畢業論文-塑料濕潤水盒結構及其成型模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 透明等級別； (4).流動性比 HIPS 差一點，比 PMMA、 PC 等好，柔韌性好，適于制作一般機械零件，減磨耐磨零件 [2]。 ABS成型的工藝條件見下表 31： 預熱溫度 80～ 85186。C 注射溫度 20～ 90186。C 料筒前段溫度 180～ 200186。C 江蘇大學本科畢業設計說明 書 12 預熱時間 2～ 3h 高壓時間 0～ 5s 料筒中段溫度 165～ 180186。C 噴嘴溫度 170～ 180 186。C 總周期 5～ 220s 料筒后段溫度 150～ 170186。C 表 31 ABS 成型條件 由于本塑件的材料為 ABS，查表知型 腔脫模斜度為 1176。～ 1176。 30′，防止拉傷或擦傷塑件，在脫模方向應具有一定的脫模斜度，則取斜度為 1176。型芯的脫模斜度為 4～ 5186。C ，取 4186。C。 為了避免應力集中，提高塑件的強度，而且美觀，流動性好。改善塑件的流動情況及便于脫模，在塑件的各面或內部連接處應采用圓弧過渡，圓弧半徑的大小取決于壁厚，本設計中結合壁厚選取小圓弧半徑為 2mm，大圓弧半徑取取 4m。 塑料水盒的三維圖 在 UG的建模模塊中，創建塑料水盒的實體模型，如圖 32所示： 圖 32 盒蓋、盒體三維圖 江蘇大學本科畢業設計說明 書 13 第四章 塑料濕潤水盒注塑模設計 制件成型位置及分型面選擇 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統凝料的可分離的接觸表面。以有利于塑件脫模、保證塑件外觀不被破壞、尺寸精度滿足要求、有利于排氣以及模具加工方便等原則選取分型面，分型面。由于制件比較大，所以采用一模一件。具體選取如下圖 41： 圖 41 盒體、盒蓋分型面 模具主要零件的結構設計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型 芯、鑲塊、成型桿和成型環 等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理 ,有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構 成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高。成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限 制造公差和磨損量進行計算 [11]；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設 計，后一種復雜，但能較好的保證尺寸精度。本設計采用平均值法。 凹模工作尺寸首先得確定凹模的工作和徑向尺寸、中心距尺寸、深度尺寸等。 影響制品工作尺寸的因素很復雜， 成型零件的制造公差成型零件的精度越低，生產的制品尺寸或形狀精試也越低。成型零件的制造公差δ z為塑件公差的1/61/3。，塑件成型后的收縮率與多種因素有關。在計算工作尺寸時，通常接平均收縮率計算。模具在分型面上的合模間隙，注射時由于成型壓力的原因，使模具的分型面有一個漲開的趨勢。同時，由于模板分型面平面度的影響，動定模合模注射時存在著一定的間隙，它對垂直于分型面的尺寸有一定影響。此外，成型零件在使用過程中的磨損，活動零件的配合間隙，塑件的脫模斜度和模具的裝配誤差等也都會影響塑件的尺寸精度。 江蘇大學本科畢業設計說明 書 14 綜上所述，常用方 法是成型零件工作尺寸的公差帶法： （ 1） 凹模的徑向尺寸，查得 [15]： 計算公式： 校核公式： 式中 Ls—— 塑件基本尺寸（ mm）； LM—— 成型零件工作尺寸（ mm）； S max—— 最大收縮率； S min—— 最小收縮率； Δ —— 塑件公差值（ mm），查得 ABS 材料的尺寸精度為 4[7] ； δ z —— 成型零件制造公差（ mm），其值可取 1/6Δ ~1/3Δ； δ c —— 成型零件的的磨損量（ mm），一般取 1/6Δ。 盒體： a、長邊： Ls=150mm， Smax=%, 查得，Δ = LM=(1＋ %) = 校核：δ z 取 1/5Δ得δ z=，δ c=1/6Δ =， Smin=%, Ls=(++)150 %=≤ 150 滿足條件： (LM)= b、短邊： Ls=40mm， S max=%， 查得Δ = LM=(1＋ %) 40﹣ = 校核 ：δ z 取 1/5Δ得δ z=，δ c=1/6Δ =， Smin=%, Ls=(++)40 %=≤ 40 滿足條件： LM=。 盒蓋：同盒體， LM=,LM=。 （ 2） 凹模深度的尺寸計算： 計算公式： 校核公式： 式中 Hs—— 塑件基本高度（ mm）； HM—— 成型零件工作尺寸（ mm）； S max—— 最大收縮率； S min—— 最小收縮率； Δ —— 塑件公差值（ mm），查得 ABS材料的尺寸精度為 4[7]； δ z —— 成型零件制造公差（ mm），其值可取 1/6Δ ~1/3Δ； 盒體： HM=80mm，查得，Δ = ， S max=%， S min=%，δ z取 1/5Δ得δ z=， HM=(1+%) =， 校核： HM= %+=﹥ Hs 滿足條件： HM= 江蘇大學本科畢業設計說明 書 15 盒蓋： HM=20mm，查得，Δ = ， S max=%， S min=%，δ z取 1/5Δ得δ z=， HM=(1+%) =， 校核： HM= %+=﹥ Hs 滿足條件： HM= 凸模是成型塑件內形的成型零件，型芯是成型塑件上孔德成型零件，兩者并無嚴格的區別。一般有以下幾種結構形式：整體式凸模、完全整體式凸模 +局部鑲拼嵌入及完全鑲拼嵌入式凸模。結合設計要求及凹模結構選用整體凹模式。 1)型芯徑向尺寸計算（內表面凸起側棱長度和寬度） 型芯徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進行收縮時，可以獲取其下限尺寸，其 計算公式： 校核公式 : 盒體： a、 長邊： Ls=145mm， Smax=%, = LM=(1＋ %) = 校核： δ z 1/5Δ得δ z =，δ c=1/6Δ = Smin=% LZ=(++)145 %=﹤ Ls 滿足條件： LM= b、短邊： Ls=35mm， Smax=%, = LM=(1＋ %) = 校核： δ z 1/5Δ得δ z =，δ c=1/6Δ = Smin=% LZ=(++)35 %=﹤ Ls 滿足條件： LM= 盒蓋：同盒體， LM=,LM=。 2)型芯高度計算（內表面凸起長度） 根據塑件的最大高度和預定的制造偏差δ z 初算型腔深度的基本尺寸 HM，得 計算公式為： 校核公式 : 式中 Hs—— 塑件基本高度（ mm）； HM—— 成型零件工作尺寸（ mm）； Smax—— 最大收縮率； Smin—— 最小收縮率； Δ —— 塑件公差值（ mm），查得 ABS材料的尺寸精度為 4[7]； 江蘇大學本科畢業設計說明 書 16 δ z —— 成型零件制造公差（ mm），其值可取 1/6Δ ~1/3Δ； 盒體： HM=70mm，查得，Δ = ， S max=%， S min=%，δ z取 1/5Δ得δ z=， HM=(1+%) =， 校核： HM= %+=﹥ Hs 滿足條件： HM= 盒蓋： HM=18mm，查得，Δ = ， S max=%， S min=%，δ z取 1/5Δ得δ z=， HM=(1+%) =， 校核： HM= %+=﹥ Hs 滿足條件： HM= 3)成型零 件材料及材性要求 成型零件所用材料的性能及粗糙度要求通常有以下幾個方面 :（ 1）拋光性能；（ 2）強度韌性，一定的硬度和耐磨性； (3）耐熱性；（ 4）耐磨蝕性；（ 5）使用壽命；（ 6）加工性能；（ 7）成本和經濟性。 從以上幾個方面權衡考慮，兼顧取舍。選用 45 鋼，淬火至 55HRC。取其表面粗糙度 mRa 45 鋼，為了減少材料的種類，與凹模材料相對應，凸模材料也選用 45 鋼，淬火至 55HRC。 在實際產品的應用場合，對內表面的要求較低，故選擇凸模的表面粗糙度為 Ra= m。 澆注系統設計 采用簡單澆注系統，由主流道，分流道，冷料穴和直澆口組成。 如圖 42所示。 圖 42 主流道 1 注射機噴嘴； 2定位環； 3澆口套； 4定模 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為 ～ 4mm,一段主流道的設計，主流道圓錐角α =2186。～ 6186。,內壁粗糙度 m，主流道的大端呈圓角，半徑 r=1～ 3mm ,以減小江蘇大學本科畢業設計說明 書 17 料流轉向過渡時的阻力。主流道襯套與定模板采用 H7/m6過渡配合，與定位 圈的配合采用 H9/f9 間隙配合。主流道襯套一般選用 T T10 制造，熱處理強度為52～ 56HRC。主流道襯套的形式，主流道小端入口處與流向機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優質鋼材單獨進行加工和熱處理。襯套都是標準件，只需去買就行了。襯套小端直徑的規格有φ 12, φ 1φ 20等幾種 [9]。 主要參數： (1).塑件材料為 ABS，流動性好，故選擇主流道圓錐角為α =2186。～ 6186。，內壁粗糙度為 Ra= m (2).主流道大端 呈圓角，半徑 r=1～ 3mm 。 (3).由塑件材料為 ABS，盒體塑件質量為 M= =,盒蓋塑件質量為 M= =。選擇主流道直徑為 d=3mm， D=6mm。 (4).澆口套與注射機噴嘴由的接觸球面要求吻合，由于注射機噴嘴球面半徑SR 是定值，由所選取的注射機決定，根據所選注射機， SR=20mm，一般取SR=SR+，為 SR=。斷面凹球面深度 L2=3mm，球面與主流道孔應以清角度連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫落。 (5).定 位環是模體與注射機的定位裝置，保證澆口套與注射機噴嘴對中定位，定位環的外徑 D 應與注射機的定位孔間隙配合，定位環厚度取 L1=15mm。 (6).澆口套長度 L取為 50mm。 分澆道是指主澆道與澆口之間的這一段，它是熔融塑料由主澆道流入型腔的過渡段，也是澆注系統中通過斷面面積變化和塑料轉向的過渡段，能使塑料得到平穩的轉換。 作用：分流道是主流道與進料口之間的一段通道。塑料熔體在分流道改變流向，對多型腔模具起著向各型腔分配塑料的作用。 ①分流道的截面設計 （ 1）根據理論分析 可知，在同等截面面積的條件下，正方形的周邊最長，圓形最短。因此從增大傳熱面積考慮，分流道的截面最好擦用正方形。 （ 2）從減小散熱面積考慮，分流道的截面宜采用圓形。 （ 3）從壓力損失考慮，由于在同等斷面積時圓形的周邊比正方形的短，因此料流阻力小，壓力損失小。 （ 4）從加工方便出發，常用 U形、梯形、正六邊形截面。 ②分流道的尺寸 根據塑料的品種來粗略地估計分流道的直徑，本塑件選用的材料為 ABS。分流道尺寸應在 ～ 之間選取。由于成形件的壁厚為 4mm，這里選取分流道直徑為 5mm。由模 具結構確定，應盡可能短些為好。根據凹凸模結構尺寸及澆口套的各結構尺寸，確定分流道長度為 20mm。 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺