出水嘴注射模设计.doc
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1、江苏师范大学本科生毕业设计 出水嘴注塑模设计 存档日期: 存档编号: 江 苏 师 范 大 学本科生毕业论文(设计)论 文 题 目: 出水嘴注塑模设计 姓 名: 林 涛 学 院: 机电工程学院 班 组: 08机42 指 导 教 师: 袁 建 民 江苏师范大学教务处印制江苏师范大学机电工程学院毕业设计(论文)任务书机电工程学院 院(系)机械设计制造及其自动化专业 08机42班 学生 林涛 一、设计题目: 出水嘴注塑模设计二、设计任务要求及主要原始资料: 设计任务要求: 1. 注塑模设计图纸一套2. 毕业设计说明书一份主要原始材料:1.塑件图一张2主要参考文献1 中国机械工程学会,中国模具设计大典编
2、委会编著,中国模具设计大典,南昌:江西科学技术出版社,20032 王文平 池成忠编著,塑料成型工艺与模具设计,北京:北京大学出版社,20053 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计及制造.北京:机械工业出版社,20014塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册.北京:机械工业出版社,19945 冯炳尧 韩泰荣 蒋文森编.模具设计与制造简明手册.上海:科学技术出版社,20016 陈锡栋 周小玉主编,实用模具技术手册,北京:机械工业出版社,2001 7 邢邦圣主编.机械工程制图.南京:东南大学出版社,20038 徐灏主编.机械设计手册.北京:机械工业出版社,2001三、设计时间:2012年 2月 19
3、日至 2012年 6月 1日指 导 教 师: (签名) 教 学 院 长: (签名)目录摘要前言第一章 原始资料的分析 11.1塑件的工艺性分析 11.2计算塑件的体积和质量 31.3注塑机的选用 31.4塑件注塑工艺参数的确定 4第二章 确定模具的结构方案 62.1分型面的选择 62.2确定型腔的排列方式 72.3浇注系统设计 72.4推出机构的设计10第三章 抽芯机构设计 113.1抽芯距的确定 113.2斜导柱倾角的确定 113.3抽拔力的确定 113.4斜导柱尺寸的确定 11第四章 滑块与导滑槽等相关部件的设计 144.1滑块与侧抽芯连接方式设计 144.2滑块的导滑方式 144.3楔紧
4、块的设计 154.3滑块定位装置的设计 16第五章 成型零件结构设计 185.1动模和定模的结构设计 185.2型腔和型心工作尺寸计算 18第六章 型腔侧壁厚度和底板厚度计算 226.1 组合式圆形型腔侧壁厚度计算 22 6.2 组合式圆形型腔底板厚度计算 23第七章 模具加热和冷却系统的计算 24第八章 标准模架的选用 26第九章 注塑机参数校核 279.1喷嘴尺寸 279.2定位圈尺寸 279.3最大注射量校核 279.4锁模力校核 279.5模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 289.6开模行程校核 289.7推出装置的校核29第十章 模具装配与试模 3010.1具体的工艺要求 3010.
5、2模具的装配方法 3010.3模具的安装 3010.4试模 31第十一章 基于pro/E的模流分析 32结论 43后记 44参考文献 45 出水嘴注塑模设计关键词:出水嘴 注射成型 模流分析 摘 要:本文详细介绍了出水嘴注塑模的设计过程。首先分析原始资料,然后确定分型面和型腔排列方式,接着设计侧抽芯机构以及导滑槽和滑块,还对成型零件、型腔壁厚、加热和冷却等进行了计算,最后对注塑机进行校核。本设计介绍了中等复杂程度注射模具的设计过程,并对塑件进行了模流分析,在分析数据的基础上再对模具设计进行优化和改进,提高了模具设计的质量,缩短了设计时间。 The water outlet nozzle of
6、injection mold designKey words: water mouth injection molding Mold flow analysis Abstract: This paper was detailed to introduce a design process of water mouth injection mold. First to analysis original data, then decide the divide surface of cavity and the arrange way of mold cavity , designing the
7、 side take out core outfit and guide runner and slide block , still carried on the calculation towards modeling part, cavity deep and thick, hot up and cooling, at last ,check the data of injection molding machine. This design introduces the design process of a middle complexity injection mold, and
8、take the molding part for a mold flow analysis , on the foundation of the analysis data, optimize and improve the molding design so that to increase the quality of molding design and shorten the design time.前言 模具是工业产品生产用的重要工艺装备,在现代工业生产中,大部分的工业产品需要使用模具,模具工具已成为工业发展的基础,许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产,特别是汽车,摩
9、托车,轻工,电子,航空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业,根据国际生产技术协会的预测,21世纪机械制造工业的零件,其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具完成,因此,模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。模具工业发展的关键是模具技术的进步。模具作为一种高附加值和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 模具是塑件生产的重要工艺装备之一。模具以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。不同的塑料成型方法使用着不同的模塑工艺和原理及结构特点及不相同的塑料模具。塑件质量的优劣及生产效率的高低,模具因素占80%。一副质量好的注射模可以成型上百万次,压缩模大约
10、可以生产25万件,这些都同模具设计和制造有很大的关系。在现代塑件生产中,合理的模塑工艺、高效的模塑设备、先进的塑料模具和制造技术是必不可少的因素,尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、塑件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才可能发挥其效能,产品的生产和更新都是以模具的设计制造和更新为前提。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求愈来愈大、产品更新换代周期愈来愈短、用户对塑件质量的要求愈来愈高,因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求,促使塑料模具设计和制造技术不断向前发展,从而也推动了塑料工业生产高速发展,可以说,模具设计与制造水平
11、标志着一个国家工业化发展的程度。 塑料的种类增多,新的工程塑料品种的增加,塑料成型设备、成型工艺技术和模具技术水平的发展,为塑件的应用开拓了广阔的领域。目前,塑件已深入到国民经济的各个部门中。特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、航空、交通、通信、轻工、建材业产品、日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势不断加强,并且陆续出现全塑产品。据报道,美国塑料工业已变为全美第四个最大的工业,每年的塑料消耗量已经超过钢材。在全世界按照体积和重量计算塑件的消耗量也超过了钢材。我国的塑料工业发展也很快,特别是近20年,产量和品种都大大增加,许多新颖的工程塑料也已投入批量生产。塑件1990年达
12、到536.8万吨,居世界第四位。如今,我国塑料工业已形成了相当规模的完整体系,它包括塑料的生产,成型加工,塑料机械设备,模具加工以及科研、人才培养等。塑料工业在国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。随着科学技术的进步与国民经济发展对塑件的广泛需求,塑料模塑成型技术正在向高精度、高效率与长寿命的方向迈进。由于它是一项综合性技术,所以它的发展必然涉及许多领域的共同配合。塑料模是型腔模具中的一种类型,其模具型腔由凹模和凸模组成。对于形状复杂的曲面塑料质件,为了缩短研制周期,在现代化制造模具技术中,可以不急于直接加工出难以测量和加工的模具凹模和凸模,而是采用快速原型制造技术,先制造出与实物相同的样
13、品,看该样品是否满足设计要求和工艺要求,然后再开发模具。 按照塑料制件成型的方法不同,塑料成型模具通常可以分为以下几类:第七章 注射模 (2)压缩模 (3)压注模 (4)挤出模 (5)气动成型模除了上述介绍的几种常用的塑料成型模具外,还有浇注成型模,泡沫塑料成型模和滚塑模等。 塑料成型技术发展十分迅速,新的成型工艺层出不穷,因此,必须了解新的成型工艺与成型技术,以便掌握和推广。第一章 原始资料的分析1.1 塑件的工艺性分析塑件的工艺性就是塑件对成型加工的适应性。塑件工艺性的好坏不但关系到塑件能否顺利成型,也关系到塑件的质量以及塑料模具结构是否经济合理。塑件工艺性的好坏主要取决于塑件设计,在设计
14、塑件时不仅要满足使用要求,而且要符合成型工艺特点,并尽可能简化模具结构。这样,不仅能保证成型工艺顺利实施,提高产品质量,又能提高生产率,降低成本。在设计塑件时,必须考虑以下一些因素:(1)成型方法 不同的成型方法对其塑件的工艺性要求不同。(2)塑料的成型工艺性能 如流动性,收缩率等。(3)塑料的使用性能 塑料的尺寸、公差、结构形状应与塑件的物理性能、力学性能等相适应。在保证使用性能的前提下,力求结构简单、壁厚均匀、使用方便。(4)模具结构及加工工艺性 塑料的形状应有利于简化模具的结构,要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性。塑料工艺性设计的主要内容包括:尺寸、精度、表面质量、结构形状、螺纹、
15、齿轮、嵌件等。塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。由于侧抽芯或瓣合凹模或凸模不但使模具结构复杂,制造成本高,而且还会在分型面上留下飞边,增加塑件的修整量。因此,塑件设计时应尽可能避免侧向凹凸,如果有侧向凹凸,模具设计时应在保证塑件使用要求的前提下,适当改变塑件的结构,以简化模具结构。塑件内侧凹较浅并允许带有圆角时,则可以用整体凸模采取强制脱模的方法使塑件从凸模上脱下,但此时塑件在脱模温度下应具有足够的弹性,以使塑件在强制脱模时不会变形。塑件外侧凹凸也可以强制脱模,但是多数情况下塑件的侧向凹凸不可能强制脱模,此时应采用侧向分型抽芯机构的模具。塑件的壁厚对塑件质量有很大的影响,壁厚过小成型时
16、流动阻力大,大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下方面要求:具有足够的强度和刚度;脱模时能经受推出机构的推出力而不变形;能承受装配时的紧固力。塑件最小壁厚值随塑料品种和塑件大小不同而异。壁厚过大,不但造成原料的浪费,而且对热固性塑料成型来说增加了模压成型时间,并且造成固化不完全;对热塑性塑料则增加了冷却时间,降低了生产率。另外也影响产品质量,如产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。所以,塑件的壁厚有一个合理的范围。该塑件是一个出水嘴,其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS,生产类型为大批量生产。图1-1 塑件图1. 塑件的原材料分析ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体合成。每种单
17、体都具有不同的性能;丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性,苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度的特性。从形态上看,ABS是非结晶型材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的组成比率以及两相中的分子结构,这在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上具有不同品质ABS材料。不同品质的材料提供了不同的特性,如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温热曲性能等。ABS材料具有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的冲击强度。干燥处理:ABS材料具
18、有吸湿性,在注塑成型之前要进行干燥。建议干燥条件:8090下最少干燥2小时,且材料温度波动应保证小于 0.1。熔化温度:210280;建议:245模具温度:2570注射压力:50100MPa注射速度:中高速度2. 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析(1)结构分析 该零件的形状为两个互相垂直的带有两个孔,并使两个孔互相接通的圆柱体,两孔直径为2厘米,两孔深分别为5厘米和8厘米,此外,在一圆柱体侧面有两个平行的厚度为1厘米的薄板,薄板长5厘米,宽4厘米,由于有两个互相垂直的孔,其中一个孔可以用型芯推出,另一孔不利于分型,因此,模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构,该零件属中等复杂程度。(2)尺寸精度
19、分析 该零件尺寸为未注公差按MT5计算 表1-1 未注公差的尺寸允许偏差基本尺寸0-33-66-1010-1414-18MT50.10.120.140.160.1918-2424-3030-4040-5050-6565-800220.250.280.320.370.4380-100100-120120-140140-160160-180180-2000.500.570.640.720.800.88200-225225-250250-280280-315315-355355-4000.961.051.151.251.401.55400-450450-5001.751.95该零件重要尺寸有两个孔2
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