板凳腳套的注塑模具設計-塑料注射模含6張CAD圖

板凳腳套的注塑模具設計-塑料注射模含6張CAD圖,板凳,注塑,模具設計,塑料,注射,cad 板凳腳套注塑模設計 摘 要 本文是關(guān)于注塑模具的設計板凳腳套。因為在平時的觀察,我發(fā)現(xiàn)家具一般有這些板凳腳套,但形狀不一樣,所以我根據(jù)這一點,我將要設計的注塑模具是設計板凳腳套。設計過程是基于一般的模具的設計過程中,使用注塑模具設計的基本知識。分析零件的大小、形狀,確定流程計劃。然后模具設計、主要結(jié)構(gòu)、零件、注塑設備選擇和畫圖紙。板凳腳套的形狀相對簡單,所以模具的設計在結(jié)構(gòu)方面相對比較簡單，和產(chǎn)品適合大規(guī)模的生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：模架；注塑；材料 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件的工藝分析 2 1.1 塑料件成型工藝 2 1.1.1 板凳腳套孔塞零件圖 2 1.1.2 塑件外形尺寸 2 1.1.3 脫模斜度 2 1.1.4 外觀要求 2 1.2 塑料工藝性 3 1.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 3 1.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 3 1.3.2 塑件的尺寸精度分析 3 1.3.3 塑件表面質(zhì)量分析 4 2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 5 2.1 分型面設計 5 2.2 型腔數(shù)量的確定 5 3 注射機的選擇與校證 7 3.1 零件體積和質(zhì)量的計算 7 3.2 注塑機的選擇 7 3.3 注射壓力校核 7 4 澆注系統(tǒng)設計 8 4.1如何設計澆注系統(tǒng) 8 4.2澆口位置的選取 8 5 模架型腔與型芯的設計 10 5.1 模架的選擇 10 5.2 型腔的結(jié)構(gòu)設計 10 5.3 型芯的結(jié)構(gòu)設計 11 6 頂出機構(gòu)的設計 12 7 冷卻系統(tǒng)設計 13 8 導向系統(tǒng)設計 14 9 模具制圖 15 總 結(jié) 16 致 謝 17 附 錄 18 參考文獻 19 蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 前 言 隨著時代的飛速發(fā)展塑料工藝也跟著飛速的發(fā)展，塑料工藝是一個新型工業(yè)，也是一個飛速發(fā)展的工業(yè)，從20世紀到現(xiàn)在塑料作為一種新材料不斷的被開發(fā)利用，到現(xiàn)在為止塑料已經(jīng)被廣泛應用在個大領域。隨著時代發(fā)展和人類進步，我們不斷開發(fā)了更加新型的塑料，使塑料強度可以用在更加廣泛的領域。塑料在我國許多的領域不同程度的代替了金屬和木材及其他材料，成為當今社會使用的最廣泛的材料之一。只有迅速的發(fā)展塑料加工成型工業(yè)，才會使各種高分子優(yōu)良材料變成塑料產(chǎn)品，才可以在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著更大的作用。 塑料筆一般的其他材料有著更加經(jīng)濟，可塑性強的特點。塑料模具設計與制造這門學科實踐性很強，需要學生更多的動手操作能力。隨著高分子材料的研制和發(fā)展和模具成型設備還有計算機設備的發(fā)展，使注塑模成型工藝，在各個領域都有廣泛的應用，且生產(chǎn)的的塑件的精度復雜度和產(chǎn)量都有很大的提高，對市場需求有很大的發(fā)展前景。隨著社會的發(fā)展要求對四間的質(zhì)量各方面的要求也越來越高，因此對塑料模具設計水平，制造能力也需要提高。經(jīng)濟效益和整體工藝水平的發(fā)展，塑料之所以能在現(xiàn)在工藝中能夠得到剛翻的應用。因為它有幾大優(yōu)點，密度小，質(zhì)量輕，強度高，絕緣，不導電，經(jīng)濟，耐腐蝕。日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。隨著入世后制造業(yè)中心向中國轉(zhuǎn)移，模具產(chǎn)業(yè)有望迎來30%的增長。與IT業(yè)相比，模具專業(yè)的從業(yè)人員的價值會隨著從業(yè)年限和經(jīng)驗的積累而不斷提升，是一個真正的“永不衰退的行業(yè)”。目前國內(nèi)對注塑模的要求在不斷提高，包括了對塑料材料的選擇和模具的結(jié)構(gòu)設計。 本文從三方面：注塑模技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，注塑模技術(shù)的發(fā)展趨勢和國內(nèi)外模具工業(yè)比較闡述了注塑模技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，從中得出結(jié)論深入研究塑料注塑成型技術(shù)與注塑成型設備，克服制品中的缺陷，對科技進步與人們高標準的生活要求有重要意義。 1 塑件的工藝分析 1.1 塑料件成型工藝 塑膠的主要原材料為PE/PP/PVC/PS/ABS/PMMA/POM/PC/PA等，這類材料的主要特點為：輕巧方便，易于攜帶，并且色彩豐富，便于清洗，更為重要的一點是：價格相對便宜。該零件為桌椅制品所以材料的選擇要選擇強度比較高耐磨擦的產(chǎn)品。此設計產(chǎn)品為大家熟悉的板凳腳套，外形為方形中間鏤空的塑料制品。 1.1.1 板凳腳套孔塞零件圖 圖1-1 板凳腳套孔塞支座草圖 1.1.2 塑件外形尺寸 該塑件為外形尺寸40×40×14，壁厚3mm，如圖1-1 1.1.3 脫模斜度 PP聚丙烯塑料的收縮率相當高，一般為1.8-2.5％，該零件的外圈斜度為3°脫模斜度為40° 1.1.4 外觀要求 表面光潔無毛刺，無縮痕，澆口不允許設在產(chǎn)品外表面。 1.2 塑料工藝性 PP塑膠原料，化學名稱：聚丙烯，特點：密度小，強度剛度較強，可在100℃左右使用。具有·丙烯化學和物理特性的PP是一種半結(jié)晶性材料。它比pe更加的堅硬并且比pe的熔點更加的高。由于均聚物型PP的溫度高于0℃以上的時候非常脆，因此許多的商業(yè)的PP材料加入1~4%乙烯無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量鉗段式共聚物。共聚物型PP材料有較低熱扭曲溫度為100℃，求特點為低透明度、低光澤度、低剛性，但是它的抗沖擊強度更強。乙烯含量的增加pp的強度也增加。PP的軟化溫度為150攝氏度,因為它結(jié)晶度比較的較高，所以他的表面剛度和更劃痕能力比較的強。PP容易發(fā)生環(huán)境應力開裂的問題。PP的特性通過加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法可以改變。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFRPP材料的抗沖擊特性比較好但試它的延展性比較低。對于相同MFR的材料，共聚物型強度比均聚物型高。PP收縮率相當?shù)母撸话銥?.8~2.5%。收縮率的方向均勻性都比PE-HD等材料要好很多。加入30%玻璃添加劑能夠使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型PP材料都有抗吸濕性強、抗酸堿腐蝕性強、抗溶解性強的特點。注塑模的工藝條件干燥的處理：如果儲存適當?shù)脑捑筒恍枰龈稍锾幚怼?熔化溫度：220~275C，注意不要超過275攝氏度。模具溫度：40~80C，建議使用50攝氏度。結(jié)晶程度主要由模具的溫度來決定。注射壓力：可大到1800bar的注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)缺陷，那么應該在較高溫度下采用低速注射。流道和澆口對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。注入口和流道建議使用圓形。所有類型的澆口都能夠使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚一半；最小的澆口寬度應為壁厚的兩倍。PP材料可以使用熱流道系統(tǒng)。典型用于汽車工業(yè)，器械，日用消費品等。 1.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 1.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 該零件為表面為40×40×14 壁厚為3的殼體零件。 1.3.2 塑件的尺寸精度分析 尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。該塑件為軟塑材料，且為拼插玩具材料為韌性較差的PP，所以對精度要求不是太高，保持塑件的基本尺寸就。 1.3.3 塑件表面質(zhì)量分析 塑件的外表面要求沒有缺陷，沒有導電雜質(zhì)，外表面應比較光滑即外表面粗糙度較低。 2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 2.1 分型面設計 分型面為了將已成型好的塑件從模具型腔內(nèi)取出或為了滿足安放嵌件及排氣等成型的需要，根據(jù)塑料件的結(jié)構(gòu)，將直接成型塑件的那一部分模具分成若干部分的接觸面。分為水平分型面、垂直分型面和復合分型面。 模具設計中分型面的選擇很關(guān)鍵,它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇模具的分型面時應考慮以下基本原則： 分型面的選擇應有利于脫模 分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求 分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造 分型面應有利于側(cè)向抽芯 分型面應選在塑件外形最大輪廓處 便于塑件脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊 根據(jù)以上信息，我選擇的分型面如下圖 圖2-1分型面 2.2 型腔數(shù)量的確定 模具型腔數(shù)量的確定王要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀（有無側(cè)抽芯）、制品精度、批量以及經(jīng)濟效益來確定。型腔數(shù)量主要依據(jù)以下因素進行確定： 1）制品重量與注射機的注射量； 2）制品的投影面積與注射機的鎖模力； 3）模具外形尺寸與注射機安裝模具的有效面積（或注射機拉桿內(nèi)間距）； 4）制品精度； 5）制品顏色； 6）制品有無側(cè)抽芯及其處理方法； 7）制品的生產(chǎn)批量； 8）經(jīng)濟效益〔每一模的生產(chǎn)值）。 以上這些因素有時是互相制約的，因此在確定設計方案時，必須進行協(xié)調(diào)，以保證滿足其主要條件。型腔數(shù)量確定之后，便進行型腔的排列，即型腔位置的布置。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設計、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯〔滑塊）機構(gòu)的設計、鑲件及型芯的設計以及冷卻系統(tǒng)的設計。以上這些問題又與分型面及澆口位置的選擇有關(guān)，所以在具休設計過程中，要進行必要的調(diào)整，以達到比較完美的設計。因為此次要做的塑件是板凳腳套，該塑件外形尺寸不大，所要求的尺寸要求不高，形狀也很簡單，制作也簡單，并且產(chǎn)品需要大批量生產(chǎn)，所以我選擇了一模四腔。 3 注射機的選擇與校證 3.1 零件體積和質(zhì)量的計算 根據(jù)UG建模測量得，單個塑件體積為9.704cm3 塑件總體積V1=9.704×4=38.816cm3 (一模四穴，有四個塑件） 塑件總質(zhì)量M1=ρV1=1.1×38.816=42.698g (密度（g/cm3） 1．10-1．14) 并且在計算澆注系統(tǒng)中的凝固的廢料時，查資料得，取塑件總體積的60%： 澆注凝固體積V2=V1×60%=23.289cm3 該模具一次澆注所需要的材料（PA66）總體積和總質(zhì)量 V=V1+V2=62.105cm3 M=ρV=1.1×62.105=68.316g 3.2 注塑機的選擇 根據(jù)上面的計算得到該模具一次注塑所需的材料總量62.105cm3，同時根據(jù)以往經(jīng)驗要與注塑機理論注射量的0.8倍相匹配，達到實際注塑的需求。注塑機的理論 注射 量為 V=77.63。所以我初步?jīng)Q定選用注射機型號為XS-ZY-125，該注射機技術(shù)參數(shù)如下表。 表3-1注射機技術(shù)參數(shù)表 一次注射量（cm3） 125 螺桿直徑（mm） 42 注射壓力（MPa） 119 注射 方式 螺桿式 鎖模力（kN) 900 最大注射面積（cm2） 320 最大開模行程（mm） 300 模具最大厚度（mm） 300 模具最大厚度（mm） 200 動定模板尺寸（mm） 420×450 3.3 注射壓力校核 Pp熔化溫度：220~275C，注意不要超過275C。 模具溫度：40~80C，建議使用50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。 注射壓力：可大到1800bar。所需要的注射壓力p1=80～130MPa（取90MPa），這種型號的注射壓力p=119MPa，安全系數(shù)k1=1.25～1.4(可取1.3）。 k1×p1=1.3×90=117＜p 校核通過。 4 澆注系統(tǒng)設計 4.1如何設計澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。模具設計培訓認為澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)設計是否合理直接關(guān)系到塑料產(chǎn)品的成型質(zhì)盆和生產(chǎn)效率.設計時應遵循以下原則。 塑料成型特性。設計的澆注系統(tǒng)應適應所用塑料的成型特性的要求.以保證塑件質(zhì)。 塑件大小及形狀。根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、技術(shù)要求等因素.結(jié)合選擇分型面同時考慮設里澆注系統(tǒng)的形式、進料口數(shù)且及位皿.以保證正常成型。 棋其成型塑件的型腔數(shù)。設盆澆注系統(tǒng)還應根據(jù)塑件質(zhì)最考慮到模具是設計成一模一腔或是一模多腔。 成型效率。在大量生產(chǎn)時.設計澆注系統(tǒng)還應考慮到在保證成型質(zhì)且的前提下.盡量縮短 流程，減少斷面積以縮短填充及冷卻時間.縮短成型周期，同時減少澆注系統(tǒng)報耗的塑料。 冷料。在注射間隔時間.噴嘴端部的冷料必須去除.防止注人型腔影響塑件質(zhì)最.故設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施。 1）應防止型芯變形和嵌件位移。 2）應有利于排氣。 綜上所述，最后確定澆注系統(tǒng)形式為；采用普通澆注系統(tǒng)，由于一模四腔，必須設計分流道。 4.2澆口 位置的 選取 塑件任務說明上表示，澆注口可以設計在側(cè)邊，且在上面第二章中，型腔為一模四穴。所以產(chǎn)品澆注口如圖 圖4-1澆注口示意圖 4.3 澆注流道設計及澆口套設計如圖4-2 圖4-2澆口套示意圖 由于采用普通的半圓形澆道，模具的分流道設計在定模板的分型面處。查資料后，根據(jù)塑件質(zhì)量得，該分流道直徑可取5.5mm，長度則取38mm。主流道直徑取6.5mm。 冷料穴的設計則是比較簡單，因為澆道的分布也比較簡易，所以為了防止塑件冷料流入型腔，冷料穴設計在主流道末端，排布在型芯鑲塊上。而澆口為了方便設計和試模后改正，則制作成寬1.2mm、高0.8mm的形狀。 5 模架型腔與型芯的設計 5.1 模架的選擇 結(jié)合以上各種因素，選擇的模架型號為龍記（LKM)大水口CH。 圖5-1模架圖 5.2 型腔的結(jié)構(gòu)設計 產(chǎn)品塑件的外表面是通過型腔進行成型，再依據(jù)該產(chǎn)品的外觀要求，把型腔設計成鑲塊，做成一個單獨件。再用螺釘固定在動模板上，整塊型腔板全部嵌入在動模板里如圖 圖5-2型腔設計圖 5.3 型芯的結(jié)構(gòu)設計 因為塑件的分型面的問題，型芯件內(nèi)也存在著一部分的塑件外表面。而型芯的設計也如型腔一樣，同樣是整體嵌入式，整體嵌入在動模板中。其結(jié)構(gòu) 示意圖 如圖5-3。 圖5-3形芯設計圖 6 頂出機構(gòu)的設計 在注塑模成型每一循環(huán)中，使塑件以及澆注系統(tǒng)疑料從模具脫出的機構(gòu)就是頂出機構(gòu)。經(jīng)過查考資料本設計采用推桿的方式推出塑件，此設計頂出力大，生產(chǎn)效率高，勞動強度小，雖然制品上會留有頂出痕跡但是介于本塑件的現(xiàn)實中的應用對表面質(zhì)量要求不高所以選擇此設計。 6-1頂出機構(gòu)設計圖 7 冷卻系統(tǒng)設計 Pp的熔點是60-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設定不能超過275℃，成型溫度和模具溫度分別為240℃和50-90℃。所以模具溫度初步選定為50℃，用常溫水對模具進行冷卻，水路直徑6mm。另外，由于采用鑲拼結(jié)構(gòu)，冷卻設計采用環(huán)繞式水路。 圖7-1水路冷卻系統(tǒng)設計圖 8 導向系統(tǒng)設計 為了保證注射模具準確合模開模，在注射模具中必須設置導向機構(gòu)。導向機構(gòu)的作用是導向定位以及承載一定的側(cè)向壓力本模具采用標準模架，導向系統(tǒng)均為標準件，因產(chǎn)品存在對差面，內(nèi)模鑲塊設計管位，增加四個邊鎖在分型面上加錐面定位，以提高動定模定位精度和整體剛度。如圖8-1和圖8-2 圖8-1導柱導套 圖8-2復位桿 9 模具制圖 總 結(jié) 經(jīng)過一個多月的這套注塑模具的設計，所以我對注塑模設計有了更全面的認識。在這個重復的設計和計算和同一時間過程的分析的過程中，查閱文獻資料和相關(guān)的信息，不僅為高校知識及相應的學習，得到了一個科學的設計理念和科學的解決問題方法。設計的過程中我遇到了很多問題，如分形面的選擇、成型設備、模具結(jié)構(gòu)，以及零件形狀的設計還有工作尺寸的計算。在繪圖和裝配的過程中，也遇到了很多結(jié)構(gòu)上的錯誤，在前面設計的過程中，在計算方面反復的修改。經(jīng)過老師指導和很長一段時間思考和閱讀相關(guān)資料，完成了整套模具的設計過程。由于經(jīng)驗和水平的有限，在設計過程中遇到了很多的問題，在實踐中還需要大量的修改和調(diào)適，在圖形和文字上對設計的布局進行編輯和打印。使用新的工具，大大提高了工作效率，同時讓我對這些應用有了更深層次的改進。總之通過此次設計讓我對模具設計有個更好更全面的認識。 致 謝 從早期的經(jīng)驗文章，到中期的修改和討論，對整個過程的最終確立，我遇到許多意想不到的問題，軟件的熟悉和操作都讓我感到焦慮，從而導致了最初沒有想到完美，但總之是自己努力完成工作是自己的努力。但也讓我更肯定，只要他們愿意付出，就不會有回報。 為了使我的論文更加完善，我經(jīng)常與老師溝通，最后經(jīng)過一番波折的完美。為了使我的論文更完善，我經(jīng)常和老師交流，紙。到目前為止，感謝所有幫助我的人，三年來與學生們來回，互相鼓勵，并感謝你，我們永遠不會停止進步的步伐。 附 錄 參考文獻 [1] 歐麥嘉，周澤宇. 現(xiàn)代注塑模設計與制造. 北京：電子工業(yè)出版社，2007. 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