F型果杯支架腳注塑模具設(shè)計【10張CAD圖紙和文檔所見所得】【注塑模具JA系列】

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This graduation design is the analysis of cup wheel fruit and vegetable fruit sorting machine, plastic mold design and mold two cavity fruit cup feet, and in the Pro/E using EMX (extended expert system) to complete the analysis of plastic mold design and mold. Details of the resonant cavity design, core molding parts, important component, calculation and selection of technological parameters of gating system, cooling system design process andother structures, selection principle of die. Key words： injeetion mould；ProE；EMX 目錄JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY1本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）1摘要 2ABSTRACT2第一章 緒論51.1 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用51.2 我國模具技術(shù)與國外的差距61.3 CDA/CAE/CAM 在塑料模具中的運(yùn)用7第二章 塑料的成型特性102.1、注塑件實(shí)體102.2 、材料的成型特性112.3、PP材料的成型工藝參數(shù)12第三章 設(shè)計方案及參數(shù)的確定123.1 注塑機(jī)的確定123.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計143.2.1 主澆道設(shè)計143.2.2 冷料穴的設(shè)計153.2.3 分流道的設(shè)計163.2.4 澆口的設(shè)計173.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計193.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計19第四章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計204.1 成型零件的設(shè)計204.2 動、定模的工作尺寸計算204.2.1 型芯設(shè)計214.2.2 型腔設(shè)計214.2.3 粗糙度設(shè)計224.2.4 X綜合修正系數(shù)設(shè)計224.2.5 形體尺寸公差設(shè)計224.3 機(jī)構(gòu)的設(shè)技244.3.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計244.3.2推桿（復(fù)位桿）的設(shè)計244.3.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計254.3.4 拉料桿的設(shè)計264.4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計274.4.1 模架設(shè)計274.4.2 動模板的設(shè)計274.4.3 定模板的設(shè)計284.4.4 定模座板設(shè)計284.4.5 動模座板設(shè)計284.4.6 墊塊設(shè)計294.4.7 推桿固定板設(shè)計294.4.8 推板的設(shè)計304.5 模具的整體設(shè)計30參考文獻(xiàn)33致謝34第一章 緒論目前，我國模具工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。這就要求，用戶對模具制造的要求是交貨期短、質(zhì)量好、精度高、價格低。因此，模具的發(fā)展的趨勢是非常明顯。雖然我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度雖然放緩，但考慮到我國模具在國際上很有優(yōu)勢，預(yù)計2013年依舊有10%的增長，為我國模具行業(yè)在2020年進(jìn)入世界模具強(qiáng)國奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)模具行業(yè)的發(fā)展趨勢，此次畢業(yè)設(shè)計在劉木華老師的指導(dǎo)下進(jìn)行，通過對果杯輪腳的設(shè)計，運(yùn)用以往學(xué)過的CAD和Pro/E了解注塑模設(shè)計方法，生產(chǎn)原理，為今后的學(xué)習(xí)工作打下更深厚的基礎(chǔ)！1.1 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面。以智能模具為代表產(chǎn)品之一的高端裝備制造業(yè)及助力模具企業(yè)生產(chǎn)的企業(yè)，將有力支撐中國高端裝備零件制造等領(lǐng)域快速發(fā)展。與傳統(tǒng)模具相比，智能模具具有技術(shù)含量高、產(chǎn)品附加值高、使用壽命長、應(yīng)用范圍廣、市場空間大等明顯優(yōu)勢。 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。1.2 我國模具技術(shù)與國外的差距（1）矛盾工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品的更新速度的要求越來越高，模具，改革開放以來，模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，但在數(shù)量和質(zhì)量上都還不能滿足國內(nèi)市場的需求，滿意率達(dá)70%。供需矛盾的原因，一是專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除了少量的標(biāo)準(zhǔn)件購買，大部分工作量的完成模具廠。加工企業(yè)管理制度的約束，造成模具制造周期長，不能適應(yīng)市場的要求。二是設(shè)計和工藝技術(shù)，如模具CADCAM技術(shù)是不常見的，加工設(shè)備，數(shù)控率低，導(dǎo)致模具的生產(chǎn)效率不高，周期長?？傊?，把握發(fā)展機(jī)電，輕工業(yè)。（2）產(chǎn)品，企業(yè)結(jié)構(gòu)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)模具分為十類，沖壓模具，塑料模具占模具總量的大部分。根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計，中國目前的沖壓占50%60%，塑料模具占25% - 30%。國外十分重視對塑料模具的發(fā)展，塑料模具占30% - 40%。國內(nèi)模具，大型，精密，復(fù)雜，長壽命模具相對較低，約20%，50%多個外國。我國模具結(jié)構(gòu)不合理的生產(chǎn)企業(yè)，主要的模具產(chǎn)能集中在主機(jī)廠模具廠生產(chǎn)（如車間），模具產(chǎn)品率低，模具自住的比例高達(dá)70%。在國外，70%以上的商品。（3）產(chǎn)品水平衡量模具產(chǎn)品水平，主要模具加工和制造精度和表面粗糙度，復(fù)雜度，模具加工模具的使用壽命和制造周期。（4）差距，我國模具產(chǎn)業(yè)存在和海外的原因近年來，中國的模具行業(yè)的快速發(fā)展，但不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。主要的問題是低模過剩，高檔模具是供不應(yīng)求，而必須依靠進(jìn)口。因此，模具企業(yè)必須找到自己的弱點(diǎn)，我們與國外同行的差距主要表現(xiàn)在以下五個方面：原材料問題，生產(chǎn)技術(shù)水平，模具設(shè)計系統(tǒng)，調(diào)試水平，支撐系統(tǒng)。1.3 CAD/CAE 在塑料模具中的運(yùn)用隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的手工設(shè)計和制造塑料注塑模具已無法適應(yīng)當(dāng)前的應(yīng)用。事實(shí)上，縮短模具設(shè)計制造周期，提高了制造精密塑膠和性能是一個正確的方式。80年代以來，為注塑模具的實(shí)驗(yàn)研究階段進(jìn)入實(shí)用階段的CAD技術(shù)，并在生產(chǎn)中取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。進(jìn)入第二十一個世紀(jì)的傳播時代，高科技通訊產(chǎn)品如手機(jī)，更新的周期越來越升級，產(chǎn)品外觀，功能的要求越來越高，相應(yīng)的周期，質(zhì)量，模具的設(shè)計與制造成本的要求也越來越高，所以應(yīng)用CADCAE技術(shù)將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益的好處。CAE（計算機(jī)輔助工程）主要是基于有限元法，有限差分法，有限體積和無網(wǎng)格方法是軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在有限元方法的廣泛應(yīng)用，所以這里主要介紹國內(nèi)應(yīng)用有限元軟件，其他一些軟件不做過多的闡述。技術(shù)的出現(xiàn)為第二十世紀(jì)中葉，隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，有限元技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用?；谟邢拊椒?，形成了在世界市場上百億的規(guī)模，以及主要制造商包括ABAQUS，SolidWorks Simulation，ADINA，ALGOR有限元，ANSYS和MSC，其他一些有限元算法的基礎(chǔ)上，分析專業(yè)軟件將不勝枚舉。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展，原有的有限元應(yīng)用體系正在發(fā)生深刻的變化。早在80年代初，中國已經(jīng)形成了一批高校和有限元技術(shù)的研究，重點(diǎn)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用系統(tǒng)。SAP大學(xué)教師袁明武早期應(yīng)用，在當(dāng)時引起了廣泛的影響。在這樣的背景下，國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)開發(fā)出多套的有限元程序，如有限元大連JIFEX，鄭州機(jī)械研究所，紫瑞分析系統(tǒng)的北京農(nóng)學(xué)院，和FEPG計算梁國平先生。軟件的一些原因，雖然在國內(nèi)有一定影響，但還沒有被廣泛的應(yīng)用在企業(yè)界。隨著90年代國外商業(yè)軟件進(jìn)入中國，掀起了第二波有限元應(yīng)用。并根據(jù)國內(nèi)高校有限元技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，已成為應(yīng)用程序的早期階段的主要力量。第二章 塑料的成型特性2.1、注塑件實(shí)體圖2-1塑件實(shí)體圖（1）圖2-2塑件實(shí)體圖（2）由以上兩圖可知塑件的最大外形尺寸是78mm，可見注塑件較小，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，以及節(jié)約資本，選用一模兩腔結(jié)構(gòu)。圖2-3凹模主視圖圖2-3制件主視圖2.2 、材料的成型特性該材料是聚丙烯（PP塑料）。它具有良好的流動性，冷卻速度，塑料壁厚應(yīng)均勻，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。PP吸水率小于0.2%，因此，高頻率的絕緣性能，它可以干燥成型前。在100在威脅滅菌PP，熔點(diǎn)在164170，在150的最高溫度。特別高的疲勞強(qiáng)度，良好的可成形性！為此，畢業(yè)選擇塑料材料PP！PP具有許多優(yōu)良的特性，所以他用來制造各種機(jī)械零件，如法蘭，配件，葉片泵，汽車配件，而且作為一個蓋和罐體保溫。2.3、PP材料的成型工藝參數(shù)參數(shù)取值范圍選取數(shù)值密度0.900.91g/cm090g/cm收縮率S1.0%2.5%1.5%溫度/噴嘴170-190180料筒200-220210模具40-8060壓力MPa注射70-12080保壓50-6060時間/S注射0-53保壓20-6040冷卻15-5030總計40-12060第三章 設(shè)計方案及參數(shù)的確定3.1 注塑機(jī)的確定本產(chǎn)品由聚丙烯，檢查手冊，它的密度是0.900.91g/cm，收縮率為： 1.0% 2.5%，計算0.90g/cm平均密度，2平均收縮。利用Pro/E軟件計算圖形的體積，可以得出的體積塑件是= 19.6。因?yàn)樗且荒汕坏拿芏?，根?jù)塑件可以從塑性體積計算：= 17.64g。的凝固鑄造材料系統(tǒng)內(nèi)的體積計算約為= 3，= 2.7g總體積的所需的塑料和總質(zhì)量：+ = 17.64 + 2.7 = 20.34g約22.6毫升的總體積。根據(jù)塑料表所需的總體積可以選擇注射機(jī)的類型：xs-zs-22注塑機(jī)參數(shù)：注射容量為： 30 cm3注射壓力為：117 Mpa螺桿直徑：20*2cm 注射行程：130 cm 最大成型面積為：90cm2最大開（合）模行程：160 mm 模具最大厚度為：180 mm 模具最小厚度為：60mm 合模方式：機(jī)械、液壓 注射時間： 0.5s 1）、最大注射量的校核: 注射機(jī)的額定注射量為30 cm3 塑件體積：19.6cm，每次成型2個塑件。 澆道凝料為3.0cm。 實(shí)際注射量19.6+3.0 = 22.6cm 3080% =24cm2）、注射壓力的校核: PP塑料的注射壓力為75-105Mpa，取100MPa; XS-ZS-22注射機(jī)的注射壓力為117MPa注射機(jī)的注射壓力滿足要求。3）最大開模行程校核：G-54-S200/400注射機(jī)的最大開模行程為260mm;開模行程校核公式為8.0+50+10=68mm1802000.500.741.002002250.560.821.102252500.620.901.202502800.681.001.302803150.741.101.403153550.821.201.50（1）型腔的尺寸計算根據(jù)公式可計算出型腔的各徑向尺寸：型腔深度尺寸計算公式：取值為1/3（2）型芯的尺寸計算根據(jù)公式計算型芯各徑向尺寸：根據(jù)型芯高度尺寸計算公式：取值為1/34.3 機(jī)構(gòu)的設(shè)技4.3.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 注射模的推出機(jī)構(gòu)有推桿、推管、推件板三種形式。 根據(jù)塑件的形狀，構(gòu)造，設(shè)計中選擇推件版推出的形式，機(jī)構(gòu)簡單可靠，又因?yàn)榱慵叽绱?，為防止零件變形，故采用推件板和推管?lián)合推出機(jī)構(gòu)。如圖4-1所示，頂桿的尺寸、形狀如圖4-2所示：圖4-2 推管推桿材料選用碳素結(jié)構(gòu)鋼T10A號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC50-55表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合。4.3.2 推桿（復(fù)位桿）的設(shè)計在推件板推出機(jī)構(gòu)中，推桿也起復(fù)位作用，為防止推件板從動模導(dǎo)柱和型芯上脫落，推桿可以用螺紋與推件連接以防推件板從導(dǎo)柱上脫落。 復(fù)位桿的設(shè)計如圖4-4所示：圖4-4 復(fù)位桿二維圖復(fù)位桿的直徑選25mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取160mm。復(fù)位桿材料選用T10A號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC50-55,表面粗糙度Ra0.8，與動模板的配合為間隙配合。4.3.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱（圖4-5），導(dǎo)套（圖4-6），主要作用是保證核心定位準(zhǔn)確，在動模腔與定模相結(jié)合，保持模具型腔模具的正確的形狀；模具導(dǎo)模順序關(guān)閉，以防止損壞模具凸塊。引導(dǎo)部分應(yīng)均勻分布在模具圍繞或靠近邊緣，中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止發(fā)生變形的壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套。根據(jù)形狀和尺寸的模具，模具，一般采用24支柱。本設(shè)計采用4導(dǎo)柱。加工4大支柱，導(dǎo)套孔，應(yīng)固定模板，模板在一起，一次性加工出來的，以確保這兩個孔的同軸度，然后在模板，動態(tài)模板加工沉孔。導(dǎo)柱，導(dǎo)套的材料都是由碳工具鋼T10A淬HRC45 48。圖4-5 導(dǎo)柱圖4-6 導(dǎo)套4.3.4 拉料桿的設(shè)計 拉桿的主要功能是在一個模式下打開分型面。準(zhǔn)備塑件脫模。在本設(shè)計中，Z形拉桿，工作時依靠Z形鉤將主流道凝料的孢子，推出時，推出機(jī)構(gòu)帶動拉桿主流總發(fā)射模式后，由于鉤的方向發(fā)射并不能自動脫落，手動去除的需要。拉桿直徑為4mm，長度由厚度和開模行程模板尺寸決定，選擇220mm。如圖4-7顯示。用碳素工具鋼T10A鋼棒材淬火臨界 55。 圖4-7 拉料桿4.4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計4.4.1 模架設(shè)計選用標(biāo)準(zhǔn)模架應(yīng)設(shè)計的內(nèi)容： 1) 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號；2) 確定模架的長度和寬度；3) 確定模架的厚度，并使之與注射機(jī)要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)。4) 設(shè)計動定模板和座板。 本設(shè)計中選取龍記模架公司標(biāo)準(zhǔn)模架型號為SC-Type-300 x 350， 其結(jié)構(gòu)示意圖為4-8所示： 該模架的的參數(shù)為：350mm x 300 mm x 290 mm圖4-8 S4050模架示意圖4.4.2 動模板的設(shè)計動模板設(shè)計尺寸為：300 mm x 350mm x 80 mm 材料為45鋼。 4.4.3 定模板的設(shè)計定模板的設(shè)計尺寸為：300 mm x 350 mm x 80 mm，材料為45鋼。成型表面直接在銑床上進(jìn)行銑削加工，加工誤差為0.03，粗糙度為0.8，加工后表面進(jìn)行滲氮處理.4.4.4 定模座板設(shè)計定模座板設(shè)計尺寸為：350 mm x 300 mm x 25 mm， 材料為45號鋼，設(shè)計圖如圖4-11所示：圖4-11定模板4.4.5 動模座板設(shè)計定模座板設(shè)計尺寸為：350 mm x300 mm x 25 mm，材料為45號鋼，設(shè)計圖如圖4-12所示：圖4-12動模座板4.4.6 墊塊設(shè)計墊塊設(shè)計尺寸為：48mm x 80mm x 350mm ， 材料為45號鋼，設(shè)計圖如圖4-13所示：圖4-13 墊塊4.4.7 推桿固定板設(shè)計頂桿固定板的設(shè)計尺寸為：150 mm x 350 mm x 15 mm ，材料為45鋼，設(shè)計圖如圖4-14所示：圖4-14 推桿固定板4.4.8 推板的設(shè)計推板的設(shè)計尺寸為：300 mm x 350 mm x 15 mm ，材料為45鋼，設(shè)計圖如圖4-15所示：圖4-15 推板4.5 模具的整體設(shè)計 模具的整體設(shè)計圖如圖4-16所示：圖4-16 模具整體圖模具是由以下幾部分組成：成型零件，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)制，模，澆注系統(tǒng)，加熱和冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，確保生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，每個部分應(yīng)滿足設(shè)計要求。為了保證塑件的質(zhì)量和模具的使用壽命，應(yīng)滿足下列要求：成型部分，分型面：形狀和尺寸的表面粗糙度，腔體尺寸和空間，設(shè)計必須滿足的要求；分型面光滑，邊緣銳；插入組合符合質(zhì)量要求，并結(jié)合固定部分，不得有間隙應(yīng)保持一致的凹凸模間隙；塑料組合，它的表面是由上，下?；蛐纬晌诲e應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。噴射系統(tǒng)，動作靈活，頂出行程滿足要求，排出部分無晃動，推桿移動；在塑件上殘留的痕跡，在塑性范圍內(nèi)（通常允許高配置0.1mm）；正確可靠的復(fù)位，復(fù)位桿復(fù)位系統(tǒng)SA正確，一般應(yīng)在地面下0.02 0.05mm。制導(dǎo)系統(tǒng)：導(dǎo)柱，垂直導(dǎo)向套為100mm：0.02mm，導(dǎo)套孔同軸0.01mm；滑動靈活，無松動和吸收現(xiàn)象；保證相對位置導(dǎo)向部件和組件；導(dǎo)柱，導(dǎo)套為100mm模板：0.02mm軸線垂直度公差。澆注系統(tǒng)：主要流道，流道尺寸，形狀，表面粗糙度，應(yīng)符合要求；渠道扁平，光滑連接，無死角，裂縫，坑；澆口套，表面粗糙度，加工痕跡應(yīng)該有利于塑性流動和模具澆注系統(tǒng)；將不能滿足側(cè)向噴孔交叉河，在排放口不得影響倒錐釋放。對模具的所有零部件的加工應(yīng)保證精度要求，導(dǎo)柱，導(dǎo)套應(yīng)保證同軸度要求；加工導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔應(yīng)同時進(jìn)行，以保證同軸度要求，其他同軸孔的加工方法，在同一時間。模具應(yīng)保證對模具各部分的準(zhǔn)確的定位精度，平行度誤差，平面是不大于0.05mm；裝配基準(zhǔn)相鄰部位或相鄰單元連接需要之間的協(xié)調(diào)，根據(jù)裝配過程是用來定位和固定，為了保證精度和位置精度。參考文獻(xiàn)1 高軍、李熹平. 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