動片瓷件的模具設計【全套含有CAD圖紙三維建?！?/h1>

動片瓷件的模具設計【全套含有CAD圖紙三維建?！?全套含有CAD圖紙三維建模,動片瓷件,模具設計,全套,含有,cad,圖紙,三維,建模 摘 要 動片瓷件是典型的注塑件，根據計算結果和選用的標準模架，可以判定此模具可以采用標準模架；為了保證制件的順利取件，模具必須有足夠的高度，才能取下制件；此模具設計需要運用NX8.5、AutoCAD 2012等常用軟件，對動片瓷件的結構分析，制件尺寸的合理性進行設計，文章涉及到動片瓷件的工藝分析、結構設計及相關的計算、模具加熱和冷卻系統(tǒng)等內容。 關鍵詞：注塑件；動片瓷件；加熱冷卻 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件成型工藝分析 2 1.1 動片瓷件的結構設計 2 1.1.1 動片瓷件零件圖紙 2 1.1.2 動片瓷件零件尺寸介紹 2 1.2 動片瓷件材料選擇及成型加工性能 2 1.2.1 塑件的材料選擇 2 1.2.2 ABS的成型加工性能 3 1.3塑件工藝性分析 3 1.3.1 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 3 1.3.2 結構分析 3 1.3.3 尺寸精度及表面質量分析 3 2型腔數(shù)目和分布 5 2.1 塑件在模具中型腔數(shù)目及分布 5 2.1.1 型腔數(shù)目的確定 5 2.1.2 型腔的分布 5 3 澆注系統(tǒng)設計 6 3.1 主流道、分流道、澆口設計 6 3.1.1 主流道設計 6 3.1.2 分流道設計 6 3.1.3 澆口設計 7 3.2 成型零件結構設計 7 3.3 推出機構設計 8 3.3.1 推出機構的設計原理及零件圖 8 3.3.2 推出機構的導向與復位 9 4 模具加熱與冷卻系統(tǒng)設計 10 4.1 加熱系統(tǒng)設計 10 4.2 冷卻系統(tǒng)設計 10 4.2.1 冷卻回路尺寸的確定 10 4.2.2 冷卻回路的布置 10 5 模架的選擇 11 6 注塑機的選擇 12 6.1模具閉合高度 12 6.2注塑機參數(shù) 12 7 模具總裝圖及零件工作圖 13 7.1模具總裝圖 13 7.2模具零件圖 14 總 結 16 致 謝 17 參考文獻 18 前 言 塑料模是用于塑料成型的模具，按照成型原理可以分為注塑模、壓縮模、傳遞模幾類，而我們平常最常用的就是注塑模。 塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。生活中塑料制成的零件也是數(shù)不勝數(shù)，最常見的就要數(shù)水杯，水杯是直接接觸人體的，所以對其制作的原材料和方法要嚴格要求，不能偷工減料，造成不必要的后果。兒童玩具也是塑料制品的大需求，市場上的兒童玩具百分之九十幾都是塑料制成的，比如玩具車，水槍，積木等等都是塑料制成的，所以對其生產安全和質量要嚴格把控，不能對兒童造成傷害。 塑料有著一系列金屬所不及的優(yōu)點，諸如：重量輕、耐腐蝕、電氣絕緣性好、易于造型、生產效率高與成本低廉等。同時存在很多缺點，比如抗壓性不如金屬強，同時它的抗熱性和抗靜電性也低于金屬制品。但隨著高分子合成技術、材料改性技術及成型工藝的進步，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的塑料高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。 近年來，我國汽車行業(yè)的銷售量突飛猛進，標志著我國人民消費水平的上升，汽車制造業(yè)前景一片大好，伴隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)也取得了較好的發(fā)展，其中塑料模具占其它模具的總比達百分之三十，可以預計，在未來的模具行業(yè)中，塑料模具占的比重會越來越大。 模具行業(yè)正以每年百分之二十的速度快速增長，不僅提高了模具的品質，同時也為整個模具行業(yè)提升了技術水平?！笆濉逼陂g我國模具行業(yè)有了很大的發(fā)展，特別是電冰箱、空調等塑料零配件需求很大，所以塑料模具在其期間有了一個質的發(fā)展?！笆濉蔽磥戆l(fā)展，我國將進行經濟轉型，縱觀當前全國的經濟轉型，無論是南方還是北方，都把科技放在了突出位置。因此，中國當前經濟轉型的實質就是用現(xiàn)代科技改造傳統(tǒng)產業(yè)，發(fā)展高新技術產業(yè)，提高經濟發(fā)展中的高科技含量。提高科技含量，使得生產出來的東西含金量更高，也更具有競爭。 目前我國的模具中，進口模具占大多數(shù)，進口模具普遍具有精密高、體型大、復雜、耐用等特點，國產的很難做到這一步，為了減少進口量，提高國產的角度出發(fā)，“十三五”期間會提高國產模具的科技含量，這樣會減少對進口的依賴，減少大量資本的流失。別人的終究是別人的，自己有才是真的強。 1 塑件成型工藝分析 1.1 動片瓷件的結構設計 1.1.1 動片瓷件零件圖紙 圖1-1 動片瓷件 表1-1 產品介紹 產品名稱 材料 厚度 生產方式 產品作用 動片瓷件 ABS 4 注塑 配合件 1.1.2 動片瓷件零件尺寸介紹 從零件圖上看得出，該零件形狀像個圓盤，最外直徑為18mm，中間有個通孔，孔直徑為3.1mm，零件高度為4mm，從零件圖上可以看出不是很復雜，因為是圓形的，所以受力面積大，不易變形，有較好的抗壓力。 1.2 動片瓷件材料選擇及成型加工性能 1.2.1 塑件的材料選擇 塑件的材料為ABS樹脂，這種材料通常被稱為超不碎膠，具有很強的塑性，其抗沖性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，而該動片瓷件正是需要這種屬性的材料，可以使加工出來的零件更具抗壓力，從而使塑件的使用壽命更長，更加符合節(jié)約資源的號召；該動片瓷件因為是和其它零件搭配起來使用的，所以對其尺寸的要求較高，而ABS恰恰具有制品尺寸穩(wěn)定的性質；動片瓷件的工作環(huán)境處于長時間的旋轉和摩擦中，會產生熱量，所以對材料的耐熱性有著較高的要求。 1.2.2 ABS的成型加工性能 （1）流動性：融化狀態(tài)下ABS的黏度隨著溫度的增高而降低，所以，要在融化狀態(tài)下降低黏度來提高流動性。 （2）吸濕性：ABS吸濕性較大，加工之前應保證濕度在0.1%以下。如果材料是暴露在空氣中儲存，建議要在85C熱空氣中干燥4~5小時。如果材料是在密閉容器中儲存，那么經過3小時溫度平衡即可直接使用。 （3）環(huán)境性：ABS不受水、無機鹽、堿醇類和烴類溶劑及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。 （4）電學性：ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 1.3塑件工藝性分析 1.3.1 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 1.3.2 結構分析 該動片瓷件形狀像個圓盤，中間有個通孔，周圍是一個深2mm，長6mm的圓形凹槽，其設計最初的原理就是與其他零件相互配合使用，里面的凹槽可以配合在其尺寸范圍內的所有零件，通過凹槽的平面進行旋轉，從而達到動片瓷件的真正目的。 1.3.3 尺寸精度及表面質量分析 因為塑件本身就是以塑料為原材料，對其尺寸沒有太大的要求，所有尺寸只要不超過設計的范圍就沒有太大的影響，尺寸精度方面大可不必太操心，因為模架的大小是確定好的，從模架里面出來的塑件也是確定的，所以尺寸精度一般在中等即可。 該動片瓷件是要與其他零件貼合使用的，所以對其表面質量要求較高，表面精度要求達到MT2，這樣才可以與其他零件相配合，更好地旋轉而不易產生較大的摩擦。表面質量越高，塑件的波動性越小、對零件的制造誤差也會越小、對其成型零件的磨損程度也越小，與其他零件配合的間隙尺寸也越小。 由上面的分析，得出結論：動片瓷件無論在工藝分析還是注塑條件都符合采用注塑模具生產要求。 2型腔數(shù)目和分布 2.1 塑件在模具中型腔數(shù)目及分布 2.1.1 型腔數(shù)目的確定 可以根據注射機的鎖模力來確定型腔的數(shù)目n， N≤（Fp-PA1）/pA 其中：Fp——是注射機的鎖模力，N1000KN; P——是塑料在型腔中融化的成形圧力MPa80 A1——澆筑系統(tǒng)在分型面上的投影與型腔不重疊的部分面積170 mm2 A——單個塑件在分型面上的投影， 5800 mm2 所以根據上面的公式可以得出： N≤（100000-80*170）/80*5800 N≤2.12 所以我采用一模兩腔的設計。 2.1.2 型腔的分布 型腔是成型塑件外表面的工作零件，其結構可以分為整體式和組合式兩種，本次設計采用的是組合式型腔，對外表面復雜的零件有助于其脫模，還方便磨損后更換新的。型腔分布如圖： 圖2-1 型腔分布圖 3 澆注系統(tǒng)設計 3.1 主流道、分流道、澆口設計 3.1.1 主流道設計 主流道的孔徑大小要根據注射機的型號來確定最大孔徑，我選擇的注射機型號為XS_ZY_125，其一次性注射量為125mm3，噴嘴球頭直徑為12mm,噴嘴孔直徑為4mm，根據模具主流道與噴嘴的關系式得出： R=R0+（1～2）mm D=d0+（0.5～1)mm 根據上面的關系式可以取R=13，d=4.5 一般為了能將凝料主流道中取出來，主流道設計成圓錐式，斜度取2°，所以主流道最大直徑D取8.5mm。 3.1.2 分流道設計 分流道的設計應該保證溶體以最短的路徑、最小的熱量和壓力損失、快速注入模具型腔為基礎，分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形等形狀，鑒于我塑件材料選擇的是ABS,為了保證它的流動性好，沖型能力好，我采用圓形的分流道，根據上面主流道最大直徑為8.5mm，分流道的最大直徑可以選擇5mm，有著注射時間短，效率高，不易堵塞流道的好處。下面是該分流道局部放大圖: 分流道 圖3-1 分流道圖 3.1.3 澆口設計 澆口就是模具中流最末端、最接近型腔的那一小部分，是塑料熔液進入型腔的端口。根據我塑件成型要求和型腔排序方式來判斷，采用側交口的澆注方式較為理想。因為考慮到該零件兩邊的表面質量要保證，所以在側邊進行填充，澆口處采用圓形的截面設計，由于這段很細，所以最后脫模的過程中很容易將塑件與澆口處的材料弄斷，不會出現(xiàn)拿不下來的情況。在分流道的設計中，最大分流道直徑為5mm，所以澆口端的尺寸一般不大于分流道尺寸的1~2mm，所以澆口尺寸最大取6mm。 3.2 成型零件結構設計 成型零件主要是指構成模具型腔的零件，有凹模、型芯、各種成型桿和成型環(huán)。凹模的各個尺寸如圖3-2所示： 圖3-2 凹模部分零件尺寸圖 凹模材料選用T8A, 硬度在50HRC以上。 根據分流道與澆口的設計要求，分流道與澆口設在凹模型腔上，其結構見圖3-2所示。 凹模尺寸根據矩形凹模最小壁厚手冊得知，此塑件的成型壓力小于30MPA，尺寸見圖3-2-1所示。 圖3-3 凹模尺寸圖 3.3 推出機構設計 3.3.1 推出機構的設計原理及零件圖 推出機構由推出、復位、導向三個機構組成。推出機構是將塑件從模具型腔中脫離出來，簡稱推出機構。因為該零件表面有個凹槽，可直接供推出桿使用，所以采用推桿推出機構。具體形狀看下圖： 推桿 圖3-4 推出機構 3.3.2 推出機構的導向與復位 推出機構的導向一般采用推板導柱與推板導套，但該零件需要的推桿數(shù)量不是太多，所以利用復位桿作為推出機構的導向，導向與復位一體，這樣減少了該難度，也降低了制造的成本。當模具合模，材料填充進型芯型腔里面，經過冷卻系統(tǒng)冷卻，穩(wěn)定成型，推桿機構將其頂出，由機械手取出或由人工取出。推桿導出的塑件圖如下圖3-3-1所示。 推桿 推桿 圖3-5 導向與復位圖 4 模具加熱與冷卻系統(tǒng)設計 4.1 加熱系統(tǒng)設計 加熱系統(tǒng)是對原料本身進行加熱，ABS材料的熔融溫度在200℃~240℃，所以必須對其進行加熱讓其融化，我采用電加熱的方法將其融化，電加熱清潔，無垃圾產生，不會產生廢水之類的污染環(huán)境的物質，而且可調控，所以電加熱是很好的加熱系統(tǒng)。 4.2 冷卻系統(tǒng)設計 4.2.1 冷卻回路尺寸的確定 由于型芯、型腔上每處的熱量不同，回路結構受到的熱量也不同，水路在進入與出口受到的熱量也會有很大的差別，為了使冷卻達到最佳效果，我選定冷卻回路的孔徑為10mm水道。 4.2.2 冷卻回路的布置 1）冷水路應該盡量的多，截面尺寸要盡量大。 2）水路出入口的布置要使出入口溫差小，盡可能的多設計水路。 3）還有一點重要的地方，是冷水路的布置要盡量避開塑件易產生熔接痕的地方。 該冷水路回路采用的是平面式回路，受熱面積大，能夠充分的帶走塑件充填成型后的熱量，使塑件充填后快速冷卻下來，使得生產效率有較快的提高。 5 模架的選擇 模架是指由模板、導柱、導套和復位桿等零件組成。我選者的模架是采用標準規(guī)定的模架，通過龍記標準模胚調出來使用，但要考慮到注塑零件的大小和模胚的尺寸是否合理，我設計的塑件模成型部分尺寸大小為110,60,32的長方體，所以采用的龍記標準模胚的型號為CI,模胚規(guī)格為2530，A板大小為60，B板大小為70，C板大小為80，AB板間距為0，垃圾釘高度為5的標準模架。 采用CI2530這樣的大型模架，為了使后面的水路設計更加方便，也更具合理性。 6 注塑機的選擇 6.1模具閉合高度 安裝模具的高度應滿足： Hmin＜H＜Hmax 設計模具高度為H總=237mm 由于XS-ZY-60型注射機所允許模具的最小厚度為Hmin180mm，最大厚度為Hmax為200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。 ??改選XS-ZY-125型，最大裝模高度Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm H總=237mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。 6.2注塑機參數(shù) 在注射生產中，注塑機在每一個成型周期內模內注入熔融質量為塑件的注塑量M,塑件的注塑量M必須小于或等于注射機的實際注塑量。 由注塑機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n，n≤∕3600─M2/M1， n≤2（符合要求） 式中K━━注塑機最大注塑量的利用系數(shù)，一般取0.8 M━━注塑機的額定塑化量（g∕h） T━━成型周期 M2━━澆注系統(tǒng)所需塑料質量和體積（g） M1━━單個制品的質量和體積（g） 7 模具總裝圖及零件工作圖 7.1模具總裝圖 圖7-1 總裝圖 7.2模具零件圖 圖7-2 型芯 圖7-3 型腔 總 結 這次設計中我充分體驗到設計的不易，從選擇零件，零件的用途，零件的選材，到材料的成型加工工藝，塑件的結構和尺寸精度及表面質量的分析，再到注射機的選擇，確定模架，型腔的數(shù)目和分布，再到澆注系統(tǒng)的設計，最后設計模具的加熱和冷卻系統(tǒng)，每一項都要認真的仔細的考慮，比如模架的選擇，選大了對模架本身就是一種浪費，選小了，后面的水路不太好做，所以在選擇模架方面花了很大力氣，也許是我不熟悉注射機方面的因素。在設計主流道與分流道的方面也遇到了很大的困難，主流道是塑件融料的必要通道，運輸融料的主流道直徑大小要考慮到不能堵塞流道，分流道的端口處是采用圓形還是矩形截面的設計，分流道的直徑是否能夠快速填充，而不會造成填充不均勻等問題，這些都是要考慮的問題。 設計中遇到的最大問題就要屬于經驗不足，遇到一些選擇方面的東西，比如材料，模架方面，不知道如何選擇才好，材料種類那么多，如何選擇適合自己設計要求的材料，還要符合塑件成型后不易變形，抗壓力性能好的特點，實屬不易，最后經過查找相關資料，詢問相關老師選擇了ABS，符合我的設計要求。模架方面也是，要選擇龍記的還是水口的，三板模還是兩板模，不知道選擇什么模架的好，最后查閱了書上的模架選用方案，選用了龍記C1 2530的模架，符合我后面設計的水路布置，模架的大小適中，布置合理，充填效果好，不易堵塞澆口。 大學三年過得真快，就要去實習找工作了，其實也很向往找工作的日子，不必再向父母要錢了，大學三年學到了很多，從大一青澀的小伙子，到現(xiàn)在較為成熟的青年，是一個蛻變的過程。隨著畢業(yè)日子的慢慢來到，畢業(yè)設計也即將完成，經過幾周的熬夜奮斗，終于完成了。一開始以為設計很好做，但做下來才發(fā)現(xiàn)需要考慮的東西太多，自己學的這點東西還遠遠不夠，設計中有很多的不足需要改進。通過這次設計，明白學習是一個需要長期積累的過程，以后不管在哪都要靜下心來，好好學習，不斷地提高自己的綜合素質。 這次設計的結束也就是大學三年的結束，有太多的不舍，不舍那些陪伴了三年的小伙伴，更不舍住在一個宿舍的他們，不過終究要去新的事物面前嘗試，去接觸新的人，我們要懷戀過去，接受新的東西。 只要敢去做，不怕沒有做不成的事。 致 謝 在此設計中要特別感謝老師的耐心指導，在老師的細心指導下，我順利的完成了畢業(yè)設計，在設計過程中，老師對我的設計的不足之處一一指出來，而且耐心的解答，讓我明白該怎樣去設計，這樣我的設計才能夠順利的進行下去，再次對老師表達衷心的謝意和敬意。 再次，還要感謝其他同學的幫助，遇到困難時，向班級同學請教，都很樂意的幫助我，班級同學相互幫忙，也加快了該進度。感謝班里的同學陪我度過了大學三年的時光，我們在一起打牌，在一起過生日，在一起打鬧，感覺非常的幸福，最后，對幫助我的同學表示由衷的謝意。 參考文獻 [1] 王靜.注塑模具設計基礎.北京：電子工業(yè)出版社，2013. 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