注塑模課程設計說明書-按鈕

塑料成型加工與模具課程設計學院：材料科學與工程學院專業(yè)：材料成型與控制工程班級：08406012學號：0840601226姓名：許慶磊指導教師：周應國2012年01月06日任務書一、任務與要求〔1〕給定形狀比擬簡單塑件，獨立擬定塑件的成型工藝，正確選用成型設備；〔2〕合理選擇模具結構，根據(jù)塑件圖的技術要求，提出模具結構方案，并使之結構合理，質(zhì)量可靠，操作方便。〔3〕正確地確定模具成型零件的結構形狀、尺寸及技術要求；〔4〕所設計的模具應當制造工藝性良好，能高效、優(yōu)質(zhì)、可靠地生產(chǎn)，且模具使用壽命長，造價廉價?！?〕課程設計時間為1周，設計中要完成以下工作：模具裝配圖1張〔A1或A2〕成型零件圖2～4張制品圖1張設計計算說明書〔10～20頁〕二、設計題目設計主要內(nèi)容一、塑件成型工藝分析1、塑料性能分析本塑件材料為聚丙烯，代號為PP。聚丙烯的主要特點是密度小，約為0.9g/cm3。它的力學性能如屈服強度、抗張強度、抗壓強度及硬度等，均優(yōu)于低壓聚乙烯，并有很突出的剛性，耐熱性較好。可在100℃以上使用。假設不受外力，那么溫度升到150℃也不變形。根本上不吸水，并且有較好的化學穩(wěn)定性，除對濃硅酸、濃硝酸外，幾乎都很穩(wěn)定。高頻電性能優(yōu)良，且不受溫度影響，成形容易。缺點是耐磨性不夠高，成形收縮率較大，低溫呈脆性。熱變形溫度亦較低?？勺龈鞣N機械零件，如法蘭、齒輪、接頭、泵葉輪、汽車零件，化工管道及容器設備。并可用于制造襯里，外表涂層、錄音帶，醫(yī)療儀器及手術儀器等。2、成型工藝分析PP的吸濕性很小，因此成型前不需要枯燥處理。PP的抗氧化能力很低，因此在塑化時應參加抗氧化劑。粒狀PP在注射機料筒內(nèi)進行加熱塑化，到達流動后由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔，分為充模、壓實、保壓、倒流、冷卻五個階段，盡量縮短保壓時間。PP的成型條件如下：注射成型機類型螺桿式收縮率1.0～2.0%〔塑件壁厚t=3mm〕預熱溫度80～100℃預熱時間1～2h模具溫度40～80℃注射壓力80～120MPa料筒前段溫度200～220℃料筒中段溫度180～200℃料筒后段溫度160～180℃注射時間0～5s高壓時間20～60s冷卻時間20～90s總周期50～160s螺桿轉速48r/min〔注：以上數(shù)據(jù)來自《塑料模具設計手冊》〕3、塑件結構分析塑件結構比擬簡單，如下列圖所示，此塑件的尺寸無精度要求，為自由尺寸，均按MT6級精度取公差值。外表粗糙度沒有特別要求。此塑件外型如下，總體尺寸不大不小，塑件成型性能良好。圖1二、塑件分型面位置的分析分型面應選擇在塑件截面最大處，盡量取在料流末端，利于排氣，保證塑件外表質(zhì)量。該塑件的最大截面在尺寸L處，如圖1所示。所以分型面設置在尺寸L處符合模具的開模要求，防止了在塑件外表留下分型線的痕跡。另外塑件對型芯產(chǎn)生的包緊力足以保證塑件留在動模一側，使得產(chǎn)品的推出并無太大阻礙。考慮塑件收縮率的問題，可設置脫模斜度和外表粗糙度解決。三、塑件型腔數(shù)量及排列方式確實定根據(jù)設計要求，模具結構為單型腔模具，型腔設置在模具中心，所以不存在排列問題。四、注射機的選擇及有關參數(shù)的校核1、注射量的計算通過proe三維軟件，計算出塑件的體積為：=377061塑件的質(zhì)量為：m塑=ρV塑=0.9x377.061=339.355g另外，流道凝料可按塑料體積的0.3陪來估算，那么2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需脹型力的計算由于該塑件為單型腔模具，根據(jù)塑件形狀得知塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A為脹型力：其中=15〔查《塑料成型加工與模具》表5-1得〕3.初選注射機PP的吸濕性很小，因此成型前不需要枯燥處理。PP的抗氧化能力很低，因此在塑化時應參加抗氧化劑。粒狀PP在注射機料筒內(nèi)進行加熱塑化，到達流動后由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔，分為充模、壓實、保壓、倒流、冷卻五個階段，盡量縮短保壓時間。根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和脹型力的值，選用型號為XS-ZY-500的注射成型機。其具體參數(shù)如下：標稱注射量/665注射壓力/MPa196注射方式螺桿式螺桿直徑65mm鎖模力/KN3500模板最大行程/mm700模板最大厚度/mm450模板最小厚度/mm300推出形式中心液推出噴嘴球半徑/mm18噴嘴孔直徑/mm6定位圈尺寸/mm1004、注射機的校核〔1〕、注射量的校核為保證成型過程順利進行，模具需要實際注射量應該小于或等于某注射機標稱注射量的80%，即：式中n為型腔個數(shù)；為單個塑件容積；為澆注系統(tǒng)的容積。代入數(shù)據(jù)得：結論：滿足要求?！?〕、注射壓力的校核為保證成型過程順利進行，注射機的標稱注射壓力應大于塑件成型所需的注射壓力。查《塑料模具設計手冊》得PP料的注射壓力為〔80～130〕MPa。又所以符合要求?！?〕、鎖模力校核注射機的標稱鎖模力必需大于塑件的脹型力即：。根據(jù)前面的數(shù)據(jù)：結論：符合要求?！?〕、開模行程的校核確定該塑件采用單分型面模具。要求注射機的最大開模行程大于模具實際開模所需的開模距離。因XS-ZY-500是具有液壓-機械式合模機構的注射機，其最大開模行程與模具厚度無關。所以對于單分型面注射模而言，模具所需的開模行程為：結論：符合要求。綜上所述，注射機滿足本塑件的使用要求。五、成型零部件工作尺寸的計算此塑件的尺寸無精度要求，為自由尺寸，均按MT7級精度取公差值。且塑件各類尺寸均為不受模具活動局部影響的A類尺寸。單位：mm采用單向負偏差標注的尺寸ABCD尺寸90807476.7公差2.101.801.801.80采用單向正偏差標注的尺寸EFHG尺寸602064.6440公差1.540.881.541.14查塑料模設計手冊知，對于pp塑件，取收縮率=2%。型腔徑向尺寸計算公式：因為塑件的精度較低，所以取型腔制造公差=1/4，磨損量=1/12，x=2/3。那么型腔徑向各尺寸計算如下：尺寸1：尺寸2：尺寸3：型芯徑向尺寸計算公式：，取型芯制造公差=1/4，x=2/3。那么型芯徑向各尺寸計算如下：尺寸4：尺寸5：尺寸6：型腔深度尺寸計算公式：，取=1/3，x=1/2。那么型腔的深度為：尺寸7：型芯的高度尺寸計算公式：，取=1/3，x=1/2。那么型芯的高度為：尺寸8：六、澆注系統(tǒng)的形式的選擇及工藝參數(shù)的校核1、主流道的設計本塑件型腔的深度較大，屬于體積較大的深殼體塑件，對塑料熔體形成較大阻力，適合使用直接澆口。使用直接澆口可以增大澆口橫截面積，減少流動阻力，有助于排氣及消除熔接痕，并且其強大的保壓補縮能力更容易保證塑件的完整成型。另外，塑件底部平整度的要求不高，所以直接澆口留下的冷凝料對塑件的使用要求影響較小。于是本塑件采用直接澆口。(1)為了防止?jié)部谔着c注射機噴嘴對接處溢料，主流道與噴嘴的對接處應設計成半球形凹坑，凹坑深度為，其球面半徑SR應比注射機噴嘴頭球面半徑大1~2mm；主流道小端直徑比噴嘴大0.5~1mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。已選的機臺噴嘴孔直徑為6mm，噴嘴球半徑為18mm，那么主流道小端直徑為7mm，球面半徑為20mm，凹坑深度取。(2)為了減少對塑料熔體的阻力及順利脫出主流道凝料，主流道通常設計成圓錐形，內(nèi)壁外表粗糙度應加工小于等于。(3)主流道的圓錐角設得過小，會增加主流道凝料的脫出難度；設得過大，又會產(chǎn)生湍流或漩渦，卷入空氣，所以，通常取。本塑件主流道的圓錐角取。(4)主流道大端呈圓角過渡，圓角半徑，以減小料流轉向過渡時的阻力。本塑件主流道大端圓角半徑取。(5)在模具結構允許的情況下，主流道的長度應盡能短，一般取，過長那么會增加壓力損失，使塑料熔體的溫度下降過多，從而影響熔體的順利充型。根據(jù)模板的厚度而定。初選L=50mm。(6)為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈分開設計，主流道長約等于模板厚度。襯套如下列圖所示材料采用T10A鋼，熱處理淬火后外表硬度為53HRC～57HRC。七、成型零件剛度及支承板厚度計算該模具的凸、凹模均采用整體式。底板厚度t==5mm側壁厚度s==1.11mm八、排氣系統(tǒng)設計當塑料熔體充填型腔時，必須有順序的排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱分解而產(chǎn)生的氣體；假設不及時的排出氣體塑件會因填充缺乏而出現(xiàn)氣泡或外表輪廓不清。一般模具采用間隙配合進行排氣，也可以在分型面上開設排氣槽進行排氣。根據(jù)實際情況并考慮本錢，本模具直接利用分型面排氣，并且推件板與型芯的配合間隙輔助排氣。九、導向機構的設計注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機相配合，是模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構那么通過導柱導套進行合模定位。錐面定位那么用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比擬簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位機構。十、脫模推出機構的設計由于塑件形狀較為簡單，本模具方案選用推件板推出機構來完成塑件的推出。推件板推出機構又稱頂板頂出機構，他有一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿所組成。這種推出機構簡單，運動平穩(wěn)，且推出力大，頂出力也均勻。塑件在推出時所受到的變形比擬小，推出也比擬可靠。為了減少推出過程中推件板和型芯的摩擦，應在推件板和型芯間留有0.20～0.25mm的間隙〔原那么上應不摩擦型芯〕。推出機構工作時，推件板除了與型芯作配合外，還依靠與推件板用螺釘相連的推桿進行支撐與導向。這種推出機構結構緊湊，推板在推出過程中也不會掉下。推件板和型芯的配合精度為H7/f7～H8/f7的配合。十一、模架的選擇1、各模板尺寸確實定由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，在根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用結構形式為A3型、模架尺寸為的標準模架，可符合要求。(1)A板尺。A板是定模型腔板，塑件高度為80mm，型腔最小底板厚度為5mm,考慮到直澆口的長度等因素，故A板厚度取97mm。(2)B板尺寸。是型芯固定板，考慮力學穩(wěn)定性及模板上還要開設冷卻水道，還需留出足夠的距離，故B板厚度按模架標準板厚取32mm。(3)C板〔墊塊〕尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+〔5～10〕mm=〔60+20+15+5～10〕mm=100～105mm，初步定C板厚度為100mm。〔4〕模架高度HH=32+97+20+32+100+32=313mm經(jīng)上述尺寸計算，模架已經(jīng)確定,模架結構形式為A3型標準模架，其外形尺寸為：。2.模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機來校核該模具設計的尺寸。〔1〕模具高度尺寸426mm，300mm<313mm<450mm〔模具的最小厚度和最大厚度〕，校核合格?！?〕模具的開模行程S=H1+H2+〔5～10〕mm=60+80+〔5～10〕=145～150<700mm，校核合格。十二、模具開合模動作過程模具裝配試模完畢之后，模具進入正式工作狀態(tài)，根本工作過程如下.(1)對塑料PP進行烘干，并裝入料斗。(2)清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進行適當?shù)念A熱。(3)合模、鎖緊模具。(4)對塑料進行預塑化，注射裝置準備注射。(5)注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結后的冷卻和脫模。(6)脫模過程。開模時，由于塑件對型芯的包緊力式塑件留在動模一側。開模到一