【设计】塑料制件成型工艺及模具设计

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绪论

   随着中国当前的经济形势的高速发展,在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下,中国的制造业也蓬勃发展;而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一,模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高,并能获得极大的经济效益,因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本,模具被誉为“进入富裕的原动力”,德国则冠之为“金属加工业的帝王”,在罗马尼亚则更为直接:“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视,早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中,就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内,塑料受热熔化后,在注塑机的螺杆或柱塞的推动下,经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内,塑料在其中固化成型。 在工业产品中,一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件,加上利用工程塑料特有的性质,可以一次成型非常复杂的形状,并且还能设计成卡装结构,所带来的效果是明显的,因此,近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法,其中最主要之一的注塑模具已经很广泛的采用。它在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的 高 低,直 接 影 响 产品 的 质 量、产  量、成 本及产品 的 更 新 换 代,同 时 也决 定 着企业在市场竞争中的反应能力和速度。注塑模具与其它机械行业想比,有以下三个特点:

第一,模具不能像其它机械那样可作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。模具制造不可能形成批量生产,即模具是单件生产的,其寿命越长,重 复 加工的 可 能 性 越 小。因 此,模具 的 制 造 成本 较 高。

第 二 ,因 为 注 塑 模具是为 产 品  中 的 塑 料 制 品 而 订制 的 ,作为 产品 ,除质 量、价 格 等 因 素 之外,很 重 要 的一点就是需要尽快地投放市场,所以对于为塑料制品而特殊定订制的模具来说 ,其 制 造 周 期一定 要 短 。

第 三 ,模具 制 造 是一项 技 术 性很强 的工作,其加 工过 程集中了机械制造中先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧,因此要求模具工人 具 有 较 高 的 文 化 技 术 水平,特 别 是对 企业 来 说 要求 培 养“全 能 工人”,使其适应多工种的要求,这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。综上所述,模具制造存在成本高,要求制造周期短,技术性强等特点,目前,随着科学技术的不断发展和计算机的应用,这些问题得到了很大的改善。注塑模具的特点:

a)塑料的加热、塑化是在高温料筒内进行,而不是在模具内 进 行,因 而 模 具不 设 加 料 腔,而设 浇 注 系 统,熔 体 通 过 浇 注 系 统 充 满 型 腔V。浇 注系统对注塑模来说至关重要。

b)塑料熔体进入型腔之前,模具已经闭合。在注塑过程中需根据塑料特性,在模具中设加热或冷却系统。

c)注塑模生产适应性强,既可注塑小型制品,也可注塑大型制品;既可注塑简单制品,也可注塑复杂制品,生产率高,容易实现 而制造周期较长,成本较高。注塑模具的应用在当今的时代会越来越广的,它的特点使得它的用处越来越宽,涉及的范围也大了。

    模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,我国目前仍以手工研磨抛光为主(约占整个模具周期的l/3),不仅 效 率低,且工人劳 动 强 度大,质 量不稳 定,制 约了我 国 模 具 加 工 向 更 高 层 次 发 展。因 此,研 究 抛 光自 动 化、智 能 化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机,可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。国外在模具生产中,计算机辅助设计与辅助制造(CAD/CAM)技术已得到十分成功的应用。三维造型和型腔的数控加工都是由计算机辅助软件完成的,它大幅 度的缩 短了模具 的生产周 期,提 高 工 作 效 率。德、美、日、法、意 等工业发达国家在模具设计制造领域仍处于国际领先水平,他们的一些先进的模具方面的技术被许多发展中国家,甚至是其它发达国家学习采用。亚洲以日本和韩国模具技术水平最高,其它国家与之还有较大的差距,不过他们也正在以惊人的速度发展着,国家之间的交流会使之发展更快。

   设计模具时,首先确定合适的注塑机,并了解它的技术规范要求:注塑机的

最大注塑量、最大注塑压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程、模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸、注塑机喷嘴孔直径和喷嘴球头半径值。再根据现有注塑机的规格、所要求的塑件的质量、塑件成本及交货期等,确定型腔数目。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。分浇道的形状尺寸主要取决于塑件的体积、壁厚、形状以及所加工塑料的种类、注射速率、分浇道长度等。主流道与分流道采用圆角过渡,这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道的布置要均匀处理,确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。分流道表面不必很光,可以使熔融塑料的冷却皮层固定,有利于保温。分流道与浇口采用圆弧过渡,有利于熔料的流动及填充。浇口是连接分流道和型腔的桥梁,它具有两个功能:

第一,对塑料熔体流入型腔其控制作用;第二,当注塑压力撤销后,浇口固化,封锁型腔,使型腔中尚未冷却固化的塑件不会倒流。根据制品的特点初采用多点进料点浇口浇注系统。型腔分型面和形状的确定:注塑模有一个分型面和多个分型面的模具,分型面的位置有垂直于开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模方向几种,分型面的形状有平面和曲面等。根据制品的形状采用单分型面分型。排气系统的设计:本模具采用间隙排气,利用分型面的配合间隙自然排气。 推出机构的设计:推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。本设计可采用机动推出,合模时复位杆首先与定模边的分型面接触,而将推板和所有的推杆一道推回原位。本模具设计采用塑件留在动模,要保证塑件不应推出变形或损坏,还要保证塑件的良好外观和结构可靠。

目录

一﹑塑件的工艺性分析..............................................1

二﹑模具的基本结构及模架的选择....................................2

1.模具的基本结构..................................................2

(1)确定型腔数目及布置.............................................2

(2)确定分型面.....................................................3

(3)选择浇注系统...................................................3

(4)确定推出方式...................................................4

(5)模具的结构形式.................................................4

(6)确定莫温调节系统...............................................5

(7)型腔冷却.......................................................5

(8)确定排气方式...................................................5

2.模架的选择......................................................5

三﹑选择成型设备并校核有关参数....................................5

四﹑模具成型零件工作尺寸计算......................................5

五﹑绘制模具总装图................................................6

六﹑设计小结......................................................7

七﹑参考文献......................................................8

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