 的 形 式 , 即 模 具 需 要 四 个 型 腔 。 考 虑 塑 件 带 侧 抽 芯 机 构 , 现 有 两种 排 列 方 式 选 择 :a.如 图 2- 1 所 示 , 四 个 型 腔 采 用 轴 对 称 布 置 , 这 种 布 置 方 式 由 于 塑 件 本 身 的 梯 形 结 构 , 可 有 效 减少 模 具 大 小 , 降 低 模 具 成 本 , 但 这 样 以 来 , 模 具 四 个 方 向 各 要 布 置 一 侧 抽 芯 机 构 , 增 加 了 模 具 设 计 及加 工 的 难 度 :b.如 图 2- 1 所 示 , 这 种 方 式 采 用 平 面 对 成 布 置 , 虽 然 不 如 第 一 种 布 局 方 式 紧 凑 , 但 由 于 其 一 侧 各布 置 两 个 型 腔 , 故 只 有 两 个 方 向 需 要 设 置 抽 芯 机 构 , 大 大 简 化 了 模 具 的 设 计 。综 合 以 上 两 种 方 案 考 虑 , 故 拟 定 第 二 种 型 腔 布 局 方 式 , 其 尺 寸 计 算 将 在 后 面 的 设 计 中 完 成 。【 图 2- 1】 型 腔 布 局6第三章 塑件相关计算及注塑机的选择3.1 塑 件 相 关 计 算3.1.1 投 影 面 积 计 算塑 件 的 投 影 面 积 可 以 通 过 PRO/ENGINEER 的 分 析 模 块 直 接 得 出 ,如 图 3- 1 所 示 :由 分 析 可 得 :注 塑 件 投 影 面 积 S=1008.76*4≈ 4035mm2 3.1.2 体 积 及 质 量 计 算体 积 及 质 量 的 计 算 也 利 用 PRO/ENGINEER 的 分 析 模 块 自 动 计 算 获 得 ( 塑 件 密 度 由 《 塑 料 模 设 计 手册 》 表 1- 4 查 得 : ρ =1.2g/cm3) , 如 图 3- 2 所 示 : 【 图 3- 1】 投 影 面 积 计 算7结 果 如 下 :体 积 = 4.9079263e+03 毫 米 ^3曲 面 面 积 = 5.2316449e+03 毫 米 ^2密 度 = 1.2000000e+00 公 吨 / 毫 米 ^3质 量 = 5.8895115e+03 公 吨故 注 塑 件 的 体 积 为 : V≈ 4907.9×4=19631.6mm3 质 量 为 : M≈ 19.63×1.2= 23.56g( 注 : 此 处 的 塑 件 体 积 及 质 量 都 不 包 括 浇 注 系 统 在 内 )3.2 注 塑 机 选 择 及 注 射 工 艺 参 数 确 定3.2.1 注 射 机 的 选 择考 虑 塑 件 的 外 形 尺 寸 、 型 腔 数 量 、 注 射 所 需 压 力 及 其 它 综 合 情 况 , 查 《 塑 料 模 设 计 手 册 》 附 表8, 初 步 选 用 注 射 机 为 XS-XY-60 型 , 其 主 要 参 数 如 下 :结 构 类 型 : 卧 式 【 图 3- 2】 体 积 及 质 量 计 算8理 论 注 射 量 : 60cm3注 射 压 力 : 12200N/cm3锁 模 力 : 500kN最 大 注 射 面 积 :130cm2 最 大 模 具 厚 度 : 200mm最 小 模 具 厚 度 : 70mm喷 嘴 球 半 径 :12mm喷 嘴 孔 直 径 : 4mm 3.2.2 注 射 工 艺 参 数 确 定查 《 塑 料 设 计 手 册 》 表 1- 4, 聚 碳 酸 脂 的 成 型 工 艺 参 数 可 作 如 下 选 择 :成 型 温 度 /℃ :料 桶 温 度 : 后 段 : 210-240中 段 : 230-280前 段 : 240-285喷 嘴 温 度 : 240-250模 具 温 度 : 90-110注 射 压 力 /MPa: 80-1309第 四 章 分 型 面 设 计4.1 分 型 面 设 计 原 则分 开 模 具 取 出 塑 件 的 面 称 为 分 型 面 , 如 何 确 定 分 型 面 位 置 , 需 要 考 虑 的 因 素 比 较 多 。 由 于 分 型 面受 到 塑 件 在 模 具 中 的 成 型 位 置 、 浇 注 系 统 设 计 、 塑 件 工 艺 性 、 精 度 、 推 出 方 法 、 模 具 制 造 、 排 气 等 因素 的 影 响 , 因 此 在 选 择 分 型 面 时 应 综 合 分 析 比 较 。 注 射 模 有 一 个 分 型 面 或 多 个 分 型 面 , 分 型 面 的 位 置 ,一 般 垂 直 于 开 模 方 向 , 分 型 面 的 形 状 有 平 面 和 曲 面 等 。 分 型 面 的 确 定 主 要 应 考 虑 以 下 几 点 :a.塑 料 在 型 腔 中 的 方 位在 安 排 制 件 在 型 腔 中 的 方 位 时 , 要 尽 量 避 免 与 开 模 运 动 相 垂 直 的 方 向 避 侧 凹 或 侧 孔 。b.一 般 分 型 面 与 注 射 机 开 模 方 向 垂 直 的 平 面 , 但 也 有 将 分 型 面 作 减 倾 斜 的 平 面 或 弯 折 面 , 或 曲 面 ,这 样 的 分 型 面 虽 加 工 困 难 , 但 型 腔 制 造 和 制 品 脱 模 较 易 。 有 合 模 对 中 锥 面 的 分 型 面 , 自 然 也 是 曲 面 。c.分 型 面 位 置 。d.除 了 应 开 设 在 制 件 中 断 面 轮 廓 最 大 的 地 方 才 能 使 制 件 顺 利 地 从 型 腔 中 脱 出 外 , 还 应 考 虑 以 下 几种 因 素 :A.因 分 型 面 不 可 避 免 地 要 在 制 件 中 留 下 溢 料 痕 迹 或 接 合 缝 的 痕 迹 , 故 分 型 面 最 好 不 要 选 在 制 品 光亮 平 滑 的 外 表 面 或 带 圆 弧 的 转 角 处 。B.从 制 件 的 顶 出 考 虑 分 型 面 要 尽 可 能 地 使 制 件 留 在 动 模 边 , 当 制 件 的 壁 厚 较 大 但 内 孔 较 小 时 , 则对 型 芯 的 包 紧 力 很 小 , 常 不 能 确 切 判 断 制 件 中 留 在 型 芯 上 还 是 在 凹 模 内 。 这 时 可 将 型 芯 和 凹 模 的 主 要部 分 都 设 在 动 模 边 , 利 用 顶 管 脱 模 , 当 制 件 的 孔 内 有 管 件 ( 无 螺 纹 连 接 ) 的 金 属 嵌 中 时 , 则 不 会 对 型芯 产 生 包 紧 力 。4.2 分 型 面 设 计根 据 本 塑 件 的 结 构 特 点 , 为 了 方 便 塑 件 浇 注 后 脱 模 、 排 气 、 塑 件 的 外 观 质 量 等 要 求 , 主 分 型 面 的 位置 选 择 如 下 图 所 示 :【 图 4- 1】 分 型 面10第 五 章 浇 注 系 统 设 计浇 注 系 统 是 塑 料 熔 体 自 注 射 机 的 喷 嘴 射 出 后 , 到 进 入 模 具 型 腔 以 前 所 流 动 的 一 段 路 径 的 总 称 , 主要 应 包 括 主 流 道 、 分 流 道 、 进 料 口 、 冷 料 穴 等 几 部 分 。 在 设 计 浇 注 系 统 时 , 应 考 虑 塑 料 成 型 特 性 、 塑件 大 小 及 形 状 、 型 腔 数 、 注 射 机 安 装 板 大 小 等 因 素 。5.1 总 体 设 计在 浇 注 系 统 设 计 之 前 , 我 们 首 先 要 选 定 进 料 口 位 置 , 为 选 择 合 适 的 进 料 口 位 置 , 采 用 MoldFlow Plastic Adviser 分 析 软 件 对 塑 料 进 行 分 析 , 以 便 得 到 最 合 适 的 进 料 口 , 分 析 结 果 如 下 图 所 示 :由 MoldFlow 分 析 结 果 不 难 看 出 , 最 佳 的 进 料 口 位 置 应 为 塑 件 的 中 间 部 位 , 但 考 虑 塑 件 结 构 因 素 ,选 定 进 料 口 为 塑 件 上 部 圆 弧 形 凹 处 , 采 用 点 浇 口 形 式 , 又 模 具 设 计 为 一 模 四 腔 , 并 且 综 合 型 腔 布 局 ,拟 定 浇 注 系 统 总 体 结 构 如 下 图 所 示 ( 对 成 布 置 ) :【 图 5- 1】 进 料 口 分 析
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