穿线盒注塑模课程设计Word文档下载推荐.docx
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(3)热性能:
PP具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌。
在不受外力的作用下,150℃也不变形。
脆化为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐热性不如PE。
2)成型工艺
注塑机选用:
对注塑机的选用没有特殊要求。
由于PP具有高结晶性,需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。
锁模力一般按3800t/㎡来确定,注射量20%-85%即可。
干燥处理:
如果储存适当则不需要干燥处理。
熔化温度:
PP的熔点为160-175℃,分解温度为350℃,但在注射加工时温度设定不能超过275℃。
熔融段温度最好在240℃。
模具温度:
模具温度50-90℃,对于尺寸要求较高的用高模温,型芯温度比型腔温度低5℃以上。
注射压力:
采用较高注射压力(1500-1800bar)和保压压力(约为注射压力的80%)。
大概在全行程的95%时转保压,用较长的保压时间。
注射速度:
为减少内应力及变形,应选择高速注射,但有些等级的PP和模具不适用(出现气泡、气纹)。
如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹,则要用低速注射和较高模温。
流道和浇口:
流道直径4-7mm,针形浇口长度1-1.5mm,直径可小至0.7mm。
边形浇口长度越短越好,约为0.7mm,深度为壁厚的一半,宽度为壁厚的两倍,并随模腔内的熔流长度逐肯增加。
模具必须有良好的排气性,排气孔深0.025mm-0.038mm,厚1.5mm,要避免收缩痕,就要用大而圆的注口及圆形流道,加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60%)。
均聚PP制造的产品,厚度不能超过3mm,否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。
熔胶背压:
可用5bar熔胶背压,色粉料的背压可适当调高。
制品的后处理:
为防止后结晶产生的收缩变形,制品一般需经热水浸泡处理。
详细的纯聚丙烯性能指标见表1.1。
表1.1聚丙烯的性能指标
密度ρ(kg/dm3)
0.90~0.91
抗拉屈服强度
(MPa)
56~67
比体v(dm3/kg-1)
1.10~1.11
拉伸弹性模量E1×
103MPa
1.1~1.6
收缩率S(%)
1.0~3.0
拉弯强度
67.5
热变形温t(℃)
102~115
硬度(HB)
R95~105
熔点t(℃)
170~176
体积电阻数
(
)
>
1016
1.3PP的注射成型过程及工艺参数
1)注射成型过程
(1)成型前的准备对聚丙烯的色泽、粒度和均匀度等进行检验,聚丙烯成型前须进行干燥,处理温度为80度到100度,干燥时间1-2小时。
(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,其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
(3)塑件的后处理(退火)。
退火处理的方法为红外线灯、烘箱,处理温度为70度,处理时间是2-4小时。
2)注射工艺参数
(1)注射机:
螺杆式,螺杆转速为48r/min。
(2)料筒温度(t/℃):
前段160-180;
中段180-200;
后段200-220。
(3)模具温度(t/℃):
80-90。
(4)注射压力(p/Mpa):
70-100。
(5)成型时间(τ/s):
注射时间20-60;
高压时间0-3;
冷却时间20-90;
总周期50-160。
第2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
通过对塑件结构形式的分析,分型面的选择有图2.1与图2.2所示的两种方案
图2.1方案1
图2.2方案2
分型面应选在利于开模取出塑件的平面即选择图2.2的方案2。
2.2型腔数目和排位方式的确定
(1)型腔数量的确定
由于该塑件的精度要求不高,塑件的尺寸较小,且为大批量生产,可采用一模多腔的结构形式。
同时,考虑到塑件的尺寸、模具结构的尺寸的关系,以及制造费用和各种成本的费用等因素,初步定为一模四腔结构形式。
(2)型腔排列的形式的确定
由于该模具选择的是一模四腔,故流道采用H形对称排列,使型腔进料平衡,如图2.3所示。
(3)模具结构形式的初步确定
图2.3型腔数量的排列布置
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,根据塑件结构形状,推出机构初选推件板推出或推杆推出方式。
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、支撑板或者推件板。
由上综合分析可确定采用大水口(或者带推件板)的单分型面注射模。
2.3注射剂型号的确定
1)注射量的计算
通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图2.3所示。
塑件体积:
V塑39.46cm3
塑件质量:
m塑=ρV塑=39.46×
0.91=35.91g
式中,可根据参考文献[1]表9-6取0.91g/cm3
2)浇注系统凝料体积的初步计算
由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定的数值,但是可以根据经验按照塑件提及的0.2倍~1倍来估算。
由于本次设计采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积0.3倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积(即浇注系统的凝料和4个塑件体积之和)为
V总=1.3nV塑=1.3×
4×
39.46=205.20cm3
图2.4体积分析
3)选择注射机
根据以上计算得出在一次过程中注入模具型腔的总体积为V总=205.20cm3,由参考文献[1]式(4-18)V公=V总/0.8=205.20/0.8=256.49cm3。
根据以上的计算,初步选择公称注射量300cm3,注射剂型号XZY-300卧式注射机,其主要技术参数参见表2.1
表2.1注射机主要技术参数
理论注射量
125cm3
拉杆内向距
260
360mm
螺杆塞直径
42mm
移模行程
300mm
注射压力
150MPa
最大模具厚度
注射速率
100g/s
最小模具厚度
200mm
塑化能力
16.8g/s
锁模形式
双曲肘
螺杆转速
0~220r/min
定位孔直径
100mm
锁模力
9
喷嘴球半径
12mm
喷嘴孔直径
4.5mm
4)注射剂的相关参数的校核
(1)注射压力校核参考文献[1]表4—1可知,PP所需注射压力为70MPa~100MPa,这里取p0=100Mpa,该注射机的公称注射压力p公=175MPa,注射压力安全系数k1这里取1.25~1.4,这里取k1=1.3。
k1p0=1.3×
100=130Mpa<
p公,所以,注射剂注射压力合格。
(2)锁模力校核
①塑件在分型面上的投影面积
A塑=50×
50+π×
302—2π×
52=5170mm3
②浇注系统在分型面上的投影面积A浇,即浇道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A浇数值,可以按照多型腔模具的统计分析来确定。
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。
由于本设计的流道简单,分流道相对简单,因此流道凝料投影面积可以适当取小些。
这里取A浇=0.2A塑。
③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积,则
A总=n(A浇+A塑)=4×
1.2A塑=24816mm2
④模具型腔内的胀型力F胀,则
F胀=A总×
p模=24816×
25=620.34kN
式中,p模是型腔的凭平均计算压力值。
p模是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25MPa~40MPa。
对于黏度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。
PP属中等黏度的塑料且塑件有精度要求,故p模取25MPa。
由表2.1可知该注射机的公称锁模力1500kN锁模力安全系数为k2=1.1~1.2,这里取k2=1.2,则取
k2F胀=1.2F胀=1.2×
620.34N
所以注射机锁模力满足要求。
对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。
第3章浇注系统的设计
3.1主流道的设计
主流道通常位于建模中心塑料熔体的入口处,它将注射剂喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。
主流道的形状为椭圆形。
以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。
另外,由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。
1)主流道的设计
(1)主流道的长度。
一般有模具结构确定,对于小型模具L应尽量小于60mm,本次设计中初取50mm进行计算。
(2)主流道小端直径。
d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)mm=5.5mm。
(3)主流道大端直径。
D=d+L主tanα=9mm,式中α≈4°
(4)主流道球面半径。
SR=注射机喷嘴球头半径+(1~2)mm=18+2=20mm。
2)主流道的凝料体积
V主=L主(R主2+r主2+R主r主)π/3=50×
(52+2.752+5×
2.75)π/3=2326.5mm2
3)主流道当量半径
Rn==3.875mm
4)主流道浇口套的形式
主流道衬套为标准可选购。
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,因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体,但考虑上述因素通常任然将其分开来设计,以便于拆卸更换。
同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。
本设计中浇口套采用碳素工具钢T10A,热处理淬火表面硬度为50HRC~55HRC。
如图3.1所示。
定位圈的结构由总装图来确定。
3.2分流道的设计
1)分流道的布置形式
为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡。
因此采用平衡式分流道,如图3.2所示。
2)分流道的长度
根据四个型腔的结构设计,分流道长度适中,如图3.2所示
图3.1主流道浇口套的结构形式
图3.2分流道布置形式
3)分流道的当量直径
流过一级分流道塑料的质量
m=ρV塑=39.46×
0.91×
2=71.8g<
200g
但该塑件壁厚在3mm~4mm之间,按参考文献[2]图2-3的经验曲线查得Dˊ=5.2,再根据单向分流道长度60mm由参考文献[2]图2-5查得修正系数fL=1.05,则分流到执行经修正后为
D=DˊfL=5.2×
1.05≈5.5mm
4)分流道的截面
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