快装连接座模具设计与制造.doc
《快装连接座模具设计与制造.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《快装连接座模具设计与制造.doc(21页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 毕业设计用纸摘要 在这次工厂的实习,我努力完成了快装连接座模具设计与制造。这其中主要介绍了高速球上电源总成中快装连接座的设计与制造工艺,它用了PBT为原料,模具采用了比较简单的注射成型工艺,在模具设计中用了注塑的技术与比较完善的工艺相结合,运用了模具设计手册的计算公式的尺寸计算的校核,在自己所学的基础上结合老模具师的传授设计出来了这副模具。 关键词:模具结构,模具设计,注射工艺目 录第一章 课题简介3 1.1 目前我国模具的发展趋势3 1.1.1 塑料模具的发展特点 4 1.1.2 塑料模具的发展方向 6 1.2 课题分析 6第二章 塑件的工艺性 82.1 塑件材料的特性 8 2.1.1 注
2、射模工艺条件 82.2 塑件的工艺性 8第三章 注射机与模具各参数的校核 103.1 注射机的类型及选用 103.2 工艺参数校核 10第四章 模具设计 124.1 注射模的选用 12 4.2 型腔数的确定 124.3 成型零件设计 12 4.3.1 成型零件结构设计 12 4.3.2 成型零件工作尺寸计算 13 4.3.3 模具型腔侧壁和底板厚度的设计 14 4.4 浇注系统设计 15 4.4.1 普通浇注系统设计 15 4.4.2 浇口设计 16 4.5 结构零件设计 17 4.5.1 合模导向装置的设计 17 4.5.2 支撑零件设计 17 4.6 冷却系统设计 17毕业小结 20参考文
3、献 21第一章 课题简介1.1目前我国模具技术发展趋势现代模具与传统模具不同,它不仅形状与结构十分复杂,而且技术要求更高,用传统的模具制造方法显然难于制造,必须借助于现代化科学技术的发展,采用先进制造技术,才能达到技术要求。当前整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。为适应市场对模具制造的短交货期,高精度、低成本的迫切要求,模具将有如下发展趋势。1)愈来愈高的模具精度10年前,精密模具一般为5m,现在已达2-3m,不久1m精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高,有些模具的加工精度要求在1m以内,这就要求发展超精加工。2)日趋大型化的模具这一方面是由于用模具成形的零
4、件日渐大型化,另一方面也是由于高生产率要求的一摸多腔(现在有的已达一摸几百腔)所致。3)扩大应用热流道技术由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产效率和质量,并能大幅度节约制件的原材料。因此,热流道技术的应用在国外发展较快,许多塑料模具厂所生产的模具50%以上采用的热流道技术,甚至80%以上,效果十分明显。热流道在国内也已用于生产,有些企业使用率达到20%30%。4)进一步发展多功能复合模具一幅多功能模具除了冲压成形零件外,还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,这种多功能复合生产出来的不再是单个零件,二是成批组件,可大大缩短产品的生产及装配周期,对模具材料的性能要求也越来越高。5)日益增多
5、高档次模具一是用于汽车、飞机、精密机械的纳米级(m)精密加工;二是用于磁盘、磁鼓制造的亚微米级(0.01m)精密加工;三是用于超精密电子器件的毫微米级(0.001m)精密加工。6)进一步增多气辅模具及高压注射成型模具随着塑料成形工艺的不断改进和发展,为了提高注塑质量,气辅模具及高压注射成型模具也随之发展。7)增大塑料模具比例随着塑料原材料的性能不断提高,各行业的零件将以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快,使用塑料模具的比例日趋增大。8)增多挤压模及粉末锻模由于汽车、车辆和电机等产品向轻量化发展,如以铝代钢,非全密度成形,高分子材料、复全材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新型材料的采用,不仅改变
6、产品结构和性能而使是生产工艺发生了根本变革,相应地出现了液态(半固态)挤压模具及粉末锻模。对这些模具的制造精度要求是高的。9)日渐广泛应用模具标准件模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期,且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。10)大力发展快速制造模具目前是多品种小批量生产时代,一方面是产品使用周期缩短,另一方面品种更新快,这就要求模具生产周期越短越好。因此快速成型模具将越来越引起人们的重视和关注。1.1.1 塑料模具的发展特点 2006年,国民经济继续快速增长,装备制造业发展态势良好,国际模具市场大环境得到改善,有利地促进了中国塑料模具业发展。综合各方面情况,2006年中国塑
7、料模具业发展呈现六大特点。1)产需保持高速增势 2006年,汽车和装备制造业发展好于原先预计,电子信息等产业继续高速运行,国内市场对模具特别是塑料模具的需求旺盛。加上国产模具在中低端产品方面具有较强的竞争力,国外用户采购中国模具的比例继续增大,工业发达国家将模具生产向中国转移呈现加快态势,由此促进了中国塑料模具业产需两旺,增速达到20%左右,保持高速增长态势。 2)技术水平明显提高 随着汽车业继续高速发展,2006年进入汽车领域的模具企业及产品比上年大幅增加。同时,汽车对模具不断提出更高的要求,促使模具技术水平不断提高。此外,出口大幅增长,也带动了国产模具技术水平不断提高,因为出口模具水平往往
8、比内销产品要求更高。2006年国产模具水平得到明显提高,主要表现在:级进模水平提高较快,大型级进模长度已超过3米,精密级进模已可与2000次/分高速冲床匹配,热流道模具和气辅模具方面,有的已达到国际水平;在CAD/CAM技术得到普及的同时,CAE技术应用越来越广,CAD/CAE/CAM一体化技术得到进一步发展,并取得较好成果;模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现,专利数量增多;一批比往年数量更多、水平更高的模具被中国模具工业协会技术委员会评审专家组推荐为国家级新产品等。 3)信息化管理富有成效 2006年,信息化管理不但被许多模具企业提到议事日程,而且得到实施,已经有企业从中受
9、益。在实施过程中,国内外有关软件同台竞技,二次开发富有成果,数据库日渐丰富。通过实施企业信息化管理,国产模具生产周期缩短了,生产效率提高了,企业效益增加了。 4)投资热情高涨,集群化初步显现 2006年,市场产需两旺及良好的发展前景,使许多企业家和投资者纷纷投资模具业,其中外资和民资仍是主流,而且投资热情普遍高涨,较大的技改项目和新建项目在这一年不断出现。由于集群化生产具有方便协作、降低成本、扩大市场、利于交流等特点,以及可享受较为优惠的政策,因此2006年这一生产方式得到进一步发展。现在已具有相当规模的模具城(或模具园区、集聚生产基地等)全国已有十来个,正在建设、筹建或规划建设的还有十多个。
10、除集群化生产外,有些地方还在发展模具联合体及虚拟制造,这些也有类似于集群化生产的一些优点。 5)品牌建设得到重视 由于模具的从属性和对特殊用户的依赖性,品牌在模具特别是塑料模具业长期不被重视。但随着市场经济发展,模具业品牌建设在2006年受到越来越多企业的重视。据了解,全国已有10个左右的省市级驰名(著名)模具商标和品牌,个别模具企业已在申报全国著名商标,更多的企业在2006年启动了品牌建设工作。除了品牌建设外,集体地标式品牌(例如余姚模具等)也在2006年显示出优越性。随着质量管理工作不断深入和环保日显重要,2006年又有一大批模具企业通过了ISO9000国际质量体系认证及ISO14000环
11、境管理体系认证。 6)人才培训力度加大 鉴于模具业普遍缺乏人才,特别是缺乏中高级人才,2006年各地办学和培训工作备受重视,学校、培训点、企业三方力量都加大了培训力度。学校增设模具专业,并扩招;培训点明显增加,并尽量多招学员;企业自身或采取厂校结合方式加强对在职职工的培训,都收到了良好效果。国家有关部门针对模具人才缺乏的现状,开始研究开展模具人才远程培训事宜,模具设计师成为国家认可的一个新工种。 综合看,中国塑料模具业经过2006年高速运行,尽管生产总量和水平得到了较快提高,但仍旧满足不了市场需求。一方面高端产品仍大量进口,另一方面国内竞争加剧,国内模具业高端市场面临进口货和外资企业的强大压力
12、,而中低端市场是民企之间的剧烈竞争,有的已变成互相压价的无序竞争。随着汽车、电子等模具使用大户高速发展,中国模具工业协会预测,2007年中国塑料模具业仍将产销两旺,持续高速发展,模具产量、质量和技术水平将进一步提高。在这种情况下,企业如何提高自身产品的技术含量,从而在竞争中赢得先机尤为重要。1.1.2塑料模具的发展方向塑料制品的应用日渐广泛,为塑料模具提供了一个广阔的市场,同时对模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能复合型的模具将会受到欢迎。目前,建筑、家电、汽车等行业对于塑料的需求量都非常大。据预计,仅汽车、摩托车行业每年就需要100多亿元的模具。彩电模具每年也有约28亿元的市场。
13、在各种塑料模具中,注塑模具的需求量最大。专家指出,目前中国中低档水平的塑料模具基本能够自足,但缺乏精密、大型、科技含量高、寿命长的模具,这些产品大部分需要从国外进口,每年进口额高达6.93亿美元。因此,中国模具制造企业亟需加强该方面的研制工作。并且,专家指出,热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高,气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将受到市场的青睐。1.2 课题分析 本课题是高速球电源总成上的快装连接座,其形状、尺寸如图1.1所示。其材料为PBT塑料,批量生产。要求采用注塑成型。图1.1第二章 塑件的工艺性2.1 塑件材料的特性聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylece ter
14、ephthalate(简称PBT)其化学和物理特性 :PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。 PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的,结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在1.5%2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%1.6%之间。熔点(225%
15、)和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170。玻璃化转换温度(glass trasitio temperature)在22到43之间。由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。2.1.1 注射模工艺条件干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120,68小时,或者150,24小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150,2.5小时。熔化温度:225275,建议温度:250 。模具温度:对于未增强型的材料为4060。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一
16、定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。注射压力:中等(最大到1500bar)。注射速度:应使用尽可能快的注射速度(因为PBT的凝固很快)。流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.81.0*t之间,这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口,建议最小直径为0.75mm。典型用途 家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等),电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等),汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部
17、件等)。2.2 塑件的工艺性为了保证制造出理想的注射塑件,必须考虑塑件的成形工艺性。塑件的成形工艺性与模具设计有直接关系,只有塑件的设计能适应成形工艺要求,才能设计出合理的模具结构。这样既能保证塑件顺利成型,防止塑件产生缺陷,又能达到提高生产率和降低成本的目的。设计时必须充分考虑以下因素:塑件的性能。塑件的尺寸、公差、结构形状应与塑料的物理性能、机械性能和工艺性能相适应。模具结构及加工工艺性。塑件形状应有利于简化模具结构,还要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性。该制件的外形尺寸不大,结构形状较简单,公差要求为自由公差,所以模具结构也比较简单。第三章 注射机与模具各参数的校核3.1 注射机的
18、类型及选用 塑料注射机按用途分可以分为热塑性塑料通用注射机和专用注射机(热固性塑料注射机、注射吹塑机、发泡注射机、排气注射机等);按外形可以分为卧式注射机、立式注射机和直角注射机;按塑料在料筒内的塑化方式可以分为柱塞式注射机和螺旋式注射机。目前,在生产中应用最为广泛的是卧式螺杆式热塑性塑料通用注射机。但由于本产品上有很多嵌件,为防止嵌件掉落和移位,以及设备条件有限,这里我选用的是立式注射机。3.2 工艺参数校核1)注射量的校核(按体积)Vmax=V 式中:Vmax模具型腔流道的最大容积(cm3)V指定型号与规格注射机的注射量容积(cm3)塑料的固态密度(g/cm3)注射系数取0.750.85,
19、无定形料可取0.85,结晶形可取0.75。将以上各数代入式得:Vmax=V 0.856051cm3倘若实际注射量过小,注射机的塑化能力得不到发挥,塑料在料筒中停留时间会过长。所以最小注射量容积Vmin0.25V。Vmin0.25V=0.2560=15cm3实际注射量V=2V0+20.6V0=29.132+20.69.132=29cm3即Vmin VVmax所以符合要求。2)锁模力的校核公式:FKAPm式中F注射机的额定锁模力(kN) 400A制品和流道在分型面上的投影和(cm3)Pm型腔的平均计算压力(MPa) 由表9.9-4取30K安全系数,通常取K1.11.21.2则:KAPm1.22(3
20、5.25/2)2+20630 =78.905kN400kN=F所以符合要求。3)最大注射压和的校核PmaxKP0式中:Pmax注射机的额定注射压力(MPa)150P0成型时所需的注射压力(MPa)100K 安全系数,常取K=1.251.4 取1.3则KP0=1.3100=130 MPaPmax150 MPa所以符合要求。2、安装参数的校核模具各模板的厚度分别为:H1上模座 25mm H2型腔板 40mmH3模脚 22mm H4型芯板 30mmH5垫块 69mm H6支撑板 35mm H7定位圈 4.6mm H8定位环 4.7mm模具的闭合高度H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=230
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 连接 模具设计 制造