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成都电子机械高等专科学校毕业论文(设计)毕业设计(论文)题 目: 电话底座型腔模设计及加工 专 业: 班 次: 学 号: 姓 名: 指导老师: 成都电子机械高等专科学校二七年六月81前 言模具是现代工业生产的重要工艺设备之一,它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等的生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本,并保证一定的加工质量要求,所以,汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。根据国际技术协会预测,到2005年产品零件粗加工的75,精加工的50将由模具加工完成。 在世界上一些工业发达国家里,模具工业的发展是很迅速的。据有关资料介绍,某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值,其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具技术,特别是制造精密、复杂、大型、长寿命模具的技术,已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。随着生产和科学技术的迅速发展,产品更新、改型加快,模具的更新越来越快。为了适应工业生产对模具的需求,在模具生产中采用了许多新工艺和先进加工设备,不仅改善了模具的加工质量,也提高了模具制造的机械化、自动化程度。电子计算机的应用给模具设计和制造开辟了新的前景。预计工业发达国家的模具工业还将有新的发展。 尽管我国的模具工业这些年来发展较快,但不论从设计、制造方面,还是从生产能力方面还远不能适应国民经济发展的需要,严重影响工业产品品种的发展和质量的提高。为了尽快改变这种状况,国家已采取许多措施促进模具工业的发展。争取在较短的时间内使模具生产基本适应各行业发展的需要;掌握生产精密、复杂、大型、长寿命模具的技术;使模具标准件实现大批量生产。由于模具是一种生产效率很高的工艺装备,其种类很多,组成各种不同用途模具的零件更是多种多样。模具生产多为单件生产。这就给模具生产带来许多困难,为了减少模具设计和制造的工作量,世界上一些工业发达的国家对模具零件的标准化工作非常重视。标准化了的模具零件可以组织批量生产,并向市场提供这些模具的标准零件和组件。制造一种新模具只需制造那些非标准零件,再将它和标准零件装配起来便成为一套完整的模具,从而使模具的生产周期缩短,制造成本降低。我国已制定了冷冲模、注塑模和压铸模等的国家标准。模架、模板、导柱、导套等模具的标准零件,也开始了小规模的专业化生产。摘 要 我的设计是应用基于UG平台的三维软件生成零件的外形和模具等外形,然后再生成加工轨迹去加工。这是生成并制造模具的流程过程。 在设计中,我先建立零件的模型并生成加工零件的模具外形。模具的凸模和凹模都是在软件中生成的。而且达到了它们之间需要的配合关系。利用模具的模型生成加工轨迹和NC代码。这样就可以应用NC代码在数控机床上面加工了。在设计中,我采用了主流的设计软件来设计零件、模具的外形并在软件中生成加工轨迹和NC代码。软件有UG毕业设计的内容就是加工一个简单模具的的流程。在实际生产中的过程类似与这个流程。UG软件在生产中应用是很广泛的,从建模到生产轨迹都是在软件中实现。 关键词:三维软件 凹模 凸模AbstractMy design is application according to the shapes such as shape and molding tool etc. of 3D software born spare parts of UG terrace, then rebirth become process a track to process.This is born combine the process proceof manufacturing molding tool.In the design, I build up the model of spare parts first to combine born process themolding tool shape of spare parts.The convex mold of molding tool are born in the software with all of cave molds.And come to a the match relation that they need.Make use of the model of molding tool born process track and NC code.So can apply a NC code to process on counting to control tool machine.In the design, I adopted essential design software to design the shape of spare parts, molding tool to combine born process track and NC code in the software.The software has UGThe contents which graduates a design be process a simple molding tool of of process.The process that is in actually the production similar and this process.UG software the application is very extensive in the production, carrying out from set up a mold to go to produce tracks all in the softwareKeyword: 3Dsoftware cave mold convex mold目 录前 言2摘 要3Abstract4目 录5第一章 零件分析61.1 零件介绍61.3 UG 的介绍14第二章 塑料制品的缺点172.1塑料成型不完整性172.3 凹痕(塌坑、瘪形)222.4 脱模困难(浇口或塑件紧缩在模具内)232.5 尺寸不稳定23第三章 模型的塑造253.1 上盖的造型253.2 下盖的造型283.3 电话按钮的造型293.4 电话小部件的造型30第四章 装配体的建模31第五章 模具的生成34第六章 工程图的生成39第七章 工艺分析407.1 塑料模具的常用材料407.2 注塑成形工艺417.3 毛坯的选择437.4 定位基准的选择44第八章 工艺路线468.1 加工工艺468.2 模具加工NC文件程序生成48个人总结49谢 辞50参考文献51第一章 零件分析1.1 零件介绍 该零件是一个壁挂式电话的底座,这个电话底座的尺寸是240mm60mm32mm。壁厚为2mm。它的上盖是不规则曲面,电话底座的侧面也是不规则曲面。这侧面有一个向上的拔摸斜度。大概5度左右。外观图如下: 我们先来看一下上盖的俯视图(Top) 打开电话底座的上盖后,可以看到上盖的内部有连接下盖4个螺钉的圆柱,有一个椭圆形的圆台,圆形突台上有一个矩形方筐便于连接上盖和下盖的按钮配合。下盖内部有很多小部件,比如连接线路的的不规则突台和突台上的矩形小孔和支撑电话按钮的两个支撑柱。 图示如下由于电话底座的外型和内部都比较复杂,覆盖件图纸是在主图板绘制后,将每个确定后的覆盖件按照其起主图板上的坐标位置(换句话说:也就是将每个覆盖件按其在电话底座上的装配位置)单个的拿出来,按其原坐标位置绘出三面投影图,必要的剖面图及向视图等制成覆盖件图。因此,零件的详细尺寸不可能从图纸的标注获得。我们的零件尺寸来源于两个方面:一是通过游标卡尺、拓印法直接从门内板上量取零件的大致长、宽、拉深深度、凹模圆角半径;二是根据门内板的图纸,从图纸上测量零件的大致尺寸。比较两个来源不同的尺寸,相差不大。为了使用比较准确的尺寸,我们采用从图纸上测量下来的尺寸。当然在进行零件测绘的时候所受到的工具的限制等一系列的因素,测绘得到的结果可能存在测量误差。在测量过程中也存在人为误差。这些都是不可能避免的,所以只能够保证零件形状的完整和结构的真实性,做到和真实零件的形状大小相差不是很大,配合关系的准确。1.2材料特性1.2.1工艺特性电话底座的材料是热塑性塑料。这种材料特点为受热后发生态态变化,由固态软化或溶化成粘流体状态,但冷却后又可变硬而成固体,且过程可多次反复,塑料本身的分子结构则不发生变化。热塑性材料品种极多,即使同一品种也由于树脂分子量及附加物配比不同而使其使用及工艺特性也有所不同。另外,为了改变原有品种的特性,常用共聚、交链等各种化学聚合方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的异种单体或高分子相等树脂,以改变原有树脂的结构成为具有新的使用及工艺特性的改性品种。 (一)收缩率 塑件自模具中取出冷却到室温后,发生尺寸收缩这种性能称为收缩性。由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩。而且还与各成形因素有关,所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。 1.成形收缩的形式 成形收缩主要表现在下列几个方面:(1)塑件的线尺寸收缩 由于热胀冷缩,塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小,为此型腔设计时必须考虑予以补偿 (2)收缩方向性 成形时分子按方向排列,使塑件呈现各向异性,沿料流方向(即平行方向)则收缩大、强度高,与料流直角方向(即垂直方向)则收缩小、强度低。另外,成形时由于塑件各部位密度及填料分布不均,故使收缩也不均。产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹、尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。因此,模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。 (3)后收缩 塑件成形时,由于受成形压力、剪切应力、各向异性、密度不均、填料分布不匀、模温不匀、塑性变形等因素的影响,引起一系列应力的作用,在粘流态时不能全部消失,故塑件在应力状态下成形时存在残余应力。当脱模后由于应力趋向平衡及贮存条件的影响,使残余应力发生变化而塑件发生再收缩称为后收缩。一般塑件在脱模后10小时内变化最大,24小时后基本定型,但最后稳定要经3060天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性大,挤塑及注射成形的比压塑成形的大。 (4)后处理收缩 有时塑件按性能及工艺要求,成形后需进行热处理,处理后也会导致塑件尺寸发生变化。故模具设计时对高精度塑件则应考虑后收缩及后处理收缩的误差并予以补偿。 2.收缩率计算 塑件成形收缩值可用收缩率来表示,如公式(11)及公式(12)所示。 Q实 = a-b/b*100 (1-1) Q计 c-b/b*100 (1-2)式中 Q实实际收缩率(); Q计计算收缩率(); a 塑件在成形温度时单向尺寸(毫米); b 塑件在室温下单向尺寸(毫米); c 模具在室温下单向尺寸(毫米)。 实际收缩率为表示塑件实际所发生的收缩,因其值与计算收缩相差很小,所以模具设计时以Q计为设计参数来计算型腔及型芯尺寸。3影响热塑性塑料成形收缩的因素如下(1)塑料品种 热塑性塑料成形过程中由于还存在结晶化成的体积变化,内应力强,冻结在塑料内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成形后的收缩、退火或调湿处理后的收缩一般也都比热固性塑料大。(2)塑性特性 成形时融料于型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,使塑料内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌体及嵌体布局、数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小,方向性影响较大。(3)进料口形式、尺寸、分布 这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成形时间。直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚)则收缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。(4)成形条件 模具温度高,融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。模温分布与塑料内外冷却及密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时间长的则收缩量大小及方向性大。注射压力高,融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成形时调整模温、压力、注射速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。 模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部件的收缩率,再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时,一般宜用如下方法设计模具:对塑件外径取较小收缩率,内径取较大收缩率,以留有试模后修正的余地。试模确定浇注系统形式、尺寸及成形条件。要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况(测量时必须在脱模后24小时以后)。 按实际收缩情况修正模具。再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。(二)流动性1热塑性塑料流动性大小,一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线长度、表现粘度及流动比(流程长度塑件壁厚)等一系列指数进行分析。分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性差,熔融指数高、螺纹线长度长、表现粘度小,流动比大的则流动性就好,对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注射成形。按模具设计要求我们大致可将常用塑料的流动性分为三类:(1)流动性好 尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚甲基戊烯; (2)流动性中等 改性聚苯乙烯、有机玻璃、聚甲醛、聚氯醚;(3)流动性差 聚碳酸酯、硬聚氯乙稀、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氯塑料。2 各种塑料的流动性也因各成形因素而变,主要影响的因素有如下几点:(1)温度 料温高则流动性增大,但不同塑料也各有差异。 (2)压力 注射压力增大则融料受剪切作用大,流动性也增大,所以成形时宜调节注射压力来控制流动性。 (3)模具结构 浇注系统的形式,尺寸,布置,冷却系统设计,融料流动阻力等因素都直接影响到融料在型腔内的实际流动性,凡促使融料降低温度,增加流动阻力的则流动性就降低。 模具设计时应根据所用塑料的流动性,选用合理的结构。成形时则也可控制料温,模温及注射压力、注射速度等因素来适当地调节填充情况以满足成形需要。 (三) 结晶性热塑性塑料按其冷凝时有无结晶现象可划分为结晶形塑料与非结晶形(又称无定形)塑料两大类。 所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变成分子停止自由运动,按微略固定的位置,并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般结晶性料为不透明或半透明(如聚甲醛等),无定形料为透明(如有机玻璃等)。但也有例外情况,如聚甲基戊烯为结晶性料却有高透明性,ABS为无定形料但却并不透明。(四)热敏性及水敏性1 热敏性塑料系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受到时间较长或进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易发生变色、降聚,分解的倾向,具有这种特性的塑料称为,热敏性塑料。如硬聚氯乙稀、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,聚甲醛,聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物,特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或有毒性。因此,模具设计、选择注射机及成形时都应注意,应选用螺杆式折射机,浇注系统截面宜大,模具和料筒应镀烙,不得有死角滞料,必须严格控制成形温度、模温、加热时间,螺杆转速及背压等。如有分解应立即洗清设备及模具,必要时应在热敏性塑料中加入稳定剂,减弱热敏性能。2 有的塑料(聚碳酸酯)即使含有少量水分,但在高温、高压下也会发生分解,这种性能称为水敏性,对此必须预先加热干燥。34(五)应力开裂及熔融破裂1 有的塑料对应力敏感,成形时易产生内应力并质脆易裂,塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂现象。为此,除了在原料内加入附加剂提高抗裂性外,对原料应注意干燥,合理的选择成形条件,以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件形状,不宜设设置嵌件等尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度,选用合理的进料口及顶出机构,形后塑件 后处理提高抗裂性,消除内应力并禁止与溶剂接触。2 当一定融熔指数的聚合物熔体,在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后,熔体表面发生明显横向裂纹称为熔融破裂,有损塑件外观及物性。故在选用熔融指数高的聚合物等,应增大喷嘴、浇道、进料口截面,减少注射速度,提高料温。(六)热性能及冷却速度1 各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。比热高的塑化时需要热量大,应选用塑化能力大的注射机。热变形温度高的冷却时间可短,脱模早,但脱模后要防止冷却变形。热传导率低的冷却速度慢必须充分冷却,要加强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低,热传导率高的塑料。比热大、热传导率低,热变形温度低,冷却速度慢的塑料则不利于高速成形,必须用适当的注射机及加强模具冷却。2各种塑料按其品种特性及塑件形状,要求必须保持适当的冷却速度。所以模具必须按成形要求设置加热和冷却系统,以保持一定模温。但料温使模温升高时应予冷却,以防止塑件脱模后变形,缩短成形周期,降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定温度时,则模具应设有加热系统,使模具保持在一定温度,以控制冷却速度,保证流动性,改善填充条件或用以控制塑件使其缓慢冷却,防止壁厚塑件内外冷却不均及提高结晶度等。对流动性好,成形面积大、料温不均的则按塑件成形情况有时需加热或冷却交替使用或局部加热于冷却并用。为此模具应设有相应的冷却或加热系统。(七)吸湿性 塑料中因有各种添加剂,使其对水分各有不同的亲疏程度,所以塑料大致可分为吸湿、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种,料中含水量必须控制在允许范围内,不然在高温、高压下水分变成气体或发生水解作用,使树脂起泡、流动性下降、外观及机电性能不良。所以对吸湿性塑料必须按要求采用适当的加热方法及规范进行预热,在使用时还需要用红外线照射以防止再吸湿。电话底座的材料特性决定了它是用注射模具来制造的。它在尺寸公差方面如没有特殊的要求一般采用68级精度等级。而在表面粗糙度方面的要求也不是很高,一般都是6.3或12.5。这都取决于模具型腔的表面粗糙度。 二常见塑料材料的简单判别方法 塑料材料有各种各样的种类,即使是相同形状的制品也常常用不同的材料来生产,判定不同的材料用化学分析法来判明可以知道是什么材料,但作为一个普通的生产者或技术人员, 用那么复杂的过程来判定一种材料既花钱又花费时间.以下介绍一种简单地利用火焰来判定的方法,列表如下:序号材料代号方法种类燃烧难易离火焰后能否燃烧火焰颜色塑料状态气味产品特性1PMMA聚甲基丙烯酸容易燃烧能燃烧上端蓝色黄色软化乙烯酸单体透明2ABS.PSSAN,(透)苯乙烯容易燃烧能燃烧橙黄色黑烟软化苯乙烯单体金属声音3PA聚酰胺(尼龙)慢慢燃烧不能燃烧上端黄色熔融滴下特有气味有弹性4PVC聚氯乙烯难燃烧不能燃烧黄色,下端蓝色软化氯气气味软后橡胶状5PP聚丙烯容易燃烧能燃烧黄色完全燃烧特有气味乳白色6PE聚乙烯容易燃烧能燃烧上端黄色下端熔融滴下石油气味乳白色浅色7PF酚醛树脂慢慢燃烧不能燃烧黄色胀龟裂酚醛气味黑棕色8VF脲甲醛难燃烧不能燃烧黄色,下端青绿胀龟裂福尔马林气味漂亮色常见9MF三氯氰胺甲醛树脂难燃烧不能燃烧淡黄色胀龟裂白化甲醛,福尔马林气味表面光洁,非常硬10VP不饱和酯树脂容易燃烧能燃烧黄色黑烟稍微肿胀,白化聚乙烯气味玻璃纤维增强 根据上表,我们可以初步的判断鼠标是ABS这种材料1.3 UG 的介绍 毕业设计中,我主要采用了UG这个软件。UG软件是美国Unigraphics Solutions of EDS公司推出的CAD/CAM/CAE一体化软件,它的功能覆盖了整个产品的开发过程,即覆盖了从概念设计,功能工程,工程分析,加工制造达到产品发布的全过程,广泛应用在航空,汽车,机械,电器电子等各工业领域。UG提供集成的,全面的总产品工程解决方案的工具族,是用户能够数字地建立和获取三维产品定义。许多世界领先的制造商用它来执行概念设计,工业设计,详细的机械设计,工程仿真和数字化的制造。UG能通过知识驱动自动化(KDA),获取并嵌入知识到许多复杂的过程。UG过程向导使用KDA组合获取工作流与最佳实践,以及自动化工程与制造过程,如注塑模设计,冲模工程,复合材料设计等。UG软件覆盖了整个产品的设计过程。UG软件拥有无缝集成的产品开发环境,不仅具有强大的实体造型,曲面造型,虚拟装配和生成工程图等设计功能,而且在设计过程中可进行有限元分析,机构运动分析,动力学分析和.仿真模拟,提高设计的可靠性。同时,可用建立的三维模型直接生成数控代码用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。利用UG软件,不仅可以实现在产品开发全过程的各个环节保持相关,而且可以通过网络,使各设计人员之间的数据相关,从而实现多人异地协同工作。另外,它所提供的二次开发语言Open GRIP, OpenAPI和Open+,简单易学,实现功能多,并且支持C+和Java语言的面向对象程序设计。、功能描述:1产品设计(CAD) 利用建模模块,装配模块和制图模块,可建立各种复杂结构的三维参数化实体装配模型和部件详细模型,支持产品外观造型设计,所设计的产品模型可进行虚拟装配与各种分析,省去了制造样机的过程。 2性能分析(CAE)利用有限元分析模块,可以对产品模型进行受力分析、受热分析和模态分析。3零件加工(CAM)利用加工模块,可以自动产生数控机床能接受的数控加工指令。4运动分析利用运动模块,可分析产品的实际运动情况和干涉情况,并对运动速度进行分析。5走线利用走线模块,可根据产品的装配模型,布置各种管路和线路的标准件接头,自动走线,并计算出所使用的材料,列出材料单。6产品宣传利用造型模块,可产生真实感和艺术感很强的照片,可制作动画等,也可直接在Intemet上发布产品。装配体: UG的装配模块是集成环境中的一个应用模块,起作用是:一方面将基本零件或子装配体组装成更高一级的装配体或产品总装配体:另一方面可以设计产品总装配体,然后再折成子装配体和单个可以直接用于加工的零件。 当然我们所说的是,零件、子装配体、总装配体是机械设计中的概念,而UG中,为描述简单起见,将所有的模型都称为部件(*.part)。三维模型显示控制主要通过【视图】工具条来操作。UG提供全相关的产品级二维工程图,现实世界中的产品可能由成千上万个零件组成,其工程图的生成至关重要,其速度和效率是各3D软件均要面临的问题。UG采用了生成快速工程图的手段,使得超大型装配体的工程图的生成和标注也变得非常快捷。UG可以允许二维图暂时与三维模型脱离关系,所有标注可以在没有三维模型的状态下添加,同时用户又可随时将二维图与三维模型同步。从而大大加速工程图的生成过程。UG在已有配置管理的技术基础上提供了生成交替位置视图的功能,从而在工程图中清晰地描述出类似于运动机构等的极限位置视图。其它同类软件是无法生成这种视图的。因为其它同类软件没有配置管理,也就无法提供由此而创新出的各种功能。UG提供GB标注标准,可以生成符合国内企业需要的工程图,用于指导生产。不管模型的塑造,工程图的生成,还是模具的塑造都是在这个软件中进行的。这个软件拥有易用和友好的界面,便于操作 第二章 塑料制品的缺点塑制品产生缺陷的原因及其处理方法在注塑成型加工过程中可能由于原料处理不好、制品或模具设计不合理、操作工没有掌握合适的工艺操作条件,或者因机械方面的原因,常常使制品产生注不满、飞边、气泡、裂纹、尺寸变化等缺陷。 对塑料制品的评价主要有三个方面,第一是外观质量,包括完整性、颜色、光泽等;第二是尺寸和相对位置间的准确性;第三是与用途相应的机械性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同,要求TodayHot的尺度也不同。 生产实践证明,制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上,塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。 生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短,如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件,多观察几回,如果压力、温度、时间统统一起调的话,很易造成混乱和误解,出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如:解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径,要选择出解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正解决问题。此外,还应注意解决方案中的辨证关系。比如:制品出现了凹陷,有时要提高料温,有时要降低料温;有时要增加料量,有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。 2.1塑料成型不完整性这是一个经常遇到的问题,但也比较容易解决。当用工艺手段确实解决不了时,可从模具设计制造上考虑进行改进,一般是可以解决的。 2.1.1设备方面 (1)注塑机塑化容量小。当制品质量超过注塑机实际最大注射质量时,显然地供料量是入不敷出的。若制品质量接近注塑机实际注射质量时,就有一个塑化不够充分的问题,料在机筒内受热时间不足,结果不能及时地向模具提供适当的熔料。这种情况只有更换容量大的注塑机才能解决问题。有些塑料如尼龙(特别是尼龙66)熔融范围窄,比热较大,需用塑化容量大的注塑机才能保证料的供应。 (2)温度计显示的温度不真实,明高实低,造成料温过低。这是由于温控装置如热电偶及其线路或温差毫伏计失灵,或者是由于远离测温点的电热圈老化或烧毁,加温失效而又未曾发现或没有及时修复更换。 (3)喷嘴内孔直径太大或太小。太小,则由于流通直径小,料条的比容增大,容易致冷,堵塞进料通道或消耗注射压力;太大,则流通截面积大,塑料进模的单位面积压力低,形成射力小的状况。同时非牛顿型塑料如ABS因没有获得大的剪切热而不能使黏度下降造成充模困难。喷嘴与主流道入口配合不良,常常发生模外溢料,模内充不满的现象。喷嘴本身流动阻力很大或有异物、塑料炭化沉积物等堵塞;喷嘴或主流道入口球面损伤、变形,影响与对方的良好配合;注座机械故障或偏差,使喷嘴与主流道轴心产生倾侧位移或轴向压紧面脱离;喷嘴球径比主流道入口球径大,因边缘出现间隙,在溢料挤迫下逐渐增大喷嘴轴向推开力都会造成制品注不满。 (4)塑料熔块堵塞加料通道。由于塑料在料斗干燥器内局部熔化结块,或机筒进料段温度过高,或塑料等级选择不当,或塑料内含的润滑剂过多都会使塑料在进入进料口缩径位置或螺杆起螺端深槽内过早地熔化,粒料与熔料互相黏结形成“过桥”,堵塞通道或包住螺杆,随同螺杆旋转作圆周滑动,不能前移,造成供料中断或无规则波动。这种情况只有在凿通通道,排除料块后才能得到根本解决。 (5)喷嘴冷料入模。注塑机通常都因顾及压力损失而只装直通式喷嘴。但是如果机筒前端和喷嘴温度过高,或在高压状态下机筒前端储料过多,产生“流涎”,使塑料在未开始注射而模具敞开的情况下,意外地抢先进入主流道入口并在模板的冷却作用下变硬,而妨碍熔料顺畅地进入型腔。这时,应降低机筒前端和喷嘴的温度以及减少机筒的储料量,减低背压压力避免机筒前端熔料密度过大。 (6)注塑周期过短。由于周期短,料温来不及跟上也会造成缺料,在电压波动大时尤其明显。要根据供电电压对周期作相应调整。调整时一般不考虑注射和保压时间,主要考虑调整从保压完毕到螺杆退回的那段时间,既不影响充模成型条件,又可延长或缩短料粒在机筒内的预热时间。 2.1.2模具方面 (1)模具浇注系统有缺陷。流道太小、太薄或太长,增加了流体阻力。主流道应增加直径,流道、分流道应造成圆形较好。流道或较口太大,射力不足;流道、浇口有杂质、异物或炭化物堵塞;流道、浇口粗糙有伤痕,或有锐角,表面粗糙度不良,影响料流不畅;流道没有开设冷料井或冷料井太小,开设方向不对;对于多型腔模具要仔细安排流道及浇口大小分配的均衡,否则会出现只有主流道附近或者浇口粗而短的型腔能够注满而其它型腔不能注满的情况。应适当加粗流道直径,使流到流道末端的熔料压力降减少,还要加大离主流道较远型腔的浇口,使各个型腔的注入压和料流速度基本一致。 (2)模具设计不合理。模具过分复杂,转折多,进料口选择不当,流道太狭窄,浇口数量不足或形式不当;制品局部断面很薄,应增加整个制品或局部的厚度,或在填充不足处的附近设置辅助流道或浇口;模腔内排气措施不力造成制件不满的现象是屡见不鲜的,这种缺陷大多发生在制品的转弯处、深凹陷处、被厚壁部分包围着的薄壁部分以及用侧浇口成型的薄底壳的底部等处。消除这种缺陷的设计包括开设有效的排气孔道,选择合理的浇口位置使空气容易预先排出,必要时特意将型腔的困气区域的某个局部制成镶件,使空气从镶件缝隙溢出;对于多型腔模具容易发生浇口分配不平衡的情况,必要时应减少注射型腔的数量,以保证其它型腔制件合格。 2.1.3工艺方面 (1)进料调节不当,缺料或多料。加料计量不准或加料控制系统操作不正常、注塑机或模具或操作条件所限导致注射周期反常、预塑背压偏小或机筒内料粒密度小都可能造成缺料,对于颗粒大、空隙多的粒料和结晶性的比容变化大的塑料如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等以及黏度较大的塑料如ABS应调较高料量,料温偏高时应调大料量。 当机筒端部存料过多时,注射时螺杆要消耗额外多的注射压力来压紧、推动机筒内的超额囤料,这就大大的降低了进入模腔的塑料的有效射压而使制品难以充满。 (2)注射压力太低,注射时间短,柱塞或螺杆退回太早。熔融塑料在偏低的工作温度下黏度较高,流动性差,应以较大压力和速度注射。比如在制ABS彩色制件时,着色剂的不耐高温性限制了机筒的加热温度,这就要以比通常高一些的注射压力和延长注射时间来弥补。 (3)注射速度慢。注射速度对于一些形状复杂、厚薄变化大、流程长的制品,以及黏度较大的塑料如增韧性ABS等具有十分突出的意义。当采用高压尚不能注满制品时,应可虑采用高速注射才能克服注不满的毛病。 (4)料温过低。机筒前端温度低,进入型腔的熔料由于模具的冷却作用而使黏度过早地上升到难以流动的地步,妨碍了对远端的充模;机筒后段温度低,黏度大的塑料流动困难,阻碍了螺杆的前移,结果造成看起来压力表显示的压力足够而实际上熔料在低压低速下进入型腔;喷嘴温度低则可能是固定加料时喷嘴长时间与冷的模具接触散失了热量,或者喷嘴加热圈供热不足或接触不良造成料温低,可能堵塞模具的入料通道;如果模具不带冷料井,用自锁喷嘴,采用后加料程序,喷嘴较能保持必需的温度;刚开机时喷嘴太冷有时可以用火焰枪做外加热以加速喷嘴升温。 2.1.4原料方面 塑料流动性差。塑料厂常常使用再生碎料,而再生碎料往往会反映出黏度增大的倾向。实验指出:由于氧化裂解生成的分子断链单位体积密度增加了,这就增加了在机筒和型腔内流动的粘滞性,再生碎料助长了较多气态物质的产生,使注射压力损失增大,造成充模困难。为了改善塑料的流动性,应考虑加入外润滑剂如硬脂酸或其盐类,最好用硅油(黏度300600cm2/s)。润滑剂的加入既提高塑料的流动性,又提高稳定性,减少气态物质的气阻。 2.2溢料溢料又称飞边、溢边、披锋等,大多发生在模具得分合位置上,如:模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。溢料不及时解决将会进一步扩大化,从而压印模具形成局部陷塌,造成永久性损害。镶件缝隙和顶杆孔隙的溢料还会使制品卡在模上,影响脱模。 2.2.1 设备方面 (1)机器真正的合模力不足。选择注塑机时,机器的额定合模力必须高于注射成型制品纵向投影面积在注射时形成的张力,否则将造成胀模,出现飞边。 (2)合模装置调节不佳,肘杆机构没有伸直,产生或左右或上下合模不均衡,模具平行度不能达到的现象造成模具单侧一边被合紧而另一边不密贴的情况,注射时将出现飞边。 (3)模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、变形不均,这些都将造成合模不紧密而产生飞边。 (4)止回环磨损严重;弹簧喷嘴弹簧失效;料筒或螺杆的磨损过大;入料口冷却系统失效造成“架桥”现象;机筒调定的注料量不足,缓冲垫过小等都可能造成飞边反复出现,必须及时维修或更换配件。 2.2.2 模具方面 (1)模具分型面精度差。活动模板(如中板)变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边有凸出的橇印毛刺;旧模具因早先的飞边挤压而使型腔周边疲劳塌陷。 (2)模具设计不合理。模具型腔的开设位置过偏,会令注射时模具单边发生张力,引起飞边;塑料流动性太好,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等,在熔融态下黏度很低,容易进入活动的或固定的缝隙,要求模具的制造精度较高;在不影响制品完整性的前提下应尽量安置在质量对称中心上,在制品厚实的部位入料,可以防止一边缺料一边带飞边的情况;当制品中央或其附近有成型孔时,习惯上在孔上开设侧浇口,在较大的注射压力下,如果合模力不足模的这部分 支承作用力不够发生轻微翘曲时造成飞边,如模具侧面带有活动构件时,其侧面的投影面积也受成型压力作用,如果支承力不够也会造成飞边;滑动型芯配合精度不良或固定型芯与型腔安装位置偏移而产生飞边;型腔排气不良,在模的分型面上没有开排气沟或排气沟太浅或过深过大或受异物阻塞都将造成飞边;对多型腔模具应注意各分流道合浇口的合理设计,否则将造成充模受力不均而产生飞边。 2.2.3工艺方面 (1)注射压力过高或注射速度过快。由于高压高速,对模具的张开力增大导致溢料。要根据制品厚薄来调节注射速度和注射时间,薄制品要用高速迅速充模,充满后不再进注;厚制品要用低速充模,并让表皮在达到终压前大体固定下来。 (2)加料量过大造成飞边。值得注意的是不要为了防止凹陷而注入过多的熔料,这样凹陷未必能“填平”,而飞边却会出现。这种情况应用延长注射时间或保压时间来解决。 (3)机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降,流动性增大,在流畅进模的情况下造成飞边。 10.2.4 原料方面 (1)塑料黏度太高或太低都可能出现飞边。黏度低的塑料如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等,则应提高合模力;吸水性强的塑料或对水敏感的塑料在高温下会大幅度的降低流动黏度,增加飞边的可能性,对这些塑料必须彻底干燥;掺入再生料太多的塑料黏度也会下降,必要时要补充滞留成分。塑料黏度太高,则流动阻力增大,产生大的背压使模腔压力提高,造成合模力不足而产生飞边。 (2)塑料原料粒度大小不均时会使加料量变化不定,制件或不满,或飞边。 2.3 凹痕(塌坑、瘪形)因塑料冷却硬化而造成收缩凹陷,主要出现在厚壁位置、筋条、机壳、螺母嵌件的背面等处。 2.3.1 设备方面 (1)供料不足。螺杆或柱塞磨损严重,注射及保压时熔料发生漏流,降低了充模压力和料量,造成熔料不足。 (2)喷嘴孔太大或太小。太小则容易堵塞进料通道,太大则将使射力小,充模发生困难。 2.3.2 模具方面 (1)浇口太小或流道过狭或过浅,流道效率低、阻力大,熔料过早冷却。浇口也不能过大,否则失去了剪切速率,料的黏度高,同样不能使制品饱满。浇口应开设在制品的厚壁部位。流道中开设必要的有足够容量的冷料井可以排除冷料进入型腔使充模持续进行。点浇口、针状浇口的浇口长度一定要控制在1mm以下,否则塑料在浇口凝固快,影响压力传递;必要时可增加点浇口数目或浇口位置以满足实际需要;当流道长而厚时,应在流道边缘设置排气沟槽,减少空气对料流的阻挡作用。 (2)多浇口模具要调整各浇口的充模速度,最好对称开设浇口。 (3)模具的关键部位应有效地设置冷却水道,保证模具的冷却对消除或减少收缩起着很好的效果。 (4)整个模具应不带毛刺且具有可靠的合模密封性,能承受高压、高速、低黏度熔料的充模。 2.3.3 工艺方面 (1)增加注射压力,保压压力,延长注射时间。对于流动性大的塑料,高压会产生飞边引起塌坑应适当降低料温,降低机筒前段和喷嘴温度,使进入型腔的熔料容积变化减少,容易冷固;对于高黏度塑料,应提高机筒温度,使充模容易。收缩发生在浇口区域时应延长保压时间。 (2)提高注射速度可以较方便地使制件充满并消除大部分的收缩。 (3)薄壁制件应提高模具温度,保证料流顺畅;厚壁制件应减低模温以加速表皮的固化定型。 (4)延长制件在模内冷却停留时间,保持均匀的生产周期,增加背压,螺杆前段保留一定的缓冲垫等均有利于减少收缩现象。 (5)低精度制品应及早出模让其在空气中或热水中缓慢冷却,可以使收缩凹陷平缓又不影响使用。 2.4 脱模困难(浇口或塑件紧缩在模具内)1. 设备方面:顶出力不够。 2. 模具方面: (1)脱模结构不合理或位置不当。 (2)脱模斜度不够。 (3)模温过高或通气不良。 (4)浇道壁或型腔表面粗糙。 (5)喷嘴与模具进料口吻合不服帖或喷嘴直径大于进料口直径。 3 .工艺方面: (1)机筒温度太高或注射量太多。 (2)注射压力太高或保压及冷却时间长。 4.原料方面:润滑剂不足。 2.5 尺寸不稳定1.设备方面: (1)加料系统不正常。 (2)背压不稳或控温不稳。 (3)液压系统出现故障。 2 .模具方面: (1)浇口及流道尺寸不均。 (2)型腔尺寸不准。 3 .工艺方面: (1)模温不均或冷却回路不当而致模温控制不合理。 (2)注射压力低。 (3

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