毕业设计-支架注塑模具

支架的注塑模说明书第1章绪论1.1课题的来源、目的、意义及设计任务本次毕业设计为教师给予的题目，通过这次课程设计培养我们综合运用所学知识分析问题，还有解决问题的能力。根据总体设计要求完成关键零件的工程图纸设计。了解支架注塑模具的工艺过程和工艺要求。本次设计要求是要运用CAD软件自主设计支架注塑模具。通过课程设计，将使我们对塑件成型工艺分析、模具方案论证与设计、模具零件结构设计、计算与校核、查阅文献和编写文档方面受到一次系统的训练。1.2塑料模具的基本概念塑料制件是现代新兴产品之一，如今我们是生存在“塑料世界”里。由于塑料具有密度小、化学稳定性好、电绝缘性能高、比强度大等优异性能，再加上原料丰富、制作方便及成本低廉等优点，所以在国民经济各领域等方面应用广泛。塑料是从石油生产出来的合成树脂加入增塑剂、稳定剂、填充剂及着色剂等物质而组成的，原料为小颗粒或粉状。将这些小颗粒塑料加热熔化成粘流状，注射到一个具有所需产品形状的行腔中，待塑料冷却后取出来，就得到了与型腔形状一样的塑件，这个具有型腔的东西称为模具，因为它专门用于制作塑料件，所以通常称为注塑模具。1.3注塑模具的分类1.按塑件尺寸精度分为一般注塑模、精密注塑模。2.按模具型腔数目分为单型腔注塑模、多型腔注塑模。3.按模具安装方式分为移动式注塑模、固定式注塑模。4.按塑料材料类别分为热塑性注塑模、热固性塑料注塑模。5.按注塑机类型分为卧式注塑模、立式注塑模和直角式注塑模。6.按模具浇注系统分为冷流道模、绝热流道模、热流道模、温流道模。7.按注塑模的总体结构特征分为单分型面注塑模、双分型面注塑模、带活动成型零件的注塑模、带侧向分型抽芯的注塑模、自动卸螺纹注塑模、无流道注塑模。1.4我国塑料模具发展趋势分析我国注塑模具工业起步晚，底子薄，与工业发达的国家相比存在很大的差距。但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和改革及开放方针引导下，我国注塑模得到迅速发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、无流道、气体辅助、高寿命模具在整个塑料模具产量所占的比重越来越大。从模具设计和制造技术方面来看，注塑成型模具的发展趋势可归纳为以下几方面。1.模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。2.模具CAD／CAE／CAM／PDM正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。3.模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，因此模具生产周期将继续不断缩短。4.大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发(这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行)，变被动为主动。以及“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。5.随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说：“模具是一种工艺品”的概念正在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被“只装不配的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高。6.高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。1.5注塑成型原理1.注塑成型：指将注射用的置于能加热的料筒内，受热、塑化，再施加压力，使熔体塑料注入到所需形状的模具中，经过冷却定型后脱模，得到所需形状的制品。2.注塑成型三要素：注塑机、模具、原料。1.6注塑机的种类1.按合模装置的特征分类按合模装置的特征可分为液压式、液压机械式和机械式注塑机。2.按注塑机的用途分类按用途可分为通用和专用注塑机。专用注塑机又可分为热固性型、排气型、转盘式玻璃纤维增强塑料等注塑机。3.按注塑机加工能力分类注塑机加工能力主要由合模力和注塑量参数表示，国际上通用的表示法是同时采用注塑量和合模力来表示。按其加工能力可分为超小型、小型、中型、大型、和超大型注塑机。4.按设备外形特征分类(1)卧式注塑机卧式注塑机是最常见的形式。其合模装置和注塑装置的轴线呈水平一线排列。它具有机身低，易于操作和维修，自动化程度高，安装较平稳等特点，是目前应用最广泛的一种。(2)立式注塑机注塑机的合模装置和注塑装置的轴线呈垂直一线排练。(3)角式注塑机注塑机的合模装置和注塑装置的轴线互成垂直排列。第二章支架的工艺分析支架的零件图该支架所用的材料是ABS塑料，大（小）批量生产。2.1材料性能PC又叫聚碳酸酯是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑型材料，是分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称，简称PC。一般结构式可表示，由于R基团的不同，它可分为脂肪族类和芳香族类两种。但因制品性能、加工性能及经济因素等的制约，目前仅有双酚A型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。双酚A型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一。2.2成型特性1.PC在高温下即使对微量水份亦很敏感,故成型前应充分干燥,使含水率降到0.015-0.02%以下.干燥条件:温度110-120℃,时间8-12小时.2.流动性差,须用高压注塑,但注塑压力过高会使产品残留内应力而易开裂.3.PC料粘度对温度很敏感,提高温度时,粘度有明显下降.啤塑温度参数:前料管240-260℃,中260-280℃,后220-230℃.料管温度勿超过310℃,PC料成型提高后料管温度对塑化有利,而一般塑料加工,料管温度控制都是前高后低的原则.4.模具的设计要求较高:模具的设计尽可能使流道粗而短,弯曲部位少,用圆形截面分流道;仔细研磨抛光流道等,总之是减小流动阻力以适合其高粘度塑料的填充.另外,熔料硬易损伤模具,型腔和型芯应经热处理淬火或经镀硬铬.5.注射速度太快,易出现熔体破裂现象,在浇口周围会有糊斑,产品表面毛糙等缺陷或因排气不良(困气)而使产品烧焦.6.模温以控制在80-100℃为宜,控制模温目的是减小模温及料温的差异,降低内应力.7.成型后为减小内应力,可采用退火处理,退火温度:125-135℃,退火时间2小时,自然冷却到室温.。2.3结构工艺性零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，注射成型时应不会发生填充不足现象。2.4支架塑件体积、质量计算运用Pro/E软件分析可得：（1）单个塑件体积V=5.34cm3，质量m=5.34×1.05=5.61g。（2）两个塑件和浇注系统凝料总体积V总=16.02cm3，总质量m总=16.82g2.5选择注塑机塑件的材料为PC，其密度为1.20~1.22g/cm³，取其平均密度为1.21/cm3。使用Pro/E软件画出外壳的三维实体图，应用软件自动计算出图形的体积为V塑=5.34cm3,，所以塑件的质量Mz=V塑=1.05g/cm3×5.34cm3=5.61g。注塑机的实际注射量通常为理论注射量的80%左右。其注射量应大于塑件体积与浇注系统体积之和，综合意识所述，初步选定注塑机为XS—ZY—60型。其技术参数见表-1机型编号XS—ZY—60螺杆直径mm38喷嘴球半径mm12孔半径φ4最大注塑量cm3/g60注射压力MPa122锁模力KN500最大注塑面积cm3/130模具最大厚度mm200模具最小厚度mm70最大开模行程mm180定位圈直径mmφ55顶出中心孔径Mmφ55模板尺寸mm330×440机器外型尺寸(L×W×H)mm3160×850×1550表-1注塑机XS—ZY—60型注塑机相关参数的校核：1.最大注射量校核最大注射量和制品的质量或体积有直接关系。两者必须相适应,不然会影响制品产量和质量.若最大注射量小于制品的质量,就会造成制品的形状不完整或内部组织疏松,制品强度下降等缺陷;而注射量过大,注射机利用率低,浪费电能,而且可能导致塑料分解。因此，为了保证正常的注塑成型，注射机的最大注射量应稍大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边）。通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。当注射机最大注射量以最大注射容积标定时，为保证正常的注射成型，注射机的最大注射容积应等于或大于所需塑料容积，既K1VZV1K1是注射机最大注射量的利用系数，一般取K1=0.8VZ是注射机最大注射量，cm3V1是所需塑料的容积（包括流道及浇口凝料和飞边），cm3因塑料的体积与压缩率有关，所以所需塑料体积为：V1=KSVMKS是塑料收缩率，KS=0.5VM是塑料制品的体积（包括流道及浇口凝料和飞边）cm3零件质量为5.61g,(1.05g/cm3),Vj=5.61×（1+0.005）/1.05g/cm3=5.37cm3本模具浇注系统采用热流道技术+冷流道+侧浇口，无飞边冷流道浇口凝料体积为Va﹤1cm3，取Va=1cm3Vf=0此外，以上计算中的VM表示制品的总体积（包括流道及浇口凝料和飞边）。所以VM=nVj+nVa+Vfn为型腔数；n=2Vj为一个塑料制品的体积，cm3Va为浇注系统的体积，cm3Vf为飞边的体积，cm3VM=5.37cm3+1cm3=6.37cm3根据XS—ZY—60型注射机机械参数表知：实际射胶量=理论射胶量×0.9=60cm3VZ=60cm3K1VZ=48cm36.37cm3=VM2.注射压力校核注射压力校核的目的是校验注射机的最大注射压力能否满足塑料制品成型的需要。为此，注射机的最大注射压力应稍大于塑料制品成型所需的注射压力。pipzpi是注射机的最大注射压力，Mpa查表得知其注射压力为122Mpa.pz是塑料制品成型时所需的注射压力，MPa，它由注射机类型，喷嘴形式，塑料流动性，浇注系统及型腔的流动阻力等因素确定，一般pz=40~100MPa。根据经验得知：pipz3.锁摸力的校核锁模力又称合模力，是指注射机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力。当溶体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具延分型面张开，为此，注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积。而型腔内的塑料经过注射机的喷嘴和模具的浇注系统后，其压力损失很大。故pq=Kypzpq是型腔内熔体压力，MPapz是柱塞或螺杆施加于料筒熔体的压力，MPaKy是压力损失系数，一般取Ky=1/3~2/3。型腔内熔体压力的大小及其分布与很多因素有关，如塑料流动性，注射机类型，喷嘴形式，模具流道阻力，注射压力，注射速度，塑料制品壁厚与形状等等。在工程实际中，可以用型腔平均压力来校核。FspqAfFs是注射机公称锁模力，N；Af是塑料制品及浇注系统在