55灭火器注塑模设计

灭火器注塑模设计绪论模具是一种以特定形状，通过一定方式能使原材料成形的专用工艺装备。利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得较高的经济效益。因此，模具成型方法在现代工业的主要部门，如机械、电子、轻工、交通和国防工业中得到极其广泛的应用。由此可见，利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，她对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都有决定性意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为：“关键工业”，美国把模具称为“美国工业的基石”把模具工业视为“不可估量其力量的工业”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具工业视为“整个工业发展的秘密”。由于模具工业的重要性，模具成型工艺在我国各个部门得到了广泛的应用，使得模具行业的产值已经大大超过机床产业的产值。这一情况充分说明在国民经济蓬勃发展的过程中，模具工业正逐渐明显地成为技术、经济和国力发展的关键。我国的模具工业发展大今天经历了一个艰辛的历程。解放前，由于我国工业基础薄弱，模具使用得很少，即使使用，模具也都是由个体的模具作坊制作的。模具结构简单，精度很低，模具形式多为冲压模，根本谈不上有什么模具工业。解放后，由于经济恢复的需要，在人民政府的组织下发展了模具工业，在技术上取得了明显的进步：冲模的结构由单工序模向复合模发展，并可生产少量的级进模；因此在加工精度和加工效率上都迈出了一大步。改革开放后，模具工业在我国的发展如虎添翼，各种模具像雨后春笋般的发展，无论从模具结构的复杂程度，还是从模具的精度上都在国际有一定的水准，模具行业得到的发展和所取得的成就是有目共赌的，在此不用赘述。我国是模具制造的大国，但还不是强国。在今后要在尽可能短的时间内赶上世界先进水平，还应从以下几个方面采取措施：1．进行专业化、标准化生产。要使模具技术高速度发展，国外的经验表明：实现专业化、标准化生产是关键。要实现模具专业化生产，前提是要模具标准化。有了模具的各项的标准，才可能采用专用的先进生产设备和技术，建立专门的机械化和自动化的生产线，才可能采用高精度的、专用的质量检测手段，从而实现提高模具质量、缩短生产周期、降低制造成本的目的。2．采用先进的制造技术。3．研制和发展模具用材料。模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要方面，没有充足的、高质量的、品种系列齐全的模具用材料，模具工业要赶上世界先进水平只能是纸上谈兵。4．进一步推广应用CAD/CAM。随着计算机技术的发展，计算机已应用到国民经济的各个部门，其中也包括模具工业。模具CAD/CAM是模具生产全盘自动化的根本措施，也是模具生产的重大技术革命。5．加强模具技术人才的开发。为了顺应当前高职高专的教育发展形式、人才培养目标和积极响应学校教育教学环节，本着提高自己专业素养和职业技能的原则，本着对工作认真严谨，求真务实的态度，现将完成“灭火器注塑模”这一课题的毕业设计。这一次的毕业设计是大学阶段的最后一次技能练习，也是即将踏向社会，走向工作岗位的一张入场券。因此，也可以说这次毕业设计是为我们就业所打开的一扇窗户。它所要用到的知识是各个专业知识的大熔炉，通过它，可以将以前所学的分散的知识点进行整合和归于系统化，通过它，可以加深对所学课程的印象，通过它，可以温故而知新。再次，通过这次模具设计将使我产生一种很深的认识，那就是模具设计必须尽可能标准化。因此，在工作过程中，提高了我查阅各种手册和标准的能力，这对以后的实际工作是大有裨益的。本课题的设计是塑料模具，其目的和应该具备的能力有：看懂图纸并能够表达视图，了解塑料的性能，了解成型设备以及能够选择，熟悉掌握注塑件结构与模具的关系，熟悉模具结构。这是完成本课题设计所应具备的最基本的技能。设计程序为：接受任务书；调研、消化原始材料；选择成型设备；在设计模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能和特点。然后是拟订模具结构方案，包括塑件成型、型腔布置、选择分型面、确定浇注系统、选择脱模方式、模温调节、确定主要零件的结构与尺寸、支承与联结；接着是方案的讨论与论证；绘制模具装配草图及装配图；绘制零件图；编写设计说明书；最后是模具制造、试模与图纸修改。第1章模塑工艺规程的编制该塑件是灭火器，其零件图如下所示。本塑件的材料采用PP1340，生产类型为中批量生产。图1塑件图1.1塑件的工艺性分析1.1.1塑件的原材料分析塑件的材料采用PP1340，属于热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料具有刚性好、耐热性强、化学稳定性较好等优点，机械性能比聚乙烯好，是理想的绝缘材料；从成型性能上看，熔料的流动性较好，容易成型，成型性能较好。另外，该塑料在成型时易产生变形、缩孔等缺陷，成型温度低时，方向性明显，易产生内应力。因此，在成型时应注意控制成型温度，冷却速度不宜过快。1.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析。(1)结构分析。从零件图上看，该零件总体形状为柱状，内部掏空，形似旋转体。在高度方向上是阶梯形，顶部有一阶梯孔，外形尺寸为Φ50mm,孔大孔尺寸为Φ34mm,孔深10mm,底部高82mm，底部边缘有一环形凸缘，制件总高度为100mm。底部内孔 45 0 20 0 90 ..+-φ制件外壁对称分布有四个通孔。因此，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构。该制件属于中等复杂程度。(2)尺寸精度分析。该零件重要尺寸，如 45 0 20 0 90 ..+-φmm，50mm，100mm的尺寸度为MT3级（GB/T14486-1993）。次要尺寸，如24mm，10mm,82mm的尺寸精度为MT4（GB/T14486-1993）。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应个模具的相关的零件的尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚来看，壁厚最大处为11.3mm，最小处为8mm，且制件的多数部位为8mm，所以说制件的壁厚较均匀，零件的成型不是很困难。(3)表面质量分析。该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有缩孔外，没有其他特别的表面质量要求，故比较容易得到保证。综合上述分析可以看出，注塑成型时，在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型且生产出合格制件的要求可以得到保证。1.2计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及注塑成型参数。计算塑件的体积：V=121350.54mm 3 （过程略）计算塑件的质量：根据设计手册查得PP1340的密度为1.04～1.05kg/dm 3 ，现取密度为1.04kg/dm 3 。故塑件的质量为：W=ρv=1.04×121350.54×10 3-=126.20g采用一模一腔的模具结构，考虑其外形尺寸、注塑时所需压力等情况，初步选用注塑机为XS-ZY-250型。1.3塑件注塑工艺参数的确定查手册可知，增强聚丙烯PP1340的成型工艺参数可做如下选择，试模时，应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t 1 选用230℃；中段温度t 2 选用240℃；前段温度t 3 选用260℃；喷嘴温度：选用230℃；注射压力：选用100MPa;保压：选用72MPa;保压时间：选用10s;冷却时间：选用30s。第2章注塑模的结构设计注塑模的结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定，型腔的排列方式，冷却水道的布置，浇口位置设置，模具工作零件和结构设计，侧向分型与抽芯机构设计，推出机构的设计等内容。2.1分型面的选择模具设计中，分型面的选择很关键，它在很大程度上决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来确定分型面。分型面的选择应遵循以下原则：1）制品或制品组件（含嵌件）的正视图应尽量相对于注塑机的轴线对称分布，以便成型。2）制品的方位应便于脱模，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模。3）当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案。4）长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个方向开模的，应将管接头的长轴安置在与模具的开模相垂直的方向。这样可以减少模具厚度，便于开模和取出制品。但必须设置抽芯机构。5）如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的布置有专门的要求。6）最后制品位置的选定，应结合浇口位置，温调系统布置以及制品的外观要求等综合考虑。综合以上要求，灭火器的分型面作出如下选择2.2确定型腔的排列方式本塑件采用一模一腔。塑件布置在模具中心，注射压力平衡，流道支路平衡，生产出合格的制件容易得到保证。且制件的四周互成90度分布有四个通孔，因此必须设置抽芯机构，抽芯机构采用的是斜导柱滑块侧向分型抽芯机构，模具具有中等复杂程度。如果设置成一模多腔，会造成：模具的复杂程度提高，模具的设计及制造成本将成倍增长且生产出来的制件质量不容易保证。综合上述因素，采用一模一腔的型腔布置具有较好的经济性。图2分型面的选择2．3浇注系统设计(1)主流道设计。根据设计手册查得XS-ZY-250型注塑机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：d 0 =Φ4mm喷嘴前端球面半径：R 0 =18mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R 0 +(1～2)mmD=d 0 +(0.5～1)mm现取主流道的小端直径d=Φ4.5mm;取主流道球面半径R=19mm;为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为20～40，现取2°，经换算得主流道大端直径为D=Φ10mm。因此，该模具的浇注系统是主流道式的浇注系统，没有分流道，故无须设计分流道。(2)浇口设计。根据塑件的成型要求及制件的特点，该塑件采用圆环形的浇口较为理想。查表初选环形浇口长度为0.75mm，在试模时修正。2.4抽芯机构设计本塑件的侧壁有四个通孔，它们均垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中脱出。因此，成型四个通孔的零件必须做成活动的型芯，即作成滑块。本副模具采用斜导柱滑块抽芯机构。2.4.1确定抽芯距抽芯距一般应大于成型孔（或凸台）的深度，本塑件的侧壁通孔深度均相等，均等于侧壁的厚度8mm。考虑到抽芯时的安全，另加3～5mm的抽芯安全系数，因此可取抽芯距S抽=12mm。2.4.2确定斜导柱倾角斜导柱的倾角α是抽芯机构的主要技术数据之一，它与抽拔力及抽芯距离有直接关系。一般取α=15°～25°,本模具选取α=20°。2.4.3确定斜导柱的尺寸斜导柱的直径取决于抽拔力及其抽拔角度，可按设计资料的有关公式进行计算。本副模具经验估值，取斜导柱的直段部分直径D=Φ25mm,折弯部分d=Φ20mm,以后可以修正。斜导柱的长度应根据抽拔距、固定端模板的厚度、斜导柱的直径及斜角大小确定。直段部分的长度：L=L 1 +L 2 -4mm=32+85-4=113mm;其中：L 1 ----定模板厚度L 2 ---滑块以上的型腔板厚度4-----斜导柱直段部分端面与滑块间的间隙折弯部分的长度：L=D/cos20°+S/sin20°+4mm=48/cos20°+12/sin20°+4mm=90mm其中：D----滑块的厚度S----抽拔距4----留出的安全裕度2.4.4滑块和导滑槽设计(1)滑块与型腔板的连接方式设计。本模具的侧向抽芯机构主要是用于成型零件的侧壁通孔，由于侧向通孔的尺寸大小中等，考虑到型腔板的强度及装配问题，采用组合式结构，型腔板与滑块的连接采用镶嵌方式。(2)滑块的导滑方式。本模具为使之结构紧凑，降低模具装配复杂程度，拟采用整体式滑块和整体式导向槽的形式。(3)滑块的导滑长度和定位装置设计。本副模具由于侧抽芯距较短，故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。滑块的定位采用限位拉杆的限位与定位。2.5成型零件结构设计2.5.1型腔的结构设计本副模具模具采用的是一模一腔的结构形式，考虑到加工的难易程度，材料的利用