塑料膜设计说明书.docx
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塑料膜设计说明书
塑料膜具课业设计说明书
班级:
09模具
姓名;aa
学号:
1127
导师:
hh
课业设计任务
塑件图
技术要求
1.材料:
PA66,白色
2.年产量:
20万件
3.未注公差:
按MT5计算,并且尺寸按入体原则标注
4.其他技术要求:
未注圆角R0.1,外观便面粗糙度 一塑件成型工艺分析 1.塑件的工艺分析 2.材料分析 二拟定模具的结构形式 1.模腔数目的确定 2.分型面的选择 三注射机型号的确定 1.注射机容量的计算 2.锁模力的计算 四浇注系统设计 1.主流道设计 2.冷料穴的设计 3.浇口的设计 五成型零件的设计 1.型腔的机构设计 2.成型零件的钢材选用 3.成型零件工作尺寸的计算 六模架的确定 七导向机构的设计 八脱模机构的设计 九冷却系统的设计 一塑件成型工艺的分析 1.塑件的工艺分析 产品名: 整流罩 产品数量: 年20万件 产品特点: 用途广泛,零件简单,产量不大。 塑件应有较好的耐磨性。 2塑件材料的性能分析 PA66(聚酰胺66或尼龙66), PA66又称尼龙66; 化学式: [-NH(CH2)6-NHCO(CH2)4CO]n- 外观白包或带黄色颗粒状 PA66密度(g/cm3)1.10-1.14 拉伸强度(Mpa)60.0-80.0 洛氏硬度118 冲击强度(kJ/m2)60-100 静弯曲强度(MPa)100-120 马丁耐热(℃)50-60 弯曲弹性模量(MPa)2000~3000 体积电阻率(Ωcm)1.83×1015 介电常数1.63PA66塑料性能 半透明或不透明乳白色结晶形聚合物,具有可塑性。 密度1.15g/cm3。 PA66注塑模工艺条件 干燥处理: 假如加工前材料是密封的,那么就没有必要干燥。 然而,假如储存容器被打开,那么建议在85℃的热空气中干燥处理。 假如湿度大于0.2%,还需要进行105℃,12小时的真空干燥。 熔化温度: 260~290℃。 对玻璃添加剂的产品为275~280℃。 熔化温度应避免高于300℃。 模具温度: 建议80℃。 模具温度将影响结晶度,而结晶度将影响产品的物理特性。 对于薄壁塑件,如果使用低于40℃的模具温度,则塑件的结晶度将随着时间而变化,为了保持塑件的几何稳定性,需要进行退火处理。 注射压力: 通常在750~1250bar,取决于材料和产品设计。 注射速度: 高速(对于增强型材料应稍低一些)。 流道和浇口: 由于PA66的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。 浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。 如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。 如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。 PA66塑料的化学和物理特性 PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。 它是一种半晶体-晶体材料。 。 PA66的收缩率在1%~2%之间,加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%~1%。 收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。 二拟定模具的结构形式 1.模腔数目的确定 该零件精度要求高,批量不大,且零件有点复杂宜采用单型腔模具。 2.分型面的选择 由于本塑件的结构较简单,只应在塑件最大轮廓处。 如图: 三注射机型号的确定 1.注射机的容量计算 注射模一次成型的塑料重量应在注塑机理论注射量的10%-80%之间,既能保证制品的质量,又可充分发挥设备的能力,则选在50%-80%之间为好。 通过割补法计算出塑件的体积V=16.9cm3,塑件的质量mg=16.9*1.15=19.4g 流道的质量是个未知数,可按塑件质量的0.6倍来算。 此设计是一模一腔,所以注射量为mg=(1+0.6)*1*19.4=31g注射容量为V=(1+0.6)*16.9=27cm2 2.锁模力的计算 锁模力应该大于塑料熔体的胀型力。 即: F锁>F胀=A分·P型 P型就是模具型腔内塑料熔体的平均压力,PA66的注射压力可选在75-125MPa之间,根据产品的设计取P=100MPa A分就是塑件和浇注系统在分型面的投影面积之和 凝料口的面积按塑件面积的0.2来算 A=(1+0.2)*3.14*30.5*30.5=3505.3mm2 故胀型力F=A*P=3505.3*100=350.53KN 根据每一个生产周期的注射量和锁模力的计算值,查阅参考书,选用XS-ZY-125卧式注射机其主要技术参数如下: 注射容量 (cm3) 注射压力 (MPa) 锁模力 (KN) 模具最大厚度(mm) 模具最小厚度(mm) 125 120 900 300 200 模板行程 (mm) 喷嘴球半径 (mm) 喷嘴孔直径 (mm) 螺杆直径 (mm) 300 12 4 45 四浇注系统设计 1.主流道设计 (1)主浇道浇口尺寸 由上可知塑料机喷嘴孔径d=4mm,喷嘴球半径R=12mm,则主流道小端尺寸为: 5mm.主流道设计成圆锥形,其锥角6°.由于小端前面是球面其深度为3~5mm。 主流道球面半径比喷嘴球面半径大1~2mm。 流道的表面粗糙度值Ra为0.008um (2)主浇道浇口套 主浇道浇口套一般采用碳素钢T8,T10等材料制造,热处理淬火硬度53-57HRC。 主流道浇口套及固定形式如下图: 2.浇口设计 浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。 由于该模具是一模一腔,且制品底部不影响外观和使用情况,为使模具尽可能的简单固采用直接浇口。 确定浇口位置通常要考虑以下几项原则: 1.尽量缩短流动距离; 2.避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷; 3.浇口应开在塑件壁厚处; 4.考虑分子定向的影响; 5.减少熔接痕提高熔接强度; 所以浇口的形式如下图: 3.排气系统的设计 在注射成型的过程中,模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外,还有塑料受热或凝固产生的低挥发气体,这些气体应利用推杆和分型面的配合间隙排除,间隙值为0.03-0.05mm。 五成型零件的设计 1.成型零件的机构设计 (1)凹模是成型塑件外表面的部件,按其机构可分为整体式和组合式。 整体式凹模是由一整块金属材料直接加工而成。 本塑件结构简单,分型面设在衬套的底部,凹模设计成通孔,且深度比较浅,易加工,故可采用整体凹模结构。 (2)型芯的结构设计 整体嵌入式型芯,适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。 最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式,其他装配方法还有通孔螺钉联接式,沉孔螺钉联接式。 模具型芯如图: 2.成型零件钢材选用 塑料模钢材的性能要求 (1)机械加工性能良好 (2)抛光性能优良 (3)耐磨性和抗疲劳性能好 (4)芯部强度高 (5)就有耐腐性能 (6)有一定的热硬性 凹模的技术要求: 1)材料: 3Cr2Mo 2)热处理: HRC40-50 3)表面粗糙度: 型腔表面Ra0.2~Ra0.1,配合面Ra0.8 4)表面处理: 表面镀鉻。 抛光 5)凹模加工: 模套与模块锥面配合严密处配制加工 型芯的技术要求: 1)材料: T8 2)热处理: HRC45-50 3)表面粗糙度: 型芯便面Ra0.1-Ra0.025。 配合面Ra0.8 4)型芯加工: 同轴度高处配制加工 3.成型零件工作尺寸的计算 工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸,成型零件的加工精度和质量决定了塑件的精度和质量,工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约。 取PA66的平均收缩率%1.5.塑件未注公差可查表得知。 塑件的尺寸如图所示 (1)型腔的尺寸 模具最大磨损量取塑件的1/6;模具的制造公差ξz=△/3;取x=0.75.型腔最大面积处: LM= mm 其中: D1=6,S=1.5%.x=0.75 代入数据得: Lm=61.63+00.37 查书本可得型芯径向尺寸公式为(最小面积处): lm= 根据公式可得型芯径向尺寸lm: lm= 其中: d=10、S=1.5%、Δ=0.32、δ=0.11; 代入数据得: d1= mm 根据公式可得型芯的径向尺寸d3为: 3= 其中: =16、S=1.5%、Δ=0.38、δ=0.13; 代入数据得: d3= mm 查书本可得型腔深度尺寸公式: HM= mm 根据公式可得型腔深度尺寸H2为: H2= 其中: =40、S=1.5%、Δ=0.74、δ=0.25; 代入数据得: H2=40.62 查书本可得型芯高度公式为: hm= 根据公式可得型芯的高度h2为: h2= 其中: =20、S=1.5%、Δ=0.44、δ=0.15 代入数据可得: h2= mm 查书可得中心距的尺寸公式为: C2=[C1+C1×S]±δz/2 其中S=1.5%.δ=0.07 由于该塑件凹槽不规则,C取近似值20 代入数据可得: C2=20.29±0.07mm; 型腔侧壁壁厚公式: mm 式中r—型腔内壁半径(mm); σ—为型腔材料的许用应力(MPa); PM—为型腔内塑料熔体压力(MPa); 其中: r=30.5mmPM=100Pa 查《简明塑料模具实用手册》得: 3Cr2Mo的许用应力σ=350MPa; 代入公式得s=15.8mm 考虑到加工和其它零件的放置,固取凹模镶块的外形尺寸为140mm×140mm。 型腔底板厚度的计算 由于型腔的主要问题是变形,固采用刚度条件计算,查《简明塑料模具实用手册》可得: 型腔底板厚度公式 mm 式中E—为型腔材料的弹性模量(MPa); δ—为允许的型腔弹性变形值; 其中: r=40.5mm、PM=45MPa 查《简明塑料模具实用手册》得: 钢的弹性模量为E=210×103MPa; 型腔允许弹性变形值δ=0.03mm; 代入公式(5-20)得: h=24.2mm 考虑到模具的整体结构协调,取th=28mm 六模架的确定 选用模架尺寸为346mmx250mmx393其中: 定模座板H1=46mm;定模固定板H2=80mm;推件板H3=20mm;; 动模板H5=40mm;动模座板H7=35mm。 根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块H6=70mm。 七导向机构的设计 设计导柱和导套时应该注意以下几点: 1.导柱应合理地分布在模具的四周,导柱中心至模具外缘应有足够的距离,以保证模具的强度。 2.导柱的长度应比型芯端面的高度高出6~8mm,以免进入凹模是与凹模相碰而损坏。 3.导柱和导套应有足够的耐磨度和强度,常采用20低碳钢经渗碳0.5~0.8mm,淬火50~55HRC,也可采用T8A碳素工具钢,经淬火处理。 4.为使导柱能顺利的进入导套,导柱端部应做成最小或半球形,导套的前端应倒角。 5.导柱对称分布 导套的结构见图纸 八脱模机构设计 推出机构的设计原则: 1)尽量使塑件留在动模上 2)使制品在推出的过程中不变形不损坏 3)推出动作可靠,更换推出零件容易。 4)使脱模后的制品有良好的外观 1.脱模力的计算 由于推出力F的作用,使塑件对型芯的总压力降低了Ftsina,因此,推出时的摩擦力Fm为 Fm=(Fb-Ftsina)u 式中Fm是脱模时型芯受到的摩擦阻力。 Fb是塑件对型芯的包紧力 Ft是脱模力 a脱模斜度 u是塑件对钢的摩擦系数,约为0.1~0.3 所以Ft=Fb(acos-sina)=AP(ucosa-sina) 式中A是塑件包紧型芯的面积 P是塑件对型芯单位面积的包紧力。 一般情况下,模内冷却的的塑件P取0.8*107~1.2*107 Ft=AP(ucosa-sina)=6.25*104N 本塑件形状为圆筒行,采用推板推出机构。 推板与推件板之间用固定式连接的形式,即在推杆头部设计成螺纹与推件板连接,以防止推件板在推出过程中脱落。 九冷却系统的设计 查表可知PA66的模具温度在40和100间.设定模具平均工作温度为80用常温 的水作为模具冷却介质,其出口温度为 。 产量为(初算没2min1套)1kg/h。 1求塑件在硬化时每小时释放的热量 查课本P250可知PA66的单位流量为6.5~7.5x105j/kg 取PA66的单位流量为7x105j/kg得 =7x105j/kg 2求冷却水的体积流量 冷却水的体积流量公式为V=Q1/60cp(t1-t2)m3/min 其中: Q1=7x105j/kg.cp= 代入公式得v=1.28x10-3m3/min 查《简明塑料模具实用手册》可知所需的冷却水管直径较小。 由上述可知,设计冷却水直径为10nm符合要求。 小结 两个星期的课程设计就要结束了,受益匪浅。 开始的时候确实是不知道从何下手,查了不少资料,问了不少同学,再经老师的指导才算理解了这个零件。 设计的时候更是错误频出,画图也出现了很多理论和技术上的错误。 一次次的修改,通过查阅网上的资料才逐渐找到了感觉。 仅仅是设计个模具的雏型,就做得这般吃力,这让我知道我到的东西是多么的少。 也深刻的体会的到了模具设计的精细与一丝不苟。 同时在设计的过程中我也学到了许多之前没有掌握的知识,CAD的运用也更为熟练了,受打击的同时也算是有了不小的收获。 这次的设计虽然有很多不足之处,但我依然很开心,原来学模具再设计的过程才是最充实的。
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- 塑料膜 设计 说明书