畢業論文-塑料滑輪注塑模具設計-文庫吧

【正文】 ................................................................. 25 、推管壓力校核 ........................................................................................ 25 、推板強度校核 .............................................................................................. 26 總結 ..................................................................................................................... 27 參考文獻 ............................................................................................................. 28 致 謝 ................................................................................................................. 29 河北工程大學畢業設計 2 概 述 模具是制造業的重要基礎裝備，是工業化國家實現產品批量生產和新產品研發所不可缺少的工具。用模具生產制品所表現出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。 換句話說， 沒有高水平的模具就不會有高水平的工業產品。 模具 業是否強盛也反映出一個國家工業的強弱。 其開始是從零件的材料選擇擇接下是成型參數、密度、收縮率的確定的模具種類與模具設計的關系、塑件的尺寸精度與結構、注射機的選擇、模具設計有關尺寸的計算（包括模具行腔型芯的計算及其公差的確定）、注塑機參數的校核、模具結構設計、模具冷卻、加熱系統計算、注射模標準件的選用及總裝技術要求等內容。這樣更有利于加工人員的一線操作，使其通俗易懂加工方便。本次設計不僅讓我熟悉了課本所學的知識，而且讓我做到所學的運用到實踐當中，更讓我了解了塑料模具設計的全過程和加工實踐的各種要點。 最后也 是最重要的一部，即要畫出模具的裝配圖，并要表示出分型面的位置和最后的的試模。 這次畢業設計的設計過程得到了指導老師的大力幫助，在此表示忠心的感謝。 由于本人的設計水平有限，書中難免有不足的地方，懇請各位老師能給予我批評和指正。 河北工程大學畢業設計 3 第一章、塑件工藝分析 塑 件： 塑料滑輪如圖 1 產品名稱： 塑料滑輪 產品材料 : PA 產品數量： 大批量生產 塑件尺寸： 如圖 1所示 塑件要求： 塑件外表面光滑平順，不能有氣泡，劃痕等缺陷，且不能有頂桿痕跡。 圖 1 塑件 塑件的原始材料分析 塑件外表面光滑平順，不能有氣泡，劃痕等缺陷，且不能有頂桿痕跡。 PA 材料性質： + 河北工程大學畢業設計 4 尼龍類工程塑料外觀上都呈現為角質、韌性、表層光亮、白色（或乳白色）或微黃色、透明或半透明的結晶性樹脂，它容易被著成任一種顏色。作為工程塑料的尼龍分子量一般為 。它們的密度均稍大于 1，密 度： ／ cm3。拉伸強度：＞ 60． 0MPa。伸 長 率：＞ 30%。彎曲強度： MPa 。缺口沖擊強度： (kJ／ m2) ＞ 5。尼龍的收縮率為 1%～ 2%. 需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率 100% 相對吸濕飽和時能吸 8%.使用溫度可－ 40～ 105℃之間。熔 點： 215～ 225℃。合適壁厚 2～ . PA的機械性能中如抗拉抗壓強度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對是 PA 的增塑劑，加入玻纖后，其抗拉抗壓強度可提高 2 倍左右，耐溫能力也相應提高， PA 本身的耐磨能力非常高，所以可在無潤滑下不停操作，如想得到特別的潤滑效果，可在 PA 中加入硫化物。 PA 性能的主要優點 1. 機械強度高，韌性好，有較高的抗拉、抗壓強度。比拉伸強度高于金屬，比壓縮強度與金屬 不相上下，但它的剛性不及金屬。抗拉強度接近于屈服強度，比 ABS 高一倍多。對沖擊、應力振動的吸收能力強，沖擊強度比一般塑料高了許多，并優于縮醛樹脂。 2. 耐疲勞性能突出，制件經多次反復屈折仍能保持原有機械強度。常見的自動扶梯扶手、新型的自行車塑料輪圈等周期性疲勞作用極明顯的場合經常應用 PA。 ，耐熱 (如尼龍 46等 ,高結晶性尼龍的熱變形溫度高 ,可在 150 度下長期使用 .PA66 經過玻璃纖維增強以后 ,其熱變形溫度達到 250 度以上 ). 4. 表面光滑，摩擦系數小，耐磨。作活動機械構件時有自潤滑性，噪 聲低，在摩擦作用不太高時可不加潤滑劑使用；如果確實需要用潤滑劑以減輕摩擦或幫助散熱，則水油、油脂等都可選擇。從而 ,做為傳動部件其使用壽命長 . 5. 耐腐蝕，十分耐堿和大多數鹽液，還耐弱酸、機油、汽油，耐芳烴類化合物和一般溶劑，對芳香族化合物呈惰性，但不耐強酸和氧化劑。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蝕和有很好的抗老化能力。可作潤滑油、燃料等的包裝材料。 6. 有自熄性，無毒，無臭，耐候性好 ,對生物侵蝕呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。 7. 有優良的電氣性能。電絕緣性好 ,尼龍的體積電阻很高 ,耐擊 穿電壓高 ,在干燥環境下，可作工頻絕緣材料，即使在高濕環境下仍具有較好的電絕緣性。 8. 制件重量輕、易染色、易成型。因有較低的熔融粘度，能快速流動。易于充模，充模后凝固點高，能快速定型，故成型周期短，生產效率高。 PA 性能的主要缺點 1. 易吸水。吸水性大，飽和水可以達到 3%以上 .一定的程度上影響尺寸穩定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大；吸水亦會大大降低塑料的機械強度。在選材時，應顧及使用環境及與別的元件的配合精度的影響。纖維增強可降低樹脂吸水率，使其能河北工程大學畢業設計 5 在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好 。常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性，但不可長期與酸堿接觸。 值得注意的是 ,加入玻纖后 ,尼龍的抗拉強度可提高 2 倍左右 ,耐溫能力也相應得到提高 . 2. 耐光性較差。在長期偏高溫環境下會與空氣中的氧發生氧化作用 ,開始時顏色變褐，繼面破碎開裂。 3. 注塑技術要求較嚴：微量水分的存在都會對成型質量造成很大損害 。因熱膨脹作用使制品尺寸穩定性較難控制；制品中尖角的存在會導致應力集中而降低機械強度；壁厚如果不均勻會導致制件的扭曲、變形；制件后加工時設備精度要求高。 4. 會吸收水、 醇而溶脹，不耐強酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。 PA 用途 尼龍主要用于汽車工業 ,電氣電子工業 ,交通運輸業 ,機械制造工業 ,電線電纜通訊業 ,薄膜及日常用品 .制造各種軸承 ,齒輪 ,圓齒輪、凸輪、傘齒輪、輸油管 ,儲油器 ,保護罩 ,支撐架 ,車輪罩蓋 ,導流板 ,風扇 ,空氣過濾器外殼 ,散熱器水室 ,制動管 ,發動機罩 ,車門把手 .軸承、齒輪、滑輪泵葉輪、葉片、高壓密封圈、墊、閥座、襯套、輸油管、貯油器、繩索、傳動帶、砂輪膠粘劑、電池箱、電器線圈、電纜接頭各種滾子、滑輪、泵葉輪、風扇葉片、蝸輪、推進器、螺釘、螺母、耐油密封墊片、耐 油容器、外殼、軟管、電纜護套、剪切機、滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機上各種輸油管、活塞、繩索、傳動皮帶，紡織機械工業設備零霧料，以及日用品和包裝薄膜等。等。還有包裝用帶、食品用薄膜（熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜）的產量也相當大。 PA 成型及后處理 除透明尼龍外，其它尼龍都屬于結晶性塑料，有較高的熔點，熔融溫度范圍較窄，熱穩定性不好。 PA 較易吸濕，潮濕的尼龍在成型過程中，表現為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現銀絲，所得制品機械強度下降，所以加工前材料 必需干燥處理，可在80～ 110℃干燥 6 小時，成型時允許含水量尼龍 6 和尼龍 66 為 %，尼龍 11 為 %，尼龍 610 為 %～ %，最高不得超過 %。注意， PA 類塑料在 90℃以上干燥易引起變色。 PA 流動性好，易溢料，宜用自鎖時噴嘴，并應加熱。同時由于溶體冷凝速度快，應防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起制品不足現象。模具溢邊值 ，而且熔體粘度對溫度和剪切力變化都比較敏感，但對溫度更加敏感，降低熔體粘度先從料筒溫度入手。成型收縮范圍及收縮率大，方向性明顯，易發生縮孔，變形等。 PA 再生 料的使用最好不超過三次，以免引起制品變色或機械物理性能的急劇下降，應用量應控制在 25%以下，過多會引起工藝條件的波動，再生料與新料混合必須進行干燥。 河北工程大學畢業設計 6 開機時應首先開啟噴嘴溫度，然后再給料筒加溫，當噴嘴阻塞時，切忌面對噴孔，以防料筒內的溶體因壓力聚集而突然釋放，發生危險。在停機時要清空螺桿，防止下次生產時，扭斷螺桿。 使用少量的脫模劑有時對氣泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龍制品的脫模劑可選用硬脂酸鋅和白油等，也可以混合成糊狀使用，使用時必須量少而均勻，以免造成制品表面缺陷。 尼龍制品的后處理是為了防止和消除制 品中的殘留應力或因吸濕作用所引起的尺寸變化。后處理方法有熱處理法和調濕法兩種。 a). 熱處理常用方法在礦物油、甘油、液體石蠟等高沸點液體中，熱處理溫度應高于使用溫度 10～ 20℃，處理時間視制品壁厚而異，厚度在 3mm 以下為 10～ 15 分鐘，厚度為 3～ 6mm 時間為 15～ 30 分鐘，經熱處理的制品應注意緩慢冷卻至室溫，以防止驟冷引起制品中應力重新生成。 b). .調濕處理調濕處理主要是對使用環境濕度較大的制品而進行的，其辦法有兩種：一沸水調濕法，二醋酸鉀水溶液調濕法（醋酸鉀與水的比例為 :1,沸點 121℃ ） ,沸水調濕法簡便 ,只要將制品放置在濕度為 65%的環境下 ,使其達到平衡吸濕量即可 ,但時間較長 ,而醋酸鉀水溶液調濕法的處理溫度為 80～ 100℃醋酸鉀水溶液調濕法 ,處理時間主要取決制品壁厚 ,當壁厚為 2小時 ,3mm 為 8小時 ,6mm 為 16～ 18小時 . 塑件的結構、尺寸精度及表面質量分析 結構分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為回轉體，在一個直徑為 118mm 高為 28mm 的圓柱中間有一個直徑為 30mm 孔，上下表面還有對稱的凹面，然后留壁厚為 5mm 。該塑件有凹槽，因此，模具設計時必須設置側向分型抽心機構，該零件屬于中等復雜程度。 尺寸精度分析 該塑件所有尺寸的精度為 IT4 級，對塑件的尺寸精度要求不高，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。 從塑件的壁厚上來看，該塑件的所有壁厚均勻，都為 5mm ，有利于塑件的成型。 表面質量分析 對該塑件表面沒有什么要求，故 比較容易實現。 綜合以上分析，注射時在工藝參數控制的好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 河北工程大學畢業設計 7 明確塑件生產批量 該塑件要求大批量生產。 估算塑件的體積和重量 按照圖 2 塑件各部分體積近似計算： V總 =* *28= V1=*152 *28=19782mm3 V2=*92 **88= V3=10*18**98= V4=15*23**55= V5=(23**92 )**79= 故塑件的體積為： V總 = =61712 mm3 塑件重量為 GS= V*? =*= 式中 ? 為塑料密度 (PA 的密度 3cmg ) 圖 2 塑件各部分體積 分析塑件的成型工藝參數 干燥處理： PA 材料具有吸 濕性 ,加工前材料必需干燥處理，可在 80～ 110℃干燥 6小時 熔化溫度： 215~225℃；建議溫度： 220℃。 模具溫度： 40~60℃。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）。 注射壓力： 80~90MPa。 注射速度：中高速度。 根據塑件形狀及尺寸采用一模二件的模具結構，考慮外形尺寸及注射時所需的壓力情況，參考模具設計手冊初選螺桿式注射機： XS— Z— 125。 河北工程大學畢業設計 8 第二章、確定模具結構方案 脫模原理 制品為骨架。該模具采用斜導柱抽心機構來實現垂直分型動作。鎖緊鍥與定模板做成整體，確保 凹模滑塊 14 的定位鎖緊。 工作原理 模具分流道與側澆口開設在垂直分型面 A— A 上，并由骨架凸翼腔底進料。開模時，分型面分型，斜導柱帶動凹模滑塊做 A— A 垂直分型面分型。最后，由推板推出塑件制品。如圖 3： 圖 3 模具結構原理圖 河北工程大學畢業設計 9 確定型腔數量及布局形式 該塑件在注射時采用一模一件，即模具需要一個型腔。