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篮球即时比分注塑模具设计—毕业论文

更新时间:2020-04-08 06:00
 

  XXXX大学毕业设计(论文) 注射 模设计 注射模设计质量对塑料制品成型的质量、生产效率、模具加工的难易程度、模具制造成本和制造周 期等有着直接的影响。本课题主要是针对 RICOH CORONA 射模具的设计,通过对塑件进行工艺分析和比较,根据塑件的主要技术指标以及材料的性能,设计模具的浇注系统、型芯和 型腔等成型零部件、导向机构、脱模机构、温度调节冷却系统、 排气系统等主要模具设计内容,最终设计完成一副注射模具。 本次产品使用的材料为 ABS+PC,其综合了PC ABS的优良性能, 一方面可以提高 ABS 的耐热性、抗冲击和拉伸强度;另一方面 可以降低PC 成本和熔体粘度,提高流动性,改善加工性能,减 少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性,满足了塑件所 需要的优良的抗冲击性和刚性。 本设计说明书设计的这副注射 模具为普通浇注系统模具,采用三板模的结构;塑料件采用一 模两腔、点浇口的成型方案;模具的型芯由许多小镶块组成, 改善了小尺寸高精度成型镶块的加工性;循环水路冷却系统的 设计提高了成型区模具温度的均匀性和调控能力;在型芯型腔 镶拼块、型芯型腔固定板和分流道末端上开设专门的排气槽的 排气系统的设置保证模具型腔排气顺畅。通过这些模具结构的 设计,满足塑件的质量要求、生产效率和模具的使用寿命等技 术指标。 关键词:塑料,ABS+PC,模具设计,注射模 注射模设计RICOH CORONA Injection Mold Design ABSTRACT Injection mold design-quality has directlyimpact plasticmolding,productivity, ease moldprocessing diemanufacturing cost manufacturingcycle. RICOHCORONA injection mold design.Through process analysis plasticparts, majortechnical indicators materialproperties, mold gating system design, core cavitymolding parts, guide mechanism, stripping mechanism, temperature adjust cooling system ,which finally complete Injectionmold. productmaterial PC,which combines excellentproperties onehand canimprove heatresistance ABS,impact resistance tensilestrength.On otherhand canreduce PC costs meltviscosity, enhance mobility, improve processing performance, reduce stress impactstrength products,which meet excellentimpact resistance plasticparts needed. commoncasting system mold, using three-platemold; Plastic parts use two-cavitymold, point gate forming solution; moldcore manysmall inserts, improving smallsize highprecision inserts; Circulating water 注射模设计corecavity mosaic pieces, opened specialexhaust system exhaust ducts settings ensuresmooth exhaust cavity mold cavity fixed coreplate runnerends.Plastic parts meet quality requirements, production efficiency servicelife othertechnical indicators, through moldstructure. Key words: Plastic, ABS+PC,Molding design, Injection molding design XXXX大学毕业设计(论文) 射模设计注射模设计 引言塑料由于具有密度小、质量轻而强度 高、刚度大、绝缘性着色性好、成型方便等 优点,成为 20 世纪发展最快的行业之一,各 色各样、形状颜色各异的塑料零件出现在我 们的生产生活当中,以塑代钢、以塑代木已 成为一种趋势。在塑料产品中,小型复杂零 件占有相当的比例,其外形尺寸较小、形状 较复杂、精度要求较高、模具设计制造困难, 如果模具设计不合理注塑时成品率较低,其 模具的设计开发在生产实际中占有重要的地 位。且随着模具制造技术的日益提高,模具 不再局限于简单的普通机床加工和烦琐的手 工后续加工,取而代之的是先进的数控机床 加工、电火花线切割加工和电极加工等特种 加工方式。因为随着近代工业的飞速发展, 塑料制品用途日益广泛,注塑模具工艺空前 发展,在汽车、数码产品和电子产品的领域 都出现了精密塑料模的产品,这些零件表面 比较复杂,要求较高,常规加工难以达到设 计要求。 本次设计需要考虑三个方面。一是 产品的尺寸精度较高。所以模具在设计过程 中,除了要考虑模具结构合理性问题之外, 还要考虑到塑件能否顺利顶出、顶出时是否 会对产品的精度产生影响的问题;二是塑件 形状比较复杂,存在较多的型芯和型腔镶块 结构。这样不但要考虑尽可能的减少误差和 保证精度,而且不能使模具的结构过于复杂, 增加制造难度与成本;三是模具的寿命要求 为大于 100 万件,在设计过程中需要在各方 面考虑,提高模具寿命。 XXXX大学毕业设计(论文) 注射模设 塑料模具的发展现状及趋势1.1 塑料模具的发 展现状 近年来,塑料模具工业迅速发展,体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展, 综合技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在 一定差距。模具行业是制造业的重要组成部分,具有广阔的市场前景。当前,我国模具行业的 发展具有如下特征:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总 体发展水平;塑料模和压铸模成比例增长;专业模具厂家数量及其生产能力增加较快;“三资” 企业及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角 洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生 产最集中的省份是广东和浙江,其模具产值约占全国总产值的 60%以上。我国模具总量虽然已 位居世界第三,但设计制造水平总体上落后于德、美、[1]日、法、意等发达国家,模具商品化 和标准化程度也低于国际水平。 塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业与 人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多,但最主要 的方法是注塑成型。世界塑料模具市场中塑料成型模具产量[2]中约半数是注塑模具。 注塑模 具在量和质方面都有较快的发展,我国最大的注塑模具单套重量己超过 50 吨,最精密的注塑 模具精度己达到 微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产,多腔塑料模具已能生产一模 7800 腔的塑封模,高速模具方面已能生产挤出速度达 6m/min 以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、 再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在 CAD/CAM 技术得到普及的同时, CAE 技术应 用越来越广,以 CAD/CAM/CAE XXXX大学毕业设计(论文) 射模设计一体化得到发展,模具新结构、 新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌 现,特别是汽车、家电等工业快速发展,使 得注塑模的发展迅猛。 1.2 塑料模具的发展 趋势 塑料制品在日常社会中得到了广泛的利 用,模具技术已成为衡量一个国家产品制造 水平的重要标志之一。国内注塑模在质和量 都有了较快的发展。塑料制品在汽车、机电、 仪表、航空航天等国家支柱产业与人民日常 生活相关的各个领域得到了广泛的应用,塑 料制品的成形的方法虽然很多,但最主要的 方法是注塑成型,世界塑料模具市场中塑料 成型模具产量[3]中约半数是注塑模具。 塑料 模具的发展史随着塑料工业的发展而发展的, 在我国,起步较晚,但发展的很快,特别是 近几年,无论是在质量、技术和制造能力上 都有很大的发展,取得了很大成绩,具体表 现在以下几方面: 1.2.1 CAD/CAM/CAE 技术 的应用 CAD/CAM/CAE技术在塑料模的设 是:CAD/CAM技术的应用较为普遍,取得了很 大成绩。目前,使用计算机进行产品零件造 型分析、模具主要结构及零件的设计、数控 机床加工的编程等已成为精密、大型塑料模 具设计生产的主要手段。一些塑料模主要生 产企业利用计算机辅助分析技术对塑料注塑 过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等, 合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及 冷却系统的布置等,使模具设计方案进一步 优化,也缩短了模具设计和制造周期。 1.2.2 电子信息工程技术的应用 应用电子信息工程 技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。 国内一些主要的塑料模生产企业已经实现了 通过客户提供的产品三维信息盘片和网上产 品电子信息来进行预算、报价、设计审定、 设计更改等,这不仅 XXXX大学毕业设计(论文) 射模设计缩短了生产前的准备时间,而且 还为扩大模具出口创造了良好的条件。由于 直接利用了用户提供的产品电子信息,大大 缩短了:CAD/CAM 的技术准备时间,也相应 缩短了模具的设计和制造周期。 1.2.3 气体 辅助注塑成型技术的使用更趋成熟 几年前还 是刚刚开始应用的气体辅助注射成型技术近 年来发展很快,更趋成熟。目前,不少企业 已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件 以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气 辅技术,一些厂家还使用 C-MOLD 气辅软件, 取得了良好效果。 1.2.4 热流道技术应用更 加广泛 近年来,热流道技术发展很快,热流 道模具比例不断提高。虽然在全国范围来说, 热流道模具比例仍旧不高,但也有些模具企 业,热流道模具已占其模具生产总量的 1/3 左右。现在,一般内热式、外热式元件以及 分流板多点热喷嘴的结构应用已比较普遍, 具有先进水平的针阀式喷嘴和通断控制式喷 嘴国内也能自行设计制造。与此相应,国产 商品化热流道系统元件也已出现。 1.2.5 目前,国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮 模具设计中采用最新的齿轮设计软件,纠正 了由于成型压缩造成的齿形误差,达到了标 准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、 多注射头塑封模、高效多色注射塑料模、纯 平彩电塑壳注塑模、洗衣机滚筒注塑模、塑 料管路三通接头注塑模、汽车灯及汽车饰件 注塑模、冰箱吸塑发泡模等一大批精密、复 杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接 近国际水平。使塑件尺寸精度达到 塑料模具国内已可生产,篮球即时比分其分型面接触间隙为0.02mm,模板的弹性变形为0.05mm 面的表面粗糙度为Ra=0.05mm~0.025mm。 使用 CAD 三维设计、计算机模拟注塑成形、 有些模具零件达到互换、抽芯脱模机构设计 新颖等,对精密、复杂模具的制 XXXX大学毕业设计(论文) 射模设计造水平提高起到了很大作用.20 以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34 英寸彩电塑壳和 48 英寸背 投电视机壳模具 6.5kg 洗衣机塑料模具、汽 车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具,国 内都已可生产。国内最大的塑料模具已达 50 1.2.6模具寿命不断提高 通过采用优质 模具钢、对模具工作零件进行相应的热处理、 采用高质量模架再镶入淬火工具钢件等结构, 近年来模具寿命不断提高,不少模具的寿命 已能达到 100 万次以上。 1.2.7 模具效率不 断提高 挤出速度达 2.5m/mim 以上的高速塑 料异型材挤出模国内已能商品化供应。双腔 共挤、多腔注塑(塑封膜已达600 腔)、采用 热流道技术等使模具效率不断提高。不少企 业在自动脱模(脱流道)方面精心设计,同 时更加重视冷却系统的设计,使模具的效率 大幅度提高,有的甚至能使注塑生产效率提 高几倍。 1.2.8 采用模具先进加工技术及设备 采用模具先进加工技术及设备,使模具制造 能力大为提高。高速铣削技术及高速铣削机 床在模具加工中的使用,已使模具加工效率 有了显著提高。目前,主轴转速达到 25000r/min 以上的高速铣床国内已引进多台, 转速达到 8000r/min 以上的机床就更多了。 使用高速铣床,采用高速铣削技术,不但能 使模具精度和表面质量得到大幅度提高,而 且模具制造周期大为缩短。某些国外电加工 机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和 专家系统,使模具的深槽窄缝加工、微细加 工、镜面加工等效率和质量大大提高新的模 糊控制系统具有加工反力的监测和控制,提 高了大面积加工的深度控制精度。电火花混 粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质 量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造 技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机 的发展与应用,对模具制造能力的提高也起 到了很大作用。 XXXX大学毕业设计(论文) 注射 模设计 塑件工艺分析2.1 塑件分析 成型精度高,产品壁厚均匀,成型形状较规则。属于典型的精密塑料注射成型零件。侧面也有形状, 需要侧抽芯机构。产品三维效果图见图 2.1,2.2。 图2.1 塑件三维图一图2.2 塑件三维图二 件的外形尺寸如下图2.3、图 2.4 2.5所示,成 体积根据SPACE-E 软件计算为 2053.48mm,最大壁厚为 2.50mm,最小壁厚为 1.45mm,塑件的壁厚较均匀。 图2.3 塑件外形 尺寸图一 XXXX大学毕业设计(论文) 注射 模设计 图2.4 塑件外形尺寸图二 2.5塑件外形尺寸图三 此次设计要求模 具寿命应大于 100 万件,为了增加模具的使 用寿命,且获得较好的成型质量,针对该零 件采用下面改进方案: 1)从原材料方面考虑: 一般要选用工艺性能良好的塑料原材料来模 塑成型制品。这样既有利于制品的成型又有 利于模具寿命的提高。 形式:从模具使用寿命角度考虑,采用强度与[4]刚度比较好同时又便于修复的结构形式可 以延长模具寿命。 3)导向装置的结构及精度: 普通注塑模主要依靠导柱导向机构保证其对 合精度,在精密注塑模中,为确保动模和定 模的对合精度,可以设计锥面精定位机构或 圆柱正销定位机构与导柱导向机构配用。 10 XXXX 大学毕业设计(论文) 射模设计4)保持模具热平衡:通过浇注系 统,温度调节系统及排气系统的合理设计, 达到降低模具热裂倾向,提高模具寿命的目 5)热处理工艺:热处理工艺恰当与否,对模具使用寿命的影响是非常大的。影响热 处理质量的因素主要有加热速度,淬火温度, 淬火冷却速度和回火温度等。在模具制作过 程中应合理安排热处理工艺过程,严格控制 好热处理工艺条件。 塑件的公差等级的选用: 成型零件的结构较为复杂,且尺寸比较大, 故对于精度控制相对较难。根据公司的实际 生产制造,要求该成型零件的表面光洁,不 允许出现缩痕、流痕等。结合成型材料的特 点,根据指定的注塑材料及零件外形尺寸, 选择精度为 IT7,未注公差尺寸的精度为 IT9; 模具的设计理论上比零件的公差要求高,故 模具的精度选择为IT6。 2.2 塑件的材料特性 根据模具设计的技术要求,本次产品使用的 材料为 ABS+PC。 PC+ABS,聚碳酸酯和丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物,是由聚碳 酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯精(ABS)合 金而成的热可塑性塑胶。PC 合了两种材料的优异特性,ABS材料的成型 性、流动性和 PC 的机械性、冲击强度和耐温、 抗紫外线(UV)等性质,可广泛使[5]用在汽 车内部零件、事务机器、篮球即时比分,通信器材、家电用 品及照明设备上。 典型应用范围: 1.汽车内 外饰:仪表板,饰柱,仪表前盖,格栅,内 2.商务设备机壳和内置部件:笔记本/台式电脑,复印机,打印机,绘图仪,显 3.电信,移动电话外壳,附件以及智能卡(SIM 4.电器产品,电子产品外壳,电表罩和壳体,家用开关,插头和插座,电 缆电线.家用电器,如洗衣机,吹风 机,微波炉内外部件; 11 XXXX 大学毕业设计(论文) 注射模设 [6]PC/ABS特点: 1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好; 372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理; 3)有高抗冲、高耐热、 阻燃、增强、透明等级别; 4)流动性比 HIPS 差一点,比 PMMA、PC 等好,柔韧性好; 械性能的卓越平衡;6)低温时也具备高冲击强度; 7)室内紫外线)较高的热变形 温度(80~125); 9)耐燃性(UL945VB); 10)色彩范围广泛; 11)易于注塑和挤塑,吹 塑加工; 12)良好的电镀性; 313)一般密度在1.05-1.20g/cm 化学和物理特性:PC/ABS 具有 PC ABS两者的综合特性。例如 ABS 的易加工特性和 PC 的优良机械特性和热稳定性。 二者的比率将影响 PC/ABS 材料的热稳定性。PC/ABS 这种混合材料还显示了优异的流动特性。 [7]收缩率在 0.5%左右。 2.3 塑件注射工艺参数的确定 参考有关资料,ABS+PC 的成型工艺参数 可作如下选择。试模时,可根据实际情况作适当调整。 注射温度:包括料筒温度和喷嘴温度。 料筒温度:后段温度选用230~250; 中段温度选用 250~270; 前段温度选用 250~270; 12 XXXX 大学毕业设计(论文) 射模设计喷嘴温度:选用250~270; 具温度:选用70~90 注射压力:选用 26ton; 注射时间:选用 2s; 压:选用80~150 Mpa; 保压时间:选用5s; 冷却时 间:选用 3s。 干燥处理:加工前的干燥处理 是必须的。湿度应小于 0.04%,建议干燥条 件为90~110,2~4 小时。 2.4 分型面的 选择 由于分型面受到塑件在模具中的成型位 置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺 寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等 多种因素的影响,[8]因此在选择分型面时应综 合分析,应遵循以下几项的设计原则: 面的选择应有利于排气除了以上这些基本原 则以外,分型面的选择还要考虑到型腔在分 型面上的投影面积的大小。为了保证侧向型 芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利,应 向,而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。 综上所述:将分型面定在如图 2.4 所示面。 13 XXXX 大学毕业设计(论文) 射模设计图2.4 分型面设计 2.5 数目的确定[9]型腔数目的确定主要参考以下 几点来确定: 根据经济性确定型腔数目 和总成型加工费用最小的原则,并略准备 时间试生产原材料费用,仅考虑模具加工 费和塑件成型加工费。 根据注射机的额 定锁模力确定型腔数目,当成型大型平板 制件时常用这种方法。 根据注射机的最 大注射量确定型腔数目,根据经验,每加 一个型腔制品尺寸精度要降低 4%,对于高 精度制品,由于多型腔模具难以保证各型 腔的成型条件一致,故推荐型腔数目不超 由于制件较大且精度要求高,且该产品需求量为月产 16000 件,需求量较 低,选用一模两腔既可降低模具制造成本, 又可以保证产品精度,所以采用一模两腔 模具。 塑件成型工艺和设备3.1 成型方 案确定 在本次RICOH CORONA 注射模设计 中,根据要求,初步拟定三套方案: 方案 A:产品选用一模四腔对称布置;分型面开 在制品的最大轮廓处即取塑件投影面积最 大的地方,在周边开侧浇口。 方案 模两腔平衡布置,分型面同样开在制品的最大轮廓处即取塑件投影面积最大的地方, 在背部大平面处设一凹坑开点浇口。 14 XXXX 大学毕业设计(论文) 注射模设 方案C:产品采用一模一腔加工生产,分型面还是开在制品的最大轮廓处即取塑件投影 面积最大的地方,在背部大平面处设一凹坑开点浇口。 论证:在设计浇口时,根据制件的情况 可以采用点浇口。经过考虑和论证,考虑到侧浇口有形状、浇口不能自行分离、浇口痕迹较明 [10]点。点浇口可以在制品的内外表面很多地方开设;可以自动脱落且留下很小的浇口痕迹;可大大提高塑料熔体剪切速率;表观粘度降低明显致使充模容易;能正确控制补料时间, 无倒流之虑;有利于降低塑料件特别是浇口附近的残余应力,提高制品质量;能缩短成型周期, 提高生产效率,降低成本以及加工简单的优点,故采用点浇口。 根据生产经验,每增加一个型 腔,塑件尺寸精度就要降低 4%。设塑件的典型尺寸为 L(mm),塑件尺寸公差为X,单型腔是 δL/100)/(δL/1004%)+1=2500X/Δl-24。故高精度尤其是精密模具最多只采用一模四腔。由于该产品精度要求较高,故需采用一模两腔可保证产品精度以及产量。 综上方案 可行。3.2 型设备的选择注射机规格型号的确定主要是根据塑件的大小、型腔数量和产品批量。在选择注 塑机时主要考虑其塑化率、额定注射量、额定锁模力、安装模具的有效面积(注塑机拉杆之间 的距离)、顶出行程等。注塑机可根据额定注射量、额定锁模力、柱设计安装部分的相关尺寸、 开模行程等参数[11]来进行选择。 本次设计是根据注射量选择注射机: (各腔塑料塑件总重+ 浇注系统凝料)注射机额定注射量80% 15 XXXX 大学毕业设计(论文) 注射 模设计 注射机的理论注射量是指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积 量,单位为cm;根据 塑料件的尺寸做近似的计算:通过三维制图 SPACE-E 软件测量得 单件塑件体积V=2053.48mm,此次设计 选用的塑料的密度为 1.14g/cm ,件单件塑料件的质量: 次模具为一模两腔,所以总体积按公式(3.2)计算为:VV „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(3.2) 213故,mm; m=ρV=1.144106.9610=4.68g浇注系统凝料的 质量是个未知数,可按塑件质量的 0.6 倍来估算,所 以注射量按公式(3.3)计算为 m=0.6m+m=1.6x4.68=7.49g„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(3.3) v===13.14cm„„„„„„„„„„„„„„„„„ (3.4) 00.50.5 故,根据《模具结构 型式与应用手册》第 85 页所示,注射机的注射 量应满足公式(3.5): WW/0.8=(nV+V)/0.8 =m/0.8„„„„„„„„„„„„ 3.2.1选择注射机 根据每次所需实际注射量为 9.36g,选用住友注塑机SE30S,注塑机参数见表 3.1。 16 XXXX 大学毕业设计(论文) 射模设计表3.1 住友注塑机SE30 参数 主要参数 SE30S 最大锁模力 30t 导柱间隔 (横向纵向) 280mm280mm 模板尺寸 (横向纵向) 420mm420mm 开闭模行程 230mm 模具厚度 (最小) 160mm (最大) 300mm 顶针方式 电动式(1 顶出力7.8Mpa 顶出行程 51mm 塑化装置 C50S 螺杆直径 20mm 最大射出压力 2170pa 最大保压压力 2170pa 理论射出体积23cm 射出质量(GPPS) 22g 螺杆行程 73mm 最大射出速度 300g/s 杆驱动方式电动式 螺杆最高回转速度 400rp.m 定位环规格 60mm 射咀直径 50mm 射咀长度(固定板平面突出为准) 30mm 角和射嘴口径10mm-2.5mm 3.2.2 注射机参数校核 1)闭模高度校核: 17 XXXX 大学毕业设计(论文) 注射模设 模具厚度H=30mm+15mm+25mm+35mm+40mm+45mm+25mm+5mm=220mm.注射机模具厚度范围。可安装的模具高度应满足 HminHmHmax „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(3.6)160mm

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