瓶盖注塑课程设计报告说明书.doc
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1、 目 录第 一 部分 产品的说明 2第 二 部分 塑件的工艺分析 3第 三 部分 型腔的数目确定及排布 5第 四 部分 注射机的型号和规格选择及校核6第 五 部分 分型面的选择 7第 六 部分 浇注系统的设计 9 第 七 部分 凹模和型芯尺寸计算和结构设计11第 八 部分 脱模推出机构的设计 12第 九 部分 合模导向机构的设计 14第 十 部分 冷却系统设计 15 第十一部分 模具的结构分析与设计17第十二部分 设计小结 18第十三部分 参考文献 19一、 产品的说明1.1课程设计目的本课程设计的目的是使我们巩固和加深对塑料模有关理论的认识,提高设计计算、制图和查阅参考资料的能力。使得我们能
2、正确运用专业知识,初步掌握制定注塑工艺规程及进行注塑模具设计的原则和方法。在课程设计中应本着技术上先进、经济上合理的原则,制定注塑工艺规程和设计有关的注塑模具。塑料制品名称:端盖产量:10万件;塑料原料:ABS;收缩率:0.3%0.8%;要求塑料表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷;塑件图:如图1-1所示为制品的图样。 图1-1二、塑件的工艺分析(一)塑料化学名称:ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料2.1.2材料分析:ABS外观为不透明呈象牙色粒料,其制品可着成五颜六色,并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右,吸水率低。ABS同其他材料的结合性好,易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指
3、数为1820,属易燃聚合物,火焰呈黄色,有黑烟,并发出特殊的臭味。ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。ABS的热变形温度为93118,制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性,可在-40100的温度范围内使用。ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料,可用通用的加工方法加工。 ABS的熔体流动性比PVC和PC好,但比PE、PA
4、及PS差,与POM和HIPS类似;ABS的流动特性属非牛顿流体;其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系,但对剪切速率更为敏感。 ABS的热稳定性好,不易出现降解现象。ABS的吸水率较高,加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度8085,时间24h;对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温度7080,时间1818h。ABS制品在加工中易产生内应力,内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验;如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止,应进行退火处理,具体条件为放于7080的热风循环干燥箱内24h,再冷却至室温即可。2.1.3塑件注射成型工艺参数的确定:根据该塑件的结构特点和得成型性能,查相关手册得到ABS
5、塑件的成型工艺参数: 表2-1塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度8090成型时间/s注射时间05时间0.5h保压时间1560料筒温度/后段140160冷却时间1560中段总周期40140前段170200螺杆转速/(r/min)3060喷嘴温度/150170后处理方法室温空冷模具温度/3040温度/注射压力/MPa60100时间/h12(2) 塑件2.2.1 塑件的使用性能该塑件为端盖,制品表面并不复杂,其外表面要求光洁,不能留有浇点痕,另外要求材料有较好的力学性能,如抗拉强度、弹性模量等都要求较高。2.2.2 表面质量分析本塑件结构简单,壁厚均匀,模架结构较简单。精度
6、要求较高,为四级精度,材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型性能一般,其他并无特殊要求。塑料表面要求表面光泽,不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷,另外制品外表面不能有浇点痕。表面粗糙度可取Ra1.6。2.2.3 结构工艺性分析此塑件为回转体壳类零件,腔体深10mm,壁厚均匀10mm,大于最小壁厚要求。总体尺寸5010,属于小型塑件。侧壁无斜度,由于高度较小,可以顺利脱模。塑件上下面平直度高,可以提高模具精度、改善熔体的流动情况和便于加工。2.2.4 生产实际考虑通过以上的分析可知,此塑件可采用注射成形生产。因产量为10万件,属于大批量生产,在设计模具时,要提要塑件的生产效率,倾向于采用多型腔、高寿命
7、、自动脱模的模具,以降低生产成本,采用注射成形具有较高的经济效益。3、 型腔的数目确定及排布3.1 型腔的数目确定对于高精度制品,由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀,故通常推荐型腔数目不超过个,塑料件的精度为4级左右。以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑,塑件的生产批量为10万件,属于大批量生产,且塑件精度要求不高,为使模具尺寸紧凑,型腔数目初定为2腔,排布形式为矩形的平衡布局。采用一模两腔的优点:A.型腔分布平衡,结构紧凑,节省模具成本;B.从经济上考虑,可以节省单个制件的成本;C.冷却系统便于设置,冷却效果好。4、 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的,因此在
8、设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解,以便设计出符合要求的模具,同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑,需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时,最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范。因为即使同一规格的注射机,生产厂家不同,其技术规格也略有差异。4.1计算塑件的体积根据制件的三维模型,利用三维软件Pro/e直接求得塑件的体积为:V1=12.86cm3。ABS的密度为1.081.2g/cm3,则质量M=12.861.1=14.15g。4.2计算所需的体积根据公式Vma*=(nVs+Vj)/K式中 Vma*注射机的最大注射量(cm3) n型腔
9、数量 Vs塑件体积(cm3) Vj浇注系统凝料体积(cm3) K注射机最大注射量利用系数,一般取K=0.8已知n=2,Vs=12.86cm3,估计Vj=15cm3则 Vma*=(212.86+15)/0.8=50.9cm34.3选用注射机根据总体积V= 50.9cm3,初步选取*S-ZY-125型螺杆式注射成型机。*S-ZY-125型螺杆式注射成型机主要参数如下表所示主要技术参数项目参数数值主要技术参数项目参数数值最大注射量/ cm3125最大模具厚度/mm300螺杆直径/mm42动、定模固定板尺寸/mm428*458注射压力/Mpa120最小模具厚度/mm200注射行程/mm115定位圈直径
10、/mm100注射方式螺杆式最大开模行程/mm300锁模力/KN900喷嘴孔直径/mm44.4注射机的校核(1)最大注射量已知VsVj=12.862+15=40.72,Vma*=125,K取0.8,则VsVjKVma* ,适合。(2)注射压力已知P注= 7090 MPa,P公=120MPa,则P注 P公 ,适合。(3)锁模力已知Fn =(nA1+Aj)pFn=900kN,行腔内压力一般为注射机压力的80%左右,查表52得型腔压力为30,则A=3.14(50/2)22156=4081mm2F=304081=122430N=122kN显然F F锁,适合。(4) 开模行程校核开模行程是指从模具中取出塑
11、料所需要的最小开合距离,用H表示,它必须小于注射机移动模板的最大行程S。所需开模行程为:S = H1 + H2 +(510)=15+15+10=40 mm 300 mm5、 分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以与合模方向平行或倾斜。5.1分型面的形式分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关,我们常见的形式有如下五种:水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。5.2分型面的选择原则a)、便于塑件脱模:、 在开模时尽量使塑件留在动模内
12、、应有利于侧面分型和抽芯 、应合理安排塑件在型腔中的方位;b)、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c)、尽力保证塑件尺寸的精度要求(如同心度等)d)、有利于排气 该产品为瓶盖,外形表面质量要求较高,选择分型面时,根据分型面选择原则,要求尽量不影响塑件外观质量,便于清除毛刺及飞边,有利于排除模具型腔内的气体,分模后塑件留在动模侧,便于取出塑件等因素,分型面应选择在塑件外形轮廓最大处。综合上述分型面选择为水平分型面,选在端盖的下底面处,如图所示6、 浇注系统的设计6.1浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中,以获得组织致密
13、、外形轮廓清晰的塑件。因此,浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统,它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。6.2 浇注系统设计原则(1)浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置;(2)结合型腔布置考虑,尽可能采用平衡式分流道布置;(3)尽量缩短熔体的流程,以便降低压力损失、缩短充模时间;(4)浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键,应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动,有利于排气和补缩,且应设在塑件较厚的部位,以使熔料从后断面移入薄断面,以利于补料;(5)避免高压熔体对模具型芯和嵌件产
14、生冲击,防止变形和位移的产生;(6)浇注系统凝料脱出应方便可靠,凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修;(7)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系,设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态,以及对制品质量的影响;(8)尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量;(9)浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度,其中浇口应有IT8以上的精度要求;(10)设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施;(11)尽可能使主流道中心与模板中心重合,若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。6.3 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道
15、的形状为圆锥形,以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。6.3.1 主流道尺寸主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道,通常和注射机喷嘴在同一轴线上,断面为圆形,带有一定的锥度,其主要设计点为:(1)主流道小端直径d主流道小端直径d = 注射机喷嘴直径+0.5 1= 4 + 0.51 取d = 4.5(mm)这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出。(2)主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23mm。反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR = 注射机喷嘴球头半径 + 12 = 12 + 12取d = 1
16、4(mm)(3)对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式,然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/j6过渡配合。(4)主流道衬套一般选用T8、T10制造,热处理强度为5256HRC。6.4 分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积不大而且形状不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用点进料的方式,有利于塑件的成型和外观质量的保证。从便于加工的方面考虑,采用截面形状为圆形的分流道.查有关的手册,选择R=3mm。此外该
17、模具是一模2件,型腔的数量较少,模具的结构简单而不紧凑,所以采用平衡式,各个型腔的分流道的断面形状及大小、分流道长度都取作一致。这样,熔体就能以相同的成型压力和温度同时充满各个型腔,使一模内成型出的各个塑件的尺寸及性能容易保持一致。6.5 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算,通常根据经验确定,取其下限,然后在试模过程中逐步加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%,计算得点浇口截面积为一,截面形状常为矩形,浇口长度为0.52mm,取2mm。表面粗糙度Ra不低于0.4
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