支承盘零件注塑成型工艺与模具设计.doc

毕业设计（论文）任务书系 部： 专 业： 模 具 设 计 与 制 造 学生姓名: 企鹅332554595 有删减 有CAD图 学 号: 设计(论文)题目：支承盘零件注塑成型工艺与模具设计 起 迄 日 期: 指 导 教 师: 发任务书日期:年 04 月 10 日毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的： 此设计是经过指导老师精心挑选的。本设计题目为支承盘，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义，它概括了盘形塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计，进一步加强了我的注塑模设计的基础，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更丰富的经验。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：设计题目：支承盘材 料：ABS生产批量：大批量生产技术要求： 未注圆角R1R2 所有尺寸公企鹅332554595 有删减 有CAD图差按SJ1372-78的5级精度塑件绪 论塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模具也快速发展。2000年，我国（未包括港澳台统计，下同）塑料模具产值约100亿元，2004年已发展到212亿元，4年平均增长率为21%，高于模具行业总体发展速度近4个百分点。1.塑料模具市场情况 我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，但与国民经济发展需求和世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求。2.塑料模具水平及发展趋向 经过近几年的发展，在塑料模具的开发、结构和企业管理等方面已显示出了一些新的趋向，现综合如下： （1）模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，这已成为一种趋势。为满足用户的这一要求，各方面的工作必须跟上。 （2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发（这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行），变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已经采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面。事实证明，这种做法不但使模具厂变被动为主动，而且对开发业务和缩短模具生产周期也十分有利，受到用户的欢迎。青岛海尔模具公司等企业的“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式及太仓求精模塑公司和浙江陶氏模具集团有限公司等企业主动开发的办法已被越来越多企业所接受，这可能也是今后发展的一种趋向。 （3）随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说：“模具是一种工艺品”的概念已逐渐被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被“只装不配”的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高，正在被社会所接受。我国模具行业，目前已有4个国家级高新技术企业，近百个省市含量模具的企业日子普遍好过，任务忙不过来，利润水平和职工收入都很好，日子红红火火。因此，模具企业应把握这个趋向，使自己生产的模具向高水平发展，不断提高自己的综合素质和整体实力及进入国际市场的竞争力。 （6）世界上工业发达国家的模具正加速向我国转移，其表现形式：一是迁厂，二是投资，三是采购。这一趋向虽然并非近几年才有，但近几年更加明显。我们应抓住机遇，加快发展步伐。3.存在的主要问题 我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在6个方面的问题。 识到。国内外模具企业管理上的差距十分明显，管理的差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重。同一个企业，设备不变，人员不变，管理一变，立竿见影，这样的例子并不少见。 （5）供需矛盾一时还难以解决。2004年，国产塑料模具国内市场满足率不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率还要低，估计不足60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向我国转移，国际采购越来越多，国际市场前景很好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。 （6）体制和人才问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已越来越显得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题，但要得到较好解决尚待时日。 展望未来，由于国际、国内宏观环境良好，国内塑料模具各主要用户行业仍将以较型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也一定会越来越高。为了满足市场的需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工技术都必将会有较快发展，而且这种发展必须跟上时代发展步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。当然，这是需要开拓、创新和做出艰苦努力的。 （1)超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。 （2)多样材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。 （3)各（4)模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展，CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等将向智能化、集成化和网络化方向发展。 （5)更加高速、更加高精度、更加智能化的各种模具加工设备将进一步得到发展好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到更好的发展。第1章 任务来源及设计目的意义1.1设计任务来源设计题目：支承盘 材 料：ABS 生产批量：大批量生产 技术要求：未注圆角R1R2 所有尺寸公差按SJ1372-78的5级精度图11 塑件1.2 设计目的及意义 本设计题目为普通零件支承盘，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义，它概括了盘形塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。第2章 模塑工艺规程的编制该塑件是个支承盘，其零件图可见上面的原始资料，此塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。2.1 塑件的工艺性分析2.1.1塑件的原材料分析2.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.1.2.1 结构分析 2.1.2.2 尺寸精度分析 2.1.2.3 表面质量分析 2.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具的型腔数目 计算塑件的体积：（过程略） 计算质量：根据模具实用技术设计综合手册可查得ABS的密度 固塑件的质量：W=V = =12.5g根据以上计算，由公式，考虑其外形尺寸，注塑时所需的压力和工厂的现有设备等情况，初步选用注塑机为XSZ60型。2.3塑件注塑工艺参数的确定：查有关文献和工厂的实际情况，ABS的成型工艺参数可作如下选择：（试模时可根据实际情况适当调整）。注射机类型：螺杆式预热和干燥：温度 8085；时间 12小时料筒温度 ：后段 150170 中段 165180前段 180200喷嘴温度 ： 170180模具温度 ： 5080注射压力（公斤力/）：600010000成型时间 ：（s）注射时间 ：2090高压时间 ：05冷却时间 ：20120总周期 ：50220螺杆转速（转/分）：30后处理 ：红外线灯烘箱，温度70度，时间24小时2.4 型腔数目的确定：按注塑机的最大注塑量确定型腔数量n G注塑机允许的最大注塑量（/g） V单个制品的体积（g/）由计算可知n1.8，所以采用一模一腔的模具结构较合适。第3章 注塑模的结构设计 3.1 分型面的选择：选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理。模具设计中，分型面的选择很关键。它决定了模具的结构的难易程度，应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。塑件为支承盘，在工件的边缘部分要求表面质量无毛刺，没有其它特殊要求；且塑件简单对称，但内有较多孔，塑件成型收缩后必留于型芯上，固型腔应设在定模上。依据分型面选择原则：分型面应选在最大截面处，故选用如下图1-2所示方式较合理：图31 分型面3.2 确定型腔的排列方式：3.3 浇注系统的设计：3.3.1 主流道设计：根据设计手册查得XSZ60型注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径： =4mm 喷嘴前端球面半径： =12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系： R= +(12)mm D=+(0.51)mm 取主流道球面半径R=13mm取主流道的小端直径d=4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度2度4度，经查注塑模结构与设计表61可知主流道大端直径D=6mm，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=3mm的圆弧过渡。 在保证制品成型的条件下，住流道长度应尽量短， 以减小压力损失和废料量，通常主流道长度可小于或等于60mm图 32 主流道3.3.2 分流道设计：分流道的的形状尺寸，应根据塑件体积、壁厚、形状的复杂程度、注塑速率、分流道的长度等因素来确定。本塑件形状不复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道长度较短，为了便于加工起见，选用截面为梯形分流道。梯形截面分流道容易加工，且熔体的热量散发和流动阻力都不大。查表得R=4mm。如图所示：图3-3图33 半圆形分流道3.3.3 浇口设计：浇口是流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用是：1使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔；图34 点浇口3.3.4冷料穴与拉料杆的设计：3.3.4.1 冷料穴的设计： 根据需要不但在主流道的末端，且在各流道的转向的位置，甚至在型腔的末端开幕设冷料穴。冷却穴应设置在熔体，流动方向的转折位置，并迎着上游的流体方向。如图所示：冷料穴长度通常为流道直径的1.52倍。如图3-5所示：图35 冷料穴3.3.4.2拉料杆的设计：由于模具采用的是点浇口浇注，脱件板和推管结合的脱模机构，因此不需要拉料杆。3.4 确定调温系统结构：3.5确定排气系统的形式：3.6确定脱模方式：该塑件为壳形塑件，壁较薄并带有局部环形凸起，所以只用一种推出零件往往容易使塑件在脱模过程中出现缺陷，因此应采用以推件板为主，推管为辅的联合脱模结构，又由于型芯比较细，所以采用短型芯推管即可。如图36所示图36 短型芯推管3.7选用标准模架：由于此模具采用推件板脱模，因此需要选用带推件板的模架；另外模具结构属于小型模具，由此可选用中小型派生型P4模架。3.8成型零件的结构设计：3.8.1 凹模设计：本套模具采用的是一模八件的结构形式。考虑加工的难易程度和材料的利用价值等因素。凹模采用整体式结构，其特点是有较高的强度和刚度。其结构形式见后面的零件图。3.8.2凸模的结构设计：由于塑件内腔结构比较复杂，型芯机加工困难，固采用组合式型芯较适合。凸模形式在后面零件图中给出。3.9结构与辅助零部件设计：3.9.1导柱的设计：导柱安装在动模一侧，因为主型芯在动模一侧，导柱与主型芯安装在同一侧，在合模时可起保护作用。此设计采用无肩阶梯带头导柱，在工作部分设有储油槽。这样可以储存润滑油延长润滑时间。导套安装孔可以和导柱安装孔采用同一尺寸，一次加工而成，保证了严格的同轴。导柱的形式如下图37：图37 带头导柱导柱的直径尺寸随模具分型面处模板外形尺寸而定，导柱的尺寸应能保保证位于动、定模两侧的型腔和型芯开始闭合前导柱已经进入导孔的长度不小于导柱直径。初选（，材料T8A，技术条件：热处理5055HRC）。3.9.2导套的设计： 导向孔可以带有导套，也可以不带导套，带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论带导套或不带导套的导向孔，都不应设计为盲孔，盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合。经分析零件，模具结构，需要两个导套，一个直导套如图38a，一个带肩导套如图38b 图38a 直导套图38b带肩导套 所选规格尺寸分别是，1.直导套 材料 T8A，热处理5055HRC 2.带肩导套 。材料及热处理同上。第4章 模具设计的有关计算4.1 型腔及型芯工作尺寸的计算：4.1.1 ABS平均收缩率计算：查表得ABS的平均收缩率为S=（0.40.7）%故平均收缩率为Scp=（）%=0.55% 考虑到工厂模具制造的现有条件，模具的制造公差取：/3 （-塑件的尺寸公差）。4.1.2 模具安装的配合公差：4.1.3 具体计算：具体计算可见以下三个表。表41尺寸与模具成型零件工作尺寸的取值规定序号塑件尺寸的分类塑件的取值规定模具成型零件的取值规定基本尺寸偏差成型零件基本尺寸偏差1成形尺寸L 、H最大尺寸Ls 、Hs负偏差凹模最小尺寸 、正偏差2内形尺寸l 、h最小尺寸Ls 、hs正偏差型芯最大尺寸 、负偏差3中心距C平均尺寸Cs对称型芯平均尺寸对称表42成型零件工作尺寸计算公式尺寸类别计算方法说明径向尺寸凹模的径向尺寸其中：塑料的平均收缩率Ls塑件外形最大尺寸（mm）X系数大精度低的X=0.5塑件尺寸的公差（）1径向尺寸仅考虑、的影响。2为了保证塑件实际尺寸在规定的公差范围内对成型 尺寸进行校核如下：型芯径向尺寸式中：为塑件的内形最小尺寸（）其余同上。深度及高度尺寸凹模的深度尺寸式中：为塑件的高度最大尺寸（）；X取值在之间，当尺寸大时，精度要求低的塑件取小值，反之取大值。1深度、高度尺寸仅考虑受、的影响。2深度、高度成型尺寸的校核如下： 型芯的高度尺寸式中：为塑件的内形深度最小尺寸（）中心距尺寸（）式中：为塑件孔或凸台中心距尺寸（）中心距尺寸的校核如下：表43 确定型腔的、型芯的工作尺寸如下类别序号模具零件名称塑件尺寸型芯或型腔工作尺寸型腔的计算1型腔（深）2凸起对应的型腔（深）3型芯中型腔（深）型芯的计算4大型芯（深）5中间小型芯（深）6侧小型芯2.5（深）2.5孔距型孔之间的中心距4.2型腔侧壁厚度和底板厚度计算：由于大尺寸凹模刚度不足是主要矛盾，凹模应以满足刚度条件为准，按刚度计算凹模壁厚公式：凹模型腔底壁的计算厚度（mm）凹模型腔内半径（mm）E材料的弹性模量（）许用变形量（mm）模腔压力（）泊松比经查表或计算得：=，一般取0.250.3，所以取=0.25。取=0.03一般取2545，取=40所以：=32.2mm底板厚度：第5章 模具闭合高度的确定因而模具的闭合高度：=195mm第6章 注塑机有关参数校核本模具的外形尺寸为200mm250mm195mm。XS-Z-60型注塑机模板最大安装尺寸为350mm280mm，故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度H=195mm，XS-Z-60型注塑机所允许模具的最小厚度H min=70mm，最大厚度H max=200mm，即模具满足H min H H max的安装条件。经查资料XS-Z-60型注塑机的最大开模行程S =180mm，满足式（5-15）的出件要求。S H 1 H 2 +（5-10）mm 22mm24mm20mm+10mm第7章 绘制模具总第8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制在此仅对型芯的加工工工艺过程进行分析，见下表81。模具典型零件机械加工工序卡材料牌号工序号工序名称10下料20锻造30时效40车削50车削60热处理淬火，回火并检验硬度为60-63HRC70磨削磨基准面金工M1040专用磨夹具80磨外圆磨外圆至要求尺寸金工坐标磨床90磨削磨削内孔至要求尺寸金工坐标磨床100研磨钳工精修型芯工作部分金工110检验设计日期审核日期标准化日期会签日期标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号第9章 模具的安装与调试9.1 模具的安装：装配的要求如下：（1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分型面处需密合。（2）推件时推件杆和卸料板动作要同步。装配顺序：（1）装配前按图检验主要工作零件及其他零件的尺寸。（2）镗导柱，导套孔，将型腔板3，推件板6，动模板22和支承板10叠合在一起，使分模面紧密接触并夹紧，镗导柱，导套孔，在孔内压入工艺定位销后，加工侧面的垂直基准。（3）加工卸料板，按型腔板实际中心距，在卸料板18上镗线切割用的穿线孔，并以穿线孔为基准，切割型孔。（4）压入导助，导套。在型腔板，推件板，动模板上分别压入导柱，导套，使导向可靠，滑动灵活。（5）装配型芯，先将推件板与动模板合龙，把型芯放入卸料板型孔内，用螺钉复印法和压销钉套法是型芯8紧固在动模板22上。（6）在推件固定板13和支承板10，动模板22，推件板6上加工复位杆孔。（7）在推板固定板和支承板上加工推管孔。（8）加工动模座板，加工螺孔。（9）装配小型芯，将小型芯固定在支承板上。（10）组装支承板和垫块。螺钉并将浇口套压入定模座板。（13）定模和定模座板的装配，用平衡夹头把它们夹紧（浇口套的浇道孔应与型腔上的浇道口对中），通过定模座板的孔引钻在定模上，拆开后，在定模上钻，攻螺孔，然后用螺钉和销钉将定模和定模座板紧固。（14）装配限位板。9.2 模具的调试：注射模装配成以后。也要按正常的生产条件进行试模，以了解模具的实际使用性能是否满足生产要求、有无不完善的地方进行改进或作调整。通过试模塑件上常会出现各种弊病，为此必须进行原因分析，排除故障。造成次废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多个方面综合的原因。需按成型条件，成型设备，模具结构及制造精度，塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成型条件，修整模具等方法加以解决。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔设计总结毕业设计是一项非常繁杂的工作，它涉及的知识比较广泛，很多都是我们所学课本上没有的东西，这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料；还有很多设计计算，这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决，可以说，完成这样复杂的工作需要一定的毅力和耐心。在学校中，我们主要学的是理论性的知识，而实践性很欠缺，而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可