圆盖注塑模设计与制造.docx
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1、目录设计题目.1目录.1摘要.21.塑件的工艺性分析.31.1塑件的原材料分析.31.2塑件的结构工艺性分析.31.3塑件的尺寸精度分析 .3 1.4塑件表面质量分析.31.5结论.32.成型设备选择与模塑工艺规程编制.32.1计算塑件的体积.3 2.2注塑机的初步选择.42.3塑件模塑成型工艺参数的确定.52.4 填写模塑工艺卡.53.注射模的结构设计 . 53.1 分型面的选择.53.2 型腔数目的确定及型腔的排列.63.3 浇注系统的设计.63.4型芯、型腔结构的确定.93.5 推件方式的选择.104.注射模设计尺寸计算.104.1 成型零件尺寸计算.104.2 模板尺寸设计.115.冷
2、却系统的设计.125.1动模模镶件的冷却.125.2定模镶件的冷却.126.注射机有关参数的校核.126.1模具闭合高度的确定与校核126.3模具开模行程校核127.模具零件的配合关系.138.模具的工作原理及特点.14 设计小结.15参考文献.16摘要塑料成型模具课程设计是材料成型及控制工程专业的学生在学习完塑料成型工艺、塑料成型模具等课程,并经过模具生产实习等教学环节后的有一个重要的实践性教学环节。通过这个教学环节其一是帮助学生具体运用和巩固相关课程的理论只是,了解设计塑料成型模具的一般方法和程序;其二是使学生能够熟练地运用有关技术资料及其他有关规范等;其三是训练学生初步设计塑料成型模具的
3、能力,为以后的毕业设计和工作打下初步的基础。本指导书是根据塑料成型模具课程设计的教学大纲,并参照其他有关教学资料编写而成,为学生进行课程设计提供指导和帮助。1、塑件的工艺性分析 塑件的工艺性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的工艺性分析,其具体分析如下: 1.1 塑件的原材料分析:塑料品种结构特点使用温度性能特点成型特点聚丙烯 (PP),属于热塑性塑料 半结晶性材料 可在100左右使用强度、刚度、耐热性均优于低压聚乙烯。在低温时变脆、不耐磨、易老化,适于制造一般的机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件结晶料,湿性小;流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔、凹痕、变形
4、;冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度1.2 塑件的结构工艺性分析:1.2.1 从图纸上分析,该塑件的外形为回转体,壁厚均匀,都为3.5mm,且符合 最小壁厚要求.1.2.2 塑件型腔较大,有孔 6-17,符合最小孔径要求.1.2.3 考虑到塑件较大,所以采用二级脱模。1.3塑件的尺寸精度分析: 该塑件的未注公差按MT4级公差要求,其余公差要求按制件的制件图所示公差要求 1.4 塑件表面质量分析:该塑件为工业用圆罩塑料,对其表面质量没有什么高的要求,粗糙度可取Ra3.2um ,塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求,所以内外表面的粗糙度都可取Ra3.2um.1.5结论:
5、该塑件可采用注射成型加工,一模两腔,侧浇口,顶杆脱模,喷流式冷却的模具结构。经过计算不难知道塑件的质量和分型面上的投影面积。 根据这两个数据可以确定使用的最小注射机。注意,在能够满足注射量和锁模力的前提下,不要选太大的注射机,否则浪费资源并有可能加速模具的损坏(因为有些机床不能自如地控制锁模力的大小,太大的锁模力会使模具产生形变)。2.成型设备选择与模塑工艺规程编制 2.1计算塑件的体积:+=31637+42462+79663=153762=1542.2 注塑机的初步选择 塑件成型所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量.注射容量以容积()表示时,塑件体积(包括浇注系统)应小于注塑机的注塑容量
6、,其关系是:1530.8 192式中- 塑件与浇注系统的体积()- 注射机注射容量()0.8- 最大注射容量利用系数 根据塑件的原材料分析,查相关手册得知该塑件的原材料所需的注射压力为60-100 ,由于塑件的尺寸较大,型芯较多,所以选择较大的注射压力.模具所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力,其关系按下式:式中- 塑件成型是所需的压力()- 所选注射机的额定注射压力()模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系式如下:式中- 模具型腔压力,取45MPa- 塑件与浇注系统在分型面上的投影面积() - 注射机额定锁模力(N)再根据塑件形状及尺寸采用一模两腔的模具结构,由
7、以上数据,相关资料初选螺杆式注塑机:G54-200/400.它的注射容量为400,注塑压力为109MPa,锁模力为2540KN,均满足以上条件. 2.3 塑件模塑成型工艺参数的确定 PP注射成型工艺参数见下表,试模时,可根据实际情况作适当调整 工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度t/: 80-95成型时间/s注射时间 0-5时间/h: 4-5保压时间 15-30料筒温度t/ 后段 150-170冷却时间 15-30中段 165-180总周期 40-70前段 180-200螺杆转速n/()30-60喷嘴温度t/ 170-180后处理 方法 红外线灯 烘箱 模具温度t/ 50-80温度
8、t/ 70注射压力p/Mpa60-100时间/h2-43、注射模的结构设计 注射模结构设计主要包括: 分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、模具结构零件设计等内容。3.1分型面的选择 该塑件为工业用圆罩塑料,对其表面质量没有什么高的要求,只要求外径没有明显的斑点及熔接痕.在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观以及成型后能够顺利取出制件,有以下几种方案: 方案一,选塑件大端台阶处作为分型面,如图a所示;选择这种方案, 塑件留定模,这样增加了塑件的脱模难度,或者增加辅助机构;亦或者采用型腔分成四瓣式,但这样也加大了模具的制造
9、难度.方案二,将塑件大端朝上,如图b所示,采用这种方案,塑件留定模,但定模板需加工一个深3.5mm的型腔.方案三,选塑件大端底平面作为分型面 ,采用这种方案,也会出现第一种方案的缺点,塑件留在定模等.方案四,以大端底平面为分型面,大端朝上,如图(d)所示,塑件留动模,塑件的脱模容易实现,且模具的加工相对以上方案简单,方便. 所以,通过对以上四种分型面的考虑以及塑件的外观的要求,选择大端底平面作为分型面的(d)方案较合适.3.2型腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件采用一模两件成型,所以,型腔布置在模具的两边,这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡.3.3浇注系统的设计 3.3.1主流道设计 主
10、流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是熔体最先流经模具的部分,它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响,因此,必须使熔体的温度降和压力损失最小。 根据手册查得G54-200/400型注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴球半径:R =18mm喷嘴孔直径:d =4mm 3.3.1.1主流道尺寸 主流道通常设计在浇口套中,为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出,主流道设计成圆锥形,其锥角为,流道表面粗糙度,小端直径比注射机喷嘴直径大0.51mm。现取锥角a=4mm,小端直径比喷嘴直径大。浇口套一般采用碳素工具钢材料制造,热处理淬火硬度5055HRC。由
11、于小端的前面是球面,其深度为(现取为),注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大。浇口套与模板间配合采用的过渡配合。主流道是一端与注射机喷嘴相接触,另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为5mm。 3.3.1.2主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式,以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种(下图为后者),由于注射机的喷嘴球半径为18mm,所以浇口套的为R22mm。 3.3
12、.1.3主流道衬套的固定 因为采用的为分开式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外径为125mm,内径35.5mm。具体固定形式如下图所示: 3.3.2分流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关.该塑件的体积比较大但形状并不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用多点进料的方式,缩短分流道的长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方面考虑,采用截面形状为半圆形的分流道.查有关的手册,选择R=4mm. 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取1.6m
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