動片瓷件的模具設(shè)計【全套含有CAD圖紙三維建?！?/h1>

動片瓷件的模具設(shè)計【全套含有CAD圖紙三維建模】,全套含有CAD圖紙三維建模,動片瓷件,模具設(shè)計,全套,含有,cad,圖紙,三維,建模 摘 要 動片瓷件是典型的注塑件，根據(jù)計算結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，可以判定此模具可以采用標(biāo)準(zhǔn)模架；為了保證制件的順利取件，模具必須有足夠的高度，才能取下制件；此模具設(shè)計需要運用NX8.5、AutoCAD 2012等常用軟件，對動片瓷件的結(jié)構(gòu)分析，制件尺寸的合理性進(jìn)行設(shè)計，文章涉及到動片瓷件的工藝分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)的計算、模具加熱和冷卻系統(tǒng)等內(nèi)容。 關(guān)鍵詞：注塑件；動片瓷件；加熱冷卻 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件成型工藝分析 2 1.1 動片瓷件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 1.1.1 動片瓷件零件圖紙 2 1.1.2 動片瓷件零件尺寸介紹 2 1.2 動片瓷件材料選擇及成型加工性能 2 1.2.1 塑件的材料選擇 2 1.2.2 ABS的成型加工性能 3 1.3塑件工藝性分析 3 1.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 3 1.3.2 結(jié)構(gòu)分析 3 1.3.3 尺寸精度及表面質(zhì)量分析 3 2型腔數(shù)目和分布 5 2.1 塑件在模具中型腔數(shù)目及分布 5 2.1.1 型腔數(shù)目的確定 5 2.1.2 型腔的分布 5 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 6 3.1 主流道、分流道、澆口設(shè)計 6 3.1.1 主流道設(shè)計 6 3.1.2 分流道設(shè)計 6 3.1.3 澆口設(shè)計 7 3.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 3.3 推出機構(gòu)設(shè)計 8 3.3.1 推出機構(gòu)的設(shè)計原理及零件圖 8 3.3.2 推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 9 4 模具加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計 10 4.1 加熱系統(tǒng)設(shè)計 10 4.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 10 4.2.1 冷卻回路尺寸的確定 10 4.2.2 冷卻回路的布置 10 5 模架的選擇 11 6 注塑機的選擇 12 6.1模具閉合高度 12 6.2注塑機參數(shù) 12 7 模具總裝圖及零件工作圖 13 7.1模具總裝圖 13 7.2模具零件圖 14 總 結(jié) 16 致 謝 17 參考文獻(xiàn) 18 前 言 塑料模是用于塑料成型的模具，按照成型原理可以分為注塑模、壓縮模、傳遞模幾類，而我們平常最常用的就是注塑模。 塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。生活中塑料制成的零件也是數(shù)不勝數(shù)，最常見的就要數(shù)水杯，水杯是直接接觸人體的，所以對其制作的原材料和方法要嚴(yán)格要求，不能偷工減料，造成不必要的后果。兒童玩具也是塑料制品的大需求，市場上的兒童玩具百分之九十幾都是塑料制成的，比如玩具車，水槍，積木等等都是塑料制成的，所以對其生產(chǎn)安全和質(zhì)量要嚴(yán)格把控，不能對兒童造成傷害。 塑料有著一系列金屬所不及的優(yōu)點，諸如：重量輕、耐腐蝕、電氣絕緣性好、易于造型、生產(chǎn)效率高與成本低廉等。同時存在很多缺點，比如抗壓性不如金屬強，同時它的抗熱性和抗靜電性也低于金屬制品。但隨著高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)及成型工藝的進(jìn)步，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的塑料高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。 近年來，我國汽車行業(yè)的銷售量突飛猛進(jìn)，標(biāo)志著我國人民消費水平的上升，汽車制造業(yè)前景一片大好，伴隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)也取得了較好的發(fā)展，其中塑料模具占其它模具的總比達(dá)百分之三十，可以預(yù)計，在未來的模具行業(yè)中，塑料模具占的比重會越來越大。 模具行業(yè)正以每年百分之二十的速度快速增長，不僅提高了模具的品質(zhì)，同時也為整個模具行業(yè)提升了技術(shù)水平?！笆濉逼陂g我國模具行業(yè)有了很大的發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)等塑料零配件需求很大，所以塑料模具在其期間有了一個質(zhì)的發(fā)展?！笆濉蔽磥戆l(fā)展，我國將進(jìn)行經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，縱觀當(dāng)前全國的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，無論是南方還是北方，都把科技放在了突出位置。因此，中國當(dāng)前經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的實質(zhì)就是用現(xiàn)代科技改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟發(fā)展中的高科技含量。提高科技含量，使得生產(chǎn)出來的東西含金量更高，也更具有競爭。 目前我國的模具中，進(jìn)口模具占大多數(shù)，進(jìn)口模具普遍具有精密高、體型大、復(fù)雜、耐用等特點，國產(chǎn)的很難做到這一步，為了減少進(jìn)口量，提高國產(chǎn)的角度出發(fā)，“十三五”期間會提高國產(chǎn)模具的科技含量，這樣會減少對進(jìn)口的依賴，減少大量資本的流失。別人的終究是別人的，自己有才是真的強。 1 塑件成型工藝分析 1.1 動片瓷件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1.1.1 動片瓷件零件圖紙 圖1-1 動片瓷件 表1-1 產(chǎn)品介紹 產(chǎn)品名稱 材料 厚度 生產(chǎn)方式 產(chǎn)品作用 動片瓷件 ABS 4 注塑 配合件 1.1.2 動片瓷件零件尺寸介紹 從零件圖上看得出，該零件形狀像個圓盤，最外直徑為18mm，中間有個通孔，孔直徑為3.1mm，零件高度為4mm，從零件圖上可以看出不是很復(fù)雜，因為是圓形的，所以受力面積大，不易變形，有較好的抗壓力。 1.2 動片瓷件材料選擇及成型加工性能 1.2.1 塑件的材料選擇 塑件的材料為ABS樹脂，這種材料通常被稱為超不碎膠，具有很強的塑性，其抗沖性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，而該動片瓷件正是需要這種屬性的材料，可以使加工出來的零件更具抗壓力，從而使塑件的使用壽命更長，更加符合節(jié)約資源的號召；該動片瓷件因為是和其它零件搭配起來使用的，所以對其尺寸的要求較高，而ABS恰恰具有制品尺寸穩(wěn)定的性質(zhì)；動片瓷件的工作環(huán)境處于長時間的旋轉(zhuǎn)和摩擦中，會產(chǎn)生熱量，所以對材料的耐熱性有著較高的要求。 1.2.2 ABS的成型加工性能 （1）流動性：融化狀態(tài)下ABS的黏度隨著溫度的增高而降低，所以，要在融化狀態(tài)下降低黏度來提高流動性。 （2）吸濕性：ABS吸濕性較大，加工之前應(yīng)保證濕度在0.1%以下。如果材料是暴露在空氣中儲存，建議要在85C熱空氣中干燥4~5小時。如果材料是在密閉容器中儲存，那么經(jīng)過3小時溫度平衡即可直接使用。 （3）環(huán)境性：ABS不受水、無機鹽、堿醇類和烴類溶劑及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 （4）電學(xué)性：ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 1.3塑件工藝性分析 1.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1.3.2 結(jié)構(gòu)分析 該動片瓷件形狀像個圓盤，中間有個通孔，周圍是一個深2mm，長6mm的圓形凹槽，其設(shè)計最初的原理就是與其他零件相互配合使用，里面的凹槽可以配合在其尺寸范圍內(nèi)的所有零件，通過凹槽的平面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到動片瓷件的真正目的。 1.3.3 尺寸精度及表面質(zhì)量分析 因為塑件本身就是以塑料為原材料，對其尺寸沒有太大的要求，所有尺寸只要不超過設(shè)計的范圍就沒有太大的影響，尺寸精度方面大可不必太操心，因為模架的大小是確定好的，從模架里面出來的塑件也是確定的，所以尺寸精度一般在中等即可。 該動片瓷件是要與其他零件貼合使用的，所以對其表面質(zhì)量要求較高，表面精度要求達(dá)到MT2，這樣才可以與其他零件相配合，更好地旋轉(zhuǎn)而不易產(chǎn)生較大的摩擦。表面質(zhì)量越高，塑件的波動性越小、對零件的制造誤差也會越小、對其成型零件的磨損程度也越小，與其他零件配合的間隙尺寸也越小。 由上面的分析，得出結(jié)論：動片瓷件無論在工藝分析還是注塑條件都符合采用注塑模具生產(chǎn)要求。 2型腔數(shù)目和分布 2.1 塑件在模具中型腔數(shù)目及分布 2.1.1 型腔數(shù)目的確定 可以根據(jù)注射機的鎖模力來確定型腔的數(shù)目n， N≤（Fp-PA1）/pA 其中：Fp——是注射機的鎖模力，N1000KN; P——是塑料在型腔中融化的成形圧力MPa80 A1——澆筑系統(tǒng)在分型面上的投影與型腔不重疊的部分面積170 mm2 A——單個塑件在分型面上的投影， 5800 mm2 所以根據(jù)上面的公式可以得出： N≤（100000-80*170）/80*5800 N≤2.12 所以我采用一模兩腔的設(shè)計。 2.1.2 型腔的分布 型腔是成型塑件外表面的工作零件，其結(jié)構(gòu)可以分為整體式和組合式兩種，本次設(shè)計采用的是組合式型腔，對外表面復(fù)雜的零件有助于其脫模，還方便磨損后更換新的。型腔分布如圖： 圖2-1 型腔分布圖 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 3.1 主流道、分流道、澆口設(shè)計 3.1.1 主流道設(shè)計 主流道的孔徑大小要根據(jù)注射機的型號來確定最大孔徑，我選擇的注射機型號為XS_ZY_125，其一次性注射量為125mm3，噴嘴球頭直徑為12mm,噴嘴孔直徑為4mm，根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系式得出： R=R0+（1～2）mm D=d0+（0.5～1)mm 根據(jù)上面的關(guān)系式可以取R=13，d=4.5 一般為了能將凝料主流道中取出來，主流道設(shè)計成圓錐式，斜度取2°，所以主流道最大直徑D取8.5mm。 3.1.2 分流道設(shè)計 分流道的設(shè)計應(yīng)該保證溶體以最短的路徑、最小的熱量和壓力損失、快速注入模具型腔為基礎(chǔ)，分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形等形狀，鑒于我塑件材料選擇的是ABS,為了保證它的流動性好，沖型能力好，我采用圓形的分流道，根據(jù)上面主流道最大直徑為8.5mm，分流道的最大直徑可以選擇5mm，有著注射時間短，效率高，不易堵塞流道的好處。下面是該分流道局部放大圖: 分流道 圖3-1 分流道圖 3.1.3 澆口設(shè)計 澆口就是模具中流最末端、最接近型腔的那一小部分，是塑料熔液進(jìn)入型腔的端口。根據(jù)我塑件成型要求和型腔排序方式來判斷，采用側(cè)交口的澆注方式較為理想。因為考慮到該零件兩邊的表面質(zhì)量要保證，所以在側(cè)邊進(jìn)行填充，澆口處采用圓形的截面設(shè)計，由于這段很細(xì)，所以最后脫模的過程中很容易將塑件與澆口處的材料弄斷，不會出現(xiàn)拿不下來的情況。在分流道的設(shè)計中，最大分流道直徑為5mm，所以澆口端的尺寸一般不大于分流道尺寸的1~2mm，所以澆口尺寸最大取6mm。 3.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零件主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，有凹模、型芯、各種成型桿和成型環(huán)。凹模的各個尺寸如圖3-2所示： 圖3-2 凹模部分零件尺寸圖 凹模材料選用T8A, 硬度在50HRC以上。 根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔上，其結(jié)構(gòu)見圖3-2所示。 凹模尺寸根據(jù)矩形凹模最小壁厚手冊得知，此塑件的成型壓力小于30MPA，尺寸見圖3-2-1所示。 圖3-3 凹模尺寸圖 3.3 推出機構(gòu)設(shè)計 3.3.1 推出機構(gòu)的設(shè)計原理及零件圖 推出機構(gòu)由推出、復(fù)位、導(dǎo)向三個機構(gòu)組成。推出機構(gòu)是將塑件從模具型腔中脫離出來，簡稱推出機構(gòu)。因為該零件表面有個凹槽，可直接供推出桿使用，所以采用推桿推出機構(gòu)。具體形狀看下圖： 推桿 圖3-4 推出機構(gòu) 3.3.2 推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 推出機構(gòu)的導(dǎo)向一般采用推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套，但該零件需要的推桿數(shù)量不是太多，所以利用復(fù)位桿作為推出機構(gòu)的導(dǎo)向，導(dǎo)向與復(fù)位一體，這樣減少了該難度，也降低了制造的成本。當(dāng)模具合模，材料填充進(jìn)型芯型腔里面，經(jīng)過冷卻系統(tǒng)冷卻，穩(wěn)定成型，推桿機構(gòu)將其頂出，由機械手取出或由人工取出。推桿導(dǎo)出的塑件圖如下圖3-3-1所示。 推桿 推桿 圖3-5 導(dǎo)向與復(fù)位圖 4 模具加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計 4.1 加熱系統(tǒng)設(shè)計 加熱系統(tǒng)是對原料本身進(jìn)行加熱，ABS材料的熔融溫度在200℃~240℃，所以必須對其進(jìn)行加熱讓其融化，我采用電加熱的方法將其融化，電加熱清潔，無垃圾產(chǎn)生，不會產(chǎn)生廢水之類的污染環(huán)境的物質(zhì)，而且可調(diào)控，所以電加熱是很好的加熱系統(tǒng)。 4.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 4.2.1 冷卻回路尺寸的確定 由于型芯、型腔上每處的熱量不同，回路結(jié)構(gòu)受到的熱量也不同，水路在進(jìn)入與出口受到的熱量也會有很大的差別，為了使冷卻達(dá)到最佳效果，我選定冷卻回路的孔徑為10mm水道。 4.2.2 冷卻回路的布置 1）冷水路應(yīng)該盡量的多，截面尺寸要盡量大。 2）水路出入口的布置要使出入口溫差小，盡可能的多設(shè)計水路。 3）還有一點重要的地方，是冷水路的布置要盡量避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的地方。 該冷水路回路采用的是平面式回路，受熱面積大，能夠充分的帶走塑件充填成型后的熱量，使塑件充填后快速冷卻下來，使得生產(chǎn)效率有較快的提高。 5 模架的選擇 模架是指由模板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和復(fù)位桿等零件組成。我選者的模架是采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模架，通過龍記標(biāo)準(zhǔn)模胚調(diào)出來使用，但要考慮到注塑零件的大小和模胚的尺寸是否合理，我設(shè)計的塑件模成型部分尺寸大小為110,60,32的長方體，所以采用的龍記標(biāo)準(zhǔn)模胚的型號為CI,模胚規(guī)格為2530，A板大小為60，B板大小為70，C板大小為80，AB板間距為0，垃圾釘高度為5的標(biāo)準(zhǔn)模架。 采用CI2530這樣的大型模架，為了使后面的水路設(shè)計更加方便，也更具合理性。 6 注塑機的選擇 6.1模具閉合高度 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜H＜Hmax 設(shè)計模具高度為H總=237mm 由于XS-ZY-60型注射機所允許模具的最小厚度為Hmin180mm，最大厚度為Hmax為200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。 ??改選XS-ZY-125型，最大裝模高度Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm H總=237mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。 6.2注塑機參數(shù) 在注射生產(chǎn)中，注塑機在每一個成型周期內(nèi)模內(nèi)注入熔融質(zhì)量為塑件的注塑量M,塑件的注塑量M必須小于或等于注射機的實際注塑量。 由注塑機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n，n≤∕3600─M2/M1， n≤2（符合要求） 式中K━━注塑機最大注塑量的利用系數(shù)，一般取0.8 M━━注塑機的額定塑化量（g∕h） T━━成型周期 M2━━澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g） M1━━單個制品的質(zhì)量和體積（g） 7 模具總裝圖及零件工作圖 7.1模具總裝圖 圖7-1 總裝圖 7.2模具零件圖 圖7-2 型芯 圖7-3 型腔 總 結(jié) 這次設(shè)計中我充分體驗到設(shè)計的不易，從選擇零件，零件的用途，零件的選材，到材料的成型加工工藝，塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量的分析，再到注射機的選擇，確定模架，型腔的數(shù)目和分布，再到澆注系統(tǒng)的設(shè)計，最后設(shè)計模具的加熱和冷卻系統(tǒng)，每一項都要認(rèn)真的仔細(xì)的考慮，比如模架的選擇，選大了對模架本身就是一種浪費，選小了，后面的水路不太好做，所以在選擇模架方面花了很大力氣，也許是我不熟悉注射機方面的因素。在設(shè)計主流道與分流道的方面也遇到了很大的困難，主流道是塑件融料的必要通道，運輸融料的主流道直徑大小要考慮到不能堵塞流道，分流道的端口處是采用圓形還是矩形截面的設(shè)計，分流道的直徑是否能夠快速填充，而不會造成填充不均勻等問題，這些都是要考慮的問題。 設(shè)計中遇到的最大問題就要屬于經(jīng)驗不足，遇到一些選擇方面的東西，比如材料，模架方面，不知道如何選擇才好，材料種類那么多，如何選擇適合自己設(shè)計要求的材料，還要符合塑件成型后不易變形，抗壓力性能好的特點，實屬不易，最后經(jīng)過查找相關(guān)資料，詢問相關(guān)老師選擇了ABS，符合我的設(shè)計要求。模架方面也是，要選擇龍記的還是水口的，三板模還是兩板模，不知道選擇什么模架的好，最后查閱了書上的模架選用方案，選用了龍記C1 2530的模架，符合我后面設(shè)計的水路布置，模架的大小適中，布置合理，充填效果好，不易堵塞澆口。 大學(xué)三年過得真快，就要去實習(xí)找工作了，其實也很向往找工作的日子，不必再向父母要錢了，大學(xué)三年學(xué)到了很多，從大一青澀的小伙子，到現(xiàn)在較為成熟的青年，是一個蛻變的過程。隨著畢業(yè)日子的慢慢來到，畢業(yè)設(shè)計也即將完成，經(jīng)過幾周的熬夜奮斗，終于完成了。一開始以為設(shè)計很好做，但做下來才發(fā)現(xiàn)需要考慮的東西太多，自己學(xué)的這點東西還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，設(shè)計中有很多的不足需要改進(jìn)。通過這次設(shè)計，明白學(xué)習(xí)是一個需要長期積累的過程，以后不管在哪都要靜下心來，好好學(xué)習(xí)，不斷地提高自己的綜合素質(zhì)。 這次設(shè)計的結(jié)束也就是大學(xué)三年的結(jié)束，有太多的不舍，不舍那些陪伴了三年的小伙伴，更不舍住在一個宿舍的他們，不過終究要去新的事物面前嘗試，去接觸新的人，我們要懷戀過去，接受新的東西。 只要敢去做，不怕沒有做不成的事。 致 謝 在此設(shè)計中要特別感謝老師的耐心指導(dǎo)，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計，在設(shè)計過程中，老師對我的設(shè)計的不足之處一一指出來，而且耐心的解答，讓我明白該怎樣去設(shè)計，這樣我的設(shè)計才能夠順利的進(jìn)行下去，再次對老師表達(dá)衷心的謝意和敬意。 再次，還要感謝其他同學(xué)的幫助，遇到困難時，向班級同學(xué)請教，都很樂意的幫助我，班級同學(xué)相互幫忙，也加快了該進(jìn)度。感謝班里的同學(xué)陪我度過了大學(xué)三年的時光，我們在一起打牌，在一起過生日，在一起打鬧，感覺非常的幸福，最后，對幫助我的同學(xué)表示由衷的謝意。 參考文獻(xiàn) [1] 王靜.注塑模具設(shè)計基礎(chǔ).北京：電子工業(yè)出版社，2013. 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