毕业设计说明书

湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-1-272/18/2020毕业设计说明书设计课题：光盘注射模学校：湖南省机械工业技术学院专业：模具设计与制造学号：班级：模技08-1班指导老师：陈少友姓名：邓俊军完成日期：2011年月日湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-2-272/18/2020目录一、任务分析…………………………………………3二、序言………………………………………………6三、产品工艺性及结构分析…………………………81.塑件材料分析……………………………………82.塑件结构分析……………………………………103.塑件尺寸精度分析………………………………10四、模具设计方案的确定……………………………11五、工艺设计…………………………………………12六、模具结构设计……………………………………21七、注射机有关工艺参数的校核……………………25八、模具的工作原理…………………………………28九、设计总结…………………………………………29十、参考文献…………………………………………30湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-3-272/18/2020一、任务分析1.设计课题：塑料碗注射模（如下图）年产量：10万件材料：PC（聚碳酸酯）2.设计任务（内容）1）总装配图：一幅2）零件图：3）说明书：一份4）工艺文件：3.要求：1）了解聚碳酸酯（PC）的热力学性能，及聚碳酸脂在成型过程中的流动性和物理变化；2）了解聚碳酸酯成型原理和工艺特点，塑料结构工艺性对模具的影响；3）掌握各种模具的结构组成及设计计算方法；4）能初步分析塑件成型缺陷产生的原因，并提出解决的湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-4-272/18/2020措施；5）设计出的模具应保证规定的生产效率和高质量塑件制品的前提下，力求模具结构简单、成本低、寿命长、外形美观，操作安全，便于搬运、安装紧固到注射机上。4.技术要求：要求塑件外表面光滑美观，色泽鲜艳，没有斑点及熔接痕，未标注公差取MT7级精度。5.设计目的：综合运用在学习期间所学的理论知识和技能，通过独立思考和动手实践，熟悉设计开发模具的过程，检验学习成果，为步入工厂进行实践工作打下坚实的基础。6.设计要求：设计光盘注射模具，绘制注射模装配图1张、工作零件和非标零件图2～4张，编制模塑成型工艺卡1份，成型零件机械加工工艺过程卡2～3份，编写设计计算说明书1份（20页以上）。7.设计时间：一个月湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-5-272/18/2020二、序言塑料工业是一门新兴工业，是随着石油工业发展应运而生的，自塑料问世以来，塑料工业得到了日新月异的发展。塑料制件在工业中的应用日趋普遍，这是由于它们具有一系列特殊的优点所决定的。塑料密度小、质量轻，在同样体积下，塑料制件比金属制件轻得多，这就是“以塑代钢”的优点。塑料的绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有良好的耐腐蚀能力，此外，塑料减摩、耐磨及减震、隔音性能好。因此，塑料已代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各部门不可缺少的一种化学材料，并跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料作为一种新的工业材料，由于其不断被开发与应用，加之成型工艺不断成熟与完善，极大地促进了塑料成型模具的开发与制造。模具是工业生产中的重要工艺装备，对于我国塑料模具的发展自90年代以来已经进入一个新的阶段。为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术成朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-6-272/18/2020方面的开发已经成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外塑料成型行业在改进和提高模具设计与制造方面投入了大量的资金和研究力量，取得了许多成果。我这次毕业设计的课题是灭火器筒座注射模。主要从塑件性能及它的用途为出发点，对塑件材料的性能及产品结构进行了分析，确定了模具设计方案，进行了工艺设计及模具结构设计，分析了模具的工作原理与工艺规程，并进行了总结，其具体过程请详阅说明书。由于本人编写水平有限、时间仓促，文中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师批评指正。湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-7-272/18/2020三、产品工艺性及结构分析1.塑件材料分析1）聚碳酸酯（PC）的基本特性:本产品采用聚碳酸酯制造，聚碳酸酯是一种良好的热塑性工程塑料，密度1.20g/cm3,它韧而刚抗冲击性好，成型零件可达到很好的尺寸精度并在很宽的温度变化范围内保持其尺寸的稳定性。成型收缩率恒定为0.5%～0.8%。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。脆化温度在-100°C。长期工作温度达120°C。聚碳酸酯的吸水率较低。其最大的缺点是塑件易开裂，耐疲劳强度较差。另外聚碳酸酯的机械性能差。2）成型特点：成型特点:聚碳酸酯虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝，气泡及强度下降现象；聚碳酸酯熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，所以，成型时要求有较高的温度和压力，且其熔融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加融熔塑料的流动性。塑件须经退火处理湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-8-272/18/20203）成型应注意的事项：①熔体的流动性差，用较高的力才能充满模腔，成型温度范围宽，成型困难；②浇注系统比表面积小，散热速度慢，温度调节系统应能较好地控制制品冷却速度，并保证冷却速度均匀。③塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。2.塑件结构分析该塑件产品如上图所示，产品的外形为回转体，结构较简单，壁厚较均匀，查教科书表3—13，符合最小壁厚要求；塑件型腔尺寸较大，有尺寸不等的孔，根据塑件的材料性能及塑件的结构，该塑件采用注射成型，从使用性能来看是在常温下使用，尽量采用较低精度，精度等级为MT7级，表面质量要求不高，粗糙度Ra为0.8µm。3.塑件尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所以尺寸均为自由尺寸，按MT7查取公差，查教科书表3—8，主要尺寸公差标注如下湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-9-272/18/2020（公差单位：mm）：塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值。把塑件外形尺寸标上偏差值，有这些尺寸：Φ12002.1、2.1019.0、13.2019.0。塑件内形最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。把塑件内形尺寸标上偏差值，有这些尺寸：Φ1534.00、Φ3050.00、5.3257.00。四、模具设计方案方案一：该制件形状较简单，采用一模一腔，自动脱模；方案二：采用一模多腔，自动脱模。方案分析：方案一模具整体结构较简单，加工制作容易，成本低，但生产效率低，适用于小批量生产；方案二采用一模多腔结构，模具的布局较为复杂，从而增加了模具整体的复杂性，外形结构尺寸扩大，安装、调试、搬运和维修不方便，制造成本较高。经方案一和方案二的综合对比，根据产品的年产量10湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-10-272/18/2020万件，最终确定选用方案二的模具结构。五、工艺设计1．型腔布局1）型腔数目的确定：根据塑件的几何结构特点，尺寸精度要求，批量大小，模具制造难易，模具成本等，确定型腔数量及其排列方式，采用一模四腔，布局在型腔板四周。2）型腔的布局图如下：湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-11-272/18/20203）分型面的确定：分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺密切关系，并且直接影响着塑件的脱模。选分型面时，一般应遵循以下几项基本原则：①分型面应选在塑件外形最大轮廓处；②确定有利的留模方式；③保证塑件的精度和外观质量要求；④便于模具制造；⑤尽量减少塑件在合模分型面上的投影面积；⑥应有利于排气。根据以上要求，分型面如下图所示:湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-12-272/18/20204）塑件需求量及成型工艺参数：①根据估算塑件体积V塑=13.3cm3；由聚碳酸酯（PC）的密度为1.2g/cm3，得其质量m塑=13.3×1.2=16g；浇注系统凝料质量目前还是未知数，可按塑件质量0.6倍计算：即m浇=0.6m塑=0.6×16=9.6g塑料需求总量为M总=m塑+m浇=4×16+4×9.6=102.4g②由《塑料成型工艺与模具设计》查表3—1，得PC得注射工艺参数：注射机类型螺杆式螺杆转速（r/min）20～30喷嘴形式直通式湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-13-272/18/2020喷嘴温度(℃)220～240料筒温度(℃)前段230～250中段2400～260后段210～230模具温度(℃)60～80注射压力（MPa）80～130保压力（MPa）40～60注射时间（s）0～5保压时间（s）20～40冷却时间（s）20～40成型周期（s）50～902．注射机的初步选择根据塑料熔体总质量应有M总≤80%MM——注射机的额定注射量102/0.8g125g根据以上条件可选择注射机型号为XS—ZY—125，其技术要求规格如下：额定注射量125cm3螺杆直径42mm湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-14-272/18/2020注射压力120MPa注射行程115mm注射时间1.6s注射方式螺杆式合模力900KN最大成型面积320mm最大开（合）模行程300mm模具最大厚度300mm模具最小厚度200mm动、定模固定板尺寸428×458mm合模方式液压-机械机器外形尺寸3340×750×1550mm3．浇注系统与排溢系统的设计1）主流道的设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道需设计成圆锥形，锥角为2°～6°，表面粗糙度Ra0.8µm，主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度压力湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-15-272/18/2020的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢，如T8、T10A等，热处理要求淬火53～57HRC，主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相接的注射机喷嘴为同一轴心线。主流道衬套如下图所示：主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.5～1）=5mm主流道球面半径SR=喷嘴球面半径+（1～2）=19mm球面配合高度h=4mm主流道锥角a=3°主流道长度L=62mm湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-16-272/18/2020主流道大端直径D=d+2Ltga/2=6.8mm2)分流道设计所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小。根据模具设计结构及产品结构，该塑件设计四条分流道。由于梯形截面分流道加工容易，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大，采用下面经验公式可确定其截面尺寸：B=0.2654m4l=0.2654×4×3.16=3.354H=2B/3=2.2363）浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。①浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求不高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提，可选择的浇口形式有教科书表5—4几种方案。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口。②进料位置的选择湖南机械工业技术学院机械系模技08-1班毕业设计-17-272/18/2020根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设在