目录1.课程设计任务书 ....................... 错误!未定义书签。
2.塑件工艺性分析 ....................... 错误!未定义书签。
3 成型设备的选择 (8)4 分型面的选择 (9)5 模架的选择 ....................................................... 错误!未定义书签。
6 浇注系统的设计 ............................................... 错误!未定义书签。
7 冷却系统的设计 (18)8 顶出-推出机构设计 (19)9注射机校核 ........................................................ 错误!未定义书签。
10 型芯型腔尺寸计算 ......................................... 错误!未定义书签。
11结论.................................................................. 错误!未定义书签。
12 心得体会 (22)13 参考文献 (23)14 附录 (29)1.课程设计任务书课程设计的目的在学习完《注塑成型工艺与模具设计》这门课程后,通过课程设计来巩固和加深对塑料模具有关的理论的认识,锻炼自己独立思考和提高自身的实践能力。
在这过程当中,运用所学知识对已知塑件设计注塑工艺和模具设计,掌握其中的设计步骤和选择数据的原则,并在技术先进。
经济合理的原则下,设计出合理的注塑工艺和注塑模具。
设计任务书①塑件名称:套筒;②成型方法:在塑料注射机上注射成型;③塑件材料:PP(聚丙烯);④材料收缩率:%;⑤塑件图:如下2.塑件工艺性分析塑件图图2-1 塑件三维图套筒,材料PP(聚丙烯),单个塑件体积V==,质量m=,一模四腔注射成型。
材料性能分析适用范围适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。
成形性能密度小,强度,刚性,硬度,耐热性,均优于低压聚乙烯,可在100℃左右。
具有优良的耐腐蚀性和高频绝缘性,不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨,易老化。
适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。
成型性能①结晶料,吸湿性小,易发生熔体破裂,长期与热金属接触易分解。
②流动性好,但收缩范围和收缩值大,易发生缩孔、凹痕、变形。
③冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成形温度。
模具温度低于50℃时,塑件不光泽,易产生熔接不良、流痕,90%以上易发生翘曲变形。
④塑件壁厚需均匀,避免缺口、尖角,以防应力集中。
主要技术指标表2-1 PP技术指标材料推荐工艺参数聚丙烯(PP)查《模具设计与制造简明手册(第二版)》P371表2-36得预热:70~80℃1h料筒温度(℃):后段:160~180中段:180~200前段:200~220喷嘴温度(℃):170~190模具温度(℃):80~90注射压力(MPa):70~100成型时间(s):高压时间:0~3保压时间:20~60冷却时间:20~90成形周期:50~160螺杆转速(r/min):48干燥:料斗干燥后处理:无结构工艺性分析塑件尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求,查《模具设计与制造简明手册(第二版)》P357表2-18,聚丙烯(PP)一般精度按MT6查取公差。
其主要尺寸公差要求查P356表2-17塑件尺寸公差,如下所示:表2-3 塑件尺寸壁厚分析聚丙烯(PP)最小壁厚及推荐壁厚设计合理,壁厚相对均匀,塑件最小壁厚,查《塑料成型工艺与模具设计》第三版P80表3-13,符合要求。
CAE分析塑件图如下:图2-2零件CAE分析图圆角过渡从分型面的位置、型芯、型腔结构来分析过渡圆角的设置。
塑件转角处一般采取圆弧过度,其半径为塑件壁厚的1/3以上,最小不宜小于。
脱模斜度为便于塑件从模腔中取出,塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。
外型尺寸以大端为基准,斜度往小处取;内型尺寸以小端为基准,斜度往大处取。
查《塑料成型工艺与模具设计》第三版P80表3-11,聚丙烯的脱模斜度如下:表3-11 聚丙烯脱模斜度材料名称型腔型芯聚丙烯(PP)25~45’20~45’考虑到塑件的小,型腔采用30’脱模斜度,型芯采用35’脱模斜度。
3 成型设备的选择计算塑件的体积根据塑件的三维模型,利用三维软件直接求得塑件的体积为:V=,质量m=计算塑件及分流道的总体积已知单个塑件体积V=,一模四腔成型。
m2=m1。
n=4,4m1+4m2=。
则V总=。
选择注射机选择原则:V注≥件=。
凹模采用镶拼组合式,查《模具设计与制造简明手册(第二版)》P498表2-99,S1=5,S2=15;矩形布置,一模四腔;根据计算公式:L=(2S1+S2+d)×2=96mmb==(2S1+S2+d)×2=96mm根据L×b及塑件容量等因素,查《塑料成型工艺与模具设计(第三版)》P111表4-1初选型号为XS-ZY-125型注射机,其主要参数如下:XS-ZY-125型注射机参数表3-1 注射机主要参数4 分型面的选择分型面选择原则①分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何形式布置,都应将此作为首要原则。
②便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。
③有利于保证塑件的精度要求。
尽量满足塑件的外观质量要求。
④分型面上型腔壁面稍有间隙,就会产生飞边。
⑤便于模具加工制造,在选择非平面分型面时,应有利于型腔加工和制品的脱模方便。
⑥对成型面积的影响,尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力。
⑦对排气效果的影响,尽可能有利于排气。
对侧向抽芯的影响(本塑件没有抽芯)。
分型面方案确定根据分型面选择原则,分型面应选在塑件的最大截面处,由于塑件有两个最大截面,同时塑件在成型的过程中会冷却收缩,为了使塑件能够紧紧包在动模上,塑件的分型面有如下两种选择:图4-1方案一:图4-1该塑件采用水平分型,型腔在定模,型芯在动模分型面取在底部平面最大处,分型后塑件包紧在型芯上,随型芯一起留在动模,然后由动模的推管作用将塑件从动模中脱出,这种分型方式,首先,塑件的外形由定模的型腔成型,这样不仅能够保正塑件的外观质量,成型后由而且型腔采用镶块式更加节省材料,便于加工;其次,分型后由动模的推管作用于塑件内部将塑件从动模的脱出,这样就不会影响塑件的外观质量,而且模具的结构简单,加工方便。
无论从成型性能上看,还是从经济性看此方案都较为合理。
图4-2方案二:图4-2该塑件采用水平分型,定模部分成型塑件的内部结构,将型芯装在定模上,型腔做在动模,当开模后塑件包紧在型芯,随型芯留在定模,这样的分型方式对于推出机构要求大,且容易产生飞边的现象,因此此方案不是很好。
综上所述,分型面的方案选取应采用方案一。
5 模架的选择确定模板尺寸根据塑件外形尺寸b×l,查《模具设计与制造简明手册(第二版)》P481表2-95,选择B=270,L=300,塑件采用推件板顶出,选用BI型组合,定二动三,如图5-1所示:图5-1 BI型模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉;模具外表面尽量不要有突出部分;模具外表面应光洁,加涂防锈油。
两模板之间应有分模间隙,即在装配、调试、维修过程中,可以方便地分开两块模板。
定模座板:300mm×320mm,厚度25mm定模板:270mm×300mm,厚度40mm推件板:270mm×300mm,厚度25mm动模板:270mm×300mm,厚度35mm支撑板:270mm×300mm,厚度40mm垫块:63mm×450mm,厚度80mm推杆固定板:160mm×300mm,厚度15mm推板:160mm×300mm,厚度20mm动模座板:270mm×300mm,厚度25mm6 浇注系统的设计浇注系统设计原则(1)浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置;(2)结合型腔布置考虑,尽可能采用平衡式分流道布置;(3)尽量缩短熔体的流程,以便降低压力损失、缩短充模时间;(4)浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键,应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动,有利于排气和补缩,且应设在塑件较厚的部位,以使熔料从后断面移入薄断面,以利于补料;(5)避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击,防止变形和位移的产生;(6)浇注系统凝料脱出应方便可靠,凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修;(7)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系,设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态,以及对制品质量的影响;(8)尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量;(9)浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度,其中浇口应有IT8以上的精度要求;(10)设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施;(11)尽可能使主流道中心与模板中心重合,若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。
主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。
主流道的形状为圆锥形,以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
主流道尺寸(1)主流道小端直径d主流道小端直径d = 注射机喷嘴直径+(~1)=4+(~1)取d=5mm 这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出(2)主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径SR,应该大于注射机喷嘴球头半径的1~2mm。
反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR=注射机喷嘴球头半径+1~2;SR=12+1~2;取d=13mm,经查表,取d=13mm。
(3)主流道长度L一般按模板厚度确定,但为了减小充模时压力降和减少物料损耗,以短为好,小模具控制在50之内。
在出现过长流道时,可以将主流道衬套挖出深凹坑,让喷嘴伸入模具。
本设计中结合该模具的结构,取l=。
(4)主流道大端直径D=d+2ltanα(半锥角α为1°~2°)≈6mm主流道衬套主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式,即浇口套。
分流道的设计分流道设计:根据《模具设计与制造简明手册(第一版)》P299表2-40,选择梯形分流道,查《模具设计与制造简明手册(第一版)》P299表2-40,选择H=8;如图6-1:图6-1 分浇道截面形状和尺寸分流道布局如下:浇口的设计浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。
我们将采用限制性浇口。
限制性浇口一方面通过截面积的突然变化,使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度,提高剪切速率,使其成为理想的流动状态,迅速面均衡地充满型腔,另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性,调节浇口尺寸,可使多型腔同时充满,可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量,同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流,并便于浇口凝料与塑件分离的作用。