企业实训设计——电器外壳说明

学校代码： 11059

Hefei University

企业项目实训说明书

学科专业： 材料成型及控制工程

作者姓名： 高 瞻

学 号： 1106031021

导师姓名： 袁永壮

完成时间： 2015.1.13

第一章 电器外壳塑件工艺性分析

1.1 塑件工艺分析

1.1.1外形尺寸分析

图1-1 电器外壳塑件图

从图1-1分析可得，塑件的壁厚比较均匀，填充比较容易。

本塑件外形复杂，所以用注塑成型比较适合。

1.1.2. 塑件精度等级分析

塑件尺寸精度、塑件形位公差等级可按附录A“常用塑料模塑件公差等级和选用（摘自GB/T 14486—2008）”以及附录B “模塑件尺寸公差表（摘自GB/T

14486—2008）”[8]。通过查表可以把塑件的精度等级取为MT5，这属于较低精度的塑件，未注公差尺寸均按此等级来取。

1.1.3脱模斜度

PP材料结构属于非结晶型线型结构，有很小的成型收缩率，由于本塑件高度方向尺寸较小，脱模难度较小，无需设置脱模斜度。

几种常见的热塑性塑件脱模斜度[2]：

ABS：塑件外表面40′～1°20′，塑件内表面30′～1°；

聚乙烯：塑件外表面20′～45′，塑件内表面；25′～45′；

聚碳酸酯：塑件外表面35′～1°，塑件内表面30′～50′；

氯化聚醚：塑件外表面25′～45′，塑件内表面30′～45′；

聚苯乙烯：塑件外表面35′～1°30′，塑件内表面30′～1°。

尼龙（通用）：塑件外表面20′～40′，塑件内表面25′～40′；

1.2 PP的性能分析

PP塑料是聚丙烯塑料，密度小，强度刚度，硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨易老化. 适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。PP粒料为本色、圆柱状颗粒，颗粒光洁，粒子的尺寸在任意方向上为2mm～5mm，无臭无毒，无机械杂质。该品以高纯度丙烯为主要原料，乙烯为共聚单体，采用高活性催化剂在62℃～80℃及低于4.0MPa的压力下经气相反应生产聚丙烯粉料，再经干燥、混炼、挤压、造粒、筛分、均化成聚丙烯颗粒。密度为0.90 g/cm3～0.91g/cm3，是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯树脂具有优良的机械性能和耐热性能，使用温度范围-30℃～140℃。同时具有优良的电绝缘性能和化学稳定性，几乎不吸水，与绝大多数化学品接触不发生作用。该品耐腐蚀，抗张强度30MPa，

强度、刚性和透明性都比聚乙烯好；缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。与发烟硫酸、发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿等接触有腐蚀作用。可用作工程塑料，适用于制电视机、收音机外壳、电器绝缘材料、防腐管道、板材、贮槽等，也用于生产扁丝、纤维、包装薄膜等。

PP的其他性能指标：

密度: 0.91～0.96 g/cm³；

收缩率：1.0～2.5%；

吸水率: 1～2.5%；

比体积: 0.9～0.91cm³/g ；

泊松比：0.32；

拉伸弹性模量：1100-1600 Mpa；

1.2.1 成型性能

（1）结晶料，吸湿性小，易发生熔体破裂长期与热金属接触以分解。

（2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形。

（3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度料温低高压时容易取出，模具温度低于50度时，塑件不光滑易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。

（4）塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。

1.2.2 注射工艺参数

聚丙烯（PP）

料筒温度 喂料区 30～50℃（50℃）

区1 160～250℃（200℃）

区2 200～300℃（220℃）

区3 220～300℃（240℃）

区4 220～300℃（240℃）

区5 220～300℃（240℃）

喷嘴 220～300℃（240℃）

括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚之比为50:1到100：1。

熔料温度 220～280℃。

料筒恒温 220℃。

模具温度 20～70℃。

注射压力 具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80～140MPa（800～1400bar）； 一些薄壁包装容器除外可达到180MPa (1800bar)。

保压压力 避免制品产生缩壁，需要很长时间对制品进行保压（约为循环时间的30％）；约为注射压力的30％～60％。

背压 5～20MPa（50～200bar）。

注射速度 对薄壁包装容器需要高的注射速度（带蓄能器）；中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品。

螺杆转速 高螺杆转速（线速度为1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以。

计量行程 0.5～4D（最小值～最大值）；4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的。

残料量 2～8mm，取决于计量行程和螺杆转速。

预烘干 不需要；如果贮藏条件不好，在80℃的温度下烘干1h就可以。

回收率 可达到100％回收。

收缩率 1.2～2.5％；收缩程度高；24h后不会再收缩（成型后收缩）

浇口系统 点式浇口或多点浇口；加热式热流道，保温式热流道，内浇套；浇口位置在制品最厚点，否则易发生大的缩水。

机器停工时段 无需用其它材料进行专门的清洗工作；PP耐温升。

料筒设备 标准螺杆，标准使用的三段式螺杆；对包装容器类制品，混合段和切变段几何外形特殊（L：D＝25：1），直通喷嘴，止逆阀。

。

第二章 模具结构设计

2.1 确定分型面的位置

图2-1 分型面

图2-2 分型面

由于塑件结构复杂，用裙边法创建分型面，分型面形式如图所示，容易实现成型零件制造和调整。

2.2 确定型腔的数量和排列方式

2.2.1 确定型腔的数量

塑件采用的精度为5级，是一般精度等级,体积较大，对塑件的尺寸大小以及

模具结构尺寸的大小关系进行综合考虑，加上生产效率及各种成本费用等因素，初步确定型腔的数量为一模一腔。

2.3 确定注射机型号

2.3.1 塑件体积和重量的计算

用PROE三维软件可测得塑件体积： V塑= 1639859mm3 =1639.8593cm

塑件质量： m塑= ρV塑=0.911639.859=1492.27g

式中ρ参考表3- 1 可取 0.91g•cm-3。

2.3.2 注射机型号的确定

浇注系统凝料体积的计算：

VnV总塑（1+0.2）

（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的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 0.2~1 倍来计算。由于本模具采用的流道简单且较短，此塑件是一模一腔，可按塑件的 0.6 倍来估算，故以此注入模具型腔的塑料熔体的

总体积为：

V总= V塑（1+0.6） = 1639.8591.6=2623.77cm3 （3-3）

（3）选择注塑机

根据第二步计算得出的一次注入模具型腔的塑料总体积V总 =

2623.77cm3，并参考《塑料成型工艺及模具设计》式 4-18：

V公=V塑 /0.8 = 2623.77/0.8 = 3279.713cm （3-4）

根据以上的计算，初步选定公称注射量为 4000cm3，注塑机型号为

XS-ZY-4000注射机，其主要技术参数如表 3-2。

表 3-2注射机 XS-ZY-125 主要技术参数（参考《塑料模具设计与应用实例》附录E）

2.3.3 校核注射机的相关参数

Ⅰ注射压力校核，PP 所需的注射压力为 60-80MPa，这里取 0P = 80MPa，该注射机的公称压力 P公 = 110MPa，注射压力安全系数 k1 = 1.25~1.4，这里取 k1 = 1.3，则：

k10P = 1.3×80 = 104 ＜P公

所以，注射机的注射压力合格。

2)、锁模力校核 型号 单位 XS-ZY-4000

螺杆直径 mm 150

注射容量 3cm 6000

注射压力 105Pa 110

注射行程 mm 400

螺杆转速 r/min 0-80

注射时间 s 10

注射方式 螺杆式

合模力 N 180×105

最大成型面积 3cm 5000

模板最大行程 mm 1400

模具最大厚度 mm 1000

模具最小厚度 mm 700

拉杆空间 mmmm 1350X1460

喷嘴 球半径mm 18

孔半径mm Φ7.5

（1）塑件在分型面上的投影面积A塑：

A塑=336255mm²

（2）浇注系统在分型面上的投影面积A浇 ：

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积就是A浇。由多型腔模的统计分析来确定，A浇是每个塑件在分型面上投影面积的0.2～0.5倍[9]。本次设计中的流道较为简单，有相对较短的分流道，因此可以适当取小一点的流道凝料投影面积，这里取0.2AA塑浇。

（3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总：

A总＝n（A塑＋A浇）＝403506mm²

（4）模具型腔内的胀形力F胀：

F胀＝A总P模＝A总×31＝12508KN

上式中型腔的平均压力值P模，通常取注射压力的20%～40%。塑料制品的粘度较小，应取较小的P模，低粘度塑料PC塑料，可取P模为31Mpa。

F锁=18000KN为注射机的公称锁模力， 21.1~1.2k，这里锁模力的安全系数取1.2，则k2F胀＝1.2×12508KN＝15009KN＜F锁。注射机锁模力的校核合格。

综上可选择型号为XS-ZY-6000的注射机.