訂書機外殼注射模設計【32張CAD圖紙+畢業論文+任務書】

訂書機外殼注射模設計【32張CAD圖紙+畢業論文+任務書】,32張CAD圖紙+畢業論文+任務書,訂書機,外殼,注射,設計,32,CAD,圖紙,畢業論文,任務書 畢業設計（論文）課題任務書系：機械工程系 專業：機械設計制造及其自動化 指導教師周 立學生姓名課題名稱訂書機外殼注射模設計內容及任務1、 模具結構類型的選擇與設計計算；2、 型腔（凹模）、型芯（凸模）、鑲塊、成型桿和成型環、抽芯、推出等零件設計；3、 采用計算機編程加工關鍵零件（型腔和型芯等）。擬達到的要求或技術指標裝配夾具裝配圖及主要零件工作圖（折合0#圖2.5張），設計說明書（不少于40頁、字數不得少于10000字），相關論文英文翻譯。進度安排起止日期工作內容備注主要參考資料1、 產品實物測繪的工件圖紙和技術要求；2、 現場資料；3、模具工業模具技術和塑料模具設計手冊等參考文獻和設計手冊。教研室意見年 月 日系主管領導意見年 月 日50訂書機外殼注射模設計 摘要：本畢業設計說明書詳細介紹訂書機外殼塑件的注射模設計。主要內容是材料(聚丙稀PP)特性分析，塑料注射模的結構設計、標準件的選擇、模具材料選擇、典型零件的數控加工3G程序代碼編程設計。該塑件外表面要求達到境面，內部有彎曲的加強肋，底部進行文字加工，不但有外側抽芯成型兩個圓柱孔、兩個半圓柱孔及圓柱孔旁邊的淺孔，還有內側抽芯成型內部四個突臺。外側抽芯距離短，模架小，在型腔板上固定彎銷來實現側抽芯。由于塑件中部有兩不易成型的圓肋，采用了增加兩個小型芯鑲件的辦法減少加工模具的難度。整體外形為曲面，不能用傳統的加工工藝，而是在Pro/E建模的基礎上電火花成型。關鍵詞: 訂書機外殼；注射模設計；側抽芯；曲面The Design of the Book Sewer outside Shell Injection Mold Abstract： This graduate design instruction book has introduced the design of the book sewer outside shell injecting molding in detail. It mainly contains the analysis of property of the material (polypropylene PP), the structural design of injection mold, the selection of standardized part and the material of injection mold, the 3G code NC part programming for typical part. The surface of this plastic part should be mirror finished. The inside of it has bending reinforcing rib. The bottom of it should be worked with words. It not only has two cylindrical pore、two half cylindrical pore and short-hole beside the cylindrical pore that should be formed by outside extracting part, but also has four lug formed by inside extracting part. The distance of extracting is short and the mould is small, so fixing angle block on the cavity die is to finish outside extracting. Because the inside of the plastic part has two round ribs that are difficult to be formed, two inserts are added to make it easier to form mold. The integral surface is camber. It cant be formed by conventional job operation, so spark machine is needed to form it on the basis of Pro/E molding foundation.Key words : book sewer; design of injection mold; outside extracting; camber0101010101010103030304040405050606070709091011121212131315目錄1 塑件工藝分析 1.1塑件分析1.2塑件材料成型特性分析1.3脫模斜度1.4擬定模具的結構形式 1.4.1型腔數量的確定 1.4.2模腔排列形式的確定1.5注射機型號的確定2 1.5.1注射計算 1.5.2鎖模力的計算 1.5.3選擇注射機1.6注射有關參數的校核 1.6.1鎖模力的校核 1.6.2型腔數目的校核 1.6.3開模行程的校核2 澆注系統的設計 2.1主流道的設計 2.2主流道襯套的設計 2.3分流道的設計 2.4冷料穴的設計 2.5澆口形式的設計 2.6分型面的設計 2.7排氣槽的設計3 成型零件的設計和計算 3.1凹模的結構設計 3.2凸模的結構設計18202020202021212222222323232525262828283131313233353535353636 3.3型芯安裝固定形式 3.4成型零件工作尺寸的計算 3.5型腔壁厚計算 3.6矩形模具動模墊塊厚度計算4 模架的確定 4.1確定定模座板 4.2確定定模板 4.3確定墊塊 4.4確定動模座板 4.5確定推板 4.6確定推桿固定板5 對合導向機構零部件設計 5.1導柱對合導向機構 5.1.1導柱設計 5.1.2導柱尺寸 5.1.3導柱的布置 5.2導套的設計6 脫模機構的設計和計算 6.1脫模機構的設計 6.2脫模機構的計算7 側向抽芯機構的設計 7.1抽芯機構選擇 7.2抽芯機構計算8 溫度調節系統的設計和計算 8.1加熱系統 8.2冷卻系統的設計 8.3冷卻系統的簡略計算 8.4冷卻裝置的布置9 排氣系統 35 9.1排溢的影響35 9.2引氣的影響35 9.3排氣的方式3610 標準零件的選取和各零件材料選擇 36 10.1設計中所用的標準螺釘 3636363636363738393939394546222424252727272929293031333333333434 10.2塑料模具成型零件的選材 10.3模板零件的選材 10.4澆注系統零件的選材 10.5導向零件的選材 10.6側向分型與抽芯機構的選材 10.7其他零件的選材11 模具工作過程12 數控加工設計 12.1數控機床程序編制的內容與步聚 12.2數控加工工藝 12.3具體加工程序參考文獻致謝1塑件工藝分析1.1塑件分析如圖1所示是訂書機外殼，從該塑件的外觀可以看出為了要使此塑件的外觀光滑，對模具型腔的要求是達到鏡面光潔度?？梢岳脧濅N來實現側抽芯。塑件尺寸比較小，但是有較多的內部彎曲的加強肋，考慮到該塑件注射時要有一定的流動性。從其中的澆口痕跡看，只有一個澆口位置，處于塑件中部。一端有兩個圓柱孔、兩個半圓柱也及圓柱孔旁邊的淺孔，這些可以通過外側抽芯來實現。而內部的凸臺可以通過滑塊實現內側抽芯實現成型。訂書機外殼在使用過程中要承受一定的力量，所以塑料應該有足夠的剛度、強度、硬度以及抗沖擊性等因素，所以選擇聚丙烯（PP）做為該訂書機外殼的材料 。型腔使用EDM進行最后的精加工，EDM加工時要請注意選擇合適的加工工藝，如應用較小的加工電流，保證加工表面粗糙度值較小以方便后續的拋光處理。如果放電加工工藝選擇不當，則可能 造成放電白層，拋光時可能沒有將該層拋除，就會影響模具的質量。1.2塑料材料的成型特性分析性能特點：化學穩定性好，耐寒性差，光、氧作用下易降解，機械性能比聚乙烯好。成型特點：成型時收縮大成型性能好，易變形翹曲，尺寸穩定性好，柔軟性好。有“鉸鏈”特性。該訂書機外殼需要與上蓋進行配合，所以對其尺寸穩定性也有要求，而選用聚丙稀能達到此要求。模具設計的注意事項：因有“鉸鏈”特性，注意澆口位置設計；防縮孔，變形；收縮率為1.03.0(純聚丙稀)。在本設計中選用的收縮率為2。使用溫度：10120，訂書機都是在常溫下使用，滿足使用溫度的要求。主要用途：板、片、透明薄膜、繩、絕緣零件、汽車零件、閥門配件、日用品等。訂書機屬于日用品。1.3 脫模斜度由于制品冷卻后產生收縮時會緊緊包在凸模上，或由于黏附作用而緊貼在型腔內。為了便于脫模，防止制品表面在脫模時劃傷、擦毛等，在制品設計時應考慮其表面在合理的脫模斜度。聚丙烯的脫模斜度是251之間。本設計中的脫模斜度采用1 。1.4 擬定模具的結構型式1.4.1 型腔數量的確定：該塑件精度要求一般，生產批量比較大，可以采用一模多腔的形式。根據經驗，在模具中每增加一個型腔，制品尺寸精度要降低4；再加上考慮到經濟因素，初定為一模二腔的模具形式。1.4.2模腔排列形式的確定： 該塑件有側孔，要使它能順利的脫模，須設計一套側抽芯機構，為了不影響脫模等原因，多模腔的排列形式用對稱形。圖1-1塑件外觀圖表-1聚丙烯的力學性能材料性能純聚丙烯 玻纖增強聚丙烯屈服強度/MPa377890拉伸強度/MPa7890斷裂伸長率/%200彎曲強度/MPa67132彎曲彈性模量/GPa1.454.5簡支梁沖擊強度(無缺口)/(kJ/m)7851簡支梁沖擊強度(缺口)/(kJ/m)3.54.814.1布氏硬度HBS8.659.1表1-2 聚丙烯的熱性能及電性能材料性能純聚丙烯玻纖增強聚丙烯收縮率1.03.00.40.8熔點(粘流溫度)/170176170180熱變形溫度/45N/180/1021155667127127線膨脹系數/(10-/)9.84.9續表2比熱容/J/(K)1930熱導率/W/(mK)0.118燃燒性/(/min)慢體積電阻/1016擊穿電壓/(kV/)30表1-聚丙烯的物理性能材料性能純聚丙烯玻纖增強聚丙烯密度/(g/)0.900.91比體積/(/g)1.101.11吸水性/%(24小時)長時間0.010.03浸水18d0.50.05透明度或透光度半透明表1-4 聚丙烯的工藝參數材料性能純聚丙烯玻纖增強聚丙烯成型收縮率/%1.03.00.40.8拉伸模量E/*10MPa1.61.73.16.2泊松比0.43與剛的摩擦因數0.490.511.5 注射機型號的確定1.5.1注射量的計算：根據PRO/E建模得到塑件的質量為m= 2.94克，密度由表可查得=0.90.91 g/ 所以塑件的體積可以得出本課題的塑件體積為： 而流道凝料的質量未知，在此按m的0.6倍來計算?？傋⑸淞渴牵?.5.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需要的鎖模力計算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積a，在模具設計前是個未知數，根據多型腔模的統計分析，大致是每個塑件在分型面上的投影a的0.20.5倍,因此總的投影面積可計算為：A=na(0.20.5)na式中 a長方型的面積： s此設計中取0.3 所以：從而得到鎖模力：式中型腔壓力P取30。1.5.3選擇注射機：根據每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值，可選用SZ-100/600立式注射機，如下表所列： 表1-5 注射機主要技術參數理論注射量/75，105螺桿（柱塞）直徑/35注射壓力/MPa150注射速率/(g/s)60塑化能力/(g/s)7.3螺桿轉速/(r/min)14200鎖模力/kN600拉桿內間距/440340移模行程/260最大模具厚度/340噴嘴口直徑/4定位孔直徑/125噴嘴球半徑/121.6 注射機有關參數的校核1.6.1鎖模力的校核鎖模力為注射機鎖模裝置用于夾緊模具所須施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。所選注射機的鎖模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產生的脹型力，此脹型力等于塑件和流道系統在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。即：式中F鎖模力，kNp型腔壓力，MPaA塑件及流道系統在分型面上的投影面積，已知型腔壓力為30MPa；澆注系統的投影面積為1倍的塑件投影面積；塑件及流道系統在分型面上的投影面積為：式中ba流道系統在分型面上的投影面積，n模腔數由于在選擇珠注射機的時候就已經計算了鎖模力，因此它的鎖模力是符合要求的。1.6.2 型腔數目的校核由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數所以型腔數合格。式中 K注射機最大注射量的利用系數：一般取0.8 M注射機的額定塑化量 T成型周期，取25秒1.6.3開模行程的校核開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。對于液壓-機械式鎖模機構注塑機，其最大開模行程由注塑機曲肘機構的最大行程決定，與模具厚度無關。單分型面注射模，其開模行程按下式校核(510)式中S注塑機的最大開模行程(移動模板臺面行程)，H1塑件脫出距離，H2包括流道凝料在內的塑件高度，已知H1=34mm；H2=54mm所以H1+H2+(510)= +34+54+(510)98又由于SZ-100/600立式注塑機的移模行程為260mm98mmd：圖5-3 導柱尺寸關系5.1.3 導柱的布置 一副模具最少要用兩根導柱，模板外形尺寸大的模具，可最多用4根導柱。本設計用的是四根直徑相同的導柱對稱布置。5.2 導套設計導向孔可帶有導套，也可以不帶導套；但無論那種形式，都不能設計為盲孔，因為盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。在該設計中采用導套的直徑為16mm長度為50mm，根據模具大典得出下圖：圖5-4 推板導套圖5-5 導套6 脫模機構的設計和計算6.1 脫模機構設計在注射成型的每一個循環中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構稱為脫模機構（或稱推出機構、頂出機構）。脫出機構的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內取出。一、 脫模推出機構的設計原則制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環節，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則：1） 運動靈活順暢，無卡剎和過分磨損現象；2） 接觸塑件的配合間隙無溢出現象；3） 具有足夠強度、剛度，工作穩定可靠；4） 對塑件頂推力分布均勻合理，不會引起塑件變形或塑件頂列；5） 對塑件外觀無明顯損害；6） 有利于將塑件和澆注道凝料帶向動模部分；7） 容易制造和裝配。二、制品推出的基本方式 1.推桿推出：推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形、“D”形。2.推件板推出：對于輪廓封閉且周長較長的制品，采用推件板推出結構。推件板推出部分的形狀根據制品形狀而定。3.氣壓推出：對于大型深型腔制品，經常采用或輔助采用氣壓推出方式。三、塑件的推出機構本套模具的推出機構形式較為復雜，全部采用推桿推出，每個塑件由12根推桿出。隨塑件結構形狀不同，脫模機構的類型和繁簡也有很大的差別。形狀簡單的件從模具內脫出，是在脫模行程中一次動作完成，相應的脫模機構稱為一級脫模機構。形狀復雜的需要進行二次脫模，甚至要進行第三次脫模。該設計只須一次脫模，常用的一級脫模機構有頂桿機構、頂管機構、推塊機構、脫件板機構、拉料板機構及這些機構的某些簡單組合機構形式。該塑件的設計如下： 1.采用帶肩推桿，每個塑件由14根推桿，共為28個； 2.推桿應設在脫模阻力大的地方； 3.推桿應均勻布置； 4.推桿應設在塑件強度、剛度較大處； 5.該推桿的形式（標準形式）； 6.推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合； 7.通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.050.10mm； 8.推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙（由于該套模具各塑件的8根推桿分布比較緊湊，故采用單邊0.25mm的間隙），這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發生卡死現象； 9.推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。該塑件推桿推出機構的示意如圖6-1：6.2 脫模阻力的計算 塑件在冷卻時，將包緊型芯或凸模，產生包緊力。包緊力的大小，與塑件的收縮率、塑件的壁厚和形狀及大小所成的塑件剛度，塑件對型芯和型腔表面的粗糙度及加工紋向等因素形成的摩擦阻力、塑件材料及其對型芯及型腔的粘附力、以及注射壓力、開模斜度等都有關系。對于不通孔殼形塑件脫模時，還須克服大氣壓力。但在計算和確定脫模力時，一般只考慮主要因素，進行近似計算，并使確定的脫模力大于上述諸因素所形成的阻力。此阻力在開模的瞬間最大，所以，計算的脫模力為初始脫模力。其計算方法為：圖6-1 推出機構示意圖 對于一般塑和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力(Q):式中型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(cm)，取240cm;被包緊部分的深度(cm)取1.5cm;由塑件收縮產生的單位面積上的正壓力，一般取7.811.8MPa,這里取10MPa磨擦系數，一般取0.10.2這里取0.15脫模斜度1 按分工計算的脫模力，當考慮塑件材料對型芯的粘附力，以及塑件剛性等因素的影響，加以修正，實際脫模力，從而選用相應的標準推桿的直徑及數量和分布。對于不通孔的殼形塑件脫模時，需克服大氣壓力造成的阻力()，即式中為垂直于推出型芯方向的投影面積(cm2)為100.6 cm2；并設大氣壓力為0.09MPa,則=1.006KN所以，當不計算塑件對型芯的粘附力是其總的脫模力(Q總)為Q總=Q+QH=35.8KN7 側向抽芯機構的設計當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數情況可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹做成可活動的結構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中脫出。完成側向活動型芯的抽出和復位的這種機構叫做抽芯機構。它應具備以下基本功能：圖7-1 抽芯機構圖1能夠保證不引起塑間件變形的情況下準確地抽芯；2運動靈活動作可靠，無過分磨損現象；3具有必要的強度和剛度；4配合間隙和拼縫線不溢料。7.1抽芯機構選擇彎銷側抽芯機構