花洒注塑摸具设计.doc
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1、目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 本课题研究的现状及发展趋势11.2 本课题研究的意义和价值11.3 本课题的基本内容,预计解决的难题21.3.1 本课题的基本内容21.3.2 预计解决的难题21.4 课题的研究方法、技术路线21.4.1 研究方法21.4.2 技术路线31.5 研究工作条件和基础32 塑件的工艺分析42.1 塑件成型工艺分析42.2 进胶方案分析52.3 拔模分析52.4 花洒原料(PS) 成型特性与工艺参数分析63 注塑设备的选择83.1 注塑成型工艺简介83.2 注塑成型工艺条件83.3 注塑机选择83.3.1 注塑机基本参数83.3.2初选注塑机94
2、 花洒模具3D分模及成型零件设计104.1 建立分模档104.2 分型面的设计104.2.1 镶件分型面设计104.2.2 斜顶分型面设计114.2.3 滑块分型面设计114.2.4 主分型面的设计134.3 分割、抽取模具体积块144.4分模后处理155 花洒模具2D排位165.1 镜像、做产品基准、放缩水165.2 定模仁、调模架165.3 镶件结构设计及装配模仁195.3.1 镶件结构设计195.3.2 装配模仁195.4 浇注系统设计205.4.1 确定浇注系统的设计原则215.4.2 流道的设计要点225.4.3 选择浇口套235.4.4 流道及浇口位置的设计255.4.5 排气系统
3、及冷料井设计275.5 侧抽芯系统设计275.5.1 滑块的设计275.5.2 斜顶设计295.5.3 油缸抽芯295.6 顶出系统及定位系统设计315.6.1 顶出系统设计315.6.2 定位系统的设计315.7 冷却系统设计325.8 限位块、垃圾钉、K.O孔345.8.1 限位块设计345.8.2 垃圾钉346.8.3 创建K.O孔345.9 花洒模具标数35设计总结36致 谢37参考文献38(附 录)39word文档 可自由复制编辑花洒注塑模具设计摘 要此次的设计任务即花洒注射模具设计,零件模型就是商场里面买来的浴室用的花洒,上下两个部件通过螺纹旋合在一起,要求生产出的塑件表面光滑,不
4、能有明显凹痕、气泡、飞边、喷痕擦伤等缺陷,要易于装配,配合处应该严密布漏水。借助 Pro/E设计软件创建型腔、斜顶、滑块抽芯以及其他零件,并自动生成所需要的零件工程图 ;从标准模架选择到产品输出,全部采用 3D化设计。该花洒材料为聚苯乙烯,是工业生产中常见的透明材料。通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模,以实现自动化提高产量。模具特点:一模两腔、两板模,斜顶和滑块抽芯同时有,环形流道进胶,油缸抽芯。此外,还对工作零件和注射机有关参数进行了必要的校核计算。关键词 花洒/注塑模具/Pro/E/生产实践THE SPRINKLER INJECTION MOLD DESINGABSTRA
5、CTThe design tasks that sprinkler injection mold design , part model is inside the mall to buy a bathroom with shower , two upper and lower parts together by threaded together, require the production of plastic parts surface is smooth, concave not have obvious marks, bubbles, flash, spray marks scra
6、tches and other defects , to be easy to assemble , with the leaking of the cloth should be tight .With Pro / E design software to create a cavity , lifters , sliders core pulling and other parts , and automatically generate the required parts drawings ; choose from the standard mold to product outpu
7、t , all using 3D technology design . The showerhead material is polystyrene, are common in the industrial production of a transparent material . Through the plastic parts to analyze and compare the process, the final design of a pair of plastic injection molding , which is designed to produce a pair
8、 of plastic injection mold products to automate increase production.Mold features: a two -mode , two formwork , the lifter and slide Pulling while , circular passage into the plastic , cylinder core pulling . In addition, the work related parts and injection machine parameters necessary checking cal
9、culations.KEY WORDS Shower,injection mold,P ro / E,EMX,production practicesword文档 可自由复制编辑1 绪 论 1.1 本课题研究的现状及发展趋势到2010年,市场规模达到860亿美元,其中塑料模约占40%左右。即使在2008年,世界经济受到金融海啸的影响而陷入低谷,当年模具行业产值仍然增长3.68%。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例仍将逐步提高。而花洒的注塑设计作为其中成熟的一部分,无论从工艺、模具设计、材料等方面都已经成熟,竞争日趋激烈。新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现、发展迅猛。塑料
10、制品作为日常生活必须的产品,需求量大。同时随着社会水平的提高。对质量、外形、安全等要求也日益提升。整体来看,无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面我国的塑料注塑模具工业都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。高低端塑料水杯产品的差价在10倍以上,对于产品质量的控制也要加强。由此而造成对于一些中高档塑料模具供不应求。同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。由于塑料零配件形状复杂、设计灵活,对模具材料、设计水平及加工设备均有较高要求,并不是人人都可以轻易涉足的。专家认为,目前中国与国外水平相比还存在
11、较大差距,眼前需尽快突破制约塑料模具产业发展的三大瓶颈:一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度;二是塑模企业应向园区发展,加快资源整合;三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上,否则塑料模具发展将受到制约1。1.2 本课题研究的意义和价值花洒的注塑模设计作为注塑模设计的一个典型,同时又有很大的实用价值,通过对它的研究对于提高模具设备的整体水平具有重要意义。对模具设备的智能化、自动化、准确度、专业化都有着很大的意义。而目前我国模具行业理论和实际应用与先进国家相比还有着一定的差距。通过研究实验平台提高设备水平为理论研究和实际应用提供工具保障。促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。有利于理论
12、与实践的双向发展。同时通过本课题的研究为模具设计的更新换代和前进发展打下一定的基础。同时在前人研究的基础上完成分形面、靠破孔、浇注冷却系统、抽芯机构、推出机构设计,使得本人具有综合运用多学科的理论、知识与技能,分析与解决工程问题的能力。使得理论认识深化、知识领域扩展、专业技能延伸。为以后的工作打下一定的基础。1.3 本课题的基本内容,预计解决的难题1.3.1 本课题的基本内容1、根据材料的特性及制品的结构对制件进行工艺分析,制定设计方案:塑料花洒体积较大,在设计中应注意注射机选择和型腔数的确定,以免锁模力不够。然后确定注射机型号及分型面,型腔排放位置、模具类型等。2、进行模具设计:根据计算确定
13、模具各部分尺寸,选择分形面,设计浇注系统,选择模架和零件。绘制模具装配图、零件图。3.尽量优化设计方案,避免出现飞边、溢料等质量问题。探讨一下塑料模CAD/CAM/CAE,了解计算机软件在模具设计中的应用。1.3.2 预计解决的难题注塑成型的工艺参数的确定以及分型面、主流道、浇口、分流道、推杆、导柱、推板等部分的机械结构设计。1.4 课题的研究方法、技术路线1.4.1 研究方法要完成塑料花洒模具设计的各个方面,包括花洒外形的设计,注塑材料的选用,注塑机的选用,成型部分、浇注系统、结构零件、导向零件、紧固零件的模具设计,抽芯机构的设计。避免设计时候的各种禁忌。同时需要充分考虑各个部分间的关系,分
14、配功能时既要充分体现各组成部分的优势,又要考虑到各组成部分工作时序上的协调。1.4.2 技术路线资料收集总结整理计算数据初步设计画出草图修改草图计算机绘图校核强度设计必要的辅助机构编写说明书反馈与完成。21.5 研究工作条件和基础1 经过三年半理论学习及实践,用于进行课题的基本素质。具有一定的机械专业知识基础。2 拥有的资料包括部分图纸、参考资料以及机械、模具、电气设计手册等。3 查阅文献的能力设计能力,包括通过资料的整合进行装备设计的技能。4 拥有电脑、打印机等基础设备和开放式实验室供学生使用进行辅助设计。5 有丰富的工厂认识实习与生产实习的经验。2 塑件的工艺分析2.1 塑件成型工艺分析该
15、塑件是浴室用的花洒,上下两个部件通过螺纹旋合在一起,如图2-1、图2-2所示。此产品材料为PS,收缩率为0.005,客户要求生产出的塑件表面光滑,不能有明显凹痕、气泡、飞边、喷痕擦伤等缺陷,易于装配,配合处应该严密布漏水。 图2-1 花洒实物图图2-2 花洒零件图2.2 进胶方案分析该塑件外结构简单,由曲面构成,两产品均有螺纹倒扣。鉴于PS料的硬脆特性,不能直接脱模,主体部分的把柄处为筒状结构,需要油缸抽芯3。产品在模具中的排位如图2-3所示。图2-3 产品排位图该产品材料为聚苯乙烯,是以钟透明材料,分流不能为直流道,应采用如图2-4所示的圆形弯流道,避免塑料熔体直冲而形成流纹,影响产品外观3
16、。图2-4 流道设计图2.3 拔模分析为了方便塑件脱模,首先对塑件进行拔模分析,对未拔模的部分进行拔模处理。由于花洒主体部分的基准面与产品分型方向成一定的角度,给产品调入分模档带来很多不便,为方便起见,调入分模档之前应为其建立新的基准面及坐标系。运行拔模检测,如图2-5所示所示。分别对两塑件进行拔模检测,仔细查看塑件各个部件是否拔模。 图2-5(a) 手柄拔模检测图 图2-5 (b) 盖子拔模检测图根据拔模检测结果发现螺纹产生倒扣,分模时将采取斜顶顶出机构,所以不会影响产品顶出,故无需拔模。拔模有利于产品顺利脱出模具而不致变形,这是个重要工作,十分烦琐,尤其是塑件结构复杂,对产品进行拔模更不容
17、易,需要仔细查看各部位的拔模情况,对未拔模部位进行拔模4。2.4 花洒原料(PS) 成型特性与工艺参数分析PS聚苯乙烯化学和物理特大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸,但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀,并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在0.40.7%之间5。注塑模干燥处理:除非储存不当,通常不需要干燥处理。如果需要干燥,建议干燥条件为80C、23小时。熔化温度:180280C。对于阻燃型材料其上限为250C。模具温度:4050C。注射压力:200600bar。注射速度
18、:建议使用快速的注射速度。流道和浇口:可以使用所有常规类型的浇口。典型用途产品包装,家庭用品(餐具、托盘等),电气(透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等)5。3 注塑设备的选择3.1 注塑成型工艺简介注射成型也称注塑,是塑料的一种重要成型方法。除极少数几种热塑性塑料外,几乎所有的热塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料,如酚醛塑料等。注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热熔融塑化后,在柱塞或螺杆加压下,物料被压缩并向前移动,通过机简前端的喷嘴,以很快的速度注入温度较低的闭合模具内,经过一定时间的冷却定型后,开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。注
19、射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等,视需要而定。 注射成型具有生产周期快、生产效率高、能成型形状复杂、尺寸精确或带微件的制品以及易于实现自动化等特点,因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的2030。注射成型是一种比较先进的成型工艺,目前正继续向着高速化和自动化方向发展6。3.2 注塑成型工艺条件对于一定的塑料制品,当选择了适当的塑料品种、成型方法及成型设备,设计了合理的成型工艺过程和塑料模结构之后,在生产中,工艺条件的选择和控制就是保证成型顺利和
20、制品质量的关键。注射成型的主要工艺条件是温度、压力和时间。试模时可根据实际情况做适当调整。3.3 注塑机选择3.3.1 注塑机基本参数注塑机的技术规范:类型,最大注射量,最大注射压力,最大锁模力、最大成型面积、最大最小模厚、最大开模引程、定注孔尺寸、嘴喷的球面半径、注射机动模板的顶出孔、机床模板安装螺钉孔或丁字槽的位置与尺寸。 1、 类型: 卧式、立式、 直角式。 2、 最大注射量的选择:注射机一次注射聚本乙烯的最大熔料的重量或容积的量为注射机公称注射量。 塑件十浇注流的总量=0.8 公称注射量。3、 注射面积核定:最大注射面积指模具分型面上 允许的塑件最大投影面积. 作用于该面积上的型腔总压
21、力小于注射机7。3.3.2初选注塑机a.计算塑件的体积根据零件的三维模型,利用Pro/E软件可查询到塑件的体积为:V1= 21968.379+ 10609.397=22577 .776mm3,浇注系统的体积:V2=25%V1=5644.444mm3 。一次注射所需的塑料总体积为(一模一件):(V1+V2)/0.8=35277.775 mm3=35.278。b.计算塑件的质量塑件与浇注系统的总质量:M=V=g5根据塑料制品的体积或质量,查书可选定注塑机型号为SZ-40/25,其基本参数如表3-1所示:表3-1 SXZY-40/25型柱塞式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最大注射
22、量(cm)402注射压力(MPa)2003注塑速率(g/s)504塑化能力(Kg/h)205锁模力(KN)25006注塑机拉行间距(mm)2502507顶出行程(mm)558最小模厚(mm)1309最大模厚(mm)22010模板行程(mm)23011注塑机定位孔直径(mm)4012喷嘴球半径(mm)SR15 数据来源:2008年塑料成形模具设计技术手册M.注塑机参数4 花洒模具3D分模及成型零件设计4.1 建立分模档建立分模档,就是建立一个新的分模文件,然后调入参照模型,再建立待分割的毛坯(工件)的一系列工作8。把处理好的参照模型调入到分模档后,再放缩水及建立毛坯,如图4-1所示。图4-1 分
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- 注塑 设计