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江 南 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 系 數(shù) 控 技 術(shù) 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 一 題目及專題 題目 洗衣機(jī)波輪注射模 專題 總體及主要零 部件設(shè)計(jì) 二 課題來(lái)源及選題依據(jù) 20 世紀(jì)五六十年代出現(xiàn)于日本的波輪洗衣機(jī)目前是我國(guó)人民 最了解 市場(chǎng)占有率最高的洗衣機(jī)種類 早期的波輪洗衣機(jī)一般 采用偏置波輪 而不是目前常見的波輪位于內(nèi)桶中央 把波輪設(shè)計(jì) 在內(nèi)桶邊上目的是為了提高洗衣機(jī)的洗凈力 這是在權(quán)衡各種因素 后設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品 水流方式是利用波輪先正向旋轉(zhuǎn) 30 秒 然后停 5 秒 再反向旋轉(zhuǎn) 30 秒 再停 5 秒 周而復(fù)始的循環(huán)下去 這種方 式維持了二 三十年之久 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代后 出現(xiàn)了新型波 輪和新型水流才取代了這種方式 波輪在桶的底部 還通過(guò)其它設(shè) 計(jì)大大改變了水流 新型全自動(dòng)洗衣機(jī)的水流方式一般為正向旋轉(zhuǎn) 1 3 秒 停 0 5 l 秒 再反向應(yīng)轉(zhuǎn) l 3 秒 再停 0 5 l 秒 這和舊式水流大不一樣 這種方式也是多年研究的成果 有利于各 因素之間的平衡 兼顧了洗滌力 磨損率 纏繞狀況 洗滌均勻度 等因素 三 本設(shè)計(jì) 論文或其他 應(yīng)達(dá)到的要求 1 對(duì)零件工藝性分析 2 確定成形方案 以及相應(yīng)的計(jì)算 3 技術(shù)圖樣折合 A0 不少于二張 4 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份 字?jǐn)?shù)不少于 10000 字 四 接受任務(wù)學(xué)生 70201 班 姓名 席 偉 五 開始及完成日期 自 2007 年 10 月 8 日 至 2007 年 11 月 10 日 六 設(shè)計(jì) 論文 指導(dǎo) 或顧問(wèn) 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所 長(zhǎng) 簽名 院長(zhǎng) 系主任 簽名 2006 年 11 月 10 日 編號(hào) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 波輪注射模 繼續(xù)教育 學(xué)院 數(shù)控技術(shù) 專業(yè) 學(xué) 號(hào) 20051457 學(xué)生姓名 席 偉 指導(dǎo)教師 范 豐 07 年 11 月 摘要 本模具為波輪注射模 結(jié)構(gòu)形狀分布均勻 以整體式的零件進(jìn)行澆注 葉片不規(guī)則 表面為洗衣工作面 加工有一定困難 波輪精度較高 選用單腔 以推桿為主推管為輔的聯(lián) 合脫模方式 采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng) 采用最簡(jiǎn)單的外連接直通式冷卻水道 冷卻劑用水 進(jìn)行脫模力計(jì)算以及成型零部件工作尺寸計(jì)算 關(guān)鍵詞 注射機(jī) 脫模力 推桿 大專 脫產(chǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 開 題 報(bào) 告 書 題 目 波輪注射模設(shè)計(jì) 姓 名 席偉 學(xué) 號(hào) 20051457 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 范 豐 職 稱 2007 年 11 月 課題來(lái)源 企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求 科學(xué)依據(jù) 包括課題的科學(xué)意義 國(guó)內(nèi)外研究概況 水平和發(fā)展趨勢(shì) 應(yīng)用 前景等 20世紀(jì)五六十年代出現(xiàn)于日本的波輪洗衣機(jī)目前是我國(guó)人民最了解 市場(chǎng)占有率最高的洗衣機(jī)種類 早期的波輪洗衣機(jī)一般采用偏置波輪 而不是目前常見的波輪位于內(nèi)桶中央 把波輪設(shè)計(jì)在內(nèi)桶邊上目的是為了 提高洗衣機(jī)的洗凈力 這是在權(quán)衡各種因素后設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品 水流方式 是利用波輪先正向旋轉(zhuǎn) 30秒 然后停 5秒 再反向旋轉(zhuǎn) 30秒 再停 5秒 周而復(fù)始的循環(huán)下去 這種方 式維持了二 三十年之久 進(jìn)入 20世紀(jì) 80年代后 出現(xiàn)了新型波輪和新 型水流才取代了這種方式 波輪在桶的底部 還通過(guò)其它設(shè)計(jì)大大改變了 水流 新型全自動(dòng)洗衣機(jī)的水流方式一般為正向旋轉(zhuǎn) 1 3秒 停 0 5 l 秒 再反向應(yīng)轉(zhuǎn) l 3 秒 再停 0 5 l 秒 這和舊式水流大不一樣 這 種方式也是多年研究的成果 有利于各因素之間的平衡 兼顧了洗滌力 磨損率 纏繞狀況 洗滌均勻度等因素 研究?jī)?nèi)容 1對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析 2選擇注射機(jī)確定型腔數(shù) 3確定成型方案 4繪制結(jié)構(gòu)方案草圖 5計(jì)算與說(shuō)明 現(xiàn)基本以機(jī)械設(shè)計(jì)為主 其它為輔 擬采取的研究方法 技術(shù)路線 實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 按照設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料 進(jìn)行以 下工作 進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算 繪制有關(guān)圖紙 零件圖 部件總圖 裝配圖等 編寫計(jì)算過(guò)程等 其基本內(nèi)容如下 1 繪制被加工零件模具圖 零件圖 總裝圖 2 波輪裝配圖設(shè)計(jì) 3 按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 塑件尺寸較大 最大直徑為 150mm 最大高度為 50mm 外部結(jié)構(gòu)形狀雖然呈對(duì) 稱分布 但是 波輪葉片形狀不規(guī)則 這給模具的制造帶來(lái)一定的難度 另外 波輪 中間螺釘孔四周的壁厚比較厚 而且厚度不均勻 這個(gè)有可能會(huì)在注塑時(shí)產(chǎn)生氣泡 這些都是波輪零件限定的 無(wú)法糾正 不過(guò) 高度不大 相信產(chǎn)生氣泡的幾率不大 可以投入生產(chǎn) 特色或創(chuàng)新之處 塑件上表面為洗衣工作面 要求光潔 不允許有較大的澆口痕跡 所以應(yīng)該采用 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng) 澆口設(shè)置在上部 30上表面 由于波輪塑件的外形尺寸比較大 所 以應(yīng)該設(shè)計(jì)雙點(diǎn)澆口的澆注形式 這樣可以是熔融塑料在填充型腔時(shí)更快 更穩(wěn) 不 容易產(chǎn)生渦 已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題 已具備的條件 波輪洗衣機(jī) 能通過(guò)波輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正向向外的水流 松散 洗滌衣物 不斷地運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生各種水流 像無(wú)數(shù)只手一樣 達(dá)到洗凈衣 物的功能 尚需解決的問(wèn)題 浮于水中 不與波輪接觸與摩擦 波輪洗衣機(jī)被摩擦 后出現(xiàn)磨損 最好是 搓揉 衣物不與桶壁發(fā)生摩擦 使衣物懸浮于水 的 中央 技術(shù)進(jìn)步為先決條件 走得較穩(wěn) 保持了企業(yè)研發(fā)的后續(xù)力量 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 教研室 學(xué)科組 研究所 意見 教研室主任簽名 年 月 日 院系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名 年 月 日 1 目 錄 第一章 對(duì)塑件進(jìn)行工藝分 析 1 1 1 分析塑件使用材料的種類及其工藝 性 1 1 2 分析塑件結(jié)構(gòu)工藝 性 1 第二章選擇注射機(jī)確定型腔 數(shù) 2 2 1 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和 重 2 2 2 選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格 確定型腔 數(shù) 2 2 2 1 注射機(jī)額定注射 量 2 2 2 2 根據(jù)塑件精度確定型腔 數(shù) 3 2 2 3 根據(jù)生產(chǎn)批量確定型腔 數(shù) 3 第三章確定成型方 案 5 3 1 確定成型位 置 2 5 3 2 確定分型 面 5 3 3 脫模方 式 5 3 4 澆注系統(tǒng)形 成 5 3 5 冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)考 慮 5 3 6 確定成形零部件的結(jié)構(gòu)形 式 5 第四章繪制結(jié)構(gòu)方案草 圖 7 4 1 注射量的校 核 7 4 2 鎖模力與型腔內(nèi)平均壓力 注射壓力的校 核 7 4 3 模具厚度與注射機(jī)閉合高度校 核 9 4 4 注射機(jī)開模行 程 9 第五章計(jì)算與說(shuō) 明 10 5 1 脫模力計(jì) 算 10 5 1 1 計(jì)算公 式 1 10 5 2 成型零部件工作尺寸計(jì) 算 10 5 2 1 定模 動(dòng)模 型腔 型芯 選用材 料 10 5 2 2 型腔側(cè)壁厚度和底版厚度確 定 11 5 2 3 型腔 型芯工作尺寸確 定 12 5 3 推桿計(jì) 算 17 5 3 1 推桿選用材 料 17 5 3 2 計(jì)算推桿長(zhǎng) 度 17 5 4 進(jìn)行關(guān)鍵零件的強(qiáng)度和剛度校 核 18 5 4 1 推桿的強(qiáng)度和剛度的校 核 18 5 4 2 型腔型腔壁厚和底板厚度校 核 20 總 結(jié) 21 致 謝 22 參考文 獻(xiàn) 23 2 波輪注射模設(shè)計(jì) 致謝 論文脫稿之際 特別感謝知道老師范豐老師為我講解新技術(shù) 提供具有代表性的課題 材料 以及在我遇到難題時(shí) 能及時(shí)為我解答 使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 謹(jǐn)向范老師所授予 的嚴(yán)謹(jǐn) 細(xì)致 認(rèn)真的指導(dǎo)和付出的心血 致以崇高的敬意和衷心的感謝 無(wú)錫技師學(xué)院的多位老師在我撰寫畢業(yè)論文過(guò)程中以及在學(xué)校期間 給予了很多熱情的 幫助和大力支持 為此 向他們表示誠(chéng)摯的謝意 向所有關(guān)心 支持 幫助過(guò)我的餓各位老師 同學(xué) 朋友們表示謝意 最后 向熱心評(píng)審本論文和參加答辯的老師們致以衷心的感謝 波輪注射模設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 1 模具設(shè)計(jì)與制造 黨根茂 駱志斌 李集仁 主編 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 1995 年 12 第 1 版 2 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè) 許發(fā)樾 主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 年 1 月第 1 版 3 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫組著 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 年 7 月第 3 版 4 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 吳宗澤 主編 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1999 年 1 月第 1 版 5 機(jī)械工程材料 王煥庭 李茅華 徐善國(guó) 主編 大連 大連理工大學(xué)出版社 2000 年 5 月第 4 版 6 材料力學(xué) 劉鴻文 主編 北京 高等教育出版社 1992 年 9 月第 3 版 7 實(shí)用模具制造手冊(cè) 高佩副 主編 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1999 年 3 月第 1 版 8 海爾家用洗衣機(jī)原理與維修 青島海爾集團(tuán) 主編 北京 人民郵電出版社 1992 年 2 月第 1 版 9 機(jī)械零件手冊(cè) 周開勤 主編 北京 高等教育出版社 1994 年 5 月第 4 版 10 模具技術(shù)問(wèn)答 彭建聲 秦嘵剛 主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 年 1 月第 1 版 11 畫法幾何及機(jī)械制圖 馬曉湘 鐘均祥 主編 廣州 華南理工大學(xué)出版社 1998 年 9 月第 2 版 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 21 頁(yè) 第一章對(duì)零件工藝性分析 1 1 分析塑件使用材料的種類及其工藝性 該塑件為 ABS 屬于通用性熱塑性塑料 其成型條件如下 2 注射成型機(jī)型 螺桿式 堆密度 1 03 1 07 g 3 計(jì)算收縮率 0 3 0 8 預(yù)熱溫度 80 85 預(yù)熱時(shí)間 2 3 h 料桶溫度 后段 150 170 s 中段 165 180 s 前段 180 200 s 噴嘴溫度 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 60 100 Mpa 成型時(shí)間 注射時(shí)間 20 90 s 高壓時(shí)間 0 50 s 冷卻時(shí)間 20 120 s 總周期 50 220 s 螺桿轉(zhuǎn)速 30 r min 1 彈性模量 E 1800 2900 Mpa 1 8 2 9 10 N 52 脫模斜度 型腔 40 1 20 型心 35 1 1 2 分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性 塑件尺寸較大 最大直徑為 150mm 最大高度為 50mm 外部結(jié)構(gòu)形狀雖然呈對(duì)稱分布 但是 波輪葉片形狀不規(guī)則 這給模具的制造帶來(lái)一定的難度 另外 波輪中間螺釘孔四周 的壁厚比較厚 而且厚度不均勻 這個(gè)有可能會(huì)在注塑時(shí)產(chǎn)生氣泡 這些都是波輪零件限定 的 無(wú)法糾正 不過(guò) 高度不大 相信產(chǎn)生氣泡的幾率不大 可以投入生產(chǎn) 第二章 選擇注射機(jī)確定型腔數(shù) 2 1 根據(jù)塑件的形狀估算體積和重量 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 2 頁(yè) 共 21 頁(yè)圖 2 1 波輪的三維零件圖已經(jīng)在 CAD 中按比例 1 1 畫出 故此可以用 CAD 中的查詢功能查出 波輪的體積為 315583 315 6 33 波輪的表面積為 S 190386 1903 9 22 塑件重量 V V 315 6 1 07g 337 69g 式中 為塑料容量 ABS 塑料的容量g 1 07g 3 2 2 根據(jù)塑件的計(jì)算重量和體積選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格 確定型腔數(shù) 設(shè)備未限 故需要考慮以下因素 2 2 2 1 注射機(jī)額定注射量 G B 注射機(jī)每次注射量不超過(guò)最大注射量的 80 即 1 n 2 SJBV 8 0 1 式中 n 型腔數(shù) V 澆注系統(tǒng)體積 J 3 V 塑件體積 S V 注射機(jī)額定注射量 B3 估算澆注系統(tǒng)的體積 V 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案 圖 2 1 澆注系統(tǒng) 進(jìn)行估算 VJ 20 J2 設(shè) n 1 則得 V 419 5 B8 0JSn 8 026315 3 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 21 頁(yè) 2 2 2 根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù) 波輪塑件精度為高精度 故此選單腔 即 n 1 2 2 3 根據(jù)生產(chǎn)批量確定型腔數(shù) 這次為了畢業(yè)設(shè)計(jì) 可以算為試制或者小批量 故此選單腔 n 1 從綜合上面?zhèn)€因素 并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格 選取型號(hào)為 XS ZY 500 的注射機(jī) 注 經(jīng)過(guò)下面一系列驗(yàn)算得出 如果選取型號(hào)為 XS ZY 500 的注射機(jī) 在模具最大 厚度方面不符合要求 設(shè)計(jì)模具厚度為 568mm 該注射機(jī)規(guī)定模具最大厚度為 450 mm 故此 選取型號(hào)為 XS ZY 1000 的注射機(jī) 該型號(hào)的注射機(jī)能夠滿足要求 該注射機(jī)規(guī)定模具最大 厚度為 700mm 故此 綜合各方面因素 應(yīng)該選取型號(hào)為 XS ZY 1000 的注射機(jī) 關(guān)于該注射機(jī)的一些重要系數(shù) 2 額定注射量 1000 3 螺桿直徑 85 注射壓力 121Mpa 注射行程 260 注射時(shí)間 2 7s 螺桿轉(zhuǎn)速 21 27 35 40 45 50 65 83r min 注射方式 螺桿式 合模力 4500KN 最大成型面積 1800 2 最大開 合 模行程 700 模具最大厚度 700 模具最小厚度 300 動(dòng) 定模固定板尺寸 900 1000 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 4 頁(yè) 共 21 頁(yè) 拉桿空間 650 550 合模方式 兩次動(dòng)作液壓式 定位圈尺寸 150 噴嘴球頭半徑 SR18 頂出方式 兩側(cè)頂出 頂桿中心距 350 機(jī)器外形尺寸 7670 1740 2380 第三章確定成形方案 3 1 確定成型位置 由于波輪塑件上表面有葉片 下表面有筋板 中心孔還有金屬鑲件 考慮到使脫模方便 鑲件容易定位 故塑件成形位置選擇如圖 3 1 示 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 21 頁(yè)圖 3 1 3 2 確定分型面 考慮到波輪塑件的外觀質(zhì)量 同時(shí)為保證塑件在分模時(shí)能夠留在動(dòng)模一側(cè) 便于脫模 故 此將分型面設(shè)在 I I 面上 見圖 3 1 3 3 脫模方式 從波輪塑件的結(jié)構(gòu)形狀分析 宜采用以推桿為主和推管為輔的聯(lián)合脫模方式 用四根推桿 均布在四條輪輻狀筋板上 推桿中心線的位置在 200 的圓周上 推管推在波輪鑲件及其 周邊塑料層上 主要為了不讓塑件在脫模時(shí)產(chǎn)生變形及順利推出如圖 3 1 示 3 4 澆注系統(tǒng)形式 塑件上表面為洗衣工作面 要求光潔 不允許有較大的澆口痕跡 所以應(yīng)該采用點(diǎn)澆口澆 注系統(tǒng) 澆口設(shè)置在上部 30 上表面 由于波輪塑件的外形尺寸比較大 所以應(yīng)該設(shè)計(jì)雙 點(diǎn)澆口的澆注形式 這樣可以是熔融塑料在填充型腔時(shí)更快 更穩(wěn) 不容易產(chǎn)生渦流如圖 3 1 示 3 5 冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)考慮 由于 ABS 塑料成形時(shí)要求模溫在 40 60 所以模具之考慮冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)采 用最簡(jiǎn)單的外連直通式冷卻水道 冷卻劑用水 3 6 確定成形零部件的結(jié)構(gòu)形式 整體式和鑲拼式 雖然塑件局部結(jié)構(gòu)比較特殊 但是對(duì)現(xiàn)有的加工環(huán)境來(lái)看 主要成形零件還是做成整 體式的 圖 3 1 波輪設(shè)計(jì)總裝圖 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 6 頁(yè) 共 21 頁(yè) 第四章繪制結(jié)構(gòu)方案草圖 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并初步繪出模具完整的結(jié)構(gòu) 如圖 3 1 所示 校驗(yàn)所需注射機(jī)的能 力 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù) 4 1 注射量的校核 2 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 21 頁(yè) 塑件 包括澆注系統(tǒng) 在成型時(shí)每次所需注射量 V 小于注射機(jī)的最大注射量 V 的max 80 即 n V V 0 8VSJ max 注 V 注射機(jī)最大注射量 max 3 V 波輪塑件成型時(shí)每次所需注射總量 S 3 V 成型時(shí)澆注系統(tǒng)每次所需注射總量 J n 型腔數(shù) 由前面計(jì)算得知 波輪塑件體積為 315 6 澆注系統(tǒng)體積 20 3 3 則 每次注射所需塑料量為 按一模一腔 1 315 6 20 335 6 3 注射機(jī)的最大注射量 1000 0 8 800 335 6 能夠滿足要求 4 2 鎖模力與型腔內(nèi)平均壓力 注射壓力的校核 鎖模力是在成型時(shí)鎖模模具的最大力 成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力應(yīng) 該小于鎖模力 該漲力與注射機(jī)額定鎖模力的關(guān)系如下示 1 K KN 4 10APC 2 式中 F 注射機(jī)的額定鎖模力 N A 塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 P 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力 Mpa C K 安全系數(shù) 常取 K 1 1 1 2 從表 8 2 查得 ABS 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力 P 為 1 C P 35 MpaC 總投影面積 A 為 A r 0 15 0 07069 22 即有 2968KN10AKPC10769 35 型號(hào)為 XS ZY 1000 注射機(jī)的額定鎖模力 F 為 F 4500KN 2968KN 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 8 頁(yè) 共 21 頁(yè) 滿足要求 F 10AKPC 同時(shí) XS ZY 1000 注射機(jī)的額定注射壓力為 121Mpa 滿足 ABS 塑料 成形需要注射 壓力 60 100Mpa 成形時(shí)注射壓力的要求 4 3 模具厚度與注射機(jī)閉合高度校核 2 選擇的模架為標(biāo)準(zhǔn)模架 B L 500 500 0 關(guān)于它的一些重要數(shù)據(jù)如下 B L 500 500 單位 0 表 4 1 模具明細(xì)表 寬度 630 定模 40座板 厚度 動(dòng)模 40 寬帶 80墊塊 厚度 12 5 支撐板 63 推件板 40 推件固定板 25厚度 卸流道板 30 導(dǎo)柱 40 導(dǎo)套 50直徑 復(fù)位桿 25 內(nèi)六角螺釘 12 M16 16 M12 b1 420 b2 414 b3 280 續(xù)表 4 1 模具明細(xì)表 b4 312 l1 414 l2 320 中心距 l3 440 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 21 頁(yè) l4 476 模具厚度 H 與注射機(jī)閉合高度按式 校核 1 H H Hmax in 式中 H 注射機(jī)允許最小模厚 300 min H 注射機(jī)允許最大模厚 700 ax H 模具閉合高度 m 預(yù)選模架 B L 500 500 則有模具的閉合高度為 H 568 0 2 m 因?yàn)?700 568 300 所以 能夠滿足要求 4 4 注射機(jī)開模行程 注射機(jī)開模行程應(yīng)該大于模具開模時(shí)取出塑件 包括澆注系統(tǒng) 所需 的開模距 即滿足下式 1 L H H 5 10 a 12 式中 H 脫模距離 42 1 H 不包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度 50 2 L 注射機(jī)開模行程 700 a 定模板與型腔板的分離距離 119 則 模具的開模行程為 L 42 50 10 119 221 700 所以 注射機(jī)開模行程能夠滿足要求 第五章 計(jì)算說(shuō)明 5 1 脫模力計(jì)算 3 當(dāng)脫模開始時(shí) 阻力最大 推桿剛度和強(qiáng)度也按此時(shí)的受力計(jì)算 也就是無(wú)視脫模斜度 0 對(duì)于波輪塑件來(lái)說(shuō) 壁厚與凸模 最大 直徑之比為 0 01 小于 0 05 故此 脫模力可以按照薄壁圓形件來(lái)計(jì)算 對(duì)波輪塑件來(lái)說(shuō) 塑件從模具中脫出 時(shí)的摩擦力為最主要 所以 它的脫模力主要計(jì)算塑件從模具中脫出時(shí)的摩擦力 5 1 1 計(jì)算公式 薄壁圓形件的脫模力計(jì)算公式如下 3 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 10 頁(yè) 共 21 頁(yè) Q 5 1 2fmtESL 1 式中 Q 脫模力 N T 塑件平均壁厚 t 0 3 E 塑料彈性模量 N 常取 1 8 2 9 10 N 這里取 2 0 10 N 2 5252 S 塑料平均成形收縮率 常取 0 3 0 8 這里取 0 6 L 包容凸模的長(zhǎng)度 f 塑料與鋼的摩擦系數(shù) 取 0 3 m 塑料的泊松比 取 0 3 r 圓柱形半徑 因?yàn)椴ㄝ喨S零件圖已經(jīng)在 CAD 中畫出 所以 L 可以用實(shí)測(cè)的方法得到 則有 L 213 12mm 代入數(shù)據(jù)有 Q 1588 33N 1 2fmtES 3 01 0 2623 5 根據(jù)計(jì)算結(jié)果 取 Q 2000N 則 脫模力為 2000N 5 2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 2 5 2 1 定模 動(dòng)模 型腔 型芯 選用材料 表 5 1 材料及性能 材 料 力 學(xué) 性 能 主要用途 抗拉強(qiáng)度 Mpa b 屈服強(qiáng)度 Mpa s 供應(yīng)狀態(tài)硬度 HBS Mpa 許用應(yīng)力 Mpa 15CrMn 785 590 179 295 用作齒輪 渦輪 塑料 模具 氣輪 機(jī)密封軸套 等 5 2 2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度確定 型腔結(jié)構(gòu)形式 整體式 型腔 圓形 壁厚的強(qiáng)度和剛度計(jì)算 按強(qiáng)度計(jì)算 2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式 t r 5 2 c12 p 型腔底板厚度計(jì)算公式 t 5 3 d 43r 式中 材料許用應(yīng)力 Mpa 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 21 頁(yè) P 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力 Mpa ABS 塑料的 P 值取 35Mpa r 型腔內(nèi)最大半徑 mm 由波輪三維零件圖知 r 150mm 代入數(shù)據(jù)有 型腔側(cè)壁厚度 t r 150 75 6 c12 p 13529 型腔底板厚度 t 28 7 d 43r50 2 按剛度計(jì)算 2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式 t 5 c1 rpE 4 型腔底板厚度計(jì)算公式 t 5 5 d3 4175 0 Er 式中 E 彈性模量 Mpa 取 E 206 10 Mpa 泊松比 常取 0 25 0 30 故取 0 28 成型零件的許用變型量 取 0 05 代入數(shù)據(jù) 型腔側(cè)壁厚度 t 2 78 c 1 28 0 35126 3 型腔底板厚度 t 9 1 d33 45 7 0 綜合剛度和強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果取以下值 型腔側(cè)壁厚度 t 75 6 取 t 80 cc 型腔底板厚度 t 28 7 取 t 30 dd 5 2 3 型腔 型芯工作尺寸確定 塑件成型收縮率 S S 為塑件在收縮范圍內(nèi)的平均值 其計(jì)算公式如下 cp 2 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 12 頁(yè) 共 21 頁(yè) S 5 cp2minax 6 S 塑件最大收縮率 max S 塑件最小收縮率 in 查表 得塑件 ABS 的收縮率為 2 S 0 8 S 0 3 max min 則 塑料 ABS 的平均收縮率為 S 0 55 cp2minax 3 08 查得 ABS 塑件精度取 4 級(jí)精度 按該精度等級(jí)可以從 塑件公差數(shù)值表 中查到尺寸 公差值 2 表 5 2 塑件公差數(shù)值表 基本尺寸 L mm 公差數(shù)值 基本尺寸 mm 公差數(shù)值 6 10 0 10 80 100 0 44 10 14 0 12 100 120 0 50 14 18 0 12 120 140 0 56 18 24 0 14 140 160 0 62 24 30 0 24 160 180 0 68 30 40 0 26 180 200 0 74 40 50 0 28 200 225 0 82 50 65 0 32 225 280 1 00 65 80 0 38 280 315 1 20 型腔與型芯工作尺寸計(jì)算公式 2 a 型腔工作尺寸計(jì)算公式 徑向工作尺寸 L L L S x 5 7 msCP Z 0 軸向工作尺寸 H H H S x 5 8 sZ b 型腔工作尺寸計(jì)算公式 徑向工作尺寸 l l l S x 5 msCP 0Z 9 軸向工作尺寸 h h h S x 5 sCP0Z 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 21 頁(yè)圖 5 1 10 式中 S 塑料平均收縮率 塑件 ABS 的 S 0 55 CP CP 塑件公差 見表 5 2 成型零件制造公差 Z Z31 X 修正系數(shù) 一般為 取 X 2142 X 修正系數(shù) 一般為 取 X L 型腔徑向尺寸 mm m H 型腔軸向尺寸 mm L 塑件徑向基本尺寸 mm s H 塑件向軸基本尺寸 mm s l 塑件內(nèi)形基本尺寸 mm s h 塑件孔深基本尺寸 mm s l 型芯徑向尺寸 mm m h 型腔軸向尺寸 mm 型腔工作尺寸計(jì)算 圖 5 1 波輪 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 14 頁(yè) 共 21 頁(yè) a 型腔徑向工作尺寸計(jì)算 如圖 5 1 塑件徑向基本尺寸 L 300 1s L 40 2s 查表 5 2 得 a 當(dāng) L 300 時(shí) 塑件公差 1 20 1s 1 b 當(dāng) L 40 時(shí) 塑件公差 0 28 2s 2 則有成型零件制造公差 1 20 0 4 1Z 3 0 28 0 09 21 代入已知數(shù)據(jù)得 L L L S x 300 300 0 55 1 2 301 05 1msCP Z 0 214 0 4 0 L L L S x 40 40 0 55 0 28 40 08 2sZ 0 0 則 型腔徑向工作尺寸為 L 301 05 1m4 0 L 40 08 2 0 b 型腔軸向工作尺寸計(jì)算 如圖 5 1 塑件最大軸向基本尺寸 H 50 s 查表 5 2 得 塑件公差 0 32mm 則有成型零件制造公差 0 32 0 11 Z 31 代入已知數(shù)據(jù)得 H H H S x 50 50 0 55 0 32 50 12 msCPZ 0 211 01 0 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 21 頁(yè) 圖 5 2則 型腔軸向最大工作尺寸為 H 50 115 m1 0型芯工作尺寸計(jì)算a 型芯徑向工作尺寸計(jì)算 圖 5 2 波輪 如圖 5 2 示 波輪塑件內(nèi)形向基本尺寸 l 294 1s l 24 2s l 16 3s 查表 5 2 得 當(dāng) l 294 時(shí) 塑件公差 1 20 1s 1 當(dāng) l 24 時(shí) 塑件公差 0 24 2s 2 當(dāng) l 16 時(shí) 塑件公差 0 12 3s 3 則有成型零件制造公差 1 20 0 4 1Z 0 24 0 08 23 0 12 0 04 Z 代入已知數(shù)據(jù)得 l l l S x 294 294 0 55 1 20 296 22 1mss1CP 10Z 2104 04 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 16 頁(yè) 共 21 頁(yè) l l l S x 24 24 0 55 0 24 24 25 2mss2CP 20Z 08 08 l l l S x 12 120 55 0 12 12 13 3ss33Z 2106 06 則 型芯徑向工作尺寸為 l 296 22 1m04 l 24 25 208 l 12 13 3m6 b 型芯軸向工作尺寸計(jì)算 如圖 5 2 示 波輪塑件孔深基本尺寸 h 32 1s h 40 2s 查表 5 2 得 a 當(dāng) h 32 時(shí) 塑件公差 0 26 1s 1 b 當(dāng) h 40 時(shí) 塑件公差 0 28 2s 2 則有成型零件制造公差 0 26 0 09 1Z 3 0 28 0 09 2 代入已知數(shù)據(jù)得 h h h S x 32 32 0 55 0 26 32 31 1mss1CP 10Z 2109 09 h h h S x 40 40 0 55 0 28 40 36 2ss222Z 0 0 則 型腔軸向最大工作尺寸為 h 32 31 1m09 h 40 36 20 5 3 推桿計(jì)算 由于波輪塑件形狀特殊 所以采用矩形推桿 而且推桿在塑件脫模的時(shí)候起到主要作用 所以在計(jì)算的時(shí)候 把初始脫模力作為在 推桿在工作時(shí)承受的最大負(fù)荷 四筋板總共有四 條輪輻狀筋板上 推桿中心線的位置在 200 的圓周上 由于筋板的厚度為 2 故可以 設(shè)計(jì)推桿截面形狀如圖 5 3 筋板 示 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 21 頁(yè) 5 3 1 推桿選用的材料 推桿選用的材料為 45 鋼 5 3 2 計(jì)算推桿長(zhǎng)度 根據(jù) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 公式 5 97 得到 3 推桿長(zhǎng)度計(jì)算公式 l 5 11 qnEBH24 3 式中 l 推桿長(zhǎng)度 n 推桿數(shù)量 n 4 E 推桿材料的彈性模量 N 45 鋼的 E 2 1 10 N 2 72 q 推桿承受的最大負(fù)荷 N 在這里最大負(fù)荷等于塑件最大脫模力 即 q Q 2000N B 推桿截面長(zhǎng)度 B 1 2 H 推桿截面寬度 H 1 2 代入數(shù)據(jù)得 l 12 88 qnE24 3 20441 173 取 l 12 則 每根矩形推桿長(zhǎng)度 L 10 根據(jù)模具的實(shí)際情況 推桿需要做成階梯狀 上部為矩形推桿 長(zhǎng)度為 L 89 下矩 部為實(shí)心圓柱狀 20 推桿長(zhǎng)度為 L 340 如圖 5 4 推桿 示 全 圖 5 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 18 頁(yè) 共 21 頁(yè) 圖 5 4 5 4 進(jìn)行關(guān)鍵零件的強(qiáng)度和剛度校核 5 4 1 推桿的強(qiáng)度和剛度校核 截面為矩形部分推桿校核 矩形部分推桿尺寸如下 B 1 2 H 0 2 L 8 9 a 最大負(fù)荷校核 根據(jù)根據(jù) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 公式 5 97 得到 矩形截面推桿所能承受的最大負(fù)荷計(jì) 3 算公式為 3 q 5 12 12 34lEBH 式中 l 推桿長(zhǎng)度 l 8 9 E 推桿材料的彈性模量 N 45 鋼的 E 2 1 10 N 2 72 q 每條推桿承受的最大負(fù)荷 N 1 B 推桿截面長(zhǎng)度 B 1 2 H 推桿截面寬度 H 1 2 代入數(shù)據(jù)可得到每根矩形的推桿能夠承受最大負(fù)荷為 q 1046 7N12 34lEB 2739 8410 01 則 四條矩形推桿所能夠承受最大負(fù)荷為 q 4q 4 1046 7 4187N1總 q 4187N q 2000N總 所以 截面為矩形的推桿能夠承受脫模力帶來(lái)的負(fù)荷 b 應(yīng)力校核 截面為矩形的推桿主要受壓應(yīng)力 參考 材料力學(xué) 得到推桿的應(yīng)力校核公式如下 6 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 21 頁(yè) 5 13 1 nBHqS 式中 q 推桿承受的最大負(fù)荷 N 在這里最大負(fù)荷等于塑件最大脫模力 即 q Q 2000N 矩形推桿應(yīng)力 N 1 2 推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度 N 45 鋼 32000 N s 2 s2 n 推桿數(shù)量 n 4 代入數(shù)據(jù) 2083 5 N 1 nBHq2 04 2 所以 2083 5 N 32000 N S 綜合計(jì)算結(jié)果 截面為矩形的推桿滿足要求 截面為圓形部分推桿校核 圓形部分推桿尺寸如下 l 8 9 r 1 1 a 最大負(fù)荷校核 根據(jù) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 公式 5 93 得到 圓形截面推桿所能承受的最大負(fù)荷計(jì)算公式 為 3 q 5 14 22 346lEd 式中 l 推桿長(zhǎng)度 l 25 1 q 每條推桿承受的最大負(fù)荷 N 2 d 推桿截面直徑 d 2 0 推桿長(zhǎng)度系數(shù) 0 7 代入數(shù)據(jù)可得到每根圓形推桿所能承受的最大負(fù)荷為 q 263654 6N22 7341 5 06 則 四條圓形推桿所能承受的最大負(fù)荷為 q 4q 4 263654 6 105469N2總 q 105469N q 2000N總 所以 截面為圓形的推桿能夠承受脫模力帶來(lái)的負(fù)荷 b 應(yīng)力校核 參考 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 可以得到截面為圓形的推桿的應(yīng)力校核公式如下 3 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 20 頁(yè) 共 21 頁(yè) 5 15 2 4dnq s 式中 q 推桿承受的最大負(fù)荷 N 在這里最大負(fù)荷等于塑件最大脫模力 即 q Q 2000N n 推桿數(shù)量 n 4 推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度 N 45 鋼 32000 N s 2s 2 代入數(shù)據(jù) 159 N 2 4dnq 20 2 所以 159 N 32000 N s 綜合計(jì)算結(jié)果 截面為圓形的推桿滿足要求 故此 推桿滿足要求 5 4 2 型腔壁厚和底板厚度校核 型腔壁厚校核 由于所選模架為 B L 500 500 根據(jù)型腔計(jì)算結(jié)果知 型腔最大徑向工作尺寸為 0 L 301 05 根據(jù)型腔側(cè)壁厚度計(jì)算結(jié)果知 t 80 1m4 0 c 故此 t 99 5 t 80 c2315 c 故此 型腔壁厚滿足要求 型腔底板厚度校核 由于所選模架為 B L 500 500 根據(jù)該模架的標(biāo)準(zhǔn)和所選數(shù)據(jù)可知 定模厚度為0 80 根據(jù)型腔計(jì)算的結(jié)果可知 型腔最大軸向工作尺寸為 H 50 12 根據(jù)型腔底板m1 0 厚度計(jì)算結(jié)果知 型腔底板厚度 t 30 故此 t 80 50 30 d1d 故此 型腔底板厚度滿足要求 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制 見圖紙 總結(jié) 通過(guò)本次對(duì)洗衣機(jī)波輪的設(shè)計(jì) 使我把以前學(xué)過(guò)的課程又重新回顧了一次 并且有了更 深刻的了解 同時(shí)也得到了很好的鞏固 但是我們只是理論上的鞏固 只是一個(gè)步行的起點(diǎn) 在此以前 我根本不了解對(duì)洗衣機(jī)波輪的設(shè)計(jì) 只是印象上有個(gè)形象意識(shí) 通過(guò)這次的 設(shè)計(jì) 使我對(duì)洗衣機(jī)波輪有了一定的了解 知道了洗衣機(jī)波輪的定義 結(jié)構(gòu)組成以及未來(lái)的 波輪注射模設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 21 頁(yè) 動(dòng)向和發(fā)展 通過(guò)這次的設(shè)計(jì) 使我學(xué)到了針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù) 進(jìn)行課題調(diào)研 收集 查閱 整理查找科 技文獻(xiàn) 情報(bào)資料 融會(huì)貫通所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能 推出能夠解決問(wèn)題的方案與辦法并進(jìn)行 運(yùn)行操作付與實(shí)施的工程設(shè)計(jì)方法 但 對(duì) 于 真 正 的 模 塊 化 生 產(chǎn) 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 來(lái) 說(shuō) 是 有 限 的 是 欠 缺 的