014JX放大鏡模具的設(shè)計(jì)與制造
014JX放大鏡模具的設(shè)計(jì)與制造,jx,放大鏡,模具,設(shè)計(jì),制造
目錄前言第一章 料工藝分析1.1分析塑料使用材料的種類及工藝特征1.2分析塑料的結(jié)構(gòu)工藝性1.3塑件精度確定1.4 明確塑件批量生產(chǎn)1.5 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量1.6 確定型腔數(shù)第二章 定模具結(jié)構(gòu)方案2.1 確定型腔排列2.2 確定分型面2.3 脫模原理2.4 澆注系統(tǒng)形式2.4.1 主流道設(shè)計(jì)2.4.2 分流道設(shè)計(jì)2.4.3、澆口設(shè)計(jì)2.5冷卻及加熱系統(tǒng)第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算3.1模具主要零件的有關(guān)尺寸設(shè)計(jì)3.1.1型腔和型芯計(jì)算3.2 型腔厚度和底板厚度的確定3.3確定零件結(jié)構(gòu)及尺寸3.3.1定模座板設(shè)計(jì)3.3.2定模型腔固定板設(shè)計(jì)3.3.3 動(dòng)模型腔固定板設(shè)計(jì)3.3.4 支撐板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3.3.5 推桿固定板設(shè)計(jì)第四章 初選注射機(jī)4.1計(jì)算澆注系統(tǒng)體積4.1初選注射機(jī)第五章 核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)5.1注射量的校核5.2鎖模力與注射壓力5.3模具厚度H與注射機(jī)閉合高度第六章 結(jié)束語參考文獻(xiàn)摘要 注塑模具是在成型中賦予塑料以形狀和尺寸的部件。模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化,但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件三部分組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分,并隨塑料和制品而變化,是塑模中最復(fù)雜,變化最大,要求加工光潔度和精度最高的部分。對此次放大鏡無多大要求,它的整體尺寸不大,但要大批生產(chǎn),為提高生產(chǎn)率,降低成本,故采用模具成批注射生產(chǎn)。并且該產(chǎn)品為放大鏡要透光,所以材料采用聚苯乙烯(PS)做為材料。對于澆注系統(tǒng)和成型零件的設(shè)計(jì);澆注系統(tǒng)是指塑料從射嘴進(jìn)入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件,包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯等。此套放大鏡模實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作自動(dòng)化,澆注系統(tǒng)采用普通流道,進(jìn)行一模二腔注射。頂出機(jī)構(gòu)由2條型芯和一條推桿頂出,型腔分動(dòng)模型腔和定模型腔。前言此次設(shè)計(jì)為放大鏡的注射成型模具設(shè)計(jì)。對于這次的設(shè)計(jì)首要制定的塑料成型工藝以及合理設(shè)計(jì)塑料成型模具的過程。前面部分主要說明塑料成型的必要理論基礎(chǔ),包括高分子聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能,尤其是聚合物的熱力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì),還有聚合物熔體在成型過程中的流動(dòng)狀態(tài)及物理和化學(xué)變化。后面部分說明的是注射成型模具設(shè)計(jì)的最復(fù)雜也最具代表性的部分,主要說明注射成型模具的設(shè)計(jì),包括澆注系統(tǒng)(主流道,澆口,分流道)、成型零件(型芯,型腔,推桿等)的設(shè)計(jì),對所選注射機(jī)的校核等有關(guān)設(shè)計(jì)。由于塑料注射成型模具對于實(shí)踐性很強(qiáng),并且技術(shù)正在飛速發(fā)展中,所以在設(shè)計(jì)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際,對于書中的知識(shí)要加以聯(lián)系實(shí)際,從而使模具設(shè)計(jì)得更加合理。分,包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件,包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等第一章 塑件工藝分析1.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該材料為聚苯乙烯(PS),是一種透光性塑料,密度為1.05g/cm*,透光度達(dá)88%92%,有優(yōu)異在著色性能。制品的穩(wěn)定性非常好,最高連續(xù)使用溫度為60度到80度。具有一般塑料的電絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能;注塑壓力為60-100Mpa;成型收縮率為0.5-0.8%。 聚苯乙烯的缺點(diǎn)是制品具有較大的脆性,易受沖擊而開裂,制品表面受摩擦而易起刮痕。在聚苯乙烯樹脂中加入橡膠成分可使其耐沖擊性提高5倍-10倍,但會(huì)失去透明特性。 聚苯乙烯塑料廣泛用于家用器皿、玩具、生活和文教用品、家電、輕工儀表的殼體、燈罩、圓珠筆桿等。發(fā)泡型的聚苯乙烯塑料用于防震、隔音材料及電冰箱襯里等。1.2 分析塑件的的結(jié)構(gòu)工藝性塑件尺寸不大,結(jié)構(gòu)比較簡單,對塑件的尺寸測量和型芯計(jì)算無多大影響,其它結(jié) 構(gòu)特征也符合塑件的設(shè)計(jì)要求。具體尺寸如圖所示: (圖1-1)(放大鏡零件圖)1.3 塑件精度確定因考慮塑件工作要求不高,各尺寸也不大,結(jié)構(gòu)簡單,故先普通精度:IT4級1.4 明確塑件批量生產(chǎn) 該塑件要求批量生產(chǎn)。1.5 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量 使用UG或Pro/E軟件畫出三維實(shí)體圖,軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形的體積,當(dāng)然也可根據(jù)形狀進(jìn)行手動(dòng)幾何計(jì)算得到圖形的體積。 通過計(jì)算塑件的體積(計(jì)算過程從略), 式中:為放大鏡中圓柱面的體積 為放大鏡中柄的體積 為整個(gè)放大鏡塑件的總體積 可得塑件的質(zhì)量為:式中:塑料密度,(g/cm3) 塑件質(zhì)量,(g)1.6 確定型腔數(shù) 該產(chǎn)品需批量生產(chǎn),設(shè)計(jì)的模具要有較高的注射效率,采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)。第二章 確定模具結(jié)構(gòu)方案2.1 確定型腔排列 型腔排列選擇中,由于此次采用的是一模二腔,放大鏡的結(jié)構(gòu)并不是直接圓形或矩形,初步設(shè)定排列方式有二種選擇: (圖2-1)(型腔的排列的二種方式) 因第一種排列方式的注射效率高,由此模具設(shè)計(jì)選用第一種型腔排列方式。22確定分型面在模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很重要,它決定了模具的結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇。 如下圖所示: (圖2-2)(分型面以及成型位置)2.3 脫模原理: 此次分型為一次分型,開模在分型面(上圖所示)進(jìn)行分模,動(dòng)模型腔板和定模型腔板分開,再由推桿固定板推動(dòng)推桿和型腔桿(型芯)頂出塑件和澆流道內(nèi)的塑件。而后塑件自動(dòng)脫落,再人工取出塑件即可。2.4 澆注系統(tǒng)形式采用普通澆注系統(tǒng),由于二型腔模,必須設(shè)置分流道,用點(diǎn)澆口形式從零件內(nèi)部進(jìn)料,利用分型面間隙排氣。2.4.1 主流道設(shè)計(jì)在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中,主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口中拔出,主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其錐角為25,取3。小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm,取值為5mm,注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合,因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面大12mm。2.4.2 分流道設(shè)計(jì)a分流道的形狀和尺寸分流道開設(shè)在定模板上,其截面形狀為梯形,有經(jīng)驗(yàn)公式h=2b/3(b為梯形大底邊寬度,mm;h為梯形的高度,mm),可給h=3mm,b=3.5mm,梯形的側(cè)面斜角=510,底部以圓角相連。b、分流道的表面粗糙度 由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想,因此分流道表面粗糙度要求不太低,一般Ra取1.6m左右,這可增加對外層塑料熔體的阻力,使外層塑料冷卻皮層固定,形成絕熱層2.4.3、澆口設(shè)計(jì) 澆口套可選標(biāo)準(zhǔn)件,因?yàn)樽⑺軝C(jī)的噴嘴口直徑為4mm,可選取進(jìn)料口直徑為5mm的澆口套。此次采用的是側(cè)澆口中的扇開澆口,取在與型腔接合處形成長L=1mm厚t=0.5mm的進(jìn)料口,進(jìn)料寬度為b=5mm,扇形長度為3.5mm,塑件熔體通過它進(jìn)入型腔。 采用扇形澆口,使塑料熔體在寬度方向上的流動(dòng)得到更均勻的分配,塑件的內(nèi)應(yīng)力因之較小,還可避免流紋及定向效應(yīng)所帶來的不良影響,減少帶入空氣的可能性,但澆口痕跡較明顯。2.5冷卻及加熱系統(tǒng)該模具注射成型時(shí)不需要太高要求,因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算設(shè)定模具平均工作溫度為50,用常溫20的水作為模具冷卻介質(zhì),其出口溫度為30,產(chǎn)量為(初選每二分鐘一套)查表聚苯乙烯的單位熱流量為 故冷卻水體積流量: 式中: 冷卻水體積流量,() 單位時(shí)間注射人模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量,() 單位時(shí)間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱焓量,(,ABS為) 冷卻水的比熱容,() 冷卻水的密度,() 冷卻水出口處溫度,() 冷卻水進(jìn)口處溫度,() 查表可知所需的冷卻水道直徑比較小,所以,選直徑為的冷卻水道一個(gè)型腔一條。第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 3.1模具主要零件的有關(guān)尺寸設(shè)計(jì) 3.1.1型腔和型芯計(jì)算列表中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)都按平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來計(jì)算。由塑料模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表2-5得: 聚苯乙烯(PS)的成型收縮率為0.5-0.8%,故平均收縮率為,考慮到工廠模具制造的條件,模具制造公差一般取 計(jì)算如下表: 類別尺寸類型 塑件尺寸計(jì)算公式型腔或型芯的工作尺寸型腔的計(jì)算型腔徑向尺寸型腔高度尺寸3.52.52型芯的計(jì)算型芯的計(jì)算型芯徑向尺寸型芯高度尺寸1.5型孔中心距 (表3-1)型芯和型腔計(jì)算3.2 型腔厚度和底板厚度的確定 根據(jù)放大鏡型腔的形狀以及其合理性選擇型腔壁厚和底板厚度,具體厚度見(圖3-3模架圖)3.3確定零件結(jié)構(gòu)及尺寸經(jīng)初步排祥預(yù)算預(yù)選模架為2025-AI-30-30-70模架 即200250210mm具體尺寸如下:定模底板厚: 25定模板厚: A=30動(dòng)模板厚: B=30支撐板: 30墊塊厚度: C=70下模座厚: 25模具厚度: 模具外形尺寸: 200250210如下圖所示: (圖3-3)(模架草圖) 3.3.1定模座板設(shè)計(jì): 外形尺寸:25025025mm;材料:45#;調(diào)質(zhì)HB216-260;澆口套與板之間采用20H7/k6過渡配合,中間8個(gè)螺釘為M1030,外面4個(gè)為M1230孔距為130160mm。如圖(4-4)(圖3-4)(定模痤板初步設(shè)計(jì)圖)3.3.2定模型腔固定板設(shè)計(jì): 外形尺寸:25020030mm;材料:45#;淬火50HRC;外面點(diǎn)的4個(gè)孔為導(dǎo)套20孔距為204154mm;中間點(diǎn)的4個(gè)螺紋孔M1230孔距為130160mm;中間的方形為150130mm如圖(4-5) (圖3-5)(定模型腔固定板)3.3.3 動(dòng)模型腔固定板設(shè)計(jì): 外形尺寸:25020030mm;材料:45#;淬火50HRC;4個(gè)為導(dǎo)套孔20孔距為204154mm;4個(gè)螺紋孔M1230孔距為130160mm;中間的方形為150130mm;比定模型腔固定板多的中間2個(gè)孔為定位銷15。如圖(4-6)(圖3-6)(動(dòng)模型腔固定板)3.3.4 支撐板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì): 外形尺寸:25020030mm;材料:45#;淬火50HRC;4個(gè)復(fù)位桿孔20孔距為20080mm;8個(gè)螺紋孔M1030孔距;2個(gè)型腔桿孔42間距為6850mm;中間一個(gè)為推桿孔8。如圖(4-7)(圖3-7)(支撐板)3.3.5 推桿固定板設(shè)計(jì): 外形尺寸:25012015mm;材料:45#;調(diào)質(zhì)30HRC;4個(gè)復(fù)位桿孔20孔距為20080mm;4個(gè)螺紋孔M825孔距23098;2個(gè)型腔桿孔42間距為6850mm;中間一個(gè)為推桿孔8。如下圖(4-8)(圖3-8)(推桿固定板)第四章 注塑機(jī)的選定4.1計(jì)算澆注系統(tǒng)體積 由澆注系統(tǒng)體積得澆注系統(tǒng)質(zhì)量為: 式中:橫向澆注體積 縱向澆注體積澆注系統(tǒng)總體積澆注系統(tǒng)總質(zhì)量4.2注塑機(jī)選定注射機(jī)額定注射量,每次注射量不超過最大注射量的80%即 式中n型腔數(shù)澆注系統(tǒng)重量(g)塑件重量(g)注射機(jī)額定注射量(g)因n=2得: 故 故 再根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量以及塑件形狀一般,塑件熔體粘度一般,所需注射壓力通常為100-140MPa。查教材(塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4.2)或有關(guān)手冊選定注射機(jī)型號(hào)為: XS-ZY-125 注塑機(jī)的參數(shù)如下: 注塑機(jī)最大注塑量:125cm3;鎖模力:900kN; 注塑壓力:120Mpa; 最小模厚:200mm; 開模行程:300mm; 注塑機(jī)定位孔直徑:100mm; 噴嘴前端孔徑:4mm; 噴嘴球面半徑:SR12mm; 注塑機(jī)拉桿的間距:260290/mmmm。 第五章 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)5.1最大注塑量參數(shù)校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積(包括流道及澆口凝料和飛邊),通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。并且此次的模具為一模二腔,所以,選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng): 式中:注塑機(jī)的最大注塑量,g; 塑件的體積,g該產(chǎn)品=26.3g; 澆注系統(tǒng)體積,g,該產(chǎn)品=6.5g ; 故: 此處選定的注塑機(jī)滿足注射量校核要求。5.2鎖模力校核 式中 熔融塑料在分型面上的漲開力,N。; 塑料熔體對型腔的成型壓力,MPa,其大小一般是注射壓力的80%,注 射壓力大小上面注塑機(jī)的參數(shù)已寫; n型腔的數(shù)量; 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積,mm2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積,mm2 注射機(jī)的額定鎖模力,N。; 故: ;此注塑機(jī)滿足鎖模力要求。5.3、模具厚度H與注射機(jī)閉合高度5.3.1模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和推桿間距相適應(yīng): 模具長寬拉桿面積; 即200250推桿間距(260290) 5.3.2由于此次采用的是單分型面,注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件(包括澆注系統(tǒng))所需的開模距,即滿足下式: 式中 注射機(jī)最大開模行程,300mm; 模具實(shí)際高度; 注射機(jī)最小閉合尺寸 推出距離(脫模距離),15mm; 塑料高度(包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)),74mm; 則: 故:此注塑機(jī)滿足開模行程的較核要求。 結(jié)束語這次模具設(shè)計(jì)是第二次設(shè)計(jì),通過這次設(shè)計(jì),讓我對大學(xué)三年的模具學(xué)習(xí)生涯有了一個(gè)總結(jié),更讓我了解了該怎么樣去設(shè)計(jì)一個(gè)模具,設(shè)計(jì)模具圖時(shí),在理解了模具的功能和大致的輪廓后,最重要的是在設(shè)計(jì)的時(shí)候能夠細(xì)心,做到照顧到模具的各個(gè)方面的問題,要想到設(shè)計(jì)出來的模具能不能制造出來,合不合理,能不能更好的節(jié)省材料等問題,在以后的設(shè)計(jì)模具時(shí),自己就知道怎樣能不能更好的節(jié)省材料等問題,在以后的設(shè)計(jì)模具時(shí),自己就知道怎樣去設(shè)一個(gè)模具,此次設(shè)計(jì)使我收獲很多參考文獻(xiàn)1屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,20012李澄,吳天生,聞百橋主編.機(jī)械制圖.北京:高等教育出版社,19973塑料模設(shè)計(jì)手冊編寫組主編.塑料模設(shè)計(jì)手冊(第二版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20024許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20025吳兆祥主編.模具材料及表面處理.北京:機(jī)械出版社,20006陳于萍主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20017馮炳堯,韓泰榮,將文森主編模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊,上海科學(xué)技術(shù)
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