说明书
- 格式:doc
- 大小:433.50 KB
- 文档页数:26
江苏技术师范学院专业综合实践
JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
学院名称: 材料工程学院
专 业: 材料成型及控制工程
班 级: 09模具1W
姓 名: 刘春斌
学 号: 09325108
指导教师姓名: 李兴成
2021年5月
江苏技术师范学院专业综合实践说明书
2 目 录
前言 …………………………………………………………………3
第1章 塑件的工艺性分析………………………………………5
第2章 拟定模具结构形式和初选注射机……………………7
第3章 注射机型号的确定………………………………………9
第4章 浇注系统设计……………………………………………12
第5章 成型零件的结构设计和计算…………………………17
第6章 脱模推出机构的设计和模架的确定 ……………………………………………………………… 18
第7章 排气槽的设计……………………………………………20
第8章 冷却系统设计 ………………………………………… 20
总 结 …………………………………………………………………23 江苏技术师范学院专业综合实践说明书
3 参考文献 ………………………………………………………………24 江苏技术师范学院专业综合实践
前 言
模具课程设计是在完成冷冲模具设计、塑料模具设计、CAD软件等相关专业课程学习之后,一个重要的综合性的环节。在设计之前,要具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑件成型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识。初步了解塑件的成型工艺和生产过程,熟悉各种塑料模具的典型结构。课程设计的基本目的是:
(1)综合运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑件成型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识,分析和解决塑料模具设计问题,进一步巩固加深和拓宽所学的知识。
(2)通过设计实践,逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意识,基本掌握塑料模具设计的一般规律,培养分析问题和解决问题的能力。
(3)通过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,进行塑料模具设计全面的基本技能训练,为毕业设计打下一个良好的实践基础。
江苏技术师范学院专业综合实践说明书
5 第一章 塑件的工艺性分析
1.1 塑件的分析:
(1)外形尺寸 该塑件壁厚为2mm,塑件外形尺寸不大,塑料熔体流程不太长,塑件材料为热塑性塑料,流动性好,适合于注射成型。
(2)精度等级
本课程设计塑料件模具设计成型工艺过程。此塑件对精度要求高,采用MT2级。
(3)脱模斜度 该塑件精度要求高,且RPVC的成型收缩率较小,参考文献【2】表2—10选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1°。
1.2 RPVC的性能分析
(1)使用性能 机械强度较高,化学稳定性及介电性能优良,耐油性及抗老化性能也较好,易熔接及粘合,价格较低。缺点是使用温度低(在60℃以下),线膨胀系数大,成型加工性不良。 制品有管、棒、板、焊条及管件,除作日常生活用品外,主要用作耐磨蚀的结构材料或设备衬里材料(代替有色合金、不锈钢和橡胶)及电气绝缘材料。
(2)成型性能 成型收缩率为0.6%~1.0%,吸湿性小,流动性差,极易分解,特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解。成形温度范围小,必须严格控制料温。
(3)主要性能指标
密度1.15~2.0 g/cm³,
吸水率为0.07~0.4
收缩率为 0.6~1.0% ,
比体积1.25 cm³/g, 江苏技术师范学院专业综合实践说明书
6 熔点160~212℃
屈服强度40MPa,
拉伸弹性模量3×103 MPa
1.3 RPVC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RPVC的色泽,粒度和均匀度等进行检验,RPVC成型前须进行干燥,处理温度为70~90℃,干燥时间为5h。
②注射过程 塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具的型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却阶段。
(2)注射工艺参数
①注射机:螺杆式,螺杆转速为28r/min
②料筒温度(℃):后部 160~170;
中部165~180;
前部170~190。
③喷嘴温度(℃):150~1700
④模具温度(℃):30~60
⑤注射压力(MPa):80~130
⑥成型时间(S):40(注射时间为1S,冷却时间为31S,辅助时间为8S)
江苏技术师范学院专业综合实践说明书
7 第二章 拟定模具的结构形式和初选注射机
2.1 分型面位置的确定
为使产品顺利从模具中取出,模具必须分成公母两部分,此分界面被称为分型面,有分模及排气的作用,由于分型面受到塑件几何形状、尺寸精度、脱模方法、后处理工序、模具类型、排气条件、嵌件位置、浇口形式等多种因素的影响,在选择分型面时需要注意:
① 分型面不能选择在影响产品外观的表面(或精度要求高的表面)。
② 分型后塑件应尽可能留在动模一侧,以便方便取出塑件。
③ 分型面选择应有利于成型模具的加工制造。
④ 对于同轴度要求高的产品或容易造成错位部分,要放置在分型面的同侧。
⑤ 分型面应选在塑件截面最大处,尽量取在料流末端,有利于排气。
该塑件形状简单,原则上只需一个分型面就能顺利取出塑件,根据分型面的选择要求,现选取三角衣架塑件的分型面位置如下图。这样有利于排气,塑件表面的成型质量会较好,也便与模具的加工。
图2-1 江苏技术师范学院专业综合实践说明书
8 2.2 型腔数量和排位方式的确定
(1)型腔数量的确定 由于该塑件的精度要求不高,塑件尺寸较小,且为大批量生产,可采用一模多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系,以及制造费用和各种成本费用等因素,初步定为一模四腔的结构形式。
(2)型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能选用平衡式排列布置,且要求紧凑,并与浇口开设的部位对称。由于该模具选择的是一模四腔,参考资料可知采用H型对称排列,使型腔进料平衡。如下图所示:
图2-2
(3)模具结构形式的初步确定 由以上分析可知,本模具设计为一模四腔,对称H型直线排列,根据塑件结构形式,推出机构初选推件板或推杆推出方式。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、动模垫板和推件板。由以上综合分析可确定选用带推件板的单分型面注射模。 江苏技术师范学院专业综合实践说明书
9 第三章 注射机型号的确定
3.1 注射机的计算
通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图
图3-1
塑件体积:V塑=9.6824cm³
塑件质量:m塑=ρV塑=9.6824×1.4=13.56g
式中ρ根据参考文献取1.4g/cm³
3.2 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。由于本次设计采用的流道简单且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.1倍来计算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积(即江苏技术师范学院专业综合实践说明书
10 浇注系统的凝料和4个塑件体积之和)为V总=1.1nV塑=1.1×4×9.6824
=42.6cm³
3.3 选择注射机
根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为V总=42.6cm³,由参考文献[1]式(4-18)V公/0.8=42.6/0.8=53.25cm³。根据以上的计算,初步选择公称注射量为60 cm³,注射机型号为XS—Z—60卧式注射机,其主要技术参数见表1。
表1注射机主要技术参数
理论注射量/ cm³ 60 拉杆空间/mm 190×300
螺杆柱塞直径/mm 38 移模行程/mm 180
注射压力/Mpa 122 最大模具厚度/mm 200
最小模具厚度/mm 70塑化能力/kg•h 70
锁模形式 肘杆 定位圈直径/mm 125
锁模力/kN 500 喷嘴球半径/mm 15
喷嘴孔直径/mm 3.5
3.4 注射机相关参数的校核
(1)注射压力校核。查参考文献[1]表4-1可知,所需压力为80MPa~130 MPa,这里取P0=90 MPa,该注射机的公称注射压力P公=1220MPa,注射压力安全系数k1=1.15~1.4,这里取k1=1.2,则:
k1 P0=1.2×90=108MPa<P公,所以注射机压力合格。
(2)锁模力校核。 江苏技术师范学院专业综合实践说明书
11 ①塑件在分型面上的投影面积
A塑=π×26×26=2122.64mm2
②塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积,则
A总=nA塑+A浇=4×21.22+3x1x2+2x60x4.8=666.88mm2
③模具型腔内胀型力F胀= A总P模=60x10 ²x6.7=40.2kN
式中,P模是型腔的平均计算压力值。P模是模具型腔的压力,通常取注射压力大致范围为30MPa~70MPa。对于黏度较大的精度较高的塑料制品应取较大值,故P模取60MPa
由表1可知该注射机的公称锁模力F锁=500kN,锁模力安全系数k2=1.1~1.2这里取k2=1.2,则取k2F胀=1.2 F胀=1.2×40.2=48.24<F锁,所以注射机锁模力满足要求。
3.5 开模行程校核
模具的开模行程
S1=塑件高度+浇注系统高度+顶件的顶出高度+(5-10)mm=101.2 查表知所选注塑机的最大开模行程为180mm,故校核合格。
3.6 模具闭合高度校核
模具闭合高度尺寸 195mm,70mm<195mm <200mm,处于模具的最小厚度和最大厚度之间,故校核合格。