材料成型及控制工程設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 關系并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模一副模具根據需要可能有一個或兩個以上的分型面分型面可以是垂直于合模方向也可以與合模方向平行或傾斜我們在這里選用與合模方向傾斜 311 分型面的形式 分型面的形式與塑件幾何形狀脫模方法模具類型及排氣條件澆口形式等有關我們常見的形式有如下五種水平分型面垂直分型面斜分型面階梯分型面曲線分型面 312 分型面的選擇原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置澆注系統(tǒng)的設計塑件的結構工藝性及精度形狀以及摧出方法模具的制造排 氣操作工藝等多種因素的影響因此在選擇分型面時應綜合分析 選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則 1 分型面應該選擇在制品最大截面處這是首要原則 2 盡可能使制品留在動模的一側 3 盡可能滿足制品的使用要求 4 盡可能減小制品在合模方向上的投影面積以減小所需的鎖模力 5 不應影響制品尺寸的精度和外觀 6 盡量簡單避免采用復雜形狀使模具制造容易 7 不妨礙制品脫模和抽芯 8 有利于澆注系統(tǒng)的合理設置 9 盡可能與料流的末端重合有利于排氣 在實際設計中不可能全部滿足上述原則一般應抓住主要矛盾在此 前提下確定合理的分型面 313 分型面位置的確定 圖 31 分型面位置 32 確定型腔數量及排列方式 一般來說精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結構對于精度要求不高的小型塑件沒有配合精度要求形狀簡單又是大批量生產時若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件使生產效率大為提高型腔的數目可根據模型的大小情況而定 為了使模具與注射機的生產能力的匹配提高生產效率和經濟性并保證塑件體精度模具設計時應確定型腔數目常用的方法有四種 1 根據經濟性能確定型腔數目 2 根據注射機的額定鎖模力確定型腔數目 3 根據注射機的最 大注射量確定型腔數目 4 根據制品精度確定型腔數目 該塑件對精度要求不高且為大批量生產同時考慮到塑件尺寸模具結構尺寸的大小關系以及制造費用和各種成本費等因素可采取一模兩腔的結構形式 33 模具結構形式的確定 從塑件上容易看出模具的分型面位置推出機構的設置以及澆口的位置分型面為單分型面垂直分型 從上面的分析可知本模具設計為一模兩腔根據塑件結構形狀推出機構采用推桿推出的形式澆注系統(tǒng)設計時流道采用對稱平衡式澆口采用側澆口且開在分型面上由上綜合分析可確定選用單分型面注射模 第四章 注射機型號的確定 在設計注射模具時 應該對注射機有關技術規(guī)范進行必要的了解以便設計出符合要求的模具同時選定合適的注射機型號選用注射機時通常是以某塑件或模具實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號然后進行校核除了模具的結構類型和一些基本參數和尺寸外模具的型腔數需用的注射量塑件在分型面上的投影面積成型時需要的合模力注射壓力模具的厚度安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參數密節(jié)相關 4． 1 塑件參數 由通過三維軟件 PROE 可以計算出塑件的體積 塑件體積 V 2557 塑件質量 m ρ V 105 2557 2685g 取ρ 105g 42 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能確定準確的數值但是可以根據經驗按照塑件體積的 021 倍來估算考慮到設計為 2 腔加上澆注系統(tǒng)的冷凝料故有 102～ 1 2 61368～ 10228 4． 3 注射機型號的確定 根據以上計算得出在一次注射過程中注入模具型腔的塑料的總體積取為 103 由參考文獻 [1]公式得 08 10308 12875 同時考慮到注射機的注射壓力查參考文獻 [2]P233 初步選擇注射機型號為 XSZY250 注塑機的主要技術規(guī)格如下表 表 41 注塑機的主要參數 名稱 數值 形式 名稱 數值形式 理論注射容積 cm3 250 螺桿直徑 mm 50 注射壓力 MPa 130 注射行程 mm 160 塑 化 能 力 gs 189 注射時間 s 2 合模力 kN 18 105 最大成型面積 500 移模行程 mm 500 最大模具厚度 mm 350 模具最小厚度 mm 200 合模方式 增壓式 拉桿空間 mm 448 370 推出形式 中 心 及兩 側推 出 電動機功率 kW 185 噴嘴球半徑 mm 18 噴嘴口直徑 mm 4 定位孔直徑 mm 125 4． 4 注塑機的相關參數的校核 以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機型號為了保證正常的注射成型模具每次需要的實際注射量應該小于某注射機的公稱注射量即 式子中實際塑件包括澆注系統(tǒng)凝料的總體積 441 注射壓力校核 查參考文獻 [1]P74 表 41 可知 ABS 所需注射壓力為 80～ 110MPa 這里取 P0 80MPa 該注射機的公稱注射壓力 130MPa 注射壓力安全系數 125～ 14 這里取 13則 13 80 104MPa 130MPa 所以注射機注射壓力合格 442 鎖模力校核 鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加 的最大夾緊力當高壓的塑料熔體充填模腔時會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力為此注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力查參考文獻 [1]P74 有 由 PROE分析測量面可得每個塑件在分型面上的投影面積約為 2676澆注系統(tǒng)的投影面積取每個塑件的投影面積的 02～ 059 故有塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積為 26769 3576 則有模具的型腔的內的脹型力 3576 35 125160N 是模具型腔內壓力通常取注射壓力的 20～ 4025～ 40MPa35MPa 鎖模力的安全系數為 11～ 12 這里取 12 則 12 125160 150192 鎖模力 1800KN 所以注塑機鎖模力合格 第五章 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道澆注系統(tǒng)設計好壞對制品性能外觀和成型難易程度影響頗大 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)普通澆注系統(tǒng)一般由主流道分流道澆口和冷料穴等四部分組成 5． 1 澆注系統(tǒng)的設計原則 對澆注系統(tǒng)進行整體設計時一般應遵循如下基本原則 1 結合型腔的布置考慮盡可能采用平衡式分流道布置 2 采用盡量短的熔體流程以減少熱量與壓力損失 3 熔接痕部位與澆口尺寸數量及位置有直接關系設計澆注 系統(tǒng)時要預先考慮到熔接痕的部位形態(tài)以及以制品質量的影響 4 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產生沖擊防止型芯變形和嵌件位移 5 澆注系統(tǒng)凝料脫出應方便可靠凝料應易于和制品分離或易于切除和修整 6 澆注系統(tǒng)的設計應有利于良好的排氣 7 流動距離比和流動面積比的校核 8 設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施 9 應盡可能使主流道中心與模板中心重合若無法重合也應使兩者的距離盡量縮小 10 盡量減小因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料用量 5． 2 主流道的設計 主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道通常位于模具中心塑料熔體的入口處它將注塑機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中 主流道的形狀為圓錐形以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出主流道的尺寸直接影響到熔體的流速和充模時間必須使熔體的溫度降低和壓力降最小且不損害其把塑料熔體輸送到最遠位置的能力 521 主流道尺寸 1 主流道的長度主流道長度不宜過長過長則會影響熔體的順利充型按所選模架可適當調節(jié) 2 主流道小端直徑 d 注塑機噴嘴尺寸 05～ 1mm 405 45mm 3 主流道大端直徑 d′ d2L 主 tana 8mm 式中 a 2176。 4 主流道球面半徑 S 注塑機噴嘴球頭半徑 1～ 2mm 182 20mm 5 球面的配合高度 h 3mm 522 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標準件可選主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸易磨損對材料的要求高因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設計成一個整體但考慮上述因素通常仍然將其分開設計以便于拆卸更換同時也便于選用優(yōu)質剛才進行單獨加工和熱處理設計中常用碳素工具鋼 T8A 或 T10Ａ 5055HRC 53 分流道的設計 分流道就是主流道與澆口之間的通道一般開設在分型面上起分流和轉向的作用 多型腔模具必定 設計分流道單型腔大型腔塑件在使用多個點澆口時也要設置分流道 如下圖所示 531 分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局兩者相互影響分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類 在設計時應考慮盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低同時還要考慮減小分流道的容積和壓力的平衡 532 分流道的長度 由于流道設計簡單根據一個型腔的設計和所選模架初步選定分流道長度為40mm 533 分流道的截面形狀 通常分流道的斷面形狀有圓形矩形梯形 U 形和六角形等為了便于加工和凝料的脫落分流道設計在型腔中 534 分流道的截面 尺寸 分流道尺寸由塑料品種塑件的大小及流道長度確定對于重量在 200g 以下壁厚在 3mm 以下的塑件可用以下經驗公式計算分流道的直徑查參考文獻 [1]P94 式416 有 式中 D 分流道的直徑 mm W 塑件的質量 g L 分流道的長度 mm 由于所設計的塑件的質量小于 200g 故按以上公式確定其直徑 由于此式計算的分流道直徑限于 32mm～ 95mm8mm 535 凝料體積 1 分流道的長度為 3040 2 110mm 2 分流道截面積 432 2 7 3 凝料體積 110 7 770mm3 077 考慮到其他的影響取 10 536 校核剪切速率 1 確定注射時間查參考文獻 [2]P11 表 23 可取 t 16s 2 計算單邊分流道體積流量 22t 052 2557 16 35s 3 剪切速率由參考文獻 [2]P14 式 222 可得 111557 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在 5 102～5 103s 之間所以分流道內熔體的剪切速率合格 537 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低一般取 Ra125um25um 即可此處取 Ra16um另外其脫模斜度一般為 14176。 54 澆口的設 計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分澆口的形狀位置和尺寸對塑件的質量影響很大 澆口的理想尺寸很難用理論公式計算通常根據經驗確定取其下限然后在試模過程中逐步加以修正 一般澆口的截面積為分流道截面積的 3～ 9 截面形狀常為矩形或圓形澆口長度為 05～ 2mm 表面粗糙度 Ra 不