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本科畢業(yè)論文-計(jì)算機(jī)按鍵注射模設(shè)計(jì)說明書-在線瀏覽

2025-03-05 18:00本頁面
  

【正文】 ........................ 32 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師評閱表 ....................................... 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評閱教師評閱表 ....................................... 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯及最終成績評定表 ................................. 37 1 第一章 前言 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備,它的作用是控制和限 制材料(固態(tài)或液態(tài))的流動,使之形成所需要的形體。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),正日益受到人們的關(guān)注。 據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約 650 億美元。七類塑料模具中,注塑模具所占比例很大,約占全部塑料模具的 80%左右。模具在機(jī)械,電子,輕工,汽車,紡織,航空,航天等工業(yè)領(lǐng)域里,日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備,它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60% ~90% 的產(chǎn)品的零件,組件和部件的生產(chǎn)加工。例如日本“富特巴”、美國“ DME”、德國“哈斯考”等公司的標(biāo)準(zhǔn)已在中國廣為流行 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上,僅以汽車,摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一,汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件,經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車,汽車模具作為發(fā)展重 點(diǎn),已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副,價值上億元。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一,據(jù)統(tǒng)計(jì),中國摩托車共有 14 種排量 80 多個車型,1000 多個型號。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具,總價值為 1000 多萬元。 [1] 注塑模 具的國內(nèi)外的發(fā)展概況 注塑模具的國外發(fā)展概況 近年來 ,隨著塑料工業(yè)突飛猛進(jìn)地向前發(fā)展 ,模具設(shè)計(jì)和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化 .高效率、自動化、大型、超小型、高精度、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。模具生產(chǎn)的費(fèi)用將占產(chǎn)品成本的 10%30%且逐步提高。而國內(nèi) 塑料塑件在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。因此,在機(jī)電、儀表、化工、汽車和航天航空等領(lǐng)域,塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用,出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)自動化 或自動化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),因此,世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具。 ,但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距。 未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢: 湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù); 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用; 3)在 塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、注射成型和高壓注射成型技術(shù); 4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率,模具壽命不斷提高; 5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程; 6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展; 7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 [3] 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的模具設(shè)計(jì)方法 此次設(shè)計(jì)主要采用的是 Pro/E 加上設(shè)計(jì)人員的模式對計(jì)算機(jī)按鍵模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 [4] 塑件及塑件材料的特點(diǎn) 塑件如圖 11 所示,材料為 ABS,密度為 ,收縮率 ,取 。每種單體都具有不同特性 ,丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性;丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性;苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。 [5] ABS成型的工藝條件表 成型方法 主要依靠注射成型機(jī)(柱塞式和螺桿式)和注射模具來完成。 第二章 計(jì)算機(jī)按鍵的注塑模具設(shè)計(jì) 預(yù)熱溫度 80~ 85186。C 料筒前段溫度 150~ 170 186。C 噴嘴溫度 170~ 180 186。C 模具溫度 50~ 80 186。 方案的選擇 塑件的大批量生產(chǎn)使其使用壽命要長,使用壽命不少于 50 萬次,模具設(shè)計(jì)合理,脫模方便可靠,適于自動操作,成型周期不大于 25s。這種方案可使模具體積小,模架簡單,但開模的行程大。如圖 31 所示的分型方法 , AA 水平分型塑件,包緊在動模型芯一側(cè),因而留在動模側(cè),這使模具的結(jié)構(gòu)變得簡單 ,因而選定該方法為本文的模具設(shè)計(jì)的分型方案。 2) 若采用一模多件,生產(chǎn)效率高,資源的利用率也高。 圖 21 分型面 湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔 n。 [14] 式中 k— 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),一般取 。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。因此澆注系統(tǒng)十分重要。下面以普通澆注系統(tǒng)為例進(jìn)行設(shè)計(jì),其中普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。主流道小端尺寸為 ~ 4mm,一段主流道的設(shè)計(jì),主流道圓錐角α =2186。,內(nèi)壁粗糙度 Ra= m,主流道的大端呈圓角,半徑 r=1~ 3mm ,以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。主流道襯套一般選用 TT10 制造,熱處理強(qiáng)度為 52~ 56HRC。襯套都是標(biāo)準(zhǔn)件,只需去買就行了。 主要參數(shù): 錐角 ? =3176。 小端直徑 D=d+(~ 1)mm;半徑 R2 =R1 +(1~ 2)mm ; 材料 T8A;主流道襯套具體尺寸如圖 43所示。 襯套小端直徑是 5mm。它是澆注系統(tǒng)中空融狀態(tài)的過渡段。 (2)主分流道長度、分流道盡可能短,且少彎折,便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗,減少壓力損失和熱量損失。要減少流道內(nèi)的壓力損失,希望流道的截面積大,表面積小,以減小傳熱損失,因此,可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率,其中圓形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脫模困難,所 以一般是制成梯形流道。 (3)分流道的表面粗糙度,由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想,因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra并不要求很低,一般取 μ m左右即可,表面具有稍不光滑的情況,有助于塑料熔體的外層冷卻,從而與中間部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差,以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和 剪切熱功當(dāng)量。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,澆口的形狀,數(shù)量,尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大,澆口的主要作用有兩個,一是塑料熔體流經(jīng)的通道,二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。 (經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明, h 的取值范圍在 ~ 之間,若按澆口處壁厚計(jì)算則 h=5=3mm, 超出了經(jīng)驗(yàn)值,而且 由于澆口是易磨損部位,所以開始時取小值是有好處的,這有利于以后的修模 ) (2) 側(cè)澆口寬度尺寸 b 的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),取 b=1mm 剪切速率的校核 生產(chǎn)實(shí)踐表明,當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率 R=510 2 ~ 510 3S1? 、澆口的剪切速率 R=104 ~ 105 S1? 時,所成型的塑件質(zhì)量最好。 ( 1)主流道剪切速率校核 主Q = /T =*60/= ( cm3 /s) T注射時間, 查表可得 T=; 12n = 4ddR ? ? (cm) Rn 主流道的平均當(dāng)量截面半徑 ; d1 主流道小端直徑 , d1 =; d2 主流道大端直徑, d2 =。 從以上的計(jì)算結(jié)果看,流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi),證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。成型零件工作時,直接與塑料接觸,塑料熔體的高壓、料流的沖刷,脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。設(shè)計(jì)成型零件時,應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求,確定型腔的總體結(jié)構(gòu),選擇分型面和澆口位置,確定脫模方式、排氣部位等,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算成型零件的工作尺寸,對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核,同時還應(yīng)該考慮零件的加工性及模具的制造成本。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。 一般情況下,影響成型零件及塑料公 差的主要因素是模具制造公差 z? 、模具磨損量c? 以及塑件的收縮率 S這三項(xiàng)。本設(shè)計(jì)采用平均值法。因此,為了使得模具的磨損留有修模的余地,以及裝配的需要,在設(shè)計(jì)模具時,包容尺寸盡量取下限尺寸,尺寸公差取上偏差。 L2m =[(1+Scp )Ls 2 - ?43 ] z?? Lm2= +(mm) 式中 L2m — 凹 模的徑向尺寸 上的寬度; Ls 2 =6mm 2)凹模深度尺寸的計(jì)算: Hm =[(1+ Scp )Hs - 32 ? ] z?? Hm=+(mm) 式中 Hs — 塑件的 凹模 側(cè)高度尺寸, Hs =15mm。 凸模工作尺寸的計(jì)算 凸模 (型芯 )是成型塑件外形的,其工作尺寸屬被包容尺寸,在使用過程中凸摸的磨圖 31凹模尺寸 湖南工業(yè)大學(xué)??飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 14 損會使被包容尺寸變小。 1)凸模徑向尺寸的計(jì)算: LM 1 =[(1+ Scp ) LS 1 + ?43 ]Z?? Lm1=(mm) 式中 LM 1 — 型芯 1的徑向尺寸上的長度; LS 1 =6mm; L? M 1 =[(1+ Scp ) S1L? + ?43 ]Z?? L’ m1 =(mm) 式中 L? M 1 型芯 1的徑向尺寸上的寬度; S1L? =; L 2M =[(1+ Scp ) LS 2 + ?43 ]Z?? Lm2=(mm) 式中 LM 2 — 型芯 2的徑向尺寸 上的長度; LS 2 =6mm。 凸模尺寸如圖 42所示。此外,在中心距尺寸的計(jì)算中不考慮磨損量 。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠,當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本圖 32 凸模尺寸 湖南工業(yè)大學(xué)??飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 16 身的許用應(yīng)力 [? ]時,型腔將導(dǎo)致塑性變形,甚至開裂。因此,有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算,尤其對重要的 、 精度要求高的大型塑件的型腔,不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。 側(cè)壁厚度 s計(jì)算公式 : S≧(][4?Ecph)31 S=(mm) 式中 C— 與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比 h/L1 有關(guān)的系數(shù); 由于 h/L1 =,查表 可得 C=; p —— 型腔壓力, p 取 30MPa ; h —— 型腔深度, h =; E—— 模具材料的彈性模量( MPa ), E取 10 5 MPa; [? ]—— 剛度條件,即允許變形量 (mm),取 [? ]=。 成型零件的設(shè)計(jì) ( 1)模仁尺寸的確定 因?yàn)椴捎玫氖钦w式凹模和整體式凸模,所以模仁的大小可以任意制定,模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上,從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā),模仁的值取的越小越好,但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素,又因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高,所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間,該 設(shè)計(jì)取模仁的大小為 140 140 mm。只要凹模長邊的寬度滿足 mm就可以達(dá)到剛度要求,理論上只要取大于 mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求,但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用,實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值,在本設(shè)計(jì)中,在長度方向,取模仁到模具邊的單邊寬度為 20mm,在寬度方向,取模仁到模具邊的單邊寬度為 20 mm(實(shí)際生產(chǎn)中 寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大)。 ( 3)模具高度尺寸的確定 各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,所需要的只是選擇,如何選擇合理的厚度,這里有兩個尺寸需要注意: ① 凸模底板厚度和凹模底板厚度;在注射成型時型腔中有很大的成型壓力,當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時,若凸模底板厚度不夠,則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞,所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定,厚度滿足 即 可滿足要湖南工業(yè)大學(xué)??飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 18 求,為了安全,取底板厚度為 10mm。 該 設(shè) 計(jì)取凹模底板厚度為 10 mm。 需要滿足關(guān)系: H- h1- h2- h3- h> 0 H—— C板高度; h1—— 擋銷高度; h2—— 推板厚度; h3—— 推桿固定板 厚度; h—— 推出距離; 完成了以上的工作,確定模具尺寸為 140 140 mm, 型腔 厚度 10mm, 型芯 板厚度
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