模具毕业设计8板框类制品叠层式注射模具设计论文.docx
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模具毕业设计8板框类制品叠层式注射模具设计论文
图书分类号:
密级:
毕业设计(论文)
板(框)类制品叠层式注射模具设计
DESIGNOFSTACKINJECTIONMOULDPRODUCTSFORFRAME
学生姓名
学院名称
专业名称
机械设计制造及其自动化
指导教师
年
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日
摘要
本论文设计了仪器外壳的叠层式热流道模具结构。
该模具有2层,每层8个型腔,一次可成型16个产品,该模具是普通注射成型产量的2倍,大大提高生产力。
本次模具设计采用的是无流道凝料浇筑系统,不考虑浇道的凝料脱出,减少了分型面,并缩短了成型周期,降低了整个生产成本。
而且还采用了齿轮齿条开模机构,在确保俩层型腔同时开模又比较经济。
使热流道板的热胀变形问题和浇口的平衡问题有一个很好的解决,基本确保同时充模和充模的稳定可靠性。
该模具还采用闭合式喷嘴和闭合式主流道杯,解决了浇口和主流道始端的流涎问题,它采用热电偶控制喷嘴温度和流道板温度。
在设计中,为减少热传导热损失。
在流道板和型腔板之间采用空气隔热,并加隔热垫,从而降低模具和流道板之间的接触面积,并发挥了支撑热流道板的作用。
喷嘴和主流道杯均采用隔热套隔热。
关键词热流道;叠层式模具;浇口平衡;防流涎
Abstract
Thisdesignintroducesthemouldstructureofinstrumentofoutercover,whichhaspilesoftypeandthermalcurrentdishes.Themouldhas2layersoftypes,8foreachlayer,whichcanshape16productsforonce,themouldcanproduce2timesofproductsordinaryinjectshaping,anditboostsproductivitygreatly.Themouldusesathermalcurrentdishofcongealmaterial,withoutconsiderationofthedeviatationofwaterdishcongealmaterial,whichhasreduceddividingtype,andshortenedshapingcycle.Andithasreducedthecostoftheproductiononthewhole.Themouldwhichiseconomicadoptsagearandracktoturnon,makingsurethetwotypesofthemouldturningonatthesametime.Themouldgivesagoodsettlementoftheexpansionproblemoftheboardofthethermalcurrentdishesandthebalanceproblemofrunner,guarantingtofillthemouldsteadilyandbasicallymakingsurethemouldfillingatthesametime.Themouldadoptsthespraynozzleofclosingtypeandthecupofmainstreamdishes,solvethesalivaproblemofrunnerandthetopshedofmainstreamdishes,anditadoptstheelectricthermocoupletocontrolthetemperatureofthespraynozzleandtheflowdishesboard.Inthedesign,forreducinglosingheatoftheheat-conduction.Betweentheflowdishesboardandthemouldboard,thereisairtoagainstheat,thereareagainstheatcushionstoagainstheat,whichreducestheareaofcontactbetweenthemouldboardandtheflowdishesandplaysaroleofsupportingoftheboardofthethermalcurrent.Thespraynozzlesandthecupofthemainstreamdisheshaveheatinsulationset.
KeywordsThermalcurrentoneOnepileoftypesmouldBalancetherunnerPreventsalivaflows
1绪论
模具是现代化工业生产的重要工艺装备,被称为“工业之母”。
而注塑模具又是在整个模具工业中一枝独秀,发展极为迅速,在汽车、航空航天、通信电子、家用电器等领域有着极为广泛的应用。
热流道技术是指从注射机喷嘴送往浇口的塑料始终保持熔融状态,在每次开模时不需将其固化作为废料取出,滞留在浇注系统中的熔料可在下一次注射时被注入型腔。
该项技术具有节约原料、提高产品性能、缩短生产周期等优点。
叠层注射模又称多层注射模,是一种特殊的注射模。
与普通注射模不同,叠层注射模的型腔是分布在2个或多个层面上的,且型腔呈重叠式排列。
即相当于将多副模具叠放组合在一起。
与常规模具相比,叠层式模具锁模力只提高了5%~10%,但产量可增加90%~95%,这就极大地提高了设备利用率和生产效率,并降低了成本。
将热流道技术与层叠式模具相结合,仅需增加少量的模具成本却能成倍地增加产量和实现高效自动化。
最初的叠层模具因使用普通流道,每次注射都要去除浇道,是实现自动化生产的主要障碍,因而应用较少。
当叠层式模具应用了热流道技术后,不用考虑浇道凝料的脱出,减少了分型面,缩短了开模行程及成型周期,其应用才得到了较大的提高。
叠层式模具最适于成型大型扁平制件、小型多腔薄壁制件和需大批量生产的制件。
热流道技术具有节约原料、易于自动化、提高产品性能、缩短生产周期等优点,将其与叠层式模具结合,仅需增加少量的模具成本却能成倍地增加产量和实现高效自动化,故叠层式热流道模具技术日趋受到世人的关注。
本次设计是一个属薄壁制件,需大批量生产仪表外壳的叠层式热流道模具,叠层式热流道模具可以提高生产自动化和生产率,降低生产成本。
叠层热流道模具设计的内容主要是模具结构设计,其包括:
热流道系统设计,温控系统设计,开模机构设计,熔料传递方式。
热流道系统主要由喷嘴、歧管、热流道板、加热装置等组成。
喷嘴形式有多种,常用的有开式喷嘴、针阀式喷嘴和井式喷嘴。
开式喷嘴会引起流涎,塑件表面会有点并且成型塑件性能也会降低,形成的冷料甚至会堵塞浇口,叠层式热流道系统通常采用阀式热喷嘴。
热流道板和喷嘴上装有加热元件,而且通过温控系统对加热温度进行控制。
叠层式热流道模具温度控制系统有加热系统和冷却系统,加热系统是为了持续让流道中的塑料呈熔融状态,冷却系统是为了完成塑料和模具之间的热量交换。
加热系统中温度不能过高或过低,温度过高,可能导致塑料分解变色,在塑件上形成缺陷,乃至报废;温度过低,塑料会在流道中形成较厚的固化层,影响实现连续注射因此,应严格控温。
热流道的温度控制是热流道技术的难点之一,为了控制好温度,可以选用闭环控制的热流道系统,再根据塑料的性能、成型温度和制品要求选择合适的温控数值和精度。
叠层式热流道模具热流道系统的主流道设置在模具中心部分,由于叠层式模具型腔有多个分型面,着意味着需要有一个机构使这些分型面能同时分型。
叠层式模具在开模时,不仅动模部分移动,中间部分同时移动,即应同时开2个分型面,并由两侧的顶出机构使塑件脱模。
目前叠层式模具的开模方式一般有铰接杠杆或齿条来同步开模,也可使用液压系统。
叠层式热流道模具设计在设计时需注意以下几个问题:
热膨胀问题,浇口平衡问题,冷却系统的平衡,防止流涎,隔热措施。
浇注系统无凝料、拉丝现象;实现自动化生产;具结构尽量简单,组装、拆卸比较容易。
2制品设计
2.1制件图
产品的制件图如下所示
·
图1-1制件图
图1-1制件图
2.2产品使用要求
该产品是一种仪表外盖,因需从外面能看到里面,故要求材料透明外表面光洁度R小于0.5µm。
另外还要求外盖的绝缘性能良好,并且由于外盖是暴露在外面的,所以要求材料的抗腐蚀能力较强。
2.3产品材料
根据上述使用要求,经查表选用塑料ABS55。
3工艺分析
3.1塑料特性
透明ABS树脂的透明度较高,耐容剂性能好,而且冲击强度和机械强度都比较高。
ABS55(通用)树脂的性能如下:
相对密度:
1.07g/cm3
拉伸强度:
42.2MPa
弯曲强度:
71.6MPa
弯曲弹性模量:
1.96GPa
热变形温度(1.82MPa):
86℃
压缩比:
1.8~2.0
成型收缩率:
0.3%~0.8%
与钢的摩擦因数:
0.21
泊松比:
0.35
3.2塑料的注射工艺条件
螺杆转速:
30~60r/min取45r/min
喷嘴温度:
190~200℃取190℃
料筒温度:
后部:
190~200℃取200℃
中部:
220~240℃取220℃
前部:
200~220℃取200℃
模具温度:
50~70℃取60℃
注射压力:
70~100MPa取90MPa
保压压力:
50~60MPa取56MPa
注射时间:
1~4s取4s
保压时间:
15~40s取20s
冷却时间:
10~30s取15s
成型周期:
30~80s取45s
3.3塑件使用材料的工艺分析
ABS属于热塑性塑料,流动性好,其成型性能好;比热容低,在料筒中塑化效率高,在模具中凝固校快,成形周期短,可在柱塞式或螺杆式卧式注射机上成形;成形收缩率较小(0.3%~0.8%)。
ABS吸水率大(0.2~0.45%),成形前必须充分干燥。
干燥条件:
在空气循环干燥中,温度为80~90℃,干燥3~4小时即可使用。
塑件尺寸不大,外部形状结构简单,注射成型容易,无抽芯机构。
4选择设备
根据塑料ABS的特性,其成型压力为70~100MPa,预选2层模16腔,每层8腔。
塑件体积为33.41cm³,塑件总体积为33.41×16=534.56cm³。
由于采用叠层式注射模,且流道比较长,考虑注射机的注射能力,所以选用XS-ZY1000型卧式注射机。
其成型技术规格如下:
最大注射量:
1000cm³
螺杆直径:
φ85mm
注射压力:
121MPa
注射行程:
260mm
注射时间:
3s
螺杆转速:
21、27、35、40、45、50、65、83
选用45r/min
注射方式:
螺杆式注射
合模力:
4500KN
最大成型面积:
1800cm2
模板行程:
700mm
模具厚度:
最大:
700mm
最小:
300mm
拉杆间距:
750×650mm
合模方式:
特殊液压
油泵流
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