电熨斗外壳的注塑模设计说明书Word格式.docx
- 文档编号:17668452
- 上传时间:2022-12-08
- 格式:DOCX
- 页数:34
- 大小:469.37KB
电熨斗外壳的注塑模设计说明书Word格式.docx
《电熨斗外壳的注塑模设计说明书Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电熨斗外壳的注塑模设计说明书Word格式.docx(34页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
Steamtypeelectriciron;
Plasticmould;
Plasticstechnology;
Dimensiontolerance
1绪论
1.1国内外研究现状
1.1.1国外的研究发展现状
先看看国外的情况,首先说下塑料模具方面,下面以“欧洲模展上的先进模具技术”的考察报告以基准来简单介绍一下在EuroMold2001上展出的模具大部分为塑料模,许多模具巧妙的设计、高超的加工技术和卓越的质量令人赞叹。
例如,Sermo、ENGEL等公司展出了多零件、多色、多材料注射模,回转台注射成型和带分度板座的注射成型系统。
利用这些模具和技术可实现同一模具中成型多种零件,并且可实现多种颜色、多种材质塑料的注射成型。
MHT公司展出了1模144腔的高效瓶坯模具,其特点不仅腔数多,而且注射周期短,生产效率高,该模具每小时可制造瓶坯达60000个。
Solvay公司展出了其表面涂层专利技术,可使模具表面层硬度达1750~3400HV,厚度为5μm,大大提高了模具的耐磨性和使用寿命。
塑料模制造技术中一个突出点就是铝合金材料的应用,Corus、PechineyRhenalu等公司展出了其铝合金材料及模具样品。
Corus公司开发和生产了HOKOTOL、WELDURAL和GIANTAL3个系列的铝合金材料。
展出的1副用铝合金制造的塑料模,使用寿命已达30万次,状况依然完好。
PechineyRhenalu公司展出了4个系列8个等级的铝合金材料,宣称用其M1-600铝材制造塑料模,寿命可达50万次以上。
SynventiveMoldingSolutions公司的动态进料技术是塑料模技术中的一个亮点,这是一项控制熔融塑料在热流道系统中流动的专利技术。
所谓动态进料,就是可为每个浇口分别设定注射时间、注射压力等参数,根据这些设置进行注射,可以获得平衡的注射和最佳的质量保证。
为实现上述目的,装置内每个热流道喷嘴有一个针阀,用以调节塑料的流动。
针阀可通过液压驱动活塞动态地、无级地移动,针阀的位置决定了注射的流量和压力。
在流道内有压力传感器,可连续记录流道内的压力变化,并将压力曲线与预置的压力曲线进行比较,通过液压系统控制针阀位置,调整压力至预先设定的值。
动态进料技术的另一优点,就是允许使用可换模具,即可使用一标准模具,对于不同制件只要更换模芯,而不必调整热流道系统。
这样就可以减少使用的模具数。
动态进料装置也允许使用多模成型,同时允许每个模具使用不同的模芯。
对于单副模具,即具有一个模芯和多个浇口时,用户可分别调节各个浇口的注射量、注射时间和压力,从而保证复杂注射零件的质量。
再来看下覆盖件模具设计方面,汽车覆盖件模具随着汽车行业的高速发展获得了同步发展。
第10届中国国际模具技术和设备展览会上共有40余家国内汽车覆盖件模具生产企业参加了展览,比上届参展企业增加40%,实力最强的国内几家企业都参加了本届展览,且参展企业都经过精心策划,展出了能反映其技术水平和综合实力的冲压件产品和模具资料,较客观、准确地反映了我国汽车覆盖件模具近2年的发展进步和当前的技术水平。
2年一次的中国国际模展,因展览会级别高和各企业的参与重视,模展产品和资料能反映出我国在一个阶段汽车覆盖件模具的技术水平及技术进步,主要体现在模具制造全过程中运用的方法、手段、程序和结果中。
从本届模展看,技术的进步可以总结为:
先进技术推广普及升级,模具质量明显提高。
但是,对于外覆盖件,特别是中高档轿车的外覆盖件,由于其有很高的型面精度和表面质量要求,整车厂还很少将模具交由国内开发。
而国外方面,目前,国外大汽车公司为了降低模具开发、制造成本,缩短生产周期,将除轿车外覆盖件之外的大部分轿车冲压件的模具都交由专业模具公司(如FontanaPietro、Kuka、Laepple、Schuler等公司)设计和制造。
这些公司都有很强的开发能力,并在某些零件的制造方面拥有独到的优势。
但作为整车厂,考虑到新车型开发过程中的保密,对诸如翼子板、行李箱盖、车门、侧围、车顶、前盖等敏感零部件的模具,则都由自己的模具制造部门来设计和制造。
近年来,通过不懈的努力,国内轿车冲压模具的设计制造能力取得了显著的进步。
但是,在轿车特别是中高档轿车外覆盖件模具的开发上,我们与国际水平仍有较大差距。
不过,这种差距并非不能缩小,只要我们多加强国际交流,多吸取国外同行的设计制造经验,一定能够加快轿车覆盖件模具的国产化进程。
1.1.2国内的研究发展现状
20世纪80年代开始,发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来,并发展成为独立的工业部门,其产值已超过机床工业的产值。
改革开放以来,我国的模具工业发展也十分迅速。
近年来,每年都以15%的增长速度快速发展。
许多模具企业十分重视技术发展。
加大了用于技术进步的投入力度,将技术进步作为企业发展的重要动力。
此外,许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。
模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。
今后,我国要发展成为世界制造强国,仍将依赖于模具工业的快速发展,成为模具制造强国。
中国塑料模工业从起步到现在,历经了半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。
在大型模具方面已能生产48"
(约122CM)大屏幕彩电塑壳注射模具,6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模方面,以能生产照相机塑料件模具,多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。
经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术,模具的电加工和数控加工技术,快速成型与快速制模技术,新型模具材料等方面取得了显著进步;
在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
尽管我国模具工业有了长足的进步,部分模具已达到国际先进水平,但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要,每年仍需进口10多亿美元的各类大型,精密,复杂模具。
与发达国家的模具工业相比,在模具技术上仍有不小的差距。
今后,我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新,以缩小与国际先进水平的距离。
(1)注重开发大型,精密,复杂模具;
随着我国轿车,家电等工业的快速发展,成型零件的大型化和精密化要求越来越高,模具也将日趋大型化和精密化。
(2)加强模具标准件的应用;
使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。
因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。
(3)推广CAD/CAM/CAE技术;
模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。
实践证明,模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向,可显著地提高模具设计制造水平。
本次毕业设计的内容是蒸汽式电熨斗外壳注塑模具设计,设计思路如下:
塑件的分析→了解塑件的选材及其性能分析→模具结构设计→确定分型面的位置→选择注塑机的类型→浇注系统→设计型腔和型芯的设计以及计算→确定塑件的脱模方式→顶出方式→冷却系统→模具装配。
2电熨斗外壳设计及其成型工艺的分析
2.1塑件分析
图2-1电熨斗外壳
上图2-1所示是电熨斗外壳零件。
2.1.1塑件结构分析如下
该塑件为电熨斗外壳,电熨斗外壳具有一定的深度,表面光滑,在模具设计和制造上要有良好的加工工艺,确保成型零件具有一定的光洁度;
ABS塑料表面粗糙度取值范围为0.025μm~3.2μm。
根据塑件的使用功能,在本设计中表面粗糙度采用1.6μm。
电熨斗外壳内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密,所以必须具备一定的制造精度;
材料为ABS时,选取一般精度等级为MT5。
2.1.2塑料件成型工艺分析
采用一般精度等级MT5级,大量生产。
该塑件壁厚为1mm左右,考虑到电熨斗外壳较深,塑件内表面设脱模斜度1度;
由于有侧抽,型腔将被做成镶拼式,所以塑件外形没有放脱模斜度。
2.2塑料的选材及性能分析
该壳经常用手触摸,必须耐酸、对电绝缘,化学稳定性要好;
抗拉强度、硬度、耐磨性要突出,综合机械性能要好。
具备这些条件的塑料首选:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(英文名称:
AcrylonitrileButadieneStyrene,简称:
ABS)。
2.2.1ABS使用特点:
1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。
2)与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。
3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4)流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好[3]。
2.2.2ABS成型特性,及其主要性能指标
1)无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。
2)宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>
270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。
3)如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。
4)如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。
表2.1ABS的技术指标见下
密度
1.02~1.16
比体积
0.86~0.98
吸水率
0.2~0.4
收缩率s
0.4~0.7
熔点
130~160
硬度HB
9.7
R121
抗拉屈服强度
50
拉伸弹性模量
体积电阻率
弯曲强度
80
热变形温度
t/c
0.46MP
90~108
冲击韧度
无缺口
261
0.185MP
83~103
缺口
11
2.3ABS塑料的注射过程及工艺
2.3.1注射成型过程
1)成型前准备,对ABS进行干燥。
ABS是吸水的塑料,于室温下,24小时可吸收0.2%-0.35%水分,虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响,但注塑时若湿度超过0.2%,塑料表面会受大的影响,所以对ABS进行成型加工时,一定要事先干燥,而且干燥后的水分含量应小于0.2%。
ABS的干燥方法:
常压热风干燥80-85℃2-4小时;
真空热风干燥80℃1-2小时。
2)注射过程.塑料在注射机内经过加热、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,起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段。
2.3.2ABS的注射工艺参数
1)螺杆类别:
标准螺杆(直通式嘴)
2)回料转速(
rpm):
30
3)注射机料筒温度:
前段
180~200℃
中段
165~180℃
后段
150~170℃
4)喷嘴:
170~180℃。
5)模具:
50~80℃,玻纤增强制品取75℃。
6)注射压力:
60~100℃。
7)注射速度、注射压力:
一般ABS制品采用高速及多级注射,但是对于阻燃品级,要慢速注射,可以避免注射料的分解,耐热ABS也要快速注射(可减少内部应力),注射压力在75MPa左右,保压时可低些。
8)熔胶温度:
190℃
9)成型时间(
):
注射时间:
20~90
高压时间:
0~5
冷却时间:
20~120
总周期:
50~220
在265℃温度下,物料在机筒内停留时间最多不能超过5-6分钟,若温度为280℃,则物料在机筒内停留时间就不能超过2-3分钟。
10)后处理:
把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为70度烘干2~4小时[4]。
2.4ABS的主要缺陷及消除措施
2.4.1残余应力引起的龟裂
残余应力主要由于以下三种情况,即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。
作为在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要可在以下几方面入手。
1)由于直浇口压力损失最小,所以,如果龟裂最主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
2)在保证树脂不分解、不劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融粘度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减小应力。
3)一般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高温度。
但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生。
4)注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。
2.4.2熔接痕
熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。
一般情况下,主要影响外观,对涂装、电镀产生影响。
严重时,对制品强度产生影响(特别是在纤维增强树脂时,尤为严重)。
可参考以下几项予以改善:
l)调整成型条件,提高流动性。
如,提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。
2)增设排气槽,在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。
3)尽量减少脱模剂的使用。
4)设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处,成型后再予以切断去除。
5)若仅影响外观,则可改变烧四位置,以改变熔接痕的位置。
或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等,予以修饰。
2.4.3银线
1=&
BM`h# 银线主要是由于材料的吸湿性引起的。
因此,一般应在比树脂热变形温度低10~15°
C的x;
xuYn503sF%*\c,r条件下烘干。
特别是在使用自动烘干料斗时,需要根据成型周期(成型量)及干燥时间选用合理的容量,还应在注射开始前数小时先行开机烘料。
^w0h}>
e1I[60-wH5另外,料简内材料滞流时间过长也会产生银线。
不同种类的材料混合时,例如聚苯乙烯{O[f7-]I@:
5*W6/xG7和ABS树脂、AS树脂,聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。
^IGShs9
2.4.4白化
白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。
脱模效果不佳是其主要原因。
可采用降低注射压力,加大脱模斜度,增加推杆的数量或面积,减小模具表面粗糙度值等方法改善,当然,喷脱模剂也是一种方法,但应注意不要对后续工序,如烫印、涂装等产生不良影响。
OhB,6J
3模具设计方案的确定
3.1分型面方案的确定
分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。
基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案,所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结果工艺性及尺寸嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较以选出比较合理的方案。
选择分型面时,应遵循以下几项基本原则。
1)保证塑料制品能够脱模。
2)使分型面容易加工。
3)尽量避免侧向抽芯。
4)使侧向抽芯尽量短。
5)有利于排气。
6)有利于保证塑件的外观质量。
7)尽可能使塑件留在动模一侧。
8)尽可能满足塑件的使用要求。
9)尽量减少塑件在合模方向的投影面积。
10)长型芯应置于开模方向。
11)有利于简化模具结构。
分型面与开模方向垂直,如图3-1所示。
定模型芯利用开模动作从塑件中抽出,塑件双侧孔利用滑块或者斜导柱来成型,整个塑件成型精度比较高,模具结构还算简单,只需要双向抽芯。
图3-1分型面形式与位置
3.2型腔数量确定
由于生产批量大,本套模具采用一模两腔如图3-2所示。
图3-2型腔排列方式
4模具设计
4.1注塑机选型
注射机是安装在注射机上使用的设备,因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范,才能设计出符合要求的模具。
注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离进行计算。
根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机,倘若用户自己提供型号和规格,设计人员必须对其进行校核,若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量调整。
4.1.1注射量计算
该产品为ABS,查书《设计与制造实训》得知其密度为1.08~1.10g.cm-3,收缩率为0.4%~0.7%,计算其平均密度为1.09,平均收缩率为0.55%,通过计算得两塑件体积为:
V塑=24.8cm3
两塑件的质量:
M塑=27g
浇注系统体积:
V浇=3.6cm3
浇注系统质量:
M浇=3.9g
故得总体积和总质量为:
V总=28.4;
M总=30.9g
4.1.2注射机型号的选定
根据以上的计算初步选定型号为SZ-125/630型卧式注射机,其主要技术参数见表4.1。
表4.1SZ-125/630型注射机主要技术参数[4]
螺杆直径/mm
40
拉杆内间距/mm
370x320
推动行程/mm
550
最大模具厚度/mm
300
理论容量/
140
最小模具厚度/mm
150
注射速度/(g/s)
110
顶出杆根数
1
塑化能力/(g/s)
16.8
定位孔直径/mm
125
额定注射压力/MP
126
顶出中心孔直径/mm
35
螺杆转速/(r/min)
14~200
顶出力/KN
1500
锁模力/KN
530
喷
嘴
球半径SR/mm
15
开模行程/mm
270
孔直径/mm
4.1.3型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核[6]
1)型腔数量的校核
(1)由注射机料筒塑化速率校核型腔数量
(式4-1)
,t取60s,符合要求。
式中K——注射机最大注射量的利用系数,非结晶型塑料一般取0.8;
M——注射机的额定塑化量,改注射机为16.8g/s;
T——成型周期,因塑件还比较大,壁厚,取30s;
m1——单个塑件的质量,取13.5g;
m2——浇注系统的质量,取3.9g;
(2)按注射机的最大注射量校核型腔数量
(式4-2)
符合要求。
式中
——注射机允许的最大注射量,该注射机为140g。
其他符号意义与取值同前。
(3)按注射机的额定锁模力校核型腔数量
电熨斗外壳正反两面产生的胀模力由内模壳抵消;
左右两行位压力由导柱和前模板的斜面抵消,取这两处力的一半为正压力:
分型面合模处的作用面积:
塑料熔体对型腔的成型压力是
,一般是注射压力的30%-65%,
取平均压力为:
(式4-3)
(式4-4)
2)注射机工艺参数的校核
(1)注射量的校核
注射量以容积表示最大注射容积为:
而
(2)锁模力的校核
前面计算过,符合要求。
(3)最大注射压力的校核
注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力
(式4-5)
应该大于注射成型所需调用的注射压力的
即
(式4-6)
式中
;
为70—90
代入数据计算,符合要求。
3)安装尺寸的校核
最大与最小模具厚度
模具厚度H应满足
该套模具厚度H=35+120+120+120+1+35=431mm。
选择该注射机不能满足模具设计的要求。
4)开模行程校核
——注射机动模板的开模行程,取270mm,见表4.2;
——塑件推出行程取37.5mm
——为包括流道凝料在内的塑件高度;
代值计算发现开模行程能满足。
由SZ-250/150
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电熨斗 外壳 注塑 设计 说明书