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河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書
放大器殼蓋注塑模設(shè)計
緒 論
模具是一種以特定形狀,通過一定方式能使原材料成形的專用工藝裝備。利用模具成型零件的方法,實(shí)質(zhì)上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法,采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝,可以提高生產(chǎn)效率,保證零件質(zhì)量,節(jié)約材料,降低生產(chǎn)成本,從而取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此,模具成型方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門,如機(jī)械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到極其廣泛的應(yīng)用。由此可見,利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段,她對于保證制品質(zhì)量,縮短試制周期,進(jìn)而爭先占領(lǐng)市場,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都有決定性意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”,把模具工業(yè)視為:“關(guān)鍵工業(yè)”,美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”,日本把模具說成是“促進(jìn)社會富裕繁榮的動力”,把模具工業(yè)視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在我國各個部門得到了廣泛的應(yīng)用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機(jī)床產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說明在國民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過程中,模具工業(yè)正逐漸明顯地成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和國力發(fā)展的關(guān)鍵。
我國的模具工業(yè)發(fā)展大今天經(jīng)歷了一個艱辛的歷程。
解放前,由于我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,模具使用得很少,即使使用,模具也都是
由個體的模具作坊制作的。模具結(jié)構(gòu)簡單,精度很低,模具形式多為沖壓模,根
本談不上有什么模具工業(yè)。
解放后,由于經(jīng)濟(jì)恢復(fù)的需要,在人民政府的組織下發(fā)展了模具工業(yè),在技
術(shù)上取得了明顯的進(jìn)步:沖模的結(jié)構(gòu)由單工序模向復(fù)合模發(fā)展,并可生產(chǎn)少量的
級進(jìn)模;因此在加工精度和加工效率上都邁出了一大步。改革開放后,模具工業(yè)
在我國的發(fā)展如虎添翼,各種模具像雨后春筍般的發(fā)展,無論從模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜
程度,還是從模具的精度上都在國際有一定的水準(zhǔn),模具行業(yè)得到的發(fā)展和所取
得的成就是有目共賭的,在此不用贅述。我國是模具制造的大國,但還不是強(qiáng)國。
在今后要在盡可能短的時間內(nèi)趕上世界先進(jìn)水平,還應(yīng)從以下幾個方面采取措施:
1. 進(jìn)行專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
要使模具技術(shù)高速度發(fā)展,國外的經(jīng)驗表明:實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是關(guān)鍵。要實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn),前提是要模具標(biāo)準(zhǔn)化。有了模具的各項的標(biāo)準(zhǔn),才可能采用專用的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),建立專門的機(jī)械化和自動化的生產(chǎn)線,才可能采用高精度的、專用的質(zhì)量檢測手段,從而實(shí)現(xiàn)提高模具質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低制造成本的目的。
2. 采用先進(jìn)的制造技術(shù)。
3. 研制和發(fā)展模具用材料。
模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面,沒有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料,模具工業(yè)要趕上世界先進(jìn)水平只能是紙上談兵。
4. 進(jìn)一步推廣應(yīng)用CAD/CAM。
隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)已應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門,其中也包括
模具工業(yè)。模具CAD/CAM是模具生產(chǎn)全盤自動化的根本措施,也是模具生產(chǎn)的重大技術(shù)革命。
5. 加強(qiáng)模具技術(shù)人才的開發(fā)。
為了順應(yīng)當(dāng)前高職高專的教育發(fā)展形式、人才培養(yǎng)目標(biāo)和積極響應(yīng)學(xué)校教育
教學(xué)環(huán)節(jié),本著提高自己專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的原則,本著對工作認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn),求真務(wù)實(shí)的態(tài)度,現(xiàn)將完成“滅火器注塑模”這一課題的畢業(yè)設(shè)計。這一次的畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)階段的最后一次技能練習(xí),也是即將踏向社會,走向工作崗位的一張入場券。因此,也可以說這次畢業(yè)設(shè)計是為我們就業(yè)所打開的一扇窗戶。它所要用到的知識是各個專業(yè)知識的大熔爐,通過它,可以將以前所學(xué)的分散的知識點(diǎn)進(jìn)行整合和歸于系統(tǒng)化,通過它,可以加深對所學(xué)課程的印象,通過它,可以溫故而知新。再次,通過這次模具設(shè)計將使我產(chǎn)生一種很深的認(rèn)識,那就是模具設(shè)計必須盡可能標(biāo)準(zhǔn)化。因此,在工作過程中,提高了我查閱各種手冊和標(biāo)準(zhǔn)的能力,這對以后的實(shí)際工作是大有裨益的。本課題的設(shè)計是塑料模具,其目的和應(yīng)該具備的能力有:看懂圖紙并能夠表達(dá)視圖,了解塑料的性能,了解成型設(shè)備以及能夠選擇,熟悉掌握注塑件結(jié)構(gòu)與模具的關(guān)系,熟悉模具結(jié)構(gòu)。這是完成本課題設(shè)計所應(yīng)具備的最基本的技能。設(shè)計程序為:接受任務(wù)書;調(diào)研、消化原始材料;選擇成型設(shè)備;在設(shè)計模具之前,首先要選擇好成型設(shè)備,這就需要了解各種成型設(shè)備的規(guī)格、性能和特點(diǎn)。然后是擬訂模具結(jié)構(gòu)方案,包括塑件成型、型腔布置、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、選擇脫模方式、模溫調(diào)節(jié)、確定主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸、支承與聯(lián)結(jié);接著是方案的討論與論證;繪制模具裝配草圖及裝配圖;繪制零件圖;編寫設(shè)計說明書;最后是模具制造、試模與圖紙修改。
第1章 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是放大器殼蓋,其零件圖如下所示。本塑件的材料采用ABS,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖1 塑件圖
1.1 塑件的工藝性分析
1.1.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS,屬于熱塑性塑料。從使用性能上看,該塑料具有剛性好、耐熱性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn),機(jī)械性能比聚乙烯好,是理想的絕緣材料;從成型性能上看,熔料的流動性較好,容易成型,成型性能較好,但收縮率大。另外,該塑料在成型時易產(chǎn)生變形、縮孔等缺陷,成型溫度低時,方向性明顯,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此,在成型時應(yīng)注意控制成型溫度,冷卻速度不宜過快。
1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析。
(1) 結(jié)構(gòu)分析。 從零件圖上看,該零件總體形狀為長方體,內(nèi)部有T型槽,在高度方向上有一小凸臺,因此,模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。該制件屬于中等復(fù)雜程度。
(2) 尺寸精度分析。 該零件重要尺寸,如118mm等尺寸精度為MT3級(GB/T14486-1993)。由以上分析可見,該零件的尺寸精度中等,對應(yīng)個模具的相關(guān)的零件的尺寸加工可以得到保證。從塑件的壁厚來看,壁厚最大處為3mm,最小處為2mm,且制件的基本尺寸為2mm,所以說制件的壁厚較均勻,零件的成型不是很困難。
(3) 表面質(zhì)量分析。 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有縮孔外,沒有其他特別的表面質(zhì)量要求,故比較容易得到保證。
綜合上述分析可以看出,注塑成型時,在工藝參數(shù)控制得較好的情況下,零件的成型且生產(chǎn)出合格制件的要求可以得到保證。
1.2 計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及注塑成型參數(shù)。
計算塑件的體積:V=25104mm(過程略)
計算塑件的質(zhì)量:根據(jù)設(shè)計手冊查得ABS的密度為1.04~1.05kg/dm,現(xiàn)取密度為1.04kg/dm。
故塑件的質(zhì)量為:W=v=25104×1.04 ×10
=26.11g
采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu),考慮其外形尺寸、注塑時所需壓力等情況,初步選用注塑機(jī)為XS-ZY-250型。
1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查手冊可知,ABS的成型工藝參數(shù)可做如下選擇,試模時,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。
注射溫度:包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度:后段溫度t選用200℃;
中段溫度t選用220℃;
前段溫度t選用240℃;
噴嘴溫度:選用200℃;
注射壓力:選用150MPa;
保 壓:選用100MPa;
保壓時間:選用10s;
冷卻時間:選用30s。
第2章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括:分型面的選擇,模具型腔數(shù)目的確定,型腔的排列方式,冷卻水道的布置,澆口位置設(shè)置,模具工作零件和結(jié)構(gòu)設(shè)計,側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計,推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。
2.1 分型面的選擇
模具設(shè)計中,分型面的選擇很關(guān)鍵,它在很大程度上決定了模具的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來確定分型面。
分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則:
1) 制品或制品組件(含嵌件)的正視圖應(yīng)盡量相對于注塑機(jī)的軸線對稱分布,以便成型。
2) 制品的方位應(yīng)便于脫模,開模后制品應(yīng)留在動模部分,這樣便于利用成型設(shè)備脫模。
3) 當(dāng)用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時,制品的位置應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案。
4) 長度較長的管類制品,如果將它的長軸安置在模具開模方向,而不能開模和取出制品的;或是管接頭類制品,要求兩個方向開模的,應(yīng)將管接頭的長軸安置在與模具的開模相垂直的方向。這樣可以減少模具厚度,便于開模和取出制品。但必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。
5) 如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具,對制品的布置有專門的要求。
6) 最后制品位置的選定,應(yīng)結(jié)合澆口位置,溫調(diào)系統(tǒng)布置以及制品的外觀要求等綜合考慮。
綜合以上要求,放大器殼蓋的分型面選如圖2所示即可降低模具的復(fù)雜程,減少模具的加工難度又便于成型后出件,故選這種方案較為合理。
2.2 確定型腔的排列方式
本塑件采用一模二件。即模具需要兩個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng),模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。擬采用如圖3所示的型腔排列方式,生產(chǎn)出合格的制件容易得到保證。
圖2 分型面的選擇
2. 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計
(1) 主流道設(shè)計。
根據(jù)設(shè)計手冊查得XS-ZY-250型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:
噴嘴前端孔徑:d=Φ4mm
噴嘴前端球面半徑:R=18mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系: R=R+(1~2)mm
D=d+(0.5~1)mm
現(xiàn)取主流道的小端直徑 d=Φ4.5mm ;
取主流道球面半徑R=19mm ;
為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計成圓錐形,其錐度為20~40,現(xiàn)取2°,經(jīng)換算得主流道大端直徑為D=Φ10mm。因此,該模具的澆注系統(tǒng)是主流道式的澆注系統(tǒng),沒有分流道,故無須設(shè)計分流道。
(2) 澆口設(shè)計。
根據(jù)塑件的成型要求及制件的特點(diǎn),該塑件采用圓環(huán)形的澆口較為理想。查表初選環(huán)形澆口長度為0.75mm,在試模時修正。
2.4 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計
本塑件基本為長方體,塑件中間部分有T型槽和內(nèi)壁有一個小凸臺,它們均垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此,成型零件時必須做成活動的型芯,即作成滑塊。本副模具采用斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)向抽芯時必須考慮內(nèi)壁上的小凸臺,小凸臺會阻礙側(cè)向T型槽抽芯。經(jīng)考慮分析凸臺很小可以采用強(qiáng)制抽芯機(jī)構(gòu)。故該抽芯機(jī)構(gòu)采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯。
2.4.1 確定抽芯距
抽芯距一般應(yīng)大于成型孔(或凸臺)的深度,另外考慮到抽芯時的安全,另加3~5mm的抽芯安全系數(shù),因此可取抽芯距S=75mm 。
2.4.2 確定斜導(dǎo)柱傾角
斜導(dǎo)柱的傾角α是抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一,它與抽拔力及抽芯距離有直接關(guān)系。一般取α=15°~25°,本模具選取α=20° 。
2.4.3 確定斜導(dǎo)柱的尺寸
斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其抽拔角度,可按設(shè)計資料的有關(guān)公式進(jìn)行計算。本副模具經(jīng)驗估值,取斜導(dǎo)柱的直徑D=25mm,以后可以修正。斜導(dǎo)柱的長度應(yīng)據(jù)抽拔距、固定端模板的厚度、斜導(dǎo)柱的直徑及斜角大小確定。
根據(jù)公式L=L1+L2+L3+L4+L5
由于上模板即型腔板的尺寸尚未確定,即ha不確定,故暫選ha=60mm如果該設(shè)計中ha有變則在修正L的長度,取D=25mm
得L=301mm(過程略)
2.4.4 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計
(1) 滑塊與型腔板的連接方式設(shè)計。 本模具的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的T型槽,由于側(cè)向T型槽的尺寸較大,考慮到型腔板的強(qiáng)度及裝配問題,采用整體式結(jié)構(gòu),型腔板與滑塊的連接采用鑲嵌方式。
(2) 滑塊的導(dǎo)滑方式。 本模具為使之結(jié)構(gòu)緊湊,降低模具裝配復(fù)雜程度,擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)向槽的形式。
(3) 滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置設(shè)計。 本副模具由于側(cè)抽芯距較長,故將動模板上的導(dǎo)滑槽設(shè)計成通的,這樣一則便于“T”型槽的加工,二則滑塊的成型部分抽出后仍有大部分保留在導(dǎo)滑槽之中,確保了其復(fù)位安全,從而有效的縮減了模具和體積,圓柱銷9的設(shè)置目的是為了保證加工和裝配的兩滑塊在中心線上。
2.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計
本副模具模具采用的是一模二腔的結(jié)構(gòu)形式,考慮到加工的難易程度,材料的利用價值和塑件的精度等因素,型腔擬采用整體式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
根據(jù)本副模具澆口與主流道的設(shè)計要求,澆口設(shè)在型芯與澆口套之間,即兩者的間隙,其結(jié)構(gòu)為環(huán)形帶。
2.5.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計
型芯主要是與型腔相結(jié)合構(gòu)成塑件的內(nèi)形。其結(jié)構(gòu)擬采用整體式結(jié)構(gòu),型芯鑲嵌在滑塊上,其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
第3章 模具設(shè)計的有關(guān)計算
模具中成型零件工作尺寸計算時,均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造
公差和平均磨損量來進(jìn)行計算。
查手冊得ABS的收縮率為S=0.4﹪~0.7﹪,故平均收縮率為S=0.55﹪,考慮到模具制造的現(xiàn)有條件及制造的使用要求,現(xiàn)模具制造的公差取δ=/3 。
3.1 型腔和型芯工作尺寸計算
3.1.1 成型塑件的型腔部分尺寸計算
(1)72屬于未注公差尺寸,取未注公差等級MT5級,則允許偏差為0.52(GB/T14486-1993)故制品尺寸為72mm型腔內(nèi)表面尺寸:
L=(L+L×S﹪-3/4)
=(72+72×0.55﹪-3/4×0.52)
=72.004mm
(2)130屬于未注公差取MT5級,則允許偏差為0.76(GB/T14486-1993),故制品尺寸為130,對應(yīng)型腔尺寸:
L=(L+ L×S﹪-3/4)
=(130+130×0.55﹪-3/4×0.76)
= 130.15mm
(3)10屬于未注公差取MT5級,則允許偏差為0.2(GB/T14486-1993),故尺寸為10mm,對應(yīng)型腔尺寸:
H=(H+H×S﹪-2/3)
=(10+10×0.55﹪-3/4×0.2)
=9.87mm
3.1.2型芯部分尺寸計算
(1)126為未注公差取MT5級,則允許偏差為0.76(GB/T14486-1993),則尺寸為:126mm
L=(L+ L× S﹪-3/4)
=(3+3×0.6﹪-3/4×0.2)
=127.16mm
(2)6未注公差取MT5級,則允許偏差為0.2(GB/T14486-1993),則尺寸為6mm則:
H=(H+ H×S﹪+2/3)
=(6+6×0.55﹪+2/3×0.2)
=6.16mm
(3)尺寸為118mm部分的型芯計算,則
L=(L+ L×S﹪+3/4)
=119.15 mm
現(xiàn)將模具工作零件的尺寸制成表格1。
3.2 型腔板的三維尺寸確定
3.2.1 型腔板厚度計算
該型腔板的厚度包括兩部分組成,一部分是塑件的高度,另一部分是澆口套埋入型腔板的厚度。故該型腔板的厚度較大,現(xiàn)擬確定該厚度為L=60mm,計算過程略,若有不確,以后修正。
3.2.2 型腔板長寬尺寸計算
型腔板的長寬尺寸即是厚度尺寸。型腔板厚度計算是模具設(shè)計中的重要問題,目前常的方法有按強(qiáng)度條件計算和按剛度條件計算兩大類。因為實(shí)際的模具要求既不允許因強(qiáng)度不足而明顯變形,甚至破壞,也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形。目前許多單位都是憑經(jīng)驗確定。在此,考慮到實(shí)際狀況,因本副模具的型腔板是整體式的,結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜,其中間有一個成型制件的異形孔,有與斜導(dǎo)柱相配合的孔,,側(cè)壁有與滑塊相配合的孔。如此復(fù)雜的端面形狀,很難對此型腔板的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計算及校核。初定尺寸如下:
長度方向:L=280mm,計算過程及數(shù)字意義略。
寬度方向:L=210mm,計算過程及數(shù)字意義略。
至此,必須考慮型腔板的周界尺寸和動模板的周界尺寸一致。動模板的型號為250mm×315mm×80mm(GB/T4169.8-1984),因此,將型腔板的長度尺寸改為315mm,寬度尺寸改為250mm,高度尺寸63mm。
表3.1 型腔、型芯的工作尺寸
類別
序號
模具零件名稱
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯(滑塊)的工作尺寸
型腔的計算
1
型腔板
72
L=(L+ L×S﹪-3/4)
72.004
130
L=(L+ L×S﹪-3/4)
130.15
10
H=(H+ H×S﹪-2/3)
10
型芯的計算
2
型芯
126
L=(L+ L×S﹪+3/4)
127.16
6
H=(H+H× S﹪+2/3)
6
118
L=(L+ L×S﹪+3/4)
119.15
第4章 模具加熱及冷卻系統(tǒng)的計算
本塑件在注塑成型時不要求有太高的溫度,僅在螺桿中的加熱及剪切熱就能夠滿足注射成型要求,另一方面,能不用加熱系統(tǒng)就盡量不用,因為,設(shè)置加熱系統(tǒng)使得模具的復(fù)雜程度提高及模具成本增加,綜合上述原因,該模具不設(shè)加熱系統(tǒng)。根據(jù)成型塑件的特點(diǎn),模具的平均工作溫度在40℃左右。因此,根據(jù)經(jīng)驗判定,模具工作溫度在80℃以下的,需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)。設(shè)置冷卻系統(tǒng)能改善成型條件,穩(wěn)定制品的形位尺寸精度,改善制品的物理、機(jī)械性能以及提高制品的表面質(zhì)量。最重要的是能夠縮短成型周期,提高生產(chǎn)效率。本副模具設(shè)置二對冷卻水管,型腔板上布置兩對,見裝配圖。
第5章 模具閉合高度及注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
5.1 模具閉合高度
本副模具的閉合高度是定模板(型腔板)、滑塊、動模板及動模腳的和?,F(xiàn)根據(jù)經(jīng)驗確定,動模腳的厚度為120mm,動模板的厚度選80mm。
因此模具的閉合高度為:
H=H +H +H +H
=63+40 +80+120
=303mm
其中: H----定模板的厚度;
H----滑塊的厚度;
H----動模板的厚度;
H----動模座的厚度;
5.2 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本副模具的外形尺寸為250×315mm×303mm。XS-ZY-250型注塑機(jī)的模最大安裝尺寸為448mm×370mm,故能滿足模具的安裝要求。
由上述計算得模具的閉合高度為H303mm,XS-ZY-250型注塑機(jī)所允許模具的。最小厚度H=200mm,最大厚度H=350mm,即滿足模具的安裝條件。
H≤H≤H
經(jīng)查資料,XS-ZY-250型注塑機(jī)的最大開模行程S=500mm,經(jīng)驗證,XS-ZY-250型注塑機(jī)能滿足使用要求,故可采用。
第6章 模具的裝配、試模與維修
6.1 裝配
塑料模的裝配順序可有兩種:一種是當(dāng)動、定模合模后有正確的配合要求,互相間易于對中時,以其主要工作零件如型芯、型腔和鑲件等作為裝配基準(zhǔn),在動、定模之間對中后才加導(dǎo)柱、導(dǎo)套。另一種是當(dāng)塑料件結(jié)構(gòu)形狀使型芯、型腔在合模后很難找正相對位置,或在模具中設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時,通常要先安裝好導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為模具的裝配基準(zhǔn)。
塑料模裝配的主要內(nèi)容如下:
(1) 型芯的裝配。 將型芯裝入固定板的方法與其連接方式有關(guān)。型芯與固定板通常采用過度配合,或采用埋入式,對于大面積的型芯,一般是用螺釘、銷釘直接與固定板連接。此外,在熱固性塑料壓模中,型芯與固定板常用螺紋連接方式。
(2) 型腔的裝配。 除了形狀簡單的塑料模外,為了便于加工和保證加工精度,塑料模的型腔部分均采用鑲嵌或拼塊形式。
(3) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配。 為了保證導(dǎo)向作用,動、定模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔距精度應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)。因此,必須使用坐標(biāo)鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下,較普遍采用的方法是將動、定模合在一起(用工藝定位銷釘),在車床、銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔。對于淬硬模板上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,可用坐標(biāo)磨床磨孔。將導(dǎo)柱、導(dǎo)套壓入動、定模板后,要求保持導(dǎo)柱的垂直度,并使開模和合模時導(dǎo)柱、導(dǎo)套間滑動自如。
6.2 試模
(1) 試模前,必須對設(shè)備的油路、水路以及電路進(jìn)行檢查,并按規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備,做好開機(jī)前的準(zhǔn)備。
(2) 原料應(yīng)該合格。根據(jù)推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱。資料上介紹的料筒和噴嘴溫度只是一個大致范圍,還應(yīng)根據(jù)條件試調(diào)。判斷料筒和噴嘴溫度是否合適的最好辦法,是在噴嘴和主流道脫開的情況下,用較低的注射壓力,使塑料自噴嘴中緩慢地流出,以觀察料流。如果沒有缺塊、氣泡、銀絲、變色,而是光滑明亮,即說明料筒和噴嘴溫度是比較合適的,這時就可以開始試模。
(3) 在開始試模時,原則上選擇在低壓、低壓和較長時間條件下成型,然后按壓力、時間、溫度這樣的先后順序變動。最好不要同時變動兩個或三個工藝參數(shù),以便分析和判斷情況。壓力變化的影響,馬上就可從制件上反映出來,所以如果制件充不滿,通常首先是增加注射壓力。當(dāng)大幅度增加注射壓力仍無顯著效果時,才考慮變動時間和溫度。延長時間實(shí)質(zhì)上是使塑料在料筒內(nèi)的受熱時間加長,注射幾次后仍然未充滿,最后才提高料筒溫度。但料筒溫度的哂納感升以及塑料溫度達(dá)到平衡需要一定的時間,一般約15min左右,不是馬上就可以從制件上反映出來,所以不能一下子把料筒溫度升得太高,以免塑料過熱甚至發(fā)生降解。
(1) 注射成型時可用高速和低速兩種工藝。一般在制件薄壁而面積大時,采用高速注射,而壁厚面積小時采用低速注射,在高速和低速都能充滿型腔的情況下,除玻璃纖維增強(qiáng)塑料外,均宜采用低速注射。
(2) 對黏度高和熱穩(wěn)定性差的塑料,采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加熱和預(yù)塑,而黏度低和熱穩(wěn)定性好的塑料可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。在噴嘴溫度合適的條情況下,采用噴嘴固定的形式可提高生產(chǎn)率。但當(dāng)噴嘴溫度太低或太高時,需要采用每成型周期向后移動噴嘴的形式(噴嘴溫度低時,由于后加料時噴嘴離開模具,減少了散熱,故可使噴嘴溫度升高;而噴嘴溫度太高時,后加料時可擠出一些過熱的塑料)。
在試模過程中應(yīng)作詳細(xì)記錄,并將結(jié)果填入試模記錄卡,注明模具是否合格。如需返修,則應(yīng)提出返修意見。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點(diǎn),最好能附上加工出的制件,以供參考。
試模后,將模具清理干凈,涂上防銹油,然后分別入庫或返修。
6.3 模具的維修
模具在使用過程中,會產(chǎn)生的磨損或不正常的的破壞。不正常的磨損絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)引起的,例如制件脫不下時用手錘重力敲擊而使型芯彎曲??偟膩碚f,大致有以下幾種情況:
(1) 型芯或?qū)蛑鰪潯?
(2) 型腔局部損壞,大部分仍是好的。
(3) 由于型腔材料硬度太低或制件精度太差,模具使用一段時間后分型面不 嚴(yán)密,以致溢邊太厚,影響制件質(zhì)量。
在這些情況下,并不需要將整個模具報廢,只需局部修復(fù)即可。局部 修復(fù)由專門的模具工進(jìn)行。修復(fù)以前應(yīng)研究模具圖樣以了解模具結(jié)構(gòu)、 材料和熱處理狀態(tài)。對于零件損壞的,將壞的拆下,另外換上一個新的 裝上。型腔打缺的,若為經(jīng)熱處理硬化時,可用銅焊或鑲嵌的方法來修復(fù)。
第7章 主要零件加工工藝規(guī)程的編制
表7.1 型腔板加工工藝過程
序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
1
下料
Ф200mm×250mm。
2
鍛料
鍛至尺寸260mm×330mm×85mm。
3
熱處理
退火至180~200HBS。
4
刨六面
刨六面尺寸至252mm×320mm×82mm。
5
磨六面
磨六面至尺寸250mm×315mm×80mm,并保證四個側(cè)面對上下底面的垂直度。
6
劃線
劃出導(dǎo)柱孔、水嘴孔和限位拉桿孔的位置中心線。
7
線切割
加工出導(dǎo)柱孔、水嘴孔和限位拉桿孔。
8
熱處理
淬火、回火并檢查硬度。
9
數(shù)控銑
銑出型腔,并保證外形尺寸。
10
平磨
磨上下平面及角尺面。
11
熱處理
淬火至要求。
12
成型磨
磨型腔尺寸至于要求尺寸,保證公差及粗糙度要求。
13
研磨
研磨型腔并與型芯相配。
14
平磨
與動模板配磨,使上下齊平,使型腔深度達(dá)到要求。
15
研磨
研磨導(dǎo)柱孔及限位拉桿孔,保證配合要求。
16
精研
精研量為0.01mm,改善粗糙度并達(dá)到間隙要求。
表7.2 動模板加工工藝工藝
序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
1
下料
2
鍛
鍛至320mm×255mm×85mm
3
熱處理
退火至180~200HBS
。
4
平磨
磨六面至尺寸315.2mm×250.3mm×80.3mm,
5
鉗
以兩個互相垂直的側(cè)面為基準(zhǔn)劃各孔位中心線。
6
線切割
7
銑
固定銷孔,導(dǎo)柱孔。
8
鉗
修整。
9
研磨
保證公差及表面粗糙度要求。
10
精磨
保證和定模板和模時的密封度。
第8章 結(jié) 論
本課程設(shè)計是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的,它是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計使我再復(fù)習(xí)老知識的同時學(xué)到了許多新知識,對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課:如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解,使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)計過程中要考慮的問題,如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料,保證工件的經(jīng)濟(jì)性,加工工藝的合理性。
由于能力有限,設(shè)計中難免有疏漏之處,懇請老師給予批評指正。
致 謝
白駒過隙,歲月如梭,在這充滿夏意的五月天,我回顧過去,展望未來,肩負(fù)就業(yè)上崗,獨(dú)立自主的重任,順利完成了本課程的畢業(yè)設(shè)計,盡管曲曲折折,困難重重。在學(xué)校中,我們主要學(xué)的是理論性的知識,而實(shí)踐性很欠缺,而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來,使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識;這不但提高了我們解決問題的能力,開闊了我們的視野,在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗的不足,為以后的工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
設(shè)計的過程是知識的熟悉與掌握的過程,是知識的積累與運(yùn)用的過程。由于本人資質(zhì)有限,在作業(yè)過程中難免會遇到各種困難和各種問題,問題和困難是提升個人的機(jī)會,問題是契入點(diǎn),通過反復(fù)的思考與查閱手冊,以及老師的指導(dǎo)、和同學(xué)的討論將問題逐個解決。
最后,感謝各位老師特別是本課題設(shè)計的指導(dǎo)老師楊占堯老師所給予的辛勤無私的幫助和指導(dǎo),并向他們致以最深的敬意!
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