塑料油壶盖模具说明书.docx
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塑料油壶盖模具说明书
摘要
随着现代社会的发展,模具行业也发展越来越快,模具加工精度,模具的应该X围都越来越广,因此模具在社会发展中的作用和地位也越来越大,越来越高。
本次毕业设计以塑料油壶盖为例,讲述了模具的设计过程与设计方法。
油壶盖的模具设计主要分为六个步骤。
1分析制品及材料工艺性,2初选注射机的型号和规格,3.塑件注射工艺参数的确定,4.注射模的结构设计,5.模具装配和试模,6.校核计算。
关键词:
塑料油壶盖模具;细水口;;二次开模;拉料杆,螺纹强脱,试模
中文摘要……………………………………………………………………………
目录………………………………………………………………………………
引言………………………………………………………………………………
1.分析制品及材料工艺性………………………………………………………
1.1LDPE材料分析…………………………………………………………………
1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析…………………………………………
1.3塑件体积和重量的计算……………………………………………………………
2.初选注射机的型号和规格……………………………………………………………
3.塑件注射工艺参数的确定……………………………………………………………
4.注射模的结构设计……………………………………………………………………
4.1分型面确定…………………………………………………………………………
4.2确定浇注系统………………………………………………………………………
4.2.1主流道设计………………………………………………………………………
4.2.2点浇口设计料穴设计…………………………………………………………
4.3确定型腔、型芯的结构及固定方式………………………………………………
4.3.1型腔、型芯的结构设计…………………………………………………………
4.3.2固定方式………………………………………………………………………
4.4型腔和型芯的工作尺寸计算……………………………………………………
4.5型腔壁厚和底版厚度计算………………………………………………………
4.5.1型腔壁厚………………………………………………………………………
4.5.2型腔底版厚……………………………………………………………………
4.6螺纹脱出方式的设计………………………………………………………………
4.7确定模具的导向机构……………………………………………………………
5.模具装配和试模………………………………………………………….
6.校核计算……………………………………………………………………………
小结……………………………………………………………………………………
谢辞……………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………
1.分析制品及材料工艺性
1.1LDPE材料工艺分析
低密度聚乙烯(LDPE)是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。
LDPE是树脂中的聚乙烯家族中最老的成员,二十世纪四十年代早期就作为电线包皮第一次商业生产。
LDPE综合了一些良好的性能:
透明、化学惰性、密封能力好,易于成型加工。
这决定了LDPE是当今高分子工业中最广泛使用的材料之一。
化学和性能
乙烯是聚乙烯制品的基本结构单元。
它是从炼油厂气、液化的石油气或液态烃中获得的无色气体。
因为它是许多其它工业化学品和聚合物的成分,所以不断地存在乙烯供应的竞争。
这种获得乙烯的竞争具有戏剧性地影响着聚乙烯的价格和有效价值。
例如:
1990年,国内乙烯生产能力约为465亿磅,其中51%用于象聚乙烯这样的聚合物的生产。
常规的LDPE可用两种方法生产:
管式法或釜式法。
两种制法都是将高纯度乙烯通入高压(103到276MPa)高温(300到500F)含有引发剂的反应器中。
引发剂或是氧气或是一种有机过氧化物。
反应终止的实现是通过加入链终止剂或靠两个分子链的连结。
与其它聚乙烯(HDPE和LLDPE)制法获得的线性结构不同,通过高压手段制得的聚合物是分支结构。
这种分支结构赋与常规LDPE优异的透明性、曲挠性及易于挤出的性能。
为满足不同应用而特制的LDPE树脂是通过分子量、结晶度及分子量分布MWD的平衡与控制而得到的。
分子量是表示构成聚合物的所有分子链的平均长度。
为了方便,熔融指数(MI)被选作塑料工业分子量大小的量度。
熔融指数用克/10分钟给出,它与分子量的大小成反比。
对于LDPE,熔融指数反映了树脂的流动性能和涉及成品大形变的性质。
降低MI(增大分子量)在增加大部分强度性能的同时,降低了LDPE的流动性和制造过程中树脂流向薄壁的能力。
LDPE中的结晶度是树脂中存在的分支短链数量的函数。
对于LDPE,结晶度正常浮动X围为30—40%。
增加LDPE的结晶度将增大LLDPE的刚度、抗化学腐蚀性、透气性能、拉伸强度、耐热性;同时,降低了LDPE的冲击强度、撕裂强度和抗应力开裂性。
分子量分布(MWD)或聚合度分布性定义为重均分子量与数均分子量的比值。
塑料工业中,MWD值3—5的树脂被认为是具有窄的分子量分布,MWD值6—12为中等分子量分布,MWD值在13以上视为宽分子量分布。
MWD主要反映与流动相关的性能。
具有相等平均分于量的树脂,宽分子量分布的在加工过程显示了比窄分子量分布的树脂具有更好的流动性。
WD对最终使用性能有些影响。
但是,MWD的影响一般都被分子量的变化影响掩盖。
加工
LDPE级别可以满足大部分热塑性成型加工技术的要求。
包括:
薄膜吹制、薄膜铸制、挤压贴胶、电线电缆贴胶、注射成型、吹塑成型。
应用
LDPE可单独使用或与聚乙烯家族其它成员共混使用。
广泛应用于包装。
建筑、农业、工业和消费市场。
挤出薄膜。
LDPE最大的销路是制作薄膜(<12毫时)。
吹塑或铸压工艺生产出的单一和复合LDPE薄膜占LDPE国内消费总量的55%以上。
LLDPE制做的薄膜表现了良好的光学性能、强度、曲挠性、密封性以及缓慢的气味扩散性和化学稳定性。
LDPE用来包装面包、农产品、快餐食品、纺织品、经久性消费品及一些工业制品。
LDPE也可用作非包装薄膜,比如:
一次性尿布、农用薄膜和缩水膜。
挤压贴胶。
它是LDPE的另一个主要市场。
由于LDPE分子的结构特点,它是聚乙烯树脂家族中唯一能够满足挤压贴胶加工工艺要求的树脂。
贴胶提供了有助于成品包装密封的防护层,必不可少的优良的拉伸性能、持久的覆盖性和低的气味扩散性。
典型的熔融指数X围为3—15克/1O分钟。
LDPE贴胶可覆盖在很多基质上面,如:
纸、板,布料和其它高分子材料。
LDPE贴胶是保证基质热密封性和防湿性的一个经济而有效的手段。
使用LDPE贴胶的市场有盛牛奶的盒子,无菌防腐包装,食品包装。
胶带和纸制品。
LDPE复合挤压广泛作为高阻隔复合层压板的一种组分。
重要的要求就是防湿和密封。
满足不同的要求,树脂的性能随之不同。
它可用于无菌包装、药品与日用品的包装。
模塑。
在聚乙烯树脂家族的竞争中,吹塑成型与注射成型使用常规LDPE已经相对稳定。
LDPE树脂由于它的抗曲挠性和加工特性而被用于模塑成型。
树脂熔融指数X围为0.5—2.0克/10分钟,密度变化X围0.918—0.922克/立方厘米。
LDPE模塑应用于制做要求挤压性能的医用和日用消费瓶以及封密件。
电线与电缆。
LDPE最初是用作电线、电缆的包皮材料。
LDPE显示了优异的电性能和抗磨性能,这些性能是市场上严格要求的。
树脂熔融指数X围为0.25-2.0克/10分钟,密度为0.918一0.932克/立方厘米。
当今,LDPE树脂被用作电讯电缆的外皮。
商业用的PE-LD材料的密度为0.91~0.94g/cm3。
PE-LD对气体和水蒸汽具有渗透性。
PE-LD
的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。
如果PE-LD的密度在0.91~0.925g/cm3之间,那么其收缩率在2%~5%之间;如果密度在
0.926~0.94g/cm3之间,那么其收缩率在1.5%~4%之间。
当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺参数。
PE-LD在室温下可以抵抗多种溶剂,但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀。
同PE-HD类似,PE-LD容易发生环境应力开裂现象。
1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析产品如下图:
二维图
三维模型图
产品结构较为简单,主要结构特点表现为,外侧有12个防滑筋,内侧有内螺纹M50X3。
该零件尺寸均为一般重要性尺寸,这些尺寸精度为MT7级(GB/T1486—1993)便可,螺纹主,大径,小径要控制好,保证以后好装配。
产品外面要求较高,所以采用细水口进料,去浇口后,浇口痕很小
该零件不属于受力部件,无特殊受力要求。
1.3计算塑件的体积和重量:
查设计手册后得知LDPE的密度为0.91g/cm^3,
通过三维软查询本产品的质量特性得知产品体积V=23817.240850588mm^3=23.8cm3
,根据公式M=ρV=0.89x23.8=106.37.85=21.66(g)
3.塑件注射工艺参数的确定
注塑模工艺条件:
干燥:
一般不需要
熔化温度:
180~280C
模具温度:
20~40C
为了实现冷却均匀以及较为经济的去热,建议冷却腔道直径至少为8mm,并且从冷却腔道到
模具表面的距离不要超过冷却腔道直径的1.5倍。
注射压力:
最大可到1500bar。
保压压力:
最大可到750bar。
注射速度:
建议使用快速注射速度。
4.注射模的结构设计
4.1确定分型面
确定分面选择原则如下:
1.分型面的选择应便于脱模,此为必要条件。
2.分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求
3.有利于塑料充模成型,有利于排气。
4.分型面的选择应有利于侧向抽芯。
5.不影响制品外观,尤其對外观有明确要求的制品,更应该注意分型面。
6.分型面的选择应便于模具加工制造。
7.有利于保证开模后产品留在动模侧。
本模具的分型面为产品底面,如下图:
4.2确定浇注系统
4.2.1主流道设计
喷嘴前端孔径:
d2=Φ3。
6mm;
喷嘴前端球面半径:
SR1=16mm;
主流道锥度为2度,
为便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其斜度为2°~4°,取2°,,浇口套热处理要求淬火50-60HRC。
为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗,应尽量缩短主流道的长度,浇口套主要有如下三种样式,在模具设计中可根据实际须要选择
4.2.2点浇口设计料穴设计
点浇口优点:
开模时浇口自动拉断,浇口处的掺于应力小,可实现自动化生产,提高生产效率,便模具制造成本相对较高。
为了模具结构简单本点浇品拉断采用发下图方式,
如上图利用分流道未端斜度倒扣拉断点浇口
点浇口入胶处如下
如上图进胶处选用0。
6mm
5.3
4.3确定型腔、型芯的结构及固定方式
4.3.1型腔、型芯的结构设计
为了加长模个使用寿命,型腔采用P20镶块结构.。
4.3.2固定方式:
如下图型腔镶块用碰模好后用螺钉紧固在动模模板上。
型腔镶块的固定
4.4型腔和型芯的工作尺寸计算
成型零件工作尺寸计算公式如下
型腔径向尺寸计算公式为L
+δz=[(1+
)L
-χΔ]+δz
型腔深度尺寸计算公式为H
+δz=[(1+
)H
-χΔ]+δz
型芯径向尺寸计算公式为
=
型腔深度尺寸计算公式为
=
其中为L
+δz模具型腔的径向尺寸;H
+δz为模具型腔的深度尺寸;
为模具型芯的径向尺寸;
为模具型芯的高度尺寸;
本模个设计中,产品成形部分的工作尺寸按产品的收缩值计算,这种方法实用,且效率高
4.5型腔壁厚和底板厚度计算
4.5.1动模垫板厚度理论计算公式如下
h=K(FL/2B[δ弯])1/2
F=Ap
h——动模垫板厚(mm);
K——修正系数,取0.6~0.75;
F——动模垫板受的总压力(N);
L——支承块间距(mm);
B——动模垫板宽度(mm);
[δ弯]——弯曲许用应力(MPa);
A——塑件及浇注系统在分型面上的投影面积(mm2);
p——型腔压力,一般取25~45MPa。
在本模具设计中采用下面的经验数把确定
4.6螺纹强脱方设计
内螺纹采用推件板强脱方式,如下图
动定模分开后,由注塑机上的顶棍通过顶动推板,推板向上运动带动推件板上运
动,使产品脱离型芯。
4.7确定导向机构
导向机构主要就是导柱和导套配合,通常配合公差带取H7/h6,导套和模板配合公差带取为H7/n6。
另为了更好的证合模精度,模具还设计了辅助导向机构—矩形精定位组件,如下图:
导柱,导套零件图如下
导套
导柱外圆要求用磨削加工到尺寸,表面粗糙度在0.8以内。
直线度,圆度在0.01以内,与导大套配合处要求开设油槽。
导套内孔研磨到尺寸,粗糙度在0.6以内。
5模具装配和试模
模具装配是模具制造过程中的关键工序。
模具装配的质量将影响制件的质量及模具的使用、维修和模具的寿命,又将影响模具的制造周期和生产成本,是模具制造中的重要环节。
A,装配目的
模具装配是根据模具的结构特点、各零件间的相互关系和技术条件,以一定的装配顺序和方法,将符合图样技术要求的模具零件连接固定为组件、部件,直至装配成满足使用要求的模具。
模具装配可分为组件装配、部件装配和总装配等。
B,装配内容
选择装配基准,组件装配、调整,修配、研磨抛光、检验和试模等环节,通过装配达到模具各项精度指标和技术要求
2,试模产品质量分析
当注射成型得到了近乎完整的制件时,制件本身必然存在各种各样的缺陷,这种缺陷的形成原因是错综复杂的,一般很难一目了然,要综合分析,找出其主要原因来着手修正,逐个排出,逐步改进,方可得到理想的样件。
下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。
(1)注射填充不足
所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。
这种现象极为常见。
其主要原因有:
a.熔料流动阻力过大
这主要有下列原因:
主流道或分流道尺寸不合理。
流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。
尽量采用整圆形、梯形等相似的形状,避免采用半圆形、球缺形料道。
熔料前锋冷凝所致。
塑料流动性能不佳。
制品壁厚过薄。
b.型腔排气不良
这是极易被忽视的现象,但以是一个十分重要的问题。
模具加工精度超高,排气显得越为重要。
尤其在模腔的转角处、深凹处等,必须合理地安排顶杆、镶块,利用缝隙充分排气,否则不仅充模困难,而且易产生烧焦现象。
c.锁模力不足
因注射时动模稍后退,制品产生飞边,壁厚加大,使制件料量增加而引起的缺料。
应调大锁模力,保证正常制件料量。
(2)溢边(毛刺、飞边、批锋)
与第一项相反,物料不仅充满型腔,而且出现毛刺,尤其是在分型面处毛刺更大,甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在,其主要原因有:
a.注射过量
b.锁模力不足
c.流动性过好
d.模具局部配合不佳
e.模板翘曲变形
(3)制件尺寸不准确
初次试模时,经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。
这时不要轻易修改型腔,应行从注射工艺上找原因。
a.尺寸变大
注射压力过高,保压时间过长,此条件下产生了过量充模,收缩率趋向小值,使制件的实际尺寸偏大;模温较低,事实上使熔料在较低温度的情况下成型,收缩率趋于小值。
这时要继续注射,提高模具温度、降低注射压力,缩短保压时间,制件尺寸可得到改善。
b.尺寸变小
注射压力偏低、保压时间不足,制在冷却后收缩率偏大,使制件尺寸变小;模温过高,制件从模腔取出时,体积收缩量大,尺寸偏小。
此时调整工艺条件即可。
通过调整工艺条件,通常只能在极小X围内使尺寸京华,可以改变制件相互配合的松紧程度,但难以改变公称尺寸。
对以上出现的缺陷调试时,尽可能先采用改变成形工艺条件,后采用修正模具来消除成形缺陷。
以下的内容均从这两个方面来讨论。
热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如下。
1.缺料(注射量不足)
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;延长成形周期;延长保压时间;调整材料供给;提高熔料温度;提高模具温度;供给干燥过的熔料。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;减小浇口区面积;加大喷嘴;增加排气槽;改变浇口位置。
2.气孔
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;延长成形周期;调整材料供给;降低熔料温度;降低模具温度。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;改变冷却水道位置;改变浇口位置。
3.溢料飞边
消除措施如下:
工艺条件:
减小注射压力;缩短保压时间;降低熔料温度;增大合模压力。
模具条件:
矫正修理分型面。
4.着色不均匀
消除措施如下:
工艺条件:
缩短保压时间;降低熔料温度;提高模具温度;供给干燥过的物料;物料不得带有杂质、灰尘。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;减小浇口区面积。
5.翘曲变形
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;延长成形周期;延长保压时间;降低熔料温度;降低模具温度;使用矫正框架。
模具条件:
加大喷嘴;改变冷却水道位置。
6.波状痕迹
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;延长成形周期;延长保压时间;调整原料供给;降低熔料温度;降低模具温度。
模具条件:
加大喷嘴;改变冷却水道位置。
7.尺寸不稳定
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;延长成形周期;延长保压时间;降低熔料温度;降低模具温度。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;减小浇口区面积;加大喷嘴;改变冷却水道位置;改变浇口位置。
8.熔接痕强度低
消除措施如下:
工艺条件:
减小注射压力;延长保压时间;降低熔料温度;减慢注射速度。
模具条件:
增加排气槽;检查喷嘴加热部分。
9.表面质量差
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;缩短保压时间;增大合模压力;提高模具温度;降低模具温度;减慢注射速度;物料不得带有杂质、灰尘;使用矫正框架。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;改变冷却水道位置;增加排气槽;改变浇口位置;研磨模腔表面;增加冷料穴容量;研磨主流道、分流道和浇口。
10.塑件粘模
消除措施如下:
工艺条件:
减小注射压力;缩短保压时间;降低熔料温度;降低模具温度。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;减小浇口区面积;研磨模腔表面。
11.主流道凝料粘模
消除措施如下:
工艺条件:
缩短保压时间。
模具条件:
改变喷嘴位置;研磨主流道衬套;改变主流道拉料杆形式。
12.脆
消除措施如下:
工艺条件:
缩短保压时间;降低熔料温度;提高模具温度;供给干燥过的物料。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口。
13.表面硬度、强度不足
消除措施如下:
工艺条件:
增大注射压力;延长保压时间;缩短保压时间;降低熔料温度;提高模具温度;供给干燥过的物料;减慢注射速度;物料不得带有杂质、灰尘。
模具条件:
加大主流道、分流道和浇口;减小浇口区面积;改变冷却水道位置;增加排气槽;改变浇口位置;研磨模腔表面;增加冷料穴容量;研磨主流道、分流道和浇口。
3、注塑机操作过程注意事项
养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。
开机之前:
(1)检查电器控制箱内是否有水、油进入,若电器受潮,切勿开机。
应由维修人员将电器零件吹干后再开机。
(2)检查供电电压是否符合,一般不应超过±15%。
(3)检查急停开关,前后安全门开关是否正常。
验证电动机与油泵的转动方向是否一致。
(4)检查各冷却管道是否畅通,并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。
(5)检查各活动部位是否有润滑油(脂),并加足润滑油。
(6)打开电热,对机筒各段进行加温。
当各段温度达到要求时,再保温一段时间,以使机器温度趋于稳定。
保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。
(7)在料斗内加足足够的塑料。
根据注塑不同塑料的要求,有些原料最好先经过干燥。
(8)要盖好机筒上的隔热罩,这样可以节省电能,又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。
操作过程中:
(1)不要为贪图方便,随意取消安全门的作用。
(2)注意观察压力油的温度,油温不要超出规定的X围。
液压油的理想工作温度应保持在45~50℃之间,一般在35~60℃X围内比较合适。
(3)注意调整各行程限位开关,避免机器在动作时产生撞击。
工作结束时:
(1)停机前,应将机筒内的塑料清理干净,预防剩料氧化或长期受热分解。
(2)应将模具打开,使肘杆机构长时间处于闭锁状态。
(3)车间必须备有起吊设备。
装拆模具等笨重部件时应十分小心,以确保生产安全。
6.注射机校核
本次模具设计中初选注塑机型号为HTF58X1/G,它的技术参数如下
6.1注射压力的校核
注射机的额定压力Pe=184MPa,塑料成型时所需的压力Po=127MPa,Pe≥Po,
所以满足要求。
6.2模具厚度H与注射机闭合高度的校核
Hmin<H<Hmax
Hmin—注射机允许最小模厚(310mm)
Hmax—注射机允许最大模厚(110mm)
而模具闭合的高度H为276mm.因为110<276<310所以满足要求
模具总高度如下图
6.3顶出行程的校核
注射机最大顶出距离为70mm,产品的高度为30mm,所以顶出行程40到45。
因此满足要求。
结论:
根据校核注射机,完全能够满足该模具的使用要求。
小结
1.本模具内螺纹采用了强脱方式脱模,螺纹脱模方很还有用齿轮旋转脱模,用嵌件方式手动脱模。
2.为了加长模个使用寿命,型腔采用P20镶块结构.
通过对本模具的总体结构的精心设计,加深了对模具各部件及模具生产中的条个环节的了解,加强了专业知识的实际运用能力,综合上述,本次设计较为成功
参考文献
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