滚珠夹持式自动送料切断压环模与塑料瓶盖注塑模设计毕业论文Word文档下载推荐.docx
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现代模具技术的发展,在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备,更重要的是生产技术的管理等。
21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。
追求的目标是提高产品的质量及生产效率,缩短设计及制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具行业的应变能力,满足用户需要。
在科技发展中,人是第一因素,因此我们要特别注重人才的培养,实现产、学、研相结合,培养更多的模具人才,搞好技术创新,提高模具设计制造水平。
在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术,逐步走向网络化、智能化环境,实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。
1.2模具类型
塑料模具分类的方法很多,按照塑料制作的成型方法不同可分为以下几类:
注射模,压缩模,挤出模,压注模。
本次设计主要是注射模,又叫注塑模,注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的,首先将粒状或粉末状的塑料原料加入到注射机的料筒中,经过加热熔融成粘流态,然后在柱塞或螺杆的推动下,以一定的流速通过料筒前端的喷嘴和模具的浇注系统,注射入闭合的模具型腔中,经过一定的时间后,模具在模内硬化成型,近几年来,热固性塑料注射成型的应用也在逐渐增加。
塑料制件主要是靠成型模具获得的,而它的质量是靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状,精确尺寸及较低的表面粗糙度来保证的。
由于塑料成型工艺的飞速发展,模具的结构也日益趋于多功能和复杂化,这对模具的设计工作提出了更高的要求。
虽然模具制作的质量与许多因素有关,但合格的塑料制作首先取决于模具的设计与制造的质量,其次取决与合理的成型工艺。
塑料成型加工技术发展很快,塑料模具的各种结构也在不断的创新,我们在学习成型的同时,还应注意了解塑料模具的新技术、新工艺和新材料的发展动态,学习和掌握新知识,为振兴我国的塑料成型加工技术做出贡献。
第二章塑料成型工艺分析
2.1制品分析
2.1.1制品的设计要求
图1为某公司的纯净水瓶的防盗瓶盖。
材料为高密度聚乙烯(PE2HD),质量为2g左右。
盖内有一圈密封环和内螺纹,下部的防盗环内、外各有一圈凸台,有18个很细的连接桥与瓶盖相连,瓶盖一旦开启,连接桥就断裂。
瓶盖在性能上要求密封和满足一定的开启力矩,并在开启时确保与防盗环顺利分离。
2.1.2制品成型设计
该制品使用一次分型机构,采用点浇口形式,虽然其他的浇口形式还有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、薄片式浇口、环行浇口、轮辐浇口、爪形浇口、潜伏浇口、护耳浇口等,但他们都不容易在开模时实现自动切断,而点浇口就具有这个优点,而且其留于塑件的疤痕较小,不影响塑件外观。
2.2注射成型工艺的设计
2.2.1塑料制品分析
本制品采用高密度聚乙烯(PE-HD)为原料
聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠,其中以高压聚乙烯的产量最大。
聚乙烯树脂为无毒、无味,呈白色,柔软、半透明的大理石状粒料,密度为0.941-0.965g/cm3,为结晶型塑料。
主要用途
聚压乙稀可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件,如齿轮、轴承等;
中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形,可制造瓶类、包装用的薄膜以及各种注射成形制品和旋转成形制品,也可用在电线电缆上面;
高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等。
成形特点
成形收缩率范围及收缩值大,方向性明显,容易变形、翘曲。
宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分;
冷却速度慢,因此必须充分冷却,模具应该设有冷却系统;
质软易脱模,塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。
高密度聚乙烯(PE-HD)主要技术指标[2]:
表1-1热物理性能
密度(g/cm³
)
0.941—0.965
比热容(J·
kg-1·
K-1)
2310
导热系数
(W·
m-1·
0.490
线膨胀系数
(10-5K·
oC-1)
11-13
表1-2力学性能
屈服强度(MPa)
22-30
抗拉强度(MPa)
27
断裂伸长率(﹪)
15-100
拉伸弹性模量(GPa)
0.84-
0.95
抗弯强度(MPa)
27-40
弯曲弹性模量(GPa)
1.1-
1.1
抗压强度(MPa)
53
抗剪强度(MPa)
24
表1-3电气性能
耐电弧性(s)
150
体积电阻率(Ω·
m)
1013-
1014
击穿电压(KV/mm)
17.7-19.7
介电常数(106Hz)
3.04
PE-HD的其他成型工艺参数[2]
注射机类型:
螺杆式
制品收缩率/%:
1.5-3.6
预热温度:
70-80℃时间:
1-2h
料筒温度/℃:
后段140-160
中段
前段170-200
模具温度/℃:
60-70
注射压力/MPa:
60~100
成型时间/s:
注射时间15-60高压时间0~3
冷却时间15-60总周期40-130
适用注射机类型:
螺杆、柱塞均可
2.2.2制品成型方法及工艺流程
本制品采用注射成型,工艺流程包括模前准备,模塑成型和后处理及二次加工工艺流程步骤如下:
(1)预热
PE-HD吸湿性差,可于70-80℃预热1-2小时
(2)注射
注射过程包括加料、塑化、注射冷却和脱模几个步骤。
加料
由于注射成型是一个间歇过程,因而须定量加料,以保证操作稳定,塑料塑化均匀,最终获得良好的塑件。
加料过多。
受热的时间过长等容易引起物料的热降解,同时注射及功率损耗增多;
加料过少,料筒内缺少传压介质,型腔中塑料融化压力降低,难于补料,容易引起塑件出现收缩、凹陷、空洞等缺陷。
塑化
加入的塑料在料筒中进行加热,由固体颗粒转化成粘流态,并且受到良好的剪切力作用。
通过料筒对物料加热,使聚合物分子松弛,出现由固体向液体转变;
一定的温度使塑料得到变形、熔融和塑化的必要条件,螺杆的剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热,促进了塑料的塑化,因而螺杆式注射机对塑料的温度尽量均匀一致,还有使热分解物的含量达到最小值,并且能提供上述质量的足够的熔融塑料以保证产生连续并顺利的进行,这些要求与塑料的特性、工艺条件的控制及注射机的塑化装置的结构等密切相关。
注射
不论何种形式的注射机,注射的过程可分为充模,保压倒流,浇口冻结后的冷却和脱模等几个阶段。
2.2.3塑件的后处理
注射成型的塑件经脱模或机械加工之后,常需要进行适当的后处理以消除存在的内应力,改善塑件的性能和提高尺寸稳定性。
其主要方法是退火和调湿处理。
退火处理是将注射塑件在定温的加热液体介质或热烘箱中静置一段时间,塑料制件的氧化,加快吸湿平衡速度的一种处理方法,其目的是使制作的颜色、性能以及尺寸得到稳定。
本次设计采用退火后处理。
工艺流程图解:
图2工艺流程图解
2.2.4成型工艺条件
注射成型的核心问题,就是采用一切措施得到塑化良好的塑料。
熔体,并把它注射到型腔中去,在控制条件下冷却定型,使塑件。
达到所要求的质量,影响注射成型工艺的重要参数是塑化流动和。
冷却的温度、压力以及影响的各个作用时间。
(1)注射成型过程需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。
前两个温度主要影响塑件的塑化和流动,而后一个温度主要是影响塑件的流动和冷却,料筒温度的选择与各种塑料的特性有关。
每种塑料都具有不同的粘流态温度,为了保证塑件溶体的正常流动不使物料发生质分解,料筒最合适的温度范围应在粘流态温度和热分解温度之间。
柱塞式和螺杆式柱塞注射机由于其塑化过程不同,因而选择料筒也不同,通常后者选择的温度低一点,料筒温度在70~93℃之间,喷嘴温度稍低于料筒温度,在65~90℃之间,模温在要求塑件光泽时控制在60~80℃之间。
(2)压力包括塑化压力和注射压力两种,他们直接影响塑料的塑化和塑料质量。
塑化压力是指背压,是指采用螺杆式注射机时,螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力,塑化压力在保证塑件质量的前提下越低越好,其具体数值时随所用塑料的品种而异的,但通常很少超过20MP,注射压力是指柱塞式螺杆头部对塑件熔体所施加的压力。
在注射机上常用表压指示注射压力的大小,一般在40~130MP之间。
其作用式克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力,给予熔体一定的充型速率以及对熔体进行压实等。
(3)完成一次注射成型过程所需要的时间称成型周期,成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率,因此在生产中,在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间,一般生产中,充模时间为3~5S,保压时间为20~25S,冷冲压时间一般在30~120S。
2.3注射机的选用
注射机的选用包括两方面的内容:
一是要确定注射机的型号,使塑料、塑件、注射模、注射工艺等所要求的注射机的规格参数点在所选注射机的规格参数可调范围之内,即要满足所需的参数在额定的范围之内;
二是调整注射机的技术参数至所需的参数点。
2.3.1注射机的两种类型的优缺点
采用卧式注射机的优点是注射部分和锁模部分在同一水平线上,工作位置低,操作方便,稳定性好,顶出后塑件可以自动脱落,是应用广泛的注射机,适用于大、中、小个各型注射机,但唯一的缺点是占地面积大。
采用立式注射机的优点是占地面积小,缺点是操作位置高,对于注射量大的注射机,势必使注射机高度增加,操作台升高,操作不方便,注射机的工作稳定性也减小。
因此,立式注射机多限于小型注射机。
2.3.2选用注射机
按流量选择注塑机,选择XS-ZY-500卧式注射机,表1.2为
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