塑料壳体课程设计Word下载.docx
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(7)脱模机构的设计:
脱模力的计算,拉料机构、推出机构、复位机构等的结构形式、安装定位、尺寸配合等;
(8)侧抽芯机构的设计:
抽拔距离和抽拔力的计算,抽芯机构的形式、结构、尺寸以及必要的验算;
(9)合模导向机构的设计:
组成元件、结构尺寸、安装方式等;
(10)温度调节系统的设计与计算;
(11)其他技术说明;
(12)设计小结:
有何体会与建议等;
(13)参考资料:
资料编号、名称、作者、出版年月。
在编写过程中要注意:
文字简明通顺、书写整齐清晰,计算正确完整,并画出有关的结构简图,图的下方有图号和图题。
计算部分只要求列出公式,代入数据,得出结果,其运算过程从略。
最后打印装订成册。
三、设计时间及进度安排
1.设计时间:
校历第14~16周
2.进度安排:
第1周:
制定塑件成型工艺;
论证并确定设计方案;
完成有关设计计算、设备选择;
完成设计说明书草稿。
第2周:
完成模具装配图的绘制,完成零件图草图的绘制。
第3周:
完成3张~8张零件图的绘制,并进一步修正装配图,完成说明书正稿的誊写。
四、设计题目
1、按设计任务书中给定的题目每个同学按学号顺序选择一题,不得重复。
独立完成设计任务。
2、选择题目后,按要求绘制出制品图。
题目名称定为“塑料壳体(4)注塑成型模具设计”,例如:
“塑料盒(02)注塑成型模具设计”。
在本人的课程设计的所有文档中要求题目名称一致。
塑料壳体注射成型模具设计
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2mm,塑件外形尺寸不大,塑料熔体流程不长,适合于注射成型。
(2)、精度等级每个尺寸的公差不一样,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PP属非结晶型塑料,成型收缩率较大,参考表2-10[1]选择该塑件上型芯和凹模的图1
统一脱模斜度为1°
。
2、PP的性能分析
(1)、使用性能
为白色蜡状塑料,强度、刚度、硬度、耐热性均优于聚乙烯,有良好的电性能和高频绝缘性,不受湿度影响,但低温时易变脆,不耐磨、易老化,适于制造一般机械零件,耐磨蚀零件和绝缘零件。
(2)、成型性能
是非极性结晶型塑料,吸湿性小,约为0.03%~0.04%,一般不需要干燥,易发生融体破裂吧,长期与热金属接触易分解;
流动性好,熔体流动速率为2~9g/10min。
收缩性范围及收缩值大,成型收缩率为1.0%~2.5%,并具有各向异性,易发生收缩、凹痕和变形;
热稳定性好,熔点温度范围为165~170℃,分解温度高于350℃,成型温度范围较宽,一般为205~315℃;
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,料温低方向性明显;
抗氧化能力低,在塑化前应加入一定比例的抗氧剂。
(3)、PP的主要性能指标
表1
密度(g/cm³
)
0.9~0.91
屈服强度(Mpa)
78~90
比体积(cm³
/g)
1.10~1.11
拉伸强度(Mpa)
37
吸水率(%)
0.03~0.04
拉伸弹性模量(Mpa)
2800~4200
熔点(℃)
160
抗弯强度(Mpa)
67
计算收缩率(%)
1.0~2.5
抗压强度(Mpa)
56
比热容(Kg/℃)
1930
弯曲弹性模量(Mpa)
14500
3、PP的注射成型过程及工艺参数
(1)、注射成型过程,注射成型工艺过程包括:
成型前的准备、注射成型过程及塑件的后处理三个阶段。
、成型前的准备。
对PP的色泽、粒度和均匀度进行检验,由于PP的吸水率<0.03%,允许水含量为0.05%~0.20%,由于该塑料不易吸水,故可以不进行干燥处理;
对料筒通常需要清洗,螺杆式料筒可采用对空注射法清洗,柱塞式料筒可拆卸清洗。
、注射过程。
塑件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。
、塑件的后处理。
塑件经过注射成型后,去除浇口凝料、修饰浇口处余料及飞边毛刺外,常需要进行适当的后处理,查表3-2[3]处理的介质为空气,处理的温度为150℃,处理的时间为30~60min。
(2)、注射工艺参数
、注射机:
查表3-1[1]选螺杆式,螺杆转数为45r/min,高螺杆转速是允许的,只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以。
、料筒温度(℃):
查表3-3[4]PP的料筒温度和喷嘴温度如下:
进料段:
150~210
塑化段:
170~230
出料段:
190~250
喷嘴温度:
240~250
、查表3-4[4]模具温度(℃):
20~40
、查表3-1[1]注射压力(MPa):
70~120,注射时间为:
1~5s
保压压力(MPa)50~60,保压时间20~50s。
、注射时间:
1.6s
冷却时间:
12.5s
辅助时间:
8s
二、拟定模具的结构形式
1、型面的确定
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,其位置如图2所示A-A截面。
图2塑件分型面
2、型腔数量及排列方式的确定
为了制模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目。
型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。
一般来说,大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。
该塑件精度要求不高,生产批量适中,且具有两边抽芯,但抽芯距较短,从模具尺寸考虑,故拟定为一模一腔。
采用一模一腔,能够适应生产的需求,潜伏式点浇口,浇口去除方便,模具结构孔不复杂,容易保证塑件质量。
3、射机型号的确定
(1)、注射量的计算
通过Pro/E三维建模设计分析得塑件体积:
V塑=130.6cm3
塑件质量:
m塑=ρV塑=130.6×
0.9g=117.54g
(2)、浇注系统凝料体积的初步计算
浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值的,但可以根据经验按照塑料体积的0.2~1倍来估算。
根据流道的设计要求,浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来计算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积(即浇注系统凝料和1个塑件体积之和)为:
V总=V塑(1+0.2)=117.54×
1.2cm3=156.72cm3
(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体积
V总=156.72cm3
V总/0.8=156.72/0.8cm3=195.9cm3
根据以上的计算,初步选定公称注射量为250cm3的注射机,注射机型号为SZ—500/200卧式注射机。
其主要参数见表
(2)
表
(2)
理论注射容量/cm3
500
移模行程/mm
螺杆直径/mm
55
最大模具厚度/mm
注射压力/MPa
150
最小模具厚度/mm
280
注射速率/(g/s)
173
锁模形式
增压式
塑化能力/(g/s)
110
模具定位孔直径/mm
螺杆转速/(r/min)
0~180
喷嘴球半径/mm
20
锁模力/KN
2000
喷嘴口孔径/mm
5
拉杆内间距/mm
570X570
注射机顶出/KN
70
4、注射机相关参数的校核
①、注射压力校核
查表4-1[]可知,PP所需注射压力为70~120MPa。
这里取Po=100MPa,该注射机的公称注射压力P公=150MPa。
注射压力安全系数k1=1.25~1.4,这里取k1=1.3,则:
公,所以注射机压力合格。
②、锁模力的校核
a、塑件在分型面上的投影面积A塑,则
b、浇注系统在分型面上的投影面积
A浇,即流道凝料(它包括浇口)在分型面上的投影面积和A浇数值,可以按照多腔模的统计分析来确定。
A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2~0.5倍。
由于本例流道设计简单,分流道有一定的长度,因此流道凝料投影面积可以取A浇=0.3A塑。
c、塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积A总,则
A总=n(A塑+A浇)=n(A塑+0.3A塑)=1.3A塑=24834.88
d、模具型腔内的胀型力F胀,则
F胀=A总P模=24834.88×
25N=620.9KN
式中P模是模具型腔内塑料熔体平均压力值(MPa),一般为注射压力的0.3~0.65倍。
查表4-2[1]得PP塑料模具型腔内的压力P模为25MPa。
由上表2知该注射机的公称锁模力F锁=2000KN,锁模力安全系数为k2=1.1~1.2,这里取k2=1.2,则
k2F胀=1.2F胀=1.2×
620.9=745.08<
F锁
所以,注射机锁模力合格。
三、浇注系统的设计
1、主流道的设计
(1)、主流道的尺寸
、主流道长度:
小型模具L主应尽量小于60mm,本次设计中初取40mm。
、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
、主流道大端直径:
d'=d+2L主tanα≈8mm,式中α=2.5°
、主流道球面半径:
SRo=注射机喷嘴球头半径+(1~2)mm=(18+2)=20mm
、球面的配合高度:
h=(3~5)mm,取h=5mm。
(2)、主流道的凝料体积
(3)、主流道当量半径
(4)、主流道浇口套的形式
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,易磨损。
对材料的要求较严格,为了防止浇口套被挤出,用螺钉固定。
同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。
设计常采用碳素工具钢(T8A或T10A),热处理淬火表面硬度为50~55HRC,如图3所示。
图3
2、浇口的设计
该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷,表面质量要求较高,采用一模一腔注射,为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间。
在注塑模设计中,按浇口的结构形式和特点,常用的浇口形式有如下几种:
直接浇口、中心浇口、侧浇口、环行浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口
浇口的设计与塑件的形状,截面尺寸,模具结构,注射工艺参数及塑料性能等因素有关。
浇口的截面尺寸要小,长度要短,这样才能增大料流速度,快速冷却封闭。
便于与塑件分离或
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