PE塑料外殼注塑模具設計
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摘 要本次模具設計的內(nèi)容是“外殼注射模的設計”。通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設計一副注塑模,從產(chǎn)品結構工藝性,具體模具結構出發(fā),對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出機構、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(shù)的校核、都有詳細的設計,同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設計過程表明該模具能夠達到塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設計的主要任務是外殼注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)外殼塑件產(chǎn)品,以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。對外殼的具體結構,該模具是點澆口的單分型面注射模具。通過模具設計表明該模具能達到外殼的質量和加工工藝要求。關鍵詞:外殼,注塑模,分型面目 錄摘 要1引 言21 塑件工藝分析31.1 塑件設計要求31.2 塑件的材料特征41.2.1 PE塑料41.2.3 主要性能52 塑件的尺寸精度與結構73 注射機及模架的選用93.1 注射機的選用93.2 模架的選用93.3 模架周界尺寸選擇104 模具結構設計114.1 制品成型位置及分型面的選擇114.2 模具型腔數(shù)的確定、排列和流道布局114.3 主流道、主流道襯套及定位環(huán)的設計124.4分流道的形狀及尺寸144.5 澆口的形狀及其位置選擇164.6 導向機構的設計174.7 推出機構的設計184.8 拉料桿的形式選擇194.9 模具排氣槽設計195 模具型腔、型芯的有關計算205.1 型腔工作尺寸計算205.2 型芯的工作尺寸計算206 注塑機參數(shù)校核236.1 最大注射量校核236.2 鎖模力校核236.3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核236.5 開模行程校核247 模具冷卻系統(tǒng)計算257.1 冷卻回路所需的總面積計算257.2 冷卻回路的總長度的計算267.3 冷卻水體積流量的計算268 注射模零件及總裝技術要求288.1 零件的技術要求288.2 總裝技術要求289 模具裝配圖及工作原理30參考文獻31摘 要本次模具設計的內(nèi)容是“外殼注射模的設計”。通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設計一副注塑模,從產(chǎn)品結構工藝性,具體模具結構出發(fā),對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出機構、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(shù)的校核、都有詳細的設計,同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設計過程表明該模具能夠達到塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設計的主要任務是外殼注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)外殼塑件產(chǎn)品,以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。對外殼的具體結構,該模具是點澆口的單分型面注射模具。通過模具設計表明該模具能達到外殼的質量和加工工藝要求。關鍵詞:外殼,注塑模,分型面目 錄摘 要1引 言21 塑件工藝分析31.1 塑件設計要求31.2 塑件的材料特征41.2.1 PE塑料41.2.3 主要性能52 塑件的尺寸精度與結構73 注射機及模架的選用93.1 注射機的選用93.2 模架的選用93.3 模架周界尺寸選擇104 模具結構設計114.1 制品成型位置及分型面的選擇114.2 模具型腔數(shù)的確定、排列和流道布局114.3 主流道、主流道襯套及定位環(huán)的設計124.4分流道的形狀及尺寸144.5 澆口的形狀及其位置選擇164.6 導向機構的設計174.7 推出機構的設計184.8 拉料桿的形式選擇194.9 模具排氣槽設計195 模具型腔、型芯的有關計算205.1 型腔工作尺寸計算205.2 型芯的工作尺寸計算206 注塑機參數(shù)校核236.1 最大注射量校核236.2 鎖模力校核236.3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核236.5 開模行程校核247 模具冷卻系統(tǒng)計算257.1 冷卻回路所需的總面積計算257.2 冷卻回路的總長度的計算267.3 冷卻水體積流量的計算268 注射模零件及總裝技術要求288.1 零件的技術要求288.2 總裝技術要求289 模具裝配圖及工作原理30參考文獻31引 言 近年來,隨著我國經(jīng)濟的騰飛,塑料成型加工機械和成型模具發(fā)展十分迅速,高效,自動化,大型,微型,精密,高壽命的模具在整個模具行業(yè)中所占的比例越來越大。我國大型、復雜、精密、高效和長壽命模具又上了一個新臺階,不少種類模具已能替代進口模具,模具CAD/CAM技術得到了較快推廣應用并取得了良好效果,快速成形制造技術和設備有了長足發(fā)展并已開始進入實用推廣階段,高速銑等新一代制造技術已被人們重視并開始應用。從模具使用角度來說,要求高效,自動化,操作簡便;從模具制造角度,要求結構合理,制造容易,低成本?,F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中,合理的加工工藝,高效的設備,先進的模具是必不可少的三項重要因素。模具與其他機械產(chǎn)品比較,一個重要特點就是技術含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,我國的模具工業(yè)近年來一直以每年1315左右的增長速度高速發(fā)展,而各行業(yè)對模具的要求也越來越高。面對市場的變化,有著高技術含量的模具正在市場上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多;對產(chǎn)品質量和外觀的要求,更是日趨精美,華氣。因此,結合中國具體情況,學習國外模具工業(yè)建設和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗,宣傳、推行科學合理化的模具生產(chǎn),才能推進模具技術的進步 本畢業(yè)設計主要從實用、簡單型的角度出發(fā),并結合學校里現(xiàn)有的設備進行設計的。本畢業(yè)設計在滿足其性能要求,適應工作條件、工作可靠,此外還滿足其結構簡單、尺寸緊湊、成本低、操作維護方便等。在使用過程中也真正體現(xiàn)了實用性。11 塑件工藝分析1.1 塑件設計要求外殼在我們生活中非常的普遍,幾乎每家都要用到。此次設計的外殼的結構比較簡單,主要是在外殼的底部打長條形的間隙,這樣可以讓積累在里面的水自然流出省去人工進行操作,也可以提高外殼的使用壽命。為滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。澆口的分流道位于分型面上,而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側面或推桿的頂端部注入型腔,因而塑件表面不受損傷,不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。 塑件表面質量:Ra0.32塑件顏色:白色塑件要求:塑件外側表面光滑,下端外沿不允許有澆口痕跡,塑件允許最大脫模斜度。1.2 塑件的材料特征1.2.1 PE塑料1、PE介紹(1)聚乙烯是高分子有機化合物,由乙烯聚合而成,分為低分子量和高分子量兩種,低分子量的一般呈液體狀,無色、無味,不溶于水,密度為092克厘米3,可做潤滑油和涂料;高分子量的一般呈固體狀,乳白色,熱塑性大,手摸有蠟感,密度在092096克厘米3之間。它耐腐蝕,絕緣性能好。高密度的聚乙烯具有剛性、硬度和機械強度大的特性,可以做容器、管道,也可以做高頻的電絕緣材料,用于雷達和電視。它不溶于水,吸水性很小,就是對一些化學溶劑,如甲苯、醋酸等,也只有在70以上溫度時才略有溶解。但是微粒狀的聚乙烯,可以在1540之間隨溫度的變化熔化或凝固,溫度升高時熔化,吸收熱量;溫度降低時凝固,放出熱量。又因為它吸水量很小,不易潮濕,有絕緣性能,因此是很好的建筑材料。把微粒狀的聚乙烯摻在水泥中,可做墻壁和地板。利用它在正常溫度吸熱熔化和放熱凝固的特性,房間溫度升高時,它就熔化吸收熱量;溫度降低時它就凝固放出熱量。這樣就可以使房間溫度保持穩(wěn)定。因此是一種較好的儲熱材料。根據(jù)它的其他特性,這種建筑材料還有防漏電、防熱、防潮和防腐蝕的作用(2)物化性能PE是典型的非極性、低結晶型的高分子材料。在注塑中最常用的有LDPE和HDPE兩種樹脂。PE樹脂的吸水率很低( 熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力(7090 Mpa)80 ,選取型腔內(nèi)壓力的平均值為35Mpa ,所以,計算得582 KN 。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和:計算為14000mm2注塑機的額定鎖模力 故 =815KN 所以選定的注塑機為:900KN 滿足條件6.3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核即 模具長x寬拉桿間距 6.5 開模行程校核我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度有關,故注塑機的開模行程應滿足下式: H1推出距離 單位H2包括注射系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 單位S機注射機最大開模行程故 滿足要求7 模具冷卻系統(tǒng)計算冷卻回路的設計應做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質能充分吸收成形塑件所傳導的熱量,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通,無滯留部位.7.1 冷卻回路所需的總面積計算 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 式中 -冷卻回路總表面積,-單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質量, -單位質量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量,值可查表; -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù), -模具成形表面的溫度,; - 冷卻水的平均溫度, 。 ABS成形時放出的熱量 故 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用下式計算 式中 -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),; -冷卻水在該溫度下的密度, -冷卻水的流速,; -冷卻水孔直徑, -與冷卻水溫度有關的物理系數(shù), 值查表7.1表9 水的值與其溫度的關系平均水溫/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05 故 7.2 冷卻回路的總長度的計算 冷卻回路總長度可用下式計算 式中 -冷卻回路總長度,; -冷卻回路總表面積,; -冷卻水孔直徑,。 故 確定冷卻水孔的直徑時應注意,無論多大的模具,水孔的直徑不能大于14,否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài),以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為2時,水孔直徑可取1014。本模具取10 。所以由模具的長度可知需要排布8根水道才滿足冷卻水道長度要求。7.3 冷卻水體積流量的計算塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機熱量的差值,即為用冷卻水擴散的模具熱量。假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導的話,即忽略其他傳熱因素,那么模具所需的冷卻水體積流量則可由公式計算: 式中 -冷卻水體積流量,; -單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質量,; -單位質量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量,; -冷卻水比熱容,; -冷卻水的密度, -冷卻水出口處溫度, -冷卻水入口處溫度, 。當注射成形工藝要求模具溫度在80以上時,模具必需有加熱裝置,由于ABS注射成形工藝要求模具溫度在5070,因此模具中不用設置加熱裝置即可滿足需要。8 注射模零件及總裝技術要求8.1 零件的技術要求塑料注射模具應優(yōu)先按GB/T12555.190和GB4169.111選用標準模架和標準件。模具成形零件 材料和熱處理要求,優(yōu)先按表10內(nèi)容選用。表10 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù)零件名稱模具材料熱處理硬度牌號標準號HBSHRC型腔、型芯定模鑲件、動模鑲件、活動鑲件Q235GB69921626040454CrGB3077216260404540CrNiMOAGB307721626040453Cr2MoGB1299預硬狀態(tài)35454Cr 5MoSiV1GB129924628045553Cr13GB122024628045558.2 總裝技術要求表11 總裝技術要求條目編號條目內(nèi)容1定模(式定模板)與動模(式動模應板)安裝平面的平行度按GB/T12555.2和GB/T125556.2規(guī)定2導柱、導套對定、動模安裝面(式定、動模座半安裝面)的垂直度按GB/T12555.2和GB/T125556.23模具所有活動部分應保證位置準確動作可靠,不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象。要求固定的零件不得相對竄動4塑件的嵌件或機外脫模的成形零件在模具上安放位置應定位準確、安放可靠,具有防止錯位措施5流道轉接處應光滑圓弧連接、鑲拼處應密合,澆注系統(tǒng)表面粗糙度為Ra0.8um6熱流道模具,其澆注系統(tǒng)不允許有樹脂泄露現(xiàn)象7滑塊運動應平穩(wěn),合模后鑲塊應壓緊,接觸面積不少于3/4,開模后定位準確可靠8合模后分型面應緊密結合,成形部位的固定鑲件配合處應緊密貼合,其間隙應小于塑料的額最大不落料間隙,其值應符合如下規(guī)定:塑料流動性好一般較差塑料間隙/mm0.030.050.089冷卻加熱(不包括電加熱)系統(tǒng)應暢通,不應有泄漏現(xiàn)象10氣動式液壓系統(tǒng)應暢通,不應有泄漏現(xiàn)象11電氣系統(tǒng)應絕緣可靠,不允許有漏電式短路現(xiàn)象。12在模具上裝有吊環(huán)螺釘時,應用符號GB825的規(guī)定。13分型面上應盡可能避免有螺釘式銷釘?shù)拇┛?,以免積存溢料。9 模具裝配圖及工作原理工作原理:注射機從噴嘴中注射出的塑料熔體經(jīng)由開設在定模上的主澆道進入模具,再由分澆道及澆口進入型腔,待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補縮和冷卻定型后開模。開模時,注射機開合模系統(tǒng)便帶動動模后退,這時動模和定模兩部分從分型面分開,塑件包在凸模7上隨動模一起后退,拉料桿15將主澆道凝料從澆口套6中拉出。當動模退到一定位置時,安裝在動模內(nèi)的推出機構在注射機頂出裝置的作用下,使推桿18和拉料桿15分別將塑件及澆注系統(tǒng)的凝料從凸模7和冷料穴中推出,塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下,至此完成一次模具注射。參考文獻1 虞傳寶.冷沖壓及塑料成型工藝與模具設計資料.北京.機械工業(yè)出版社,19932 張如彥.塑料注射成型與模具.北京.中國鐵道出版社,19873 塑料模設計手冊編寫組編著.塑料模設計手冊.模具手冊之二第二版.北京工業(yè)出版社,19944 閻亞林.塑料模具圖冊.北京.高等教育出版社,20045 葉偉昌.刀量模具設計簡明手冊.北京.機械工業(yè)出版社,19956 齊衛(wèi)東.塑料模具設計與制造.北京.高等教育出版社,20047 付利.塑料模具技術手冊.北京.機械工業(yè)出版社,19978 馮炳堯.模具設計與制造簡明手冊.上海.上海科學技術出版社,1985 9 李秦蕊.塑料模具設計.西安.西安工業(yè)大學出版社,198810 李德群.塑料成型模具設計.武漢.華中理工大學出版社,199011 馮愛欣.塑料注射模具機構與結構設計.北京.機械工業(yè)出版社,199712 陳錫棟.周小玉.實用模具技術手冊.北京.機械工業(yè)出版社,200213 屈華昌.塑料成形工藝與模具設計.北京.高等育出版社,200114 許發(fā)樾.模具標準應用手冊.北京.機械工業(yè)出版社,199415 李學軍.模具常用機械設計.北京.機械工業(yè)出版社,2003答辯須知:1、畢業(yè)設計須經(jīng)指導教師認真審閱簽名后,提交答辯委員會進行答辯資格審核。2、學生要準備畢業(yè)設計答辯提綱,介紹畢業(yè)設計的主要內(nèi)容及有關情況。時間為1015分鐘。3、答辯教師提問及學生回答1520分鐘。4、答辯以公開方式進行,允許其他學生旁聽。5、答辯結束,答辯小組應為每位答辯學生寫出不少于100字的評語,并給予等級評定(優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格);對于評定成績有異議的學生,由答辯委員會作出處理,或組織二次答辯。6、答辯工作結束,答辯委員會根據(jù)答辯小組的意見,正式給學生確定成績和等級。畢業(yè)設計成績表畢業(yè)設計說明書及有關圖紙、必要文檔(40%)答辯發(fā)言(25%) 答辯提問(35%)答辯教師簽名評語:評定等級:答辯委員會簽名: 年 月 日
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