毕业设计(论文)-接线盒塑料注塑成形工艺及模具设计(含CAD图纸) .doc
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1、苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书(论文)摘 要:模具设计有许多规则,这些规则和标准操作是在逻辑、经验、便利及济性的基础上建立起来的。注塑模具的设计一般包括:注塑机的选用,浇注系统的设计,成型零件的设计,抽芯机构的设计,冷却系统的设计以及注塑机参数的校核。在注射模中,模具设计和程序控制 的改善,越来越多地依赖于CADCAE,,有很多可以利用的商业注塑模计算机仿真软件,如:pro/e 和UG,现在已经成为模具设计者和程序设计者常用的工具。本次设计中运用Pro/E软件对产品进行分模,并实现了型腔设计,同时利用该软件完成了相关模架设计的过程,对于型芯、型腔进行了有限元分析,完成了模具结构的总设计
2、,即实现了螺纹脱模;同时,使用AutoCAD 完成了装配图及相关零件图的绘制。关键词:接线盖 注塑机 分型面 注塑模螺纹脱模 有限元分析 完整版说明书+CAD图纸,联系394413192AbstractThere are many rules for designing molds. These rules and standard practices are based on logic, past experience, convenience, and economy. How to chose injection molding machines, shaped parts of de
3、sign, pumping core body, design cast machine parameters accuracy. To improve the mold design and process control in injection molding, increasing reliance has been placed on CAD/CAE. Commercially available computer simulation packages of the injection molding process, such as UG, Pro/E, have now bec
4、ome routine tools of mold designers and process engineers.In this design use Pro-E software For parting of the product ,and realized Cavity design , meanwhile completed related Formwork design process . Conducte Finite element analysis for core and cavity ,realized the Total design of mold structure
5、 , also is realized Threaded stripping. And use Auto CAD realized the drawing rendering of assembly drawing and related Parts.Keywords Wiring cover Injection molding machines the parting plane injection mold cooling Threaded stripping Finite element analysis目 次1 绪论 11.1 课题背景 12 接线盒塑料注塑模具设计 32.1 塑件工艺
6、性分析 32.1.1 塑料产品的分析 32.1.2 塑件材料的性能分析 42.1.3 塑件的结构和尺寸精度及表面质量 52.2 注塑模分型面的确定 52.2.1 型腔数目的确定 52.2.2 型腔的布局 62.2.3 分型面的设计 62.3 初选注射成型设备型号 72.4 普通浇注系统的设计 82.4.1 主流道设计 82.4.2 分流道的设计 92.4.3 浇口的设计 112.4.4 冷料穴的设计 122.5 排气方案的设计 132.5.1 注射成型排气不良的后果 132.5.2 排气措施 132.6 成型零部件的设计 142.6.1 成型零部件结构的设计 142.6.2 成型零部件工作尺寸
7、的计算 162.6.3 型腔侧壁厚度的计算 222.6.4 对型腔和型芯进行有限元分析 232.6.5 嵌件在模具中的固定方案设计 252.7 脱模机构设计 262.7.1 脱模方案的确定 262.7.2 脱模力(旋转扭矩)的计算 272.7.3 脱螺纹机构零件(齿轮及轴)的设计 292.8 结构零部件设计 382.8.1 注塑模的标准模架 382.8.2 模架的选择 382.8.3 支承零部件的设计 382.8.4 合模导向机构设计 402.9 模具温度调节系统的设计 402.10 注塑机有关参数的校核 412.11 模具三维效果图 42结论 43致谢 44参考文献451 绪 论1.1 课题
8、背景中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,也为其发展提供了巨大的动力。模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉指出,近10年来,中国模具工业的一直以每年15%左右的增长速度快速发展。 目前,长三角的模具市场在中国占有约四成份额,具有举足轻重的地位。随着长三角经济的快速发展,长三角的模具市场越来越被国内外各方人士看好。中国模具有6大特点:1、模具发展迅猛,装备水平模具水平有很大提高。2、模具不断地优化,大型、精密、复杂模具所占比重明显提高。3、模具标准化、商品化、专业化进程加快,推动了模具发展。4、企业数字化、信息化技术得到重视,研发周期明显缩短。5、企业自主创新得到重视,品牌
9、模具正逐步形成。6、具有集聚效应模具城发展势头强劲。汽车结构件和内饰件模具已稳定用于上海大众新车型开发;橡胶轮胎模具被国内各大轮胎企业认可;模具标准件、模具材料基地也已形成。一批有活力的民营模具企业正在崛起,模具制造的聚集区域正在形成。在中国模具工业前景总体看好的形势下,处于全国先列的华东模具工业前景更好。由于地方政府(如宁波、黄岩、昆山等地)把模具工业作为当地的支柱产业或重点发展的产业进行支持和扶持,加上广大模具企业加速发展的积极性,因此可以预测华东模具工业未来的发展速度仍将高于中国的平均水平。中国模具工业高速发展中,目前还存在企业管理欠佳、文明生产较差、各地模具水平差距较大、市场不够规范等
10、现象。一切不适应市场经济发展的不足之处,将通过国内外各种交流与合作,在国际国内两个市场的相互融通中逐步得到改善。模具方面,中国经济的持续高速发展,为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中,首先要更加注意其产品结构的战略性调整,使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。没有产品的需求、产品的更新换代,就没有模具行业的技术进步,也就没有模具产品的上规模、上档次。模具技术水平的高低,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。在塑料模工业发展上,我国今后可能将扶植以下的发展方向:1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水
11、平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产
12、率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。4、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。 5、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现
13、逆向工程的必要前提。2 接线盒塑料注塑模具设计2.1 塑件工艺性分析2.1.1塑料产品的分析塑件如图2-1所示,该塑件是接线盒盒体,主要用于电话线和电话机的连接,使电话机保持畅通的连接。在此塑件中保持电话线相接的主要是两个铜制嵌件,如图2-1所示,嵌件上有两个螺钉的螺纹孔,电话线和电话线可以用螺钉固定,利用嵌件的导电性进行连接。制件的中间有一个M14X2的螺纹孔,主要是和接线盒盒盖进行连接。接线盒两侧是进线处,用来引接电话线。整个塑件尺寸较小,结构较为简单、壁厚均匀,要求大批量生产,材料选用ABS。图2-1 零件图利用PRO/E软件,根据零件图纸绘制出三维图形,如图2-2(图中螺纹结构未画出)
14、所示:图2-2 塑件三维图利用PRO/E软件中的三转二功能,将上图的3D塑件转成相应的轴测图,如图2-3所示。图2-3 塑件轴测图图2-24 型芯有限元分析结果图如上图2-24所示,图中凸模零件的最大变形量(Displacement max)为1.23 此处已删除,完整版联系QQE-02mm,即0.0123mm小于ABS的溢料间隙为0.050.08mm,不会发生溢料。工作部分所受的载荷最大为(Stress max)为9.26 E+05 mmMPa,即926MPa小于20Cr的许用应力为1500MPa。所以符合要求。2.6.5 嵌件在模具中的固定方案设计嵌件在模具内的定位应可靠,为避免嵌件在成型
15、过程中受高压高速的塑料流冲击而可能发生位移或变形,同时,也防止塑料挤入嵌件上预留的孔或螺纹中影响其使用,安放在模具内的嵌件必须定位可靠。在注射成型过程中,塑料的压力会使嵌件发生位移或变形,所以在嵌件设计时,无论杆形或环形嵌件,其高度不宜超过其定位部分直径的两倍。本设计中,嵌件的形状为薄壁形,直接利用其两个螺纹孔定位,又型腔的定位柱将其固定。2.7 脱模机构设计2.7.1 脱模方案的确定本次毕业设计中塑件带有螺纹结构,因此应设计脱螺纹的机构来实现塑件的脱模。带螺纹塑件的脱模方法主要有强制脱螺纹、机动(或手动)旋转脱螺纹、侧向瓣合式非旋转脱螺纹。在这里选用螺纹塑件的旋转脱模,其条件是:有能保证塑件
16、与螺纹型芯或型环之间可保持相对的螺旋运动机构。具体设计上应做到:首先塑件上必须带有止转结构;其次模具应能为脱模机构中提供旋转运动。此次设计中模具螺纹塑件的旋转脱模:开模过程中,借助开模运动,带动齿轮转动,并通过齿轮轴、锥齿轮、圆柱齿轮,最终带动螺纹型芯和螺纹拉料杆旋转,实现螺纹型芯从塑件中脱出及拉出浇注系统系统凝料,完成塑件与浇注系统凝料的同步脱模。本次毕业设计中塑件的螺纹结构属于纵向结构,因此采用如上方案:开模力旋转脱纵向螺纹。脱模机构的具体结构如图2-25所示,在开模过程中,借助开模运动,由齿条带动齿轮转动,并通过齿轮轴、锥齿轮传动、圆柱齿轮传动,最终带动螺纹型芯和螺纹拉料杆旋转,实现螺纹
17、型芯从塑件中脱出及拉出浇注系统系统凝料,完成塑件与浇注系统凝料的同步脱模,脱模机构中螺纹拉料杆的螺纹与螺纹型芯上的螺纹旋向应相反,塑件上的螺纹旋向为右旋,这拉料杆上为左旋,螺距成比例(与拉料杆和螺纹型芯的转速比成反比)。图2-25 脱模机构的结构2.7.2 脱模力(旋转扭矩)的计算塑件在冷却时,将包紧型芯,产生包紧力:包紧力的大小,与塑件的收缩率、塑件的壁厚和形状及大小所形成的塑件刚度,塑件对型芯和型腔表面的粗糙度及加工纹向等因素所形成的摩擦阻力、塑件材料及其对型芯及型腔的粘附力、以及注射压力、开模时间、脱模斜度等都有关系。对于不通孔壳形塑件脱模时,还须克服大气压力。但在计算和确定脱模力时,一
18、般只考虑主要因素,进行近似计算,并使确定的脱模力大于上述诸因素所形成的阻力。此阻力在开模的瞬间最大,所以,计算的脱模力为初始脱模力。对于旋转脱螺纹机构,则应计算其旋转脱螺纹所需的扭矩,方法如下:根据塑件上螺纹对应部分的几何尺寸,分为薄壁螺纹塑件与厚壁螺纹塑件;当螺纹部位的壁厚t与螺纹中径d之比时,称为薄壁螺纹塑件,反之称为厚壁螺纹塑件。对于薄壁螺纹塑件的旋转脱模,其所需最小扭矩(Nmm)的经验计算式3如下:M= (2-17)对于厚壁螺纹塑件的旋转脱模,其所需最小扭矩(Nmm)的经验计算式3如下:M= (2-18)式中: E 塑料的拉伸弹性模量,MPa,查表得知ABS塑料的弹性模量为1.911.
19、98MPa,取1.98MPa;S塑料的成型收缩率,%,取0.5%;t 塑件上螺纹部分的平均壁厚,mm;r 螺纹型芯或型环的中半径,mm;L 螺纹型芯或型环的螺纹长度,mm;f 塑料与型腔材料(钢材)之间的摩擦系数,查表f=0.20.25,取0.25;S 螺距,mm; 螺纹升角,(); 厚壁螺纹塑件无量纲因子;其取值为:对于外螺纹塑件,=对于内螺纹塑件,=;R 塑件内螺纹外半径,mm;r塑件外螺纹的内半径,mm;塑料的泊松比;螺纹形状因子,由螺纹类型决定,普通螺纹的形状因子计算式为=h/cos;h 螺纹型芯或型环的螺纹工作高度,mm;是螺纹牙尖角之半,()。 塑件型芯的扭矩螺纹部位的壁厚t与螺纹
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