代画UG建模UG造型UG编程UG大学本科方案设计书Word文件下载.docx
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注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法,世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的50%以上,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增加,注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品,适合高效率、大批量的生产方式,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法,注塑模具的设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的制造技艺,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产,这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长,生产成本增加,而且难以保证产品的质量,要解决这些问题,必须以科学分析的方法,研究各个成型过程的关键技术,塑料注塑成型是一个复杂的加工与物理过程,为实现注塑产品的更新换代,提高企业的竞争能力,必须进行注塑模具设计与制造及成型过程分析的CAD/CAM/CAE集成技术的研究国外注塑模CAD/CAM/CAE技术研究的成果有关统计数据表明:
采用注塑模CAD/CAE/CAM技术能使设计时间缩短50%,制造时间缩短30%,成本下降10%,塑料节省7%注塑模计算机模拟技术正朝着与CAD/CAE无缝整体集成化方向发展,注塑CAD所构造的几何模型为实现注塑模CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息,注塑模CAE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据。
现时国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等;
结构分析软件有MSC、Analysis等;
注射过程数值分析软件有MoldFlow等;
数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。
此次选题能全面反映培养目标,与本专业密切相关,能结合社会生产实际或科研实践,工程性强,现实意义明显,具有相当的先进性、深度和难度。
在本次手机模具设计毕业设计中,我采取将模具设计内容同CAD/CAM/CAE紧密结合在一起,通过先进的软件仿真,可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处,会找出各种解决方案让设计趋于合理,同时掌握了最先进的设计,加工及分析技术,提高了学生的学习兴趣和创新能力,使毕业设计真正成为了学生实际工作前的一次全过程模拟。
通过本次设计,应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼:
①塑料制品的设计及成型工艺的选择;
②一般塑料制品成型模具的设计能力;
③塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力;
④了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。
绪论
所谓注塑成型(InjectionMolding)是指,将已加热融化的材料喷射注入到模具内,经由冷却与固化后,得到成形品的方法。
适用于量产与形状复杂产品等成形加工领域。
注塑成型机可区分为合模装置与注射装置。
合模装置是开闭模具以执行脱模(eject)作业。
注射装置是将树脂予以加热融化後再射入模具内。
所谓模具(Mold)是指,为了将材料树脂做成某种形状,而用来承接射出注入树脂的金属制模型。
已溶解的材料是从浇口进入模具内,再经由流道与流道口填充到模槽内。
接下来则经由冷却工程与开模成型机脱模杆上的模具脱模板,推顶出成形品。
成形品是由流入融化树脂的浇口、导入模槽的流道与产品部份所构成。
成形品中的浇口与流道并不属于产品。
因此该部分往往被废弃,甚至粉碎后再度用作成形专用材料,这就称为回料。
回料不能单独作为成形专用材使用,通常都是配合造粒才能予以使用。
由于会经过成形工程,因此可让树脂做出各种特性的变化。
回料之配方比例的上限为30%左右,若配方比例过高就有可能会损害到树脂的原有性质。
所谓成形条件是指,为了获得所需的成形品,而利用成型机的汽缸温度、射出速度、模具温度等组合成无数个设定条件。
由于可获得的成形品外观、尺寸、机械物性会因成形条件而异,因此要找出最佳的成形条件,就必须仰赖熟练的技术与经验。
制成品------打印机卡扣下图
第1章零件材料的选择及材料性能
1.1制品的材料选择依据:
1.1.1PP聚丙烯
化学和物理特性:
PP聚丙烯化学和物理特性PP是一种半结晶性材料。
它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。
由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆,因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。
共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。
PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。
PP的维卡软化温度为150C。
由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
PP不存在环境应力开裂问题。
通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。
PP的流动率MFR范围在1~40。
低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。
对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。
由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。
并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。
加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。
均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。
然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。
注塑模工艺条件:
干燥处理:
如果储存适当则不需要干燥处理。
熔化温度:
220~275℃,注意不要超过275℃。
模具温度:
40~80℃,建议使用50℃。
结晶程度主要由模具温度决定。
注射压力:
可大到1800bar。
注射速度:
通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。
如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。
流道和浇口:
对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。
建议使用通体为圆形的注入口和流道。
所有类型的浇口都可以使用。
典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。
对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;
最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。
PP材料完全可以使用热流道系统。
典型应用范围:
常见制品:
盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。
1.1.2PS主要技术指标如下表:
密度(g/cm³
)
0.89-0.91
抗拉屈服强度(Mpa)
42~56
比容(cm³
/g)
0.92
拉伸弹性模量(Mpa)
吸水率24h(%)
0.03~0.10
冲击强度
kj/m²
无缺口
收缩率(%)
1.8~2.5%
缺口
熔点(℃)
220~275℃
弯曲强度(Mpa)
1、2分析计算:
在UG中可以分析得到:
测量质量属性
显示的质量属性值
体积=13748.348598148mm^3
面积=13129.044996459mm^2
质量=0.107658368kg
重量=1.055768892N
回转半径=20.751017567mm
质心=-0.000220814,-0.000016061,0.000000000mm
============================================================
详细的质量属性
使用精度计算的分析0.990000000
信息单元kg-mm
密度=0.000007831
体积=13748.348598148
面积=13129.044996459
质量=0.107658368
第一力矩
Mx,My,Mz=-0.000023772,-0.000001729,0.000000000
质心
Xcbar,Ycbar,Zcbar=-0.000220814,-0.000016061,0.000000000
惯性矩(WCS)
Ix,Iy,Iz=26.972201623,26.971404619,38.772799151
惯性矩(质心)
Ixc,Iyc,Izc=26.972201623,26.971404614,38.772799145
惯性矩(球坐标)
I=46.358202691
惯性积(WCS)
Iyz,Ixz,Ixy=-0.000002608,0.000000000,-0.000090604
惯性积(质心)
Iyzc,Ixzc,Ixyc=-0.000002608,0.000000000,-0.000090605
回转半径(WCS)
Rx,Ry,Rz=15.828301048,15.828067190,18.977529744
回转半径(质心)
Rxc,Ryc,Rzc=15.828301048,15.828067189,18.977529742
回转半径(球坐标)
R=20.751017567
主轴(相对于WCS的方向矢量)
Xp(X),Xp(Y),Xp(Z)=0.000000000,0.000000000,1.000000000
Yp(X),Yp(Y),Yp(Z)=1.000000000,0.000000000,0.000000000
Zp(X),Zp(Y),Zp(Z)=0.000000000,1.000000000,0.000000000
主惯性矩
I1,I2,I3=38.772799145,26.972201623,26.971404614
误差估计
体积=7.069348926
面积=1.362809836
质量=0.000055358
惯性矩(球坐标)=0.024163459
质心=0.002602724,0.002602735,0.002602736
惯性矩(WCS)=0.147898066,0.147897000,0.147896917
惯性积(WCS)=0.147710093,0.147709518,0.147710051
第2章塑料注射成型模具的设计
2、1注射机类型的选择
根据产品的注射形式和最大注射量等要求,选用卧式注射机
型号
SZ160/1000
拉杆内间距(mm)
360*260
结构型式
卧式
移模行程(mm)
280
理论注射容量(cm³
179
最大模具厚度(mm)
360
螺杆直径(mm)
44
最小模具厚度(mm)
170
注射压力(Mpa)
150
锁模形式
液压
注射速率(g/s)
110
模具定位孔直径(mm)
125
塑化能力(g/s)
10.5
喷嘴球半径(mm)
SR10
螺杆转速(r/min)
10~150
喷嘴口孔径(mm)
锁模力(KN)
1000
2、2注射机有关工艺参数的校核
2、2、1注射量的校核
据式
式中:
—塑件与浇注系统的体积(
—注射机的注射量(
0.8—最大注射容量的利用系数
0.8V
V
=0。
8*179=143.2cm
巳知:
产品V
=13.75cm
符合条件。
2、2、2锁模压力的校核
锁模力是在成型时锁紧模具的最大力,用于实现动、定模紧密闭合保证塑料制品的尺寸精度,尽量减少分型面处的溢边(或毛边)厚度和确保操作者的人身安全。
因此,成型时高压熔融塑料在分型面上显现的涨力(或称推力)应小于锁模力。
/1000(KN)[4]155
式中:
—注射机的额定锁模力(KN)
A—制品和分流道在分型面上的投影面积(
—型腔的平均压力(Mpa),PS等薄壁类容器制品一般取30Mpa
K—安全系数,通常取K=1.1~1.2
已知:
K=1.1,
模型的投影面积=29252.9
K
A/1000=1.1*30*29252.9/1000=960.382KN
1000KN
满足要求。
2、2、3注射压力的校核
注射压力是成型时柱塞或螺杆施于料筒内熔融塑料上的压力。
常取70~150Mpa。
式中
—塑件成型所需要的注射压力(Mpa),一般取100Mpa
—所选注射机的额定注射压力(Mpa)
已知
;
P
=132Mpa
故满足要求
2、2、4注射速率
注射速率即注射过程中每秒钟通过喷嘴的塑料容量。
常取33~58mm/s.
2、2、5模具闭合厚度的校核
模具闭合时的厚度在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间,其关系按下式校核
Hmin≤Hm≤Hmax
式中Hmin—注射机允许的最小模具厚度(mm)
Hm—模具闭合厚度(mm)
Hmax—注射机允许的最大模具厚度(mm)
H
=170mmH
=311mmH
=360mm
所以满足要求
第3章成型零件的设计
3、1型腔分型面的设计
a分型面的位置要不影响制品的精度和外观
b尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造增加困难
c要尽量有利于塑料制品的脱模和抽芯
d有利于浇注系统的合理设置
e尽可能与料流末端重合,以利于系统排气
按以上原则选取。
3.2排气槽的设计
该注射模属于中小型模具,在推杆的间隙和分型面上都有排气效果,已能满足要求,故不再考虑排气槽。
3·
3成型零件的设计
3、3、1凹模的结构设计
考虑到注塑零件的结构和模具的加工,凹模结构采用整体式,其特点是牢固,不易变形。
3、3、2型芯结构设计
主型芯采用局部嵌入固定。
其特点是节约模具钢的便于加工。
3、3、3成型零件工件尺寸
3、3、3、1型腔与型芯的尺寸计算
(1)型腔内径尺寸计算
Dm=(D+DQ-3/4*
)
(mm)
Dm——型腔内径(mm)
D——制品的最大尺寸(mm)
Q——塑料平均收缩率(%)取2%
——制品公差
3/4——系数,可随制品精度变化。
一般取0.5~0.8之间。
若制品偏差大则取小值,若制品偏差小则取大值
——模具制造公差,一般取=(1/6~1/4)
根据UG中所得尺寸为零件的长度最大尺寸为D
=26.5mm,取9级精度,查得
=0.115,则
D
=57.3mm
零件的宽度最大尺寸D
=28mm,同样查得
=0.100,则
=33.7mm
(2)型芯径向尺寸的计算
模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的,与型腔径向尺寸的计算原理一样,分为两个部分来计算:
dm=
mm
dm—型芯外径尺寸(mm)
D1—制品内径最小尺寸(mm)
其余的符号含义同型腔计算公式
根据UG中所得尺寸为零件内径长度最大尺寸d
=26.5,
=0.115
d
=57mm
零件内径宽度最大尺寸d
=28mm,
=0.100mm
=30mm
(3)型腔深度尺寸计算
模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定的,设制品高度名义尺寸为最大尺寸,其公差
为负偏差。
型腔深度名义尺寸为最小尺寸,其公差为正偏差+
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