插板底座板下蓋-公牛插座底蓋外殼的注塑模具設(shè)計(jì)塑料注射模含NX三維及13張CAD圖.zip,插板,底座,板下蓋,公牛,插座,外殼,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,NX,三維,13,CAD
插板底座板下蓋-公牛插座底蓋外殼的注塑模具設(shè)計(jì)
摘要
本次設(shè)計(jì)的題目是：公牛插座底蓋注射模。本次設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚，斜度和圓角以及是否有抽芯機(jī)構(gòu)。通過以上的分析來確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大小；其中最重要的是確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu)，例如是采用整體式還是鑲拼式，以及它們的定位和固緊方式。此外還分析了模具受力，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖。
關(guān)鍵詞：插座底蓋；注射模；分型面；型腔；澆口；型芯；冷卻系統(tǒng)
Abstract
The title of this design is: Bull socket bottom cover injection mold. This design is mainly through the shape of plastic parts, size and precision requirements for injection molding process feasibility analysis. The molding process of plastic parts mainly includes wall thickness, slope and fillet, and whether there is a core pulling mechanism. Through the above analysis to determine the mold parting surface, cavity number, gate form, location size; the most important thing is to determine the core and cavity structure, such as the use of integrated or mosaic, and their positioning and fastening mode. In addition, the force of the die, the design of the demoulding mechanism, the design of the clamping and guiding mechanism and the design of the cooling system are analyzed. Finally, draw up a complete die assembly plan and main parts drawing.
Key words: socket bottom cover; injection mold; parting surface; cavity; gate; core; cooling system
目 錄
摘要 I
Abstract II
前 言 1
1 塑件的工藝性分析 3
1.1塑件的原材料工藝性分析 4
1.2注塑模工藝條件 4
1.3確定成型工藝條件 5
2 注塑機(jī)的選擇 6
2.1計(jì)算塑件的體積和重量 6
2.2確定注塑成型體積 7
2.3注塑機(jī)基本參數(shù) 7
2.3.1注塑機(jī)概況 7
2.3.2注塑機(jī)的分類 7
2.3.3注塑機(jī)型號(hào) 7
2.4注塑機(jī)的校核 8
2.4.1注射量的校核 8
2.4.2鎖模力的校核 8
2.4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 9
3 成型零件尺寸的計(jì)算 9
3.1型腔尺寸計(jì)算 11
3.2型芯尺寸計(jì)算 12
4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.1分型面的選擇 14
4.2澆注系統(tǒng) 15
4.2.1澆口套的選用 15
4.2.2分流道的布置 16
4.2.3澆口的設(shè)計(jì) 17
4.2.4冷料的穴設(shè)計(jì) 18
4.2.5澆口套及定位圈的設(shè)計(jì) 18
4.3 脫模機(jī)構(gòu)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
4.3.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
4.3.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
4.4 模架的選用 21
4.5 溫度系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
4.5.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
4.5.2溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23
4.6 模具總裝圖的繪制 25
總 結(jié) 27
致謝 27
參考文獻(xiàn) 28
IV
前 言
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被成為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速。自從1927年聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)的進(jìn)步，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，69%~90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。我國自改革開放以來，塑料工業(yè)發(fā)展很快，表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位，由此可見，塑料工業(yè)已在我國國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。
在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。
我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)模化；CAD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國際競(jìng)爭(zhēng)能力，是刻不容緩的。
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)塑件質(zhì)量要求的提高，塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）塑料成型理論研究的進(jìn)展。
（2）新的成型方法不斷涌現(xiàn)。
（3）塑件更趨向精密化、微型化及超大型化。
（4）開發(fā)出新型模具材料。
（5）模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用。
（6）模具CAD/CAM/CAE技術(shù)發(fā)展迅速。
（7）模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化。
在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，模具工業(yè)已經(jīng)從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已經(jīng)超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。目前國內(nèi)模具行業(yè)的基本情況是，隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已形成一個(gè)行業(yè)。但是我國模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少、精度低、制造周期長(zhǎng)、壽命短、供不應(yīng)求的狀況。一些大型、精密、復(fù)雜的模具還不能自行制造，需要每年花幾百萬.上千萬美元從國外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國大力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行。
1 塑件的工藝性分析
本文設(shè)計(jì)的是公牛插座底蓋注塑模，其零件圖見圖，設(shè)計(jì)要求為：
1. 材料：ABS
2. 收縮率：0.75%
3. 外觀要求：光滑，無明顯制件缺陷（如縮痕、氣泡、翹曲）。
4. 生產(chǎn)批量：***萬件
圖-公牛插座底蓋零件圖
圖-三維造型
1.1塑件的原材料工藝性分析
1. 結(jié)晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。
2. 流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔凹痕變形。
3. 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時(shí)容易取向，模具溫度低于50度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90度以上易產(chǎn)生翹曲變形。
4. 塑料壁厚均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。
1.2注塑模工藝條件
注塑機(jī)選用，對(duì)注塑機(jī)的選用沒有特殊要求。由于ABS具有高結(jié)晶性，需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/m2 來確定，注射量20%-85%即可。
干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。
熔化溫度：ABS的熔點(diǎn)為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時(shí)溫度設(shè)定不能超過275℃，熔融段溫度最好在240℃。
模具溫度：模具溫度50-90℃。對(duì)于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。
注射壓力：采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時(shí)轉(zhuǎn)壓，用較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。
注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級(jí)的ABS和模具部不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。
流道和澆口：流道直徑4.7mm，針形澆口長(zhǎng)度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨筆并隨模腔內(nèi)的熔流長(zhǎng)度逐步增加。模具必須有良好的排氣性。排氣孔深0.0225mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0- 60%）
1.3確定成型工藝條件
1) 溫度：注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。
2) 壓力:注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像abs流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4~27.5MPA。
3) 時(shí)間:完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3~5秒，保壓時(shí)間一般為20~120秒，冷卻時(shí)間一般為30~120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表2.2所示。
表 成型周期與壁厚關(guān)系
制件壁厚 /mm
成型周期 / s
制件壁厚 / mm
成型周期 / s
0.5
10
2.5
35
1.0
15
3.0
45
1.5
22
3.5
65
2.0
28
4.0
85
經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如下：
表 ABS注射成型工藝參數(shù)
工藝參數(shù)
規(guī)格
工藝參數(shù)
規(guī)格
料筒溫度/℃
后段
中段
前段
160-220
180-200
160-180
成型時(shí)間/t
注射時(shí)間
保壓時(shí)間
冷卻時(shí)間
2
15
20
噴嘴溫度/℃
220-310
螺桿轉(zhuǎn)速/r.min-1
40
模具溫度/℃
20-60
注射壓力/Mpa
70-100
2 注塑機(jī)的選擇
2.1計(jì)算塑件的體積和重量
體積：通過UG軟件的“測(cè)量體”分析塑件，得到塑件的體積為Vg=29602mm3。如圖所示：
圖 體積說明
質(zhì)量：材料ABS的密度取=1.06g/ cm3，則單個(gè)塑件的質(zhì)量m=V=18.5g。
2.2確定注塑成型體積
由于采取側(cè)澆口以及制件的大小我們可以采取一模兩腔，可決定設(shè)備型號(hào)、規(guī)格。注射機(jī)的額定注射量為V（額）每次的注射量不超過它的80%，若成型產(chǎn)品需要的注射量應(yīng)是主流道以及分流道剩余凝料和兩個(gè)產(chǎn)品的體積之和：
即 V總=2×1.2×17471=42
0.8V額≧V總 所以可得出 V額≧52.5mm3
2.3注塑機(jī)基本參數(shù)
2.3.1注塑機(jī)概況
注塑機(jī)是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。
圖注塑機(jī)
注射成型是通過注塑機(jī)和模具來實(shí)現(xiàn)的。
2.3.2注塑機(jī)的分類
注塑機(jī)的類型有:立式、臥式、全電式，但是無論那種注塑機(jī)，其基本功能有兩個(gè)：
（1）加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)；
（2）對(duì)熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。
2.3.3注塑機(jī)型號(hào)
根據(jù)以上注塑體積計(jì)算以及模具總高度H模=225和《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-40選擇注射機(jī)SZA-YY60螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下：
額定注射量：125
螺桿直徑：42mm
注射壓力：119Mpa
鎖模力：900KN
模板行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最小厚度：200mm
模板尺寸：330×440mm
拉桿空間：260×290mm
定位孔直徑：100mm
合模方式：液壓—機(jī)械
2.4注塑機(jī)的校核
每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù)
2.4.1注射量的校核
根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核：
V件0.8V注=0.8X125cm3=100cm3
式中：V件塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和
V注注射機(jī)的注射量（）
0.8最大注射量的利用系數(shù)
經(jīng)計(jì)算得： 0.8V（額）≥V（注）≈42cm3 （具體計(jì)算過程見2.2章）
所以是合格的
2.4.2鎖模力的校核
由P注 P成型
查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5ABS塑料成型時(shí)的注射壓力
P成型=50~70Mp
P鎖模pF
式中 p塑料成型時(shí)型腔壓力，abs塑料的型腔壓力p=90Mpa
F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm2）
各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
F=（100402）=8000
pF=708000=560KN
P鎖模=900KN>pF=560KN
2.4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核
噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計(jì)的；
定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；
模具厚度：Hmin=200mm
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