塑件成型工艺性分析3(1)
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塑料模具课程设计指导书(一)塑料模具课程设计的目的塑料模具课程设计是《塑料成型工艺与模具设计》课程中的最后一个实践性教学环节,也是一次对学生进行比较全面的塑料模具设计的训练,其目的是:(1)通过模具课程设计,要求学生综合应用《塑料成型工艺与模具设计》及其他相关课程的基本知识来解决工程实际中的具体设计问题,以进一步巩固和深化所学课程的知识。
(2)通过模具课程设计,学生进行了一次较为完整的塑料模具设计的实际训练,使学生初步掌握塑料模具设计的内容、步骤和基本方法,进一步提高学生的结构设计能力和独立工作能力,为毕业设计和今后从事模具设计与制造工作奠定基础。
(3)通过模具课程设计,提高学生查阅技术资料和手册的能力,熟悉并正确应用有关的技术标准。
(4)通过模具课程设计,培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度,强化学生的质量意识和时间观念,使学生初步形成从业的基本素职。
(二)课程设计的任务塑料模具课程设计的题目,一般选择中等复杂程度的塑料注射模进行设计,要求学生在规定的时间内完成如下任务:(1)绘制塑料制件图一张(A4)(用计算机绘图)(2)绘制塑料注射模装配图一张(A1)(手工绘图)(3)绘制模具零件工作图2~3张(用计算机绘图)(4)编写设计说明书一份(三)塑料注射模具设计步骤1.塑件成型工艺分析(1)塑件成型特性的分析根据塑件图中标明的塑料品种,分析该塑料的使用性能及成型性能;查阅该塑料的比重、比容、收缩率及流动性等特性。
(2)塑件的结构工艺性分析认真阅读塑件图,审核塑件的几何形状、尺寸公差等级、表面粗糙度、塑件壁厚及其他技术要求,必要时还需阅读该塑件所属的部件图(或组件图)和了解该塑件的使用条件、使用寿命、载荷特性及其数值等。
据此分析塑料注射成型工艺的可行性和经济性。
(3)明确生产批量小批量生产时,为了降低成本,模具尽可能简单,通常采用单型腔;大批量生产时,应在保证塑件质量的前提下,尽量采用一模多腔或高速自动化生产,以缩短生产周期,提高生产率,因此对模具的推出机构、合模导向机构、塑件和浇注系统凝料的脱模以及凸、凹模的结构提出了严格的要求。
目录1 塑件的成型工艺分析 (3)1.1 塑件的原材料分析 (3)1.2 塑料件的尺寸分析 (3)1.3 塑件表面质量分析 (3)1.4 塑件结构工艺性分析 (4)1.5 成形工艺参数、工艺卡 (4)1.5.1 塑件的体积及质量 (4)1.5.2 选用注射机 (4)1.5.3 塑件注射成型工艺参数 (5)2 模具结构方案的确定 (6)2.1 型腔数目的确定 (6)2.2 分型面的选择 (7)2.3 浇注系统的设计 (8)2.3.1主流道的设计 (8)2.3.2 浇口的设计 (9)2.4 侧向抽芯系统设计 (10)2.4.1 侧向分型抽芯距的确定 (10)2.4.2 侧向分型抽芯力的计算 (10)2.4.3 斜导柱的设计 (11)2.4.4 斜导柱的材料及安装配合 (11)2.5 推出机构设计 (12)2.5.1 设计原则 (12)2.5.2 推杆材料 (12)2.5.3 推杆的形式 (12)2.5.4 推杆的导向 (13)2.5.5 推杆的复位 (13)2.6 标准模架的选择 (13)2.7 排气温控系统设计 (14)3 成型零件工作尺寸的计算 (14)3.1 成型零部件的磨损 (15)3.2 成型零部件的制造误差 (15)3.3 塑件的基本尺寸计算 (15)3.3.2 型腔深度 (15)3.3.3 型芯高度 (15)3.3.4 壁厚 (16)3.3.5 圆角 (16)3.3.6 柄长 (16)4 注射机有关工艺参数的校核 (17)4.1 注射量的校核 (17)4.2 注射压力的校核 (17)4.3 锁模力的校核 (17)4.4 装模部分有关尺寸的校核 (18)4.4.1 模具闭合高度的校核 (18)4.4.2 模具安装部分的校核 (18)4.4.3 模具开模行程的校核 (18)4.4.4 顶出部分的校核 (18)1、塑件的成型工艺分析1.1 塑件的原材料分析塑件原材料为PP 中文名: 聚丙烯表1.1 塑件的原材料分析结论:干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。
塑件成型工艺一.塑件工艺分析此塑件为锥齿轮,经分析选用PC为原料,PC是一种无定型,无臭,无毒,高透明的无色或微黄色热塑性工程材料,具有优良的物理机械性能,特别是耐冲性优异;拉伸强度,弯曲强度,压缩强度高;儒变形性小,尺寸稳定,具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阳燃性,可在-6℃—12℃下长期使用,无明显熔点,在220℃—230℃虽熔融状态,由于分子键纲性大,树脂熔体粘度大,吸水率小,收缩率小,尺寸精度高,尺寸稳定性好,膜薄透气性小,属于自燃性材料;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好,耐油,耐酸,不耐强碱,氧化性酸及胺,酮美,溶于氧化氢类和芳香族溶剂,长期在水中易引起水解和开裂,缺点是因抗癌强度差,容易产生开裂,抗溶性差,耐磨性欠佳,用于玻璃纤维增强PC可克服上述缺点,使PC具有更好的力学性能,更好的尺寸稳定性,更小的成型收缩率,并可提高耐药性,降低成本。
1 .塑料材料成形性能使用PC注射成形塑料制品时,由于其熔体黏度较高,所需的注射成形压力较高,因此塑料对型芯的包紧力较大,故塑料应采用较大的脱模斜度。
在正常情况下,壁厚、熔料温度对收缩率的影响教小;若要求塑件精度高时,模具温度可控制在50°c ~60°c,要求塑件光泽和耐热时,应控制在60°c ~80°c;PC比热容低,速化效率高,凝固也快,固成形周期短;另外熔体黏度较高,使PC制品易产生熔接痕,所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。
PC的表观黏度对剪切速率的依赖性很强,因此模具设计中大都采用点浇口形式。
PC 易吸水,使塑件表面出现斑痕、云纹等。
成形加工前应进行干燥处理。
在正常的成形条件下,PC制品的尺寸稳定性较好。
2. 塑件材料的应用PC在机械工业上用来制造齿轮,泵叶轮,轴承,把手,管道,电机锥齿轮,仪表壳,仪表盘,水箱锥齿轮,蓄电池槽,冷藏库和冰箱衬里等;汽车工业上用PC制造汽车挡泥板,扶手,热空气调节管道,加热器等,还可以用PC夹层板制作小轿车车身;PC还可以用来制作水表壳,纺织器材,电器零件,文教体育用品,玩具,电子琴及收录机壳体,食品包装容器,农药喷雾器及家具等。
《塑料成型工艺及模具设计》课程标准一、课程定位本课程是模具设计与制造专业的主要专业课之一,也是模具设计与制造专业的核心课程之一。
本课程是在前序机械类课程:机械制图、公差配合与技术测量、机械基础学习基础上,以塑料模具为典型对象,为完成在实际岗位中对塑料模具设计的真实应用为目的的综合性、应用性的复合型课程。
为学生后续职业生存合发展奠定职业基础,是养成良好职业素养合严谨工作作风的整体能力的必须环节。
二、培养目标通过本课程的学习,使学生能运用课程的基本原理和方法,具备设计中等复杂程度的注塑模具的能力。
1.能力目标(1)模具工艺编制人员,具备分析塑料产品的工艺性,并能找出工艺难点,提出解决方法的能力;能编制常用的注塑成型工艺条件。
(2)模具设备维修人员,能选择合适的成型设备。
(3)模具设计人员,掌握塑料模具常用的几种分类和典型塑料模具结构,具备读图能力;能根据产品确定塑料模具的结构方案;能独立设计中等程度的注塑模具。
(4)模具钳工,能独立拆装简单的注射模具2.知识目标(1)了解塑料的物理性能、流动特性,成型过程中的物理、化学变化情况。
(2)掌握塑料的组成、分类以及常用塑料的特性。
(3)了解塑料成型的基本原理和工艺特点,正确分析成型工艺对模具的要求。
(4)掌握注塑成型设备对注射模具的要求(4)掌握常用注射模具的结构特点及相关零件的设计计算方法。
(6)掌握注射模具拆装的基本常识。
掌握注射模具基本零件的英文专业词汇。
3.其他目标(1)自我学习和信息获取能力——利用书籍或网络获得相关信息。
(2)使用工具能力。
(3)与人协作能力——互相帮助、共同学习、共同达到目标。
三、课程设计1.设计思想(1)坚持以高职教育培养目标为依据,基于本课程在模具制造类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点,突出应用能力和综合素质培养,充分注意“教、学、做”三结合。
(2)符合学生的认识过程和接受能力,遵循由浅入深、由易到难、循序渐进的原则。
摘要 (1)前言 (2)第一章:塑件工艺分析 (3)1.1塑件工艺性分析 (3)1.2塑件的材料分析 (5)1.3塑件的结构分析 (5)图1.3-1 模型图 (7)1.4脱模斜度 (7)第二章:注射机型号的确定 (9)2.1确定型腔布置及数目 (9)2.2初选注塑成型机的型号和规格 (9)第三章模具设计 (10)3.1分型面的选择 (10)3.2浇注系统的设计 (12)3.2.1浇注系统的组成 (12)3.2.2浇注系统各部件设计 (12)3.2.3浇口的设计: (13)3.2.4排气系统的设计 (14)3.2.5合模导向机构设计 (15)3.2.6脱模机构设计 (17)第四章:凸模、凹模、设计与计算 (20)4.1凸模、凹模、型芯设计与计算 (20)4.2校核计算 (22)第五章模具的工作原理 (24)5.1 凹凸模材料的选择 (24)5.2 模具工作原理: (24)第六章设计小结 (26)参考文献 (27)摘要注塑成型工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科,不仅随着高分子材料合成技术的提高、注塑成型设备的革新、成型工艺的成熟而改进,而且随着计算机技术、快速造型技术、数值模拟技术、数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而快速发展。
本课题主要介绍的是塑料盆注塑模具的设计方法。
首先分析了塑料盆制件的工艺特点,包括选用材料、材料性能、成型特性与条件、结构工艺性能等,并选择相应的成型设备,注塑所需模架。
接着介绍了塑料盆的注塑模的分型面选择和浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构、定距分型机构的设计。
然后选择标准模架和模具材料,并对注塑机的工艺参数进行相关校核,最后对模具的工作原理进行阐述。
关键词:型腔,注塑机,浇注系统,脱模前言在现代工业发展的进程中,模具的地位及其重要性日益被人们所认识。
模具工业作为进入富裕社会的原动力之一,正推动着整个工业技术向前迈进!模具就是“高效益”,模具就是“现代化”之深刻含意,也正在为人们所理解和掌握。
常⽤的⼗⼤塑料成型⼯艺(优缺点介绍)注射成型注射成型:⼜称注塑成型,其原理是将粒状或粉状的原料加⼊到注射机的料⽃⾥,原料经加热熔化呈流动状态,在注射机的螺杆或活塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进⼊模具型腔,在模具型腔内硬化定型。
影响注塑成型质量的要素:注⼊压⼒,注塑时间,注塑温度⼯艺特点:优 点:1、成型周期短、⽣产效率⾼、易实现⾃动化2、能成型形状复杂、尺⼨精确、带有⾦属或⾮⾦属嵌件的塑料制件3、产品质量稳定4、适应范围⼴缺 点:1、注塑设备价格较⾼2、注塑模具结构复杂3、⽣产成本⾼、⽣产周期长、不适合于单件⼩批量的塑件⽣产应⽤:在⼯业产品中,注射成型的制品有:厨房⽤品(垃圾筒、碗、⽔桶、壶、餐具以及各种容器),电器设备的外壳(吹风机、吸尘器、⾷品搅拌器等),玩具与游戏,汽车⼯业的各种产品,其它许多产品的零件等。
嵌件注塑嵌件注塑:嵌件成型(insertmolding)指在模具内装⼊预先准备的异材质嵌件后注⼊树脂,熔融的材料与嵌件接合固化,制成⼀体化产品的成型⼯法。
⼯艺特点:1、多个嵌件的事前成型组合,使得产品单元组合的后⼯程更合理化。
2、树脂的易成型性、弯曲性与⾦属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实的制成复杂精巧的⾦属塑料⼀体化产品。
3、特别是利⽤了树脂的绝缘性和⾦属的导电性的组合,制成的成型品能满⾜电器产品的基本功能。
4、对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品,通过基体上注塑成型制成⼀体化产品后,可省去排列密封圈的复杂作业,使得后⼯序的⾃动化组合更容易。
双⾊注塑双⾊注塑:是指将两种不同⾊泽的塑料注⼊同⼀模具的成型⽅法。
它能使塑料出现两种不同的颜⾊,并能使塑件呈现有规则的图案或⽆规则的云纹状花⾊,以提⾼塑件的使⽤性和美观性。
⼯艺特点:1、核⼼料可以使⽤低黏度的材料来降低射出压⼒。
2、从环保的考虑,核⼼料可以使⽤回收的⼆次料。
3、根据不同的使⽤特性,如厚件成品⽪层料使⽤软质料,核⼼料使⽤硬质料或者核⼼料可以使⽤发泡塑料来降低重量。
注塑成型工艺流程及工艺参数详解注塑成型塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段,这4个阶段直接决定着制品的成型质量,而且这4个阶段是一个完整的连续过程。
◆◆1.填充阶段◆◆填充是整个注塑循环过程中的第一步,时间从模具闭合开始注塑算起,到模具型腔填充到大约95%为止。
理论上,填充时间越短,成型效率越高,但是实际中,成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。
高速填充。
高速填充时剪切率较高,塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形,使整体流动阻力降低;局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。
因此在流动控制阶段,填充行为往往取决于待填充的体积大小。
即在流动控制阶段,由于高速填充,熔体的剪切变稀效果往往很大,而薄壁的冷却作用并不明显,于是速率的效用占了上风。
低速填充。
热传导控制低速填充时,剪切率较低,局部粘度较高,流动阻力较大。
由于热塑料补充速率较慢,流动较为缓慢,使热传导效应较为明显,热量迅速为冷模壁带走。
加上较少量的粘滞加热现象,固化层厚度较厚,又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。
由于喷泉流动的原因,在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。
因此两股塑料熔胶在交汇时,接触面的高分子链互相平行;加上两股熔胶性质各异(在模腔中滞留时间不同,温度、压力也不同),造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。
在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察,可以发现有明显的接合线产生,这就是熔接痕的形成机理。
熔接痕不仅影响塑件外观,同时由于微观结构的松散,易造成应力集中,从而使得该部分的强度降低而发生断裂。
一般而言,在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳,因为高温情形下,高分子链活动性较佳,可以互相穿透缠绕,此外高温度区域两股熔体的温度较为接近,熔体的热性质几乎相同,增加了熔接区域的强度;反之在低温区域,熔接强度较差。
◆◆2.保压阶段◆◆保压阶段的作用是持续施加压力,压实熔体,增加塑料密度(增密),以补偿塑料的收缩行为。
课程设计课程名称塑料成型工艺与模具设计题目名称罩盖模具设计学生学院材料与能源学院专业班级材料成型及控制工程卓越2班学号 2学生姓名 _指导教师目录一、设计课题 (3)二、塑件成型工艺性分析 (3)三、拟定模具的结构形式 (3)四、注射机型号的确定 (7)五、成型零件的结构设计和计算 (8)六、成型零件的结构设计和计算 (9)七、排气槽的设计 (10)八、导向与定位结构的设计 (11)九、总装配图和零件图的绘制 (11)十、结论 (13)十一、参考文献 (13)一、设计课题罩盖,结构如图所示。
大批量生产。
材料ABS。
二、塑件成型工艺性分析2.1、塑件工艺分析(1)外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大,塑料熔体流程不太大,适合与注塑成型。
(2)精度等级公差要求等级较低,能够完成。
(3)脱模斜度ABS属于无定型塑料,成型收缩率较小。
三、拟定模具的结构形式3.1、分型面为位置的确定通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在端盖截面积最大且利于开模却取出塑件的底平面上。
如图:圆柱形形芯包紧力的计算:P=EST/R E=塑料弹性模量S=塑件收缩率T=壁厚R=最大径向尺寸经计算后模的包紧力比前模大,故塑件可以留在后模。
3.2、型腔数量和排列方式的确定(1)型腔数量的确定该塑件为大批量生产,可采用一摸多腔的结构形式。
同时考虑到塑件尺寸,模具结构尺寸的大小关系,以及各种成本费用的关系,初步定位一摸两腔的结构形式。
(2)型腔排列形式的确定多腔模式尽量采用平衡式排列布置,且要力求紧凑,并与浇口开设的位置对称。
由于该设计采用的是一摸两腔的布置,故采用直线对称排比。
如下图:(3)模具结构形式的确定从上面的分析可知,本模具设计属于一摸两腔,对称直线排列,采用推管推杆推出的结构形式。
浇注系统设计时,流到采用对称平衡式,浇口采用潜伏式,开模时水口凝料与塑胶自动脱离。
因此定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、由上综合分析可知,选用单分型面注射模。
一、塑件成型工艺性分析1、塑件的分析(1)外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大,塑件熔体流程不太长,适合于注射成型。
(2)精度等级每个尺寸的公差都不一样,有的属于一般精度,有的属于高精度,就按实际公差进行计算。
(3)脱模斜度 ABS属无定形塑料,成型收缩率较小,选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。
2、ABS的性能分析(1)使用性能综合性能好,冲击强度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性能好;易于成型和机械加工,其表面可镀铬,适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。
(2)成型性能1)无定型塑料。
其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种来确定成型方法及成型条件。
2)吸湿性强。
含水量应小于0.3%(质量)。
必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
3)流动性中等。
溢边料0.04mm左右。
4)模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。
推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。
(3)ABS的主要性能指标其性能指标见下表ABS性能指标密度/g ·3cm 1.02~1.08 屈服强度/MPa 50 比体积/13-∙g cm0.86~0.96 拉伸强度/MPa 38 吸水率(%) 0.2~0.4 拉伸弹性模量/MPa 1.4×310熔点/C ο 130~160 抗弯强度/MPa 80 计算收缩率(%) 0.4~0.7 抗压强度/MPa 53 比热熔/1)(-∙∙C kg J ο1470弯曲弹性模量/MPa1.4310⨯3、ABS 的注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程1)成型前的准备。
对ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS 吸水性较大,成型前应进行充分的干燥。
2)注射过程。
塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
一、塑件成型工艺性分析1、塑件的分析(1)外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大,塑件熔体流程不太长,适合于注射成型。
(2)精度等级每个尺寸的公差都不一样,有的属于一般精度,有的属于高精度,就按实际公差进行计算。
(3)脱模斜度 ABS属无定形塑料,成型收缩率较小,选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。
2、ABS的性能分析(1)使用性能综合性能好,冲击强度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性能好;易于成型和机械加工,其表面可镀铬,适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。
(2)成型性能1)无定型塑料。
其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种来确定成型方法及成型条件。
2)吸湿性强。
含水量应小于0.3%(质量)。
必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
3)流动性中等。
溢边料0.04mm左右。
4)模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。
推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。
(3)ABS的主要性能指标其性能指标见下表ABS 性能指标密度/g ·3cm 1.02~1.08 屈服强度/MPa 50 比体积/13-∙g cm 0.86~0.96 拉伸强度/MPa 38 吸水率(%) 0.2~0.4 拉伸弹性模量/MPa 1.4×310熔点/C ο 130~160 抗弯强度/MPa 80 计算收缩率(%) 0.4~0.7 抗压强度/MPa 53 比热熔/1)(-∙∙C kg J ο1470弯曲弹性模量/MPa1.4310⨯3、ABS 的注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程1)成型前的准备。
对ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS 吸水性较大,成型前应进行充分的干燥。
2)注射过程。
塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
3)塑件的后处理。
的介质为空气和水,处理温度为60~75C ︒,理时间为16~20s 。
(2)注射工艺参数1)注射机:螺杆式,螺杆转数为30r/min 2)料筒温度(C O ):后段150~170; 中段160~180;前段180~200。
3)喷嘴温度(Cο):170~180。
4)模具温度(Cο):50~80。
5)注射压力(MPa):60~100。
6)成型时间(s):30 (注射时间取1.6,冷却时间取20.4,辅助时间8)。
二、拟定模具的结构形式1、分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。
2、型腔数量和排列方式确定(1)型腔数量的确定该塑件采用精度一般在2~3级之间,且为大批量生产,可采取一模多腔的结构形式。
同时,考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系,以及制造费用和各种成本费等因素,初步定为一模两腔结构形式。
(2)成型排列形式的确定多型腔模具尽可采用平衡式排列布置,且要力求紧凑。
并与浇口开设的部位对称。
由于该设计选择的是一模两腔,故采用直线对称排列,所示。
(3)模具结构形式的确定从上面的分析可知,本模具设计为一模两腔,对称直线排列,根据塑件结构形状,推出机构拟采用脱模板推出形式。
浇注系统设计时,流道采用对称平衡式,浇口采用侧浇口,且开设在分型面上。
因此,定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。
由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。
3、注射机型号的确定(1)注射量的计算 经计算得 塑件体积: 塑V =67.3293cm 塑件质量: 塑m =67.329×1.02g=68.7g(2)浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算。
由本次采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为总V =塑V (1+0.2)×2=161.593cm(3)选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量总V =121.5843cm ,并结合式0.8/V 总公=V 有:99.2018.0/59.1618.0/3==cm V 总3cm 。
根据以上计算,初步选定公称注射量为2503cm ,注射机型号为XS-ZY-250卧式注射机,其主要技术参数见下表。
注射机主要技术参数理论注射容量/3cm 250 移模行程/mm 325 螺杆柱塞直径/mm V 注射压力/MPa 50 最大模具厚度/mm 350 130 最小模具厚度/mm200 注射速率/g ·1-s 105 锁模形式 双曲肘 塑化能力/g ·1-s 45 模具定位孔直径/mm 125 螺杆转速/r ·1min -25 喷嘴球半径/mm 18 锁模力/kN 1800 喷嘴口孔径/mm4拉杆内间距/mm448×370(4)注射机的相关参数的校核1)注射压力校核。
查表4-1楞知,ABS 所需注射压力为80~110MPa ,这里取0p =90MPa,该注射机的公称注射压力公p =130MPa ,注射压力安全系数1k =1.25~1.4,这里取1k =1.3,则:01p k =1.3×90=117<,所以,注射机注射压力合格。
2)锁模力校核①塑件在分型面上的投影面积塑A ,则塑A 222226902)541896(4mm mm =⨯--=π②浇注系统在分型面上的投影面积浇A ,即流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积浇A 数值,可以按照多型腔模的统计分析来确定。
浇A 是每个塑件在分型面上投影面积塑A 的0.2~0.5倍。
由于本例流道设计简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。
这里取浇A =0.2塑A 。
③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积总A 则221656569021.221.2A 20.2A A A A mm mm n n A =⨯⨯=⨯=+=+=塑塑塑浇塑总)()(④模具型腔内的胀型力胀F ,则 kN N p F 78.5793516565A =⨯==模总胀式中,模p 是型腔的平均计算压力值。
模p 是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25~40MPa.对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。
ABS 属中等粘度塑料及有精度要求的塑件,故模p 取350MPa 。
查表4-45可得该注射机的公称锁模力kN F 1800=锁,锁模力安全系数为2k =1.1~1.2这里取2k =1.2,则锁胀胀<F F F k 736.69578.5791.22.12=⨯==,所以,注射机锁模力合格。
公p三、浇注系统的设计1、主流道的设计主流道通常位于模具中心塑熔体的入口处,它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。
主流道的形状为圆锥形,以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。
另外,由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。
(1)主流道尺寸1)主流道的长度:小型模具主L 应尽量小于60mm ,本次设计中初取50mm 进行设计。
2)主流道小端直径:d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)mm=(4+0.5)mm=4.5mm 。
3)主流道大端直径:'d =d+2mm L 7tan ≈α主,式中O =4α。
4)主流道球面半径:=0SR 注射机喷嘴球头半径+(1~2)mm=(18+2)mm=20mm 。
5)球面的配合高度:mm h 3=。
(2)主流道的凝料体积333222257.11571mm 2.2542.2545033.14R r R 3cm mm r L V ==⨯++⨯⨯=++=)()(主主主主主π。
(3)主流道当量半径 mm mm R n 125.32425.2=+=。
(4)主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,易磨损。
对材料的要求严格,因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体,但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计,以便于拆卸更换。
同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。
设计中常采用碳素工具钢(T8A 或T10A ),热处理淬火表面硬度为50~55HRC 。
2、分流道的设计(1)分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式分流道。
(2)分流道的长度 由于流道设计简单,根据两个型腔的结构设计,分流道较短,故设计时可适当选小一些。
单边分流道长度分L 取35mm 。
(3)分流道的当量径 因为该塑件的质量g g g m 2007.681.0267.329V <塑塑=⨯==ρ,分流道的当量直径为mm L m D 40.5mm 3568.70.26540.265444=⨯⨯==分塑分(4)分流道截面形状 为了便于加工和凝料的脱模,本次设计采用梯形截面,其加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。
(5)分流道截面尺寸 设梯形的下底宽为x,底面圆角半径R=1mm ,并根据表4-6设置梯形的高h=3.5mm,则该梯形的截面积为5.3)8tan 5.3(2)8tan 5.32(⨯+=⨯++=οοx hx x A 分 再根据该面积与当量直径为5.4mm 的圆面积相等,可得45.43.1445.3)8tan 5.3(22⨯==⨯+分D x πο,即可得mm x 6≈,则梯形的上底约为7mm(6)凝料体积1)分流道的长度mm L 70235=⨯=分。
2)分流道截面积225.223.5267mm mm A =⨯+=分。
3)凝料体积336.11592.5mm 22.1570A L cm V ≈=⨯==分分分(7)校核剪切速率1)确定注射时间:查表4-8,可取t=2s 。
2)计算分流道体积流量:s cm s cm tq /46.34/2329.676.1V V 33=+=+塑分分。
3)由式(4-20)可得剪切速率 1313331089.125.353.141034.463.3R 3.3--⨯=⨯⨯⨯==s s q )(分分分πγ该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率132105105-⨯⨯s ~之间,所以,分流道内熔体的剪切速率合格。
(8)分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取Ra1.25~2.5μm 即可,此处取Ra1.6μm 。
另外,其脱模斜度一般在οο105~之间,这里取脱模斜度为ο8。