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塑料模具设计说明书设计题目:专业模具设计与制造成员朱志2009624005赖桂勇2009624012李明星2009624014吴福华2009624015指导老师:李顺军2010年12月20日模具综合实训任务书设计题目零件图
(1)零件材料ABS材料
(2)生产批量大批量
(3)未标注公差按IT6级取实训内容
(1)使用CAD/CAM软件(如Pro/EUG等三维设计软件)绘制产品三绘图一张
(2)根据零件特征,进行工艺设计
(3)模具总体结构设计,绘制二维模具装配图
(4)所有非标准模具零件的二维工程图和三维图;尺寸、公差标注正确,技术要求正确,技术要求完全
(5)设计说明书一份)指导老师教研室主任目录第一章零件工艺性分析……………………………………………………
1.1材料性能和成型特性…………………………………………
1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量的分析…………………
1.3塑件尺寸精度的分析…………………………………………
1.4表面质量的分析………………………………………………第二章注塑机的选用………………………………………………………
2.1塑件的体积重量………………………………………………
2.2初选注射机……………………………………………………
2.3型腔数的确定…………………………………………………
2.4确定型腔的分布方式…………………………………………第三章模具设计的有关计算………………………………………………
3.1成型零件的结构设计…………………………………………
3.2型腔型芯和侧抽芯工作尺寸的计算…………………………
3.3侧抽芯相关尺寸的确定………………………………………
3.4型腔侧壁厚度和底板厚度的计算……………………………第四章模具结构设计………………………………………………………
4.1分型面的确定…………………………………………………
4.2浇注系统的形式和浇口的设计………………………………
4.3脱模机构的设计与计算………………………………………
4.4排气系统的设计………………………………………………
4.5推出机构的设计………………………………………………
4.6侧向分型与抽芯机构的设计…………………………………
4.7合模导向机构的设计…………………………………………第五章模具总体尺寸的确定,选择模架…………………………………
5.1选择模架………………………………………………………
5.2模具总体尺寸的确定…………………………………………第六章注塑机的参数校核…………………………………………………
6.1工艺参数的校核………………………………………………
6.2安装参数的校核………………………………………………第七章工作零件加工工艺过程编制………………………………………第八章模具设计与制造技术性、经济性分析……………………………参考文献…………………………………………………………一.塑件的工艺性分析1.塑件的原材料分析,如图所示塑件品种结构特征使用温度化学稳定性性能特点成型特点ABS热塑性塑料线性结构非结构性小于70度较好比较稳定机械强度较好有一定的耐磨性但耐热性差吸水性强成型性能好,成型前要干燥结论该塑料有良好的工艺性能,适宜注塑成型,成型前要干燥处理
2.塑件的尺寸精度分析该塑件有5个重要尺寸,按照MT3级设计都属于中等精度等级,在模具设计和制造的过程中要严格的保证这5个尺寸精度要求,确保零件的适用性其余的不作要求,可按照MT4或MT5来做即可
3.塑件的表面质量分析该塑件是一个USB外壳,对其表面质量的要求很高,要求美观无斑点无融接痕,表面质量要求达到Ra
0.8—
1.6,塑件的内部保证套的进去即可除了上述的要求外,粗糙度在Ra
1.6—
3.2就行了
4.塑件结构工艺性分析此塑件为壳类零件,总体尺寸不大不小,塑件的成型工艺性较好分上下两部分下部分为正方形,厚度为2mm,且四角有固定螺孔,因为有四个尖角,所以成型他的模具工作零件要用线切割成型才可以板上还有4个加强筋凸台要求光洁度高且美观上面是一个杯状壳体厚度为3mm,搞为25mm,有5度的斜度在加工过程中要求轮廓要清晰二.成型设备的选择与模具工艺参数的编制
1.计算塑件的体积根据UG里的质量分析可以直接得到塑件的体积为V1=
66051.4浇注系统的体积V2=1680所以一次注射的体积为V=V1+V2=
67731.42计算塑件的质量根据ABS的密度是
1.05/,又公式M=V.p可计算得塑件的质量M1=V1*p=703g塑件与浇注系统的总质量M=V*p=
711.18g
3.选用注射机根据塑件的形状及尺寸大小,取一模四腔的模具结构在书中找到相应的成型设备,选取螺杆式注射成型机XS—ZY--
125.
4.塑件的注射成型工艺参数如表2所示,实模时,可根据情况适当的调整;模塑成型工艺如表3所示表二ABS塑件的注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度80-85℃时间2-3h成型时间S注射时间
1.8保压时间2-7冷却时间50-150总时间60--160料筒温度℃后段150-170中段165-180前段180-220螺杆转速r/min10-140喷嘴温度℃170-180后处理方法红外线烘箱温度℃80时间h2-4模具温度℃50-80注射压力150表三USB外壳模塑工艺卡十堰职业技术学院后座注射工艺卡片资料编号寝室学生制作共页第页零件名称后座材料牌号ABS设备型号XS-ZS-22装配图号材料定额每模件数2零件图号单位质量
711.18g工装号材料干燥设备岷山DB-2温度80-85℃时间2-3h料筒温度后段150-170℃中段165-180℃前段180-220℃喷嘴170-180℃模具温度50-80℃时间注射
1.8保压2-7冷却50-150压力注射压力150背压MP后处理温度烘箱80时间定额辅助时间2-4h单件检验编制校对审核组长教导老师涂文斌赵明炯三.模具结构方案的确定1.分型面的选择分型面应该选择在外围的最大处,且尽量取在料流末端,利于排气,而且保证塑件的表面质量,分型面如图所示
2.型腔数量的确定及型腔的排列该塑件的尺寸相对适中,可以采用一模4腔,型腔布置在模具的中间,有利于排气和模具的质量平衡,但该塑件有2个鈎,需要用到斜顶杆,
3.浇注系统的设计模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为R=R0+(1-2)=5+2=7mm;模具浇口套主流道小端半径d与喷嘴出口直径d0的关系为d=d0+
0.5=
4.5mm;流道是圆形,锥度是3度;分流道是半圆形,半径为R=3;浇口用下浇方式,从塑件的上边边流入,如图
4.型芯型腔的确定考虑到模具的工艺性,型腔和型芯都采用组合式结构如下
5.推出方式的选择次模具的型芯在动模,开模后,塑件由于有斜顶杆,留在动模根据素间的特点,可选择用推杆推出机构
6.模架的制作模架如图所示,采用一模4腔采用斜顶杆模架选用大水口类型的,所以选用“HASCO-E296*396”其含义是296*396------模架的长和宽分别是296mm和396mm.46----------上模板厚46mm27----------动模板厚2mm四.成形零件的尺寸计算工件尺寸如图所示将图中的尺寸分为两类一类是在第一步中,自己设计的尺寸公差,也就是在工件上精度相对较高,在进行着一类的计算时,既要考虑到收缩量,又要考虑到磨具的摩擦,按照平均值方法计算出这一类的尺寸,这可以有效地保证模具的精度和寿命,图表如下·类型塑件的尺寸计算公式制造公差Z收缩率Scp℅计算结果型芯径向尺寸/M=/S+/S*Scp℅+
0.75*△=(12+12*
0.006+
0.75*
0.12Z:IT6级精度Scp℅=
0.6℅/M=/S+/S*Scp℅+
0.75*△=(15+15*
0.006+
0.75*
0.12/M=/S+/S*Scp℅+
0.75*△=(
45.5+
45.5*
0.006+
0.75*
0.22型腔径向尺寸LM=Ls+Ls*Scp℅-
0.75*△=(70+70*
0.006-
0.75*
0.26)Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅注
1.△塑件见的公差,塑件上未标注的公差按MT5级制造
2.模具制造公差Z一般取1/3—1/4△考虑到模具的加工制造精度,在此,Z取IT6-IT7级精度
3.当Z取降级加工精度,其公差则大于1/3—1/4△时,Z取1/3—1/4△第二类尺寸是没有标注的尺寸,它的要求相对没有第一类的要求高在实际生产过程中,为了计算方便,这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩率,公差还是按照经济制造精度取,如下表类型塑件上的尺寸计算公式制造公差Z收缩率Scp℅计算结果型芯尺寸
5.5/M=/S+/S*Scp℅Z/2Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅
5.
5330.
00651.
551.
8050.
01522.
0120.
00544.
0240.006型腔尺寸28Lm=Ls+Ls*Scp℅Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅R
33.
01855.032054Lm=Ls+Ls*Scp℅Z/2Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅
54.
3240.015五.注塑机的有关参数的考核XS—ZY--125注塑机的主要参数如表标称注射量-192定位孔直径55mm最大开模行程300mm喷嘴球头直径12mm最大开模高度300mm喷嘴孔直径4mm最小开模高度200mm中心顶干直径50mm模板最大安装尺寸42mm8*428mm顶出行程0—110mm
1.注射量的校对上述塑件鱼浇注系统的总体积为V=
67731.4=
67.7314小于主注射机的标称注射量192所以符合
2.模具的闭合高度的校核由装配图可知模具的闭合高度H闭=230mm最小的装模高度Hmin=200mm最大装模高度Hmax=300mm,能够满足HminH闭Hmax的安装条件
3.模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为250*350,注射机的模板最大安装尺寸为428mm—458mm,故能满足要求模具定位圈的直为80mm=注射机定位孔直径80mm符合安装要求;浇口套的球面半径为7mm喷嘴球面半径6mm符合浇口套小端径孔径
4.5mm喷嘴孔直径4,符合要求
4.模具开模行程校核如图所示,模具的开模行程S模=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的高度+(5—10)=25+70+40+8=142mm注射机的最大开模行程S=300mmS摸=142mm.
5.顶出部分的校核模具上顶件杆孔直径为60注射模的中心顶杆50mm注射机的最大顶出距离158mm模具模具上所需要的最小顶出距离25mm
7.模具工件图及模具零件制造工艺25斜导柱224型腔223浇口套固定螺钉222浇口套121固定圈120固定螺钉619定模座118型腔固定板117型芯固定板116垫板215支撑板114垫块213动模座112固定螺钉411固定杆610导销49拉料杆18推杆87推板16推杆固定板15弹簧44型芯23斜滑槽22斜滑块21斜挡块2序号名称尺寸材料数量后座十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号
2.型芯零件图及其工艺型芯十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料T10A件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料T10序号工序名称工序内容1备料毛坯130*50的圆料2热处理退火3数控车床车两端面见平车小圆保证尺寸及斜度车令一端,保证尺寸4数控铣床铣4的3个凸台铣5的4个凸台5钻床1.钻6的4个穿孔6热处理低温淬火+低温回火HBS58-627磨修正尺寸
3.型腔的图及其工艺型腔十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料T10A件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料T10序号工序名称工序内容1备料毛坯尺寸为130*130*502热处理退火3数控铣床铣6个平面见尺寸铣R12的2个圆角钻16的孔并扩成
17.5的孔高度为3mm铣变长为75mm深为5mm的凹槽4电火花加工中间的斜凹坑加工4个加强筋槽加工流道5热处理低温淬火+低温回火HBS58-626磨修正尺寸
1.斜滑块零件图及其工艺支撑板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料45件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料45钢硬度HRC40-48序号工序名称工序内容1备料尺寸为;90*60*502数控铣
1.铣各个面保证尺寸铣成
79.5*50*
452.铣20度的斜面
3.铣底板
4.重固定,铣凸台.3钻床钻15度的斜孔.4钳工修正尺寸5热处理淬火+高温回火
5.型芯固定板零图及工艺型芯固定板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料45件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料45钢硬度HRC42-50序号工序名称工序内容1备料尺寸为360*100*302数控铣铣材料的6面保证尺寸铣侧面凹槽钻6和10的通孔钻
12.5的孔,将上面的扩成
15.7的孔4热处理淬火+高温回火5钳工修正孔及尺寸
6.定模座零图及工艺型芯固定板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料45件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料45钢硬度HRC40-48序号工序名称工序内容1备料尺寸为;360*320*302数控铣
1.铣各个面保证尺寸
2.铣反面的凹槽
3.铣中心孔
57.5mm及
50.5mm3钻床钻M16的6个孔.4个M10的销孔在凹槽处钻M
10.5mm的孔见尺寸钻中心孔
17.5mm4钳工修正尺寸5热处理淬火+高温回火
7.斜挡块零图及工艺斜挡块十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料45件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料45钢硬度HRC40-48序号工序名称工序内容1备料尺寸为;100*80*402数控铣
1.铣宽保证尺寸
2.铣33的2个面3线切割切出外形4钻床钻15mm的孔扩21的孔10mm深5钳工修正尺寸6热处理淬火+高温回火
8.拉料杆的图及其工艺型芯固定板十堰职业技术学院版本处数项目签名日期项目签名日期材料45件号设计涂文斌标准化签名日期数量比例件号校对工艺审核比准共页第页装配件号材料T8A硬度HRC45-50序号工序名称工序内容1备料备料标准顶杆12*1502线切割线切割切出图中零件塑料模作业第二份塑料模具设计与制造如图1所示塑件是个后座,材料是ABS,批量生产主要分析塑件的工艺性能,设计其模具编制模具零件的工艺性一.塑件的工艺性分析1.塑件的原材料分析,如图所示塑件品种结构特征使用温度化学稳定性性能特点成型特点ABS热塑性塑料线性结构非结构性小于70度较好比较稳定机械强度较好有一定的耐磨性但耐热性差吸水性强成型性能好,成型前要干燥结论该塑料有良好的工艺性能,适宜注塑成型,成型前要干燥处理
2.塑件的尺寸精度分析该塑件有3个重要尺寸,按照MT3级设计都属于中等精度等级,在模具设计和制造的过程中要严格的保证这3个尺寸精度要求,未注公差要求的自由尺寸,采用标准中的8级精度
3.塑件的表面质量分析该塑件是一个后座,要求制件表面无斑点,条纹,凹痕,起泡,变色等缺陷,以及有好的表面光泽度,表面质量要求达到Ra
1.6,塑件的内部无粗糙度要求
4.塑件结构工艺性分析此塑件为壳类零件,最大尺寸70mm总体尺寸不大,塑件的成型性能良好分上下两部分下部分为正方形,厚度为2mm,四角有固定螺孔,因为有四个青角,所以成型他的模具工作零件要用线切割成型板上还有4个加强筋凸台要求光洁度高且美观上面是一个杯状壳体厚度为3mm,搞为25mm,有5度的斜度在加工过程中要求轮廓要清晰成型它的可用点火花加工成型二成型设备的选择与模具工艺参数的编制
1.计算塑件的体积根据UG里的质量分析可以直接得到塑件的体积为V1=
33025.7浇注系统的体积V2=1680所以一次注射的体积为V=V1+V2=
34705.7=
34705.72计算塑件的质量根据ABS的密度是
1.05/,又公式M=V.p可计算得塑件的质量M1=V1*p=346g塑件与浇注系统的总质量M=V*p=364g
3.选用注射机根据塑件的形状及尺寸大小,取一模一腔的模具结构初步选取螺杆式注射成型机HS120AV.
4.塑件的注射成型工艺参数如表2所示,实模时,可根据情况适当的调整;模塑成型工艺如表3所示表二ABS塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度80~85℃时间2~3h成型时间S注射时间
1.5~
1.75,保压时间0~5冷却时间20~120总周期22~125料筒温度℃前段180~200中段165~175后段150~170螺杆转速30喷嘴温度℃170~180后处理方法红外线,烘箱温度70时间h2~4模具温度℃50~80注射压力Mpa60~100表三后座模塑工艺卡十堰职业技术学院后座注射工艺卡片资料编号寝室学生制作共页第页零件名称后座材料牌号ABS设备型号HS120AV装配图号材料定额每模件数1零件图号单位质量
711.18g工装号材料干燥设备岷山DB-2温度80-85℃时间2-3h料筒温度后段150-170℃中段165-180℃前段180-220℃喷嘴170-180℃模具温度50-80℃时间注射
1.8保压2-7冷却50-150压力注射压力70~100背压MPa后处理温度烘箱80时间定额辅助时间2-4h单件检验编制校对审核组长教导老师赵明炯三.模具结构方案的确定1.分型面的选择分型面应该选择在苏娟截面的最大处,且尽量取在料流末端,利于排气,而且保证塑件的表面质量,分型面如图所示该塑件的尺寸相对适中,可以采用一模一腔,型腔布置在模具的中间,有利于排气和模具的质量平衡,但该塑件有一个侧孔,需要用到侧抽心
3.浇注系统的设计模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为R=R0+(1-2)=3+2=5mm;模具浇口套主流道小端半径d与喷嘴出口直径d0的关系为d=d0+
0.5=
3.5mm;流道是半锥形,锥度是3度;采用点交口从零件的上放流入
4.型芯型腔的确定考虑到模具的工艺性,型芯采用整体式,型腔采用组合式
5.推出方式的选择此模具的型芯在动模,开模后,塑件由于有侧抽芯,留在动模根据素间的特点,可选择用推杆推出机构
6.模架的制作模架如图所示,采用一模两腔采用滑块侧向抽芯模架选用大水口类型的,所以选用“FUTABA-SB25*35403080”,其含义是25*20------模架的长和宽分别是250mm和200mm.30----------定模板厚30mm30----------动模板厚30mm75----------垫块厚75mm四.成形零件的尺寸计算工件尺寸如图所示一类是在第一步中,自己设计的尺寸公差,也就是在工件上精度相对较高,在进行着一类的计算时,既要考虑到收缩量,又要考虑到磨具的摩擦,按照平均值方法计算出这一类的尺寸,这可以有效地保证模具的精度和寿命,图表如下·类型塑件的尺寸计算公式制造公差Z收缩率Scp℅计算结果型芯径向尺寸/M=/S+/S*Scp℅+
0.75*△Z:IT6级精度Scp℅=
0.6℅12.1645.515.18型腔径向尺寸LM=Ls+Ls*Scp℅-
0.75*△Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅注
4.△塑件见的公差,塑件上未标注的公差按MT5级制造
5.模具制造公差Z一般取1/3—1/4△考虑到模具的加工制造精度,在此,Z取IT6-IT7级精度
6.当Z取降级加工精度,其公差则大于1/3—1/4△时,Z取1/3—1/4△第二类尺寸是没有标注的尺寸,它的要求相对没有第一类的要求高在实际生产过程中,为了计算方便,这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩率,公差还是按照经济制造精度取,如下表类型塑件上的尺寸计算公式制造公差Z收缩率Scp℅计算结果型芯尺寸
5.5/M=/S+/S*Scp℅Z/2Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅
5.
5330.
00622.
0120.
00544.
0240.006型腔尺寸28Lm=Ls+Ls*Scp℅Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅R
33.
01855.032054Lm=Ls+Ls*Scp℅Z/2Z:IT7级精度Scp℅=
0.6℅
54.
3240.015五.注塑机的有关参数的考核HS120AV注塑机的主要参数如表标称注射量-200定位孔直径100mm最大开模行程S320mm喷嘴球头半径6mm最大装模高度Hmax380mm喷嘴孔直径3mm最小装模高度Hmax152mm中心顶干直径25mm模板最大安装尺寸390×410mm顶出行程0~120mm
1.注射量的校对上述塑件鱼浇注系统的总体积为V=
67731.4=
67.7314小于主注射机的标称注射量200符合安装要求
2.模具的闭合高度的校核由装配图可知模具的闭合高度H闭=190最小的装模高度Hmin=152mm最大装模高度Hmax=380mm,能够满足HminH闭Hmax的安装条件
3.模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为250*200,注射机的模板最大安装尺寸为390mm~410mm,故能满足要求模具定位圈的z直径为=注射机定位孔直径,符合安装要求;浇口套的球面半径为R8mm喷嘴球面半径R6mm符合浇口套小端径孔径
3.5mm喷嘴孔直径3,符合要求
7.模具开模行程校核如图所示,模具的开模行程S模=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的高度+(5—10)=25+45+8=78mm,注射机的最大开模行程S=320mm>S模,符合要求
5.顶出部分的校核模具上顶件杆孔直径为50mm注射模的中心顶杆25mm注射机的最大顶出距离120mm模具上需要的最小顶出行程10mm七.模具工程图及模具零件的制造工艺。