煤氣灶旋鈕開(kāi)關(guān)的注塑模設(shè)計(jì)-塑料注射模含NX三維及4張CAD圖
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煤氣灶旋鈕開(kāi)關(guān)的注塑模設(shè)計(jì)
摘 要
通過(guò)這次設(shè)計(jì)可以使我所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)提高,進(jìn)一步的掌握注射模具設(shè)計(jì)和成型零件加工工藝制定的方法;提升測(cè)繪、查閱資料等能力和使用CAD、UG等軟件的運(yùn)用;還有零件制造過(guò)程中的所需成本和加工成本的合理運(yùn)算;提高動(dòng)手能力,為將來(lái)的實(shí)際工作打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。旋鈕開(kāi)關(guān)的零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,所以在模具的設(shè)計(jì)方面也相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單,適合大批量生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:注塑模設(shè)計(jì);UG、CAD;注塑工藝
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 工藝分析 2
1.1零件的分析 2
1.1.1 脫模斜度 2
1.1.2 零件的外觀要求 2
1.2 材料的分析 2
1.3 ABS注塑成型的工藝參數(shù) 3
2 分型面的確定 4
2.1 分型面的選擇原則 4
2.2 確定型腔的數(shù)量以及布局原則 4
2.2.1 型腔數(shù)量的確定主要有以下影響因素 4
2.2.2 布局原則 5
2.3 模架的選擇 5
3 注塑機(jī)的選擇 7
3.1 零件的體積和質(zhì)量的計(jì)算 7
3.2 選擇注塑機(jī) 7
4 注塑模導(dǎo)向定位系統(tǒng) 8
4.1 導(dǎo)向定位系統(tǒng)的定義 8
4.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8
4.2.1 A、B板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì) 8
4.2.2復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 9
5 成型零件的設(shè)計(jì) 10
5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
5.3 模仁材料的選擇 11
5.4 動(dòng)模、定模尺寸的確定 11
5.4.1動(dòng)模板尺寸 11
5.4.2定模板尺寸 11
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
6.1 澆口位置的選取 13
6.2 澆注流道設(shè)計(jì) 13
7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15
8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
9 模具制圖 17
總 結(jié) 18
致 謝 19
附 錄 20
參考文獻(xiàn) 21
前 言
當(dāng)今,模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。塑料零件制造成本低、效率高、易成型等方面特性所以成為各大公司賺錢(qián)的有效途徑。因?yàn)槌杀镜秃瓦\(yùn)用得方面廣泛,在各種家電和日用品上的廣泛使用所以更受人民群眾的喜愛(ài)。因此,塑料模具在這幾年里也就迅速發(fā)展起來(lái)了。因?yàn)槟>叩漠a(chǎn)生,推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展,所以說(shuō)模具這個(gè)行業(yè)在今后發(fā)展得趨勢(shì)還是很廣闊的。但中國(guó)現(xiàn)如今的任然存在一些不足之處:各地區(qū)的發(fā)展不平衡、機(jī)器設(shè)備的落后、技術(shù)方面的落后,以及創(chuàng)新能力的不足,導(dǎo)致當(dāng)今中國(guó)的模具行業(yè)發(fā)展沒(méi)有其他國(guó)家那么好。如今模具的生產(chǎn)方式廣泛采用CAD/CAM/UG等技術(shù),所以在人才培養(yǎng)方面也是重中之重的一個(gè)方面。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于生活中,應(yīng)用廣泛,應(yīng)該每個(gè)家庭都會(huì)出現(xiàn),模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單,產(chǎn)品也相對(duì)較便宜。對(duì)我們這些剛剛步入這個(gè)行業(yè)技術(shù)的人提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力是一個(gè)很好的練習(xí)。因?yàn)槟>呓Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,所以對(duì)像我們這樣的初學(xué)者,正好可以去拿這個(gè)零件去練習(xí),同時(shí)也可以鍛煉對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)和制造能力。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以煤氣灶旋鈕開(kāi)關(guān)注射模具為主,綜合了成型工藝分析,模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),最后是模具零件的加工方法,模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過(guò)程。
由于本人才疏學(xué)淺,知識(shí)根底不牢,缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),所以在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫(xiě)模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題,但是也得到了指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)以及其他機(jī)械和模具課老師的耐心指點(diǎn),同時(shí)也得到了同學(xué)的熱心幫助,在此謹(jǐn)以致謝。
因?yàn)楸救私?jīng)驗(yàn)有限,所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有不足之處,希望得到老師和同學(xué)的諒解,并懇請(qǐng)得到改正。
1 工藝分析
1.1 零件的分析
圖1-1 零件圖
零件材料為烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。
零件名稱(chēng)為煤氣灶旋鈕開(kāi)關(guān)。
要求批量生產(chǎn)。
在上面的圖中我們可以看到本次的任務(wù)是做一個(gè)塑料的煤氣灶旋鈕開(kāi)關(guān),所以大部分尺寸精度要求不是很高,只有個(gè)別尺寸精度需要較高的要求。因?yàn)檫@個(gè)旋鈕開(kāi)關(guān)是和煤氣灶配套的,所以市面上一般的煤氣灶都可以用這個(gè)開(kāi)關(guān),因此中間大小只要和煤氣灶配套就行了。因?yàn)榱慵耐庑屋^為簡(jiǎn)單,所以在加工制造方面也較為方便,如圖1-1所示。
1.1.1 脫模斜度
在上面的圖中我們查書(shū)我們得知,ABS材料的成型收縮率在0.4%-0.8%范圍內(nèi),該零件的外形斜度為2°,內(nèi)形的脫模斜度位35′.
1.1.2 零件的外觀要求
表面光滑無(wú)毛刺,外形尺寸允許偏差,卡孔尺寸要精確。
1.2 材料的分析
該零件選用的材料為ABS塑料,它是屬于熱塑性塑料,該產(chǎn)品是通過(guò)注塑成型的。所以我們才會(huì)選用ABS這個(gè)材料。
ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)共聚生成的三元共聚物,具有良好的綜合力學(xué)性能。
ABS易吸水,從而使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕,云紋等缺陷,所以在成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。
ABS這個(gè)材料由于性能穩(wěn)定,所以在社會(huì)上的應(yīng)用也較為廣泛。如生活用品中的電視機(jī)、計(jì)算收音機(jī)等的殼體;工業(yè)機(jī)械中的齒輪、軸承等等。
1.3 ABS注塑成型的工藝參數(shù)
注塑機(jī)選擇的螺桿式,螺桿轉(zhuǎn)速在20~60r/min之間,注塑級(jí)噴嘴的選擇方式為自鎖式,溫度在250~270℃之間。料筒溫度前段保持在255~260℃之間,中期的時(shí)候在265~280℃之間,后期的時(shí)候保持在240~250℃之間。模具溫度應(yīng)該保持在50~120℃之間,注射壓力應(yīng)該在80~120MPa。
整套工序的時(shí)間注射時(shí)間為0~5s、保壓時(shí)間為20~50s、冷卻時(shí)間為20~40s、成型周期為50~100s.
2 分型面的確定
2.1 分型面的選擇原則
(1)符合膠件脫模的基本要求,就是能使膠件能從模具內(nèi)取出,分模面位置應(yīng)設(shè)計(jì)在膠件脫模方向最大的投影邊緣部位。
(2)滿足模具的鎖緊要求,將膠件投影面積大的方向,放在前、后模的合模方向上,而將投影面積小的方向作為側(cè)向分模面;另外,分模面是曲面時(shí),應(yīng)加斜面鎖緊。
該零件分型面如圖2-1所示。
圖2-1 零件分型面
2.2 確定型腔的數(shù)量以及布局原則
2.2.1 型腔數(shù)量的確定主要有以下影響因素
(1)制品重量(包括澆注系統(tǒng)凝料)與注塑機(jī)的額定注塑量:(各腔塑料制品總量+澆注系統(tǒng)凝料)≤注塑機(jī)額定注塑量×80%。
注意:算出的數(shù)值不能四舍五入,只能向大取整數(shù)。
(2)由注塑機(jī)的額定鎖模力確定:各產(chǎn)品(包括凝料)在分型面上的投影面積×型腔平均壓力≤注塑機(jī)額定鎖模力×80%。
注意:型腔平均壓力需要查表2-1塑料形狀和精度不同時(shí)可選用的型腔壓力得到。
表2-1 塑料形狀和精度不同時(shí)可選用的型腔壓力
條件
型腔平均壓力/MPa
舉例
易于成型的制品
25
聚乙烯、聚苯乙烯等厚壁均勻用品、容器類(lèi)
普通制品
30
薄壁容器類(lèi)
高黏度、高精度制品
35
ABS、聚甲醛等機(jī)械零件、高精度制品
黏度和精度特別高制品
40
高精度的機(jī)械零件
2.2.2 布局原則
(1)保證模具的壓力平衡和溫度平衡。
保證模具的壓力和溫度平衡,可以采用將制品對(duì)稱(chēng)排位或?qū)桥盼弧?
(2)成型零件尺寸最小原則。
成型零件的尺寸越小,模架的尺寸就越小,模具的制造成本就越低,與之匹配的注射劑就越小。小型的注射機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,且運(yùn)轉(zhuǎn)速度快。
該零件的排列方式為一模四腔對(duì)稱(chēng)排列,如圖2-1。
圖2-1 型腔布局示意圖
2.3 模架的選擇
綜合以上所述,選擇的模架型號(hào)為龍記(LKM)的大水口CI.
A板厚度為60mm,B板厚度為70mm,C板厚度為80mm.如圖2-2所示。
圖2-2 模架
3 注塑機(jī)的選擇
3.1 零件的體積和質(zhì)量的計(jì)算
根據(jù)UG軟件的建模測(cè)量得出單個(gè)零件的體積為7.9cm3;
因?yàn)橐荒K难?,故得出零件的總體積V1=0.97×4=38.8cm3;
零件的總質(zhì)量M1=ρV1=38.8×1.05=40.74g ABS的密度g/cm3(1.02-1.08)。
澆注時(shí)的零件廢料,查資料得出,取零件總體積的60%:
為V2=V1×60%=23.28cm3。
得出該模具一次澆注所需要材料的總體積和總質(zhì)量:
V=V1+V2=38.8+23.28=62.08cm3;
M=ρV=1.05×62.08=65.184g。
3.2 選擇注塑機(jī)
根據(jù)上面的計(jì)算和書(shū)上內(nèi)容的參考,所以初步?jīng)Q定選用注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125的注塑機(jī)來(lái)工作。該注塑機(jī)的參數(shù)如下表3-1所示。
表3-1 注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)
一次注射量(cm3)
125
螺桿直徑(mm)
42
注射壓力(MPa)
119
注射方式
螺桿式
鎖模力(kN)
900
最大注射面積(cm2)
320
最大開(kāi)模行程(mm)
300
模具最大厚度(mm)
300
模具最大厚度(mm)
200
動(dòng)定模板尺寸(mm)
420×450
4 注塑模導(dǎo)向定位系統(tǒng)
4.1 導(dǎo)向定位系統(tǒng)的定義
(1)導(dǎo)向系統(tǒng):使模具上的活動(dòng)零件按照既定的軌跡運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
(2)定位系統(tǒng):注塑模中承受側(cè)向力,保證動(dòng)、定模之間及各種活動(dòng)零件之間相對(duì)位置精度,防止模具在生產(chǎn)過(guò)程中變形錯(cuò)位的結(jié)構(gòu)。
(3)導(dǎo)向定位系統(tǒng):注塑模中用于保證各活動(dòng)零件在開(kāi)、合模時(shí)準(zhǔn)確復(fù)位,以及在注射過(guò)程中不會(huì)錯(cuò)位變形的那部分機(jī)構(gòu)。
4.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.2.1 A、B板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì)
(1)定模板、動(dòng)模板之間導(dǎo)柱的長(zhǎng)度一般比型芯端面的高度高出15-25mm.
(2)當(dāng)有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)或斜滑塊時(shí)導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)在10-15mm.
如圖4-1、4-2所示。
圖4-1 導(dǎo)柱、導(dǎo)套
圖4-2 導(dǎo)向系統(tǒng)示意圖
4.2.2復(fù)位桿的設(shè)計(jì)
模具合模需要四根復(fù)位桿,通過(guò)托模固定板固定。如圖4-3所示。
圖4-3 復(fù)位桿
5 成型零件的設(shè)計(jì)
5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件的外表面是通過(guò)型腔成型而成的,把型腔單獨(dú)做成一個(gè)嵌塊,再將嵌塊把它固定到定模板上,形成一個(gè)完整的型腔。如圖5-1所示。
圖5-1 型腔整體結(jié)構(gòu)圖
5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
因?yàn)榱慵中兔娴脑?,所以型芯?nèi)也存在了一部分零件表面。而型芯的設(shè)計(jì)跟型腔一樣,同樣是嵌塊嵌入動(dòng)模板中,如圖5-2所示。
圖5-2 型芯嵌塊結(jié)構(gòu)圖
5.3 模仁材料的選擇
根據(jù)對(duì)零件的綜合分析,該零件在外觀上的要求較低,但是塑件在數(shù)量上是需要批量生產(chǎn)的。零件的材料ABS具有較高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、良好的彈韌性、沖擊強(qiáng)度、耐寒性以及較高的抗拉強(qiáng)度,而且根據(jù)效益和加工簡(jiǎn)單的方面來(lái)說(shuō),我選用S136鋼材,并淬火。
5.4 動(dòng)模、定模尺寸的確定
5.4.1動(dòng)模板尺寸
動(dòng)模板所承受的壓力較大,根據(jù)這一點(diǎn),動(dòng)模板要稍微厚一點(diǎn),厚度為70mm.
5.4.2定模板尺寸
定模板所承受的壓力較大需要考慮定模板開(kāi)框后模仁鑲嵌并留余量,所以厚度選取為60mm。如圖5-3。
圖5-3 動(dòng)、定模板結(jié)構(gòu)示意圖圖
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1 澆口位置的選取
根據(jù)零件的成型條件,故可以采用側(cè)澆口方式來(lái)澆注,型腔數(shù)為一模四腔。因?yàn)闈部诮孛娣e的分流道較小,注射壓力所示較大,若排氣不良,則易造成零件的充填不滿和產(chǎn)生硬痕等現(xiàn)象。所以產(chǎn)品澆注口如圖5-1所示。
圖6-1 澆注口示意圖
6.2 澆注流道設(shè)計(jì)
澆注道分為主流道和分流道兩部分,主流道需要和注射機(jī)的噴嘴接觸相互碰撞,所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以設(shè)計(jì)成可更換的澆口套。這套模具的澆口套內(nèi)徑呈圓錐形,錐度大小在3°~4°之間。如圖6-2、6-3所示。
圖6-2 流道示意圖
由于采用普通的半圓形澆道,模具的分流道設(shè)計(jì)在定模板的分型面處。查詢相關(guān)資料得知,根據(jù)塑件質(zhì)量得出,該分流道直徑可取3mm,長(zhǎng)度則取60mm,主流道直徑取6mm.
圖6-3澆口套示意圖
7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
這套模具應(yīng)該采用頂桿頂出的方式,將零件頂出來(lái)。因?yàn)榱慵Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,所以可以將推出機(jī)構(gòu)頂桿設(shè)置在零件的中心位置。主澆道下方的冷料穴與鉤料針相連接,以便更好的取出零件。在頂桿頂出零件的時(shí)候要注意頂出力不易過(guò)大,以免造成零件的損傷。如圖7-1、7-2所示。
圖7-1 推出機(jī)構(gòu)
圖7-2 推出機(jī)構(gòu)
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和數(shù)量分布,頂桿數(shù)量應(yīng)該有四根,分別設(shè)置在零件的中心位置。頂桿的長(zhǎng)度為115mm,直徑為5mm,固定在推桿固定板上。頂桿的長(zhǎng)度比較長(zhǎng),直徑不大,所以在選擇頂桿材料的時(shí)候,要著重硬度。因此我選擇頂桿的材料為65Mn鋼。
8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
ABS材料的熔化溫度為280℃以上,模具溫度為60℃~120℃,所以模具溫度選為80℃,采用常溫水來(lái)對(duì)模具進(jìn)行冷卻。為了縮短冷卻時(shí)間提高生產(chǎn)效率,因此這次冷卻系統(tǒng)的布局采用橫向環(huán)繞的布局方式。因?yàn)榱慵某叽绮淮?,所以選取的水路直徑為5mm.
這套模具的冷卻系統(tǒng)如圖8-1所示。
圖8-1 型腔冷卻回路圖
9 模具制圖
模具總裝圖如圖9-1所示。
圖9-1 模具總裝圖
總 結(jié)
時(shí)間過(guò)的飛快,轉(zhuǎn)眼間兩年半的學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束了,迎來(lái)的卻是社會(huì)給我們的前所未有的挑戰(zhàn)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里說(shuō)快也不快,說(shuō)慢也不慢,也就這樣結(jié)束了。做好這份畢業(yè)設(shè)計(jì),我覺(jué)得主要還是靠的自己以前學(xué)的課堂知識(shí)和自覺(jué)性。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前,指導(dǎo)老師就給我們講解了關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的很多內(nèi)容,但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)遇到一些我們難以解決的困難,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的不足能改正,那還是對(duì)我們是有好處的,總比發(fā)現(xiàn)不了自己的不足要強(qiáng)的多。
第一次選定零件、第一次做分析、第一次做出整套模具出來(lái),種種的第一次,給我?guī)?lái)的不僅僅是成就感,還有就是對(duì)未來(lái)從事這行業(yè)的一種興奮與期待。因?yàn)槭堑谝淮?,所以出現(xiàn)的問(wèn)題太多了。零件選定的不合理、尺寸選定的不規(guī)范、軟件命令的不熟悉等等問(wèn)題也都接踵而來(lái)。但靠著自己的不斷進(jìn)取的思想、同學(xué)之間的互幫互助和指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo),這些問(wèn)題到最后都一一解決了。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中充分利用了UG、CAD、燕秀、胡波等軟件。對(duì)這些軟件的熟練程度,在設(shè)計(jì)這套模具上面起到了不可忽視的重要地位。在設(shè)計(jì)上,按照規(guī)定的順序來(lái)操作,先怎么樣再怎么樣。這樣,出錯(cuò)的概率會(huì)小很多。在這次模具設(shè)計(jì)中,我覺(jué)得我對(duì)這些軟件的應(yīng)用更加得心應(yīng)手了。
總之,通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)又一次鍛煉了我的實(shí)踐能力和積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也知道了自己的不足之處和了解了模具這一行業(yè)在社會(huì)生活中的地位。熟能生巧,能在這行業(yè)立足,最終要的還是經(jīng)驗(yàn)的積累。所以我會(huì)在以后的工作中不斷的積累社會(huì)經(jīng)驗(yàn),從而使得自己能在這樣行業(yè)立足,變得更加優(yōu)秀。
致 謝
最后還要再次感謝我的論文指導(dǎo)老師、模具老師還有同學(xué)們的熱心幫助,如果沒(méi)有你們的幫助,這份論文估計(jì)不會(huì)有現(xiàn)在這么好。指導(dǎo)老師對(duì)我的制圖和論文都提出了許多的寶貴意見(jiàn),在此表示衷心的感謝。也正因?yàn)槟銈兊闹С?,我才能輕松的完成這篇論文設(shè)計(jì)。
附 錄
1
圖1-1
零件圖
2
圖2-1
零件分型面
3
表2-1
塑料形狀和精度不同時(shí)可選用的型腔壓力
4
圖2-1
型腔布局示意圖
5
圖2-2
模架
6
表3-1
注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)
7
圖4-1
導(dǎo)柱、導(dǎo)套
8
圖4-2
導(dǎo)向系統(tǒng)示意圖
9
圖4-3
復(fù)位桿
10
圖5-1
型腔整體結(jié)構(gòu)圖
11
圖5-2
型芯嵌塊結(jié)構(gòu)圖
12
圖5-3
動(dòng)、定模板結(jié)構(gòu)示意圖圖
13
圖6-1
澆注口示意圖
14
圖6-2
流道示意圖
15
圖6-3
澆口套示意圖
16
圖7-1
推出機(jī)構(gòu)
17
圖8-1
型腔冷卻回路圖
18
圖9-1
模具總裝圖
參考文獻(xiàn)
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煤氣灶
旋鈕
開(kāi)關(guān)
注塑
設(shè)計(jì)
塑料
注射
nx
三維
cad
- 資源描述:
-
煤氣灶旋鈕開(kāi)關(guān)的注塑模設(shè)計(jì)-塑料注射模含NX三維及4張CAD圖,煤氣灶,旋鈕,開(kāi)關(guān),注塑,設(shè)計(jì),塑料,注射,nx,三維,cad
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