注油口盖注塑模设计doc.docx
- 文档编号:14455953
- 上传时间:2023-06-23
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:127.69KB
注油口盖注塑模设计doc.docx
《注油口盖注塑模设计doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《注油口盖注塑模设计doc.docx(36页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
注油口盖注塑模设计doc
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
张玉
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于
1、保密□,在年解密后适用本授权书。
2、不保密√。
(请在以上相应方框内打“√”)
作者签名:
张玉
导师签名:
毕业设计(论文)
题目注油口盖盖注塑模设计
姓名张玉
所在学院机械工程学院
专业班级05模具1班
学号0510111106
指导教师陈慧敏
日期2009年05月28日
摘要…………………………………………………………………………………
一.产品结构分析………………………………………………………………1
二.选择注射机及确定型腔数…………………………………………………3
三.模具结构设计………………………………………………………………4
1.塑料制件在模具中位置………………………………………………………4
2.浇注系统的设计………………………………………………………………7
3.成型零件的设计………………………………………………………………10
4.合模导向机构的设计…………………………………………………………13
5.推出机构的设计………………………………………………………………16
6.侧向分型与抽芯机构设计……………………………………………………20
7.温度调节系统设计……………………………………………………………23
四.注射机的校核………………………………………………………………25
五.参考文献……………………………………………………………………28
摘要
模具现在已经成为工业发展的基础,而塑料模占模具总量的比例达到35%~40%,塑料成型模具的应用在各类模具的应用中占有领先地位。
随着我国经济的发展,国家经济建设持续稳定的发展,塑料制件的生产越来越广泛,塑料成型工业在基础工业中的地位日益重要。
模具设计水平、模具材料、加工工艺和成型设备是决定塑件成型好坏的几个重要因素,直接影响产品质量和经济利益。
本文通过对注油口盖注塑模的设计,来熟悉先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备。
关键词:
塑料模具设计发展
Abstract
Mouldhasbecomethefoundationforindustrialdevelopment,andplasticmouldsaccountfortheproportionofthetotal35%~40%,plasticmouldusedintheapplicationofvarioustypesofmouldoccupiesaleadingposition.AsChina'seconomicdevelopment,sustainableandstablenationaleconomicconstructionofthedevelopment,productionofplasticpartsmoreandmorewidely,plasticmouldingindustryinthebasicindustriesintheincreasinglyimportantposition.Thelevelofmoulddesign,mouldmaterials,processingtechnologyandformingequipment,plasticmouldingistodeterminethequalityofanumberofimportantfactors,adirectimpactonproductqualityandeconomicbenefits.Basedonthepetrolflapinjectionmoulddesign,tobecomeacquaintedwiththeadvancedmoulddesign,mouldmanufacturehigh-quality,high-qualitymouldmaterials,areasonableprocessofmouldingequipmentandmodernization.
keywords:
plasticsmoulddesigndevelop
一.产品结构分析
一.塑料制件二维图如下:
二.塑件尺寸及精度分析
1.尺寸及其精度
塑料制件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图中尺寸的符合程度。
即所获塑件尺寸的准确度。
影响塑件尺寸精度的因素十分复杂,首先是模具制造的精度和塑件收缩率的波动,其次是模具的磨损程度。
还有在成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化、塑件的飞边等也会影响塑件尺寸精度的主要因素。
因此,塑件的尺寸精度往往不高,应该在保证使用的前提下尽可能选用低精度等级。
根据图纸的未注尺寸公差按IT15标准执行,结合塑料制件公差数值标准,确定公差等级为5级。
2.表面粗糙度
塑料制件的表面粗糙度取决于模具成型零件的表面粗糙度,一般模具的表面粗糙度要比塑件的低1~2级,塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.6~0.2µm.此外,塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。
由于此产品的外观要求不高,塑料的表面粗糙度定为Ra0.4µm。
3.脱模斜度
塑件斜度大小与塑件的收缩率,塑件的形状、结构、壁厚及成型工艺条件都有一定关系。
根据材料查表得型腔脱模斜度为1°,型芯脱模斜度为30′。
二.选择成型设备及确定型腔数
注射模是安装在注射机上进行生产的,注射机是注射成型的设备。
注射机选用的是否合适直接关系着模具结构的设计。
所以,在进行模具设计时,必须对所选用注射机的相关技术参数有所了解。
根据产品尺寸和注射机技术规格,查表初步选定注射机的型号为G54-S200,额定注射量200cm³,注射压力109Ma,合模力2540KN,注射行程260mm,最大模厚406mm,最小模厚165mm,模板尺寸532×634mm,喷嘴球面半径SR18mm。
一.模具型腔数量的确定
按注射机的最大注射量确定型腔数得:
n≤(KmN-m2)/m1
式中K—注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8;.
mN—注射机允许的最大注射量(g或cm3);
m2—浇注系统所需塑料质量或体积(g或cm3);
m1—单个塑件的质量或体积(g或cm3)。
注射机的最大注射量为200cm3,单个塑件的体积为52.8cm3。
则:
n≤(0.8×2200-52.89)/52.89=2.02
由上式所的模腔数取2,即一模二腔。
三.模具结构设计及计算
注射模具的结构是根据塑料制件的材料性质、成型工艺性能、塑料制件自身的形状结构和尺寸精度、一次成型塑料件的数量和选用塑料注射机的种类等因素决定的。
注射模的结构形式多种多样,但总的来说基本结构都是由动模部分和定模部分组成。
模具的动模部分是安装在注射机动模板上的,定模部分则是安装在注射机上的定模板上的。
注射过程中,定模部分和动模部分闭合,形成有效的浇注系统和型腔。
根据模具的动作顺序及成型特征,一般注射模具的可由以下几部分组成:
成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统、支承零部件这八大结构组成。
一、塑料制件在模具中的位置
1.型腔的布局
由于塑件为一模两腔,所以型腔定义在模具中心两侧。
2.分型面的设计
分型面是决定模具结构形式的一个重要因素,它与模具的整体结构、浇注系统的设计、模具的制造工艺、塑件的脱模等有关。
因此,分型面的选择是注射模设计中的一个关键。
当选择分型面的时候,一般要遵循以下几项原则:
.分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
.确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模。
.保证塑件的精度要求。
.满足塑件的外观质量要求。
.便于模具加工制造。
.对成型面积的影响。
.对排气效果的影响。
.对侧向抽芯的影响。
综上所述,塑件需要内侧抽芯,最佳的方案是将塑件的分型面选在其根部,即塑件的下方。
(示意图如下)
二、浇注系统的设计
浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。
浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。
浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节,它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响,是模具设计的关键环节之一。
对浇注系统进行总体设计时,一般应遵循如下原则:
1)了解塑料的成型性能。
2)尽量避免或减少产生溶解痕。
3)浇注系统设计应有利于排气。
4)防止型芯变形和嵌件位移。
5)便于修整浇口以保证塑件外观质量。
6)流动距离比的校核。
.主流道的设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套相接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
按照设计要求,主流道设计成圆锥形,锥角2°~6°,小端直径d比注射机喷嘴直径大0.5~1mm,小端的前面是球面,浇口套上主流道前段球面半径比碰最球面半径大1~2mm。
按照初选的注射机,喷嘴球头半径18mm,主流道喷嘴球面半径为20mm.选用的注射机喷嘴直径为4mm,则注射模具的喷嘴直径为5mm。
球配合高度5mm,主流道锥角2°,主流道长度60mm。
.浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔的通道。
浇口的位置,形状尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。
常用的浇口有直接浇口,侧浇口,扇形浇口,平缝浇口,环形浇口,盘形浇口,轮辐浇口,爪形浇口,点浇口,潜伏浇口,护耳浇口等。
由于塑件形状简单,外形精度要求不高,这里选用直接浇口。
因为直接浇口具有流动阻力小,料流速度快及补缩时间长的特点,可以快速充满型腔,保证塑件的外观。
虽然浇口痕迹较明显,但由于塑件外观精度要求不高,所以可以采用结构简单,但成型效果好的直接浇口。
浇注位置为塑件的中心。
另外,由于采用一模一腔的设计,所以不需要考虑浇注系统的平衡。
只有在一模多腔的模具设计中才必须浇注系统的平衡进行计算,以保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。
(结构图如下)
三.成型零件的设计
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件,包括凹模,型芯,镶块,成型杆和成型环等。
成型零件工作时,直接与塑件接触,承受塑件熔体的高压,料流的冲刷,脱模时与塑件之间还发生摩擦。
因此,成型零件要有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此外,成型零件还要有合理的结构,有较高的强度,刚度和较好的耐磨性能。
设计成型零件时,应根据塑件的特性和塑件的结构及使用要求,确定型腔的总体结构,选择分型面和浇口位置,确定脱模方式、排气部位等,然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计,计算成型零件的尺寸,对关键的成型零件进行强度和刚度校核。
.凹模结构设计
凹模是成型塑件外表面的主要零件。
由于所制造的塑件外形较小且简单,又采用一模一腔,模具体积较小,所以采用整体式凹模,以减少加工工艺,以缩短模具制作时间。
(示例图如下,整体式凹模)
.凸模的结构设计
凸模是成型塑件内表面的零件。
为了便于加工型芯,减少模具钢材的应用,在一般模具中,凸模通常采用单独制造,再通过凸肩结构镶入模板中的结构。
(示例图如下)
.成型零件工作尺寸的计算
确定了凹模和凸模的结构后,接下来就要根据塑件的尺寸和材料的收缩率确定凹模和凸模的工作尺寸。
在模具设计时,应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。
影响塑件尺寸精度的因素相当复杂,这些影响因素应作为确定成型零件工作尺寸的依据。
影响塑件尺寸精度的主要因素一般有塑件收缩率的影响;模具成型零件的制造误差;模具成型部件的磨损;模具安装配合的误差等等。
由此可见,由于影响因素太多,累积误差较大,因此塑件的尺寸精度往往较低。
但是在一般情况下收缩率的波动,模具制造公差和成型零件的磨损是影响尺寸精度的主要原因。
计算模具成型零件基本的公式为:
a=b+bs
式中a——模具成型零件在常温下的实际尺寸;
b——塑件在常温下的实际尺寸;
s——塑料的计算收缩率。
查阅相关技术手册得:
ABS材料的为0.3%~0.8%。
由于塑件的尺寸较小,在平均收缩率的前提下,取塑件的收缩率为0.5%。
则在确定产品的收缩率后,塑件收缩之前的尺寸如下:
由上述尺寸可得,即模具凸模和凹模的尺寸.因为成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3~1/4,则取IT6为模具的制造公差。
.模具型腔侧壁和底版厚度的计算
塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足而产生挠曲变形,导致溢料和出现飞边,降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。
因此,应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚,尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度。
型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下的应力值不得超过模具材料的许用应力;而刚度计算条件由于模具的特殊性,应从以下三个方面来考虑:
1、模具成型过程中不发生溢料。
2、保证塑件尺寸精度。
3、保证塑件顺利脱模。
由于型腔的形状,结构形式是多种多样的,同时在成型过程中模具受力状态也很复杂,一些参数难以确定,因此对型腔壁厚作精确的力学计算几乎是不可能的。
只能从实用观点出发,对具体的情况进行分析,建立接近实际的力学模型,确定较为接近实际的计算参数,采用工程上常用的近似计算方法,以满足设计上的需要。
本模具型腔可以近似为组合式圆形型腔来计算。
。
1.组合式圆形型腔壁厚组合式圆形型腔侧壁可作为两端开口,仅受均匀内压的厚壁圆筒,当型腔受到熔体的高压作用时,其内半径增大,在侧壁与底板之间产生纵向间隙,间隙过大会导致溢料。
按刚度条件,型腔侧壁厚度计算式为:
式中s——型腔侧壁厚度(mm);
R——型腔外半径(mm);
r——型腔内半径(mm);
——泊松比,碳刚取0.25
E——碳钢的弹性模量,取2.06105MPa;
p——型腔内塑料熔体压力(MPa)
[]——型腔允许变形量(mm)。
按强度条件,型腔壁厚度计算式为:
当p=50MPa、[]=0.025mm、[]=160MPa时,刚度条件和强度条件的分界尺寸是r=86mm,内半径r>86mm按刚度条件计算型腔壁厚;反之按强度条件计算型腔壁厚。
由于所设计型芯的半径小于86cm,则按强度条件计算。
根据计算所得s的值为120cm。
(2)底板厚度的计算组合式圆形腔底板固定在圆环形的模脚上,并假定模脚的内半径等于型腔内半径。
这样底板可作为周边简支的圆板,最大变形发生在板的中心。
按刚度条件,型腔底板厚度为:
按强度条件,最大应力也发生在板中心,底板厚度为:
根据计算所得,底板厚度为30cm.
四、合模导向机构的设计
导向机构是保证动定模或上下模合模时,正确定位和导向的零件。
合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。
通常采用柱导向定位。
导向机构的作用一般有:
1.定位作用模具闭合后,保证动定模或上下模位置正确,保证型腔的形状和尺寸精确;导向机构在模具装配过程中也起了定位作用,便于装配和调整。
2.导向作用合模时,首先是导向零件接触,引导动定模或上下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。
3.承受一定的侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力,或者由于成型设备精度低的影响,使导柱承受了一定的侧向压力,以保证模具的正常工作。
若侧压力很大时,不能单靠导柱来承担,需增设锥面定位机构。
导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。
(一)导柱
1.导柱的结构形式。
由于所设计模具结构简单,所以设计为带头导柱。
带头导柱具有结构简单,加工方便等优点,主要用于简单模具。
小批量生产一般不需要用导套,而是导柱直接与模板中的必向孔配合。
生产批量大时,也可在模板中设置导套,导向孔磨损后,只需要换导套即可。
(其结构形式如图所式)
2.导柱结构的技术要求
(1)长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8~12mm,以避免出现在导柱未导正方向而型芯先进入开型腔。
(2)形状导柱前端应做成锥台形或半球形,以使导柱顺利地进入导向孔。
(3)材料导柱应具有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的内芯,因此多采用粗糙度Ra为0.8m,导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4m。
(4)数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周,导柱中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具强度(导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1~1.5倍)。
为确保合模时只能按一个方向合模,导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。
导柱既可以设置在动模一侧,也可以设置在定模一侧,应根据模具结构来确定。
在不妨碍脱模取件的条件下,导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。
(5)配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合;导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。
(二)导套
1.导套的结构形式选用直导套,因为其结构简单,加工方便,用于简单模具或导套后面没有垫板的场合。
2.导套结构和技术要求
(1)形状为使导柱顺利进入导套,在导套的前端应倒圆角。
导柱孔最好作成通孔,以利于排出孔内空气及残渣废料。
如模板较厚,导柱孔必须作成盲孔时,可在盲孔的侧面打一小孔排
(2)材料导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造,其硬度一般应低于导柱硬度,以减轻磨损,防止导柱或导套拉毛。
导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。
(3)固定形式及配合精度导套用H7/r6配合镶入模板。
(其结构形式如下图)
(三)导柱与导套的配用
导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求而定,其配用形式如下图所示。
五、推出机构的设计
塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。
推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或洲压缺来完成的。
推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。
推出机构的分类大致为:
推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。
手动推出机构是模具开模后,由人工操纵的推出机构推出塑件,一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况;机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构,实现塑件的自动脱模;液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置,将塑件推出或从模具中吹出。
推出机构还可以根据推出零件的类别分类,可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆(块)推出机构、多元综合推出机构等。
另外还可根据模具的结构特征来分类,如:
简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的脱模机构;带螺纹塑件的脱膜机构等等。
推出机构的设计原则为:
1.推出机构应尽量设置在动模一侧由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的,所以一般情况下,推动机构设在动模一侧。
正因如此,在分型面设计时应尽量注意,开模后使塑件能留在动模一侧。
正因如此,在分型面设计时应尽量注意,开模后使塑件能留在动模一侧。
2.保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏、设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小,合理的选择推出方式及推出位置,从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。
3.机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活,制造方便,机构本身要有足够的强度、刚度和硬度,以承受推出过程中的各种力的作用,确保塑件顺利地脱模。
4.良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设在塑件内部,以免推出痕迹影响塑件的外观质量。
5.合模时的正确复位设计推出机构时,还必须考虑合模时机构的正确复位,并保证不与其他模具零件相干涉。
注射成型后,塑件在模具内冷却定型,由于体积的收缩,对型芯产生包紧力而产生的包紧力,塑件要从模腔中脱出,就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。
对于不带通孔的壳体类塑件,脱模时还要克服大气压力。
一般而论,塑料制件刚开始脱模时,所需克服的阻力最大,即所需的脱模力最大,下图为塑件脱模时的型芯的受力分析。
脱模力可按下图来估算。
根据力平衡原理,列出平衡方程式:
则
式中Fb——脱模时型芯所受的摩擦阻力;
F——脱模时型芯所受的摩擦阻力;
Ft——脱模力;
——型芯的脱模斜度。
又
于是
而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积,即:
Fb=Ap
由此可得:
式中——塑料对钢的摩擦系数,约为0.1~0.3;
A——塑件包容型芯的面积;
P——塑件对型芯的单位面积上的包紧力,一般情况下,模外冷却的塑件p约取2.4~3.9107Pa;模内冷却的塑件p约取0.8~1.2107Pa。
模具的脱模斜度为1º,摩擦系数取0.2,塑件包容型芯的面积约为400cm2,
塑件为模内冷却则取1.0x10e7Pa。
计算得Ft=7.2x10e4N。
由上式可以看出:
脱模力的大小随塑件包容型芯的面积增加而增大,随脱模斜度的增加而减小。
由于影响脱模力大小的因素很多,如推出机构本身运动时的摩擦阻力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等等,因此要考虑到所有因素的影响较困难,而且也只能是个近似值,所以只能做粗略的分析和估算。
(一)、推出机构的设计
简单推出机构包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构,多元综合推出机构等等,这类推出机构最常见,而且应用也最广泛。
由于设置推杆位置的自由度很大,因而推杆推出机构是最常用的推出机构,常被用来推出各种塑件。
所以本设计采用常用的的推杆顶出机构。
推杆的截面开头根据塑件的推出情况而定,可设计成圆形、矩形等等。
其中以圆形最为常用,因为使用圆形推杆的地方,较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度,加外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点,损坏后还便于更换。
(其示例图如下)
推杆位置的设置应合理地布置。
推杆的位置布置是推出机构设计中的重要工作之一,推杆的位置分布得合理,塑件就不致于产生变形或被顶坏。
其布置原则大致如下:
(1)推杆应设在脱模阻力大的地方型芯周围塑件对型芯包紧力很大,所以可在型芯外侧塑件的端面上设
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 注油 口盖 注塑 设计 doc