【毕业设计】放大镜注塑模具设计说明书.doc
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目录
摘要...........................................................Ⅰ
PMMATRACT.....................................................Ⅱ
前言............................................................1
第一章绪论.......................................................2
1.1注塑模具发展的概况..........................................3
1.2注塑模具发展的国内外现状...................................3
1.3塑料模具的特点.............................................3
1.4注塑模具设计的要求及程序...................................4
1.5本文的主要研究工作................................4
第二章制件结构的设计工艺性.....................5
2.1制件结构设计................................................5
2.2结构工艺性分析.............................................7
2.3外壳材料的选择.............................................7
2.4小结.......................................................8
第三章注射机的型号选择.....................................8
3.1注塑机成型参数计算......................................8
3.2小结.......................................................9
第四章模具结构的分析与设计......................................10
4.1总体结构...................................................10
4.2行腔数目及排布............................................10
4.3分型面的选择和排气系统的确定及浇注系统的设计...............11
4.3.1分型面的设计.............................................11
4.3.2排气系统的设计............................................13
4.3.3浇注系统的设计............................................14
4.4成型零部件的工作尺寸计算..................................17
4.4.1成型零件的结构设计.........................................17
4.4.2成型零件的工作尺寸计算.....................................18
4.4.3模具型腔侧壁厚度和底版厚度计算...............................20
4.5导柱导向机构的设计........................................20
4.6脱模机构的设计............................................21
4.7冷却系统的设计............................................25
4.7.1温度调节系统设计原则.......................................25
4.7.2冷却水道回路的布置........................................25
4.8成型设备的校核............................................264.9小结.....................................................26
结论..........................................................28
参考文献.........................................................29
前言
随着社会的发展,人们对生活产品的要求也越来越广。
其中包括种类丰富的塑料产品,例如:
一些电器材料、厨房用具、生活用品。
不但种类多而且小形状多样。
注塑模具设计可以根据人们的具体要求进行产品的尺寸设计,最大程度的满足了用户的需求。
因此注塑模具设计成了当今社会发展必不可缺少的行业。
目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢铁,成为当前人类使用的第一大类材料。
我国的塑料工业正在飞速发展,塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个部门,塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要组成部分,是塑料工业中不可缺少的环节。
塑料成型模具是成型塑料制品的工具。
从2003年我国模具进口的海关统计资料可知,塑料模具占据了模具进口总量的57%,而注塑成型模具在整个塑料模具中占有很大的比例.注塑成型模具设计的好坏,决定着注塑成型制件的质量优劣及成品率高低,也就是说,是否能加工出优质价廉的塑料制件,在很大程度上要靠注塑成型模具设计的合理性和先进性来保证.
现代塑料制件生产中,合理的注塑成型工艺,先进的注塑成型模具及高精度,高效率的注塑设备是当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素,缺一将一事无成.本文以放大镜为例,介绍了注塑模具设计流程,该流程包括工艺分析,选择注塑机,确定成型方案,最后对该注塑机进行必要的工艺参数校核。
下面就对该实例进行详细论述。
第一章绪论
1.1注塑模具设计发展的概况
模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备,模具工业是国民经济的基础工业。
没有模具,就没有高质量的产品。
用模具加工的零件,具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。
因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。
因此,模具技术,特别是制造精密、复杂、大型模具的技术,已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。
根据国际生产协会报告,在目前阶段,工业品零件粗加工的75%、精加工的50%都是由模具成型完成的。
目前,美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床总产值;我国台湾地区模具工业也以每年35%以上的年增长率迅速发展;我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速的发展,尤其是塑料模具,在模具设计和制造水平上都有了长足的进步
模具在现代生产中,是生产各种工业产品的重要工艺装备,它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。
塑料模是指用于成型塑料制品的模具,它是型腔模的一种类型,其地位与重要性正日益被人们所认识。
随着塑料工业的飞速发展,以及通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断地扩大,如:
家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域,塑料制品所占的比例正迅猛增加。
由于在工业产品中,一个设计合理的塑件往往能代替多个传统金属结构件,加上利用工程塑料特有的性质,可以一次成型非常复杂的形状,并且还能设计成卡装结构,成倍地减少整个产品中的各种紧固件,大大地降低了金属材料消耗量和加工及装配工时,因此,近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。
注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。
该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。
由于注塑成型加工不仅产量多,而且适用于多种原料,能够成批、连续地生产,并且具有固定的尺寸,可以实现生产自动化、高速化,因此具有极高的经济效益。
随着工业生产的迅速发展,注塑模具设计可以根据人们的具体要求进行产品的尺寸设计,设计一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的模具产品,最大程度的满足了用户的需求。
塑料模具工业在国民经济发展过程中发挥着越来越重要的作用。
近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。
1.2注塑模具设计国内外发展趋势
为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要,模具的标准化工作十分重要,目前我国模具标准化程度只达到了20%。
注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等已经制定了一些国家标准标。
比如,2005年中国模具工业产值达到610亿元,增长率保持在25%的高水平,行业的生产能力约占世界总量的10%,仅次于日本、美国而位列世界第三。
我国注塑模具产品的质量和生产工艺水平,总体上比国际先进水平低许多,而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。
因此注塑模具设计成了我国当今社会发展必不可缺少的行业。
当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置;精密标准模架,精密导向件系列;标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。
1.3塑料模具的特点
热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的,最主要的有两点:
一是注射时塑料熔体的充模流动特性,二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为,这两点决定了注射模的特殊性和设计难度。
由于塑料熔体属于粘弹体,熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化,流动过程中大分子沿流动方向产生定向;冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂,模腔内各部位、各方向收缩率不同,不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异。
基于上述特点,设计注塑模首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性,使设计的模具合理适用,并可在设计中有效利用塑料特性,如点浇口模具用于塑料铰链制品。
塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件,近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。
由于塑料注射成型模具的适用性比较广,而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好,生产效率特别高,所以塑料注射模具已日益引起人们的重视
1.4注塑模具设计的要求及程序
1.4.1基本要求
(1)合理地选择模具结构;
(2)正确地确定模具成型零件的尺寸;
(3)设计的模具应当制造方便;
(4)充分考虑塑件设计特色,尽量减少后加工;
(5)设计的模具应当效率高、安全可靠;
(6)模具零件应耐磨耐用;
(7)模具结构要适应塑料的成型特性。
1.4.2基本程序
(1)调研、消化原始资料;
(2)选择成行设备;
(3)拟订模具结构方案;
(4)方案的讨论与论证;
(5)绘制模具装配草图;
(6)绘制模具的装配图;
(7)绘制零件图;
(8)编写设计说明书。
1.5本文的主要研究工作
本文的主要工作是:
本论文根据以上资料分析,主要内容包括设计说明书一份,放大镜注塑模具设计2D图纸一套。
具体为:
(1)放大镜材料的选择。
(2)模具的结构分析与设计包括:
型腔数目及排布、分型面的选
择与浇注系统的设计、成型零部件的工作尺寸计算、导柱导向机构的设计、推出机构的设计、冷却系统设计等。
具体研究的问题有:
(1)塑料收缩率的确定;
(2)模具型芯尺寸计算;
(3)分型面的选择对外观的影响;
(4)型腔数目排布;
(5)冷却系统的设计;
(6)推出机构的设计;
(7)温度调节系统设计:
第二章制件结构的设计工艺性分析外壳材料的选择
2.1制件结构的设计
塑件的2d图,如图2-1所示,制件外表面要求美观。
图2-1放大镜
2.2材料的选择
干燥处理:
PMMA具有吸湿性因此加工前的干燥处理是必须的。
建议干燥条件
PMMA
为90C、2~4小时。
熔化温度:
240~270C。
模具温度:
35~70C。
注射速度:
中等
化学和物理特性PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。
白光的穿透性高达92%。
PMMA制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。
PMMA具有室温蠕变特性。
随着负荷加大、时间增长,可导致应力开裂现象。
PMMA具有较好的抗冲击特性。
由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点,PMMA的改性相继出现。
如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚,PMMA与PC的共混等。
超级透明PMMA材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层,没有硬化涂层两种.其特点是透光率极好,没有杂质,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达5-6H以上.目前特别推荐用于硬化处理的PMMA材料,国内称为生板。
压克力性能
透明度优良,有突出的耐老化性;
它的比重不到普通玻璃的一半,抗碎裂能力却高出几倍;它有良好的绝缘性和机械强度;对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能;且又易加工;可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷
PMMA
砂等手工和机械加工,加热后可弯曲压模成各种压克力制品。
物理性能
聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,简称PMMA,英文Acrylic),又称做压克力或有机玻璃,在香港多称做阿加力胶,具有高透明度,低价格,易于机械加工等优点,是平常经常使用的玻璃替代材料。
设计新颖、工艺先进、色调高雅、造型美观。
1.PMMA的密度比玻璃低:
PMMA的密度大约在1150-1190kg/m3,是玻璃(2400-2800kg/m3)的一半;
2.PMMA的重量较轻:
PMMA的密度为1.19g/cm3,同样大小的材料,其重量只有普通玻璃的一半,金属铝(属于轻金属)的43%。
3.PMMA的机械强度较高:
有机玻璃的相对分子质量大约为200万,是长链的高分子化合物,而且形成分子的链很柔软,因此,有机玻璃的强度比较高,抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7~18倍。
有一种经过加热和拉伸处理过的有机玻璃,其中的分子链段排列得非常有次序,使材料的韧性有显著提高。
用钉子钉进这种有机玻璃,即使钉子穿透了,有机玻璃上也不产生裂纹。
这种有机玻璃被子弹击穿后同样不会破成碎片。
因此,拉伸处理的有机玻璃可用作防弹玻璃,也用作军用飞机上的座舱盖。
4.PMMA的熔点较低:
PMMA的熔点约130–140°C(265–285°F)比玻璃约1000度的高温低很多。
5.PMMA的透光率较高
6.可见光:
PMMA是目前最优良的高分子透明材料,透光率达到92%,比玻璃的透光度高[1]。
7.紫外光:
石英能完全透过紫外线,但价格高昂,普通玻璃只能透过0.6%的紫外线,但PMMA却能透过73%。
PMMA不能滤除紫外线(UV)。
紫外光会穿透PMMA,部份制造商[2]在PMMA表面进行镀膜,以增加其滤除紫外光的效果和性质。
另一方面,在照射紫外光的状况下,与聚碳酸酯相比,PMMA具有更佳的稳定性
8.红外线:
PMMA允许小于2800nm波长的红外线通过。
更长波长的IR,小于25,000nm时,基本上可被阻挡。
存在特殊的有色PMMA,可以让特定波长IR透过,同时阻挡可见光,(应用于远程控制或热感应等)。
化学性能
聚甲基丙烯酸甲酯为无色液体,具有香味,沸点101℃,密度为0.940克/厘米3(25℃)。
工业上是先用丙酮氰醇法或异
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