肥皂盒注塑模具毕业设计设计说明书Word文档格式.docx
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尺寸精度为MT6级,尺寸精度不高,无特殊要求,壁厚为,属于薄壁塑件,生产批量大。
塑件材料为聚甲醛(POM),成型工艺性较好,可以注射成型。
分型面位置的确定
根据塑件结构形式,最大底面为底平面,故分型面应选在底面处,为了满足制品的要求决定采用侧浇口。
分型面位置如图1-2所示。
图1-2分型面位置
确定型腔数量和排列方式
型腔数量的确定
该塑件为小型制品,尺寸精度不高。
可以采用一模多腔的形式。
考虑到模具制造成本和生产效率,初定为一模两腔的模具形式。
型腔排列形式的确定
该塑件为规则图形型腔采用如图1-3所示两行两列的矩形排列式。
图1-3模具型腔排列方式
确定模具结构形式
采用UG分析后,下盖的体积为,上盖的体积为。
本模具的结构形式为单分型面的两板模。
采用一模两腔,顶杆推出,流道采用平衡式,浇口采用侧浇口。
为了缩短成型周期,提高生产率,保证塑件质量,动定模均开设冷却水道。
总体模具结构如图所示。
图1-4模具结构
确定成型工艺
本塑件的材料为聚甲醛(POM),是一种高熔点、高结晶性的热塑性塑料。
聚甲醛的吸水性比较差,成型前不必进行干燥,制品尺寸稳定性好,可以制造较精密的零件。
聚甲醛可以采用一般热塑性塑料的成型方法生产制品,可以采用注射成型。
聚甲醛(POM)特征见表1-1:
表1-1聚甲醛(POM)注射成型的工艺参数
序号
项目
聚丙烯(PP)
1
喷嘴温度/℃
170—180
2
料筒温度/℃
170—190
3
模具温度/℃
90—120
4
注射压力MPa
80—130
5
保压力MPa
30--50
6
注射时间S
2—5
7
保压时间S
20—80
8
冷却时间S
20—60
9
成型周期S
50—150
确定注射机型号
利用UG进行体积的计算
经过三维软件UG建模分析,可知肥皂盒下盖体积V1≈,肥皂盒上盖体积V2≈。
V=V1+V2=7cm3。
按经验公式算得:
V总=×
7=。
查得聚甲醛的密度为cm3。
故所需塑料质量为cm×
=。
锁模力的计算
通过计算,可知肥皂盒上盖在分型面上的投影面积约为:
S1=,肥皂盒下盖在分型面上的投影面积约为:
S2=S=S1+S2=3213mm2。
按经验公式计算得:
×
3213=。
又聚甲醛(POM)成型时型腔的平均压力为35MPa(经验值)。
故所需锁模力为:
Fm=×
35MPa=。
注射机的选择
根据以上计算决定选用XS-Z-125注射机,其主要技术参数见下表:
理论注射容量/cm3
125
锁模力/KN
900
螺杆直径/mm
42
拉杆内间距/mm
290×
260
注射压力/MPa
119
移模行程/mm
300
注射时间/s
最大模厚/mm
注射方式
螺杆式
最小模厚/mm
200
喷嘴球半径/mm
12
定位圈尺寸/mm
100
锁模方式
液压—机械
喷嘴孔直径/mm
4
表1-4XS-ZY-125注射机主要技术参数
注射机有关参数的校核
(1)最大注射量的校核
为了保证正常的注射成型,注射机的最大注射量因稍大于制品的质量或体积(包括流道凝料)。
通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。
XS—ZY—125注射机润许的最大注射量为125cm3。
利用系数取
×
125=100cm3<
100cm3,最大注射量符合要求。
(2)注射压力的校核
安全系数取,注射压力根据经验值取80MPa。
80MPa=104MPa104MPa<
119MPa
注射压力的校核合格。
(3)锁模力的校核
安全系数取,×
=
<
900KN锁模力校核合格。
第二章浇注系统的设计
主流道设计
主流道尺寸
根据所选注射机,则主流道小端尺寸为:
d=注射机喷嘴尺寸+(~1)mm=4+1=5mm
主流道球面半径为:
SR=喷嘴球面半径+(1~2)mm=12+1=13mm
主流道衬套形式
本设计虽然是小型模具,但为了便于加工和缩短主流道长度,浇口套和定位圈还是设计成分体式,主流道设计成圆锥形,锥角取5o,内壁粗糙度Ra取,浇口套如图2-1所示,材料采用T10A钢,热处理淬火回火后表面硬度为50HRC~55HRC。
图2-1浇口套
分流道设计
分流道的布置形式
分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快的经分流道均匀的分配到各个型腔。
本模具采用一模两腔的平衡式结构形式(如图2-2所示)。
图2-2分流道的布置形式
分流道长度
分流道只有一级,考虑到浇口的位置,取总长为27mm。
分流道的形状、截面尺寸
为了便于机械加工及凝料脱模,分流道的截面形状采用加工性能较好的梯形流道。
改良型梯形截面分流道的直径可根据塑料的流动性等因素确定,根据经验,分流道的直径一般取2~12mm,比主流道的大端小1~2mm。
本模具分流道大端直径取4mm,小端和浇口尺寸相一致。
分流道表面粗糙度
分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取~即可,在此取。
浇口设计
塑件结构较简单,表面质量无特殊要求,故选择采用侧浇口。
侧浇口一般开设在模具的分型面上,从制品侧边缘进料。
它能方便的调整浇口尺寸,控制剪切速率和浇口封闭时间,是被广泛采用的一种浇口形式。
本模具侧浇口的截面形状采用矩形,尺寸为2mm×
3mm×
。
冷料穴和拉料杆设计
本模具只有一级分流道,流程较短,故只在主流道末端设置冷料穴。
冷料穴设置在主流道正面的动模板上,直径取8mm,长度取10mm。
拉料杆采用钩形拉料杆,直径取8mm。
拉料杆固定在推杆固定板上,开模时随着动定模分开,将主流道凝料从主流道衬套中拉出。
在制品被推出的同时,冷料穴也被推出。
图2-3Z形拉料杆的冷料穴
第三章冷却及排气系统设计
冷却系统设计
一般注射到模具内的塑料温度在200o左右,而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60o以下。
热塑性塑料在注射成型后,必须对模具进行有效地冷却,使熔融塑料的热量尽快的传给模具,以使可靠冷却定型并可迅速脱模。
对于流动性好的塑料,因为成型工艺要求模温都不太高,所以常用常温水对模具进行冷却。
由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面形状,水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热淋想冷却水道传递,精确计算比较困难,实际生产中,通常都是根据模具的结构确定冷却水路,通过调节水温、水速来满足要求。
本塑件除口部外壁厚均为,口部壁厚约为,制品总体尺寸较小,在动、定模板上及型芯、腔镶件上设置冷却系统。
考虑到冷却水道的密封性及可加工性,故冷却水道应从动、定模板上进入型芯、腔镶件上,沿镶件四周开设冷却水道,水管直径取8mm。
如图3-1所示:
图3-1型芯、腔镶件上冷却水路
排气系统设计
由于制品尺寸相对较小,排气量很小,利用分型面及型芯间的配合间隙排气即可,因此不需要单独开设排气槽或增设引起装置.
第四章成型零件设计
成型零件结构设计
由前文可知,本模具采用一模两腔、侧浇口的成型方案。
型腔和型芯均采用镶嵌结构。
(1)型腔塑件表面光滑,无其它特殊结构,塑件外形尺寸为60mm×
30mm×
12mm,考虑到一模两腔及浇注系统和结构零件的设置,型腔镶件尺寸取120mm×
100mm,深度根据模架进行选择。
(2)型芯与型腔相一致,型芯的尺寸也取120mm×
100mm。
成型零件尺寸计算
该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料,因此成型零件的尺寸应按平均发计算。
查表得聚甲醛(POM)的收缩率为,故其平均收缩率为
Scp=1/2(%+%)=%
根据塑件尺寸公差的要求,模具的制造公差取δz=Δ/3;
肥皂盒上盖的型腔的径向尺寸(以尺寸30mm为例进行计算)为
Lm=[(1+Scp)Ls-3/4Δ]0+δz
=[(1+x30-3/]0+
=+
表4-1成型零件的尺寸计算
尺寸
部位
塑件
计算公式及过程
计算结果
上
盖
型腔尺寸
=[(1+x60-3/]0+
+
=[(1+x30-3/]0+
型腔高度尺寸
Hm=[(1+Scp)Hs-2/3Δ]0+δz
=[(1+x12-2/]0+
型芯尺寸
lm=[(1+Scp)ls+3/4Δ]0-δz
=[(1++3/]
0-δz
=[(1+x57+3/]
=[(1+x27+3/]
型芯高度尺寸
hm=[(1+Scp)hs+2/3Δ]0-δz
=[(1++2/]
下盖
型腔
0+δz
=[(1+]0+
570+
=[(1+x16+3/]
=[(1+x12+3/]
=[(1+x4+2/]
型芯中心距
尺寸
12±
Cm=Cs+CsScp%±
δz/2
=12+±
±
6±
=6+±
成型零件钢材的选用
该塑件是大批量生产,成型零件所选用的钢材耐磨性及抗疲劳性能应该良好,机械加工性能和抛光性能也应良好。
因此决定采用硬度比较好的模具钢Cr12MoV,淬火后表面硬度为50—55HRC。
第五章模架的确定和标准件的选用
模架的选择
根据型腔的布局可看出采用一模两腔两个镶件,镶件的尺寸为120mm×
100mm又查表可得此种矩形型腔侧壁厚度10-11mm。
再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占得位置和采用的推出机构等各方面的问题,确定选用版面为250mm×
250mm,结构为A1的模架,定模座板厚度取25mm,动模座板厚度均取35mm,下面确定各模板的尺寸:
板尺寸
A板是型腔固定板,塑件高度12,在模板上还要开设冷却水道,冷却水道离型腔应有一定的距离,因此A板厚度取50mm。
B板是凸模(型芯)固定板,在模板上需开设冷却水道,所以B板取40mm。
板块尺寸
垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+(5~10)=12+10+16+(5~10)=43~48mm,查设计手册,垫块厚度C取63。
从选定模架可知,模架外形尺寸为:
长×
宽×
高=250mm×
250mm×
203mm
校核注射机
模具平面尺寸250mm×
250mm<
290mm×
260mm(拉杆间距),合格;
模具高度203mm,200mm<
203mm<
300mm合格;
模具开模所需行程=(型芯高度)+12(塑件高度)+85(凝料高度)+(5~10)=(~)<
300mm(注射机开模行程),合格;
其他各参数在前面校核均合格,所以本模具所选注射机完全满足使用要求。
结论
本文的目的是综合运用所学的知识来完成肥皂盒注塑模具的设计,增强我们分析、解决实际问题的能力。
围绕这个目的,主要完成了一下几个方面的工作。
1、设计的基础是熟练应用Auto-CAD等工程软件进行产品、模具的设计,为此在设计之前我已经学习并熟练掌握了AutoCAD软件。
2、在设计过程中,本着合理,优化设计的思想。
通过分析比较,本模具采用了一模两腔的型腔结构,这样兼顾了塑件的精度要求和产品的生产率。
浇口选用了侧浇口,推出机构采用了推杆,既保证了塑件的顺利脱模。
3、模具的整体结构紧凑,小巧,节约了成本,型腔、型芯材料选用Cr12MoV,
虽然本设计已顺利完成,但在模具技术,金属材料的飞速发展的今天。
本课题还可以在很多方面进行改进和提高如:
1、设计更为合理的多型腔的型腔分布,提高产品生产率。
2、选用更加优质的型芯、型腔材料,提高成型部件的使用率。
3、设计出更先进的模具结构,提高生产的自动化程度。
致谢
在这期间上,指导老师对我的设计帮助非常大,指出了我在设计上的不足之处,让我在之后的设计上面做了许多改进。
他们严谨的治学态度、认真负责的精神对我使我终身受益;
另外我的同学也对我有很大的启迪,感谢我的老师和同学。
参考文献
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