模具毕业设计61横排地漏封水筒注塑模设计 3.docx
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模具毕业设计61横排地漏封水筒注塑模设计 3.docx
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模具毕业设计61横排地漏封水筒注塑模设计3
计算内容
说明
湖南工学院南校区毕业设计
计算内容
说明
第一部分材料分析
ABS中文名:
丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的三元共聚物
英文名:
Acrylonitrile—Butadiene—Styrene
基本特性:
ABS是无定形高分子材料,外观呈浅象牙色,不透明,无毒无味,相对密度为1.05左右。
其突出的力学性能是冲击强度高,较高的冲击强度来源于ABS中橡胶组分对外界冲击能的吸收和对银纹发展的抑制。
而且ABS的冲击强度随温度降低得很慢,在-40°C时仍有一定的冲击强度,因而制品可长期在-40°C——100°C的温度范围内使用。
冲击强度的增加会使ABS的硬度和拉伸强度等下降,但ABS树脂总的特性是具有坚韧,质硬,刚性等优异的力学性能,并且良好的电绝缘性。
温度,湿度,和频率变化对ABS电性能的影响不显著。
由于结构中存在双键,ABS树脂的耐候性较差,在紫外线和热,氧作用下易发生氧化降解,使制品变脆。
成型特性:
ABS粒料表面极易吸湿,使成型塑件表面出现斑痕,云纹等缺陷。
因此,成型前必须进行干燥处理,比热比聚烯烃低,在注射机料筒中能很快加热,因而塑化效率高,在模具中凝固也比聚烯烃快,故模塑周期短。
表面粘度强烈地依赖于剪切速率,因此模具设计中大都采用点浇口形式。
ABS树脂为非结晶形高聚物,所以成型收缩率小。
其熔融温度低,熔融温度范围宽,流动性较好,有利于成型。
综合性能:
收缩率:
0.3~0.8%
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计算内容
说明
压缩比:
1.8~2.0
热变形温度:
0.46Mpa—90~180°C
0.185Mpa—83~103°C
拉伸屈服强度:
50Mpa
拉伸弹性模量;1.8x10Mpa
弯曲强度:
60~80MPa
弯曲弹性模量:
1.4Gpa
压缩强度:
疲劳强度:
脆化温度:
ABS的注射工艺参数:
注射机类型:
螺杆式
喷嘴形式:
直通式
喷嘴温度:
180~190°C
料筒温度:
前段200~210°C后段180~200°C
模温;50~70°C
注射压力:
70~90MPa
保压力:
50~70MPa
注射时间:
3~5s
保压时间:
15~30s
冷却时间:
15~30s
成型周期:
40~70s
第二部分分型面的选择
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。
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计算内容
说明
分型面的选择原则:
(1)便于塑件脱模
①开模时应尽量使塑件留在动模内
②应有利于侧面分型和抽芯
③应合理安排塑件在型腔中的位置
(2)考虑和保证塑件的外观不遭损坏
(3)尽力保证塑件尺寸的精度要求
(4)有利于排气
(5)尽量使模具加工方便
塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上,故从塑件脱模件精度要求角度考虑,应有利于塑件滞留在动模一侧,以便于脱模,而且不影响塑件的质量和外观形状,以及尺寸精度.所以分型面选择如下图:
第三部分型腔数目的确定及排列形式
常用的方法有四种:
1)、根据经济性确定型腔数目。
根据总成型加工费用最小的原则,并忽略准备时间和试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。
设型腔数目为n,制品总件数为N,每个型腔所需的模具费用为C1,与型腔无关的模具费用为C0,每小时注射成型的加工
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计算内容
说明
费用为y(元/h),成型周期为t(min),则:
模具费用为Xm=nC1+C0(元)
注塑成型费用为Xs=N(yt/60n)(元)
总的成型加工费用为X=Xm+Xs,即:
X=N(yt/60n)+nC1+C0
为使总的成型加工费用最小,即令dx/dn=0,则有N(yt/60n)(-1/n²)+C1=0,
所以n=
2).根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。
当成型大型平板制件时,常用这种方法。
设注射机的额定锁模力为F(N),型腔内塑料熔体的平均压力为Pm(MPa),单个制品在分型面上的投影面积为A1(mm²),浇注系统在分型面上的投影面积A2(mm²),则:
(nA1+A2)Pm≤F
n≤F-Pm•A2/Pm•A1
3).根据注射机的最大注射量确定型腔数目。
设注射机的最大注射量为G(g),单个制品的质量为W1(g),浇注系统的质量为W2(g),则型腔数目n为:
n≤(0.8G-W2)/W1
4).根据制品精度确定型腔数目。
根据经验,在模具中每增加一个型腔,制品尺寸精度要降低4%。
设模具中的型腔数目为n,制品的基本尺寸为L(mm),塑件的尺寸公差为±σ,单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为±Δ%,则有塑件尺寸精度的表达式为:
L•Δ+(N-1)L•Δ•4%≤σ
简化后可得型腔数目为:
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计算内容
说明
n≤2500σ/Δ•L-24
对于高精度制件,由于多型腔难以使各型腔的成型条件均匀一致,一般型腔数不超过4个。
塑件的形状及尺寸如下图所示:
塑件的工作条件对精度要求一般,根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级为4级精度。
(查阅《塑料模具设计与制造教程》P55表1—3—6)
根据图中各尺寸可得:
塑件的体积为:
V塑=0.3cm3
塑件的质量为:
M塑=V塑x塑((查得ABS的注射级密度为1.05g/cm3)
则塑件质量为M塑=0.32g
根据塑件的生产批量及尺寸精度和用途要求,及设计原则采用一模8腔。
其排布形式如下图
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计算内容
说明
第四部分浇注系统的初步确定
在设计浇注系统时应考虑下列因素:
1)塑件成型特性,设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性要求,以保证塑件质量。
2)根据塑件大小,形状壁后厚、技术要求等因素,结合选择分型面同时考虑,设置浇注系统的形式,进料口数量及位置。
3)设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或是一模多腔,浇注系统需按型腔布局设计。
主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道,通常和注射机喷嘴在同一轴线上,断面为圆形并带有一定的锥度。
1主流道圆锥角α=2~6°,内壁粗糙度Ra=0.63um。
2主流道大端呈圆角,半径r=1~3mm,以减小料流转向过渡时的阻力。
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计算内容
说明
3在模具结构允许的情况下,主流道应尽可能短,一般小于60mm
。
主流道主要尺寸图
d=喷嘴直径+1R=喷嘴球面半径+2~3mm
α=2~6°r=1~3mmH=(1/3~2/5)R
根据《塑料模设计》P447中表7-28得4.8≤D≤9.5取D=7mm
L=60mm则计算得d=4mm。
则喷嘴孔径=d-1=3mmR=12+(2~3)取R=15mm
α=3°r=2mmH=6mm
本设计中采用一模八腔。
分流道成对称性分布。
分流道截面设计成圆型截面,加工较容易,且热量损失和压力损失均不大,为常用形式。
圆型截面分流道的直径可根据塑料的流动性等因素确定,该塑料件采用ABS塑料,流动性为中等,所以选用圆型截面。
由资料查得分流道直径d可取5~6mm。
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计算内容
说明
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道(除直接浇口外),它是浇注系统的关键部分。
浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。
浇口的主要作用是:
型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流;易于切除浇口凝料;对于多型腔模具,用一平衡进料,多浇口单型腔模具,用以控制熔接缝的位置。
浇口截面形状有矩形和圆形两种。
浇口约为0.5~2mm左右。
表面粗糙度Ra不低于0.4um。
1)浇口的位置
浇口的开设的维护子对塑件的质量影响很大,在决定浇口的位置时,应遵循以下原则:
①浇口应设置在能使型腔的各个角落同时充满的位置。
②浇口应设置在塑件较厚的部位,使熔体的厚断面流入薄断面,以利于补料。
③浇口应设置在有利于排除型腔中的气体的部位。
④浇口应设置在能避免塑件表面产生熔合纹的部位。
⑤对于带有细长型芯的模具,浇口位置的设置应使进料沿型芯轴向均匀进行,以免型心被熔体冲击而变形。
⑥浇口的设置应避免引起熔体的断裂。
⑦浇口的设置应不影响塑件的外观。
⑧浇口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。
2)浇口的形式
根据浇口的特征,浇口可以分为两大类:
非限制性浇口和限制性浇口。
限制性浇口形式常有以下10种:
点浇口、潜伏浇口、侧浇口、重叠浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、
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计算内容
说明
轮辐式浇口和爪形浇口、护耳浇口等。
根据经验及上述浇口形式,此设计中选用侧浇口形式进行浇注。
侧浇口的一些特点:
侧浇口又称边缘浇口,一般开设在分型面上,从型腔外侧面进料,侧浇口是典型的矩形截面浇口,能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间,因而称之为标准浇口。
侧浇口的特点是浇口截面形状简单,加工方便;能对浇口尺寸进行精密加工;浇口位置选择比较灵活,以便于改善充模状况;不必从注射机上卸模就能进行修正;去除浇口方便,痕迹小。
综上所述及经验,浇注系统采用平衡式浇注系统。
平衡式浇注系统的优点:
分流道与浇口的长度、形状、断面尺寸都对应相等,可以保证在相同的温度和压力下,使所有的型腔在同一时刻被同时充满。
第五部分注射机的选用及其规格
根据计算出的塑件质量和浇注系统的尺寸数值分析计算初步选
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计算内容
说明
定注射机型号为XS-Z-60并由资料查得注射机的规格参数如下:
型号XS-Z-60
额定注射量(cm3)60
螺杆直径(mm)38
注射压力(Mpa)122
注射行程(mm)170
注射方式柱塞式
合模力(kn)50x104
最大注射面积(cm2)130
最大开(合)模行程(mm)180
模具最大厚度(mm)200
模具最小厚度(mm)70
动、定固定板尺寸(mm)300x400
拉杆空间(mm)190x300
合模方式液压——机械
推出方式中心推出
定位圈尺寸Ø55
机器外型尺寸(m)3.61x0.8x1.46
选标准模架:
根据分析初步选用模架的结构和规格。
查得选用:
A1—160160—27—Z2GB/T12556.1—1990
定模板厚度:
A=32mm
动模厚度:
B=25mm
垫块厚度:
C=50mm
模具厚度:
Hm=40+A+B+C=(40+32+25+50)=147mm
模具外形尺寸:
200mmX200mmX147mm
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计算内容
说明
第六部分成型零部件的工作尺寸计算
成型零件系指构成模具型腔的零件,通常有凹模\型芯\各种成型杆和成型环.
成型零件应具备的性能,由于成行零件直接与高温高压的塑料熔体接触,它必须具有如下一些性能:
1.具有足够的强度、刚度,以承受塑料熔体的高压.
2.具有足够的硬度和耐磨性,一承受料流的摩擦和磨损.通常进行热处理,使
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