榨汁机内支架塑胶模具设计.docx

摘要模具行业是国民经济的一项重要行业。近年来，模具-宜朝若高质量、高效率、低成本、短周期的方向发展。传统的模具设计中，模具设计者们是利用二维CAD软件来进行初步设计的。然而，现在，三维模具设计已经被广泛使用，它使设计过程接近标准化，使初步设计得以迅速实现.在本设计中，将对榨汁机内支架的模具通过Creo软件进行三维设计，并对设计过程进行讲解.在本设计中，首先对塑件结构、材料特性、用途以及参数进行分析，确定模具采用一模两腔，并使用点浇口埴充型腔的总体布局形式。在模具设计过程中，时侧向抽芯机构，分型面的设计，浇注系统、排气系统、冷却系统、脱模机构，进行了详细的介绍。最后通过对注切机参数校核和生产验证，证明模具结构设计合理性。通过本次模具设计，可以看出，三维模具设计可以缩短设计周期，提高设计质量，大大的增加工作效率。关键字：榨汁机内支架,注夔模具；一模两腔,侧向抽芯机构第1章绪论1.1我国模具发展的现状模具是制造业的重要工艺基姗，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均13*,1999年我国模具工业产值为245亿,至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MO1.D气辅软件,取得较好的效果。在制造技术方面，CAD9AM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数Si的CADJcAM系统,如美国EDS的UGII、美国PanUne1.riCTechno1.ogy公司的ProZEmgineerCreo、以色列公司的Cimatron、美国AC-TeCh公司的CMokI及澳大利亚MokInOW公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CADCAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CADCAM技术的发展。1 .2主要发展方向1 .提高大型、精密、更杂、长寿命模具的设计水平及比例。2 .在塑料模设计制造中全面推广应用CAnCAM,CAE技术.CADCAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CADCAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造良好的条件。3 .推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。4 .开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5 .提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产：其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成木：再次是要进一步增加标准件的规格品种。6 .应用优质材料和先进的表面处理技术时于提高模具寿命和质量显得十分必要。7 .研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。果用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实1见逆向工程是塑料模CAD.，CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。第2章材料与塑件分析2.1 塑料及其工业塑料是以树脂为主要成分的高分夕有机化合物.树指分为天然树腑和合成树脂两大类，塑料大多采用合成树脂。在一定温度和压力卜.，塑件具有可塑性，可以利用模具将其制成具有一定形状和尺寸精度的塑料制件。塑料按树脂的分子结构及其特性可以分成热塑性和热固性塑料两类。热塑性塑料是由可以多次反史加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的蟹料。热固性塑料为一次成型塑料，不能反复加热成型，废品不能回收利用。塑料制件在工业生产中已得到广泛应用，是由于它们具有一系列特殊的优点。塑料密度小，质量轻，大多数塑料的密度在1.O1.4gc11P.塑料的比强度高（按单位历量计算的强度称比强度），绝缘性能好，介电损耗低。塑料的化学稔定性高,对酸、碱等化学药品都具有良好的耐腐蚀能力。此外，塑料的减振和隔音性能也好，因此，塑料已成为各行业不可缺少的比要材料。2.2 塑件分析图1.1为榨汁机内支架的三维立体图，该产品用于榨汁机上，对榨汁机起支撑作用，该产品形状比较更杂，精度较高，表面不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹，需要一定的配合精度要求“制品整体有充分的脱模斜度，各处脱模力比较合理.从整体结构分析：制品表面积较小、高度不大但是壁薄、零件的曲面更杂，型腔、型芯加J1.困难.从整体工艺性分析：根据制品外观耍求与结构要求选择点浇口，制品冷却必须均匀而充分，脱模力合理分布，要求顶出机构顶出均匀.图2.1空件三维立体图榨汁机内支架工艺参数表材料脱模斜度（°）尺寸精度壁厚(11m)阿角（mm）收缩率（%）PVC1.51T63.5RO.5"R30.5该产品结构复杂,有3处侧凹现象,需要设置抽心机构，另外考虑到制件的体积和形状，应采用一模两腔，三板式结构,塑料从4个点浇口进入行腔。2.3 塑件材料的选择及材料的工艺特性塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的.根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料，热固性鳖料上要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还适合注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热缴性加科.通过对各种塑料的比较,选用聚氯乙烯（PVC）为塑件材料,下面将对聚氯乙烯（PVC）的特性、成型特点和成型条件进行详细的介绍。1） 基本特性：聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一，其价格便宜，应用广泛。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉木。根据不同的用途可以加入不同的添加剂,聚氯乙烯塑件可呈现出不同的物理性能和力学性能.在聚氯乙烯树脂中加入适所的增叨剂，可制成多种硬质、软质和透明制品.纯聚流乙烯的密度为1.4gcm3,加入增型剂和填料等的聚械乙烯/件的定度范闱一般为1.15200gcn3硬聚叙乙烯的密度为1.381.42gcm有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用做结构材料，但软化点低.软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、拉伸强度回降低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝绿材料，其化学稳定性也较好。聚氟乙烯的热稳定性和耐光性较差。它的软化温度接近分解温度，因此在加工时要加稳定剂和增型剂。聚氯乙烯在7080C软化，150170C时皇熔融态，190C以上分解并放出有毒的氯化氢。2）主要用途：硬聚皴乙烯制品有有管及棒、板、焊条、离心泵、通风机、输油管、容器。软聚氯乙烯制品有贮槽、薄板、日用品、电线绝缘层、密封盖.等.在H常生活中，聚氯乙烯还用r制造玩具、人造革、日用品、零件等。3）成型特点：聚氯乙烯在成型温度下容易分册放出氯化氮。因此，在成型时必须加入稳定剂和增匏剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间。不能用一般的注塞式注射成型机成型聚氯乙烯塑料，因为聚氮乙烯耐热性和导热性不好，而用注塞式注射机需要将料筒内的物料温度加热到166193C,会引起聚源乙烯分解。所以，应采用带预塑化装置的螺杆式注射机注射成型，模具浇注系统也应粗短，进料口截面宜大，模具应有冷却装置。表2.1聚氯乙烯（PVC）技术指标PvC技术指标密度（gc11n1.152.00比容（CmSg）0.860.98吸水率0.1.'0.4%收缩率0.40.8%焙点150'170X?冲击强度120Mpa拉伸强度218Mpa马丁耐热50'60,C表2.2PVCi主射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速200'30rmin喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度15(117(C模具温度30'60r注射压力80'I30MPa保压压力40'60Mpa冷却时间15'40s周期40'90s后处理方法红外线烘箱温度70C时间0.3'1.h备注原材料应预干燥05h以上2. 4塑件体积和质的计算设计中，材料选用聚氯乙烯(PVC),密度为1.1.52gcnR此处取1.5gCm通过PWE软件的分析计算功能，分别计算出塑件、浇口的体积V和质量M.通过计算得：V=18.06cn】3：质量为M=18.06x1.5=27.1g。通过计尊得：V泥=12.97Cm七质地为M=12.97x1.5=31.0g。第3章模具设计2.1 确定型腔数及其排列方式根据塑件的三维结构形式，考虑了一模一腔和一模具两腔的两套方案。介绍如卜Z1 .如果采用一模一腔，可以通过点浇口上端进料，容易保证零件的痂量：同时，模具尺寸小，降低了模具成本，但塑件壁厚较厚，造成塑件充型不均匀，产品质量无法保证；充型时间常，不能适应大批量的生产要求，大大降低了牛产效率。2 .如果采用一模两腔的布置,虽然模具的尺寸增大，制造成本有所提高，但是保证产品的精度，而且生产效率较高，适应大批量生产的要求。经过对以上两套方案进行比较，Eh于塑件本身的形状尺寸较小，而且本身结构特殊，考虑到模具成哒零件和抽芯结构以及出模方式的设计，所以采用一模两腔的形式。模具的型腔排列方式如下图所示：图3.1横具的型腔排列方式3. 2分型面的设计为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放帐件的需要，将模具型腔适当地分为两个或者多个部分，这些可以分离部分的接触表面，即为分型面。分型面形式由塑件的具体情况而定，常见的仃水平分型面、斜分型面、阶梯形分型面、曲面分型面及垂直分型面。分型面对制品的表面质量，尺寸精度，脱模，型腔型芯结构和排气以及进料浇口和模具制造都有直接影响。因此，在选择和确定分型面的时候，应该全面分析、比较和考虑，选择较为有利的方案。分驷面确定的要点如下：1.应选在制品的最大外形尺寸之处，否则，制品无法脱模。同时还应选在使制品留在动模之处，有利于脱模。2 .不能影响制品外观，尤其是对表面侦责:仃要求的制品.3,便于浇口进料，利于成型，易于排气。4 .利于型腔加工，从而使制品的精度易于得到保证。5 .利于嵌件的安装以及活动镶件和弹性活动螺纹型芯的安装。在本模具设计当中，分析塑件的结构特点，并根据浇口形式，采用双分型面，三板式注射模具。笫一分型面分型取出浇注系统凝料，为辅助分型面；第二分型面为主分型面，分型后取出塑件。在一模两腔的模具布局形式下，首先以塑件的最大面，即中心面为第二分全面，这样分开上下型腔：住定模部分增加一块中间板为第一分型面，取出凝料：塑件外表仃凸台和侧孔，增加两个恻抽机构，因为塑件仃罗纹和凹槽，制作两个镶件。图3.2块的形状小意图3.3排气系统的设计当鳖料熔体充镇模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模具外边