三通管注塑工艺分析和模具设计毕业论文Word下载.docx
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它是一种常见的塑料工件,从工件本身来看,属特小型件,其抽芯脱模机构较为复杂,侧向抽芯技术可以说是这次课题的难点零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。
由于抽拔距很长普通的斜导桂抽芯结构难以实现抽芯动作的顺利完成.故采用液压缸进行侧向抽芯。
因此本次毕业设计主要是针对以上问题进行模具设计,以解决实际生产中存在的问题。
制件尺寸图
2.2材料特征[4]
三通管所用的材料是ABS,全称丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物。
它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。
它的使用性能方面:
综合性能好,冲击强度高,化学稳定好、电性能良好,尺寸稳定性好、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。
ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
及372有机玻璃的熔接性良好,可制成双色塑料,且可表面镀铬。
还有其它主要技术指标是熔点(℃):
130~160;
抗拉屈服强度(Mpa):
50;
拉伸弹性模量(Mpa):
1.8×
103;
弯曲强度(Mpa):
80;
冲击强度(kj/m2):
261(无缺口时)、11(有缺口时);
体积电阻率为(Ωcm):
6.9×
1016。
ABS工程塑料的缺点:
热变形温度较低,可燃,耐候性较差。
因而ABS适用于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电讯零件。
3零部件的设计
3.1塑件脱模斜度
据资料[6],型腔脱模斜度范围为40ˊ~1°
20ˊ;
型芯脱模斜度范围在35ˊ~1°
之间。
但在设计中,开模后,塑件必然留在型腔内,所以无需考虑型腔及型芯的脱模斜度大小。
3.2排气槽的设计
采用排气槽排气是最简单可行的方法,同时利用顶杆及孔的配合间隙排气,其间隙为0.03mm~0.05mm,不过最可靠有效的方法是在分型面上开设专用排气槽。
3.3分型面的选择及型腔布置
3.3.1分型面的选择
分型面的位置直接影响模具使用、制造及塑件质量,因此必须选择合理的分型面,一般应考虑到的因素有:
塑件形状,尺寸厚度,浇注系统的布局,塑料性能及填充条件,成型效率及成型操作,排气及脱模,模具结构简单,使用方便,制造容易等等[7]。
对于该塑料制件分型如下:
图4.1分型面的选择
对以上两种分型面进行比较,根据分型面的选择要求,可以看出图b较好;
图4.1所示截面作为分型面,它是塑件最大截面。
大孔在开模方向上成采用一模两件,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。
3.4注射机的选择[8]
由图可知本制件应用一模两腔。
3.4.1制件体积的计算
由于塑件形状不规则,可通过CAD制图软件pro/e对其进行体积分析,分析得其体积为:
V件=57.9cm3
=1.02~1.16g/cm3
浇注系统的体积取塑件的20%,则:
V浇注=V件×
20%=57.9×
20%=11.58cm3
V总=2V件+V浇注=127.37cm3
其总质量为:
M总=V总=127.37×
1.10=140.11g
2.1.2注射机的选择
为了保证制件的质量,又可充分发挥设备的能力,注射模一次成型的塑料重量应在注射机理论注射量的50%~80%之间为好,则:
V注=V总÷
80%=159.22cm3
初选注射机型号:
SZ-160/1000,由上海第一塑料机械厂生产的卧式塑料注射机,其相关数据见表2.1。
表4.1SZ-160/1000型注射机相关数据
理论注射量/cm3
179
螺杆直径/㎜
44
拉杆间距/mm
360×
260
注射压力/Mpa
132
锁模力/KN
1000
模具厚度/㎜最大
最小
360
170
移模行程/㎜
280
喷嘴/㎜球半径
孔直径
10
Φ3
3.4.2注射机校核[7]
1、最大注射量的校核
模具型腔能否充满及注塑机允许的最大注射量密切相关,设计模具时,应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。
根据生产经验,注射机的最大注射量是起允许最大注射量(额定注射量)的80%,由此有:
nm1+m2≦80%m
式中m1——单个塑件质量体积
m2——浇注系统所需质量或体积
m——注射机允许的最大注射量
nm1+m2=127.37≦80%m=80%×
179=143.2
符合要求
2、锁模力的校核
注射机锁模力()的校核关系式应为:
=(nA1+A2)/1000
式中n---型腔数目;
n=2;
---塑料件熔体对型腔的成型压力(MPa);
A1---单个塑料件在模具分型面上的投影面积(cm2);
A1=1.9×
2.8+3.14×
(2.12-1.552)cm2=11.7cm2
A2---浇注系统在模具分型面上的投影面积(cm2);
A2=3.14×
1.82=10.17(cm2)。
由资料[8]查表2-2可知,ABS的熔体压力为30/MPa。
代入数据得:
=30×
(2×
11.7+10.17)×
102/1000=100.7KN
该注射机型号的锁模力为1000KN>100.7KN
故符合要求。
3、最大注射压力的校核
注射机的最大注射压力应大于或等于塑件成型时所需的注射压力,即
≥
式中---注射机的最大注射压力;
---塑料件成型时所需的注射压力。
ABS取70~90MPa;
---安全系数,取=1.3。
=1.3×
80=104MP
=132MP>104MP
4、模具厚度校核
由于注射机可安装模具的厚度有一定限制,所以设计模具的闭合厚度必须在注射机允许安装的最大模具厚度及最小模具厚度之间,即
≤≤
式中------注射机合模部件允许的最小模厚(mm);
---注射机允许的最大模厚(mm)。
=278mm
满足=200mm≤=278mm≤=300mm
5、开模行程的校核
单分型面注射模
Smax≥S=
式中Smax---注射机动模板的开模行程(mm);
---塑件顶出距离(mm);
---包括浇注系统凝料在内的塑件高度(mm)。
代入数据得:
=300mm>50+80+10=140mm
满足条件。
故可以选择SZ-160/1000型注射机。
3.5模架的选择
本方案采用GB/T1225.6~12556.2-1990中小型标准A2型模架[9],模具定模和动模均采用两块模板,设置推杆推出机构。
适用于直接浇口,其模板尺寸选用355×
560㎜。
模具的实际闭合高度为278mm在该模架的最大闭合高度和最小闭合高度之间,符合设计要求。
图4.2标准模架
3.6浇注系统的设计
浇注系统设计是注塑模具设计中的一个重要问题。
浇注系统的作用,是将塑料熔体顺利地充满到模腔深处,以获得外形轮廓清晰,内在质量优良的塑料制件。
浇注系统的好坏,直接影响到熔体的充填程度,气孔的存在及否,甚至制件的工艺性能,通常要求充模过程快而有序,压力损失小热量散失少,排气条件好,浇注系统凝料易于及制品分离。
浇注系统一般均由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成[10]。
3.6.1主流道的设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴及模具相接触的部位开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
因主流道部分在成型过程中,其小端入口处及注射机喷嘴及一定温度、压力塑料熔体要冷热交替反复接触,属于易损件,对材料要求较高,所以模具的主流道部分设成可拆卸更换的主流道衬套式,以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。
主流道衬套设置在模具的对称中心位置上。
主流道设计如图4.3所示,其主要参数为:
d=碰嘴直径+1mm=4mm;
R=碰嘴球面半径+2~3mm=13mm;
=2°
~6°
;
r=D/8;
H=(1/3~2/5)R=4mm。
3.6.2分流道设计
选择分流道的截面形状为梯形。
梯形截面分流道容易加工,且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大,一般可以采用下面的经验公式来计算截面尺寸:
B==0.2654×
140.11×
1/2×
18×
1/4=6.6mm
H=2/3B=2/3×
6.6=4.4
其中,B—梯形的大底边宽度(mm)
m—塑件的质量(g)L—分流道的长度(mm)
H—梯形的高度(mm)梯形的侧面斜角a常取5°
~10°
3.6.3浇口设计
浇口是塑料熔体进入型腔的阀门,对塑件质量具有决定性的影响。
为了保证三通管外观质量,应设计为潜伏式浇口,这类浇口的分流道位于分型面上,而浇口本身设在模具内的隐蔽处,塑料熔体通过型腔侧面斜向注入型腔,因而塑件外表不受损伤,不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量及美观效果。
如图4.4
图4.4
3.7侧向分型及抽芯机构的设计
按动力来源的不同,侧向分型及抽芯机构一般可分为手动,机动,气动或液压三类.这里我们选用的是机侧向抽芯机构中的斜导柱分型抽芯.
(1)型芯:
塑件为形状有规则排列而又难于整体加工,所以采用由多块分解的小型芯镶拼组合而成的组体型芯,即镶拼组合式型芯.
(2)脱模力(抽芯力)
塑件在模具中冷却定型时,由于冷缩的原因,物料温度降低,直至复原到常温这个过程,尺寸逐渐减小,塑件对型芯产生一个包紧力。
因此在塑件脱模时必须克服这一包紧力所产生的脱模力的阻力,塑件同时还需克
服及型芯之间的黏附力和摩擦力及抽芯机构本身所产生的运动摩擦合力才能将型芯脱开。
这几种合力即为脱模力M,在侧抽芯动作中称抽芯力,在顶出动作中称顶出力[10]。
塑件底面带通孔的脱模力(抽芯力)的计算公式:
----塑件对侧型芯的收缩应力。
一般模内冷却的塑件,=(0.8-1.
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- 三通 注塑 工艺 分析 模具设计 毕业论文