滅火器殼模具設(shè)計(jì),滅火器,模具設(shè)計(jì) 滅火器殼模具設(shè)計(jì) 目錄 緒論 2 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 第二章 塑件成型工藝分析 4 1 塑料成型特性 4 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 4 (1) 塑件特性 4 (2) 塑件表面質(zhì)量 5 (3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 5 3 塑件的生產(chǎn)批量 6 4 關(guān)于注射機(jī) 6 (1) 注射機(jī)參數(shù) 6 (2) 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 7 (3) 確定型腔數(shù)目 7 第三章 分型面選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 1 分型面的選擇 7 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 （1） 主流道設(shè)計(jì) 8 （2）直澆口設(shè)計(jì) 9 第四章 模具設(shè)計(jì)的方案論證 10 1 型腔的布局 10 2 成型零件的結(jié)構(gòu) 10 3 推出機(jī)構(gòu)的確定 10 4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證 10 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 1 成型零件的成型尺寸計(jì)算 11 2 模具型腔壁厚的確定 12 3 模具型腔模板總體尺寸的確定 12 第六章 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 13 第七章 塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 13 1 模具閉合高度的確定 13 2 模具閉合高度的校核 13 3 模具安裝部分的校核 14 4 模具開模行程的校核 14 5 注射量的校核 14 第八章 繪制模具裝配圖 15 第九章 拆畫零件圖 15 總結(jié) 16 參考文獻(xiàn) 17 18 緒論 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，塑料成型加工機(jī)械和成型模具發(fā)展十分迅速，高效，自動(dòng)化，大型，微型，精密，高壽命的模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占的比例越來越大。我國大型、復(fù)雜、精密、高效和長壽命模具又上了一個(gè)新臺(tái)階，不少種類模具已能替代進(jìn)口模具，模具CAD/CAM技術(shù)得到了較快推廣應(yīng)用并取得了良好效果，快速成形制造技術(shù)和設(shè)備有了長足發(fā)展并已開始進(jìn)入實(shí)用推廣階段，高速銑等新一代制造技術(shù)已被人們重視并開始應(yīng)用。從模具使用角度來說，要求高效，自動(dòng)化，作簡便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理，制造容易，低成本?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素。模具與其他機(jī)械產(chǎn)品比較，一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)近年來一直以每年13％～15％左右的增長速度高速發(fā)展，而各行業(yè)對(duì)模具的要求也越來越高。面對(duì)市場(chǎng)的變化，有著高技術(shù)含量的模具正在市場(chǎng)上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是趨精美，華氣。因此，結(jié)合中國具體情況，學(xué)習(xí)國外模具工業(yè)建設(shè)和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，宣傳、推行科學(xué)合理化的模具生產(chǎn)，才能推進(jìn)模具技術(shù)的進(jìn)步。 注塑成型是熱塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品種與樣式之多是其他成型方法無可比擬的。起過程是借助與螺桿的推力，將已塑化的塑料熔體注入閉合的模具型腔內(nèi)，經(jīng)冷卻固化定型后開模得到塑件。因此，構(gòu)成注塑成型的三個(gè)必要條件：一是塑件必須以熔融狀態(tài)進(jìn)入模腔；二是塑料溶體必須要有足夠的壓力和流速，以確保及時(shí)的充滿整個(gè)模腔的各個(gè)角落；三是需有符合制件形狀和尺寸并滿足成型工藝的要求的模具。 注塑成型技術(shù)與其他成型技術(shù)相比較有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一是成型物料的熔融塑化和流動(dòng)造型是分別是在塑料筒和模腔兩處進(jìn)行，模具可以始終處于是溶體很快冷凝或交聯(lián)固化的狀態(tài)，從而有利于縮短成型周期；其二是先鎖緊模具然后才將塑料溶體注入，加之具有良好的流動(dòng)性的溶體對(duì)模腔的磨損很小，因而可以用一套模具大批量成型復(fù)雜零件，表面圖形與標(biāo)記清晰和尺寸精度較高的制品；其三是成型過程的合模、加料、塑化、注塑、啟模和頂出制品等全部成型作均由注塑機(jī)自動(dòng)完成，從而使注塑工藝容易全自動(dòng)化和實(shí)現(xiàn)程序控制。但我們也要看到注塑成型的不足之處，由于冷卻條件的限制，很難用這種技術(shù)制的無缺陷、壁厚的變化又較大的熱塑性塑料制品，另外由于注塑機(jī)和注塑模具的造價(jià)很高，成型設(shè)備的啟始投資較大，所以注塑技術(shù)不適合于小批量制品的生產(chǎn) 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 l 塑料制品的名稱：滅火器殼； l 成型方法與設(shè)備：在LS200M-030MI注射機(jī)上注射成型； l 塑料原料：透明 PP1340; l 收縮率：0.4%~0.8%； l 生產(chǎn)批量：大批量； 塑料圖如下： 第二章 塑件成型工藝分析 1 塑料成型特性 嵌段共聚聚丙烯（PP1340）除用于生產(chǎn)洗衣機(jī)內(nèi)桶和配件外，還廣泛應(yīng)用在汽車、日用注塑品、小型家電外殼和建筑材料等方面；產(chǎn)品理化性質(zhì):淡乳白色透明粒料，無毒，密度為0.90-0.91，是通用樹脂中最輕的一種，具有良好的耐熱性，在通用樹脂中是唯一能在水中煮沸并能在130 ℃下消毒的品種，具有良好的絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐應(yīng)力開裂性。但在氧、熱、光的作用下極易降解、老化，所以必須加入防老化濟(jì)。 嵌段共聚聚丙烯的成型特性為： ①流動(dòng)性極好，易成型； ②熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路； ③抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、表面硬度和彈性模量均優(yōu)異，幾乎不吸水； ④熔料低溫高壓取向明顯，故要控制成型溫度； ⑤由于熱收縮和結(jié)晶作用，在成型過程中體積有較大的變化； ⑥成型收縮率大，低溫呈脆性，要求壁厚均勻。 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 (1) 塑件特性 該塑件為滅火器殼，主要在滅火過程中溫度較低，故要求材料有機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌、低溫沖擊強(qiáng)度高。還應(yīng)具有抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕，其中ф90mm孔要求與軸相配合，且配合關(guān)系要求高。為MT3~MT4，因此在模具設(shè)計(jì)和制造中要嚴(yán)格地保證這兩個(gè)尺寸的精度要求。其余的尺寸都無特殊的要求，按照自由尺寸或MT6級(jí)的精度查取公差等級(jí)即可 塑件主要尺寸按MT6級(jí)精度的公差要求 mm 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 （按MT6級(jí)精度） 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 （按MT6級(jí)精度） 型腔內(nèi)形尺寸 ф50 ф50-0.94 型芯外形尺寸 ф34 ф34+0.8 ф106 ф106-1.72 ф42 ф42+0.94 ф114 ф114-1.72 24 24+0.31 型腔深度尺寸 100 100-1.68 型芯高度尺寸 10 10+0.58 82 82+1.68 中心 尺寸 24 (2) 塑件表面質(zhì)量 該塑件要求表面光澤，其表面粗糙度Ra為1.6μm，無飛邊、毛刺、縮孔、流痕等工藝缺陷。 (3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）、由圖可知，該滅火器殼結(jié)構(gòu)為圓桶形殼體，側(cè)壁厚為8mm，臺(tái)階部分較厚，塑件的尺寸屬于中小件，pp1340材料能夠滿足充模流動(dòng)要求。考慮制件壁厚不均，為防止變形，應(yīng)強(qiáng)化冷卻，模具溫度取下限值，延長冷卻時(shí)間。 （2）、從模具總體結(jié)構(gòu)上考慮，塑件為骨架主體，需設(shè)置側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。 綜合來看，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)置側(cè)向分型機(jī)構(gòu)、無特殊的精度要求。在注射成型生產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。 3 塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計(jì)中，要提高塑件的生產(chǎn)效率，傾向于多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。但出于結(jié)構(gòu)考慮，只能運(yùn)用一模一腔的模具去生產(chǎn)。 4 關(guān)于注射機(jī) (1) 注射機(jī)參數(shù) 現(xiàn)有設(shè)備LS200M-030MI型塑料注射機(jī)生產(chǎn)，該機(jī)為注射機(jī)，PP1340可以采用此類塑料注射機(jī)成型，據(jù)查有關(guān)資料列出該機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，如下所示： 主要技術(shù)參 參數(shù)數(shù)值 主要技術(shù)參 參數(shù)數(shù)值 額定注射量/g 361/446/643 模板最大行程/mm 480 鎖模力/KN 2000 噴嘴前端最大半徑/mm 10 注射壓力/MPa 235/191/132 噴嘴孔直徑/mm 4 動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸 770*320mm2 定位圈直徑/mm 90 (2) 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 塑件體積計(jì)算：經(jīng)計(jì)算得到塑件的體積為（利用三維軟件得出）V=258246mm3。 塑件質(zhì)量計(jì)算：查有關(guān)手冊(cè)，取塑料PP1340的密度為ρ=0.9g/cm3，則塑件的質(zhì)量為： M=ρv=0.9*258246*10-3≈232.42(g) (3) 確定型腔數(shù)目 考慮到該塑件的特殊結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)采用一模一腔形式。 ④雖然塑件體積、質(zhì)量不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上PP1340的比熱容大，冷卻速度慢，成型時(shí)必須充分冷卻，模具設(shè)計(jì)時(shí)要求有效的冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)采用冷卻水強(qiáng)制冷卻，冷卻要均勻，以縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。 第三章 分型面選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 分型面的選擇 該塑件為滅火器殼，外形表面質(zhì)量要求一般。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇塑件外形輪廓的最大處，如圖所示。 另外，為了使填充迅速和保證外觀，減少PP1340的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用直澆口，而模具采用了類似三板式結(jié)構(gòu)。一個(gè)用于側(cè)向分型，另一個(gè)分型面取出制件。 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1） 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)相關(guān)資料，查得LS200M-030MI型塑料注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為： 噴嘴孔直徑d0=4mm; 噴嘴前端球面半徑R0=10mm。 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進(jìn)口端球面半徑 R= R0+（1~2）mm=10mm+（1~2）mm，取R=12mm 主流道進(jìn)口端孔直徑 d= d0+0.5=4+0.5=4.5(mm),取d=4.5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流動(dòng)道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取40，主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用澆口套；為了能與塑料注射機(jī)的定位圈相配合，采用外加定位環(huán)的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨損。 （2）直澆口設(shè)計(jì) 由于該塑件外觀要求一般，澆口位置和大小以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提，同時(shí)，也應(yīng)盡可能使模具結(jié)構(gòu)更簡單。根據(jù)對(duì)該塑件的分析，并結(jié)合確定分型面位置，選擇如下圖所示的直澆口進(jìn)料方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。直澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。 第四章 模具設(shè)計(jì)的方案論證 1 型腔的布局 因?yàn)樗芗耐庑问菆A形的，各方向尺寸一致；另外，塑件結(jié)構(gòu)簡單，但需要側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種，即單個(gè)分布在模板中間。 2 成型零件的結(jié)構(gòu) 模具的型腔、型芯采用整體式。整體式的型腔、型芯是直接加工在模板上的，有較高的強(qiáng)度和剛度，使用中不易發(fā)生變形。該塑件尺寸較小，最大處也只有110mm，且形狀簡單，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，可以采用整體式結(jié)構(gòu)。 3 推出機(jī)構(gòu)的確定 根據(jù)塑件的的形狀特點(diǎn)，確定模具型腔在定模部分，模具型芯在動(dòng)模部分。塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)。由于該塑件屬于殼體類制品，故采用推件板推出機(jī)構(gòu)。 4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該塑件精度要求不算高，塑件形狀對(duì)稱，由于塑件四周是通孔，注射壓力對(duì)其影響較小，可采用常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，在動(dòng)模板、推件板、定模板間使用4根導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長度要確保推件板推出塑件后不脫落。 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證 該塑件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量縮短成型周期，提高生產(chǎn)率；加上PP1340塑料為結(jié)晶型塑料，成型時(shí)需要充分冷卻，冷卻要均勻。因此，該模具的凹模冷卻是在定模板上開出冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻型腔；而型芯的冷卻則采用內(nèi)部加裝隔板噴流冷卻方式，其進(jìn)出水孔開在支承板上，冷卻水道的分布如下圖所示。 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 成型零件的成型尺寸計(jì)算 該塑件的材料是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。前面已經(jīng)查得PP1340的收縮率為0.4%~0.8%，故平均收縮率為 SCP=（0.4%+0.8%）/2=0.6%=0.006 根據(jù)塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取δz=△/3。 成型零件尺寸的計(jì)算如下所示。 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔/型芯工作尺寸 型腔內(nèi)形尺寸 ф50-94 Dn=［D+DS-Δ/2-δz/2］ ф49.67-0.31 ф106-1.72 ф105.5-0.57 ф114-1.72 ф113.52-0.57 型芯外形尺寸 ф34+0.8 dn=［d+dS+Δ/2+δz/2］ ф34.74+0..27 ф420.94 ф42.88+0.31 24+0.31 24.35+0.10 ф90+0.65 ф90.97+0.22 型腔深度尺寸 100-1.68 Hn=［H+HS-Δ/2-δz/2］ 101.72-0.56 型芯高度尺寸 100.58 hn=［h+hS+Δ/2+δz/2］- 10.83+0.19 821.68 83.61+0.56 中心尺寸 \Lm=［L+LS］δz 24.14 0.31 2 模具型腔壁厚的確定 采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)中的有關(guān)表格，得該型腔的推薦壁厚取45~52mm。 3 模具型腔模板總體尺寸的確定 該模具型腔直徑為110mm，根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸50mm，綜合以上數(shù)據(jù)，確定型腔模板的總體尺寸為“200（B）×250（L）×133（H）”。 第六章 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 本塑件采用直澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查有關(guān)資料，選擇的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)為： 模架B 2025 GB/T12555-2006 第七章 塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1 模具閉合高度的確定 組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有： 定模座板為H4=25mm 型腔板為A=133mm 推件板為H3=30mm 型芯固定板為B=30mm 支承板為H2=37mm 動(dòng)模板為H1=30mm 動(dòng)模座板為H0=25mm 則該模具閉合高度為： H=H4+A+ H3+B+ H2+ H1+ H0=25+133+30+30+37+30+25=310(mm) 2 模具閉合高度的校核 由于LS200M-030MI型塑料注射機(jī)所允許的模具最小厚度Hmin=300mm；模具最大厚度為Hmax=600mm。因計(jì)算得模具閉合高度H=310mm，所以模具閉合高度滿足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件。 3 模具安裝部分的校核 該模具的外形最大部分尺寸為250mm×200mm，LS200M-030MI型塑料注射機(jī)模板最大安裝尺寸為770×320mm2，故滿足模具安裝的要求。 4 模具開模行程的校核 開模行程也稱為合模行程，指模具開合過程中動(dòng)模座板的移動(dòng)距離，用符號(hào)S表示。LS200M-030MI型塑料注射機(jī)的最大開模行程為Smax=480mm。為了使塑件成型后能夠順利脫模，并結(jié)合該模具的雙分型面特點(diǎn)，確定該模具的開模行程S應(yīng)滿足下式要求： Smax>H1+H2 +(5~10)mm=100+100+8mm=208mm 其中 H1--塑件所用的脫模距離； H2—塑件高度； 因Smax=480mm>208mm,故該機(jī)的開模行程滿足要求。 5 注射量的校核 在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式計(jì)算： mi=Nms+mj 式中N—型腔的數(shù)量； --單個(gè)制品的質(zhì)量或體積，g/cm3 --澆濟(jì)系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量或體積，g/cm3 已知，N=1、ms= 258.25cm3經(jīng)估算mj≈60cm3，則mj≈320cm3。 LS200M-030MI型塑料注射機(jī)的額定注射量為m=446cm3，為了使注射成型過程穩(wěn)定可靠，就有 mi=（0.1~0.8）mI=44.6~356.8( cm3) 因此，該機(jī)的注射量滿足模具的要求。 第八章 繪制模具裝配圖 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果，繪制模具裝配圖 第九章 拆畫零件圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求拆畫出必要的模具零件圖，如附件2。 總結(jié) 歷經(jīng)近半個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在與同學(xué)相互討論下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)也對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)的各種成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過半個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為二年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝! 參考文獻(xiàn) 1、《新型注射模設(shè)計(jì)》， 賈潤禮 李寧主編， 國防工業(yè)出版社 2、《塑料模具技術(shù)》， 張孝民主編， 機(jī)械工業(yè)出版社 3、《塑料模具設(shè)計(jì)》， 陳志剛主編， 機(jī)械工業(yè)出版社 4、《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》， 肖愛民 沈春根主編, 兵器工業(yè)出版社 5、《塑料模具制造技術(shù)》, 黃雁 彭華太主編， 華南理工大學(xué)出版社 6、《實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)》， 洪慎章主編， 機(jī)械工業(yè)出版社 7、《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》， 屈華昌主編， 高教育出版社 8、《公差配合與測(cè)量》， 馬炳堯主編， 機(jī)械工業(yè)出版社