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紫瑯職業(yè)技術學院 2012 屆 專業(yè)畢業(yè)設計開題報告 姓名 劉兆炫 系部 機電系 專業(yè) 模具設計與制造 班級 模具 3091 題目 保險板連接件注射模設計 一 選題背景 目的及意義 背景 在實習期間和同學出去玩時 看到十字路口看到了汽車事故 就想到了汽車 保險 上網(wǎng)查了以下汽車保險方面的 找到了汽車保險板連接件 看了看是塑料的 于 是就想到了注射模 上網(wǎng)看了看有點難度不過是可以挑戰(zhàn)的 所以就用來做畢業(yè)設計題 材了 目的 通過撰寫畢業(yè)設計讓學生不斷了解注射模的設計過程 并針對目前注射模具 的發(fā)展趨勢從而分析模具的設計走向 意義 對自己知識的填填充和全面檢驗 以及對軟件的學習和鞏固 二 主要內(nèi)容及提綱 1 緒論 1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 塑件成型工藝性分析 3 模具結構分析與設計 4 注射模設計的有關尺寸計算 5 非標準零件及組裝和爆炸圖的三維設計 6 注射機有關參數(shù)的校核 三 主要方法和措施 通過嚴謹?shù)膽B(tài)度 廣泛的查閱 深入的研究 對閱讀文獻進行細致的歸納 1 帶著課題進行社會實踐并收集注射模相關資料 2 深入學習注射模的結構及注射過程 3 獨立完成畢業(yè)設計 4 大量閱讀有關資料 深入到社會調(diào)研 四 主要參考文獻 1 塑料成型工藝與模具設計 M 北京 清華大學出版社 2 Pro E 4 0 模具設計實例詳解 M 北京 清華大學出版社 3 AutoCAD 2007 中文版實用教程 M 北京 機械工業(yè)出版社 4 ro E 野火 5 0 中文版模具設計高級應用 M 北京電子工業(yè)出版社 5 Pro E 3 0 中文版基礎教程 M 北京 科學出版社 6 塑料成型工藝與模具設計 M 北京 清華大學出版社 7 Pro E 3 0 高級設計 M 北京北京電子工業(yè)出版社 8 注射模設計與制作教程 M 清華大學 五 畢業(yè)設計推進計劃 2011 年 11 月中旬 12 月上旬 依照任務書閱讀文獻 收集資料準備草案 2011 年 12 月上旬 12 月中旬 確定方案 編寫設計開題報告 并交老師審核 2011 年 12 月中旬 2012 年 3 月中旬 完成初稿 交老師審核 2012 年 3 月中旬 4 月下旬 完成二稿 交老師審核 2012 年 4 月下旬 5 月下旬 定稿并提交畢業(yè)設計相關資料 準備答辯 2012 年 6 月 2 日 6 月 3 日 答辯 學生簽名 年 月 日 指導教師意見 對選題的有效性 研究方法的正確性 課題的廣度 深度的意見及開題 是否通過 通過 修改后通過 未通過 指導教師簽名 年 月 日 注 開題報告裝訂在畢業(yè)設計任務書后 開題是否通過請指導教師在括號內(nèi)打 紫瑯職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 論文 題 目 保險板連接件注塑模設計 副 標 題 學 生 姓 名 劉兆炫 所在系 專業(yè) 機電系 模具設計與制造 班 級 模具 3091 指 導 教 師 程洋 日 期 2012 年 5 月 28 日 摘 要 I 摘 要 隨著計算機硬件和軟件的快速發(fā)展 CAD 已經(jīng)在許多應用領域越來越成熟 在機床 制造工業(yè)中 CAD 的應用已相當普及 成為國內(nèi)外機床制造工業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品 組織規(guī)模 生產(chǎn) 加強市場競爭的重要手段 特別是在縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 提高產(chǎn)品性能 質量 可靠性和降低成本等方面 起著重要的作用 在快速的社會 汽車被廣泛應用 但汽車事故發(fā)生比例越加上升 對于汽車本身 保險需不斷加強 由此 本次設計為汽車保險板連接件 Proe 軟件的功能非常豐富 包括三維設計建模 三維曲面建模 模型的空間轉換 顯示控制和觀察 零件裝配及干涉檢驗 平面出圖 渲染處理 資料驗證 數(shù)據(jù)交換 文件管理及數(shù)據(jù)庫等功能 Proe 采取參數(shù)化特征建模技術 具有特征建模 模塊化 集成化程度高及兼容性好等特點 關鍵詞 Proe 模具 保險板 目 錄 I 目 錄 摘 要 I 1 緒論 1 1 1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 2 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 2 1 網(wǎng)絡的 CAD CAE CAM 一體化系統(tǒng)結構初見端倪 1 1 3 設計的目的 1 2 塑件成型工藝性分析 2 2 1 塑件 2 2 1 1 塑件的尺寸圖 2 2 1 2 塑件表面質量分析 2 2 2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 3 2 2 1 注射成型過程 3 2 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 3 2 2 3 塑件的原材料 3 2 2 4 ABS 塑料 性能 3 3 模具結構分析與設計 4 3 1 分型面的選擇 4 3 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 4 3 3 澆注系統(tǒng)的設計 4 3 3 1 主流道 5 3 3 2 分流道 5 3 3 3 澆口 5 3 3 4 冷料穴 7 3 3 5 側澆口 7 3 3 6 分流道的表面粗糙度 7 3 4 側抽芯機構的設計 7 3 4 1 抽芯距與抽芯力的計算 8 3 4 2 斜導柱截面尺寸的確定 8 3 5 脫模機構的設計 9 3 5 1 注射模的脫模機構 9 3 5 2 脫模斜度 9 3 6 推出機構的設計原則 9 3 7 標準模架的選擇 10 3 8 冷卻系統(tǒng)的設計 10 3 9 排氣系統(tǒng)的設計 10 3 10 導向機構的設計 11 4 注射模設計的有關尺寸計算 11 4 1 成型零件尺寸計算 11 4 2 主流道尺寸 11 5 零件的三維設計 12 目 錄 II 5 1 零件設計 12 5 1 1 鍥緊塊 12 5 1 2 鑲件 12 5 2 組裝圖設計 12 5 3 爆炸圖設計 13 6 注射機有關參數(shù)的校核 14 6 1 模具閉合高度的確定和校核 14 6 2 模具安裝部分的尺寸校核 14 致 謝 15 參考文獻 16 結 論 17 保險板連接件注塑模設計 1 1 緒論 1 1我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 在引進的塑料模具中 以科技含量較高的模具居多 如高精度模具 大型模具 熱流道模具 氣輔及高壓注射成型模具等 現(xiàn)代塑料制品對表面光潔度 成型時間都 提高了更高的要求 因而也推動了塑料模具的發(fā)展 以電視機塑料外殼模具為例 其 精度已由以前的 0 05 0 1mm 提高到 0 005 0 01mm 制造周期也由 8 個月縮短到了 2 個 月 并且使用壽命也由過去可制 10 萬 20 萬件制品延長到了可 60 萬件制品 從電視機 外殼塑料模具的發(fā)展可以看到 高精密 長壽命 短周期 低成本是模具的發(fā)展方向 目前我國使用覆蓋率和使用量最大的模具標準件為冷沖模架 注塑模架和推桿管這三 類產(chǎn)品 以注塑模架為例 目前全國總產(chǎn)值有 20 多億元 按照需求 國內(nèi)約需注塑模 架 30 多億元 而實際上國內(nèi)市場并未達到這個規(guī)模 其中主要一個原因就是模具廠家 觀念舊 注塑模架自產(chǎn)配比例較高 外購很少 這樣做廠家不僅重復制造本應標準化 的購件 延長了模具生產(chǎn)周期 又不利于維修 很多相關的模具標準件并沒有相關的 國家標準 因此制定模具構件的標準規(guī)范工作也是當務之急 1 2 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 美國 1991 年發(fā)表的 國家關鍵技術報告 認為 材料領域的進展幾乎可以顯著改 進國民經(jīng)濟所有部門的產(chǎn)品性能 提高它們的競爭能力 因此把材料列為六大關鍵技術 的首位 這是由于先進材料與制造技術是未來國民經(jīng)濟與國防力量發(fā)展的基礎 是各種 高 新技術成果轉化為實用產(chǎn)品與商品的關鍵 當前各種新材料市場規(guī)模超過 1000 億 美元 預計到 2000 年將達 4 000 億美元 由新材料帶動而產(chǎn)生的新產(chǎn)品新技術則是一 個更大的市場 以上參展項目基本上代表了當前國際和國內(nèi)的先進水平和發(fā)展趨勢 具體表現(xiàn)在如下個方面 1 2 1 網(wǎng)絡的 CAD CAE CAM 一體化系統(tǒng)結構初見端倪 隨著計算機硬件與軟件的進步以及工業(yè)部門的實際需求 國外許多著名計算機軟 件開發(fā)商已能按實際生產(chǎn)過程中的功能要求劃分產(chǎn)品系列 在網(wǎng)絡系統(tǒng)下實現(xiàn)了 CAD CAM 的一體化 解決了傳統(tǒng)混合型 CAD CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作 要求的問題 以便更能符合實際應用的自然過程 例如英國達爾康公司在原有軟件 DUCT5 的基礎上 為適應最新軟件發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)實際而在最近推出的 CAD CAM 集成化 系統(tǒng) Delcam s Power Solution 該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模 逆問工程 工業(yè)設計 工程 制圖 仿真分析 快速原型 數(shù)控編程 測量分析等領域 1 3設計的目的 此次畢業(yè)設計給了我親自動手的機會 是大學三年學習的一個總結 中國的塑料 模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展是需要理論和實踐相結合的 所以這次畢業(yè)設計的意義十分 重大 目的是通過對該零件的注塑模工藝的設計 了解注塑模具的設計步驟 ABS 等材 料的各項性能指標 工藝方案的選擇 和側向抽芯技術的掌握 保險板連接件注塑模設計 2 2 塑件成型工藝性分析 2 1塑件 如圖1 本塑件為汽車上的保險板的連接件結構簡單 壁厚均勻 精度要求一般 精度為 材料是 ABS 成型性能一般 其他并無特殊要求 圖 1 保險板連接件 2 1 1 塑件的尺寸圖 如下圖 2 圖 2 塑件尺寸圖 2 1 2 塑件表面質量分析 影響塑件精度的因素很多 塑料的收縮 注塑成型條件 時間 壓力 溫度 等 塑件形狀 模具結構 澆口 分型面的選擇 飛邊 斜度 模具的磨損等都直接影 響制品的精度 按 SJ1372 1978 標準 塑料件尺寸精度分為 8 級 本塑件所用材料為 丙烯烴 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 由此查塑料模具設計手冊可知 本塑件宜選用 一般精度 5 級 根據(jù)塑件要求 塑件沒有較高的表面粗糙度要求 粗糙度可取 0 4 由 于此塑件是大批量生產(chǎn) 外形為不規(guī)則 選用型腔為二個 型腔設計多個使它的外形增 大或結構復雜 成本高 根據(jù)本塑件的特征采用注射成型的生產(chǎn)效率高 保險板連接件注塑模設計 3 2 2 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 2 2 1 注射成型過程 1 成型前的準備 對 ABS 的色澤 細度和均勻度等進行檢驗 2 注射過程 塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱 塑化達到流動狀態(tài)后 由模具的澆 注系統(tǒng)進入模具型腔成型 其過程可以分為充模 壓實 保壓 倒流和冷卻 5 個階段 3 塑件的后處理 采用調(diào)濕處理 紅外線燈烘箱 熱處理溫度 70 處理時間 2h 2 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 1 注射機 螺桿式 2 螺桿轉速 r min 30 3 料筒溫度 150 170 后段 160 180 中段 180 190 前段 4 噴嘴溫度 16 180 5 模具溫度 40 60 6 注射壓力 MPa 100 130 7 成型時間 s 注射時間 0 5 保壓時間 20 50 冷卻時間 20 50 成型總 周期 50 100 2 2 3 塑件的原材料 1 ABS 樹脂是五大合成樹脂之一 其抗沖擊性 耐熱性 耐低溫性 耐化學藥品 性及電氣性能優(yōu)良 還具有易加工 制品尺寸穩(wěn)定 表面光澤性好等特點 容易涂裝 著色 還可以進行表面噴鍍金屬 電鍍 焊接 熱壓和粘接等二次加工 廣泛應用于 機械 汽車 電子電器 儀器儀表 紡織和建筑等工業(yè)領域 是一種用途極廣的熱塑 性工程塑料 2 ABS 塑 料 概 述 ABS 樹 脂 是 目 前 產(chǎn) 量 最 大 應 用 最 廣 泛 的 聚 合 物 它 將 PS SAN BS 的 各 種 性 能 有 機 地 統(tǒng) 一 起 來 兼 具 韌 硬 剛 相 均 衡 的 優(yōu) 良 力 學 性 能 ABS 是 丙 烯 腈 丁 二 烯 和 苯 乙 烯 的 三 元 共 聚 物 A 代 表 丙 烯 腈 B 代 表 丁 二 烯 S 代 表 苯 乙 烯 2 2 4 ABS 塑料 性能 1 一 般 性 能 ABS 外 觀 為 不 透 明 呈 象 牙 色 粒 料 其 制 品 可 著 成 五 顏 六 色 并 具 有 高 光 澤 度 ABS 相 對 密 度 為 1 05 左 右 吸 水 率 低 ABS 同 其 他 材 料 的 結 合 性 好 易 于 表 面 印 刷 涂 層 和 鍍 層 處 理 ABS 的 氧 指 數(shù) 為 18 20 屬 易 燃 聚 合 物 火 焰 呈 黃 色 有 黑 煙 并 發(fā) 出 特 殊 的 臭 味 2 力 學 性 能 ABS 有 優(yōu) 良 的 力 學 性 能 其 沖 擊 強 度 極 好 可 以 在 極 低 的 溫 度 下 使 用 ABS 的 保險板連接件注塑模設計 4 耐 磨 性 優(yōu) 良 尺 寸 穩(wěn) 定 性 好 又 具 有 耐 油 性 可 用 于 中 等 載 荷 和 轉 速 下 的 軸 承 ABS 的 耐 蠕 變 性 比 PSF 及 PC 大 但 比 PA 及 POM 小 ABS 的 彎 曲 強 度 和 壓 縮 強 度 屬 塑 料 中 較 差 的 ABS 的 力 學 性 能 受 溫 度 的 影 響 較 大 3 熱 學 性 能 ABS 的 熱 變 形 溫 度 為 93 118 制 品 經(jīng) 退 火 處 理 后 還 可 提 高 10 左 右 ABS 在 40 時 仍 能 表 現(xiàn) 出 一 定 的 韌 性 可 在 40 100 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 使 用 3 模具結構分析與設計 3 1 分型面的選擇 塑件設計階段 就應考慮成型時分型面的形狀和位置 否則無法用模具成型 在 模具設計階段 應首先確定分型面的位置 然后才選擇模具的結構 分型面設計是否 合理 對塑件質量 工藝操作難易程度和模具的設計制造都有很大影響 因此 分型 面的選擇是注射模設計中的一個關鍵因素 選在塑件外形最大輪廓處 有利于脫模 有利于保證塑件尺寸精度和表面質量 有利于模具成型零件的加工 有利于鎖模 有利于排氣 由以上六點選擇分型面為 A 面 如圖 3 圖 3 分型面 3 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 為了制模具與注塑機的生產(chǎn)能力相匹配 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性 并保證塑件精 度 模具設計時應確定型腔數(shù)目 型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟性 注射機的額 定鎖模力 注射機的最大注射量 制品的精度等 一般來說 大中型塑件和精度要求 高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結 構 但對于精度要求不高的小型塑件 沒有配合精度要求 形狀簡單 又是大批量生產(chǎn)時 若采用多型腔模 具可提供獨特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)效 率大為提高 該塑件精度要求不高 生產(chǎn)批量適中 選用型腔為二個 型腔布置 如圖 4 圖 4 型腔排布圖 3 3 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計 如圖 5 所示 保險板連接件注塑模設計 5 圖 5 澆注系統(tǒng) 3 3 1 主流道 指從注射機噴嘴與模具的接觸部位起到分流道為止的一段流道 主流道與注射劑 噴嘴在一條線上 是熔融塑料進入摸具時最先經(jīng)過的通道 為保證主流道與注射機噴 嘴緊密接觸 防止漏料 一般主流道與噴嘴對接處做成球面凹坑 其半徑 R2 R1 1 2 mm 其小端直徑 d1 d2 0 5 1 mm 凹坑深度取 h 3 5 mm 如圖 6 所示 圖 6 主流道 圖 7 分流道斷面 3 3 2 分流道 指介于主流道和澆口之間的一段通道 它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡通 道 能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉換 如圖 7 所示 3 3 3 澆口 又稱進料口 它是分流道與型腔之間的狹窄部分 也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分 這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來的熔融塑料生產(chǎn)加速 形成理想的流動狀態(tài)而 充滿型腔 同時還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用 并在成型后便于使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝 保險板連接件注塑模設計 6 料與塑件分離 如表 1 所示 表 1 名 稱 簡圖 特點 尺寸 直 澆 口 特點 由注入口直接進料 應用范圍 適合各種塑料成型 尤其 加工熱敏性及高粘度材料成型 高質量的 大型或深腔殼 塑形塑件 主流道錐角 一般取 2 4 度 潛 伏 澆 口 特點 從澆道處以圓錐形通道或直接 以隧道式澆道進入型腔 應用范圍 多型腔摸 塑件外觀要求 較高時采用 45 60 環(huán) 形 澆 口 特點 環(huán)形澆口是直接澆口的變異形 式 熔料從中心以環(huán)形四周進料 應用范圍 應用于芯型安裝一側的軸 對稱塑料 深 t 0 25 1 6 長度 l 0 8 1 8 輪輻 式澆 口 應用范圍 適用于管狀塑料制品 且 澆口容易去除和節(jié)省材料 特點 可能會產(chǎn)生熔接痕 而且不可能制造出完 善的真圓 厚度是 0 8 至 4 8mm 寬度為 1 6 至 6 4mm 爪 形 澆 口 爪形澆口可在型芯的頭部開設流道 也可在主流道下端開設流道 但加工困難 爪形芯有自動定心的作用 側 澆 口 特點 側澆口是從塑件側邊緣進料的 一種澆口形式 能方便的調(diào)整澆口尺寸控 制剪切速率和澆口封閉時間 應用范圍 廣泛應用于多型腔摸中 斷面尺寸較小的塑件 A 塑件外 側表面積 扇 形 澆 口 特點 側澆口變異形式之一 是一種 逐漸展開的澆口 當使用側澆口成型大型 平板狀塑件澆口寬度太小時 則可使用扇 形澆口 應用范圍 多型腔摸 進料邊寬度較 大的薄片狀塑件 厚度 0 25 至 1 6mm 寬 度 6 4 至 25 的型腔側壁的 長度 保險板連接件注塑模設計 7 平 縫 澆 口 與環(huán)狀澆口類似 但用于平直邊緣的 塑件 薄膜澆口適用于既平坦及大面積 且 翹曲要保持最小的設計 厚度是 0 25 至 0 63mm 其長 度必須短 大 約 0 63mm 寬 度約為模腔寬 度的 25 100 3 3 4 冷料穴 指直接對著主流道的孔或槽 其作用是儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭 以防止 冷料進入型腔而影響塑件質量 或甚至堵塞澆口而影響注射成型 當分流道較長時 其末端也應開設冷料穴 但并不是所有澆注系統(tǒng)都具有上述各組成部分 在特殊情況 下設分流道或冷料穴 3 3 5 側澆口 一般開設在模具的分型面 從塑件的邊緣進料 故稱邊緣澆口 其澆口截面形狀 一般為矩形 澆口的深度 h 決定著澆口的冷料時間 一般對中小型塑件 h 0 5 2mm 澆 口寬度 b 一般根據(jù)塑件的質量來確定 一般對中小型塑件常取 b 1 5 5mm 澆口的長度 l 在結構強度允許的情況下取較短值為好 一般取 l 0 5 2mm 由于側澆口形狀簡單 加工方便 通過改變澆口尺寸能有效調(diào)整沖模時的剪切速率和澆口冷料時間 所以這 種澆口的應用非常廣泛 特別是一模多腔的澆注系統(tǒng) 使用這種澆口非常方便 在去 除澆注系統(tǒng)中的冷料時也比較方便 其缺點是塑件的表面留有澆口痕跡 故選擇側澆 口 3 3 6 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體的流動 狀態(tài)較理想 因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 0 63 m 1 6 m 這樣的表面稍不光滑 有助于增大塑料熔體的外層流動阻力 避免 熔流表面滑移 使中心層具有較高的剪切速率 此處 Ra 1 6 m 3 4側抽芯機構的設計 如圖8圖9 圖 8 側抽芯裝配圖 圖 9 側抽芯平面圖 保險板連接件注塑模設計 8 3 4 1 抽芯距與抽芯力的計算 1 由塑件外形尺寸可以計算的抽芯距 S s 2 3 26 2 28mm 完成抽拔芯距 S 滑塊在開模方向所需移動的距離 即完成抽拔所需的開模行程 H Sctg 2 由于塑件冷縮時 只有側壁塑料包住型芯 也就是兩個小孔的內(nèi)壁與型芯接觸 而兩個小孔的內(nèi)壁是 n 狀的 沒有脫模斜度 所以這塊活動型芯的抽拔阻力 也就 是塑件收縮產(chǎn)生對側型芯的摩擦力 即 QFf塑 0 21 15835 3325 4N 式中 抽芯力 N 因塑件收縮產(chǎn)生對側型芯的正壓力 N 塑 塑件與型芯的摩擦系數(shù) 取 0 21 f 塑件收縮對型芯單位面積的正壓力 取 12MPap p N塑F 266411200583A 3 4 2 斜導柱截面尺寸的確定 本設計采用的是在中小型模具中常用的一種結構形式 其臺肩部相平于模面 角 度與抽拔角一致 材料多為 T8 T10 等碳素工具鋼 也可用 20 鋼作滲碳處理 由于斜 導柱經(jīng)常于滑塊摩擦 熱處理要求硬度 HRC 55 表面粗糙度 Ra 0 8 m 斜導柱固 定部分與模板的配合精度為 H7 m6 的過渡配合 1 圓柱形斜導柱直徑的確定 圓柱形斜導柱直徑取決于斜導柱所受的彎曲力 而彎曲力又取決于抽拔力 F 抽 拔角 以及受力點的位置 一般地 斜導柱和斜滑塊的斜孔的配合都有一定的間隙 0 2 0 4 在開模瞬 間定程距為 M 32 cos10wHFd sin2 HM 斜導柱直徑 m 抽芯力 Nc 受力點到固定板平面的距離 21mw w 抽拔角 斜導柱鋼材的許用彎曲應力 MPa 碳素鋼取 137 2MPa 取 24mm 326107 21cos0d 2 斜導柱傾斜角 的選擇 斜導柱傾斜角 與斜導柱的有效工作長度 L 抽芯距 S 斜導柱完成抽芯時所需最 保險板連接件注塑模設計 9 小開模行程 H有關 增大 L 和 H 減小 有利于減小模具尺寸 但斜導柱所受的彎 曲力和側抽芯時的開模力將增大 反之亦反 綜合兩方面考慮 一般最常用為 21 本設計取 為 0 3 圓柱形斜導柱總長度的計算 斜導柱的總長度 123456 tantan 5 10 2cos2siDhdLL m 斜導柱總長度 mmD 斜導柱臺肩直徑 mm 斜導柱抽拔角 h 斜導柱固定板厚度 mmd 斜導柱工作部分直徑 mmS 抽芯距 得 根據(jù)上式代入數(shù)據(jù) 123456 245203tan0tan 5 10 cossi2LL m 88 mm 3 5 脫模機構的設計 3 5 1 注射模的脫模機構 注射模的脫模機構包括 頂針 司筒 推板 推塊等推出零件 復位桿 復位彈簧及頂針板先復位機構等推出零件的復位零件 頂針固定板和頂針底板等推出零件的固定零件 高壓氣體頂出的氣閥等配件 內(nèi)螺紋脫模機構中的齒輪 齒條 馬達 油缸等配件 3 5 2 脫模斜度 脫模機構的動作方向與模具的開模方向是一致的 考慮到本塑件的結構以及模具的側抽芯結構 可以使開模后塑件自動留在型腔中 所以不需要考慮脫模斜度 3 6推出機構的設計原則 1 推出機構應盡量設置在動模一側 2 使制品在推出過程中不變形不損壞 3 機構簡單 推出動作可靠 4 使脫模后的制品有良好的外觀 5 合模時的準確復位 3 7 標準模架的選擇 根據(jù)塑件尺寸選擇標準模架為 CI1830 A50 B60 保險板連接件注塑模設計 10 3 8 冷卻系統(tǒng)的設計 塑料在成型過程中 模具溫度會直接影響到塑料的充模 定型 成型周期和塑件 質量 模具溫度過高 成型收縮大 脫模后塑件變形率大 而且還容易造成溢料和粘 模 溫度過低 則熔體流動性差 塑件輪廓不清晰 表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等 缺陷 當模溫不均勻時 型芯和型腔溫差過大 塑件收縮不均勻 導致塑件翹曲變形 會影響塑件的形狀和尺寸精度 通常溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種 一 般注塑到模具內(nèi)的塑料溫度為 200 左右 而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在 60 以下 熱塑性塑料在注射成型后 必須對模具進行有效的冷卻 使熔融塑料的熱 量盡快地傳給模具 以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模 冷卻系統(tǒng)的設計原則 1 冷卻回路數(shù)量應盡量多 冷卻通道孔徑要盡量大 2 冷卻通道的布置應合理 3 冷卻回路應有利于降低冷卻水進 出口水溫的差值 4 冷卻回路結構應便于加工和清理 5 冷卻水道至型腔表面的距離應盡可能相等 6 冷卻水道要避免接近熔痕部位 以免熔接不牢 影響塑件的精度 此模具采用水冷的特點 在模具內(nèi)設有冷卻水道 使循環(huán)水通過型芯內(nèi) 從而使 模具得到冷卻 此方式生產(chǎn)效率高 控制比較方便 如圖 10 所示 圖 10 冷卻系統(tǒng)排布圖 3 9 排氣系統(tǒng)的設計 排氣系統(tǒng) 常用于零件特征較深的部位與蓋類摸具的母模仁分型面上 通?？山?決型腔填充不滿的問題 如果排氣系統(tǒng)設計得不合理 零件可能出現(xiàn)困氣與缺膠等現(xiàn) 象 排氣的形式很多 如利用鑲件 鑲針及專用輸氣鋼等 頂針 偏頂與司筒也可以 起排氣的作用 3 10導向機構的設計 導向機構能夠保證注射模具準確的開合模 并在模具中起定位 導向和承受一定 側壓力的作用 導向機構的形式主要有導柱導向和精定位裝置 導柱與導套是標準件 其一導柱固定部分的直徑與導套外徑相同 配合 H7 k6 其二四個導柱導套中必須有一 保險板連接件注塑模設計 11 個錯開 2mm 其目的在于保證模具安裝 合模的安全 防止因一時疏忽 將動 定模的 方向裝反 造成損壞模具的事故 其三 導柱的有效導向長度為型芯超過分型面的高 度還要高出導柱直徑的 1 5 倍 以便于在合模時順利復位避免脫落 歪斜等事故的發(fā) 生 4 注射模設計的有關尺寸計算 4 1 成型零件尺寸計算 1 查相關手冊可得 ABS 收縮率 S 0 3 0 7 對于這個產(chǎn)品我們將收縮率定為 0 6 根據(jù)塑件尺寸公差的要求 模具的制造公差取 Z 3 2 抽芯機構零件的尺寸計算 A 抽芯距的計算 S h 2 3 10 3 13 B 滑塊傾角的確定 此塑件抽芯距較大 選擇 a 24 4 2主流道尺寸 1 主流道小端直徑 D 注射機噴嘴直徑 0 5 1 4 0 5 1 取 D 4 5mm 2 主流道球面半徑 SR 注射機噴嘴球頭半徑 1 2 15 1 2 取 SR 17mm 3 球面配合高度 h 3mm 5mm 取 h 3mm 4 主流道長度 取 L 40mm 5 主流道大端直徑 D D 2Ltan 7 64mm 半錐角 為 1 2 取 1 取 D 7mm 6 利用 Pro E 三維軟件定性測的該塑件的實際體積為 58 76 塑件質量1vcm3 為 61 1g 設澆注系統(tǒng)的體積為塑件的 0 6 倍 所以可地一次總的注射量為 1m 流道凝料的質量 m2 2 g210 67 53m 流道凝料的體積 9vc 注射量 125 8 80 公稱注射量為 301637246m公 體積 012 9 v c 5 零件的三維設計 5 1零件設計 5 1 1 鍥緊塊 1 草圖 繪制 進入草圖平面 2 設定繪圖平面 3 繪制零件帶孔面的巨型尺寸 且倒圓角 拉伸 4 旋轉平面切除多余部分 保險板連接件注塑模設計 12 5 繪制孔點擊空命令然后選擇 要繪制孔的平面 輸入孔的尺寸 完成建模 如圖 11 所示 圖 11 鍥緊塊 5 1 2 鑲件 1 草繪拉伸方法如上 2 利用曲面合并完成去除曲面 單擊主菜單 下插入掃描曲面草繪軌跡選擇 Front 平面正向缺 省進入草繪 3 選擇合并工具 按要求保留曲面 5 2組裝圖設計 以下為使用圖標 如圖 13 圖 12 鑲件 圖 13 圖標 1 自動約束是 proe 系統(tǒng)默認的約束條 件 具有自動判斷約束條件的功能 用戶 只要選擇好裝配的參照點 線 面 系統(tǒng) 就會 據(jù)選擇的參考特征自動選擇適合的約束條 件 匹配約束將選定兩個平面聯(lián)合 限定 零件的三個自由度 匹配的平面可以是零 件實體的表面平面 也可以是零件的基準 面 保險板連接件注塑模設計 13 5 3爆炸圖設計 圖14 組裝圖 爆炸圖就稱分解圖 是將匹配后的原件進行分解 主要用來查看組件中各個零件 的位置狀態(tài) 也可用于設計產(chǎn)品的結構說明書 創(chuàng)建分解圖一般有兩種方法 自動生成分解圖和自定義分解圖 定義平移方向后 拖動鼠標直接移動原件 復制所選原件的分解位置 把原件恢 復到未分解前的位置上 如圖 15 圖 16 圖 15 爆炸圖 圖 16 設計窗口 6 注射機有關參數(shù)的校核 6 1 模具閉合高度的確定和校核 A 模具閉合高度的確定和校核根據(jù)標準模架各模板尺寸急模具設計的其他零件尺寸 可知 定模座板 H 定 20mm 上模固定板 H 上 50mm 下模固定板 H 下 60mm 模腳 H 模 60mm 動模座板 H 動 20mm 模具閉合高度 H 閉 H 定 H 上 H 下 H 模 H 動 20mm 50mm 60mm 60mm 20mm 220mm 6 2 模具安裝部分的尺寸校核 H H H 5 10 mm12 式中 H 注射機動模板的開模行程 mm 取 300mm H 塑件推出行程 mm 取 6mm 塑件壁高處的高度 1 H 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 mm 其值為2 保險板連接件注塑模設計 14 H 46 5 10 mm 51 56mm 46mm 由裝配圖直接量取 2 所以 H 300 mm 50 80 10 140 mm 致 謝 15 致 謝 在此 要特別感謝各位老師 以其嚴謹 求實的治學態(tài)度 高度的責任心和敬業(yè) 精神 給予我極大的幫助與鼓勵 踏實認真 開拓創(chuàng)新的治學作風將使我終生受益 本論文從選題到完成無不浸透著導師的心血 在此期間 老師多次詢問我的課題進度 提醒我該注意的問題 并在我課題遇到困難時 給予了我耐心的指導和幫助 借此論 文的完成之際 謹向我的恩師表達我衷心的感謝和崇高的敬意 感謝導師不厭其煩的 教誨和一絲不茍的嚴謹作風 在學習 生活和以后的工作中給我樹立了為學為人的榜 樣 并希望在今后的學習和工作中繼續(xù)得到導師的教導 感謝所有關心和幫助過我的老師 同學以及家人 在我學習期間 他們始終是我 堅強的后盾和精神上的支柱 他們的支持使我深受感動和啟發(fā) 在此謹表示最衷心的 感謝 參考文獻 16 參考文獻 Pro E 4 0 模具設計實例詳解 M 北京 清華大學出版社 AutoCAD 2007 中文版實用教程 M 北京 機械工業(yè)出版社 Pro E 野火 5 0 中文版模具設計高級應用 M 北京電子工業(yè)出版社 Pro E 3 0 中文版基礎教程 M 北京 科學出版社 塑料成型工藝與模具設計 M 北京 清華大學出版社 Pro E 3 0 高級設計 M 北京北京電子工業(yè)出版社 注射模設計與制作教程 M 清華大學出版社 結 論 17 結 論 通過本次畢業(yè)設計 對我在大學階段所學習的模具設計方面的知識做了一個很好 的總結和鞏固 也對平時所學習的比較零散的知識做到了系統(tǒng)化的運用 也發(fā)現(xiàn)了自 己在學科內(nèi)的某些方面知識的欠缺 做到了很好的復習和理解 對機械制造 加工的 工藝有了一個系統(tǒng) 全面的理解 達到了學習的目的 設計中用到了大量專業(yè)知識 例如機械設計 工程制圖 聚合物材料 塑料成型 機械 塑料成型模具 材料力學 公差與配合 數(shù)控技術等學科 通過在設計中查閱 和復習其相關知識 對部分已生疏的學科又重新做了認識 且在以前學習的基礎上更 加深了理解 同時也把書本上學到的知識用到了實際設計中 將單一的學科和其他配 套學科融合在一起 學會了綜合考慮問題 并且進一步了解了塑料制品成型的工藝 對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識 豐富了各種模具的結構和 動作過程方面的知識 而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破 在指導老師的講 解下 明確了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 并在圖書館借閱了許多相關手 冊和書籍 設計中 充分利用和查閱各種資料 并與同學進行充分討論 盡最大努力 搞好了本次畢業(yè)設計 在設計中還用到了一些計算機輔助設計軟件 更是受益匪淺 例如在設計中大量用到 Auto CAD 來進行平面制圖 使得在設計中對于零件的平面投影 以及尺寸可以很至關且很精確的表達 在本次設計中 我認為最大的收獲就是鞏固專業(yè) 知識的同時也接觸了很多新東西