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基于solidworks的小型移動硬盤外殼注塑模設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(論文(參考版)

2025-03-02 10:19本頁面
  

【正文】 由于缺乏經(jīng)驗,本次設(shè)計沒有做到聯(lián)系實際生產(chǎn),在應(yīng)用到實際生產(chǎn)中時,可能會遇到很多問題,在今后的工作。而在裝配圖的繪制中,對細節(jié)的反復(fù)修改較多。 2) 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式。 根據(jù)設(shè)計完成的三維模型,利用該軟件強大的制圖功能生成其二維圖,經(jīng)修改后,完成二維圖的繪制,整個過程簡便又快捷。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 49 本次設(shè)計在傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,利用 SolidWorks 軟件中的 IMold 模塊,完成了移動硬盤外殼注塑模的的設(shè)計工作。設(shè)計中用到了大量相關(guān)的知識,例如機械設(shè)計、工程制圖、聚合物材料、塑料成型機械、塑料成型模具、公差與配合等學(xué)科。 4 模具總裝圖 圖 41 移動硬盤外殼裝配圖 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 48 圖 42 模具總裝圖俯視圖 結(jié) 論 本次 畢業(yè) 設(shè)計我的課題是基于 SolidWorks的小型移動硬盤外殼的模具設(shè)計,它 對我在大學(xué)階段所學(xué)習 的模具設(shè)計方面的知識做了一個很好的總結(jié)和鞏固,也對平時所學(xué)習的比較零散的知識做到了系統(tǒng)化的運用。 4) 開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位,如流道或冷料穴的終端; 5) 開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處,因為這樣的部位最容易形成中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 47 熔接痕; 6) 若型腔最后充滿部位不在分型而上,其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時,可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊,以供排氣; 7)高速注射薄壁型制件時,排氣槽設(shè)在澆口附近,課 使氣體連續(xù)派出; 若制作具有高深的型腔,那么在脫模時需要對模具設(shè)置引氣系統(tǒng),那是因為制作表面與型心表面之間在脫模過程中形成真空,難于脫模,制件容易變形或損壞。 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體,這些氣體若不能順利排出,則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫,引起塑料局部炭化燒焦,或使塑料產(chǎn)生氣泡,或使塑料熔接不良而引起缺陷。如果型 腔內(nèi)因各種原因所產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈,塑件上就會形成氣泡、凹陷、熔接不牢、表面輪廓不清晰等缺陷,另外,氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度,因此模具設(shè)計要考慮型腔排氣問題。 C 1T — 熔融塑料進入模腔的溫度( C ) 2T — 制品脫模溫度( C ) ? ? 51 5 0 0 .0 2 1 0 4 7 1 8 0 6 0 1 .2 7 1 0Q ? ? ? ? ? ? ? (kJ/h) 冷卻時所需要的冷卻水量: ? ?1 1 3 4M Q T T???( kg) 式中 1M — 通過模具的冷卻水質(zhì)量( kg) ? — 導(dǎo)熱系數(shù)() 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 45 ? ?34TT? — 進出水溫度差( C ),不應(yīng)太大,取 3C 51 1. 27 10 10 55 3 39 .7M k g? ? ? ? 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v 與水管道直徑 d 的關(guān)系,確定模具冷卻水道的水道直徑 d 為: ? ? 13 214 1 0d M v??? ? ? ( mm) 式中 v— 管道內(nèi)冷卻水的流速,一般取 ~,取 ?— 水的密度( 3kgm ) ; ? ? 133 24 1 0 3 9 .7 1 .6 1 0 3 .2d m m?? ? ? ? ? ? 取冷卻水道的直徑 d=10mm; 冷卻管道總傳熱面積: 1A M R T? 式中 R— 冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)( 2J m C? ) ? ?0 .8 0 .24187R f v d?? ( 2J m C? ) f— 與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù),為 20C 、f= T — 模溫與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差, T =30C ? ? 54 1 8 7 6 .4 5 1 0 0 0 1 .6 8 .5 1 010R ? ? ?? ? ? 2J m C? 3 3253 9 . 7 1 0 0 . 1 5 1 08 . 5 1 0 3 0Am? ??? ? ??? ; 冷卻 孔道的孔數(shù): An dL?? 式中 A— 冷卻裝置總的傳熱面積(2m) d— 冷卻水道管道直徑( m) L— 冷卻管道長度( m) 3 330 . 1 5 1 0A 0 . 0 1 91 0 1 0 2 5 0 1 0?? ?????? ? ? ? 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 46 由于塑件材料為 PC,其注射成型模具并無加熱要求。具體的計算如下 : 塑料傳給模具的熱量: ? ?112Q n m C T T? ? ? ?( kJ/h) 式中 1Q — 單位時間內(nèi)塑料傳給模具的熱量( kJ/h) n— 每小時的注射次數(shù),取 n=50 m— 每次注射的塑料量( kg) C— 塑料的比熱容( J/kg所謂簡單計算就是以塑料熔體釋放出的熱量 Q1 為總熱量,全部由冷卻介質(zhì)傳走。為不影響操作,進出口水管接頭通常設(shè)在注射機背面的模具同一側(cè); 8) 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象,設(shè)計時要通盤考慮; 9) 冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi),以免模具在搬運過程中造成損壞。如果進水與出水溫差過大,將使模具的溫度分布不均勻,尤其對流程很長的大型塑件,料溫越流越低,對于矩形模具,通常沿模具寬度方向開設(shè)水孔,使進水與出水溫度差不大于 5℃ ; 6) 合理選擇冷卻水道的形式。當塑件壁厚不均勻時,壁厚處應(yīng)強化冷卻、水孔應(yīng)靠近型腔、距離要小,但也不應(yīng)小于 10 ㎜; 4) 澆口處加強冷卻。提高模具溫度可改善塑件表面形態(tài),降低塑件表面粗糙中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 43 度值。 3) 減少塑件變形、提高塑件的精度;合適的冷卻系統(tǒng)是模具各部分溫度保持均勻,使塑件各處冷卻速度一致,減少塑件的變形,同時溫度恒定能減少塑件成型收縮率的波動,從而提高了塑件的尺寸和形狀精度。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 1) 縮短成型周期提高生產(chǎn)效率;據(jù)統(tǒng)計,模具的冷卻時間約占整個注射循環(huán)周期的 2/3,因此,縮短成型周期中的冷卻時間是提高 生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。所以熱塑性塑 料在注射成型后,必須對模具進行有效的冷卻,以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模,提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 模具溫度過高,成型收縮大,脫模后塑件變形率大, 而且還容易造成溢料和黏模 ; 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 42 模具溫度過低,則熔體流動性差,塑件輪廓不清晰,表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷; 當模具溫度不均勻時,型芯和型腔溫度差過大,塑件收縮不均勻,導(dǎo)致塑件翹曲變形,會影響塑件的形狀和尺寸精度。 l E本設(shè)計主要計算由型芯包緊力形成的脫模阻力。推桿的材料中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 40 采用 T8 碳素工具鋼,熱處理要求硬度 54HRC~ 58HRC,工作端配合部分懂得表 面粗糙度為 Ra= m? 。 綜上所述,本套模具的推出機構(gòu)形式采用推桿推出,推桿的位置參考原塑件留下的推桿位置,根據(jù)以上原則,本設(shè)計的推桿位置如圖310 所示: 圖 310 頂桿 位置 示意圖 推桿的數(shù)量為每個型腔 4 根,總共 8 根。 4) 良好的塑件外觀 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 39 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)置在塑件內(nèi)部,以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。 2) 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞,設(shè)計時應(yīng)仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小,合理的選擇推出方式及推出位置,從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 1) 推出機構(gòu)應(yīng)晝調(diào)協(xié)在動模一側(cè) 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的,所以一般情況下,推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。推出機構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類,可分為推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)、成型推桿(塊)推出機構(gòu)、多無綜合推出機構(gòu)等。 推出機構(gòu)的分類 推出機構(gòu)可按其推出動作的動力來源分為手動推出機構(gòu)、機動推中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 38 出機構(gòu)、液壓和氣動推出機構(gòu)。推出機構(gòu)中,凡直接與塑件相接觸、并將塑件推出型腔的零件稱為推出零件。常用的 推出零件有推桿、推管、推件板、成型推桿等。 脫模推出 機構(gòu)的設(shè)計 推出機構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。導(dǎo)套外徑按 H7/m6 或 H7/k6 配合鑲?cè)肽0澹? 4) 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅(青銅合金)等耐磨材料制造,但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度,這樣可以改善摩擦,以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?dǎo)柱滑動部分按 H7/f6 的間隙配合; 6) 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 ; 7) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面,堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 35 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱的設(shè)計: 1) 該模具采用帶頭導(dǎo)柱,且不加油槽; 2) 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出 6~ 8mm; 3) 為使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔,導(dǎo) 柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分; 4) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定,應(yīng)保證具有足夠的抗彎強度(該導(dǎo)柱直徑由標準模架知為 248。 4) 保持機構(gòu)運動平穩(wěn) : 對于大、中型模具的脫模機構(gòu),導(dǎo)向機構(gòu)有使機構(gòu)運動靈活平穩(wěn)的作用。 3) 承受一定的側(cè)向壓力 : 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力,或者由于成型設(shè)備精度低的影響,使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力,以保證模具的正常工作。 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 合模導(dǎo)向機構(gòu)的作用 1) 定位作用 : 模具閉合后,保證動定模位置正確,保證型腔的形狀和尺寸正確;導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用,便于裝配和調(diào)整。 采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴,將其設(shè)置在主流道的末端,即起到冷料穴的作用,又兼有開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側(cè)。其作中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 34 用是捕集料流前鋒的 “ 冷料 ” ,防止 “ 冷料 ” 進入型腔而影響塑件質(zhì)量,開模時又能將主流道的凝料拉出。對于流動性不好的塑料,如 PC、 PSF 等,扇形澆口也很能適應(yīng)。 3) 可減少帶入空氣的可能性,加之型腔排氣良好,可避免氣體混入熔體中。 1) 熔體是通過一個逐漸展開的扇形進入型腔的,因此,熔體在橫向可得到更均勻的分配,可降低制品的內(nèi)應(yīng)力,減少變形。其結(jié)構(gòu)如圖 37 所示。 扇形澆口是一種逐漸擴大的澆口,有如折扇,是由測澆口變異而來。同時,模具的結(jié)構(gòu)可簡單化為單分型面結(jié)構(gòu)。而且對于品牌商來說,他們所制造出來的產(chǎn)品的質(zhì)量是贏得市場的關(guān)鍵所在。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 32 圖 36 分流道示意圖 分流道直徑為 6mm。)該模具采用方法 。 在保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下,分流道截面積與長度盡量取小值,分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。 ,內(nèi)壁粗糙度為 Ra = ; 2) 主流道大端成圓角,半徑 r=1~ 3mm,以減小料流轉(zhuǎn)向過度時的阻力; 3) 在模具結(jié)構(gòu)允許,主流道應(yīng)盡可能短,一般小于 60mm,過長則會影響熔體的順利充型; 4) 主流道襯套與定模座板采用 H7/m6 過渡配合,與定位圈的配合采用 H9/f9 間隙配合; 5) 主流道襯套一般選用 T T10 制造,熱處理強度為 52~ 56HRC。 ,對流動性差的塑料可取 3176。 主流道設(shè)計的要點如下: 1) 主流道圓錐角 α=2176。 主流道軸線一般位于模具中心線上,與注射機噴嘴軸線重合,型腔也以此軸線為中心對稱布置。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。 主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處,它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入 分流道 或型腔中。 9) 較高的生產(chǎn)效率。 7) 防止塑 件出現(xiàn)缺陷,避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計) 29 5) 消除冷料,澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。 3) 均衡進料,即分流道 盡可能采用平衡式布置。 對澆注系統(tǒng)進行整體設(shè)計時,一般應(yīng)遵循如下基本原則: 1) 重點考慮型腔布局。而該模具采用普通流道澆注系統(tǒng),普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。而一個理想的澆注系統(tǒng)應(yīng)該是:在充模階段,能夠使熔料以
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