贮油杯盖注塑模具设计版本2 4腔 尺寸有变【全套图纸和说明书】【原创资料】
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一、塑件成型
材料:ABS
尺寸和形状:贮油杯盖
1)脱模斜度:0.5°~1°;
2)未注圆角:R0.5mm~R1mm。
工艺性分析
本设计实例为一贮油杯盖。脱模斜度30'~1°。塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷的;塑件材料ABS,生产批量为大批量,塑件公差按模具设计要求进行转换。
1.塑件的分析
(1)外形尺寸
该塑件壁厚为0.5 mm,底部盖面壁厚2.5mm,塑件外形尺寸不大,塑料熔体流程不太长,适合于注射成型,如图所示。
(2)精度等级
低精度MT7
(3)脱模斜度
ABS塑料作为一种无定型材料,收缩率要低于半结晶材料。一般来讲,保压压力越高、持续时间越长,则收缩率也就越小。
参考表3-1选择该塑件上型芯脱模斜度为30’和凹模的脱模斜度均为1°。
2. ABS的性能分析
(1)使用性能
ABS性能
塑料ABS无毒、无味,外观呈象牙色半透明,或透明颗粒或粉状。密度为1.05~1.18g/㎝3,收缩率为0.4%~0.9%,弹性模量值为0.2Gpa,泊松比值为0.394,吸湿性<1%,熔融温度217~237℃,热分解温度>250℃。



- 内容简介:
-
1 广东石油化工学院 课程设计说明书 题 目 贮油杯盖塑料制件的工艺规程及成型模具设计 专 业: 机 电 工 程 学 院 班 级: 材料成型及控制工程 学 生: 黄 丹 丹 学 号: 09024180103 指导教师: 陶 筱 梅 完成时间: 2013年 1 月 7 日至 2013 年 1 月 18 日 2 塑料成型模具设计课程设计任务书 机电工程学院 材料成型及控制工程 专业 12 班 学生 肖静 一、课程设计题目: 制订 贮油杯盖 2 塑料制件的工艺规程并设计其成型模具 二、原始设计资料: 按附图及要求 给定生产批量: 大批量 三、设计工作起止日期: 2015 年 09 月 08 日 2013 年 10 月 08 日 四、设计内容要求: 1. 明确设计任务,确定成型工艺,选择成型设备; 2. 确定成型模具的结构方案; 3. 计算成型模具零件的工作尺寸,关键部位进行强度计算及校核; 4. 绘制成型模具的结构总装图( 0或 1图); 5. 绘制三四张主要零件图(非标准件); 6. 图纸应符合制图标准及规范; 7. 按进度要求分阶段呈交指导教师检查设计工作; 8. 设计图纸及计算说明书必须经指导教师审查后方能参加答辩。 五、进度要求: 1. 明确设计任务,查阅资料。 1 天 2. 分析塑件结构,方案设计。 1 天 3. 模具结构设计。 3 天 4. 零件设计。 2 天 5. 编写设计计算说明书。 2 天 6. 答辩。 1 天 六、应交的设计资料(装入档案袋): 1. 设计计算说明书一份(要求打印); 2. 模具结构总装图一张; 3. 零件图三四张。 七、主要参考资料 1. 塑料模设计手册 .手册编写组编 . 机械工业出版社 2. 实用塑料注射模设计与制造 . 陈万林等编 . 机械工业出版社 3. 塑料注射成型模具结构图册 . 上海市第二轻工协会 4. 典型注射模具结构图册 . 中南工业大学出版社 5. 机械制造工艺师手册 . 机械工业出版社 6. 李秦蕊主编 . 塑料模具设计 . 西北工业大学出版社 教研室负责人 指导教师 接受设计任务开始执行日期 年 月 日 学生签名 一、塑件成型 3 材料: 寸和形状: 贮油杯盖 1)脱模斜度: 1; 2)未注圆角: 工艺性分析 本设计实例为一 贮油杯盖 。脱模斜度 301。塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷的 ;塑件材料 产批量为大批量,塑件公差按模具设计要求进行转换。 (1)外形尺寸 该塑件壁厚为 0.5 部盖面壁厚 件外形尺寸不大,塑料熔体流程不太长,适合于注射成型,如图所示。 (2)精度等级 低精度 3)脱模斜度 料作为一种无定型材料 ,收缩率要低于半结晶材料 。 一般来讲,保压压力越高、持续时间越长,则收缩率也就越小。 参考表 3择该塑件上型芯 脱模斜度为 30 和凹模的脱模斜度均为 1 。 2. 性能分析 4 (1)使用性能 能 塑料 毒、无味,外观呈象牙色半透明,或透明颗粒或粉状。密度为 3,收缩率为 弹性模量值为 松比值为 湿性 250 。 力学性能 塑料 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;塑料 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。 耐蠕变性比 ,但比 。 弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。 力学性能受温度的影响较大。 热学性能 塑料 热变形温度为 93118 ,制品经退火处理后还可提高 10 左右。 时仍能表现出一定的韧性,可在 00 的温度范围内使用。 电学性能 塑料 电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用。 环境性能 塑料 受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。 耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。 (2)成型 性能 流动性中等 ,吸湿大 ,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥803小时 . 高模温 ,但料温过高易分解 (分解温度为 270度 )模温宜取 50对高光泽 模温宜取 60 提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。 产 3致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。 5 (3) 主要性能 指标 密度 ( g/ 弹性模量 容( g ) 弯曲强度 80 吸水率 %( 24h) 抗拉屈服强度 301030 收缩率( % ) 熔点 C 217237 3. 注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程 成型前的准备。 吸水性比较高,加工前需进行干燥处 理,干燥温度为 7085 ,干燥时间为 26h。 注射过程。 塑成型温度 160220 之间,注射压力在 70130间,模具温度为 5575 。 塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型。其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却 5个阶段。 塑件的后处理。 品在加工中容易产生内应力,如应力太大,致使产品开裂,应进行退火处理,把制件放于 7080 的热风循环干燥箱内 24h,再冷却至室温即可。 (2)注射工艺参数 注射机: 螺杆 式 喷嘴形式 :直通式 喷嘴温度( C ) :180 190 料筒温度( C ): 前段 180 190 中段 ( C ) 210 注射压力( : 70 90 后段( C ) 180 200 保压力( : 50 70 模具温度( C ): 50 70 成形时间( s ):注射 0 5 保压时间 ( s ) 15 30 成形周期( s ) 40 70 冷却时间( s ) 15 30 二、 拟定模具的结构形式 1. 分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出 6 塑件的底平面上。 2. 型腔数量和排列方式的确定 (1)型腔数量的确定 该塑件的精度要求一般在 23 级之间,且为大批量生产,可采取一模多腔的结构形式。同时,考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系,以及制造费用和各种成本费等因素,初步定为一模八腔结构形式。 (2)型腔排列形式的确定 多型腔模具 尽可能采用平衡式排列布置,且力求紧凑,并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模 四 腔,故采用直线对称排列,如下图。 (3)模具结构形式的确定 从上面的分析可知,本模具设计为一模八腔,呈直线对称排列,根据塑件结构形状,推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时,流道采用对称平衡式,浇口采用矩形浇口,且开设在分型面上。因此,定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由以上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。 3. 注射机型号的确定 (1)注射量的计 算 通过三维软件建模设计分析计算得 塑件体积 :V 塑 = M 塑 = V 塑 =中, 取 (2) 浇注系统凝料体积的初步估算 7 浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的 0. 2 1 倍来估算。由于本次采用的流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的 来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积 (即浇注系统的凝料和 四 个塑件体 积之和 )为: V 总 = V 塑 ( 1+ 4=3)选择注射机 V 总 =公式 (V 公 =V 总 /0. 8),则有 : V 总 /0. 8=. 8 初步选定公称注射量为 30射机型号为 式注射机,其主要技术参数见下表 理论注射量 / 3100 移模行程 /60 螺杆柱塞直径 /8 最大模具厚度 /80 V 注射压力 / 19 最小模具厚度 /0 注射速率 /g 模形式 螺杆转速 /r 具定位孔直径/化能力 /g 嘴球半径 /2 锁模力 /50 喷嘴口孔径 / 拉杆内间距 /35 (4)注射机的相关参数 的校核 注射压力校核。查下表可知, 需注射压力为 130 150里取 50 注射机的公称注射压力 p 公 = 119射压力安全系数 里取 8 K 1P 0=150=195以,注射机注射压力合格 锁模力校核 塑 ,则 A 塑 = 浇,即流道凝料 (包括浇口 )在分型面上的投影面积,可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑的 0. 2 0. 5 倍。由于本例流道设计简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取 A 浇 =0. 2A 塑。 总,则 =4 1398.2 胀,则 = 中, p 模是型腔的平均计算压力值,通常取注射压力的 20% 40%,大致范围为 于强度要求较大且精度不高的塑料制品可取较小值。中等强度塑料及有精度要求的塑件,故 p 模取 查注射机的主要技术参数表,可得该注射机的公称锁模力 F 锁 =250模力安全系数为 k2=里取 . 2,则 9 所以,注射机锁模力合格。 对于其他安装尺寸 的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。 三、浇注系统的设计 1. 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外,由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 (1) 主流道尺寸 1) 主流道的长度,小型模具 L 主 取 110 2) 主流道的小端直径: d= 3) 主流道的大端直径: D= 4) 主流道球面 半径: 6 5) 球面的配合高度: h=3 ( 2)主流道的凝料体积 =31 110( =0 ( 3)主流道当量半径 4)主流道浇口套形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,易磨损。对材料的要求较严格,因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体,但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计,以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢( 热处理淬火表面硬度为 5055 2. 分流道的设计 (1)分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失并尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式流道。 (2)分流道的长度 由于流道设计简单,根据型腔的结构设计,分流道较短,故设计时可适当选小一些。分流道长度 L 分取 110图所示。 (3)分流道的当量直径 初步确定主流道尺寸后,一级分流道当量直径 D 分可按 =( 计算。所以 D 分 =4)分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、 角形等,为了便于加工和凝料的脱模,分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面,其加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大 。 (5)分流道截面尺 寸 11 =3 3 (6)凝料体积 分流道的长度 L 总 =40 6=350凝料体积 =350=9891(7)校核剪切速率 确定注射时间 :查下表,可取 t=1 s 计算分流道体积流量 q= V=由公式可得剪切速率为 1=分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 之间,所以,分流道内熔体的剪切速率合格。 (8)分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取 25 . 5 m 即可,此处取 6 m。另外,其脱模斜度一般在 5 0 之间,这里取脱模斜度为8。 3. 浇口的 设计 12 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷,表面质量要求较高,采用一模 四 腔注射,为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间,因此采用矩形测浇口。其截面形状简单,易于加工,便于试模后修正,且开设在分型面上,从型腔的边缘进料。 (1)侧浇口尺寸的确定 计算侧浇口的深度。依据侧浇口的深度 h=2=工厂进行设计时,浇口深度常常先取小值,以便在今后试模时发现问题进行修模处理,并根据表中推荐的侧浇口的厚度 此处浇口深度 计算侧浇口的宽度 。依据侧浇口的宽度 B= 301中, 于 说 n=等于塑件的外表面积)。 计算侧浇口的长度。侧浇口的长度 L 浇一般选用 里取 L 浇= (2)侧浇口剪切速率的校核 计算浇口的当量半径。由面积相等可得 R 浇2=由此矩形浇口的当量半径 R 浇 = 校核浇口的剪切速率。 13 查表,可取 t=1s q 浇 =V 塑 /t= 103s 由下面公式可得 , =103矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间,所以,浇口的剪切速率校核合格。 4. 校核主流道的剪切速率 求出塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积 (浇口的体积太小可以忽略不计 )以及主流道的当量半径之后,对主流道熔体的剪一切速率进行校核。 (1)计算主流道的体积流量 =s (2)计算主流道的剪切速率 = =1主流道内熔体的剪切速率处 于浇口与分流道的最佳剪切速率之间,所以,主流道的剪切速率校核合格。 冷料穴位于主流道正对面的动模板上,其作用主要是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕,采用脱模板推出塑件,故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时,利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。 14 四、 成型零件的结构设计及计算 (1)凹模的结构设计 凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整 体嵌入式、组合式和镶拼式 4种。根据对塑件的结构分析,本设计中采用整体嵌入式凹模。 (2)凸模的结构设计 (型芯 ) 凸模是成型塑件内表面的成型零件,通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知,该塑件的型芯有一个:成型零件的内表面的大型芯,因塑件包紧力较大,所以设在动模部分,如图。 2. 成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析,该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能,同时要考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产,所以构成型腔的嵌入式凹模钢材 选用 美国牌号 )。对于成型型芯来说,由于脱模时与塑件的磨损严重,因此钢材选用高合金工具钢 3. 成型零件工作尺寸的计算 采用表平均尺寸法计算成型零件尺寸,塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定 15 的公差计算。(1)凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向的转换 : l 1s=22 8.0 【( 1+ 塑料的平均收缩率, X 1 是系数,一般在 间,取 ; 相应的塑件制造公差 1 =(2)凹模 深度尺寸的计算 16 塑件高度方向尺寸的转换 塑件高度的最大尺寸: 5 5.0应的 =3)型芯径向尺寸的计算 动模型芯径向尺寸的计算。 塑件内部径向尺寸的转换 =20 , =(1+ 15.05.04)型芯高度的计算 型芯塑件内腔型芯高度的计算塑件尺寸转换 : =14 (1+ 18.08.0件凹模及型芯的成型尺寸的标注 17 4. 成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算 (1)凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关,根据型腔的布置,模架初选 160 315 标准模架,其厚度按下列刚度公式 计算。 18 =( ) 31=中, P : 凹模型腔内塑料熔体的最大压力( 为 40 E : 钢的弹性模量,取 105 p: 凹模的允许变形量(),根据塑料品种确定 p=15i 1=15m= h : 塑件的高度(),为 15, h=w,w 是影响变形的最大尺寸。 凹模侧壁采用嵌件,结构紧凑,这里凹模嵌件单边厚选 15 于型腔采用直线、对称结构布置,故两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定,根据估算模板平面尺寸选用 160 80 比型腔布置的尺寸大得多,所以完全满足强度和刚度要求。 (2)动模垫板厚度的计算 动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关 ,根据前面的型腔布置,模架应选在 200 300 个范围之内。 T=40 根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为 235134考虑凹模最小壁厚,导柱、导套的布置等可确定选用模架序号为 5 号 (200 300 模架结构为 。 五、模架的确定 A 板是定模型腔板,塑件高度为 15 模嵌件深度为 35 考虑在模板上还要开设冷却水道,还需留出足够的距离,故 0 B 板尺寸 。 B 板是型芯固定板,按模架标准,板厚取 35 C 板 (垫块 )尺寸。垫板一推出行程 +推板厚度 +推杆固定板厚度 +(510) 35+20+15+(510) 580 步选定 C 为 80 经上述尺寸的计算,模架尺寸已确定为模架序号为 5 号,板面为 200 300 架结构形式为 的标准模架。其外形尺寸 :宽 X 长 200 19 300 255 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。 模具平面尺寸 200 300 440340拉杆间距 ),校核合格。 模具高度尺寸 255 为 100具的最小厚 ) 25540 具的最大厚度 ),校核合格。 模具的开模行程 S=2+(510)26+26)+(5 0)562260模行程 ),校核合格。 六、 排气槽的设计 该塑件由于采用矩形侧浇口进料,其配合间隙可作为气体排出的方式,不会在顶部产生憋气的现象。同时,底面的气体会沿着推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模板之间的间隙向外排出。 七、 脱模推出机构的 设计 本塑件采用圆周为脱模板、中心为推杆的综合推出方式。脱模板推出时为了减小脱模板与型芯的摩擦,设计中在脱模板与型芯之间留出 0. 2 间隙,并采用锥面配合,如下图,可以防脱模板因偏心而产生溢料,同时避免了脱模板与型芯产生摩擦。 2. 脱模力的计算 (1)圆柱型芯脱模力 因为 =20/1=20 10, 所以,此处视为薄壁圆筒塑件,根据脱模力计算公式得(查表 3 20 = 1)1ta c 0+112=、校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 (1)推出面积 A=112=2)推出应力 21 =、冷却系统的设计 中等强度材料,其成型温度及模具温度分别为 200和 40 60 。所以,模具温度初步选定为 50,用常 温水对模具进行冷却。 2. 冷却系统的简单计算 (1)单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W 塑料制品的体积 = 料制品的质量 M=V =塑件壁厚为 1 以查表得 t 冷 =4s。取注射时间 t 注 = 2 s,脱模时间
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