冰箱调温按钮塑模设计

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一、产品介绍1、产品名称:冰箱调温按钮2、产品用途:用于各种电气系统的控制按钮键3、产品结构尺寸(见产品图[1])4、生产量:月产量150万只。

5、产品性能及使用要求:(1) 外观为原料本色,透明美观;无其它杂色或斑点,表面平滑无裂纹、银丝,无气泡,无形变等缺陷;质量轻,可减轻设备自重。

(2) 性能要求:收缩率不大于0.5%,吸水性不高于0.8,冲击强度> 15 KG•cm2,弯曲强度>70 KG•cm2 .表面电阻系数<1×1013Ω;体积电阻系数<1015Ω•cm,马丁耐热温度>70℃。

(3) 使用条件:使用温度:室温,220V用电场所;使用负荷:人工手指操作按压力。

二、产品材料的选择与配方设计根据产品的使用要求和性能要求,选择PSH-GN-095-06的树脂作主原料,PS是所有塑料当中最轻的一种,能减轻设的自重。

透光率不低于88%,雾度约3%,折射率比较大具有特殊的光亮性。

PS的拉伸、弯曲常规力学性能皆高于其它聚烯烃,是属于硬而脆的材料,所以必须加入一些增韧剂以改善制品的柔韧性,加入量为15份。

由于制品属于透明塑件,无需加染色剂。

如表—1表2—1 PSH-GN-095-06树脂性能参数表项目 参数值 项目 参数值相对密度吸水性%收缩率%比体积率%拉伸屈服强度Mpa冲击韧性KJ•m-21.050.040.70.954820.6拉伸弹性模量Mpa马丁耐热温度℃热变形温度(1.82MPa)℃体积电阻率Ω•cm熔点℃软化温度℃2.8×10352921×1016165120PS中文名:聚苯乙烯英文名:Polystyrene2.1、基本特性聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。

聚苯乙烯无色透明、无毒无味,落地时发出清脆的金属声,密度为1.054g/cm³。

聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。

相对分子质量越大,机械强度起高。

聚苯乙烯有优良的电性能(尤其是高频绝缘性能)和一定的化学稳定性。

能耐碱、硫酸、磷酸、10﹪~30﹪的盐酸、稀醋酸及其他有机酸,但不耐硝酸及氧化剂的作用。

对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。

能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。

聚苯乙烯的着色性能优良,能染成各种鲜艳的色彩。

但耐热性低,热变形温度一般在70~98 o C,只能在不高的温度下使用。

质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此限制了它在工程上的应用。

近几十年来,发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点,又保留了它的优点,从而扩大了它的用途。

2.2、成型特性:1.无定形料,吸湿性小,不易分解,性脆易裂,热膨胀系数大,易产生内应力2.流动性较好,溢边值0.03mm左右,防止出飞边。

3.塑件壁厚应均匀,不宜有嵌件,(如有嵌件应预热),缺口,尖角,各面应圆滑连接4.可用螺杆或柱塞式注射机加工,喷嘴可用直通式或自锁式。

5.宜用高料温,模温、高注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形(尤其对厚壁塑件),但料温高易出银丝,料温低或脱模剂多则透明性差。

6.可采用各种形式浇口,浇口与塑件应圆弧连接,防止去除浇口时损坏塑件,脱模斜度宜取2度以上,顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形,可用热浇道结构。

2.3、综合性能:热变形温度: 65o C ---- 96o C屈服强度: 35~63 MPa抗拉强度: 35~63 MPa断裂伸长率 1.0%拉伸弹性模量: 2.8~3.5 GPa抗弯强度: 61~98MPa抗压强度: 80~112 MPa2.4、PS的成形条件:注射机类型: 螺杆式预热: 温度 60~75 o C时间 2h料筒温度: 前段 170~190o C后段 140~160o C模具温度: 32~65 o C成形时间: 注射时间 15~45s高压时间 0~3s冷却时间 15~60s总周期 40~120s注射压力: 60~110Mpa螺杆转速: 48(r/m i n) 参照树脂性能对照产品性能与使用要求可知, PSH-GN-095-06能满足要求,故除加增强剂外不需加其它助剂配方,即可生产产品。

三、工艺参数的确定3.1、注射量计算根据一次注射出的产品和浇注系统的体积进行计算V实=6(V塑+ V分)+ V主V塑=¼πd1²×2+¼π(d2²- d3²)×1+¼πd2²×0.5=¼π(13.5)²×2+¼π(10²- 6²)×1+¼π10²×0.5=316㎜³V分=π×(d/2)²×h=3.14×4×10=12.56㎜³V主=⅓πh(r²+R r+R²)=⅓π×35(1.75²+1.75×3+3²)=634.2V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56㎜³=2.966㎝³3.2、锁模力计算:根据[3]:F=K• P•A根据PS的流动性和模具结构特点选取K=0.6;注射压力考虑采用多型腔注射,压力应高些,取P=60MPa/cm2。

A表示表示成型面积A的计算:A=¼πd²=0.25×13.5²=1.4316cm 2F=K• P•A=0.6×60×1.4316=51.696KN3.3、保压时间的计算:T保=0.3(S+2S2)=0.3×(2+2×32)=3s3.4、冷却时间的计算:T 冷=[S ²/π²k ]×i n[8(T s-T m )/π(TE -T m )]=3s3.5、塑化时间的计算:T 塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23sT s —成型温度[5] T m—模具温度TE —脱模温度 α—热扩散系数(㎡/h ),取 3.2×1表3—1注射工艺控制参数 四、设备的选择4.1、注射机的选择(1)注射量的确定由工艺参数的确定中已知一次注射量为2.4cm 3射机的公称注射量Q 为:Q=2.4×1.2=2.88cm 3取注射机的公称注射量为~~3 cm3 (2)锁模力的计算 项目控制部位 控制参数 备注 干燥 60 料筒后段 150±5 料筒中段 180±5 料筒前段 160±5 喷嘴 150±5 温度(℃)模具 60±5 [5]P237附D 塑化背压 <20 注射压力 60 保压压力 30~40 压力(Map )锁模力(吨) 52 干燥时间 2h注射时间 0.2保压时间 3冷却时间 3开合模时间 5时间(秒) 成型周期 12由工艺参数的确定中已知为( 0.6)吨,成型面积为( 1.4316 )cm 2(3)所需注射机台数的计算由月产量和注射机的生产能力(成型周期)及考虑设备利用率求出:本产品生产工作制度设计为24h 三班工作制,设备24小时连续运转,设备利用率设为0.85,根据如前初设的工艺控制参数成型周期约为12秒,生产模具一模六件,则所需注射机台数为:24301500000×÷(123600×6×0.85) =1.36(台) 取整数值2台 根据以上计算出的公称注射量( 3)cm 3, 锁模力( 0.6 )吨,成型面积选用 S Y S-10型号注射机)数量为(2 )台。

表4—1注射机技术性能参数表项目 单位 参数 备注理论注射量 cm 3 10注射压力 Map 150最大注射面积 cm 2 90锁模力 KN 15最大模具厚度 ㎜ 180最小模具厚度 ㎜ 100模板行程 ㎜ 120喷嘴球半径 ㎜ 12喷嘴口半径 ㎜ 2.5五、模具设计5.1选择制品的分型面[5]分型面应设置在零件截面最大的部位,塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上,故从塑件脱模件精度要角度考虑,应有利于塑件滞留在动模一侧,以便于脱模,而且不影响塑件的质量和外观形状,以及尺寸精度。

如A -A 面,箭头的朝向代表动模的位置,塑料包整动模天型芯而留在动模,模分型如下图:分型如下图:图5-1分型面5.2、型腔布置已知的体积V塑或质量W塑 ,又因为此产品属大批量生产的小型塑件,综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素,以及注射机的型号选择,初步确定采用一模六腔平衡式排列;根椐制品的形状,在模板上的的排列形式为圆形。

以确保制品的均一和稳定,而且型腔布置与浇口开设部位也非常对称,这样防止了模具承受偏载而产生的溢料现象。

排布图如下图所示:图5—2型腔布置5.3、浇注系统的设计浇注系统的设计主要包括主流道、分流道、浇口、冷料井和拉料杆的设计。

浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。

根据塑件的形状采用推杆推出。

5.3.1主流道及主流道衬套[5]主流道的主要设计要点:a、在模具结构的允许的情况下,L 尽量短,一般小于60mm,过大则会影响熔体的顺利充型。

b、主流道大端呈圆角,以减少料流转向过渡时的阻力, c、大多数情况下,将主流道和定位圈设计成两个零件,然后配合固定在模板上,主流道衬套采用H7/m6过渡配合,与定位圈的配合采用H9/f 9间隙配合。

d、主流道衬套选用T 8、T 10制造,热处理强52~56H RC 。

e、定位环固定螺钉一般取M6~M8,螺钉一般选用两个以上。

R =喷嘴球面半径+2~3=12+3=15mm d=喷嘴孔径+1=2.5+1=3.5mm a =4° r =1mm D=6mm图5—3 主流道及主流道衬套的结构5.3.2分流道[3]a:分流道截面和尺寸选用U 形分流道截面,表面积/体积比小,冷却速度慢最低,热量及摩擦损失小,进料流中心冷凝慢,有利于保压D=0.2654×(m )½(L )¼ m—流经分流道的塑料量(g) L —分流道的长度(mm ) D —分流道直径(mm )查资料得部分塑料常用分流道断面尺寸推荐范围:苯乙烯是3.5~10之间根据实际情况取D=5mm尺寸的确定:根据经验公式确定分流道的直径[5]图5—4分流道截面形状b:分流道布置根据型腔的布置,分门巴道貌岸然也是选用平衡式布置,其长度、形状和断面尺寸都必须对应相等,以保证塑件在强度、性能及质量上的一致性。