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手提箱提手塑料注射模具设计(含全套CAD图纸)

更新时间:2020-09-10 01:41
 

  毕业设计说明书(论文)手提箱提手塑料注射模具设计 学生姓名 所学专业 指导教师XXXXXXXXX系 本次毕业设计的题目是手提箱提手塑料注射模具设计,根据成型工艺要求,在原有塑料件的基础上介绍了其注塑成型模具的结构, 阐述了模具设计要点及工 作过程。首先要从塑料生产工艺上对所要设计的产品进行工艺的分析与计算,然 后在分析计算的基础上并参看相关的资料确定成型工艺方案, 再在此基础上进入 模具总装配图的结构设计。 在此基础上对注塑模具的主要零部件的尺寸进行设计 与计算,期间要参考大量与塑料成型相关的资料和翻阅各种模具设计手册,并通 过计算以确定模具的具体结构及尺寸,通过不断的计算与修改,并在指导老师的 悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改,最终独立完成这次毕业设计。在 设计的过程中, 首先要解决对手提箱提手的测绘。 在模具设计时对分型面的选择、 浇口形式与位置的确定、 型腔位置的安排、 侧抽芯机构的设计、 冷却水道的设置。 本课题采用弹簧定距螺钉装置保证两次分型。由于是小批量的生产,该注射模采 用了1 腔的结构。关键词:注射模具;浇注系统;滑块;侧型芯he injectionmoldbasedonthesizeofthemaincomponentsforthedesignand calculation,tobereferredtoduringtheplasticmoldingandalargenumberofrelevant informationandthroughavarietyofmolddesignmanual,andbycalculatingthedie todeterminethespecificstructureandsize,throughcontinuousCalculationand modified,andtheteacherscarefulguidance,careandpatiencetocarryoutnonstop, undertheguidanceofthebillsarethefinalcompletionofthegraduationproject independently.Inthedesignprocess,firstofalltosolvethemappinghandleonthe suitcase.Inthediedesignsurfaceonthechoiceofthegatetodeterminetheformand location,locationarrangementcavity,sidecorepullingmechanismdesign,water coolingsetup.Springwillbethesubjectawayfromtheuseofscrewtypedeviceto ensurethatthetwopoints.Becauseitislowvolumeproduction,theuseofan injectionmoldcavitymodestructureof2. Keywords: InjectionMould ;FeedSystem;Slider ;SideCorePulling 1.1题目背景意义..................................................1 1.2 模具工业在国民经济中的地位....................................1 1.3 我国塑料模具行业普遍存在的问题................................2 1.4 国内外相关研究情况............................................2 1.5 塑料模发展趋势................................................3 1.6 设计(论文)主要内容..........................................4 2.1制品(手提箱提手)的简介........................................5 2.2 分析塑件使用材料的种类及工艺特征..............................5 2.1.1 ABS 主要技术指标:.........................................6 2.3 分析塑件的结构工艺性..........................................7 2.4 工艺性分析....................................................7 3.1初步确定型腔数目..............................................8 4.1注射机的选用原则..............................................9 4.2 塑件体积的计算................................................9 4.3 计算塑件的质量...............................................10 4.4 按最大注射量初步确定注射机...................................10 4.5 注塑机相关参数的校核.........................................10 135.1 主流道的设计.................................................13 5.2 分流道的设计.................................................13 5.3 分型面的选择设计原则.........................................14 5.4 浇口的设计...................................................14 176.1 型腔、型芯工作尺寸计算.......................................17 6.2 侧抽机构设计 .................................................18 6.2.1 抽芯距的确定与抽拔力的计算...............................18 6.2.2 斜导柱分型抽芯机构的设计.................................19 6.3 模架的选择...................................................20 227.1 导柱的设计...................................................22 7.2 导套的结构设计...............................................22 7.3 推出机构的设计 ...............................................23 7.3.1 推件力的计算.............................................24 7.3.2 推杆的设计...............................................24 268.1 确定冷却水道直径.............................................26 2810.塑料模材料的性能要求 2911 错误!未定义书签。参考文献 错误!未定义书签。主要符号表 K——注射机最大注射量的利用系数,一般取 0.8 M——注射机的额定塑化量(g/h cm/h)T——成形周期 cm)F——注射机的额定锁模力(N) ——浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm)p——塑料熔体在模腔内的平均压力(MPa),通常模腔内压力 max——注射机最大开模行程(mm) A——侧型芯被包紧的截面周长(cm)h——成型部分深度(cm) q——单位面积积压力,一般取 7.8~12MPa μ——摩擦系数 a——脱模斜度 第一章 绪论 1.1题目背景意义 近几年,我国塑料模工业有了很大发展,注塑模具制品的种类越来越多,在 未来的模具市场中,塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将 逐步提高。在电子、汽车、家电、玩具等产品中,60%-100%的零部件,都要依靠 模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生 产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。通过本课题的设计,应使我 们在下述基本能力上得到培养和锻炼:塑料件制品的设计及成型工艺的选择; 一般塑料件制品成型模具的设计能力;塑料制品的质量分析及工艺改进、塑 料模具结构改进设计的能力; 了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的 结合。使个人能力得到全面提高,以适应今后的工作。 1.2 模具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液 态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质量好, 材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业 模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志, 它在很大程度上决定 着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益 受到人们的关注。早在1989 月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分, 又是高新技术产业化的重要领 域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成 为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中60%~90%的产品的零 件,组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场 为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整 个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重 点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工 业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005 年将达到170 断换型,汽车换型时约有80%的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有14 种排量80 多个车型,1000 多个型号。单辆摩托车 约有零件2000 种,共计5000 多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩 托车生产需1000 副模具,总价值为1000 多万元。其他行业,如电子及通讯,家 电,建筑等,也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士 等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只 要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期 1.3我国塑料模具行业普遍存在的问题 (1)发展不平衡,产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近 国际先进水平,但总体来看,模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命 等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。 包括生产方式和企业管理在内的总体 水平与国外工业发达国家相比尚有10 年以上的差距。 (2)工艺装备落后,组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改 造,工艺装备水平已经比较先进,有些三资企业的装备水平也并不落后于国外, 但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是,企业组织协调能力差,难以 整合或调动社会资源为我所用,从而就难以承接比较大的项目。 (3)大多数企业开发能力弱,创新能力明显不足。一方面是技术人员比例 低、水平不够高,另一方面是科研开发投入少;更重要的是观念落后,对创新和 开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发,同时也要重视产品的创新。 (4)供需矛盾短期难以缓解。近几年,国产塑料模具国内市场满足率一直 不足74%,其中大型、精密、长寿命模具满足率更低,估计不足60%。同时,工 业发达国家的模具正在加速向中国转移, 国际采购越来越多, 国际市场前景看好。 市场需求旺盛,生产发展一时还难以跟上,供不应求的局面还将持续一段时间。 (5)体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中,竞争性行 业,特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业,国有和集体所有制 原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。 人才的数量和素质也跟不上行业的 快速发展 1.4 国内外相关研究情况 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来,人们对各种设备 和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高, 这就为塑料制品提供了更为广阔的 市场。塑料制品要发展,必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、 工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行,发展迅速,因此,塑料模具也快速发展。 在生产量高速增长的情况下,中国塑料模具水平也有很大提高。 (1)模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展;模具 生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展;模具企业将向着技术集 成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。 (2)模具CAD/CAE/CAM/PDM 正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息 化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。 (3)模具的质量、周期、价格、服务四要素中,已有越来越多的用户将周期 放在首位,要求模具尽快交货,因此模具生产周期将继续不断缩短。 大力提高开发能力,将开发工作尽量往前推,直至介入到模具用户的产品开发中去,甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发(这需要在有较大把握和 敢冒一定风险的情况下进行),变被动为主动。以及“你给我一个概念,我还你 一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。 (5)随着模具企业设计和加工水平的提高,过去以钳工为核心,大量依靠技 艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说: “模具是一种工艺品”的概念正 在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代, 模具“上下模单配成套”的概念 正在被 “只装不配的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今 后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变,也是一种生产方式的改变,更 是一种观念的改变。 这一趋向使得模具标准化程度不断提高, 模具精度越来越高, 生产周期越来越短,钳工比例越来越低,最终促使整个模具工业水平不断提高。 (6)高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术 将不断得到发展。 专家指出,面对国外先进技术与高质量制品的挑战,中国塑模企业不仅要加 快产业集群化,发挥规模效应,还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产 业链后端的检测以及信息服务,尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差 距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。 1.5 塑料模发展趋势 由于计算技术和数控加工迅速发展, 使得CAD/CAM 逐渐取代了过去塑料模的 设计与制造技术,使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑 料模CAD/CAM 的发展不仅可以提高塑料模质量,减少塑料模的设计与制造工时, 缩短塑料模生产周期,加快塑件生产和产品的更新换代,而且更主要的是能满足 当前用户对塑料模行业提出的“质量高塑料作为现代四大工业基础材料之一, 来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例 也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展,对注塑成型的制品质量和精度 要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关 系,对注塑制品的要求就是对模具的要求。 塑料模以后的发展主要有以下几方面: 1)注射模CAD 实用化; 2)挤塑模CAD 的开发; 3)压模CAD 的开发; 4)塑料专用钢材系列化。 1.6 设计(论文)主要内容 通过塑料零件的注塑模具设计, 了解塑料成型模具的基本设计原理与设计方 法,掌握材料的选择,热处理要求及其制造工艺知识,掌握塑料件的材料、形状、 结构对注塑成型的影响,能够熟练的运用计算机进行设计与绘图。 设计的基本要求 (1)对塑件进行实体测绘,并完成基本参数的计算及注射机的选用; (2)确定模具类型及结构,完成模具的结构草图的绘制; 绘图要求 (用AutoCAD 和Pro/E 软件) 塑件的工艺分析2.1 制品(手提箱提手)的简介 制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解, 在接受设计任务书以后就 要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件,产品的功用及工作条件有 个整体概念,以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 2.2 分析塑件使用材料的种类及工艺特征 该塑件材料选用ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物 。用途:汽车配件(仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等),收音机壳,电话手柄、大强度工 具(吸尘器,头发烘干机,搅拌器,割草机等),打字机键盘,娱乐用车辆如高 尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05 克/立方厘米 ,燃烧鉴别方法: 连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味。溶剂实验:环已酮可软化,芳香溶 剂无作用 特点 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处 3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4)流动性比HIPS 差一点,比PMMA、PC 等好,柔韧性好。 5)用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 6)同PVC(聚氯乙烯)一样在屈折处会出现白化现象。 成型特性: 1)无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件 须长时间预热干燥80-90 小时.2)宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为

  270 度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80 3)如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。 4)如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7 天后模具表面会残存塑料分 解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排 气位置。 ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS 的各种 性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS 是丙烯腈、 丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A 代表丙烯腈,B 代表丁二烯,S 代表苯乙烯。 ABS 工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、 刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊 的肉桂气味,但无熔融滴落现象。 ABS 工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电 性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,散热性(现在ABS 工程塑料的工艺已经 很成熟了,笔记本电脑只要内部结构设计合理,同样可以有出色的散热效果。) 成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部 分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS 工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。ABS 有良好的 耐化学腐蚀及表面硬度 ,有良好的加工性和染色性能。ABS 无毒、无味、呈微 黄色,成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02~1.05g/cm。ABS 有良好的机械强 度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无 机盐、碱和酸类对ABS 几乎无影响。ABS 不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃 长期接触会软化溶胀。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性,易与成型加工,经过调 色可配成任何颜色。ABS 的缺点是耐热性不高,连续工作温度为70C 左右,热 变形温度为93C 左右,且耐气候性差,在紫外线作用下易发脆。ABS 在升温时 粘度增高,所以成型压力高,故塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS 易吸水,成型加 工前应进行干燥处理;ABS 易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量少浇注系统对 料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 2.1.1 ABS 主要技术指标: 2-1热物理性能 密度(g/ cm) 1.02—1.05 比热容(Jkg -1 1255—1674导热系数 -110 -2 13.8—31.2线电气性能 表面电阻率(Ω) 1.210 13 体积电阻率(Ωm) 6.910 14 Hz)3.04 介电损耗角正切(10 Hz)0.007 耐电弧性(s) 50— 85 2.3 分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等,整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求 精度较高外 ,其他尺寸精度要求相对较低,但表面粗糙度要求较高,再结合其材料性能,故选一般精度等级: 2.4工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分 流道位于模具的分型面处,浇口横向开设在模具的型腔处,从塑料件侧面进料, 因而塑件外表面不受损伤,不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 塑件的工艺参数 小时成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度:25-70(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度 较低) 融化温度:210-280(建议温度:245) 成型温度:200-240 注射速度:中高速度 ,注射压力:500-1000ba 第三章 初步确定型腔数目 初步确定型腔数目3.1 初步确定型腔数目 当塑料制件的设计已经完成,并选定所用塑料后,就需要考虑是采用单型腔 根据产品结构特点,此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直; 另一种是将此塑料制品的中心 线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式,由于是小批量的生 产,该注射模采用了1 腔的结构。使生产效率大为提高。第四章 注射机的选择 注射机的选择注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式, 在确定 模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、 锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出行程、开模距离等进 行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机,倘若用户已提供了注射 机的型号和规格,设计人员必须对其进行校核,若不能满足要求,则必须自己调 整或与用户取得商量调整 4.1注射机的选用原则 1、计算塑件及浇道凝料的总容量(体积或重量)应小于注射机额定容量(体 积或容量)的0.8 2、模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力;3、模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力; 4、模具的闭模高度应在注射机最大,最小闭合高度之间; 5、模具脱模取出朔件所需的距离应小于所选注射机的开模行程; 4.2 塑件体积的计算 由三维软件的零件塑件的体积V=21.54cm 1110 4.3 计算塑件的质量 查手册取密度:ρ=1.05g/cm 所以,塑件的重量为:M=Vρ=21.54cm 1.05=22.617g浇注系统的 12体积计算:主浇道的近视体积为 V1=3.145.575.5760/4=1.46 cm 分浇道的近视体积为:V2=3.146.396.3935/4=1.12cm 浇注系统的体积近视为:V=V1+ V2=1.46 cm +1.12cm 4.4按最大注射量初步确定注射机 根据 单个塑件体积或质量,cm或g;根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1 代入数值有大于等于57.6cm,根据体积可初选 SZ100/630 查表可得(P60) 一次注射量 75-105 螺杆直径 30-35 注射压力 224-164.5 注射方式 螺杆式 630最大注射面积 645 cm2 最大开(合)模行程 270 模具最大厚度 300 模具最小厚度 100 拉杆空间a 或axb 370 X320 4.5 注塑机相关参数的校核 1.注射压力的校核 11 查《模具设计与制造简明手册》P47 表3-1 常用热塑性塑料注射成型工艺参 数注射压力 80MPa

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