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节水器浮子模具设计说明书.doc
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1、摘 要本次设计为节水器浮子模具,所生产的制品为小型塑件。本次设计是在充足了解了国内外注塑模具研究现状和发展方向的基础上进行的。该制品可分为四个部分,因此设计采用了侧抽芯机构,为简化模具结构,使用使用大滑块做成型腔。该制品为对称结构,故设计过程中,把分型面定在制品的对称中心线上。脱模时,采用顺序分型机构使制品留在动模顶出。本设计采用了C1型模架,有助于浇道凝料的脱出,自动化限度较高。这充足顺应了模具自动化的潮流。本设计结构合理,设计新奇,对于同类模具有一定参考价值。关键词 注射模具/侧抽/PVCWATER-SAVING DEVICES FLOAT MOLD DESIGNABSTRACTThe w
2、ater-saving device designed for float molds, the production of products for the shape. The design is fully aware of the injection mold at home and abroad and the development direction of research conducted on the basis of. The products can be divided into four parts, so the design of a side core-pul
3、ling mechanism, in order to simplify the mold structure, the use of make use of the slider cavity. For the symmetrical structure of the product, so the design process, the surface will be symmetric in the center line of products. Demoulding using the order of sub-type institutions to enable products
4、 to remain in a dynamic roof. The design uses the C1 moldbase is conducive to feed the extrusion runner condensate, a high degree of automation. This fully conform to the trend of automation of the mold. The design of a reasonable structure, novel design, for the same reference value to a certain mo
5、ld.keyword Injection Mold / Side pumping / PVC前 言 模具是工业生产的重要工艺装备,在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具.一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低,直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代,影响着产品质量和经济效益的提高。因此,模具工业已成为国民经济的重要基础工业。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速,而注塑成型在塑料制件成型中占有很大比例,世界塑料成型模具产量中的约半数以上为注塑模具。模具作为现代工业基础之一,发展日新月异。工业部门的广泛需求为塑性成型新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。金属和非金属
6、材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完毕的,特别是塑料制品模具。因此,塑料模具工业已成为国民经济的重要基础工业。中国加入WTO后,将成为世界第一制造大国,世界加工中心的地位需要模具行业迅猛发展,可见,模具是制造业的关键核心。其中,塑料注射模具成型效率高,易成型形状复杂的制品,并可实现自动化生产,正逐步成为塑料必备成型工具。 目前,正面临着塑料模具制造业新时代的到来,作为一个国民经济支柱产业的制造业如何抓住机遇、适应市场错综复杂的巨大变化和面对21世纪的挑战,也是国内外模具制造业极为关注的问题。 本文依据注射模具的基本组成部分,采用基础知识和设计技巧相结合,理论和实践相结合,图例和剖析相结合,模
7、具设计和加工工艺相结合的方式,对热塑性产品的注射模具设计进行了阐述与分析研究。目 录摘 要IABSTRACTII前 言III1塑件分析与原料的选择11.1塑件分析11.2原料特性21.3原料的准备41.3.1PVC - U 管件专用料的制备41.3.2标准试样的制备41.3.3PVC - U 管件的制备41.3.4性能测试及规定52注射机的初步选择62.1塑件所用熔体体积计算62.2注射机型号的选择63注射模具结构设计73.1选定分型面73.1.1选择分型面的原则73.1.2拟定分型面位置73.1.3排气方式的选择83.2浇注系统设计83.2.1主流道设计83.2.2主流道衬套与注射机的配合关
8、系93.2.3主流道衬套尺寸拟定93.2.4浇口设计103.2.5浇注系统凝料体积的计算113.3注射周期的计算123.3.1充模时间的计算123.3.2冷却时间计算133.3.3保压时间133.3.4注射循环周期133.4冷却系统的设计133.4.1设计目的133.4.2设计要点143.4.3热量计算143.4.4冷却参数计算163.4.5冷却参数校核计算163.5塑料模具的强度校核173.6合模导向和定位机构设计173.6.1导向机构的作用功能作用173.6.2导向机构的设计173.7开模机构的设计183.7.1侧抽芯机构的设计193.7.2模具脱模机构设计223.8成型零件的设计233.
9、8.1凹模的结构设计243.8.2凸模的结构设计244注射机有关技术参数的校核254.1工艺参数校核254.1.1注射量校核254.1.2注射压力校核254.1.3锁模力校核264.2安装参数校核264.2.1模具厚度校核264.2.2开模行程校核264.2.3安装尺寸校核275模板尺寸的选取286零件钢材选用29总 结30致 谢31参考文献32、1 塑件分析与原料的选择1.1 塑件分析塑件的具体形状尺寸可由图1-1来具体的表述。 制品三维图图 1-11) 由建模图可知,塑件参数为: 高为64mm,宽为50mm,体积28 cm,质量38g.属于中小型塑件,所以用来生产该塑件的模具也是中小型模具
10、。2) 考虑到塑件的质量与成型难易限度,设计为一模四腔。用瓣合模分型抽芯机构,使模具结构对称紧凑。但要注意各个结合面需要磨平、抛光,以减小塑件成型时的水平毛刺,利于脱模,提高塑件的质量。3) 由于塑件的精度规定不高,为减少模具的体积重量和结构的复杂性,同时塑件属于厚壁制品,在保证塑件质量和使用价值的前提下浇口形式采用直接进浇。4) 塑件外表面上有几个高度不同的面,不能用推板脱模,故采用顶杆脱模,并且其留痕也不会影响使用。5) 塑件为侧抽芯成型,故脱模机构必须采用顺序分型系统,具体机构如装配图所示。6)塑件结构虽对称,但厚薄不一,故冷却不均是必然的,综合考虑了侧抽跟模具的具体结构,选择分别对塑件
11、两侧进行冷却,由于塑件形状不规整,在瓣合模上设有四条水道。1.2 原料特性PVC-U的重要性能特点和工艺参数材 料密度 g/cm1.351.45收缩率 %0.20.4熔点 160212热变形温度 6782工 艺 参 数模具温度 3060喷嘴温度 150170中段温度 165185后段温度 150160注射压力 MPa80130塑化形式螺杆式喷嘴形式通用式力 学 性 能拉伸强度 MPa3050拉伸弹性模量 GPa2.44.2弯曲强度MPa大于90弯曲弹性模量 GPa0.050.09压缩强度MPa7480缺口冲击强度kJ/m258硬度洛氏R110120电 性 能体积电阻率 6.17X1013介电常
12、数60Hz3.24.0击穿电压 Kv/mm26.5鉴 别外 观透明颗粒或白色粉末 火焰颜色上绿下黄形态软化无滴气味酸刺激臭其他难燃自熄特点耐化学,耐磨强度好,电绝缘性能好,价廉重要应用容器,管道,建筑,家具1.3 原料的准备1PVC - U 管件专用料的制备一方面按照配方准确计量PVC 树脂和各种助剂,将部分S - 700 型PVC 树脂投入高速混合机中, 然后依次加入热稳定剂、加工改性剂、润滑剂、颜料、填料等,再加入PVC 树脂,保证各种助剂包在PVC 树脂中间。启动混合机,高速搅拌,物料在高速混合机的剪切、摩擦作用下, 温度不断升高, 达成设定温度110 时,物料自动排至冷却搅拌器中,低速
13、冷却搅拌,物料冷却至40 时出料。将混合均匀的物料用双螺杆挤出造粒机组造粒。物料进入双螺杆挤出机加热熔化, 在螺杆旋转的推力下被挤出模头, 经热切装置热切后通过鼓风进入输送管道输送到冷却罐中,冷却后计量、包装。造粒工艺参数为:料筒温度区170175 、区165170 、区145150 、区100110 、区135140 ,机头温度155165 ,螺杆转速15 r/ mi n ,真空度- 0. 07 MPa 。标准试样的制备对PVC - U 管件粒料进行干燥,温度为8090,时间为45 h 。然后, 干燥后的物料用注射机注射成型PVC - U 管件料标准试样。设备型号:L P - 200 ,模具
14、为冲击料样条、拉伸料样条。工艺条件如下:喷嘴温度180 , 料筒温度区182 、区172 、区165 、区155 、区150 。PVC - U 管件的制备干燥后的PVC 粒料在注射成型机上成型给水正三通管件。工艺条件如下:喷嘴温度168 , 料筒温度区170 、区168 、区165 、区160 、区155 ,保压时间20 s ;注射压力一段8. 0 MPa 、二段9 . 0 MPa 、三段9. 0 MPa ; 注射速度一段8 %、二段20 %、三段15 %;冷却时间150 s 。性能测试及规定按GB/ T 1040 - 1992 测试试样的拉伸强度,按GB/ T 9341 - 2023 测试试
15、样的弯曲强度, 按GB/ T1043 - 1993 测试试样的冲击强度, 按GB 8802 -1988 测定其维卡软化点,按GB 8803 - 1988 进行烘箱实验,按GB 1033 - 1986 中4. 1A 法(浸渍法) 测定密度,按GB 8801 - 1988 进行坠落实验,按GB/ T10002. 2 - 1996 中5. 9 进行液压实验。 由表1 PVC - U 管件专用料要符合PVC - U 管件的质量指标规定,且产品外观光洁。在该配方体系和造粒工艺条件下,造粒过程顺利, 粒料表面光洁, 颗粒大小均匀。PVC - U 管件料成型加工性好, 热稳定性高,流动性好,产品的性能好,
16、可满足大中型PVC - U管件的生产规定。2表1 PVC供水管件质量测试结果2 注射机的初步选择2.1 塑件所用熔体体积计算塑件体积: 198cm3PVC的平均密度: 1.4g/cm最大投影面积: 151.2cm所用熔体总体积为: 125.2 cm2.2 注射机型号的选择2由塑件所用熔体总体积和最大成型面积可知,选用国产SZG-500/200型号注射机就能满足使用规定.注射机的各技术参数如表2-1所示:表2-1 注射机重要参数表结构形式 卧式移模行程500mm理论注射容量500cm螺杆直径55mm模具定位孔直径160mm注射压力150Mpa注射速率173g/s喷嘴球半径SR20mm锁模力202
17、3kN塑化能力110kg/h拉杆内间距570570mm最大模具厚度500mm最小模具厚度280mm 3 注射模具结构设计1) 模具的表面加工很重要,需将模具表面电镀、抛光或淬火,以保证模具的使用寿命。2) 浇口可以提成侧浇口及直接浇口两种,浇口尺寸大小随成型品的厚薄而变化。3) 为防止成型加工时因模具排气不良导致的烧焦现象,可开排气孔解决。3.1 选定分型面3选择分型面的原则:1) 便于脱模和简化模具结构2) 不影响制品外观3) 保证塑件尺寸精度4) 有助于排气5) 于模具零件的加工6) 考虑注射机的技术规格拟定分型面位置由上面原则可知分型面应通过塑件的几何中心且此分型面将塑件分为互相对称的两
18、部分。如图2.图2 分型面示意图排气方式的选择对于一般的小型塑件,当不采用特殊的高速注射时,可运用分型面排气或推杆与孔的间隙排气,为了增长分型面的排气效果,可增长分型面的粗糙度,并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。为了增长推杆排气效果,可以将推杆后方距离型腔5mm以外处的配合间隙加大,或者将推杆配合圆柱磨出一个小平面。3.2 浇注系统设计综合考虑该塑件结构,由于此塑件比较复杂,故模具为一模一腔。则该模具浇注系统只有主流道跟浇口,并无分流道。具体设计过程如下:主流道设计4 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料规定较严,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(俗称浇
19、口套,),以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热解决。常用浇口套分为有臂浇口套和无臂浇口套两种,此模具选择有臂浇口套用于配装定位圈。由于采用的有臂浇口套,所以用定位环配合固定在模具的面板上。定位环与注射机定模固定板中心的定位孔配合,其作用是为了使主流道与喷嘴和料筒对中。具体固定形式如图3所示: 图 3 主流道衬套的固定主流道衬套与注射机的配合关系5主流道衬套与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑,两者应严密地配合,避免高压塑料熔体溢出,凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大12mm,如图4所示。如若相反,则主流道凝料将无法脱出;如若大的太多,则密封作用不好。主流道小端直径应比注塑机喷嘴直径约大0.51m
20、m。图 4 主流道衬套与注射机的配合主流道衬套尺寸拟定:由注射机技术参数可知:喷嘴球面半径为R20 ,喷嘴孔径为4。主流道入口直径d,应大于注射机喷嘴直径1左右,所选用注射机喷嘴小径为4,故d取5。主流道入口的凹坑球面半径R,应当大于注射机喷嘴球头半,故R=30。凹坑球面深度H=(1/32/5)R=3,锥孔壁粗糙度Ra0.4m主流道总长为85.8,取主流道的锥角=3o故主流道大端直径D为9.2。具体结构尺寸如图5所示:图 5 主流道衬套浇口设计6模具设计时,浇口的位置及尺寸规定比较严格,初步试模后还需进一步修改浇口尺寸,无论采用何种浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,因此合理选择浇口
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