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畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)
設(shè)計(論文)題目: 電視機旋鈕注射模具設(shè)計
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目 錄
摘 要....................................................Ⅱ
ABSTRACT.................................................Ⅲ
1.緒 論 ............................................................................................... 1
2.塑料制品的工藝性分析................................... 2
1. 塑件的分析......................................... 2
2.塑件尺寸精度分析.................................... 2
3 .塑件表面質(zhì)量分析.................................... 3
4 .塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析.................................. 3
3.成型設(shè)備的選擇和模塑工藝規(guī)程編制....................... 4
1.計算塑件體積、重量.................................. 4
2.注射機XS-ZY-60的主要技術(shù)參數(shù):..................... 4
4. 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計........................................ 5
1.分型面的選擇........................................ 5
2.澆注系統(tǒng)............................................ 5
3.型腔設(shè)計... ........................................ 6
4.側(cè)向分型 ........................................... 8
5.推件方式............................................ 8
6.冷卻與加熱系統(tǒng)...................................... 8
7.標(biāo)準(zhǔn)模架的選用...................................... 8
5.成型零件尺寸計算....................................... 9
6.注射機有關(guān)參數(shù)的校核.................................. 10
7.模具裝配圖 ............................................13
8.主要模具零件加工工藝...................................14
結(jié)論.....................................................16
參考文獻(xiàn).................................................17
致 謝...................................................18
Ⅰ
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電視機旋鈕注塑模具設(shè)計
摘 要
目前,許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家模具工業(yè)的產(chǎn)值都已經(jīng)超過了機床工業(yè)的總產(chǎn)值。美國模具工業(yè)的每年產(chǎn)值已經(jīng)有100億美元,日本1957年到1984年27年間,模具工業(yè)迅速增長,接近一百倍,1987年臺灣地區(qū)模具出口量達(dá)到一億二千萬美元,香港的模具工業(yè)的每年產(chǎn)值約為三十億港幣,然而我國模具年產(chǎn)值卻只有30億人民幣。從這些模具年產(chǎn)值信息可以看出我國模具在數(shù)量質(zhì)量技術(shù)上都有了長足進(jìn)步,也足可看出我國旋鈕工業(yè)的進(jìn)步,單和世界先進(jìn)水品相比還差了很多。主要缺陷有,模具精度低,技術(shù)含量不高,復(fù)雜程度不高。因此我多每年都要大量進(jìn)口外國高檔塑料模具。中國塑料模具行業(yè)盡管發(fā)展迅速但是仍然存才很多缺陷,主要有:組織協(xié)調(diào)能力差;工藝裝備落后;開發(fā)能力弱,創(chuàng)新能力不足;人才不足;產(chǎn)品技術(shù)不高。這些嚴(yán)重阻礙著我國模具工業(yè)的發(fā)展。我國現(xiàn)在最大的不足在于空有好的模具設(shè)計圖卻沒有辦法將模具完整做出來。所以我們必須吸收國外的先進(jìn)技術(shù),加以學(xué)習(xí),實踐,改良。
我們不能局限于國內(nèi)市場,還要放眼世界市場,因為未來模具的發(fā)展必定會越來越先進(jìn),競爭越來越激烈。
關(guān)鍵詞:模具工業(yè);缺陷;塑料模具;
Ⅱ
ABSTRACT
Design of injection mould for TV set knob
ABSTRACT
At present, many developed countries die industry output value has exceeded the total industrial output value. The annual output value of machine tool mould industry has reached 10 billion U.S. dollars, Japan from 1957 to 1984 in 27 years, the rapid growth of mold industry, nearly one hundred times, reaching $one hundred and twenty million in 1987 in Taiwan mold exports, the annual output value of about three billion yuan in Hongkong Hongkong mold industry, however, the mold of the annual output value of only 3 billion yuan. But from the mold annual output value of the information can be seen, much progress has been made in a number of China die technology, but also can see, Chinese single knob industrial progress, compared with the world advanced water products, is worse. The main defects of the mold, the precision is low, the technical content is not high, the complexity is not high. So I have every year a large number of imported high-grade plastic mold, plastic mold industry in China and Chinese. Advanced aquatic products are The following problems, backward technology and equipment, organization and coordination ability difference; development capacity is weak, lack of innovation; lack of talent; development is not balanced, low overall quality products. These are serious obstacles to the development of industry of our country mould. Mould design in the industry of our country mould is the biggest problem. Therefore, it is necessary to draw lessons from foreign advanced technology, improve the scientific and technological content.
In the future, the development direction of the injection mold must be large, high precision, and the development direction of the energy saving compound die.
Key words: mold industry; defect; plastic mould;
Ⅲ
第1章 緒論
1. 緒 論
隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展,旋鈕這一產(chǎn)品漸漸步入我們的家庭,邊緣刻有一個或一系列標(biāo)號的普通圓形突出物,圓盤或標(biāo)度盤,可將其旋轉(zhuǎn)或推進(jìn)拉出以此啟動或操控或控制某物(如收音機或電視機)。近幾年我國模具工業(yè)發(fā)展特別迅速,塑料制品在我們?nèi)粘I钪性絹碓匠R姡破贩N類也在增加,相比其他種類模具,注塑模發(fā)展速度最快,使用范圍更廣,各種產(chǎn)品大多數(shù)零件都能依靠注塑成形來完成。
電視機這一產(chǎn)品漸漸步入我們的家庭,樣式也日益增加,其重要零部件旋鈕外觀精致,價格低廉,耐用受到廣大消費者歡迎,本課題應(yīng)用性強,知識面覆蓋廣,并且來自生活,激發(fā)了我研究的興趣,所以我選這個課題。
好的模具造就了高質(zhì)量的產(chǎn)品,這些年來我國塑料模具行業(yè)飛速進(jìn)步,當(dāng)前的模具工業(yè)已經(jīng)不能滿足人們對模具制品的需求,許多企業(yè)都在尋求如何做出更精確,精致的模具的方法,以及追求求生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品制造周期,降低成本。CAD技術(shù)則很大程度上實現(xiàn)了企業(yè)的目標(biāo)。
1
第2章 塑料制品的工藝性分析
2.塑料制品的工藝性分析
2.1 旋鈕塑件的分析:
圖1旋鈕塑件圖
ABS它是一種由丙烯、丁二烯和苯乙烯聚合形成的非結(jié)晶性聚合物,是一種熱塑性塑料工程塑料。ABS塑料在相應(yīng)溫度范圍內(nèi)有著比較高的耐磨性,沖擊強度和表面硬度;約100℃熱變形溫度;有良好的介電性能和一定的化學(xué)穩(wěn)定性;溶解特性也與其他塑料和橡膠混合;其產(chǎn)品的尺寸具有良好的穩(wěn)定性、表面光澤,而且可以拋光和電鍍;ABS塑料擁有較低的耐熱性,不耐高溫,不能抗過強的紫外線,擁有良好的流動性和塑料成型性,成型不怎么會收縮;ABS塑料擁有較低的比熱容,能夠高效率塑化,在模具中能夠快速凝固,擁有很短的成型周期。但是由于ABS具有吸濕性,因此形成必須充分干燥。ABS塑料可采用的成型方法有很多:注射、擠出、壓延、吹塑、真空成形。
2.2塑件尺寸精度分析
由于塑料件都沒有標(biāo)注公差的精度要求,因此所有尺寸都用自由尺寸,查看《<塑料成型技術(shù)》,未注公差等級選擇MT5級精度,屬于中等精度水平,可得公差,標(biāo)記如下(單位:mm)
1).塑件外形尺寸:
、 、 、 、 、、、、
2
第2章 塑料制品的工藝性分析
;
2).塑件內(nèi)形尺寸:
、 、;
2.3塑件表面質(zhì)量分析
塑料零件表面有電視旋鈕,表面無劃痕。
2.4塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析
1).塑料零件的圓柱旋轉(zhuǎn)件,高度為31毫米,每節(jié)的厚度是不同的,整體的大小是20毫米。
2).成形塑件長度為12mm的桿狀部分采用鑲件結(jié)構(gòu),塑料件的圓周內(nèi)凹槽形成后表面平整;它必須使用側(cè)滑塊側(cè)向分型機構(gòu),利用斜導(dǎo)板起開合模的導(dǎo)向作用,用成型推桿成型來成型塑件表面的圓形凹槽。
3
第3章 成型設(shè)備的選擇和塑模工藝規(guī)程編制
3.成型設(shè)備的選擇和模塑工藝規(guī)程編制
3.1計算塑件體積、重量
1).計算體積:
利用Pro/E軟件來繪制旋紐的零件圖,可以得到塑件體積:
V = 5.33厘米
2).估計質(zhì)量:
表一,ABS的密度=1.0~1.1g/㎝,取=1.05 g/㎝
塑件質(zhì)量M =v= 5.33 * 1.05 = 5.59g
3).估計澆注系統(tǒng)的塑性質(zhì)量:
查看《中國模具工程大典》,總質(zhì)量M = 4.35×M = 24.32g;
原注塑機:xs-zy-60;
空洞的初始數(shù)目:一模四腔;
3.2注射機XS-ZY-60的主要技術(shù)參數(shù):
表1 注射機XS-ZY-60的主要技術(shù)參數(shù)表
螺桿直徑
38mm
額定注射量
60㎝
注射壓力
122Mpa
鎖模力
500KN
最大注射面積
130㎝
最大開合模行程
180mm
拉桿空間
280mm×250mm
最大模具厚度
200mm
最小模具厚度
70mm
噴嘴球頭半徑
噴嘴孔直徑
12㎜
因此可用注射成型
4
第4章 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計
4. 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1分型面的選擇
選擇分型面要遵循的原則有很多:(1)應(yīng)易于脫模;(2)應(yīng)利于側(cè)向分型抽芯;(3)應(yīng)保證塑件外觀質(zhì)量;(4)應(yīng)該有利于防止溢出;(5)應(yīng)有利于排氣;(6)應(yīng)該盡量讓成型零件的加工更加方便;(7)必須考慮注射機的技術(shù)參數(shù)。
圖2旋鈕分型面圖
4.2澆注系統(tǒng)
對澆注系統(tǒng)的要求:熔液順利引入腔,其根據(jù)要求來填充空腔;使腔中的氣體可以排出;在熔體充型腔和凝固過程中,充分地將壓力分散到各部位的空腔中,以獲得結(jié)構(gòu)緊湊、外形清晰、塑性塑料制品的尺寸穩(wěn)定性。
1).主流道:
主流道的橫截面通常是圓形的。為了便于流道凝料,主流道脫出。圓錐形是崔最好的,圓錐角大小2-6度,其內(nèi)壁粗糙度不大于0.4,3-6毫米的小端直徑,并且比注射機噴嘴的直徑要大0.5-1毫米;固定模板的厚度和定模坐板決定了澆口長度要不超過60毫米,主流道大端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角﹙通常取1-3㎜﹚以減小料流轉(zhuǎn)向時的阻力。
主流道因為要和噴嘴和高溫塑料組件接觸多,因此設(shè)置澆口套。用小端直徑5 mm,長度L為30 mm的I型澆口套。門蓋直接安裝在固定座板上,方便簡單的安裝。如圖3所示:
5
第4章 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖3主流道圖
2).分流道:
分流道截面形狀和尺寸:分流道截面做成梯形截面,這樣更容易加工,并且流動阻力和熱損失很?。灰虼?,選擇梯形截面。
如圖4:圓角半徑R和分流道長度X分別為1.5mm,梯形長邊長度X=50 毫米圓角半徑R=1.5㎜。
圖4分流道圖
3).澆口:
(1). 澆口的基本作用:
從分流道來的熔體加速并快速填充型腔;防止熔料回流;容易使物料和產(chǎn)品分離。
( 2).澆口選用:
在沒有澆口后不產(chǎn)生明顯痕跡,但是壓力的損失會變大,模具設(shè)計成雙分型面模具,能讓流道凝料更容易脫出,使模具結(jié)構(gòu)變得更繁瑣
6
如圖5:
圖5點澆口圖
選點澆口的產(chǎn)品,塑件表面質(zhì)量有更高的要求,在沒有澆口后不產(chǎn)生明顯痕跡,但是壓力的損失會變大,模具設(shè)計成雙分型面模具,能讓流道凝料更容易脫出,使模具結(jié)構(gòu)變得更繁瑣。圖六為點澆口尺寸:
圖6點澆口尺寸圖
4).冷料穴與拉料桿:
選擇梯形拉桿為標(biāo)準(zhǔn)件,使用效果更好。頭部有一定的空間??捎糜谫A存凝料,充當(dāng)冷料穴。如圖7:
圖7冷料穴圖
4.3型腔設(shè)計:
7
型腔設(shè)計:
型腔作為塑料制品形狀最重要的一個部位??煞譃?類:整體型和組合型。
組合凹模改善加工性,減少熱處理變形,有利于排氣,有利于模具的保養(yǎng),節(jié)省模具鋼的使用,但裝配調(diào)整是麻煩的,其主要用于形狀復(fù)雜的塑料制品成型。
有一個圓周內(nèi)凹槽,并要求表面光滑,所以兩側(cè)的側(cè)滑塊機構(gòu)是必要的。
4.4側(cè)向分型
由于塑件是有圓周內(nèi)凹槽的,因此需要用兩邊側(cè)滑塊的分型機構(gòu)并且需要將延遲測抽用到塑料倒裝中去,而且開合模的導(dǎo)向作用要用到斜導(dǎo)板,采用楔塊,起到鎖緊的作用。
4.5推件方式:
設(shè)計推出機構(gòu)的要求:試著使塑料制品任然在動模上,確保產(chǎn)品沒有變形破損,確保產(chǎn)品外觀質(zhì)量優(yōu)良,結(jié)構(gòu)可靠。
塑料零件要求“無劃痕表面光亮”,而該零件的底面有一個圓形淺槽直徑為8。因此選用推桿推出更好。
4.6冷卻和加熱系統(tǒng)
因為只需滿足50-80度的溫度ABS塑料成型就能使用,而且體積小,生產(chǎn)量大,因此沒必要設(shè)置冷卻和加熱系統(tǒng)。
4.7標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
為了滿足xs-zy-60閉腔模具,塑料件的最大尺寸為20毫米,1百萬件的大規(guī)模生產(chǎn),一模四腔,對稱,容易布置,規(guī)模不大,但要滿足強度和剛度,布局。模架尺寸為150mm* 200mm,厚度大小為195mm,模具最大尺寸為200mm×200mm;注塑機xs-zy-60桿間距280 mm x 250 mm,最大模具厚度200mm。所以可以使用初選注射機生產(chǎn)。
8
第5章 成型零件尺寸計算
5.成型零件尺寸計算
5.1型芯、型腔計算:
塑件材料采用ABS,其收縮率為0.4﹪~0.7﹪之間,這里取0.55﹪。模具制造公差取
1).型腔徑向尺寸:
由前面可知塑件尺寸及公差。按下式計算:
=(+×%-)
= 、、 、 ;
則=﹙6+6×0.55%-×0.24﹚=5.85
=4.34 =14.79
=16.65 =19.68
2).型腔深度尺寸:
=﹙+%-﹚
=、、
則 =﹙12+12×0.55%-×0.34﹚=11.83
=1.87 =10.83
5.2型芯徑向尺寸計算:
=﹙+%+﹚
= 、
則 =﹙8+8×0.55%+×0.24﹚=8.22
=﹙2.5+2.5×0.55%+×0.2﹚=2.67
9
第6章 注射機有關(guān)參數(shù)的校核
6.注射機有關(guān)參數(shù)的校核
6.1注射量校核:
從前面知道,澆注系統(tǒng)的質(zhì)量和塑件質(zhì)量都是35g,每種注射需要的注射量為4×5.59g = 25g
注射機的最大注入量按下面校核:
≥V=
式中是注射機的最大注射容積﹙﹚ 是制品體積﹙﹚ V是制品的總體積(制品、流道凝料)﹙﹚ n是型腔數(shù) 是流道凝料體積﹙﹚ K是注射機最大注射量的利用系數(shù),取0.8
由計算知道,澆注系統(tǒng)凝料和塑件的體積相一樣,則每次注射塑料的體積為: V= V +V=4*5.33 cm+2050mm=23.37﹙﹚
注射機的最大注射量60×0.8=48>23.37 因此符合要求
6.2注射壓力校核:
即≥P
注塑機的最大注入壓力(兆帕)
P塑料制品形成需要的注射壓力(兆帕)
為選定的注塑機xs-zy-60、122 MPa,即注射壓力,122mpa,即 為122MPa。P為60~100兆帕,滿足要求。
6.3鎖模力的校核
滿足需求,≥F=
式中是注射機最大鎖模力 是模內(nèi)的平均壓力, 是澆口分型面、制品、流道的投影面積總和
已知注塑機的最大鎖模力為500kN 、34.4 MPa,可得865.4
=++=+100×5 +=865.4
=34.3×865.4=30KN<50KN
因此滿足要求。
6.4模具厚度的校核:
10
≤H≤
模具的閉合厚度(= 193毫米)-注塑機允許的模具的最小厚度(70毫米)-注塑機允許模具最大厚度(200毫米)
因此滿足要求。
6.5模具主流道和注射機噴嘴的襯套關(guān)系:
R = r+(1~2)D=d+(0.5~1)㎜
d是注射機噴嘴的前端孔徑 4毫米,D是模具主流道襯套的小端直徑5毫米,r是注射機噴嘴的球面半徑12毫米
R 是球面半徑,模具主流道襯套13毫米
因此滿足要求。
6.6開模行程的校核:
因為模具厚度和注射機XS-ZY-1000的最大開模行程沒有任何關(guān)系,所以
S≥++﹙5~10﹚㎜
因此S-注射機最大開模行程為180㎜
是制品的推出距離15㎜, 是制品的總高度31㎜
滿足要求。
6.7流程比的校核:
流程比指熔體流程的厚度除以長度。如下式:=
所以=(+++++++)×2=70,ABS的流程比在聚丙烯和聚乙烯中間,即210-235,比ABS流程比小,固可行。
6.8型腔側(cè)壁和底板厚度的校核
1).型腔側(cè)壁計算:
因為其型腔是組合式型腔,型腔側(cè)壁厚度則是:
t=r×(-1)
2).底板的厚度計算如下:
按剛度計算由2個墊塊支撐,底板的厚度是:h=
11
第6章 注射機有關(guān)參數(shù)的校核
L支架間距94㎜ 底板總長200㎜
底板上承受成型壓力的長度為115㎜
E型腔的彈性模量是2.1* MPa
型腔的彈性變形增長值為0.05㎜
P型腔內(nèi)熔體壓力的數(shù)值34.3MPa
代入上面公式則h=28.5㎜.
通過公式計算 L底板厚度h得其大小為28.5毫米,在條件允許時,使底板的強度可以增加一點底板厚度,固將底板的厚度h定為32毫米
12
第8章 主要模具零件加工工藝
7.模具裝配圖
該模具的結(jié)構(gòu)相比于其他簡單模具比較繁瑣,而且使用了一模四腔的結(jié)構(gòu),屬于多分型面模具。
型腔和側(cè)滑塊的加工是他的主要方面,為了達(dá)到生產(chǎn)的要求,對其的加工必須嚴(yán)格謹(jǐn)慎。
雖然模具整體的尺寸比較小,但由于鑲拼式結(jié)構(gòu)的采用,因此在裝配時任然要保證精確,這樣才能確保產(chǎn)品優(yōu)秀的質(zhì)量。各個部位
零件圖在塑模裝配圖8中可見。
圖8裝配圖
模具的開模說明:
在開模的時候,由于滑塊30被拉鉤27拉著,導(dǎo)致模具先由鑲塊固定板4和定模座板3分開,使?jié)部谀夏軌蛉〕觥.?dāng)動模開行到壓塊29將滑塊30打入并且使滑塊和拉鉤分開時,并且滑板30被壓板29拉住,使鑲塊固定板4不再向下運動;然后模具繼續(xù)分型,側(cè)導(dǎo)板2導(dǎo)向,先將塑件從上型腔中抽出然后進(jìn)行側(cè)向分型;在側(cè)向分型結(jié)束后,成型推桿將塑件推出去。
8.主要模具零件加工工藝
8.1型腔鑲件的加工工藝過程:
材料:CrWMn 熱處理:淬火,回火 HRC54~58
表2 型腔鑲件的加工工藝過程表
工序號碼
工序名稱
工序內(nèi)容
使用設(shè)備
1
備料
切為尺寸35㎜×25㎜的圓棒料
鋸床
2
車端面
保證車端面的長度為22.5㎜,鉆中心孔;
保證調(diào)頭車端面長度為20.3㎜,鉆中心孔,留磨余量0.3㎜。
臥式車床
3
車外圓
長度17的外圓車至22.2㎜,并且保證3.1㎜的臺肩高度尺寸;
臥式車床
4
銑
3mm的銑高度,28mm×22mm外形尺寸,到尺寸
加工中心
5
平磨
磨臺肩尺寸保證3㎜;擺正調(diào)頭磨的長度尺寸20㎜,留下0.05㎜研磨量;磨22㎜的圓至尺寸。
平面磨床
6
鉗工
鉆錐形孔5.6mm錐度36深7mm;
和鉆1mm深1mm的孔,至尺寸。
7
熱處理
按順序淬火、回火,硬度為HRC54~58
8
電火花
加工深度為11.83的孔,至公差要求。
電火花成型機
9
研磨
研磨所有孔內(nèi)面至尺寸
10
檢驗
14
8.2測滑板的加工工藝過程:
材料:Cr12 熱處理:淬火 54~58HRC
表三 測滑板的加工工藝過程表
工序號碼
工序名稱
工序內(nèi)容
使用設(shè)備
1
備料
鍛造毛坯130mm×80mm×25mm
2
銑床
銑平面保證高度的尺寸為23.4mm
銑床
3
鉗工劃線
劃出方形斜楔通孔位置和工件外形尺寸,還有拉料桿孔位置和四個型腔
4
銑
銑出工件外形輪廓尺寸和方形斜楔孔以及工件底面的高5mm的臺階的大致尺寸50mm×59mm;
并保留0.1的磨削余量;
加工中心
5
銑
型腔,拉料桿孔;型腔粗處尺寸保留0.05的研磨余量在型腔粗處尺寸;
加工中心
6
線切割
切割出燕尾形的臺階
線切割機
7
鉗工
鉆出燕尾形臺階底面處6mm深3mm沉孔在燕尾形臺階底面處;及8mm的兩通孔在板兩凸出部位側(cè)面8mm的兩通孔;
鉆床
8
熱處理
按熱順序進(jìn)行,淬火、回火,硬度HRC 54~58;
9
平磨
磨板的各個平面,至尺寸;及磨8mm的兩通孔
平面磨床
10
研磨
研磨所有型腔及孔至尺寸
11
檢驗
15
結(jié)論
結(jié)論
這次畢業(yè)設(shè)計花費了我6個月的時間,在這六個月中,我復(fù)習(xí)了大量以前的知識,學(xué)習(xí)了許多課外知識,對我能力提升很大,讓我明白了知識是在不斷實踐中增長的,只有通過不斷的實踐,我們才能熟練的運用知識,課本只是讓我們熟悉知識。能力有限,有錯誤之處還望老師提出指點,我會認(rèn)真改正。
16
參考文熙
參考文獻(xiàn)
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致謝
致謝
大學(xué)四年仍我收益良多,首先我要感謝的是我的學(xué)校,是學(xué)校培養(yǎng)了我,讓我學(xué)到了那么多知識。其次我要感謝我的老師們,假如沒有他們,我是怎么也寫不出這篇論文的,最后我的同學(xué)朋友們對我?guī)椭埠艽?,衷心的感謝他們。學(xué)無止境,這篇論文遠(yuǎn)不是終點,在以后的工作生活中我定會更加努力學(xué)習(xí),不負(fù)大家期望。
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