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文档简介
本科毕业设计(论文)题目:绝缘器上盖的塑料注塑模具设计注射机的选择3.1注射机的选择设计模具时,应详细地了解注射机的技术规范,才能设计出合乎要求的模具,应了解的技术规范有:注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。公称注塑量:指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。注射压力:为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。注射速率;为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。塑化能力:单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。锁模力:注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。合模装置的基本尺寸:包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。开合模速度:为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。模具成型的塑料制品和流道凝料总质量应小于注射机的额定注射量的80%。浇注系统凝料体积的初步估计浇注系统的凝料在设计前是不能确定准确的数值的,但可以根据经验按照塑件体积的0.2~1来计算。因为初步拟定的型腔数为一模两腔所以总质量为:24.092×2+(24.092×2)×0.2=57.82cm3注射机的额定注射量≥57.82÷80%=72.28cm3初步选用注射机理论注射容量为105m3,注塑机型号为XS-ZY-125。选择螺杆式注塑机的型号为:XS-ZY-125,其主要技术参数如下:表3.1XS-ZY-125注射机参数额定注射量/cm3125最大开合模行程/mm300螺杆直径/mm42模具最大厚度/mm300注射压力/Mpa116模具最小厚度/mm200注射速度g/s72锁模形式肘杆锁模力/KN900喷嘴孔直径/㎜4模具定位孔直径/mm100喷嘴圆弧半径/mm12顶出形式两侧设有顶出,机械顶出根据模架的分类,选择二板模模架,二板模模架由定模部分和动模部分组成,定模部分包括面板和定模板;动模部分包括推板、动模板、托板、支撑件方铁、底板及推杆固定板和推杆底板等。其优点是模具架构简单,成型制品的适应性强,制造成本相对较低。根据塑件尺寸与型腔排布初步拟定模架尺寸为:350×400×330mmAI型工字模。4型腔数目的确定及分型面的选择4.1型腔数目的确定注射机选择完以后,根据注射机的性能参数(注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力)、塑件精度等级(在模具中每增加一个型腔,塑件精度要降低4%)来确定模具的型腔数量。计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数。根据设计手册,可查得丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚体密度为1.02--1.05g/cm3,按注射机的最大注射量确定型腔数目。根据公式n(KMp-M)/mK-注射机最大注射量利用系数,一般取0.8。Mp—注射机最大注射量;M—浇注系统凝料量;m—单个塑件的体积。已知Mp=173cm3再粗计算塑件质量,取M1为4到6cm3。可求出n=2,即一模两腔。型腔的分布如下图4.1所示图4.1型腔分布4.2分型面的选择以下原则进行分型面的选择原则:分型面应选在塑件外形最大轮廓处;避免模具结构复杂;分型面应便于塑件的脱模;分型面得选择应有利于侧向分型和抽芯;分型面得选择应保证塑件的质量;分型面得选择应应有利于防止溢料;分型面的选择应该有利于排气;分型面的选择应尽量使成型零件易于加工。为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性,并保证塑件的精度,模具设计时应合理的确定型腔数目。根据第三章内容初步将该模具设计成一模两件成型,选在塑件最大轮廓处。且使塑件留在动模一侧,便于推出机构推出。摆放位置如图4.2所示。图4.2分型面5浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道,具有传质、传压和传热的功能,它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统,包括主流到,分流道、冷料穴,浇口。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节,它对注塑成型周期和塑件质量(如外观、物理性能、尺寸精度等)都有直接影响,故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称,防止模具承受偏载而产生溢料现象,而浇口的位置也要适当,尽量避免冲击嵌件和细小的型芯,防止型芯变形,浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来,需要注意以下问题:适应塑料的工艺性;流程要短;排气良好;避免料流直冲型芯或嵌件;浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小;浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称;修整方便,保证制品外观质量;防止塑件变形.5.1主流道的设计主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。在卧式注射机上主流道垂直于分型面,为使凝料能顺利拔出,设计成圆锥形,主流道通常设计在主流道衬套(浇口套)中,为了方便注射,主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大1~2mm,防止主流道口部积存凝料而影响脱模,通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.5~1mm。其中,浇口套主流道大端直径D应尽量选得小些。如果D过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大,到达一定程度浇口套容易从模体中弹出[13]。如下图5.1所示为主流道各部尺寸:图5.1主流道设计5.2浇口设计浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道,浇口是连接分流道与型腔的通道,它是浇注系统最关键的部分,它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个:一是作为塑料熔体的通道,二是浇口的适时凝固可控制保压时间。常用的浇口形式有直接浇口、点胶口、点浇口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时,浇口位置及尺寸要求比较严格,它一般根据下述几项原则来参考:尽量缩短流动距离;浇口应开设在塑件壁最厚处;必须尽量减少或避免熔接痕;应有利于型腔中气体的排除;考虑分子定向的影响;避免产生喷射和蠕动;不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口;浇口位置的选择应注意塑件外观质量。图5.2浇口设计6成型零件设计6.1选材对于成型零件经常选择45号钢作为成型材料,然后通过调质处理使用。6.2成型零件结构设计定模镶块:型腔内部加镶块,用于成型外部结构。基本外形尺寸为长170,宽210.为使结构简单采用整体式,可以提高牢固性。不会使塑件产生痕迹,结构如下图6.1所示图6.1定模镶块动模镶块:该产品外形尺寸相对较小,但产品内部小零件较多,在凸模上有四个突起的台子。基本外形尺寸为长170,宽210.要在凸模上制造比较精7合模导向机构设计小型腔。为使结构简单,采用组合式,结构使用下图6.2所示图6.2动模镶块6.3成型零件工作尺寸计算由于制品的内部由许多孔和凸台组成,形状复杂,首先利用proe软件的分析功能对制品的体积和在分型面上的投影面积进行计算与测量。在UG软件里打开三维模型,测出其体积。根据软件计算得出结果如下:塑件在分型面上的投影面积:A=43.2×76.9=3322mm2塑件体积:V=3.384cm3(由proe测得)塑件密度:=1.14g/cm3(ABS密度:1.08~1.2g/cm3,取平均值)所以塑件的质量:m=3.384×1.14=3.85g根据产品的特点和设计要求,该塑件采用潜伏式浇口形式,并且采用一模两腔的形式,浇注系统及冷凝料材料体积约为4.06cm3。总体积为10.828cm3,总质量约为12.33g。塑模型芯及型腔的成型尺寸是根据塑件形状及其尺寸来确定的。因此,塑模型芯及型腔的成型尺寸主要与塑件形状、尺寸公差,塑料的收缩率及收缩误差、塑模磨损量及模具制造公差等因素有关。6.3.1型腔计算6.3.2型腔高度计算6.3.3型芯计算6.3.4型芯高度计算7合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时,正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位,本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外,还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力,或者由于成型设备精度低的影响,使导柱承受了一定的侧向压力,从保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱,导柱导面部分长度比凸模端面高出8~1mm,以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10,HRC50~55,导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8μm,导向部分Ra为0.8~0.4μm,本设计采用4根导柱,固定端与模板间采用H7/m6。导套常采用T10A,Ⅱ型导套,采用H7/m6配合镶入模板。导柱:国家标准规定了两种结构形式,分为带头导柱和有肩导柱,大型而长的导柱应开设油槽,内存润滑剂,以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量,特别对于大型、精密的模具,导柱的直径需要进行强度校核。导套:导套分为直导套和带头导套,直导套装入模板后,应有防止被拔出的结构,带头导柱轴向固定容易[14]。设计导柱和导套需要注意的事项有:合理布置导柱的位置,导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度;导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置,或不等直径对称布置。导柱工作部分长度应比型芯端面高出6~8mm,以确保其导向与引导作用。导柱工作部分的配合精度采用H7/f7,低精度时可采取更低的配合要求;导柱固定部分配合精度采用H7/k6;导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.5~2倍,其余部分可以扩孔,以减小摩擦,降低加工难度。导柱可以设置在动模或定模,设在动模一边可以保护型芯不受损坏,设在定模一边有利于塑件脱模。本书模具设置四个标准带头导柱配合标准直导套作为导向系统,导柱设置在动模上,以保护型芯不受损坏。导套和导柱结构如下:导柱:国家标准规定了两种结构形式,分为带头导柱和有肩导柱,大型而长的导柱应开设油槽,内存润滑剂,以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量,特别对于大型、精密的模具,导柱的直径需要进行强度校核。导套:导套分为直导套和带头导套,直导套装入模板后,应有防止被拔出的结构,带头导柱轴向固定容易。如图:图7.1导柱和导套8侧抽芯设计抽芯距s=s1+5mmS1为空深度在这里空深度为壁厚所以s=10mm抽芯力的计算:Fc=ChP(cos(a)-sin(a))(8.1)=37.68×20×0.9×107(0.15cos(180)-sin(180))=31.7×103NFc-抽芯力C-侧型芯成行部分的截面的平均周长(m)=×12=36.78mmh-侧型芯成行部分的高=20mmp-塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力)一般p=(0.8-1.2)x107pa模外冷塑件p=(2.4-3.9)×107pau=0.15,a-侧型芯的脱模斜度或倾斜角=18o8.1斜导柱设计8.1.1在确定斜滑块结构尺寸之前,应了解其设计要点斜滑块的导向斜角一般取18o,斜滑块的推出高度必须小于导滑槽总长的2/3;斜滑块在导滑槽内的活动必须顺利;内抽芯斜滑块的端面不应高于型芯端面,而应在零件允许的情况下低于型芯端面0.05~0.10mm。8.1.2斜导柱尺寸的确定斜导柱的形状如图所示:其工作端的端部设计成半球形。图8.1斜导柱的形状其材料选用45碳素工具钢,热处理要求硬度HRC55,表面粗糙度为Ra0.8nm,斜导柱与固定板之间采用过渡配合H7/m6,滑块上斜导柱之间采用间隙配合H11/b11,或在两者之间保留0.5mm间隙。斜导柱倾斜角度的确定:为倾斜角L=s/sinα经查资料得α取18o比较理想。8.1.3斜导柱的长度计算斜导柱的长度其工作长度Lz=s×cos/sinα(8.2)为滑动定向模一侧的倾角因=0o所以L=s/sinα=6.5/sin(18o)=21mmLz斜导柱的总长度(mm);d1斜导柱固定部分大端直径(12mm);h斜导柱固定板厚度(20mm);d斜导柱工作部分直径(16mm);S抽芯距(10mm)。==30/2×tan(18o)+20/cos(0o)+30/sin(18o)36mm斜导柱安装固定部分长度斜导柱固定部分的直径(40mm)斜导柱固定部板的厚度(20mm)α斜导柱的倾角8.1.4斜导柱受力分析与强度计算受力分析如下图所示:图8.2斜导柱的受力分析在图中Ft是抽芯力FC的反作用力.其大小与FC相等,方向相反,方向相反,Fk是开模力,它通过导滑槽施加于滑块F是斜导柱通过斜导柱孔施加于滑块正压力,其大小与斜导柱受的弯曲力Fw相等,F1是斜导柱与滑块间的摩擦力,F2是滑块与导滑槽间的摩擦力.另外斜导柱与滑块,滑块与导滑模摩擦系数0.5。ΣFX=0侧(8.3)ΣFY=0侧(8.4)式中F1=F2=由式解得:(8.5)因摩擦力太小所以可以省略既(μ=0)所以F=Ft/cos(a)=31.7×105/cos(18.)=33.43×105NFw=Fc/tan(a)=31.7×105/tan(18)=9×105N由Fc斜导柱的倾斜角在有关资料中可查到最大弯曲力Fw=1000KN然后根据Fw和Hw=20mm以及可以查出斜导柱直径d=16mm。8.2滑块的设计与定位滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一重要零部件,它上面安装有侧向型芯式侧向型芯块,注射成形时塑件尺寸的准确和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证,滑块的结构形状应根据具体塑件和模具结构进行设计可分为整体式和组合式在这里采用整体式。滑块的设计如下图所示:图8.3滑块滑块定位装置在开模过程中来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置在发生移动以避免合模时斜导柱不能准确的插入滑块的斜导孔内造成模具的损快。此设计采用弹簧+挡块定位。如下图所示图8.4滑块定位结构9冷却系统设计9.1设计原则尽量保证塑件收缩均匀,维持模具的热平衡;冷却水孔的数量越多,孔径越大,则对塑件的冷却效果越好;尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等,与制件的壁厚距离相等,经验表明,冷却水管中心距B大约为2.5~3.5D,冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B,最小不要小于10。浇口处加强冷却,冷却水从浇口处进入最佳;应降低进水和出水的温差,进出水温差一般不超过5℃冷却水的开设方向以不影响操作为好,对于矩形模具,通常沿宽度方向开设水孔。合理确定冷却水道的形式,确定冷却水管接头位置,避免与模具的其他机构发生干涉。本设计采用采用环绕式冷却水分布[10]。9.2冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前,需要对某些数据取值,以便对以后的计算作出估算;取闭模时间3S,开模时间3S,顶出时间2S,冷却时间30S,保压时间20S,总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异,一般用下式计算:t==62/(3.142×0.07)[8/3.142×(200-50)/(80-50)]=73(S)式中:S——塑件平均壁厚,S取6mm;——塑料热扩散系数(mm/s),=0.07;T——成型温度160-220℃,T取200℃;T——平均脱模温度,T取80℃;T——模具温度40~80℃,T取50℃。由计算结果得冷却时间需要73S,这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体(如下图),使冷却水在型芯的中空腔中流动,冷却效果大为增强。参照经验推荐值,冷却时间取30S即可。9.3塑料熔体释放的热量计算Q=nGC(t-t)=60×217.6×10×1.9×(220-60)=3969.02kJ/h西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)式中:n——每小时注射次数,n=60(次);G——每次的注射量(kg), G=217.6×10;C——塑料的比热容(kJ/kg·℃),C=1.9;t——熔融塑料进入型腔的温度℃,t=220;t0——塑件脱模温度℃,t0=60。9.4高温喷嘴向模具的接触传热计算Q=3.6A(t-t)=3.6×4069×10×140×(220-50)=348.63kJ/h式中:A——注塑机的喷嘴头与模具的接触面积(m),A=4069×10m(A=4R=4×3.14×18=4069×10m,R=18mm注塑机喷嘴球半径,);——金属传热系数=140(W/m℃);t——模具平均温度℃t=50;t——熔融塑料进入型腔的温度℃t=220。9.5注射模通过自然冷却传导走的热量Q=hA(t-t)4/3=5.35×0.203×(50-20)4/3=112kJ/h式中:h——传热系数(kJ/mh℃),h=5.3(h=4.187(0.25+3.4)=4.187×(0.25+5.15)=5.35);A——两个分型面和四个侧面的面积m2,A=0.203;A=(A)+(A)n=0.097+0.22×0.48=0.203,A=2BL=2×220×220×10=0.097m;A=4BH=4×220×250×10=0.22m);B模具宽度mm,B=220;L模具长度mm,L=220,开模率n=(60-31.5)/60=0.48;t——模具平均温度℃,t=50;t——室温℃,t=20。辐射散发的热量Q=20.8A[(20.2)-(20.3)]=20.8×0.22×0.8×[(0.23)-(0.29)]=128.7kJ/h式中:——辐射率,一般表面=0.8--0.9;A=0.22;工作台散发的热量Q=hA(t-t) h=502×0.0484×(50—30)=485.94kJ/h式中:传热系数——h=502kJ/(mh℃);A——模具与工作台的接触面积m,A=0.0484;[A=bl=220×220×10=0.0484;b模具与工作台接触宽度,b=220;模具与工作台接触长度m=220。]从计算的结果看,这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走,实验表明,约1/3的热量被凹模带走,其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量:Q=(Q+Q)-(Q+Q+Q)由于现在无法得到Q的正确值,所以计算以简单计算原则,取Q=Q。9.6冷却系统的计算型腔内发出的总热量(kJ/h):Q=nGQ=60×217.6×10×300=3916.8每次需要的注射量(kg)——G=217.6×10确定生产周期(S)——t=60塑料单位热流量(kJ/h)——Q=280~350; 取Q=300每小时的注射次数——n=60从计算结果看,Q总与Q1相差不多但不相等,这是因为Q1涉及的因素较多,所以应该应该取Q总来计算。9.7凹模冷却系统的计算凹模的冷却水体积流量q=ρC1(T出-T进)60=763×103/[103×4.187×103×(25-20)×60]=0.61×10m/min式中:Q=1/3Q=1/3×2289=763kJ/h——水的密度10kg/m;C——水的比热容4.187×10J/kg℃;T——水管出口温度,T取25℃;T——水管入口温度,T取20℃。冷却水管的平均流速:V=4×0.61×10/(3.14×0.0082)=12.14m/min=0.202m/s式中:d——冷却水管直径,取d=8mm查冷却水的稳定湍流速度与流量得,管径为8mm的冷却水管所对应的最低流速为1.66m/s时才能达到湍流状态,故冷却水在凹模冷却管道中的流动未达到湍流。冷却水管壁与水交界面的传热膜系数[6]7.6×(1000×0.202)0.8/0.0080.2=1395(w/mk)式中:是与冷却介质温度有关的物理系数,取7.6。凹模冷却管的传热面积A=763×103/[3600×1395×(50-22.5)]=5.52×10m式中:T——模具与冷却介质平均温度,T=27.5℃(T=T-(T+T)/2=50-(20+25)/2=22.5℃)。冷却水孔总长LL=763×103/[3600×3.14×7.6×(1000×0.202×0.008)0.8×(50-22.5)]=0.22m模具上应开设的冷却水孔圈数n=L/B=0.22÷(4×0.076)=0.72,所以冷却水孔数位1式中:B为开一圈冷却水道时冷却水道长度。冷却水流动状态校核。R=0.202×0.008/(1×10)=1616<10式中:R——雷诺数;——水的运动粘度,=1×10(m/s)。进出口温差校核:T-T=763×103/(900×3.14×0.0082×103×4187×0.202)=4.99℃预期温差为5℃,校核的结果与预期的非常吻合,说明实际应用正确。冷却水道设计如下图9.1图9.1冷却水道设计10推出机构的设计10推出机构的设计推出结构由推出、复位、导向三大部分组成。本设计塑件脱模依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构,实现塑件自动脱模。推出机构设计原则:设计的推出机构应尽量使塑件留于动模一侧;塑件在推出时不发生变形和损坏;不损坏塑件的外观质量;合模时推出机构正确复位;在推出和复位的过程中,结构应尽量简单,动作可靠、灵活,制造容易。10.1推件力的计算推件力是将制品因收缩对型芯的摩擦力和大气压力Ft=Ap(μcosα-sinα)+qA1式中,A—塑件包络型芯的面积p—塑件对型芯单位面积上的包紧力,P取0.8×107~1.2×107帕;α—脱模斜度;ABS≥5°q—大气压力0.09兆帕μ—塑件对钢的摩擦系数,约为0.1~0.3;A1—制件垂直于脱模方向的投影面积(mm2)。则,A≈298cm2A1≈60.76cm2带入数据得Ft=814.34N10.2顶杆直径根据压杆稳定公式计算出顶杆直径:d=φ[L2F/nE]1/4m(10.1)式中:φ—安全系数,常取φ=1.5;L—顶杆的长度m;n—顶杆数目。代入数据得:d=10mm10.3顶杆直径的强度校核σ=4F/nπd2≤[σ](10.2)式中,[σ]—顶杆材料的许用应力Mpa;σ—顶杆反受的应力Mpa。代入数据得:σ=4×814.34/(8×3.14×42)=8.10Mpa﹤[σ]所以,顶杆强度符合要求。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)推杆顶出机构如图所示,圆柱形状的推杆和推杆孔最容易加工,而且很容易保证其配合精度,容易保证其互换性,并且容易更换,而且它还具有滑动阻力小,不容易卡滞等优点。图10.1推出结构11模具总装配图11.1模具装配二维图图11.1模具装配二维图11.2模具装配三维图图11.2模具总装配三维图西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)毕业设计(论文)知识产权声明开模时,动模部分向后移动,C-C分型面分开,在型芯包裹力的作用下塑件被拉出,同时拉料杆将浇注系统从主流道中拉出,随着动模继续向后移动,在斜导柱的作用下使侧滑块分型,使侧型芯完成抽芯。然后动模部分继续向后移动,注射机的顶杆作用于推板,通过上面的推杆将塑件从下型芯顶出,同时斜导杆完成抽芯。至此,整个开模过程完成。合模时,在弹簧的作用下,实现推杆和斜导杆的先复位,动模部分向前移动,C-C分型面开始合拢,同时在斜导柱机构作用下使侧滑块复位,楔紧块将侧滑快楔紧,至此,整个合模过程完成,为下一次注射做好准备。12校核部分12.1型腔数目的确定及校核根据市场经济及生产效率的要求,本模具采用一模2腔型腔结构,即型腔数目。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关,因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量;式中——注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8;——注射机最大注塑量g;——浇注系统所需塑料质量;——单个塑件的质量。式中、、也可以为注射机最在注射体积(cm3)、浇注系统凝料体积(cm3)、单个塑件的体积(cm3)。估算浇注系统的体积:V=0.2x2xV=18.8cm3故取满足我们设计要求。12.2锁模力的校核注射成型时,塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素,其数值越大,需要的锁模力也就越大。注射成型时,模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关,为了可靠地锁模,不使成型过程中出现溢料现象,应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离,即:(式中符号同前)式中为单个塑件在分型面上的投影面积,mm2;为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积,mm2;P为塑料熔体在型腔中的成型压力,Mpa;为注塑机的额定销模力,N。12.3开模行程的校核注射机开模行程是有限的,开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此,塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料,对于双分型面注射模具,需要满足下式:(12.1)式中—模具开模行程;—推出距离—塑件高度;—定模板与中间板之间的分开距离。则<1000mm小于注射机最大开合模行程,故满足要求。12.4注射量的校核要求注射量不超过注射机的最大注射量,在注塑生产中,注塑机每一个成型周期向模具腔内注入的塑料熔体体积或质量称为塑件的注射量,其中包括浇注系统内所存留的塑料熔体体积,选择注塑机时,必须保证塑件的注射量小于注塑机的最大注射量的(80~85)%,最小注射量不小于注塑机注射量的20%,根据式kMmaxM,M=Mi+m式中Mmax注塑机最大注射量/cm3Mi浇注系统凝料的质量或体积/cm3;m单个制件质量或体积/cm3;n型腔数目/个;k注射机最大注射量利用系数,一般取0.8。0.8×1252×3.384+4.06≈10.828cm3。故:注射机注射量满足要求。12.5模具注射压力校核塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。注射压力的校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品的成型要求。所选的塑料原料为ABS,制件结构合理,流体流动性能好,其注射压力在(100~140)Mpa之间,其值在所选的注射机成型范围之内,故能满足要求。12.6喷嘴尺寸校合浇口套球面R和喷嘴前端球面半径Ro;喷嘴孔径d0和浇口套小端孔径d;正确关系为d=d0+(0.5-1)R=R0+(1-2);由于R=7,R0=6.4且d=14且d0=13满足关系d=d0+(0.5-1)R=R0+(1-2),所以喷嘴孔径大小和球面符合要求。12.7模具的长度和宽度和厚度校核本副模具采用压板紧固的方式,将模具的固定板安放在压板外侧附近模具为工型模架,大小为350×350mm,满足要求,模具厚度必须满足下式:Hmin≤H≤Hmax式中H—模具闭合厚度,mm;—注塑机所允许的最小模具厚度,330mm;—注塑机所允许的最大模具厚度,400mm;由于注射机的动模和定模固定板之间的距离都有一定的调节量H,因此,对安装使用的模具厚度有一定的限制,一般情况下,模具的实际厚度H必须在注射机允许安装的最大模具厚度和最小模具厚度之间。所选用的注射机的模具最大厚度Hmax为300mm,最小模具厚度Hmin为200mm。所设计的模具总厚度H为233mm,所以满足关系:Hmin<H<Hmax。因此,设计的模具厚度满足注射机对模具的合模要求。根据结构草图,初选的模具厚度为330mm。则满足要求。所设计的模具在注射机的装夹范围内。综上分析,本副模具与所选的注射机完全相互适应,模具的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程都在所选的注射机技术规格之内。因此,所选的XS-ZY-125型注射机完全能够符合本次模具设计要求。结论毕业设计是对大学里所学知识的综合考察,通过这次设计把零散的知识集合在一起。进一步对系统知识的归纳总结。用理论知识指导自己去实践,同时弥补了许多不足的地方。比如知识的遗忘和以前没有完全掌握的知识等。尽管这次毕业设计是简单的模具设计,可是同样要用到所学的专业知识。解决了许多不应该出现的问题,为自己今后的学习打下了一定的基础。本次设计是对我的考验,更是对我的锻炼。它使我在书本上学习的知识接触实际,是我的理论知识走向实际的桥梁。以后我会在实际的生产中学习更多的知识,也将竭力用我的所学为社会创造更多的价值,为人民造福。参考文献[1]黄虹:塑料成型加工与模具,化工工业出版社,2003.3[2]骏毅科技,关兴举等:Pro/ENGINEER塑料模具设计,人民邮电出版社,2006.2[3]朱光力,万金保等:塑料模具设计,清华大学出版社,2003[4]中国机械工程学会,中国模具设计大典编委会:中国模具设计大典,江西科学技术出版社,2003[5]伍先明,王群等:塑料模具设计指导,国防工业出版社,2006.5[6]黄胜杰,机械科技研究中心:实战Pro/ENGINEER工程图,中国铁道出版社,2002.10[7]M.M.Fisher,F.E.MarkandT.Kingsbury:Energyrecoveryinthesustainablerecyclingoplasticsfromend-of-lifeelectricalandelectronicproducts,2005IEEEInternationalSymposiumonElectronicsandtheEnvironment,May2005.[8]BillDavies.SergeJonnaert:GuidetoBetterHotRunnerControlWhitePaper,MoldflowCorporation,March2004.[9]IreneFerreira,OlivierdeWeck,PedroSaraiva,JoséCabral.Multidisciplinaryoptimizationofinjectionmoldingsystems[J].StructMultidiscOptim,2010,41:621–635[10]许志:模具造
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