毕业设计(论文)-光碟盒的注射模具设计.doc
《毕业设计(论文)-光碟盒的注射模具设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)-光碟盒的注射模具设计.doc(33页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、盐城纺织职业技术学院毕业设计(论文)光碟盒的注射模具设计 班 级 模具812 专 业 模具设计与制造 所 在 系 机电工程系 指导老师 完成时间2010 年12月20日至2011年6月18日摘要 本篇设计说明书大体分为三大部分,第一部分是前言,内容包括注塑模具的概述,注塑成型发展概况,塑料模具的发展趋势。第二部分是注塑模具的总体设计, 内容包括塑件的结构工艺分析,分型及浇注系统的设计,模具设计方案的论证,主要零件的设计和设备的校核。第三部分主要是AutoCAD平面二维图纸的绘制以及模具的试模和修模。第二三部分为设计的主要部分包含设计的原理思路和图纸的绘制。其中内容均采用国家标准。本设计的特点是
2、其抽芯力不大采用斜导柱内侧抽芯分型,模具的热处理工艺也出自工艺部要求。基本模具采用线切割和电火花加工,生产周期短,表面质量好且降低了劳动强度和生产成本。关键词 :注塑模具 注塑成型 AutoCAD 国家标准 目 录摘要2前言51. 概述62. 注塑成型发展概况63. 塑料成型模具的发展趋势7第二章 塑件的结构工艺性分析81 塑件的几何形状分析82 塑件原材料的成型特性分析83 铰链的设计94 塑件的结构工艺性分析11(1)塑件的尺寸精度分析11(2)塑件的表面质量分析125 初选注塑机12(1)计算塑件的体积或重量12(2)根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目12(3)确定注射成型的工
3、艺参数12(4)确定模具温度13(5)确定成型设备13(6)制定塑件注射成型工艺卡14第三章 分型面及浇注系统的设计151分型面的选择152 浇注系统的设计162.1 浇注系统设计162.2 浇口数目及位置16(1)主流道的设计17(2)分流道的设计17(3)浇口的设计18(4)冷料穴的设计18第四章 模具设计方案的论证201. 模具设计方案202. 排气方式设计213脱模机构设计214侧抽芯机构的设计215合模导向机构设计226冷却系统设计227冷却参数的计算22第五章 主要零部件的设计241成型零件尺寸的计算242型腔板厚度计算253型腔板侧壁厚度计算25第六章 成型设备的校核261. 锁
4、模力的校核262. 开模行程的校核26第七章 绘制模具装配图27第八章 模具的试模与修模271注射机选定272试模用注塑料273试模工艺284试模285修模28设计总结29参考文献30致谢31前言1. 概述注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一,采用这种方法既可以生产小巧的电子器件和医疗用品,也可以生产大型的汽车配件和建筑构件。随着塑料材料技术和注塑成型加工技术的不断进步,塑料注塑加工行业得以持续发展。塑料加工是将原材料变为制品的关键环节,只有迅速的发展塑料加工业,才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品,在国民经济的各领域发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备,同时又
5、是原料和设备的“效益放大器”,模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此,模具工业已成为国民经济的基础工业,被称为“工业之母”,模具生产技术的高低,已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。塑料成型加工及模具技术不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步,而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法,在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛的应用,且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产效率高和消耗低的特点,有很大的市场需求和良好的发展前景。随着现代信息技术的发展,注塑成
6、型广泛应用于磁盘存储器的内壳和外盒的生产。2. 注塑成型发展概况 注塑成型是一种注塑兼模塑的成型方法。早在工业革命末期,塑料、橡胶开始面世,而最初发明的成型方法就是注塑成型法。70年代以来是整个塑料工业发展的重要历史时期,从民用塑料开发转向工程塑料是这个时期的主要特征之一。推动这种转变的重要因素是世界能源危机和金属材料价格的上涨。因而迫使人们大力发展工程塑料,实现“以塑代木”、“以塑代钢”、以塑料代替其他非金属材料的愿望。这些新型高分子材料的诞生对注塑技术提出了更高的要求。近年来高分子材料的品种得到迅速的发展,而这些新型高分子材料的特性差别很大,普通注塑已不能适应这些新材料的工艺要求,因此在通
7、用注塑成型基础上又发展了其他许多注塑方法,主要有: (1) 热固性塑料注塑 (2) 结构发泡注塑 (3) 多组分注塑 (4) 反应注射成型3. 塑料成型模具的发展趋势从模具设计和制造技术来看,塑料模具的发展趋势可归纳为以下几个方面: (1) 加深理论研究:在模具设计中对工艺原理的研究越来越深入,模具设计已有经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面发展。尤其是挤出机头的设计。这使挤出制品的产量和质量都得到很大的提高。 (2) 高效率、自动化:大量采用各种高效率、自动化的模具结构。如高效冷却,以缩短成型周期;各种能可靠的自动脱出产品和流道凝料的脱模机构;热流道浇注系统注射模具等。 (3) 大型、超小型极
8、高精度注塑模具的发展:目前在我国,大型、超小型和高精度塑料模具的制造技术已得到很大发展,但是与发达国家相比却相差甚远,因而还需要更大的发展。 (4) 革新模具制造工艺,发展快速经济制模技术:为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要,加快模具的制造速度,降低模具制造成本、开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前,快速经济制模的主要途径是采用专门的制模材料如低熔点合金、中熔点合金、锌合金、高分子树脂等,以铸造成型或压制成型的方法,取代传统的机械加工方法来制造模具。它简化了模具制造工艺、缩短了制造周期、降低了模具的成本。在工业生产中取得了显著的经济效益。 (5) 标准化:开展模具标准化
9、工作,使模板、导柱等通用零件标准化、商品化,以适应大规模的、成批的模具生产。第二章 塑件的结构工艺性分析1 塑件的几何形状分析塑料磁盘盒用以保护磁盘,以免被划伤、碰伤,因此其内部应有支撑磁盘的结构。两盒面闭合时应有卡紧结构。本设计采用两条铰链连接,要求能承受几千次的弯折,因此应为完全弹性铰链。两盒面闭合时无需配合,可降低模具的成本。塑件的外形尺寸为295 mm125 mm,平均壁厚1.30 mm。根据国际标准塑件尺寸公差(摘自GB/T14486-1993),塑件采用MT6级公差。塑件图如下所示: 图22 塑件图2 塑件原材料的成型特性分析本塑件为较大平面的薄壁制品,为避免变形,要求材料的尺寸稳
10、定性要好,各项收缩率差异小;由于有活动铰链,要求材料的耐弯折性要好;塑件有许多细小结构,要求材料的热收缩率小。塑件材料选用通用注射级聚丙烯。聚丙烯无色、无味、无毒,密度仅为0.900.91g/cm3。它不吸水,光泽好,易着色。聚丙烯熔点为164170,耐热性好,能在100以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯的高频绝缘性能好,绝缘性能不受湿度的影响,但在氧、热、光的作用下极易老化,所以必须加入防老化剂。PP的尺寸稳定性也较好,适于制造较大平面的薄壁制品。聚丙烯具有优异的力学性能,包括拉伸强度、压缩强度和硬度,突出的刚性和耐弯曲疲劳性能。用PP制作的活动铰链可承受7107以上的折叠弯曲而不破坏。与模具
11、设计有关的PP的性能参数有:密度: =0.90g/cm3成型收缩率: s=2.0% 泊松比: 0.32 拉伸强度: 29.4Mpa 断裂伸长率: 500%抗弯断裂强度: b =67 Mpa 弯曲弹性模量: E=1.32Gpa 屈服强度: y=37Mpa 3 铰链的设计塑料件的连接可分为可拆连结和不可拆连接,活动铰链和压力装配是塑料件装配方法中的两种不可拆连接,铰链连接利用了聚合物的取向和抗弯曲疲劳的特性。塑料件的压力装配连接必须考虑时间、温度和注塑件上熔合缝的影响。本设计的塑料件采用不可拆连接中的活动铰链连接。塑料铰链是用柔软的塑料将数个塑料零件连接在一起,并可绕着装配轴线相对转动。它能阻止非
12、转动方向的位移,又能承受上万次的弯折,还能有效的减少装配零件的数目。此种活动的塑料铰链现已普遍使用,如塑料桶与盖、盒壳与盒盖、可开合的支架等。并非所用的塑料品种都能制成活动铰链。最常用的材料是聚丙烯和聚乙烯。他们有很好的抗弯曲疲劳能力。尤其是聚丙烯,在弯折失效前有百万次的弯曲能力。其他如聚酰胺和热塑性的聚酯弹性体也有应用。具有铰链的塑料制品通常是大批量生产的模塑产品。活动铰链设计时必须经周密的力学计算。铰链的力学状态有三种:完全弹性的铰链弯曲转动可保证在数千次以上;整个铰链的厚度截面上,如果经弯折后产生塑性变形,这类铰链只能弯折数次;还有一种是铰链截面的中央尚有部分弹性变形的厚度,即具有部分塑
13、性变形的铰链。它具有数百次的弯折寿命。 正确的活动铰链设计是前提,但是不良的加工也会导致失败。塑料铰链的加工有注射模塑和压力加工两种方法。本设计采用注射模塑加工。模塑铰链制品时,必须了解聚合物熔体在流体充模时取向的原理。当塑料熔体通过窄小的成型铰链通道时,剪切速率增大使聚合物有明显的流动取向排列。铰链中间部位厚度为0.250.38mm,其长度约0.5mm。铰链的搭接长度约1.5mm。过长的薄铰链,会使流体流经时的压力损失过大,使铰链另一侧的型腔没有足够的保压和补缩。浇口必须安排在铰链的一侧,使熔体沿铰链的纵向流动,让聚合物分子链在弯折方向取向排列。由于塑料铰链的厚度很薄,要防止熔体流经铰链间隙
14、时,剪切应力和剪切速率过高产生分子链的降解和断裂。要避免在铰链处产生过大的残余应力。因此应在铰链处入端设置必需的园角或过渡段。在注塑时应有相应的合理注射工艺,要避免熔体在铰链处受阻而产生过大的型腔压力峰值。带铰链的塑件从模具中取出后,趁热立即若干次将铰链弯折。弯折角度在90度到180度之间。这将使铰链在长度方向上延伸200%300%,使铰链厚度从0.250.8mm拉薄到0.13mm左右。铰链处的聚合物分子进一步得到拉伸取向,有效的提高疲劳强度和拉伸强度。对模塑铰链进行冲压再加工,让铰链部位材料经延伸后有进一步取向,有效的改善铰链的强度和弯曲弹性。图21 完全弹性铰链弯折前后的几何参数L1活动铰
15、链的中性层长度 t铰链厚度的一半S槽的深度 R铰链最外层的弯曲弧长根据活动铰链的材料性能和工作条件,需反复计算和校核,以确定铰链的L、t和S参量。预取: t=0.25mm S=0.80mm L=2.0mm r=0.5mm因转动角为90度,故LA=1.83mm 因为LLA 所以为完全弹性铰链。4 塑件的结构工艺性分析(1)塑件的尺寸精度分析该塑件对尺寸公差没有特殊要求,未注尺寸公差为自由尺寸,可按照一般公差MT6查取公差。部位尺寸尺寸公差外形尺寸2951251.319R6236.951内形尺寸13829R6117中心尺寸980102150(2)塑件的表面质量分析该塑件的表面要求无飞边、毛刺,不允
16、许存在有害缺陷,无特别的表面质量要求。5 初选注塑机(1)计算塑件的体积或重量经计算,塑件的体积约为100cm3(含浇注系统凝料)。重量约为90g。(2)根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件上下两端都有外凸,且有侧向凹槽、凸台需要抽芯,加上塑件的尺寸又大,故塑件采用一模一腔。(3)确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点和PP的成型性能,查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数,见表2-3。表2-3 塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度80100成型时间/s注射时间1530时间 34h保压时间1530料筒温度/后段180200冷却时间1530中段21
17、0230总周期5090前段180190螺杆转速(r/min)喷嘴温度/180250后处理方法油、水、盐水模具温度/2060温度/90100注射压力/MPa7001200时间/h4(4)确定模具温度PP为结晶性热可塑性塑料,流动性好,壁厚一般,因此在保证顺利脱模的情况下,应尽可能的保持一定的模温,以防止原料冷却结晶,从而提高生产率,所以控制熔体温度为200,将成型模具温度控制在40。(5)确定成型设备由于塑件采用注射成型加工,使用一模一腔分布,因此可计算出一次注射成型过程所用的塑料量为塑件的重量加浇注系统凝料。约为90g。根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料的品种、塑件结构、生产批量及注射工艺
18、参数、注射模具尺寸大小等因素,参考设计手册,初选SZ350/1600(卧)型注射机(上海第一塑料机械厂)记录下SZ350/1600(卧)型注射机的主要技术参数,见表2-4.表2-4 SZ350/1600(卧 型注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1螺杆直径/mm2最大注射量/4163注射压力/MPa1414锁模力/kN16005最大模具厚度/mm5506最小模具厚度/mm1507最大开模行程/mm3608喷嘴前段球面半径/mm189喷嘴孔直径/mm710定位圈直径/mm150(6)制定塑件注射成型工艺卡综上所述,填写塑件注射成型工艺卡,见表2-5.连云港职业技术学院塑料注射成型工艺
19、卡片资料编号SZ-350/1600车间 共 页 第 页零件名称光盘盒材料牌号PP设备型号装配图号A0材料定额每模制件数1件零件图号A3单件质量90g工装号零件图材料干燥设备红外线烘箱温度()80100时间(h)12料筒温度()料筒一区160180料筒二区180200料筒三区200205料筒四区205220模具温度()6090时间(s)注射2060保压03冷却2090压力(Mpa)注射压力70100保压压力背压后处理时间定额(min)辅助0.5时间(h)单件1编制校队审核组长编制校队审核第三章 分型面及浇注系统的设计1分型面的选择该塑件为光盘盒,下端面两侧各有一凸台和凹槽,上端面平滑,但下端面两
20、侧凸台呈不对称分布,且尺寸不同,形状较复杂。在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑到该塑件外形复杂,不影响塑件的内孔质量,便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素,分型面应选择在塑件外形轮廓最大处。在II分型面第一次分型,在IIII分型面第二次分型。但考虑到,下端面两侧凹槽和凸台需侧向分型抽芯但抽芯力不大,即选择斜滑杆实现侧向分型与抽芯。如下图3-2。图3-2塑件有侧凹和侧凸,因此有侧抽芯结构;为保证塑件上的小结构受力均匀,不影响产品质量,采用推杆脱模;本模具采用拉杆机构实现顺序分型脱模。2 浇注系统的设计 2.1 浇注系统设计浇注系统是指
- 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:
- 毕业设计 论文 光碟 注射 模具设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3282024.html