熱水袋塞蓋的注塑模具設(shè)計-塑料注射模【含23張CAD圖紙】
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熱水袋塞蓋的注塑模具設(shè)計附錄 1:外文翻譯合模過程RTM 或真空模具合模的好壞很大程度地依賴于被使用模具的質(zhì)量和精度. 所有的模具都是由凸模和凹模組成的.從凸模中取出的叫凹模,我們因此在此基礎(chǔ)上建立與凸模相匹配的另一部分,共同組成一個封閉的系統(tǒng).在進行第一步之前,應(yīng)該確定該系統(tǒng)沒有質(zhì)量、硬度、角度、精度等問題。 在工業(yè)上,凸模進行不完全拋光是一種趨勢,因為凸模將會被復(fù)制。任何不完整以及不合乎標(biāo)準(zhǔn)的都將會被忽略,因為在凹模上會對其進行校正。這并不是一種好的現(xiàn)象,因為精確的表面精度將會提高凹模的表面精度。相比于其他類似的工作,這樣會有更高的效率和尺寸精度。凹模的加工必須事先考慮凸模的加工。 拋光面至少應(yīng)該是1000砂礫光潔度。如果最后的表面光潔度要求發(fā)光,這將會在最后進行糾正。 檢查平坦部分的精度以確定其足夠的平坦,沒有凹凸的地方,因為在塑件上這是常見的, 其是在被加強修正澆注成塑料的那一部分。即使模具制造商充分的考慮了模具表面的平坦, 也可能不滿足精度高的式樣的要求,由于塑料的收縮,以及在靠近模具垂直的邊緣會產(chǎn)生一些消極的因素,都會影響式樣的表面精度。 塑件的尺寸精度應(yīng)當(dāng)考慮到塑件的收縮因素。在凸模中建立塑件的收縮率是不科學(xué)的。這是因為塑件材料本身有復(fù)雜的外形。一個含不飽和樹脂和玻璃的塑料模的收縮率是20%, 而含飽和樹脂和玻璃的塑料模的收縮率是35%。另外多元樹脂或環(huán)氧基樹脂的使用都會明顯的降低塑件的收縮率。正如一條普通的規(guī)律,給出凸模的全面的、詳細(xì)的尺寸公差。如果凸模的設(shè)計尺寸是500mm,允許公差是11mm,那么凹模的最大尺寸是501mm,而不是500mm 或499mm。此外還應(yīng)該考慮外形的0.1的誤差。因此在這個例子中起附加尺寸就是0.5mm, 塑件的尺寸就是501.5mm。塑件的允許收縮率是2.5mm,允許收縮最低的尺寸是499.5mm。 另外,當(dāng)塑件的溫度與周圍環(huán)境的溫度不同時,也會影響塑件的收縮率。如果塑件的澆注溫度是60C,一會兒它的溫度將會低于20C。這是由于受到線性收縮和膨脹溫度系數(shù)的影響。 要使塑件能順利的從模具上脫出,脫模錐度是十分重要的。相對于開模,脫模錐度對合模更重要。開模時,如果脫模錐度太緊,或是塑件與模具有摩擦,則塑件就會變形。在合模與第一次開模之間形成一個完整的、變硬的塑件。在實際中最小的錐度包括1都應(yīng)該被考慮。如果允許塑件緊貼在模具上,則其錐度越小越好。 - 7 -模具的材料:經(jīng)驗告訴我們用低劣的樹脂作為塑件的材料將生產(chǎn)出低劣的模具,同時也降低了模具的使用壽命。模具的工作表面要求用能夠耐高溫和耐化學(xué)腐蝕的材料制成。而它們的花費與模具的總耗費無關(guān)。我們的經(jīng)驗與模具制造商一樣,相比于傳統(tǒng)用環(huán)氧樹脂的加工系統(tǒng), 用乙烯樹脂涂在系統(tǒng)上,用膠體作為保護是最有效的而且還能夠顯著的提高模具的使用壽命和耐高溫。 我們接下來超過 18000 件塑件都是使用乙烯樹脂。它的這種性能在工業(yè)上是十分突出的。很容易證明這是一種可靠的設(shè)計,正確操作合成模相比于傳統(tǒng)的高耗費金屬工具是十分經(jīng)濟的。選擇乙烯樹脂是因為它有極好的高的熱變形性能和耐化學(xué)腐蝕性能。目前這種凝膠外套和備用樹脂的變形溫度是 150 C。乙烯樹脂的機械特性也比聚酯好。容易在層壓模具上使用,使它能夠被廣泛的接受。對于 RTM 來說 710mm 的層狀是正常的,對于一般的模具僅接著是合成一種高溫為形成夾層結(jié)構(gòu)。這種夾層結(jié)構(gòu)大約有 20mm 厚。然而這種夾層對于 RTM 模具的強度是不夠的,因此需要進一步提高它的強度。正如鋼鐵的斷片比復(fù)合材料便宜,在形成鋼的過程中給模具要求的強度。 模具的溫度:如大多數(shù)的樹脂應(yīng)用在 FRP 工業(yè)中,能夠調(diào)整塑件外形,其外形依于它能夠承受的溫度,在這種方式下,它的溫度易于控制。事實上模具中的溫度每增長 10 C,膠體的成型時間將減少一半。因此當(dāng)模具周圍的溫度為20 C時,脫模的時間可能是60分鐘。然而相同的模具在樹脂中,溫度在50 C時,脫模時間為7.5分鐘。 相對地低溫度的聚合物加工工具已經(jīng)闡述了。使用工具表面的結(jié)構(gòu)很可能影響模具的溫度。使用熱布片進行電子加熱已經(jīng)應(yīng)用了許多年并且證明是非常成功的。模具的溫度加熱到100 C非常容易,盡管在實際應(yīng)用中模具的最高溫度是75 C。在模具中植入液體冷卻管,加熱管能夠有選擇的進行電子加熱。同時冷卻管為模具提供了冷卻系統(tǒng)。通過水在一系列冷卻水管道中流動對溫度進行控制。 模具的密封:用于 RTM 和 VM 的合模要求有密封裝置來防止模具型腔中的樹脂流出。對于真空模,附加在模具外部突出的進行真空密封是必要的。密封可以采用許多不同種形式,但是它們共同的特性是具有彈性。耐高溫和好的恢復(fù)性是必要的。對于主型腔樹脂的密封,硅樹脂材料被發(fā)現(xiàn)是最成功的,如果模具的制造過程很準(zhǔn)確,這種材料能夠使用 1000 多次。大多數(shù)密封件的損壞都是由于操作者試圖用頂桿脫模時造成的。也有很多是因為低劣的涂層,低劣的模具的表面,或型腔中沒有足夠的氣體。 下面介紹模具密封件的類型: 主要樹脂的密封:專用固體硅做材料,它被設(shè)計成 1.01.5mm。要想達(dá)到有效的密封, 而有不使開模力過大,硬度和壓縮尺寸的選擇是十分重要的。太大的開模力會使模具變形。經(jīng)驗顯示只有 35mm 的密封墊能夠有效的防止樹脂的泄漏。如圖所示這種密封圈被設(shè)計成許多墊片的疊加,小到 0.1mm,目的是為了能夠調(diào)整壓縮。 與被動形式相比,動態(tài)的最大的優(yōu)點是它能夠控制其外形。這種類型的變化尺寸達(dá)到4mm。它被用在模具凸緣的垂直處,因為類型不變的地方容易磨損。內(nèi)部壓力傳遞給可變墊圈來調(diào)整壓縮。在合模和脫模的時候這種密封件收縮成真空,防止在垂直方向上的磨損。使用這種密封件的顯著特點是在RTM和真空模中能夠節(jié)省樹脂。動態(tài)密封應(yīng)用在真空模中,作為一種安全的外部設(shè)備控制真空的壓力轉(zhuǎn)換。 澆口:許多模具在合模的時候非常觀注澆口的位置。經(jīng)驗告訴我們對于 RTM 模把澆口設(shè)在型腔的中心是最合適的。 另外一個受關(guān)注的區(qū)域是從模具的底部注入塑料,使其向上運動才能充滿整個型腔。然而重力并不能使其很好的充滿各個部位。因此如果從上部注入塑料方便,就采用此種結(jié)構(gòu)。圖示就證明了這一點。 凸模和凹模配合使用。在整個工作過程中,凹模放在底部保持靜止,纖維制品環(huán)繞在凹模的周圍;凸模在底部被夾緊等待注射?;旌蠘渲瑥耐鼓5捻敳孔⑷氤錆M整個型腔,脫模錐度是 1/5。 質(zhì)量第一:我們經(jīng)??梢钥吹綄τ诓皇煜し忾]模具的模具設(shè)計者,他們在觀測封閉模具的總體結(jié)構(gòu)時認(rèn)為這種模具制造比較簡單。但具體實踐時卻無從下手。在這種情況下,模具設(shè)計者不會冒險設(shè)計他的第一套封閉模具。封閉模具產(chǎn)品的成功 90%依賴于模具的質(zhì)量和精度。我們提供了封閉模具制造培訓(xùn)課程。想從事封閉模具設(shè)計的模具設(shè)計者可以從這些培訓(xùn)課程中得到很大的收獲。 模具估價:基本的 RTM 模具價格是由包括法蘭在內(nèi)的一半模具的總的表面積(平方米)與每平方米的價格的乘積計算出來的。這個價格包括兩模具面所有材料的造價,包括澆道、模架、拉料桿、澆口等。RTM 模具每平方米的平均價格為 720 英鎊。這在數(shù)字上不包括勞動力。一般認(rèn)為一平方米需要 75 個工作小時。不論是在材料造價還是在勞動價格方面,VM 模具很顯然是非常經(jīng)濟的。其每平方米造價僅為 350 英鎊。每平方米需要 45 個工作小時。以上數(shù)字都不包括開啟一個新模具、清理、拋光、排氣系統(tǒng)造價以及模具傭金等。在使用 RTM 或 VM 模具前時,所有以上的這些都不能低估。當(dāng)選擇模具加熱系統(tǒng)或溫度控制系統(tǒng)時還需增加價格,一個面加熱的 RTM 價格增加 25%,而 VM 則增加 35% 元件造價:盡管有許多估價軟件,但它們不是太不實際就是提供的信息不足。一般情況下使用 MS Excel 表格時列舉出成本分析以及提供有價值的纖維重量、磨損量、密度數(shù)據(jù)是沒有必要的。這樣用戶可以大大降低鍵盤的輸入量。上面的表格體現(xiàn)了這一準(zhǔn)則。用戶只需簡單地輸入制件的表面積、厚度、預(yù)計的纖維重量、已知的公斤纖維的價格等。這樣可以迅速地計算出材料的總體價格。從上面的表格可以得到一個例子,每平方米使用 1.2kg 纖維時 3mm 的型腔生產(chǎn)出的制件質(zhì)量的 30%是纖維部分。如果想把纖維部分的質(zhì)量提高或是降低,用戶只需簡單地調(diào)整一下每平方米使用的纖維質(zhì)量。在右上角第七列中給出了貨幣的比率,在最后一列第 7,8 行中給出了估計的消耗量。這些數(shù)字影響模具的價格。而第 2 列數(shù)字不影響模具的價格。第 23 行第 6 列中可以插入百分?jǐn)?shù),可以得到銷售價格。這個分?jǐn)?shù)包括勞動力價格、間接的日常管理費和利潤。 排氣系統(tǒng):和傳統(tǒng)的單面接觸的模具相比,DTM 或 VM 復(fù)合模的排氣系統(tǒng)的設(shè)計遇到的很大的困難。由于它的特殊性質(zhì),封閉模具有兩個工作面。為了在兩個面上獲得較好的排氣效果,一般認(rèn)為傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)可以勝任,但模具溫度升高時,在注射前,模具表面緊密纖維層會磨損,在這種情況下,傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)不完全適合。半永久排氣系統(tǒng)很早以前就出現(xiàn)了,但在復(fù)合模工業(yè)中飽受爭議。這種結(jié)構(gòu)的排氣系統(tǒng)正在被廣泛的使用,而且被認(rèn)為是在封閉環(huán)境中最適合的排氣系統(tǒng)。半永久排氣系統(tǒng)的使用與其它任何一種化學(xué)產(chǎn)品沒有什么不同。在使用它的時候應(yīng)注意它對模具產(chǎn)生的損害。保持模具表面的清潔是非常重要的,應(yīng)避免過度使用此排氣系統(tǒng)。必須保證對于每個制造商的樹脂型號和 模具溫度使用不同的半永久排氣系統(tǒng)。 模具壽命: 對于乙烯基樹脂,最高可以成型 18000 件以上。為了證實這一點,必須說明的是控制每個模具表面溫度在延長模具壽命中起到了至關(guān)重要的作用。另外,在定模和動模之間進行適當(dāng)?shù)臒嵫a償也是同樣重要的。毫無疑問的是乙烯基樹脂是非常好的模具成型材料。 模具精度:模具精度是影響閉合模具成功與否的關(guān)鍵因素之一。一般來說,成型塑料制品的型腔的精度應(yīng)不高于 0.2mm。如果達(dá)不到精度要求,會導(dǎo)致塑料熔體填充不滿,后果難以預(yù)料。模具精度不滿足要求絕大多數(shù)是由于厚度達(dá)不到精度要求,這通常是由于加工第二半模時沒有進行消除收縮這道工序。 附錄 2:外文原文- 43 -致謝至此畢業(yè)設(shè)計便結(jié)束了,我的大學(xué)生活也將結(jié)束了,此時我的心里充滿了感恩。首先我要感謝的是學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)對此次畢業(yè)設(shè)計的支持,給我們提供了設(shè)計環(huán)境。最應(yīng)該感謝的是我的指導(dǎo)老師甄恒州教授。甄恒州教授治學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn),學(xué)術(shù)思想活躍讓我在能力和設(shè)計方法方面有很大的提高;每一次問題,甄老師都耐心的解答,讓我學(xué)到很多大學(xué)課程中沒有涉及到的知識,積累了很多經(jīng)驗,為我今后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。其次我得感謝此次設(shè)計中幫助過我的同學(xué)們, 感謝他們的督促、陪伴還有解惑。最后,我要感謝大連大學(xué)的所有領(lǐng)導(dǎo)和老師,因為有你們辛勤的付出,機械工程學(xué)院才能不斷的發(fā)展,我們才能遨游在知識的海洋中,謝謝!
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