遥控器上盖塑料模具的设计毕业设计.docx
- 文档编号:14570785
- 上传时间:2023-06-24
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:318.85KB
遥控器上盖塑料模具的设计毕业设计.docx
《遥控器上盖塑料模具的设计毕业设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《遥控器上盖塑料模具的设计毕业设计.docx(36页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
遥控器上盖塑料模具的设计毕业设计
毕业设计(说明书)
题目遥控器上盖注塑模具的设计
遥控器上盖注塑模具的设计
摘要:
塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类。
因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。
本设计介绍了遥控器上盖注射成型的基本过程,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了塑件成型工艺设计,注射机的选择,浇注系统的的设计,成型零件的结构设计,脱模推出机构的设计,冷却系统的设计的过程。
并对标准模架的选择也作了相应的介绍。
通过本次设计,使我掌握了注塑模具设计的全过程,同时也提高了运用CAD绘制复杂装配图的能力。
关键词:
塑料;注塑模具;模具结构
Remotecontrolscoverinjectionmoulddesign
Abstract:
Plasticindustryintheworldtodayisoneofthefastestgrowingindustrialcategories,andinjectionmouldisoneofthetypesofthefastdevelopment.Therefore,thestudytounderstandplasticinjectionmoldproductionprocessandimprovethequalityofproductshasgreatsignificance.
Thisdesignintroducedthemulti-functiontrashthebasicprocessofinjectionmolding.plasticproductsputforwardthebasicdesignprinciples;Detailedintroducestheplasticpartsmoldingprocessdesign,thechoiceofinjectionmachine,gatingsystemdesign
Keywords:
Plastic;Injectionmould;Themouldstructure
4.1估算零件体积和投影面积9
4.2锁模力9
4.3选择注射机及注射机的主要参数9
4.4注塑机的校核10
9.1冷却管道的影响24
9.2冷却时间的计算24
9.3冷却道开设原则24
9.4冷却水道的结构25
第一章绪论
模具工业是国民经济的基础工业,被成为“工业之母”。
而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀,发展极为迅速。
自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来,随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的进步,愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现,从而促使塑料工业飞跃发展。
在现代化工业生产中,69%~90%的工业产品需要使用模具加工,模具工业已成为工业发展的基础,许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产,特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。
我国自改革开放以来,塑料工业发展很快,表现在不仅塑料增加而且其品种更为增多,其产量已上升到居世界第四位,由此可见,塑料工业已在我国国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。
在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。
在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的1/3~1/5,工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。
我国塑料模的发展迅速。
塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有相当规模的确开发和应用。
在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。
模具标准化程度不高,系列化商品化尚待规模化;CAD、CAE、FlowCool软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。
因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。
近年来,随着科学技术的进步以及对塑件质量要求的提高,塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展,具体表现在以下几个方面:
1、塑料成型理论研究的进展。
2、新的成型方法不断涌现。
3、塑件更趋向精密化、微型化及超大型化。
4、开发出新型模具材料。
5、模具表面强化热处理新技术应用。
6、模具CAD/CAM/CAE技术发展迅速。
7、模具大量采用标准化。
在工业发达的国家,模具工业已经从机床工业中分离出来,并发展成为一个独立的工业部门,而且其产值已经超过机床工业的产值。
目前国内模具行业的基本情况是,随着轻工业及汽车制造业的迅速发展,模具设计制造日渐受到人们广泛关注,已形成一个行业。
但是我国模具行业缺乏技术人员,存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。
一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造,需要每年花几百万.上千万美元从国外进口,制约了工业的发展,所以在我国大力发展模具行业势在必行。
模具是制造业的重要工艺基础。
在我国,模具制造属于专用设备制造业。
中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。
直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。
近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。
国内模具界流行着一种说法:
“大模找黄岩,精模找乐清”。
乐清位于浙江南部,区域经济相对发达。
像中国明星企业正泰集团、德力西集团等国家级集团公司都在乐清市。
该市的柳市镇是知名的中国电器之都,虹桥是中国电子元器件制造核心基地,全国几乎所有的家电产品中都有来自该地生产的电子元器件,全行业年产值70多亿元,占乐清工业总量的17%。
据乐清市模具协会会长卢瓯武介绍,乐清模具工业起步较早,乐清市模具工业经历了30年的发展,目前乐清市已有一支42000多人的机械模具产业队伍,拥有模具加工设备,线切割机床两万多台、电火花成型机1200多台,居全国之首。
近年来引进瑞士、日本、美国、德国名优机床500多台,金加工设备17000多台,全行业模具加工设备固定资产总值近27亿元。
去年该市模具产值32亿元,是目前我国精密模具生产规模最大、工艺技术水平最高的生产基地。
虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。
由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。
中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。
结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。
近年,模具行业结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在:
大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。
从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。
目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。
第二章工艺方案及分析
2.1设计塑件时必须考虑的几个方面的问题
1.塑料的物理机械性能,如强度,刚性,弹性,吸水性等;
2.塑料的成型工艺性;
3.塑料成型所导致冲模流动,排气,补缩等;
4.塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异;
5.模具的总体结构,以及脱模的复杂程度;
6.模具零件的形状和制造工艺;
塑件的设计主要包括塑件的形状、尺寸、精度、表面光洁度、壁厚、斜度,以及塑件上的加强筋等的设计[1]。
2.2尺寸和精度
由于该塑件是方体形状,而且是做外面的盖,所以尺寸和精度要求不是很高,所以经分析选择一般精度等级13级精度。
2.3工件的形状及尺寸
塑件的形状如图2-1,图2-2所示。
图2-1塑件平面工程图
图2-2塑件3D图
该塑件形状很规则轮廓,分模方向容易认出,容易模塑,所以采用单分型面,而且该塑件厚度小,易脱模。
2.4工件的臂厚
工件的壁厚对塑件的质量影响很大,壁厚过小,成型时流动阻力大,大型复杂制品就难以充满型腔,壁厚过大,不但造成原料的浪费,而且对热固性材料成型来说增加了压塑的时间,而且容易造成固化不完全,对热塑性材料来说就回增加冷却时间,所以该塑件壁厚为0.6mm。
2.5工件材料
2.5.1工件材料的选择
选用ABS(即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)[2]。
2.5.2工件材料性能分析
查相关手册可知:
ABS,英文全称为:
acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer,中文:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
ABS是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料。
它是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物,具有综合的优良性能(坚固、坚韧、坚硬),价格便宜,原料易得,因此发展很快,是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。
ABS是微黄色或白色不透明粒料,无毒、无味。
ABS由于是三种组分组成的,故它有三种组分的综合性能,而每一组分又在其中起着固有的作用。
丙烯腈可使ABS具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性;丁二烯可使ABS具有弹性和较高的冲击强度;苯乙烯则可使ABS具有优良的介电性能。
因此,在机械性能方面,ABS具有质硬、坚韧、刚性等特性。
ABS树脂的缺点是耐热性不高,耐低温性不好,而且不耐燃、不透明,耐候性不好,特别是耐紫外线性能不好。
由于以上的综合性能,因此广泛用来制造电视机、收音机的外壳、旋钮、电话机壳、话筒、把手、铰链、塑料铭牌等。
ABS的成型特性是:
1.ABS粒料表面极易吸湿,使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。
为此成型前必须进行干燥处理。
2.ABS的比热容比聚烯烃低,在注射机料筒中能很快加热,因此塑化效率高,在模具中凝固也比聚烯烃快,故模塑周期短。
3.ABS树脂的表现黏度强烈地依赖于剪切速率。
4.ABS树脂为非结晶形高聚物,所以成型收缩率小。
5.ABS树脂的熔融温度较低,熔融温度范围宽,流动性好,有利于成型。
2.5.3ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施
1.主要缺陷:
缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高、耐气候性差(在紫外线作用下易变硬变脆)。
2.消除措施:
加大主流道、分流道、浇口、增大注射压力、提高模具预热温度。
2.5.3成型特点
ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阴力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。
要求塑件精度高时,模具温度可控制在50~60oC,要求塑件光泽和耐热时,应控制在60~80oC。
2.5.4主要技术指标
比重:
1.02~1.16g/cm3。
比容:
0.86~0.98cm3/g
吸水性:
0.2~0.4%(24h)。
熔点:
130~160oC。
热变形温度:
4.6×105Pa----130~160oC。
18.5×105Pa----90~108oC。
抗拉屈服强度(105Pa):
500
拉伸强度模量:
1.8×104Mpa
弯曲强度:
800×105Pa
2.5.5ABS的注射工艺参数
注射机类型:
螺杆式
螺杆转速:
30~60r/min
喷嘴形式:
直通式
喷嘴温度:
190~200oC
料筒温度:
前200~210oC中210~230oC后180~200oC
模温:
50~80oC
注射压力:
70~120Mpa
保压力:
50~70Mpa
注射时间(s):
3~5
保压时间(s):
15~30
冷却时间(s):
15~30
成型周期(s):
40~70
第三章模具结构形式的拟定
3.1确定型腔数量及其排列方式
1、塑件制品的批量和交货期,以及塑料制件的成本。
该制品是大批量生产,若采用多型腔可提高生产效率,但根据生产经验在模具每增加一个型腔,制品尺寸精度要降低4%。
2、所选用注射机的技术规则,因为上面只进行了结构及工艺成型的分析,还没确定注射机,也可暂时不予考虑。
3、质量控制要求。
制品属于精度不高,对质量要求比较高且制品较小,因此可设成一模两腔,以保证质量要求。
4、成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。
型腔的排列如图3-1所示:
图3-1型腔排列方式示意图
3.2模具结构形式的确定
多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式,由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关,因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。
应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。
多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。
平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度,截面形状及均对应相同,可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。
而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等,因而不利于均衡进料,但可以缩短流道的总长度,为达到同时充满型腔的目的,各浇口的截面尺寸要制作得不相同。
因此在设计时要注意以下几点:
1)尽可能采用平衡式排列,确保制品质量的均一和稳定。
2)型腔布置与浇口开设部位应力求对称,以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。
3)尽量使排列的紧凑,以便减少模具的外形尺寸
通过软件分析得到体积V塑和质量W塑,又因为此产品属大批量生产的塑件,属于仪表外壳,精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素,以及注射机的型号选择,确定采用一模二腔排布。
由塑件的外形尺寸和机械加工的因素,确定采用大水口单型腔生产。
图3-2模具结构3D图
第4章工件的体积估算和注射机型号的选择
4.1估算零件体积和投影面积。
用PROE建模分析知塑件体积为体积:
V=4.3cm3,单侧投影面积为:
A=14823.98mm3,由于此模具浇注系统采用测浇口,其浇注系统凝料较小,浇注系统的体积为6cm3,由于采用的是一模两腔
固V总=2xV塑+V浇2=2X4.3+6=14.6cm3
因为ABS的平均密度为p=1.09g/cm3,故:
M=PV
M零=4.3X1.09=4.69
4.2锁模力
计算其所需锁模力为
F锁=A·P型=14823.98×45Mp=681.9KN(4-1)
4.3选择注射机及注射机的主要参数
由此考虑塑件大批量生产,以及以上的从温度、压力、时间、模具高度等方面考虑,查表附录
D(塑料成型工艺与模具设计)初步选用注射机XS-ZY-125。
注射机XS-ZY-125参数:
额定注射量:
125mm
最大成型面积:
320cm
柱塞直径:
42mm
注射压力:
120Mpa
模板尺寸:
428×450(mm×mm)
柱杆空间:
260×290(mm×mm)
锁模力:
900KN
喷嘴圆弧半径:
12mm
喷嘴孔径:
4mm
最大开模行程:
300mm
模具最大厚度:
300mm
模具最少厚度:
200mm
4.4注塑机的校核
1.注射压力的效核所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力,ABS塑件的注塑压力一般要求为40~120MPa,所以该注塑机的注塑压力符合条件。
2.锁模力效核高压塑料熔体充满型腔时,会产生使模具沿分形面分开的胀模力,此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。
胀模力必须小于注塑机额定锁模力。
型腔压力Pc可按下式粗略计算:
(4-2)
式中:
Pc为型腔压力,MPa;
P为注射压力,MPa;
K为压力损耗系数,通常在0.25~0.5范围内选取。
所以,Pc=KP=0.37×120=45MPa,型腔压力决定后,可按下式校核注塑机的额定锁模力:
T>KPcA(4-3)
式中:
T为注塑机的额定锁模力,KN;
A为塑件和流道系统在分形面上的投影面积,mm2;
K为安全系数,通常取1.1~1.2;
KpcA=1.2×45×14823.98=818.28KN(4-4)
所以,T=9000KN>KPcA成立,即该注塑机的锁模力符合要求。
3.成型腔数的确定
以机床的注射能力为基础,每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算:
=21.8(4-5)
式中:
N----型腔数
S----注射机的注射量(g)
W浇----浇注系统的重量(g)
W件----塑件重量(g)
因为,N=21.8>2
所以,此模具型腔为一模2腔结构合理。
第五章浇注系统的设计
5.1主流道的设计
主流道通常位于模具的中心,是塑料熔体的入口,为了便于熔融塑料在注射时能顺利的流入,开模时又能使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利地拔出,主浇道的形状设计成圆锥形,内壁必须光滑,表面光洁度一般应有▽8。
主流道一般是由浇口套构成,浇口套的作用:
1、与注射机喷嘴孔吻合,将料筒内的塑料过渡到模具内。
2、使模具在注射机上很好的定位。
3、作为浇注系统的主浇道。
主浇道的一端通常设计成带凸台的圆盘,其高度为5~10mm,并与注射机的固定模板的定位孔成间隙配合。
浇口套的球形凹坑深度常取3~5mm。
1)根据所选注射机,则主流道小端尺寸为
d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)=3.0+0.5=3.5mm
主流道球面半径为
SR=喷嘴尺寸半径+(1~2)=12+1=13mm
2)主流道衬套形式
本设计虽然是小型模具,但为了仅于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取45mm约等于定模板的厚度见(下图)所示,材料采用T10制造热处理强度为52∽56HRC
1主流道圆锥角α可取30∽60,内壁粗糙度为Ra=0.63um
2主流道大端呈圆角,半径r=1~3MM。
以减小料流转向过渡时的阻力。
3在模具结构允许的情况下,主流道应尽量可能短,一般小于60MM。
过长则会影响熔体的顺利充型。
4主流道衬套与定模座板采用H7/m6配合,与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。
图5-1定位圈和衬套的工程图
5.2冷料井和拉料杆的设计
冷料穴的设计
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上,其作用就是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝,冷料穴的直径尺寸宜稍大于主流道大端的直径,该模具取10mm;深度约为主流道大端直径的3/4,约为6mm如(下图)所示,鉴于制件采用推板、推杆共同推出,并采用Z形拉料杆。
图5.2冷料穴
5.3分流道浇口的设计
主流道与浇口之间的通道称为分流道。
采用直接浇道的模具可以省去分浇道,但在多型腔模具中分流道是必不可少的。
常见的分流道的截面形式有圆形、半圆形、梯形、U形、正方形和正六角形。
从分流道设计的要点出发,即应尽可能的使流动阻力减小,各型腔能够均衡进料。
设计原则
(1)尽可能减小熔体的流动阻力。
所以,在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下,分流道的截面积与长度尽量取小值。
(2)分流道转折处应以圆弧过渡。
(3)表面粗糙度要求以Ra0.8为佳。
(4)分流道较长,所以将分流道的端部沿料流前进方向延长,作为分流道冷料井,以储存前锋冷料,其长度为分流道直径的1.5~2倍。
1)根据型腔的布置,可知分流道采用平衡式布置,采用圆形均布,既可满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑件熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔又便于制造加工,以保证精度。
2)分流道的形状裁面尺寸以及凝料体积
该模具采用圆形分流道,为了便于机械加工及凝料脱模,如图5.4
5.4浇口的设计
浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。
它是整个浇注系统的关键的部位,也是最薄点。
其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。
浇口分限制性浇口和非限制性浇口,该塑件采用的是限制性浇口,它一方面通过截面积的突然变化,使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度,提高剪切速率,有利于塑料进入,使其充满型腔。
另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性,调节浇口尺寸,可使多型腔同时充满,可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量,同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流,并便于浇口凝料与塑件分开的作用。
设计中,浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的,初步试模,必要时还需要修改。
因此浇口的位置的开设,对成型性能及成型质量的影响是很大的。
一般在选择浇口位置时,需要根据塑件的结构工艺及特征,成型质量和技术要求,综合分析。
一般要满足以下原则:
1.尽量缩短流动距离;
2.浇口应开设在塑件的壁厚;
3.必须尽量减少或避免产生熔接痕;
4.应有利于型腔中气体的排除。
5.考虑分子定向的影响;
6.避免产生喷射和蠕动;
7.不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口;
8.浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。
经过仔细的考虑,该塑件是等壁塑件,又为了不影响塑件的外观,该塑件采用侧浇口,它能保证塑料迅速而且均匀充满型腔,而且还有利于气体的排除。
图5.4浇口的设计
第六章成型零部件的设计
6.1分型面的确立
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。
分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件浇口形式有关。
制品成型的分型面不仅影响到制品的脱模困难程度及美观程度,还影响成型零件的加工工艺性,另外合适的分型面位置还有利于模具加工、排气、脱模、提高塑件的表面质量及方便工艺操作等。
分型面的设计原则
1、分型面的位置应开设在塑件截面尺寸最大的部位,便于脱模和加工型腔。
2、分型面应使模具分割成便于加工的部件,以减少机械加工的困难。
以使得模具零件易于加工。
3、分型面的选择应有利于保证塑件尺寸精度要求。
4、分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位,而且在分型面处所产生的飞边应容易修整加工,从而有利于保证塑件的外观质量。
5、应满足塑件的使用要求,即从使用的角度避免脱模斜度、推杆及浇口痕迹等工艺缺陷影响塑件功能。
6、为便于塑件脱模,应尽可能使塑件在开模时留在下模或动模部分,易于设置和制造简便易行的脱模机构。
若塑件有侧孔时,应尽可能地将侧型芯设在动模部分,避免定模抽芯
7、考虑锁模力,分型面的选择应尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。
8、考虑侧向抽拔距,一般机械分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小,因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。
9、尽量方便浇注系统的布置。
10、为了有利于气体的排出,分型面应尽可能与料流的末端重合。
11、考虑注塑机的技术规格,是模板间距大小合适。
12、选择分型面时根据塑件的使用要求和所用塑料,要考虑飞边在塑件上的部位。
13、选择分型面时,应考虑减小由于
- 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:
- 遥控器 塑料模具 设计 毕业设计
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)