模具毕业设计84万能手机电池充电器外壳注塑模设计及编程Word文件下载.docx
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C.嵌件的预热,在成形带金属嵌件,特别是带较大的嵌件的塑件时,嵌件放入模具之前必须预热,以减少物料和嵌件的温度差,降低嵌件周围塑件的收缩应力,保证塑件质量。
D.料筒的清洗,当改变产品,更换原料及颜色时均需清洗料筒,通常柱塞式料筒可拆卸清洗,而螺杆式料筒可采用对空注射法清洗。
E.脱模剂的选用,塑料制件的脱模,主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计,在生产上为顺利脱模,通常使用脱模剂。
1.2.2注射成形过程
注射成形过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等工序,但实质上将主要是塑化、注射充模和冷却定型等基本过程。
(1)塑化是指粉状或粉状的物料在料筒内加热熔融成粘流态并具有良好的可塑性的全过程,对塑化的要求是:
塑料在进入模腔之前,既要达到规定的成形温度,又要使熔体各点温度均匀一致,并能在规定时间内提供上述质量的足够熔融塑料,以保证生产连续顺利地进行。
(2)注射成形与冷却定形注射成形与冷却定形是指从注射机柱塞或螺杆将熔融塑料注射入模开始,经过型腔充满及熔体冷却定形,直到塑件脱模为止的整个过程。
这一过程时间不长,但合理的选择和控制该过程的温度、压力、时间等工艺参数,对塑料制件的质量却十分重要。
根据塑料进入模腔的流动情况,这个过程可分为注射充模、保压补缩、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。
a.注射充模从注射机柱塞或螺杆快速推进,将塑料熔体注入模腔,至充满模腔为止为注射充模阶段,这一阶段压力变化为:
当熔体未注入模具型腔时,模腔压力基本上为零,充满以后,随熔体量迅速增加,模腔压力也迅速上升。
b.保压补缩这一阶段是从塑料熔体充满型腔时起,至柱塞或螺杆退回时为止。
在这段时间内,熔体因为冷却而收缩,但由于柱塞或螺杆继续缓慢向前移动,使料筒内熔体继续进入型腔,以补充因收缩而留出的空隙,从而保持模腔内熔体压力仍为最大值。
c.倒流阶段这一阶段是从柱塞或螺杆开始后退时起,至浇口处塑料熔体冻结时为止,这时模腔内的压力比浇注系统流道内高,因此就会发生塑料熔体的倒流,从而使模腔内压力迅速下降。
d.浇口冻结后的冷却这一阶段是从浇口处塑料完全冻结起到制件脱模取出时为止,这时,倒流不再继续进行,模腔内的塑料继续冷却并凝固定型,当脱模时,塑件应具有足够的刚度,不致产生翘曲或变形,在冷却阶段中,随着温度的迅速下降,模腔内的塑料体积收缩,压力也逐渐下降。
1.2.3塑件的后处理
由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶,取向和冷却不均匀,或由于金属嵌件的影响和塑件的二次加工不当等原因,塑件内部不可避免的存在一些内应力,从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂。
为此,要对塑件进行适当的后处理。
主要是退火和调湿处理。
a.退火处理退火热处理是将塑件在定温度的加热液体介质或热空气循环烘箱中静止一段时间,然后缓慢冷却至室温,从而消除塑件的内应力,提高塑件的性能。
退火的温度应控制在塑件使用温度10~20º
C,退火处理后冷却速度不能太快,以避免重新产生的内应力。
b.调湿处理调湿处理是将刚脱模的塑件放入热水中,以隔绝空气,防止对塑件的氧化,加快吸湿平衡速度的一种后处理方法,其目的是使塑件颜色、性能以及尺寸得到稳定,防止塑件使用中尺寸变化,使制品尽快达到吸湿平衡。
1.3注射成形的工艺参数
当选择了适当的塑件品种、成形方法及设备,设计了合理的成形工艺过程及模具结构之后,在生产中工艺条件的选择及控制就是保证成形顺利进行和塑件质量的关键,注射成形最后主要的工艺参数是塑化流动和冷却的温度、压力以及相应的各个作用时间。
1.3.1温度
注射成形过程控制需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等,前两种温度主要影响塑料的塑化和流动,而后一种温度主要影响塑料的充模和冷却定形。
a.料筒温度料筒温度的选择应保证塑料塑化良好,能顺利实现猪舍,又不引起塑料分解。
料筒温度根据塑料的热性能确定各种塑料具有不同的流动温度,因此对非结晶性塑料而言,料筒末端最高温度应高于流动温度,而对结晶性塑料应高于熔点,但必须低于塑料的分解温度,否则将导致熔体分解。
除了严格控制最高温度外,还应控制塑料在加热筒中停留的时间,因为时间过长时,塑料也会发生降解。
b.喷嘴温度喷嘴温度通常率低于料筒的最高温度,这是为了防止熔料在喷嘴处产生的流涎现象。
喷嘴低温产生的影响可从熔料的注射时所产生的摩擦得到一定程度的补偿。
但是喷嘴温度不能过低,否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞,或者有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。
c.模具温度模具温度对塑料熔体在型腔内的流动和塑料制品的内性能与表面质量影响很大。
模具温度的高低决定于塑料的特性,塑件尺寸与结构、性能要求及其他工艺条件等。
模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热得到平衡而保持一定的模温,不管是加热或冷却,对塑料熔体来说进行的都是冷却降温过程,以使塑件成形和脱模。
1.3.2压力
注射成形过程中的压力包括塑化压力和注射压力,他们关系到塑化和成形的质量。
a.塑化压力塑化压力是指采用螺杆式注射机时,螺杆顶部塑料熔体在螺杆旋转后退时所受的压力,亦称嘴压,其大小可以通过液压系统中的溢流阀来调整,注射中,塑化压力的大小是随着螺杆的设计,塑件质量的要求以及塑料的种类不同而异的。
如果这些条件和螺杆的转速都不变,则增加塑化压力会提高熔体的温度及其均匀性。
使色料混合均匀,并排出熔体中的气体,但增加塑化压力会降低塑化速率,从而延长成形周期,而且增加了塑料分解的可能性。
b.注射压力注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力,。
其作用是克服熔体流动充模过程中的流动阻力,是熔体具有一定的充模速率,对熔体进行压实注射压力的大小取决于注射机的类型。
塑料的品种,模具结构、模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等。
尤其是浇注系统的结构和尺寸,为了保证塑件的质量。
对注射速率有一定要求,而注射速率与注射压力有直接关系。
在同样条件下,高压注射时,注射速率高;
反之,低压注射时则注射速率低。
1.3.3时间
完成一次注射成形所需要的时间,称为成形周期。
它包括以下几部分:
注射时间
a.充模时间(柱塞或螺杆前进的时间)
b.保压时间(柱塞停留在前进位置的时间);
闭模冷却时间(柱塞后退的时间);
其它时间(指开模、脱模、涂拭脱模剂、安放嵌件和模具等)。
成形周期直接影响生产效率和设备利用率,尽量在整个成形周期中,注射时间中的充模时间不长,一般不超过10s,保压时间较长,一般为20-120s。
冷却时间的长短应以保证塑料制品脱模时间不引起变形为原则,一般为30-120s。
此外,在成型过程应尽可能缩短开模、脱模等其它时间,以提高率生产率。
2塑件结构分析及材料的选择
2.1分析塑件的成型工艺性
零件表达如图2—1。
该塑件为一手机旅行充电器的上盖,塑件壁薄属薄壁形塑件,结构不算复杂,尺寸精度及外观要求中等偏上,塑件精度中等,生产批量20万件。
故选用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料,成型工艺性很好,可以注射成型。
图2-1塑件图
2.2分析制品的结构、尺寸精度及表面质量
A结构分析从塑料制品图可见,该制品几何结构一般,内里轮廓的镶嵌件较多,盖下端面需考虑侧抽芯机构;
零件总体轮廓尺寸为90.5mm×
64.5mm×
17.7mm,属于中等结构的小型件。
B尺寸精度分析该制品尺寸中等,依据SJ1372-78建议采用的精度等级为(MT3),对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。
制品大体壁厚为2.8mm,较均匀,有利于零件的成型。
C表面质量分析该零件表面质量要求较高,外表面不得有熔接痕、气痕、飞边等缺陷产生,有较高的光亮要求。
综合分析可以看出,注射时在工艺参数控制的较好的情况下,该制品的成型要求可以得到保证。
2.3分析制品原材料的工艺性
给定的塑件材料选用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料。
2.3.1ABS的基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。
这三种组分的各自特性,使ABS具有良好的综合性能。
丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。
ABS无毒、无味,呈微黄色,密度1.02g/cm3~1.16g/cm3,成型的塑料件有较好的光泽。
有极好的冲击强度,且在低温下也不迅速下降。
水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。
ABS表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。
ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。
经过调色可配成任何颜色。
其缺点是耐热性不高。
性能:
综合性能较好,冲击韧度、力学性能较高,尺寸稳定而化学性、电气性能良好;
易于成形和机械加工,与此相反372有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。
用途:
适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。
2.3.2成形特性:
无定形塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。
吸湿性强,含水量应小于0.3%,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。
流动性中等,溢边料0.04mm左右(流动性比聚苯乙烯、AS差,但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好)。
比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂,料温更宜取高)。
料温对物性影响较大,料温过高易分解(分解温度为250℃左右,比聚苯乙烯易分解),对要求精度较高塑件,模温宜取50℃~60℃,要求光泽及耐热型料宜取60℃~80℃。
注射压力应比聚苯乙烯高,一般用柱塞式注射机时料温为180℃~230℃,注射压力为100~140MPa,螺杆式注射机则取160℃~230℃,70~100MPa为宜。
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料件表面呈现“白色”痕迹(但热水中预热可消失)。
脱模斜度宜为2°
以上。
2.3.3成形条件:
成形机类型:
螺杆式
密度:
1.02~1.16g/cm3
计算收缩率:
0.3~0.8%
预热温度:
80~85℃
预热时间:
2~3h
料筒 后段:
150~170℃
中段:
165~180℃
温度 前段:
180~200℃
喷嘴温度:
170~180℃
模具温度:
50~80
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