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畢業(yè)設(shè)計
題 目:
水杯蓋注塑工藝分析與模具設(shè)計
副 標 題:
II
摘要
摘 要
本文是關(guān)于注塑模設(shè)計,設(shè)計的制品是水杯蓋。首先對制品進行尺寸的選擇和性能形狀的分析,然后根據(jù)分析選擇注塑材料和注射機。進行模具設(shè)計,也就是對模具型腔、型芯和澆注系統(tǒng)進行設(shè)計,再利用AutoCAD畫出整個模具的裝配圖。
關(guān)鍵詞:注塑機 ,型腔, 型芯, 澆注系統(tǒng)
I
水杯蓋注塑工藝分析與模具設(shè)計
引 言
(1)模具制造中數(shù)控技術(shù)的重要性
數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成機電一體化產(chǎn)品,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)模具制造技術(shù); (2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3) 伺服驅(qū)動技術(shù);(4) 自動控制技術(shù);(5) 軟件技術(shù);(6) 傳感器技術(shù)軟件技術(shù)等。
(2) 塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
這幾年來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下,模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為12%,1998年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2005年我國模具總產(chǎn)值約為360億元,其中塑料模約30%。在未來的模具市場中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
(3)在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD技術(shù)
CAD技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)。塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用;開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具;以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
(4) 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平
由于塑料模成型制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求,以及高生產(chǎn)率要求,必須提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計和制造水平。
5
目錄
目 錄
摘 要 I
引 言 II
1、零件材料選擇及性能 2
1.1、零件結(jié)構(gòu)分析 2
1.1.1 2
1.1.2 2
1.2、塑料性能 2
1.2.1 2
1.2.2 2
2.2. 2
2、注射機的選擇 3
2.1.制品的幾何屬性 3
2.2.注射機的選用 3
2.2.1 注射量的計算 3
2.2.5 注射壓力 4
2.3. 模具閉合厚度的較核 4
3、成型零件設(shè)計 5
3.1. 動模結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
3.1.1 5
3.2. 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
3.3. 型腔分型面設(shè)計 6
3.4. 成型零件工作尺寸計算 7
3.4.1型腔內(nèi)徑尺寸的計算 7
3.4.2 型芯徑向尺寸的計算 7
3.4.3 型腔深度尺寸的計算 7
3.4.4 型芯高度尺寸的計算 8
3.5. 型腔壁厚與底板厚度的計算 8
4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 8
4.1.主流道設(shè)計 8
4.1.1主流道尺寸 8
4.1.2主流道襯套的形式 8
4.1.3主流道襯套的固定 8
4.2. 分流道設(shè)計 9
4.2.1 9
4.2.2 9
4.3.冷料井設(shè)計 9
4.4.澆口的設(shè)計 9
4.4.1 9
4.5.排氣孔道的設(shè)計 10
5、頂出機構(gòu)設(shè)計 10
5.1.頂出機構(gòu) 11
5.1.1 11
5.1.2 11
5.1.3 11
5.1.4 11
5.1.5 11
5.2復(fù)位機構(gòu) 13
5.3.導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 13
6、塑料模溫控系統(tǒng) 14
6.1.型腔上的冷卻 14
7、模具的試模與修模 16
7.1. 粘著模腔 16
7.2. 粘著模芯 16
7.3. 粘著主流道 16
7.4. 成型缺陷 17
致 謝 19
參考文獻 20
水杯蓋注塑工藝分析模具設(shè)計
1、零件材料選擇及性能
1.1、零件結(jié)構(gòu)分析
圖—1制品零件圖
1.1.1 技術(shù)參數(shù):無塌陷,劃痕,變形。表面光滑。
1.1.2 注塑制品大口杯蓋其特點如下:
(1) 要求材料強度不大,剛度一般。
(2)如圖(1)分析得,該制品精度不高,表面粗糙度要求一般。
在注塑制品中,杯蓋采用聚丙烯注塑而成。
1.2、塑料性能
查《中國模具設(shè)計大典》表8.3-7得材料PP特如下:
1.2.1、 使用性能:乳白色、無臭、無味、無毒熱塑性塑料。密度為0.91g/cm3,熔點165C,燃點5900C,彈性模量3500Mpa,不吸水,導(dǎo)熱性低,耐酸堿鹽腐蝕,有良好的絕緣性能,化學穩(wěn)定性和良好的物理機械性能及加工性能.
1.2.2加工性能:
1 磨擦系數(shù)低。
2 耐強酸或氧化性酸。
3 流動性好。
4 結(jié)晶度高。
5不吸水。一般可不用干燥處理。
6 模具澆注系統(tǒng)以料流阻力小,進料口小。
7 宜用螺桿式注塑機成型。
1.2.3物理熱性能如下表-3:
表3物理熱性能表
參數(shù)
密度(g/cm3)
熔點()
收縮率
數(shù)值
0.91
165
0.6%-2%
表-3
2、注射機的選擇
2.1.制品的幾何屬性
利用AutoCAD按圖紙的尺寸要求畫出零件實體圖形,接著利用軟件“分析----模具分析——模型質(zhì)量屬性”可以查到該制品的幾何屬性為:
體積 = 3.6110586e+04 毫米^3
曲面面積 = 1.6286860e+04 毫米^2
密度 = 9.1000000e-10 公噸 毫米^3
質(zhì)量 = 3.2860634e-05 公噸
2.2.注射機的選用
2.2.1 注射量的計算
G≤ nG1+G2
n為型腔中的型腔數(shù),這里n=1。
G1每個制品的體積量?!?
G2澆注系統(tǒng)的體積量,初步設(shè)澆注系統(tǒng)的體積量為30 cm3
Gmax為注塑機的最大澆注體積量
=(3.6110586+30)/0.8
= 42.01382325 cm3
2.2.2 由PP加工性能得,注塑機選螺桿式。
2.2.3 由PP加工性能,查《模具設(shè)計與制造》表8-2得,其成型壓力為Pc=25MPa
2.2.4 鎖模力確定,
模具的額定鎖模力為: F≥ K*Pc*A
A為塑料制品和澆注系統(tǒng)在分型面上總投影面積。(mm2)
利用AutoCAD,“分析---測量----面積”可以查到該制品的投影面積是:
制品投影面積=2304.91 mm2
澆注系統(tǒng)=300 mm2
塑料在分型面投影面積
A=2304.91+300
=2604.91
Pc是熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力,查《模具設(shè)計與制造》表8-2得
Pc=25MPa
K為安全系數(shù),常取K=1.1—1.2,這里取1.1
F=1.1*25*2604.91
=71.64(KN)
2.2.5 注射壓力
注射壓力是成型柱塞或螺桿施于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力。常取70~150 MPa。由塑料加工性能得注塑壓力為80—130 MPa.注射機的最大注射壓力要大于成型制品所需的注射壓力。
根據(jù)以上的數(shù)據(jù),查《模具設(shè)計與制造》表8-3,選用SX-ZY-125注塑機,參數(shù)如表-5
表-5 注塑機參數(shù)表為
螺桿直徑
mm
42
理論注射容積
cm3
125
注射壓力
MPa
119
鎖模力
KN
900
模板最大行程
mm
300
模具最大厚度
mm
300
模具最小厚度
mm
200
拉桿內(nèi)間距(寬*高)
mm
538×520
噴嘴球頭半徑
mm
SR18
頂出形式
mm
中心距230
模具定位孔直徑
mm
?100
表-5
2.3. 模具閉合厚度的較核
模具閉合時厚度在注射機動、定模板的最大閉合高度與最小閉合高度之間,其關(guān)系按下式較核:
Hmin ≤ Hm ≤ Hmax
式中 Hmin—注射機允許的最小模具厚度(mm)
Hm—模具閉合厚度(mm)
Hmax—注射機允許最大模具厚度(mm)
Hmax=最大模具厚度+模板最大行程其中
=600mm
Hmin=200mm, Hmax =550mm, Hm=235mm .
故滿足要求。
3、成型零件設(shè)計
3.1. 動模結(jié)構(gòu)設(shè)計
動??梢灾苯油瞥雒撃?。
3.1.1模具做成鑲件形式,因為頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好,因此用頂桿脫模機構(gòu)。結(jié)構(gòu)圖-2
圖 2 動模裝配結(jié)構(gòu)圖
3.2. 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計
定模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。如圖3
圖-3定模的裝配結(jié)構(gòu)
3.3. 型腔分型面設(shè)計
如何確定分型面,需要考慮的條件比較多。由于分型面受到塑件在模具中成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀和推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素影響,因此在選擇分型面時綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較為合理方案。選擇分型面時應(yīng)遵循以下幾項原則:
1 分型面應(yīng)該選塑件外形最大輪廓處。
2 便于塑件順利脫模,盡量使塑件開模時留在動模一側(cè)。
3 保證塑件精度要求。
4 滿足塑件外觀質(zhì)量要求。
5 便于模具加工制造。
6 對成型面積影響。
7 對排氣效果的影響。
8 對側(cè)向抽芯的影響。
根據(jù)第1、2、5、6選擇以下的分型面,如圖-4
圖-4 分型面示意圖
圖-4
3.4. 成型零件工作尺寸計算
根據(jù)制品尺寸及其公差,查SJ1372標準(《中國模具設(shè)計大典》),得制品的精度為5級。
由于模具制造允差和制品尺寸公差間存在對應(yīng)的關(guān)系。查《中國模具設(shè)計大典》表8.5-64,得模具的制造精度為IT9。
3.4.1型腔內(nèi)徑尺寸的計算
模具型腔內(nèi)徑計算公式:
Dm=(D+DQ-3/4△)
式中 : Dm --型腔的內(nèi)徑尺寸(mm),
z--模具制造公差,取z=(1/6~1/3)△,
塑件精度等級為5級,型腔尺寸精度為IT6,取1/3△
D-- 制品最大尺寸(mm);
Q-- 塑料平均收縮率1.3%,按經(jīng)驗取1.2%;
△--制品公差;
3/4--系數(shù),可隨制品精度變化,一般取0.5~0.8之間,若制品偏差小則取大值,若制品偏差大則取小值。
D頂=(D+DQ-3/4△) = (91+91*0.015-3/4*0.22)+00。22=91.15+00.073 mm
D基=(D+DQ-3/4△) = (72+72*0.015-3/4*0.2)+01/3*0.2=72.42+00.067 mm
3.4.2 型芯徑向尺寸的計算
模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定,與型腔徑向尺寸的原理是
一樣的,則分為兩個部分來計算:
dm=(D1+DQ+3/4△)
式中: dm --型芯的外徑尺寸(mm);
D1 -- 制品內(nèi)徑最小尺寸(mm);
其余符號含義同型腔的計算公式。
D動=(D1+DQ+3/4△) =(15+15*0.015+3/4*0.2)-01/3*0.2 =15.38-00.067 mm
D定=(D1+DQ+3/4△) =(13.5+13.5*0.015+3/4*0.18)-01/3*0.18 =13.84-00.067 mm
3.4.3 型腔深度尺寸的計算
模具型腔深度尺寸是由制品高度尺寸所決定的,設(shè)制品高度名義尺寸為最大尺寸,其公差為負偏差-△,型腔深度名義尺寸是最小尺寸,其公差為正偏差+δz。由于型腔底部或型芯端面的磨損很小,可以省去磨損量δc,在計算中取δz=△/3,加上制造偏差是:
7
HM =(h1+h1Q-2/3△)
式中 HM --型芯的外徑尺寸(mm);
h1 --制品高度最大尺寸(mm)。
制品高度最大尺寸是h1=24mm, △=0.64 , δz=△/4=0.16
HM1 =(h1+h1Q-2/3△) =(24+24*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=24.3+00.12mm
HM2 =(h2+h2Q-2/3△) =(10.68+10.68*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=10.6+00.12mm
3.4.4 型芯高度尺寸計算
模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定的,假設(shè)制品深度尺寸H1是最小尺寸,其公差為正偏差+△。型芯高度尺寸是最大尺寸,其公差為正偏差-δz。根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗公式:
hM =(H1+H1Q+2/3△)
式中 : hM --型芯高度尺寸(mm);
H1 --制品深度最小尺寸(mm)。
HM定 =(H1+H1Q+2/3△)=(10.38+10.38*0.015+2/3*0.36)=10.78-00.12
3.5. 型腔壁厚與底板厚度計算
要確定型腔壁厚的方法有計算法和經(jīng)驗法。計算法有按強度、按剛度計算兩種。經(jīng)驗有查圖法和查表法。目前經(jīng)驗法應(yīng)用比較多,直接憑生產(chǎn)經(jīng)驗確定模具
結(jié)構(gòu)尺寸。
查《中國模具設(shè)計大典》表8.5-78得知,鑲件壁厚取8mm,模套取15mm。
4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計
4.1.主流道設(shè)計
4.1.1主流道尺寸
主流道是一端與注射機噴嘴相接觸的,另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道,主流道出口端尺寸為12mm。
4.1.2主流道襯套的形式
主流道入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸,屬于易損件,對材料要求較嚴,因而模具主流道部分常常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即是澆口套,便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。其尺寸如圖5:
4.1.3主流道襯套的固定
主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計成整體式,主流道襯套見圖-5
8
4.2. 分流道設(shè)計
4.2.1分流道是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前,通過截面積的變化和流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。所以分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài),在流動過程中壓力損失盡可能小,能將塑料熔體均衡地充到型腔中。
圖-5主流道襯套圖
圖5
在本設(shè)計中應(yīng)選擇半圓形截面的分流道口。尺寸如圖-6
4.2.2分流道的表面粗糙度因為分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想,因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra ,并不要求很低,一般取1.6μm 左右既可,這樣表面稍不光滑,并有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定,從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差,以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。
4.3.冷料井設(shè)計
冷料井設(shè)置在主流道的末端,直徑應(yīng)稍大于主流道直徑,冷料井可防止冷料進入型腔而影響制品的質(zhì)量均勻性和外觀完美性。采用倒錐形頭拉料冷料井結(jié)構(gòu)。冷料井直徑取d3= 5mm。
4.4.澆口的設(shè)計
澆口稱進料口,是連接分流道與型腔的通道,除直接澆口外,它是澆注系統(tǒng)中截面最小部分,卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,澆口位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。本設(shè)計采用點澆口。
4.4.1澆口的位置和尺寸要求比較嚴格,初步試模后需進一步修改澆口尺寸,不論采用哪種澆口,開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響比較大,所以合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),同時澆口位置的不同并影響模具結(jié)構(gòu)??傊顾芗哂辛己玫男阅芎屯獗?,一定要認真考慮澆口位置的選擇,通常要考慮以下幾項原則:
1 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。
2 輸管盡量縮短流動距離。
3 必須盡量減少熔接痕。
9
圖-6分流道截面圖
圖-6
圖-7 澆口尺寸圖
圖-7
4 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。
5 注意對外觀質(zhì)量的影響。
6 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。
7 考慮分子定向影響。
8 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。
澆口的尺寸設(shè)計。參照《模具設(shè)計與制造》具體尺寸如圖7
4.5.排氣孔道的設(shè)計
排氣孔道的作用是把型腔與型芯周圍空間的氣體及熔料所產(chǎn)生的氣體排到模具之外。該注射模屬于中小型模具,在推桿的間隙和分型面上都具有排氣效果,已能滿足。
5、 頂出機構(gòu)設(shè)計
制品推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié),推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量,因此,制品的推出是不可忽視。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則:
10
5.1.頂出機構(gòu)
5.1.1 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動,所以一般情況下,推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。在分型面設(shè)計時應(yīng)盡量注意,開模后使塑件能留在動模一側(cè)。
5.1.2 保證塑件不因推出而變形損壞
為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞,設(shè)計時應(yīng)該仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小,合理選擇推出方式及推出位置。推力點應(yīng)作用在制品剛性好的部位,如筋部、殼體形制品的壁緣處,盡量避免推力點作用在制品的薄平面,防止制件破裂、穿孔,如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
5.1.3 機構(gòu)簡單動作可靠
推出機構(gòu)應(yīng)使推出動作靈活,制造方便,機構(gòu)本身要有足夠的強度、剛度和硬度,以承受推出過程中的各種力的作用,確保塑件能夠順利脫模。
5.1.4 良好的塑件外觀
推出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè)在塑件內(nèi)部,或隱蔽面與非裝飾面,對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇,以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5.1.5合模時的正確復(fù)位
設(shè)計推出機構(gòu)時,必須考慮合模時機構(gòu)的正確復(fù)位并保證不與其他模具零件相干擾。
分析:根據(jù)以上的原則,由于頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好,因此選用頂桿脫模機構(gòu)。
脫模力的計算
當脫模開始時,阻力最大,推桿剛度及強度應(yīng)按此時的受力計算。
對于厚壁圓形件
其中:Q—脫模力(N)
E—塑料的彈性模量,E=3.5*103MPa;
u—泊桑比,PP取0.42;
—塑料的平均收縮率,選用=1.2%;
11
L—塑料對型芯的包容長度(cm);
r—塑料型芯的平均半徑cm;
k—系數(shù),隨和變化,查表取k=3.18;
f—制品與型芯之間的靜摩擦系數(shù),常取f=0.1~0.2,取f=0.2
∴
=15170N
脫模機構(gòu)的設(shè)計
(1)推桿的長度
頂出行程S頂=h凸+e
式中 e—頂出行程余量
h凸—型芯成型高度
已知h凸=52mm,e=5mm
∴S頂=57mm
頂桿選擇標準長度為125mm
(2) 頂桿直徑
根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計算出頂桿直徑:
(m)
式中 d——頂桿直徑;
——安全系數(shù),常取=1.5;
L——頂桿長度;
n——頂桿數(shù)目;
=3.88mm
取標準尺寸d=6mm
頂桿直徑強度較核:
12
(MPa)
其中, :頂桿所受應(yīng)力(Mpa);
[]:頂桿的材料的許用應(yīng)力(Mpa);
滿足條件。
查《模具設(shè)計簡明手冊》有D=12-0.2 ,L=90+2.0,S=5-0.05
設(shè)計的頂出機構(gòu)如圖-8
5.2復(fù)位機構(gòu)
脫模機構(gòu)完成塑料制件頂出后,為了進行下一次循環(huán)必須回復(fù)到初始位置。采用彈簧復(fù)位,彈簧在頂出板和動模板之間,頂出塑料件時,彈簧被壓縮下去。合模時,只要注塑機的頂桿離開模具頂板,彈簧的回復(fù)力將頂出機構(gòu)復(fù)位。選用4根復(fù)位彈簧。分別套在兩根頂桿和兩根定位桿上。彈簧定位桿和頂桿安裝在同一固定定板上,頂桿工作端面與分型面齊平,低于動模表面不大于0.05mm。
圖-8 頂出桿機構(gòu)圖
圖-8
5.3.導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計
A. 采用導(dǎo)柱導(dǎo)向
因?qū)е饘?dǎo)向作用,不用考慮受壓力的作用,所以只需要保證導(dǎo)向就行了。
選?。褐蓖ㄐ停ˋ型)導(dǎo)柱,采用T8淬硬到HRC50~55。
B.導(dǎo)套
與導(dǎo)柱配合使用。
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圖-9
6、塑料模溫控系統(tǒng)
在注射工藝過程中,模具溫度將直接影響制品質(zhì)量和注射周期。對于任何塑料制品,模溫波動大都是不利的。過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形。
延長冷卻時間,使生產(chǎn)率降低。過低的模溫會使降低塑料的流動性,很難充滿型腔,增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷。由中國模具設(shè)計大典查得PP在注射成型時所需的模溫是100-150度 。PP是要求較高的模溫,由于模具不斷的被注入熔融塑料加熱,模溫升高,單靠模具自然散熱不能使其保持較低的溫度,所以必須加冷卻系統(tǒng)。
6.1.型腔上的冷卻
設(shè)計冷卻裝置的目的是為了防止塑件在脫模時發(fā)生變形,縮短成型周期和提高塑件質(zhì)量。模具冷卻劑用水。水冷,是在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開設(shè)冷卻水通道,使水在其中循環(huán),帶走熱量,維持所需的模溫。水的熱容量大,成本低。
采用外連結(jié)直通式,是最簡單的,用塑料管和水管接頭從外部連接,就可以連接成單路循環(huán)或多路循環(huán)的方式。
冷卻裝置開設(shè)原則如下:
1. 盡量保證塑件收縮均勻,維持模具熱平衡。
2. 冷卻水孔的數(shù)量越多,孔徑越大,將對塑件冷卻就越均勻。
3. 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離,既水孔的排列和型腔形狀盡量相吻合,當塑件壁厚不均勻時,厚壁處水孔應(yīng)該靠近型腔,距離要小,一般水孔邊離型腔距離不得小于10mm,則常用12~15mm。
4. 澆口處加強冷卻。熔融塑料填充型腔時,澆口附近溫度最高,距澆口越遠,溫度越低。因此澆口附近應(yīng)該加強冷卻,通入冷水,而在溫度較低的外側(cè)則只需要通過經(jīng)熱交換后的溫水就可以。
5. 降低入水與出水的溫差,如果入水和出水溫差太大,會使模具的溫度分布不均勻,尤其對流程很長的大型塑件,料溫越流越低。為使整件的冷卻速度大致相同,可以改變冷卻孔排列的形式。
6. 將結(jié)合塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu),合理考慮冷卻水通道的排列形式。
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7. 縮大的塑件應(yīng)該沿其收縮方向開設(shè)冷卻通道。冷卻流道的設(shè)計要考慮塑件的壁厚。塑件壁厚越大,則所需冷卻時間越長。
8. 冷卻水通道要以免接近塑件的熔接痕部位,以免熔接不牢,影響強度。
9. 保證冷卻通道不泄漏,密封性能好,以免在塑件上造成斑紋。
10. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要考慮盡量避免與模具結(jié)構(gòu)中其它部分的干涉現(xiàn)象,冷卻水通道開設(shè)時,受到模具上各種孔(鑲塊接縫等)的結(jié)構(gòu)限制,要按理想情況設(shè)計是困難的。
11. 冷卻通道的進口和出口接頭盡量不要高出模具外表面,既要埋入模板內(nèi),以免模具在運輸過程中造成損壞。
12. 冷卻水通道要易于加工和清理??讖皆O(shè)計為8~12mm。
具體計算設(shè)計如下,假設(shè)熔融塑料產(chǎn)出的熱量全部傳給模具,其熱量為:
n為每小時注射的次數(shù),由制品的成型條件得,每個周期大概為50S-160S取120S,每小時注射次數(shù)n=60*60*60/120=1800次。
m為每次注射的塑料質(zhì)量(千克/次)。根據(jù)澆注系統(tǒng)估算 m大概為0.08千克/次。
C塑料的比熱容(),查《模具設(shè)計與制造》表8-28得C=1759
熔融塑料進入模腔的溫度()。由制品的加工性能得:=90-120,這里取110。
制品脫模的溫度(),根據(jù)制品塑料的特性,取為模溫:=80
=7598880(J/h)
計算用水量
?。╧g/s)
M通過模具的冷卻水的質(zhì)量(kg)。
為模具單位時間內(nèi)積累的熱量(J/h)。
為導(dǎo)熱系數(shù)(),查模具設(shè)計與制造表8-28得=829。
為進水溫度(),這里取100。
為出水溫度(。),比脫模溫度要低,取50。
=183kg
根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速成與水管直徑d的關(guān)系,則確定模具冷卻水管道的直徑d.
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M為冷卻水的質(zhì)量(kg).
為管道內(nèi)冷卻水的流速,取(0.8-2.5m/s)這里取2.3m/s.
為水的密度(kg/).
=10.6mm
L圓整,d=10mm.
由于型腔尺寸比較小,所以把冷卻系統(tǒng)設(shè)在模板中。
7、模具的試模與修模
試模中獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。檢驗樣件來修正和驗收模具,是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。起初,在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件,常因塑件被粘附于模腔內(nèi),甚至因流道粘著制品被破壞。這是試模首先應(yīng)當解決的問題。
7.1. 粘著模腔
制品粘著在模腔上,指塑件在模具開啟后,與設(shè)計意圖相反,離開型芯一側(cè),滯留于模腔內(nèi),致使脫模機構(gòu)失效,制品無法取出的一種反?,F(xiàn)象。其主要原因是:
(1) 注射保壓和注射高壓時間過長,可以造成過量充模。
(2) 注射壓力過高,或注射保壓壓力過高。
(3) 模芯溫度高于模腔溫度,造成反向收縮。
(4) 冷卻時間過短,物料未能固化。
(5) 型腔內(nèi)壁殘留凹槽,或分型面邊緣受過損傷性沖擊,增加脫模阻力。
7.2. 粘著模芯
(1) 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模,尤其成型芯上有加強筋槽的制品,情況更為明顯。
(2) 可能存在不利脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。
(3) 模腔溫度過高,使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
(4) 冷卻時間過長,制件在模芯上收縮量大。
(5) 機筒與噴嘴溫度過高,不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。
7.3. 粘著主流道
(1) 閉模時間太短,使主流道物料來不及充分收縮。
(2) 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當,未達到比噴嘴孔大0.5~1 ㎜.
(3) 主流道拉料桿不能正常工作。
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(4) 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大,冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。
(5) 主流道襯套區(qū)域溫度過高,無冷卻控制,不允許物料充分收縮。
一旦發(fā)生上述情況,先要設(shè)法將制品取出模腔,不惜破壞制件,保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因,一方面對注射工藝進行合理調(diào)整;另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正,直到認為達到要求,方可進行二次注射。
7.4. 成型缺陷
當注射成型得到了近乎完整的制件時,制件本身必然存在各種各樣的缺陷,這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的,很難一目了然,要綜合分析,找出其主要原因來著手修正,逐個排除,逐步改進,則可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。
(1) 注射填充不足
所謂填充不足指在足夠大的壓力,足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見,其主要原因有:
a. 熔料流動阻力過大
這主要有下列原因:主流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形等相似的形狀,避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳,制品壁厚過薄。
b. 型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象,是一個十分重要的問題。模具加工精度超高,排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等,必須合理的安排頂桿、鑲塊,利用縫隙充分排氣,否則不僅充模困難,而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
c. 鎖模力不足
因注射時動模稍后退,制品產(chǎn)生飛邊,壁厚加大,使制件料量增加而引起的缺料,應(yīng)調(diào)大鎖模力,保證正常制件料量。
(2) 溢邊(毛刺、飛邊、批鋒)
和第一項相反,物料不僅充滿型腔,而且出現(xiàn)毛刺,尤其是在分型面處毛刺更大,甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺的存在,其主要原因有:
a. 模具局部配合不佳
b. 模板翹曲變形
c. 注射過量
d. 鎖模力不足
e. 流動性過好
(3) 制件尺寸不準確
初次試模時,經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸和設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔,應(yīng)行從注射工藝上找原因。
a. 尺寸變大
注射壓力過高,保壓時間過長。此條件下產(chǎn)生了過量充模,收縮率趨向小值,使制件的實際尺寸偏大;模溫較低,事實上熔料在較低溫度的情況下成型,收縮率趨于小
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值。這時要繼續(xù)注射,提高模具溫度,降低注射壓力,縮短保壓時間,制件尺寸可得到改善。
b. 尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時間不足,制在冷卻后收縮率偏大,會使制件尺寸變?。荒剡^高,制件從模腔取出時,體積收縮量大,尺寸偏小,此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件,通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸變化,可以改變制件相互配合的松緊程度,但很難改變公稱尺寸。
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致謝
致 謝
首先,我要感謝在我完成畢業(yè)設(shè)計的過程中,給予我提供幫助的同學,謝謝他們給我正確的理論知識。
最后,我要感謝在我完成畢業(yè)設(shè)計的過程中,給我指導(dǎo)的程洋老師,謝謝她耐心的指導(dǎo)以及不厭其煩的糾正。還要感謝所有教導(dǎo)過我的老師,是他們?yōu)槲夷軌蛲瓿僧厴I(yè)設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。
衷心感謝他們對我的關(guān)懷和指導(dǎo)
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參考文獻
1. 洪鐘德.簡明機械設(shè)計手冊.上海:同濟大學出版社,2004.
2. 黨根茂.駱志斌等.模具設(shè)計與制造. 西安:西安電子科技大學出版社,2004。
3. 李志剛.中國模具設(shè)計大典. 2003.
4. 黃毅宏.模具制造工藝學.機械工業(yè)出版社,2003.
5. 曾志新,呂明機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 武漢:武漢理工大學出版社,2003.
6. 馬曉均,主編.畫發(fā)幾何及機械制圖.廣州:華南理工大學出版社,2002.
7.吳祖育,主編.數(shù)控機床.上海:科學技術(shù)出版社,2003.
8.毛謙德,主編,《袖珍機械設(shè)計師手冊》,機械工業(yè)出版社.2001.
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