塑件的工艺分析与模具结构设计模板.doc
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1、模 具 设 计 课 程 设 计课程名称:模具设计课程设计姓 名:黄 勇 兵 张 勇指导老师:田 鹏 飞学 院:机 电 学 院专业班级:06 级 工 业 设 计日 期:2 0 0 9/1 2/2 1目 录摘要 21前 言 32塑件工艺分析42.1塑件原材料分析42.2初选注塑成型机型号和规格53 模具结构设计63.1 确定型腔部署及数目63.2 分型面选择63.3浇注系统设计73.3.1 浇口设计73.3.2.浇道.83.3.3.冷料穴及拉料93.3.4. 进料口及位置确实定103.3.5.排气系统设计113.3.6.冷却装置设计113.3.7脱模机构设计123.3.8选择标准模架124 模具成
2、型零件设计和计算134.1凸模、凹模、型芯设计和计算134.2 型腔侧壁厚度和底板计算155 合模导向机构设计176.校核计算197.凹凸模材料确实定218. 设计小结22塑料香皂盒注塑模设计 摘要:本课题关键是针对塑料香皂盒注塑模具设计,该塑料香皂盒材料为无毒PP材料,是日常生活中常见一个塑件产品。经过对塑件进行工艺分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具浇注系统、模具成型部分结构、顶出系统、冷却系统、注塑机选择及相关参数校核、全部有具体设计,同时并简单编制了模具加工工艺。经过整个设计过程表明该模具能够达成此塑件所要求加工工艺。依据题目设计关键任务是
3、香皂盒注塑模具设计,也就是设计一副注塑模具来生产塑件产品,以实现自动化提升产量。针对塑件具体结构,该模具是点浇口双分型面注射模具。关键词:注塑模,塑料香皂盒1. 前 言在现代工业发展进程中,模具地位及其关键性日益被大家所认识。模具工业作为进入富裕社会原动力之一,正推进着整个工业技术向前前进!模具就是“高效益”,模具就是“现代化”之深刻含意,也正在为大家所了解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定以后,塑料制品质量优劣及生产效率高低,模具原因约占80。由此可知,推进模具技术进步应刻不容缓!塑料模具设计技术和制造水平,常标志一个国家工业化发展程度。由此可知,塑料模具设计,对于产品质量和产量关键性
4、是不言而喻。 多年来,塑料模具产量和水平发展十分快速,高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占百分比越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机加热料筒内,塑料受热熔化后,在注塑机螺杆或活塞推进下,经过喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔内,塑料在其中固化成型。经过此次设计任务全过程,有利于培养实践工作能力。另外,此次设计还必需含有一定计算机应用能力,在设计过程中全部应结合设计课题利用计算机编制对应工程计算、分析和优化程序,同时还含有必需计算机绘图能力,如利用AutoCAD软件进行二维图绘制。此次课程设计关键任务是塑料香皂盒注塑模具设计。也就是设计一副注塑模具来生产塑料盒塑件产品,以实
5、现自动化提升产量。针对盒盖具体结构,经过此次设计,使我对点浇口双分型面模具设计有了较深认识。同时,在设计过程中,经过查阅大量资料、手册、标准、期刊等,结合教材上知识也对注塑模具组成结构(成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调整系统)有了系统认识,拓宽了视野,丰富了知识,为未来独立完成模具设计积累了一定经验。2 塑件工艺分析2.1 塑件原材料分析 (1) 本塑件及塑料香皂盒为日常生活中所常见塑料制品,关键用于盛装香皂。依据其使用特殊性,综合分析多种塑料性能,聚丙烯(pp)为最好材料。聚丙烯密度低,无色,无味,无毒,透明度较聚乙烯高,透气性低。另外,聚丙烯屈服强度、弹性、硬度及
6、抗拉、抗压强度等全部高于聚乙烯,其拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS。聚丙烯吸水率低,绝缘性能好,能耐弱酸、弱碱。聚丙烯在100C以上温度下进行消毒灭菌,熔点为164170C,其最高使用温度达150C,最低使用温度达-15C。聚丙烯在氧、热、光作用下极易降解老化,所以必需加入防老化剂。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链,抗弯曲疲惫强度尤其高。聚丙烯成型加工时收缩率较大,易造成成型加工出来制件出现变形、缩孔等缺点(网上查询得到)。(2).其吸水量为0.05%(3).热变形温度5657(1.82MPA) ,102115(0.45MPA)成型时模腔表壁温度2060。注射温度250270。注射料筒温度后段150
7、210,中段170230,前段240250(P52页)(4)结构工艺性零件壁厚基础均匀,全部壁厚均大于最小壁厚2MM,(5)塑件外形尺寸,体积及重量单个塑件体积约为21638.7,最大质量为19.7g,其外形尺寸图1.2图1 塑件俯视图 图2产品设计图2.2初选注塑成型机型号和规格从实际注塑量应在额定注塑量20%-80%之间考虑,初步选定用XS-Z-60(卧式)型注塑机。SZ-60/40(卧式)型注塑机关键技术规格以下表:表 3-1 注塑机关键参数理论注射容积(cm)60螺杆直径(mm)30注射压力(MPa)180注射速率(g/s)70塑化能力(g/s)35螺杆转速(r/min)0200锁模力
8、(kN)400拉杆有较距离(mm)220300移模行程(mm)250模具最大厚度(mm)250模具最小厚度(mm)150锁模形式双曲肘模具定位孔直径(mm)80喷嘴球半径(mm)SR10喷嘴口孔径(mm)3模板尺寸(mm)2003153 模具结构设计3.1 确定型腔部署及数目确定型腔方法有:依据锁模力确定;依据最大注射量确定;依据塑件精度确定和经济性确定等。依据设计说明书设计要求、塑件几何结构特点及尺寸精度要求,本制品采取一模一腔。3.2 分型面选择 怎样确定分型面,需要考虑原因比较复杂。因为分型面受到塑件在模具中成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及精度、嵌件位置形状和推出方法、模具制造、
9、排气、操作工艺等多个原因影响,所以在选择分型面时应综合分析比较,从多个方案中优选出较为合理方案。选择分型面时通常应遵照以下几项标准:(1)确保塑料制品能够脱模 这是一个首要标准,因为我们设置分型面目标,就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。依据这个标准,分型面应首选在塑料制品最大轮廓线上,最好在一个平面上,而且此平面和开模方向垂直。分型整个廓形应呈缩小趋势,不应有影响脱模凹凸形状,以免影响脱模。 (2)使型腔深度最浅 模具型腔深度大小对模具结构和制造有以下三方面影响: 现在模具型腔加工多采取电火花成型加工,型腔越深加工时间越长,影响模具生产周期,同时增加生产成本。 模具型腔深度影响着模具厚度。型腔
10、越深,动、定模越厚。首先加工比较困难;其次多种注射机对模具最大厚度全部有一定限制,故型腔深度不宜过大。 型腔深度越深,在相同起模斜度时,同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大,图2。若要控制要求尺寸公差,就要减小脱模斜度,而造成塑件脱模困难。所以在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。(3)使塑件外形美观,轻易清理 尽管塑料模具配合很精密,但塑件脱模后,在分型面位置全部会留有一圈毛边,我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除,但仍会在塑件上留下痕迹,影响塑件外观,故分型面应避免设在塑件光滑表面上,图3(4)尽可能避免侧向抽芯 塑料注射模具,应尽可能避免采取侧向抽芯,因为侧向抽芯模具结构复杂,而且直接
11、影响塑件尺寸、配合精度,且耗时耗财,制造成本显著增加,故在万不得己情况下才能使用.(5)使分型面轻易加工 分型面精度是整个模具精度关键部分,努力争取平面度和动、定模配合面平行度在公差范围内。所以,分型面应是平面且和脱模方向垂直,从而使加工精度得到确保。如选择分型面是斜面或曲面,加工难度增大,而且精度得不到确保,易造成溢料飞边现象。(6)使侧向抽芯尽可能短 抽芯越短,斜抽移动距离越短,首先能降低动、定模厚度,降低塑件尺寸误差;其次有利于脱模,确保塑件制品精度 。(7)有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小,空气量不多,可借助分型面缝隙排气。所以,选择分型面时应有利于排气。按此标准,分型面应设在注射
12、时熔融塑料最终抵达位置,而且不把型腔封闭 总而言之,选择注射模分型面影响原因很多,总要求是顺利脱模,确保塑件技术要求,模具结构简单制造轻易。当选定一个分型面方案后,可能会存在一些缺点,再针对存在问题采取其它方法填补,以选择靠近理想分型面。对于本塑件,A-A面为最好第一分型面。图3 分型面设计图3.3 浇注系统设计浇注系统作用是将熔融状态塑料填充到模具型腔内,并在填充及凝固过程中将注射压力传输到塑件各部位,浇注系统通常由浇口、浇道、进料口及冷料穴四部分组成。3.3.1 浇口设计浇口形式众多,通常全部有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。模具设
13、计时,浇口位置及尺寸要求比较严格,初步试模后还需深入修改浇口尺寸,不管采取何种浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,所以合理选择浇口开设位置是提升质量关键步骤,同时浇口位置不一样还影响模具结构。总而言之要使塑件含有良好性能和外表,一定要认真考虑浇口位置选择,通常要考虑以下几项标准:(1)尽可能缩短流动距离。(2)浇口应开设在塑件壁厚最大处。(3)必需尽可能降低熔接痕。(4)应有利于型腔中气体排出。(5)考虑分子定向影响。(6)避免产生喷射和蠕动。(7)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(8)注意对外观质量影响依据浇口成型要求及型腔排列方法,联络产品实际使用要求,本产品选择点浇口较为适宜。具体
14、形式见图4。图4 浇口形式其中= ,a=5,d=2mm,l=1mm,L=40 mm。3.3.2.浇道浇道是融料从浇口注入型腔前过滤部位,其作用是经过流道截面及方向改变使融料平稳转换流向,注入型腔浇道形状尺寸应满足在相等截面积时其周长为最小要求,从而可减小融料散热面积和摩擦阻力。为了便于加工、减小热量损失和流动阻力,本模具浇道选为梯形,图5,设在动模一侧。 取L=17mm,H=12mm,R=5mm图5.浇道示意图常见塑料注塑件分流道截面尺寸推荐范围 (单位:mm)表3-2塑料名称分流道断面直径塑料名称分流道断面直径ABS、AS4.8-9.5 聚苯乙烯3.5-10聚乙烯1.6-9.5软聚氯乙烯3.
15、5-10尼龙类1.6-9.5硬聚氯乙烯6.5-16聚甲醛3.5-10聚氨酯6.5-8.0丙烯酸塑料8-10热塑性聚酯3.5-8.0抗冲击丙烯酸塑料8-12.5聚苯醚6.5-10醋酸纤维素5-10聚砜6.5-10聚丙烯5-10离子聚合物2.4-10异质同晶体8-10聚苯硫醚6.5-13注:本表所列数据,对于非圆形分流道,可作为当量半径,并乘以比1稍大系数。3.3.3.冷料穴及拉料杆冷料穴是用来储藏在注射间隔时期内因为喷嘴部文全部低而形成所谓冷料渣,和用它拉出在浇口内塑料。查手册冷料穴及拉料杆形式,选择冷料穴为圆扣形,应用在脱模板脱模无冷料穴时情况,冷料穴及拉料杆结合情况图6 图6.冷料穴3.3.
16、4. 进料口及位置确实定进料口位置对塑件质量有直接影响,关键以塑件形状和要求来确定。通常应考虑以下多个问题:1) 塑料流动量损失最小;2) 进料口位置应使进入型腔塑料能顺利排出模腔内空气,进入型腔塑料不要立即封闭排气系统;3) 进料口位置要避免造成收缩变形;4) 进料口位置应减小或避免塑件熔接痕;5) 进料口位置及大小要考虑对型芯影响;以上这些标准在应用时会产生一些不一样矛盾,必需以确保得到优良塑件为主。本模具为壳体零件,采取点状进料口,其位置图7,这么能够降低熔接痕,有利于排气等。图7.进料口位置3.3.5.排气系统设计排气系统作用是将型腔中原有空气及成型过程中产生气体顺利排出,以免塑件产生
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