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文档简介
1、目录前言第一章料工艺分析1、1分析塑料使用材料得种类及工艺特征1、2分析塑料得结构工艺性1、3塑件精度确定1、4明确塑件批量生产1、5根据塑件得形状估算其体积与重量1、6确定型腔数第二章定模具结构方案2、1确定型腔排列2、2确定分型面2、3脱模原理2、4浇注系统形式2、4、1主流道设计2、4、2分流道设计2、4、3、浇口设计2、5冷却及加热系统第三章模具设计得有关计算3、1模具主要零件得有关尺寸设计3、1、1型腔与型芯计算3、2型腔厚度与底板厚度得确定3、3确定零件结构及尺寸3、3、1定模座板设计3、3、2定模型腔固定板设计3、3、3动模型腔固定板设计3、3、4支撑板设计设计3、3、5推杆固定
2、板设计第四章初选注射机4、1计算浇注系统体积4、1初选注射机第五章核注射机有关工艺参数5、1注射量得校核5、2锁模力与注射压力5、3模具厚度H与注射机闭合高度第六章结束语参考文献摘要注塑模具就是在成型中赋予塑料以形状与尺寸得部件。模具得结构虽然由于塑料品种与性能、塑料制品得形状与结构以及注射机得类型等不同而可能千变万化,但就是基本结构就是一致得。模具主要由浇注系统、成型零件与结构零件三部分组成。其中浇注系统与成型零件就是与塑料直接接触部分,并随塑料与制品而变化,就是塑模中最复杂,变化最大,要求加工光洁度与精度最高得部分。对此次放大镜无多大要求,它得整体尺寸不大,但要大批生产,为提高生产率,降低
3、成本,故采用模具成批注射生产。并且该产品为放大镜要透光,所以材料采用聚苯乙烯(PS做为材料。对于浇注系统与成型零件得设计;浇注系统就是指塑料从射嘴进入型腔前得流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道与浇口等。成型零件就是指构成制品形状得各种零件,包括动模、定模与型腔、型芯等。此套放大镜模实现部分机械操作自动化,浇注系统采用普通流道,进行一模二腔注射。顶出机构由2条型芯与一条推杆顶出,型腔分动模型腔与定模型腔。前言此次设计为放大镜得注射成型模具设计。对于这次得设计首要制定得塑料成型工艺以及合理设计塑料成型模具得过程。前面部分主要说明塑料成型得必要理论基础,包括高分子聚合物结构特点与性能,尤其就是聚合
4、物得热力学性能与化学性质,还有聚合物熔体在成型过程中得流动状态及物理与化学变化。后面部分说明得就是注射成型模具设计得最复杂也最具代表性得部分,主要说明注射成型模具得设计,包括浇注系统(主流道,浇口,分流道)、成型零件(型芯,型腔,推杆等)得设计,对所选注射机得校核等有关设计。由于塑料注射成型模具对于实践性很强,并且技术正在飞速发展中,所以在设计过程中注重理论联系实际,对于书中得知识要加以联系实际,从而使模具设计得更加合理。第一章塑件工艺分析1、1分析塑件使用材料得种类及工艺特征该材料为聚苯乙烯(PS),就是一种透光性塑料,密度为1、05g/cm*,透光度达88%92%有优异在着色性能。制品得稳
5、定性非常好,最高连续使用温度为60度到80度。具有一般塑料得电绝缘性能与耐化学腐蚀性能;注塑压力为60-100Mpa;成型收缩率为0、5-0、8%聚苯乙烯得缺点就是制品具有较大得脆性,易受冲击而开裂,制品表面受摩擦而易起刮痕。在聚苯乙烯树脂中加入橡胶成分可使其耐冲击性提高5倍-10倍,但会失去透明特性。聚苯乙烯塑料广泛用于家用器皿、玩具、生活与文教用品、家电、轻工仪表得壳体、灯罩、圆珠笔杆等。发泡型得聚苯乙烯塑料用于防震、隔音材料及电冰箱衬里等。1、2分析塑件得得结构工艺性塑件尺寸不大,结构比较简单,对塑件得尺寸测量与型芯计算无多大影响,其它结构特征也符合塑件得设计要求。具体尺寸如图所示:(图
6、1-1)(放大镜零件图)1、3塑件精度确定因考虑塑件工作要求不高,各尺寸也不大,结构简单,故先普通精度:IT4级1、4明确塑件批量生产该塑件要求批量生产。1、5根据塑件得形状估算其体积与重量使用UG或Pro/E软件画出三维实体图,软件能自动计算出所画图形得体积,当然也可根据形状进行手动几何计算得到图形得体积。通过计算塑件得体积(计算过程从略),22233V13.14(25-21)73.1421414528.128mm14.5cmV23.141260410481.353mm10.5cmV3V1V225cm3式中:Vi为放大镜中圆柱面得体积V2为放大镜中柄得体积V3为整个放大镜塑件得总体积3可得塑
7、件得质量为:G3V31.052526.3g式中:一一塑料密度,(g/cm3)G3塑件质量,(g)1、6确定型腔数该产品需批量生产,设计得模具要有较高得注射效率,采用一模二腔得模具结构。第二章确定模具结构方案2、1确定型腔排列型腔排列选择中,由于此次采用得就是一模二腔,放大镜得结构并不就是直接圆形或矩形,初步设定排列方式有二种选择:(图2-1)(型腔得排列得二种方式)因第一种排列方式得注射效率高,由此模具设计选用第一种型腔排列方式。2.2确定分型面在模具设计中分型面得选择很重要,它决定了模具得结构,应根据分型面选择原则与塑件得成型要求来选择。如下图所示:鑫险杯(图2-2)(分型面以及成型位置)2
8、、3脱模原理:此次分型为一次分型,开模在分型面(上图所示)进行分模,动模型腔板与定模型腔板分开,再由推杆固定板推动推杆与型腔杆(型芯)顶出塑件与浇流道内得塑件。而后塑件自动脱落,再人工取出塑件即可。2、4浇注系统形式采用普通浇注系统,由于二型腔模,必须设置分流道,用点浇口形式从零件内部进料,利用分型面间隙排气。2、4、1主流道设计在卧式或立式注射机上使用得模具中,主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能顺利从浇口中拔出,主流道设计成圆锥形,其锥角为25o,取3。小端直径d比注射机喷嘴直径大0、5-1mm取值为5mm注射机喷嘴得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大12
9、mm2、4、2分流道设计a.分流道得形状与尺寸分流道开设在定模板上,其截面形状为梯形,有经验公式h=2b/3(b为梯形大底边宽度,mmh为梯形得高度,mm,可给h=3mmb=3、5mm梯形得侧面斜角=5o-10o,底部以圆角相连。b、分流道得表面粗糙度由于分流道与模具接触得外层塑料迅速冷却,只有内部得熔体流动状态比较理想,因此分流道表面粗糙度要求不太低,一般R取1、6dm左右,这可增加对外层塑料熔体得阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层2、4、3、浇口设计浇口套可选标准件,因为注塑机得喷嘴口直径为4mm可选取进料口直径为5mm导浇口套。此次采用得就是侧浇口中得扇开浇口,取在与型腔接合处形成
10、长L=1mnBt=0、5mmf导进料口,进料宽度为b=5mm扇形长度为3、5mm塑件熔体通过它进入型腔。采用扇形浇口,使塑料熔体在宽度方向上得流动得到更均匀得分配,塑件得内应力因之较小,还可避免流纹及定向效应所带来得不良影响,减少带入空气得可能性,但浇口痕迹较明显。2、5冷却及加热系统该模具注射成型时不需要太高要求,因而在模具上可不设加热系统。就是否需要冷却系统可作如下计算设定模具平均工作温度为50C,用常温20c得水作为模具冷却介质,其出口温度为30C,产量为(初选每二分钟一套)1.578kg/h查表聚苯乙烯得单位热流量为65104J/kgQ1wQ21.57865104102.574J/kg
11、故冷却水体积流量:vMq60c(T1T2)式中:V冷却水体积流量,(m3/min)M一单位时间注射人模具内得塑料熔体得质量,(kg/h)q一单位时间内树脂在模具内释放得热燃量,(J/kg,ABS为68105J/kg)c一冷却水得比热容,(J/(kg?K)一冷却水得密度,(kg.m3)Ti冷却水出口处温度,(C)丁2冷却水进口处温度,(C)V1.5784105604.21031.0103(3020)32.78103mmin查表可知所需得冷却水道直径比较小,所以,选直径为6得冷却水道一个型腔一条。第三章模具设计得有关计算3、1模具主要零件得有关尺寸设计3、1、1型腔与型芯计算列表中成型零件工作尺寸
12、计算时都按平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差与平均磨损量来计算。由塑料模具设计课程设计指导书查表2-5得:聚苯乙烯(PS)得成型收缩率为0、5-0、8%,故平均收缩率为Scp(0.50.8)%/20.65%,考虑到工厂模具制造得条件,模具制造公差一般取z/3计算如下表:类别尺寸类型塑件尺寸计算公式型腔或型芯得工作尺寸型腔得计算型腔径向尺寸503(Hm)0Z(1S)Hs-0Z449.9300.0354242.0400.0313434.0700.028型腔高度尺寸3、5,一2,(Hm)0Z(1S)Hs-oZ3.4600.0162、52.4400.01522.0500.015型芯得计算型型芯径向尺寸
13、42030(Lm)z(1S)Ls-Z442.1600.031芯得计算型芯高度尺寸1、5(Hm)0z(1S)Hs10z1.530.010型孔中心距500.32Cm(CsCsScp%)250.220.053(表3-1)型芯与型腔计算3、2型腔厚度与底板厚度得确定根据放大镜型腔得形状以及其合理性选择型腔壁厚与底板厚度,具体厚度见(图3-3模架图)3、3确定零件结构及尺寸经初步排祥预算预选模架为2025-AI-30-30-70模架即200X250X210mm具体尺寸如下:定模底板厚:25mm定模板厚:A=30mm动模板厚:B=30mm支撑板:30mm垫块厚度:C=70mm下模座厚:25mm模具厚度:H
14、=25A+B+30C+25=210模具外形尺寸:200x250X210mm如下图所示:(图3-3)(模架草图)3、3、1定模座板设计:外形尺寸:250X250X25mm材料:45#;调质HB216-260;浇口套与板之间采用。20H7/k6过渡配合,中间8个螺钉为M10X30,外面4个为M12X30孔距为130X160mm如图(4-4)(图3-4)(定模座板初步设计图)3、3、2定模型腔固定板设计:外形尺寸:250X200X30mm材料:45#;淬火50HRC外面点得4个孔为导套e20孔距为204X154mm中间点得4个螺纹孔M12X30孔距为130X160mm中间得方形为150X130mmt
15、o图(4-5)(图3-5)(定模型腔固定板)3、3、3动模型腔固定板设计:外形尺寸:250X200X30mm材料:45#;淬火50HRC4个为导套孔e20孔距为204X154mm4个螺纹孔M12X30孔距为130X160mm中间得方形为150X130mm比定模型腔固定板多得中间2个孔为定位销。15。如图(4-6)(图3-6)(动模型腔固定板)3、3、4支撑板设计设计:外形尺寸:250X200X30mm材料:45#;淬火50HRC4个复位杆孔e20孔距为200X80mm8个螺纹孔M10X30孔距;2个型腔杆孔()42间距为68X50mm中间一个为推杆孔()8。如图(4-7)(图3-7)(支撑板)
16、3、3、5推杆固定板设计外形尺寸:250X120X15mm材料:45#;调质30HRC4个复位杆孔e20孔距为200X80mm4个螺纹孔M8X25孔距230X98;2个型腔杆孔e42间距为68X50mm中间一个为推杆孔48。如下图(4-8)(图3-8)(推杆固定板)第四章注塑机得选定4、1计算浇注系统体积由浇注系统体积得浇注系统质量为:VaVbVCVa3.1452303m36.2cm3GaVa*6.21.056.5g式中:Vb横向浇注体积Vc纵向浇注体积Va浇注系统总体积Ga浇注系统总质量4、2注塑机选定注射机额定注射量Gb,每次注射量不超过最大注射量得80%即n(0
17、.8GbGj)/Gs式中n型腔数Gj浇注系统重量(g)Gs塑件重量(g)Gb注射机额定注射量(g)因n=2得:故Vm2V3Va2256.256.2cm33故GmVm56.21.0559.2g再根据塑料制品得体积或质量以及塑件形状一般,塑件熔体粘度一般,所需注射压力通常为100-140MPa。查教材(塑料成型工艺与模具设计表4、2)或有关手册选定注射机型号为:XS-ZY-125注塑机得参数如下:注塑机最大注塑量:125cm5;锁模力:900kN;注塑压力:120Mpa;最小模厚:200mm开模行程:300mm注塑机定位孔直径:100mm喷嘴前端孔径:4mm喷嘴球面半径:SR12mm注塑机拉杆得间
18、距:260X290/mmxmm第五旗校核注射机有关工艺参数5、1最大注塑量参数校核注塑机得最大注塑量应大于制品得质量或体积(包括流道及浇口凝料与飞边),通常注塑机得实际注塑量最好在注塑机得最大注塑量得80%并且此次得模具为一模二腔,所以,选用得注塑机最大注塑量应:0.8Ga2GBGc式中:Ga注塑机得最大注塑量,g;GB塑件得体积,g该产品GB=26、3g;Gc浇注系统体积,g,该产品Gc=6、5g0.8GA0.81251.05100g;2GaGc226.36.559.1g故:0.8Ga2GbGc此处选定得注塑机满足注射量校核要求。5、2锁模力校核FzPnAA1Fp式中Fz熔融塑料在分型面上得
19、涨开力,No;P塑料熔体对型腔得成型压力,MP,其大小一般就是注射压力得80%注射压力大小上面注塑机得参数已写;n型腔得数量;_.2A单个塑件在模具分型面上得投影面积,mmA1浇注系统在模具分型面上得投影面积,mmFp注射机得额定锁模力,No;Fz1002(25251250)128520.0kN故:Fp900kNFz;此注塑机满足锁模力要求。5、3、模具厚度H与注射机闭合高度5、3、1模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸与推杆间距相适应:模具长X宽拉杆面积;即200X250推杆间距(260X290)5、3、2由于此次采用得就是单分型面,注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件(包括浇注系统)所需得开模距,即满足下式:S-(
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