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塑料模具课程设计(带模流分析).doc
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塑料模具课程设计(带模流分析).doc
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景德镇陶瓷大学
专业课程设计
题 目: 铅笔盒注塑模设计
学 号:
姓 名:
院 (系):
专 业:
完成日期:
指导教师:
1
前 言 ..............................................................................................................................................................3
第一章 塑料制件的工艺性分析 ..................................................................................................................3
1.1 制件原料的工艺性 ............................................................................................................................3
1.2 塑料制件的结构工艺性 ....................................................................................................................3
第二章 初步选择注射机 ..............................................................................................................................4
2.1 制品 ABS 的注塑成型参数 ..............................................................................................................4
2.2 计算制件的体积和质量 ....................................................................................................................4
2.3 选择注射机 ........................................................................................................................................5
2.4 确定型腔数量 ....................................................................................................................................5
2.5 确定分型面 ........................................................................................................................................6
2.6 型腔的布局 ........................................................................................................................................6
第三章 浇注系统设计 ..................................................................................................................................7
3.1 主流道的设计 ............................................................................................................................7
3.2 分流道的设计 ............................................................................................................................9
3.3 浇口的设计 ................................................................................................................................9
3.4 冷料穴的设计 ............................................................................................................................9
第四章 冷却系统设计 ..................................................................................................................................9
4.1 冷却系统的设计准则 ..............................................................................................................10
4.2 冷却系统参数的计算 ..............................................................................................................10
4.2.1 冷却介质 ...............................................................................................................................10
4.2.2 冷却水体积流量的计算 .......................................................................................................10
4.2.3 冷却管道直径 .......................................................................................................................10
4.2.4 冷却回路所需的总表面积 ...................................................................................................10
第五章 铅笔盒模流分析模拟 ..................................................................................................................11
5.1 网格分析 ..................................................................................................................................12
5.1.1 模型的导入 ...........................................................................................................................12
5.2.1 网格划分 ..............................................................................................................................12
5.2 最佳浇口位置分析 ..................................................................................................................13
5.3 成型窗口分析 ..........................................................................................................................14
5.3.1 区域分析 ...............................................................................................................................15
5.3.2 制件质量分析 .......................................................................................................................15
5.3.3 注射压力分析 .......................................................................................................................15
5.3.4 最低流动前沿温度分析 .......................................................................................................16
5.3.5 最大剪切应力分析 ...............................................................................................................16
5.3.6 最大冷却时间分析 ...............................................................................................................17
5.4 充填分析 ..................................................................................................................................18
5.4.1 充填时间分析 .......................................................................................................................18
5.4.2 气穴位置分析 .......................................................................................................................18
5.4.3 熔接痕 ...................................................................................................................................19
5.4.4 流动前沿处的温度 ...............................................................................................................20
5.4.5 充填分析过程信息 ...............................................................................................................20
第六章 成型零件设计 ................................................................................................................................21
2
6.1 成型零件的结构设计 ......................................................................................................................22
6.1.1 凹模的结构设计 ...........................................................................................................................22
6.2 成型零件工作部分尺寸的计算 ......................................................................................................22
6.2.1 型腔径向尺寸 ...............................................................................................................................22
6.2.2 型芯径向尺寸 ...............................................................................................................................23
6.2.3 型腔深度尺寸 ...............................................................................................................................23
6.2.4 型芯高度尺寸 ...............................................................................................................................23
6.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 ..................................................................................................24
6.3.1 模具型腔壁厚度的计算 ...............................................................................................................24
6.3.2 模具型腔底板厚度计算 ...............................................................................................................24
6.4 合模导向机构设计 ..........................................................................................................................24
6.5 推出机构的设计 ..............................................................................................................................25
6.5.1 脱模力的计算 ...............................................................................................................................26
6.5.2 推出机构的设计 ..........................................................................................................................26
6.6 模架专用零件选取 .........................................................................................................................26
6.6.1 定模座板 ......................................................................................................................................26
6.6.2 定模板 ..........................................................................................................................................26
6.6.3 动模板 ...........................................................................................................................................26
6.6.4 垫块 ...............................................................................................................................................26
6.6.4 动模座板 .......................................................................................................................................26
6.6.5 推板 ...............................................................................................................................................27
6.6.6 推杆固定板 ...................................................................................................................................27
6.7 注射机模具安装尺寸的校核 .........................................................................................................27
6.7.1 喷嘴尺寸的校核 ...........................................................................................................................27
6.7.2 定位环尺寸校核 ...................................................................................................................27
6.7.3 模具厚度校核 ...............................................................................................................................27
6.7.4 开模行程的校核 ...........................................................................................................................27
6.7.5 注射机与模具安装尺寸的校核 ...................................................................................................27
6.7.6 最大注射量校核 ...........................................................................................................................28
6.7.7 注射压力校核 ...............................................................................................................................28
6.7.8 塑件在分型面上的投影面积校核 ...............................................................................................28
6.7.9 锁模力的校核 ...............................................................................................................................28
6.7.10 顶出装置的校核 .........................................................................................................................29
第七章 模具的工作过程 ............................................................................................................................29
7.1 模具合模与锁紧 ..............................................................................................................................29
7.2 模具成型过程 ..................................................................................................................................29
7.3 模具开模过程 .................................................................................................................................29
7.4 模具复位过程 ..................................................................................................................................32
结 论 ............................................................................................................................................................32
参考文献 ........................................................................................................................................................33
3
前 言
现今我国模具工业呈现新的发展特点与趋势,结构调整等方面取得了不少成绩,信息社会经济
全球化不断发展进程,模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快
速方面发展。伴随着产品技术含量不断提高,模具向着信息化、数字化、精细化,自动化方面发展;
模具企业向着技术集成化、设备精良化,产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。
随着汽车、IT 电子、航空等相关行业领域高速发展,我国模具行业日新月异、高技术含量模具
成为“十二五”发展重点。未来中国将重点发展高技术含量模具,模具产品向轻巧、精美、快速高
效生产、低成本与高质量方向发展。
第一章 塑料制件的工艺性分析
1.1 制件原料的工艺性
ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。ABS 的特性主要取决于三种单体的比
率以及两相 中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场 上百
种不同品质的 ABS 材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等 到高等的抗冲击性,
从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS 材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优
异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。
干燥处理:ABS 材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为 80~90C 下
最少干燥 2 小时。材料温度应保证小于 0.1%。 熔化温度:210~280C;建议温度:245C。 模具温
度:25…70C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 注射压力:
500~1000bar。 注射速度:中高速度。
1.2 塑料制件的结构工艺性
图 1-1 零件图
4
图 1-2 铅笔盒三维图
1 脱模斜度
塑件冷却时的收缩会让塑件抱紧住模具型芯或型腔中的凸起部分,因此,为了方便从塑件
中抽出型芯或从型腔中脱出塑件,防止脱模时拉伤塑件,在设计时,必须使塑件内外表面沿脱
模方向留有足够的斜度,在模具上即称为脱模斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料
的收缩率。查《塑料模计手册》,查得 ABS 的脱模斜度为 30′-1°。
2 外形尺寸
铅笔盒塑件是一个结构简单无规则产品。铅笔盒高 18mm,长 188mm,宽 70mm,壁厚
2mm,铅笔盒有一个通孔。所有尺寸都未标注公差,建意采用公差等级 MT5。外观要求没有缺
陷、飞边、毛刺。塑料件没有特别的表面质量要求,故比较容易实现。
经过以上分析可知,只要在合理的工艺参数下注射时,成型塑件的质量跟性能都能保证。
第二章 初步选择注射机
2.1 制品 ABS 的注塑成型参数
注射机类型:螺杆式
螺杆转速(r/min):20~40
喷嘴形式:直通式
料筒温度:前 2180~220℃
中 265~180℃
后 150~170℃
模具温度:75~85℃
2.2 计算制件的体积和质量
使用三维画图软件 UG6.0 对塑件进行质量属性分析,得出塑件的体积 V 为 63.45cm
3
。使用材
料 ABS 的密度为 1.05g/cm
3
。根据公式得出塑件质量为 m=1.05g/cm
3
×63.45cm
3
=66.62g。浇注系统
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