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第 25 頁 共 25 頁
目錄
畢業(yè)設(shè)計評分表……………………………………3
畢業(yè)設(shè)計階段性檢查表……………………………5
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯問題原始記錄……………6
任務(wù)書………………………………………………8
正文…………………………………………………9
1.塑料制品的工藝性分析…………………………10
2.成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程的編制…………12
3.注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………13
4.成型零件尺寸計算………………………………15
5.注射機有關(guān)參數(shù)的校核:………………………17
7.裝配圖……………………………………………22
8.主要模具零件加工工藝………………………… 23
9.參考文獻(xiàn)…………………………………………26
陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評分表
工 程 系
機電工程系
班 級
模具3072
專 業(yè)
模具設(shè)計與制造
學(xué)生姓名
潘海娟
學(xué)生學(xué)號
12307210
指導(dǎo)教師
吳治明
畢業(yè)設(shè)計題目
電 視 機 旋 鈕
項 目
參考標(biāo)準(zhǔn)分
實 得 分
(一)課題評定成績(0.6)
1.設(shè)計過程考評成 績
設(shè)計過程中的獨立性
10分
工作態(tài)度及出勤情況
5分
按時完成任務(wù)情況
5分
2.設(shè)計質(zhì)量考評成 績
題目的難易程度,設(shè)計方案的合理性
15分
設(shè)計過程中分析、解決問題能力的表現(xiàn)
15分
掌握基礎(chǔ)理論的情況
10分
資料收集、文獻(xiàn)閱讀情況
10分
設(shè)計圖紙、說明書的質(zhì)量、規(guī)范程度
20分
設(shè)計的創(chuàng)新意識及應(yīng)用價值
10分
(二)答 辯 成 績(0.4)
1.個人對課題工作的總體介紹情況
40分
2.回答基本問題的正確程度
40分
3.回答較復(fù)雜問題的正確程度
20分
總評成績
課題評定成績×0.6+答辯成績×0.4= 分
成績等級
指導(dǎo)教師評語
答辯小組意見
答辯組組長簽章:
二〇〇 年 月 日
學(xué)院畢業(yè)
考核委員會意見
學(xué)院畢業(yè)考核委員會主任簽章:
二〇〇 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計階段性檢查表
專 業(yè)
模具設(shè)計與制造
班 級
模具3072
姓 名
潘海娟
學(xué) 號
10
設(shè)計課題
電 視 機 旋 鈕
起止日期
檢 查 內(nèi) 容
完成情況
指導(dǎo)建議
設(shè)計態(tài)度
備 注
1
模具類型及結(jié)構(gòu)的確定
2
模具結(jié)構(gòu)草圖的繪制
3
繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖
4
編制典型零件的制造工藝
5
編制塑件的模塑成型工藝
指導(dǎo)教師
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯問題原始記錄
設(shè)計圖存在問題
問題
1
題目記錄
回答記錄
問題
2
問題
3
問題
4
問題
5
問題
6
問題
7
問題
8
問題
9
問題
10
其他
陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
模具設(shè)計與制造畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
班級學(xué)號
模具307210
學(xué)生姓名
潘海娟
指導(dǎo)教師
吳治明
設(shè)計題目
電 視 機 旋 鈕
任務(wù)書下達(dá)日期
2009 年 9 月 21 日 指導(dǎo)教師(簽字)_________
設(shè)計
原始
參數(shù)
1.塑件圖:見附件
2.材料:ABS
3.批量:100萬件
4.塑件精度:5級精度
設(shè)計
工作
內(nèi)容
1.編制模塑成型工藝規(guī)程(即填寫“塑件成型工藝卡”)
2.繪制塑件注射??傃b圖
3.繪制該模具零件圖一套
4.編制該模具凸模、凹模制造工藝規(guī)程
5.編寫完善模具設(shè)計說明書(按A4打印紙裝訂)
6.所有資料按要求裝訂后以文件袋形式上交輔導(dǎo)教師,并交電子稿在http://md.gfxy.com畢業(yè)設(shè)計欄目中。
一.塑料制品的工藝性分析
1. 塑件的分析:
①、ABS是丙烯、丁二烯和苯乙烯三種單體聚合而成的非結(jié)晶型的高聚物,屬于熱塑性工程塑料。
②、ABS塑料在一定溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度和表面硬度及耐磨性;其熱變形溫度為100℃左右;具有一丁的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能;還能與其他塑料和橡膠混溶等特性;其制品尺寸穩(wěn)定性好,表面光澤,可以拋光和電鍍;ABS塑料耐熱性并不高,耐低溫性和耐紫外線性能也不好。
③、ABS塑料成型性較好。其流動性也較好,成型收縮性??;ABS塑料比熱容較低,在料筒中塑化效率高,在模具中凝固也較快,模塑周期短。但ABS吸水性大,成型前必須充分干燥,表面要求光澤的制品應(yīng)進(jìn)行較長時間的干燥。ABS塑料可采用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。
2、塑件尺寸精度分析
此塑件上均未標(biāo)注公差精度要求,所以所有尺寸均為自由尺寸,查《塑料模塑成型技術(shù)》表3-9 “常用材料分類和公差等級選用”,未注公差等級選MT5級精度,屬于中等精度等級然后按表3-10“國家標(biāo)準(zhǔn)模塑件尺寸公差數(shù)值表”,查得未注尺寸公差的公差,標(biāo)注如下﹙單位:㎜﹚
①、塑件外形尺寸: 、 、 、 、 、、、、;
②、塑件內(nèi)形尺寸: 、 、;
3 塑件表面質(zhì)量分析
該塑件是電視機旋鈕表面要求光亮無劃傷痕跡。
4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析
①、此塑件為圓柱回轉(zhuǎn)體類零件,高度為31 ㎜,各段厚度不一,總體尺寸為20㎜,尺寸較??;
②、塑件有一長度為12mm的桿狀部分,成型此桿狀部分采用鑲件結(jié)構(gòu),塑件有圓周內(nèi)凹槽,且要求成型后表面光滑;所以必須使用兩側(cè)的側(cè)滑塊分型機構(gòu),使用斜導(dǎo)板起開合模的導(dǎo)向作用。 塑件表面有一個的圓形凹槽,成型此部分采用成型推桿成型。
二、成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程的編制
1、 計算塑件體積、重量
①、 計算體積:
通過使用Pro/e軟件繪制旋紐零件圖,查得塑件體積:V =5.33㎝
② 、估算質(zhì)量:
查表5-1“某些熱塑性塑料的密度及壓縮比”,知ABS的密度=1.0~1.1g/㎝,取=1.05 g/㎝
塑件質(zhì)量m=v=5.33×1.05=5.59g
③、估算澆注系統(tǒng)塑料質(zhì)量:
查《中國模具工程大典》知,澆注系統(tǒng)的質(zhì)量取塑件質(zhì)量的20%~100%,所以總質(zhì)量 M =4.35*m =24.32g
初選注射機:XS-ZY-60;
初定型腔數(shù):一模四腔;
注射機XS-ZY-60的主要技術(shù)參數(shù):
螺桿直徑
38mm
額定注射量
60㎝
注射壓力
122Mpa
鎖模力
500KN
最大注射面積
130㎝
最大開合模行程
180mm
拉桿空間
280mm×250mm
最大模具厚度
200mm
最小模具厚度
70mm
噴嘴球頭半徑
噴嘴孔直徑
12㎜
結(jié)論: 可用注射成型
三. 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計
1 、分型面的選擇
分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則: ①、分型面應(yīng)便于塑件的脫模; ②、分型面選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯; ③、分型面選擇應(yīng)保證塑件的外觀質(zhì)量; ④、分型面選擇應(yīng)有利于防止溢料; ⑤、分型面選擇應(yīng)有利于排氣; ⑥、分型面選擇應(yīng)盡量使成型零件便于加工; ⑦、分型面選擇必須考慮注射機的技術(shù)參數(shù); “一般,分型面選在塑件的最大截面處”
綜上所述,該塑件的分型面取在塑件的最大截面A—A 。
2、 澆注系統(tǒng)
對澆注系統(tǒng)的要求是:將熔體平穩(wěn)的引入型腔,使之按要求填充型腔;使型腔內(nèi)的氣體順利排出;在熔體填充型腔和凝固過程中,能充分地把壓力傳到型腔各部位,以獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。
﹙1﹚、主流道: 主流道橫截面形狀通常采用圓形。為了便于流道凝料的脫出,主流道設(shè)計成圓錐形,其錐度2°~6°,內(nèi)壁粗糙度小于0.4,小端直徑D一般取3-6㎜,且大于注射機噴嘴直徑d約0.5-1㎜;主流道的長度由定模座板和定模板厚度確定,一般L不超過60㎜,主流道大端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角﹙通常取1-3㎜﹚以減小料流轉(zhuǎn)向時的阻力。
由于主流道需要與高溫塑件和噴嘴頻繁接觸,所以要設(shè)置澆口套。查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》,選澆口套Ⅰ型,小端直徑㎜,長度L為30㎜。澆口套直接裝配到定模座板上,方便且安裝簡單。如圖所示:
﹙2﹚、分流道:
分流道是介于主流道和澆口之間的一段流道。它是熔體由主流道流入型腔的過渡段通道,也是使?jié)沧⑾到y(tǒng)的截面變化和熔體流動轉(zhuǎn)向的過渡通道。
分流道截面形狀和尺寸:ⅰ、分流道截面為梯形截面,其加工容易,且熱量散失和流動阻力也不大; 所以,選梯形截面。
查《塑料模塑成型技術(shù)》表5-5“常用分流道橫截面及其尺寸”,如圖: 圓角半徑R=1.5㎜ 分流道長度L=50㎜
高度h=3.5㎜ 梯形長邊長度X=5㎜
﹙3﹚、澆口:
①、 澆口的基本作用:使從分流道來的熔體產(chǎn)生加速,以快速充滿型腔 ;防止熔料倒流;便于澆口凝料與制品分離。
②、 澆口選用:
點澆口:其優(yōu)點是去除澆口后 ,制品上留下的 痕跡不明顯,但壓力損失較大,制品收縮大,而且模具應(yīng)設(shè)計成雙分型面模具,以便脫出流道凝料,造成模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圖為點澆口:
該制品選用點澆口。塑件表面質(zhì)量有較高要求,去除澆口后 ,制品上留下的 痕跡不明顯。但是,模具應(yīng)設(shè)計成雙分型面模具,以便脫出流道凝料,造成模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
圖為點澆口尺寸:
﹙4﹚、冷料穴與拉料桿:
梯形拉料桿為標(biāo)準(zhǔn)件,易于選取,且使用效果較好。其頭部有一定空間。能貯存凝料,充當(dāng)冷料穴。如圖:
3、 型腔設(shè)計:
﹙1﹚、型腔設(shè)計:型腔是成型塑料制品外形的主要零件??煞譃檎w式和組合式兩類。
組合式凹模改善了加工性,減少了熱處理變形,有利于排氣,便于模具的維修,節(jié)約了模具鋼,但裝配調(diào)整較麻煩,主要用于形狀復(fù)雜的塑料制品的成型。
該制品外型有圓周內(nèi)凹槽,且要求成型后表面光滑;所以必須使用兩側(cè)的側(cè)滑塊分型機構(gòu),型腔需要做成兩側(cè)滑塊,采用組合式。
4、側(cè)向分型:
因為塑件有圓周內(nèi)凹槽,所以必須使用兩側(cè)的側(cè)滑塊分型機構(gòu),且塑件倒裝需要使用延時側(cè)抽。使用斜導(dǎo)板起開合模的導(dǎo)向作用。使用楔緊塊,在合模時對模具起鎖緊的作用。
5、推件方式:
推出機構(gòu)的設(shè)計要求:ⅰ、盡量使塑料制品留在動模上
ⅱ、保證制品不變形不損壞
ⅲ、保證制品外觀良好 ⅳ、結(jié)構(gòu)可靠
該塑件要求“表面光亮且無劃傷痕跡”,且該零件底面上有一個的圓形淺凹槽,可以直接使用推桿成型。綜合以上結(jié)論,選推桿推出。
復(fù)位零件:
采用復(fù)位桿復(fù)位,使已完成推出制品任務(wù)的推桿回到注射成型狀態(tài)的位置。
6、冷卻與加熱系統(tǒng):由于ABS塑料成型時要求模溫在50-80℃,生產(chǎn)批量為100萬件,但體積很小,故模具可不考慮設(shè)置加熱冷卻系統(tǒng)。
7、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用:該塑件最大尺寸為20㎜,采用點澆口,其生產(chǎn)批量為100萬件,采用一模四腔,則其模具對稱,便于布置,型采腔用鑲拼式,尺寸不大,但為滿足模板的強度、剛度以及型腔布局的需要,選150㎜×200㎜的標(biāo)準(zhǔn)模架,其閉合厚度為195㎜,該模具的最大尺寸為200㎜×200㎜;注射機XS-ZY-60的拉桿空間為280㎜×250㎜,最大模具厚度200mm,所選模架能放進(jìn)去。所以可使用初選的注射機XS-ZY-60,其能滿足生產(chǎn)要求。
四、 成型零件尺寸計算
1、 型芯、型腔計算: 該塑件材料為ABS,查的該塑料的收縮率為0.4﹪~0.7﹪,取0.55﹪。模具制造公差取
1、 ①、型腔徑向尺寸:由前面可知塑件尺寸及公差。按下式計算:
=(+×%-)
= 、、 、 ;
則=﹙6+6×0.55%-×0.24﹚=5.85
=4.34 =14.79
=16.65 =19.68
②、型腔深度尺寸:=﹙+%-﹚
=、、
則 =﹙12+12×0.55%-×0.34﹚=11.83
=1.87 =10.83
⑵、①、型芯徑向尺寸:按下式計算:
=﹙+%+﹚
= 、
則 =﹙8+8×0.55%+×0.24﹚=8.22
=﹙2.5+2.5×0.55%+×0.2﹚=2.67
五、注射機有關(guān)參數(shù)的校核:
1、 注射量的校核:由前面知,塑件和澆注系統(tǒng)質(zhì)量都為35g,則每次注射所需注射量為:4×5.59g=25g
注射機的最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時,按下式校核:
≥V= (5-1)
式中-注射機最大注射容積﹙﹚ -一個制品的體積﹙﹚
V-制品總體積(包括制品、流道凝料在內(nèi))﹙﹚ n-型腔數(shù)
-流道凝料體積﹙﹚ K-注射機最大注射量的利用系數(shù),取K=0.8
由前面計算知,塑件與澆注系統(tǒng)凝料的體積相等,則每次注射所需塑料體積為: V= V +V=4*5.33 cm+2050mm=23.37﹙﹚
注射機最大注射量60×0.8=48>23.37 故能滿足要求。
2、 鎖模力與注射壓力的校核:
①、 注射壓力校核:
即≥P (5-6)
式中 -注射機的最大注射壓力(MPa)
P-塑料制品成型所需的注射壓力(MPa)
由于所選注射機為XS-ZY-60,其注射壓力為122 MPa,即為122MPa。查《塑料模塑成型技術(shù)》附表4“常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)”,P為60~100 MPa,滿足上式要求。
②、 鎖模力的校核:
需滿足 ≥F= (5-7)
式中-注射機的最大鎖模力 -模內(nèi)平均壓力,見表5-2
-制品、流道、澆口在分型面上的投影面積之和
由前可知,注射機XS-ZY-60的最大鎖模力為500KN,為34.4 MPa,經(jīng)計算得為865.4
=++=+100×5 +
=865.4
=34.3×865.4=30KN<50KN 滿足上式要求。
3、 模具厚度的校核:
≤H≤ (5-11)
式中H-模具閉合厚度(=193㎜) -注射機允許模具最小厚度(=70㎜) -注射機允許模具最大厚度(=200㎜)
滿足上式要求。
4、注射機噴嘴與模具主流道襯套關(guān)系:
R=r+(1~2)㎜ D=d+(0.5~1)㎜
式中d-注射機噴嘴前端孔徑(=4㎜) D-模具主流道襯套的小端直徑(=5㎜) r-注射機噴嘴球面半徑(=12㎜)
R-模具主流道襯套的球面半徑(=13㎜)
滿足上式要求。
5、 開模行程的校核:
由于注射機XS-ZY-1000最大開模行程與模具厚度無關(guān),所以按下式校核:
S≥++﹙5~10﹚㎜ ﹙5-12﹚
式中S-注射機最大開模行程(移動模板行程)(=180㎜)
-制品的推出距離(=15㎜) -制品的總高度(=31㎜)
滿足上式要求。
6、 流程比的校核:
熔體流程長度與厚度之比即為流程比??砂聪率接嬎悖?
流程比= (5-18)
所以=(+++++++)×2=70,而ABS的流程比介于聚乙烯和聚丙烯之間,取210~235。所求值小于ABS的流程比,滿足要求。
7、 型腔側(cè)壁和底板厚度的校核:
1、 型腔側(cè)壁計算:由于其型腔為組合式型腔,型腔側(cè)壁厚度為;
t=r×(-1) (4-27)
式中 -型腔長邊長度(=200MPa)
P-型腔內(nèi)熔體壓力(=34.3MPa)
代入上式得t=3.5㎜:故該模具型腔壁厚可?。?.5㎜。
﹙2﹚、底板厚度計算:該模具采用兩墊塊支撐,按剛度計算的底板厚度如下:
h= ﹙4-46﹚
L-支架間距﹙=94㎜﹚ -底板總長﹙=200㎜﹚
-底板上承受成型壓力部分的長度﹙=115㎜﹚
E-型腔材料彈性模量(=2.1× MPa)
-型腔彈性變形增長值,見表4-6﹙=0.05㎜﹚
P-型腔內(nèi)熔體壓力(=34.3MPa)
代入上式得h=28.5㎜.
L計算出的底板厚度h為 28.5mm,在結(jié)構(gòu)許可情況下,為使底板強度滿足可以增加一點底板厚度。所以,將底板厚度h定為32mm。
五、 模具裝配圖:
該模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,且采用一模四腔,屬于多分型面模具。
其主要地方在于側(cè)滑塊和型腔的加工,須嚴(yán)格保證其加工,以滿足生產(chǎn)需要。
模具整體尺寸較小,但局部采用鑲拼式結(jié)構(gòu),裝配時需保證
其安裝精度,以保證制品質(zhì)量。其各個零件圖詳見塑模裝配圖。
模具開模動作說明:
開模時,由于拉鉤27拉著滑塊30,以至使模具首先由定模座板3和鑲塊固定板4分開,使?jié)部谀夏苋〕?。然后,?dāng)動模開行到壓塊29將滑塊30打入使拉鉤與滑塊脫離,且壓板29又將滑板30拉住,使鑲塊固定板4固定在那不再向下運動;然后模具繼續(xù)分型,由側(cè)導(dǎo)板2導(dǎo)向(延時側(cè)抽),先是將塑件從上型腔中抽出,再進(jìn)行側(cè)向分型;側(cè)向分型完成以后,最后由成型推桿將塑件推出。
六、 主要模具零件加工工藝:
1、型腔鑲件的加工工藝過程:
材料:CrWMn 熱處理:淬火,回火 HRC54~58
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
按尺寸35㎜×25㎜的圓棒料切斷
鋸床
2
車端面
車端面保證長度22.5㎜,鉆中心孔;
調(diào)頭車端面保證長度20.3㎜,鉆中心孔,留磨余量0.3㎜。
臥式車床
3
車外圓
車長度為17的外圓至22.2㎜,且保證其臺肩高度尺寸為3.1㎜;
臥式車床
4
銑
銑高度為3mm,外型尺寸為28mm×22mm,到尺寸
加工中心
5
平磨
磨臺肩尺寸保證3㎜;
調(diào)頭磨保證長度尺寸為20㎜,留0.05㎜研磨量;
磨22㎜的圓至尺寸。
平面磨床
6
鉗工
鉆錐形孔5.6mm錐度36深7mm;
和鉆1mm深1mm的孔,至尺寸。
7
熱處理
按熱處理工藝進(jìn)行,淬火、回火,硬度HRC54~58
8
電火花
加工深度為11.83的孔,至公差要求。
電火花成型機
9
研磨
研磨所有孔內(nèi)面至尺寸
10
檢驗
2、測滑板的加工工藝過程:
材料:Cr12 熱處理:淬火 54~58HRC
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
鍛造毛坯130mm×80mm×25mm
2
銑床
銑上下平面保證高度尺寸23.4mm
銑床
3
鉗工劃線
劃出工件外形尺寸,和方形斜楔通孔位置,以及四個型腔和拉料桿孔位置;
4
銑
銑出工件的外形輪廓尺寸,方形斜楔孔;
銑出工件底面的燕尾形的高5mm的臺階的大致尺寸50mm×59mm;
到尺寸,并保留0.1的磨削余量;
加工中心
5
銑
四個型腔,拉料桿孔;
至尺寸,型腔粗處尺寸保留0.05的研磨余量;
加工中心
6
線切割
切割出燕尾形臺階,至尺寸;
線切割機
7
鉗工
鉆出燕尾形臺階底面處的6mm深3mm沉孔;
及板兩凸出部位側(cè)面的8mm的兩通孔;
鉆床
8
熱處理
按熱處理工藝進(jìn)行,淬火、回火,硬度HRC 54~58;
9
平磨
磨板的各平面,至尺寸;及磨兩8mm的兩通孔
平面磨床
10
研磨
研磨所有型腔及孔至尺寸
11
檢驗
七、 參考文獻(xiàn):
機械工業(yè)出版社:《塑料模塑成型技術(shù)》-翁其金 主編
《中國模具工程大典》
《實用模具技術(shù)手冊》
《模具設(shè)計與制造簡明手冊》
塑件成型工藝卡
塑 件 名 稱
電視機旋鈕
塑件草圖
材 料 牌 號
ABS
單 件 重 量
5.39g
成型設(shè)備型號
XS-ZY-60
每 模 件 數(shù)
4件
成型工藝參數(shù)
材料干燥
干燥設(shè)備名稱
溫度 /℃
85℃
時間 /h
3h
成型過程
料筒溫度
后段 /℃
150℃~170℃
中段 /℃
165℃~180℃
前段 /℃
180℃~210℃
噴嘴 /℃
175℃~190℃
模具溫度 /℃
60℃至75℃
時間
注射 /s
10~25s
保壓 /s
0~5s
冷卻 /s
15~50s
壓力
注射 /MPa
60~100MPa
保壓 /MPa
后 處 理
溫度 /℃
__70℃__
時間 /min
___2~4h__
編 制
日 期
審 核
日 期