電流線圈架塑料模設(shè)計【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

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塑料制品的成型是塑料成為具有實用價值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達(dá)40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注射模塑成型。 我國塑料模的發(fā)展，極其迅速?，F(xiàn)已具有相當(dāng)規(guī)模。無論是設(shè)計水平，加工制造技術(shù)，還是CAD技術(shù)都有了明顯的提高。 隨著政府和企業(yè)界對模具工業(yè)的重視程度的不斷提高，模具的發(fā)展速度在不斷加快，技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展前景十分的廣闊。 第二章 塑料模現(xiàn)狀 近年來我國塑料模具有了長足的進(jìn)步，大型，復(fù)雜，高效和長壽命模具又上了新臺階，特別體現(xiàn)在高科技應(yīng)用的深度和廣度上，表現(xiàn)在下列幾個方面： （1）廣泛應(yīng)用CAD/CAM/CAE，特別是加工方面，計算機(jī)造型，編程并由數(shù)控機(jī)床加工已是主要手段，CAE軟件也已得到廣泛應(yīng)用，提高了設(shè)計水平。 （2）熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用更上一層樓，內(nèi)熱式和外熱式流道裝置，自制熱噴咀和引進(jìn)熱噴咀都得到了應(yīng)用，有的已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 （3）氣體輔助注射技術(shù)已得到應(yīng)用，不少廠家均采用了此技術(shù)，例如熊貓公司開發(fā)氣輔模具是時，采用了C -MOLD氣輔分析軟件使模具順利研制成功。 （4）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，現(xiàn)注射模較少采用45鋼，P20鋼得到廣泛應(yīng)用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。 （5）抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，很多廠家已設(shè)計出結(jié)構(gòu)新穎，脫模容易，具有創(chuàng)新意識的脫模機(jī)構(gòu)，并解決了很多以前脫模難的問題但與發(fā)達(dá)國家。 （6）精密，復(fù)雜，大型，高壽命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高，模具零件要求互換，塑件形狀復(fù)雜的模具由于采用了CAD三維技術(shù)計算機(jī)模擬注射成型，氣輔技術(shù)等先進(jìn)的方式，使模具達(dá)到了國外同類模具水平。模具的壽命也達(dá)到100萬次或更高。 我國的模具工業(yè)在“九五”期間雖有較快發(fā)展，但相比一些發(fā)展較快的國家，我國仍存在相當(dāng)大的差距。據(jù)資料顯示，CAD，CAE的應(yīng)用，發(fā)達(dá)國家遠(yuǎn)高于中國，而中國大陸的應(yīng)用程度有遠(yuǎn)低于香港，臺灣。特別是FLOW軟件和COOL軟件，發(fā)達(dá)國家已普及而中國大陸才剛剛起步。差距之大，使人感慨。在模具標(biāo)準(zhǔn)零件及標(biāo)準(zhǔn)模架方面，發(fā)達(dá)國家已普及，并實現(xiàn)了商品化，而中國大陸已有國家標(biāo)準(zhǔn)但尚未實現(xiàn)商品化。熱流道及熱管技術(shù)發(fā)達(dá)國家已大量使用，并形成了系列和標(biāo)準(zhǔn)。而我國大陸70年代開始研究迄今尚無標(biāo)準(zhǔn)。 在發(fā)達(dá)國家及發(fā)達(dá)地區(qū)塑料模具行業(yè)向小而專的方向發(fā)展；向技術(shù)密集方向發(fā)展；高技術(shù)與高技藝相結(jié)合；生產(chǎn)規(guī)模以小而專見長；專業(yè)化與柔性化相結(jié)合。而在中國大陸則恰恰相反。獨立的模具工廠難以生存；多屬于勞動密集型企業(yè)；有忽視高技藝的傾向；大而全居多；尚無專業(yè)化與柔性化相結(jié)合的規(guī)劃。而且大型，精密，復(fù)雜，長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出，高檔模具進(jìn)口的比例達(dá)40%以上，而有些模具已出現(xiàn)過剩。 第三章 模具產(chǎn)品發(fā)展趨勢 模具工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技命不斷取得新的進(jìn)展和突破，市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種，小批量，高質(zhì)量，低成本的方向發(fā)展，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備-模具的要求越來越苛刻，模具必然會有如下發(fā)展趨勢： 1. 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)將日益深入人心并發(fā)揮越來越重要的作用。基于網(wǎng)絡(luò)的一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CAD/CAM/CAE將達(dá)到開放性，兼容性和專業(yè)化的統(tǒng)一。CAD/CAM軟件在智能化，面向?qū)ο?，基于特征和面向制造方面將獲得長足的進(jìn)步。模具3D分析的重要性更加明確。國產(chǎn)軟件CAXA系統(tǒng)，HSC系統(tǒng)和Z-MOLO等軟件的功能和水平將不斷提高和完善。 2. 模具的精度將越來越高，并日趨大型化，現(xiàn)在模具精度已達(dá)2—3毫米，不久1毫米精度的模具將上市。隨著零件微化及精度要求的不斷提高，這就要求發(fā)展超精加工。另一方面，由于用模具成型的零件日益大型化以及由于高效率要求而發(fā)展的一模多腔，勢必要求模具隨之大型化。 3. 隨著熱流道技術(shù)的日益推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此，熱流 道技術(shù)的應(yīng)用將會發(fā)展很快，比例也將逐漸提高。 4. 隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。氣體輔助注射成型技術(shù)能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量。具有注射壓力低，制品變形小，節(jié)約原料，提高制件生產(chǎn)率，從而大幅度降低成本等優(yōu)點。而高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增大塑件尺寸的穩(wěn)定性，提高其精度。 5. 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的前景十分廣闊，突出的表現(xiàn)在快速成型（RP）快速模具制造（RT）上。21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。模具的生產(chǎn)周期將越來越短，成本也將相應(yīng)降低。精度和壽命又能滿足生產(chǎn)上的使用要求RP+RT的研究成為國內(nèi)外RPM界十分關(guān)注并大力發(fā)生的領(lǐng)域之一，正大力向著快速模具制造（RTM）發(fā)展，一些新的快速成型方法相繼涌現(xiàn)，RPM是電腦，激光，光學(xué)掃描，先進(jìn)的新型材料，計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD），計算機(jī)輔助加工（CAM），數(shù)控（CNC）綜合應(yīng)用的高進(jìn)技術(shù)。利用它可以直接或間接的快速制模?？焖僦颇＜夹g(shù)為適應(yīng)市場的需求，必然呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢。 6. 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制模周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日益廣泛，在今后的模具市場中必將成為一類。十分活躍而又高速發(fā)展的產(chǎn)品。 7. 三維掃描儀的多樣化和高速化將會使模具的逆向工程獲得發(fā)展，逆向工程技術(shù)已成為模具制造，信息傳遞的簡便途徑，是模具CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。 8. 高性能的模具鋼的用量也將以較快速度增長，由于對模具鋼的要求越來越高，迫切需要研制出高強(qiáng)度，高硬度，高耐磨性愜意加工，熱處理變形小，導(dǎo)熱性優(yōu)良的制模材料，并廣泛的投入應(yīng)用。如各種導(dǎo)型材模具，PVC塑料等。 9. 隨著以塑料鋼的進(jìn)一步發(fā)展，塑料模的比例將不斷提高，發(fā)展速度也將高于沖模。對模具的要求也將越來月高，高檔模具在市場上的份額也將逐步擴(kuò)大。 第四章 計算設(shè)計與說明 一：材料分析 如前圖所示塑料制件，名稱為電流線圈架零件圖，材料ABS塑料 比重:1.05克/立方厘米 成型收縮率:0.4-0.7% 成型溫度：200-240℃ 干燥條件：80-90℃ 2小時 特點： 1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好. 2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理. 3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別。 4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件. 成型特性： 1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90度,3小時。 2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度。 3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā? 4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進(jìn)行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 一．工藝性分析 （1） 該塑件尺寸中等，一般精度等級IT=4為方便成型，方便開發(fā)模具，采用一模也腔，如需要可對制品進(jìn)行后加工。 （2） 該制件采用點交口形式，方便成型。 （3） 為方便加工和熱處理，型腔和型芯采用部分拼鑲結(jié)構(gòu)。 制件要求： （1） 制件表面光滑平整，不準(zhǔn)有飛邊、毛刺、及其它的外觀缺陷。 （2） 色澤均勻協(xié)調(diào)，不準(zhǔn)有氣泡，裂紋縮孔等缺陷。 （3） 制件尺寸要求在偏差范圍內(nèi)，并達(dá)到所需要的精度。 二．計算工件體積 V底≈2504.45 V凸≈2037 V圓弧≈830.16 V總≈V底+ V凸+ V圓弧≈5.37cm 查表6-1（參考文獻(xiàn)1）塑料ABS的密度為1.02～1.05g/cm 單件塑件的重量MS ≈5.37X1.05≈6g 三．型腔.型芯工作部位尺寸的確定 1.平均收縮率計算型腔徑向尺寸 ABS的塑件收縮率是0.4～0.7%平均收縮率S=（0.4%+0.7%）/2=0.55% 型腔工作部位尺寸： 型腔徑向尺寸: Lm 1 =[(1+S)Ls-X△]+δ 0=[65X（1+0.55%）-0.75X0.32]0.1 0=65.12+0.1 0 Lm 2=[(1+S)Ls-X△]+δ 0=[34X（1+0.55%）-0.75X0.26] +0.86 0=34.122+0.86 0 2. 平均收縮率計算型腔深度、型芯高度尺寸 型腔深度尺寸: Hm =[(1+s)Hs-X△]+δ 0=[12X（1+0.55%）-0.75X0.18]+0.06 0=11.93+0..6 0 型芯徑向尺寸: lm =[(1+s)ls+X△]根據(jù)上式分別得到型心徑向尺寸為： lm1=[(1+0.55%)x13.5+0.75x0.18]=14.920 -0.06 lm2=[(1+0.55%)x10.5+0.75x0.18]=11.910 -0.06 lm3=[(1+0.55%)x15+0.75x0.2]=15.230 -0.15 型芯高度尺寸:hm 1 =[(1+s)hs+X△]0 –δ= [12X（1+0.55%）+0.75X0.2]0 -0.06=12.760 -0.06 hm 2 =[(1+s)hs+X△]0 –δ=[（1+0.55%）X4.5+0.75X0.14]0 -0.04=4.540 -0.04 X—修正系數(shù)取0.5 △—塑件公差（mm） δ—模具制造公差，取1/3△ 四.澆注系統(tǒng)的設(shè)計 （1） 確定分型面位置，該塑件的結(jié)構(gòu)如圖 該件結(jié)構(gòu)比較簡單分型面如上圖 （2）確定澆口形式及位置，為了提高成型效率，采用點澆口形式，選在制件底部中心位置。并采用雙分型面塑模結(jié)構(gòu)，澆口在第一次分型時被拉斷。 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算d=（0.14～0.20） 式中d—澆口直徑（mm），S—在澆口處的避厚(mm)， A—型腔表面積 d─(0.14～0.20) （澆口直徑也可以根據(jù)經(jīng)驗值取1 mm), 澆口錐角取β=15o， 澆口傾斜角取〆=45o 五 選用模架 （1）可看出型腔為整體式，因此型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔為整體式進(jìn)行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)查<<模具設(shè)計指導(dǎo)>>表6─15型腔側(cè)壁的S=9mm （2）初選注射機(jī) 1) 注射量：該塑料件單件重6克，澆注系統(tǒng)為點澆口，粗略估算M澆 ≈1g 總體積V 塑件≈6.37cm 總質(zhì)量M=6+1g≈7g 滿足注射量 V 機(jī) ≥V 塑件/0.8 式中V 機(jī)－額定注射量（cm） V 塑件 －塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm） V 塑件/0.8=6.37/0.8=7.96cm 2）注射壓力: P 注≥P 成型 查表6—5(參考文獻(xiàn)一)ABS塑料成型時的注射壓力P 成型 =70～90MPa 3）鎖模力：P 鎖模力≥PF 式中P—塑料成型時型腔壓力，ABS塑料的型腔壓力P=30MPa F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和， F=17X14X2 =476mm PF=30×476N=14.28KN 根據(jù)以上分析（計算）查表6—24(參考文獻(xiàn)一)初選注射機(jī)型號為：Xs-Z-30 注射機(jī)Xs-Z-30有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下: 最大開合模行程S 160mm 模具最大厚度 180 mm 模具最小厚度 60mm 噴嘴孔直徑 2mm 動，定模板尺寸 250×280mm 拉桿空間 235mm 噴嘴圓弧半徑 12mm (4) 選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析，計算機(jī)以及型腔尺寸及位置尺寸確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格，查表7—1，7—3選用 A 4-200160-02-Z2 GB/T 12556.1-1990 定模板厚度： A=16mm 動模板厚度： B=25mm 墊塊厚度： C=50mm 模具厚度： H 模=88+A+B+C=（88+16+25+50）=179mm 模具外型尺寸： 200mm×160mm×179mm 六.校核注射機(jī) （1）注射量，鎖模力，注射壓力, 模具厚度的校核。由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量，鎖模力,注射壓力,模具厚度不必進(jìn)行校核已符合所選注射機(jī)要求。 （2）開模行程的校核 注射機(jī)最大開模行程因按與模厚有關(guān)時來校核,雙分型面注射?？砂聪率叫：? 注射機(jī)的最大開模行程S S≥2h件+h澆+（5～10）才滿足要求 式中 h件-塑料制品的高度 h澆-澆注系統(tǒng)的高度 2h件+h澆+（5～10）≈74mm 因為S為160mm,所以S≥74mm 滿足要求 （3）模具在注射機(jī)上的安裝：從標(biāo)準(zhǔn)模架外型尺寸看小于注射機(jī)的拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以注射機(jī)的規(guī)格滿足要求。 七 模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對塑料模具是不可缺少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊還是定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型心周圍，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位 、導(dǎo)向、承受一定 側(cè)壓力三個作用。 本模具是一模一具的模具，一般采用四根導(dǎo)柱的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 1. 導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求 （1） 長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)該比凸摸端面的高度高出8-12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型心先進(jìn)入型腔的情況 （2） 形狀 導(dǎo)住前端應(yīng)該做成錐臺形或半球形以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，本模具導(dǎo)柱前端采用錐臺形。 （3） 材料 一般采用20鋼或者t8，t10鋼硬度50-55 HRC （4） 數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)該合理均勻分布在模具分型面的四周 （5） 配合精度 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/57或H8/57的間隙配合 2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 （1） 形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端面倒圓角，導(dǎo)向孔最好作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣，如果摸板較厚，導(dǎo)孔必須作成盲孔時可在盲孔的側(cè)面打一個小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽 （2） 材料 可采用與導(dǎo)柱相同的材料 （3） 配合精度 直導(dǎo)套用H7/r6過盈配合潛入摸板 （4） 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用 由模具的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求而定 八 定模座板 動模座板的設(shè)計 定模座板 使定模固定在注射機(jī)的固定工作臺面是的模具 動模座板 使動模固定在注射機(jī)的移動工作臺面是的模具 （1） 選用的摸板在注射機(jī)上的安裝只需在定模板上的設(shè)置定位孔 （2） 動，定模座板的厚度 一般采用Q235或45鋼材料為了把模具固定在注射機(jī)上，動定模座板的兩側(cè)均需要比動定摸板的外型尺寸加厚25-30mm 九.推出結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 確定頂出方式和頂桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點,確定在制品的兩側(cè)設(shè)置四根普通的圓頂桿，普通的圓形頂桿按GB4169.1-1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 查表7-13,選用Ф4mmx100mm型號的圓形頂桿4根.由于件較小,推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置 推件力的計算 推件力F=AP（μcosα-sinα）+qA1 式中 A——塑件包絡(luò)型芯的面積 p——塑件對型芯單位面積上的包緊力，取0.8X10-1.2X10Pa α——脫模斜度 q——大氣壓力0.09M Pa μ——塑件對鋼的摩擦系數(shù)μ，約為0.1-0.3 F≈1660N 十 水冷系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻水孔開設(shè)原則 （1） 冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能多，直徑盡量大。 （2） 各冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在15—20毫米范圍內(nèi)，距離太近不易冷卻均勻，太遠(yuǎn)則效率底，水孔直徑一般取Ф8—12毫米，孔距最好為水孔直徑的5倍。 （3） 水孔通過壤塊時，防止壤套等漏水。 （4） 冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料容接的地方，以免影響塑件強(qiáng)度。 （5） 水管接頭（冷卻水嘴）應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè) 本模具型腔和型芯冷卻形式采用循環(huán)式，因為圓孔循環(huán)或矩形槽循環(huán)冷卻，對型腔，型芯的冷卻效果好。 十一 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 由于制件尺寸較小,利用分型面和推桿的配合間隙排氣即可. 參 考 文 獻(xiàn) 一．《模具設(shè)計指導(dǎo)》 史鐵梁 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 二．《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 屈華昌 主編 高等教育出版社 三．《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 馮炳堯、韓泰英等主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社