塑料模具设计项目4(瓶底)PPT课件.ppt

1 项目4瓶底注射模具设计与制造 设计人 苑爱峰模具设计与制造教研室徐州工业职业技术学院 2 任务4 1 接受任务书 1 成型塑件任务书 2 模具设计任务书 3 图1成型塑件任务书 4 图2塑件1 5 图3塑件2 6 图4模具设计任务书 7 任务4 2 塑件的工艺性 1 塑料品种 PP颜色 黄色基本特性 聚丙烯无色 无味 无毒 外观似聚乙烯 但比聚乙烯更透明 更轻 密度仅为0 90 0 91g cm3 它不吸水 光泽好 易着色 聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能 如卓越的介电性能 耐水性 化学稳定性 宜于成形加工等 还具有聚乙烯所没有的许多性能 如屈服强度 抗拉强度和硬度及弹性比聚乙烯好 定向拉伸后聚丙烯可制作铰链 有特别高的抗弯曲疲劳强度 熔点为164 170 耐热性好 能在 8 100 以上的温度下进行消毒灭菌 其低温使用温度达 15 低于 35 时会脆裂 聚丙烯的高温绝缘性能好 而且由于其不吸水 绝缘性能不受湿度的影响 但在氧 热 光的作用下极易解聚 老化 所以必须加入防老化剂 成形特点 1 成形加工性好 可以用注射 挤出 吹塑及真空成形等方法加工 2 吸湿性小 可能发生熔体破裂 长期与热金属接触容易分解 3 比聚乙烯流动性好 溢边值0 03mm 压力对熔体粘度比温度影响显著 应在较高压力下成形 4 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 适当延长冷却时间 以稳定尺寸 5 收缩率大且波动范围大 方向性明显 易发生缩孔 9 凹陷及变形 6 应注意控制成形温度 料温低时方向性明显 尤其低温高压时更显著 模温低于50 时 塑件表面不光泽 易产生熔接不良和流痕 模温高于90 时易发生翘曲和变形 7 塑件壁厚应均匀 避免缺口和尖角 防止应力集中 塑件内不能有铜质嵌件 聚丙烯与铜接触后会变脆 8 取向显著 不宜采用直接浇口 否则浇口附近残余应力大 易使塑件翘曲变形 10 2 塑件尺寸精度 塑件1有4个尺寸标注公差 31 20 0 05 30 60 0 05 22 60 0 10为IT8级 属于高精度 1 00 0 05为IT10级 属于一般精度 未注尺寸公差为 0 05 属于低精度 塑件2有4个尺寸标注公差 31 20 0 05 30 70 0 05 22 90 0 10为IT8级 属于高精度 1 05 0 05为IT10级 属于一般精度 未注尺寸公差为 0 05 属低精度 表面质量 塑件表面不得有气孔 熔接痕 飞边等缺陷 表面粗糙度可取Ra1 6 结构工艺性 塑件1和2都是回转体壳类零件 塑件1腔体深30 3mm 壁厚0 5 1 2mm 大于最小壁厚 11 要求 总体尺寸 32 30 3mm 属于小型塑件 距底面3 2mm处有R0 57mm圆弧形凸台 0 3mm高 由于凸台截面为圆弧且较低 为简化模具结构 采用强制脱模 塑件2腔体深约22 9mm 壁厚0 65 0 8mm 大于最小壁厚要求 总体尺寸 32 22 9mm 属于小型塑件 距底面4 5mm处有宽1 05mm 倒圆R0 2mmU形凹槽 0 25mm深 由于凹槽截面为U形且较浅 为简化模具结构 采用强制脱模 通过以上分析可知 该塑件可采用注射成形生产 又因产量为100 000件 属于大批量生产 采用注射成形具有较高的经济效益 12 任务4 3 注射机的选择 1 计算塑件的体积 质量经UG软件测得塑件的体积V 3 3 1 4 4 7cm3 PP的密度为0 9 0 91g cm3 则质量M 0 91 4 7 4 3g 2 确定模具型腔数量由于客户指定注射机为XS ZY 500 因此 要计算该注射机可设置的最大型腔数量 并结合生产批量和塑件的精度要求来确定合理的型腔数量 根据公式n K Vmax Vj Vs式中Vmax 注射机的最大注射量 cm3 13 n 型腔数量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Vs 4 7cm3 估计Vj 5cm3则n 0 8 500 5 4 7 84 则最多可设置84组 考虑到模具尺寸不能过大 最终取n 8组 因此 模具型腔数量设计为一模8组 16腔 3 选择注射机客户指定注射机为XS ZY 500 查设备规格手册明确该型号注射机的规格参数 14 明确注射机的规格参数 最大注射量500cm3注射压力145MPa最大开模行程500mm模板尺寸700mm 850mm锁模力3500kN模具厚度最大450mm 最小300mm拉杆空间540mm 440mm喷嘴尺寸圆弧半径R18mm 孔直径 3 5 6 8mm定位孔直径 150mm顶出形式中心液压顶出 两侧顶杆机械顶出 15 4 制定注射成形工艺参数查表 PP的注射成形工艺参数如下 温度 喷嘴温度170 190料筒温度前段180 200 中段200 220 后段160 170模具温度40 80压力 MPa 注射压力70 120保压压力50 60 16 时间 S 注射时间0 5保压时间20 60冷却时间15 50成形周期40 120 17 任务4 4 模具结构设计 1 分型面的选择首先确定模具的开模方向为瓶底的轴线方向 根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则 则此塑件的分型面选在塑件1的阶梯面和塑件2的底部 如图5所示 图5分型面 18 2 型腔布局采用一模8组 16腔 模具结构 型腔成矩形布置 图6型腔布局 19 3 确定模具总体结构类型由于塑件尺寸精度要求较高 生产批量大 为提高生产效率 保证塑件精度 同时节约原材料 因此 模具总体结构类型确定为热流道注射模 20 4 成型零件设计A 结构设计型腔和型芯的结构有两种基本形式 即整体式与组合式 考虑到塑件大批量生产 则应选用优质模具钢 为节省贵重钢材 型腔和型芯都宜于采用组合式结构 此外 组合式结构还可减少热处理变形 利于排气 便于模具的维修 型芯尺寸较小 结构简单 适于采用整体嵌入式 选择通孔台肩类型 其结构形式见图7 型腔尺寸较小 结构简单 适于采用整体嵌入式 选择通孔台肩类型 其结构形式见图8 21 图7型芯结构形式 图8型腔结构形式 22 B 工作尺寸计算对于标注公差的型芯 型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算 其余则按简化公式计算 查表可知PP的收缩率Smin 1 8 Smax 2 5 则其平均收缩率Scp Smin Smax 2 1 8 2 5 2 15 30 70 0 05型芯径向尺寸LM LS LSScp 3 4 z 30 70 30 70 2 15 0 05 3 4 0 05 4 31 40 0 01 23 31 20 0 05型芯径向尺寸LM LS LSScp 3 4 z 31 20 31 20 2 15 0 05 3 4 0 05 4 31 91 0 011 05 0 05型芯高度尺寸HM HS HSScp 2 3 z 1 05 1 05 2 15 2 3 0 05 0 05 4 1 11 0 01 24 31 20 0 05型腔径向尺寸HM HS HSScp 3 4 z 31 20 31 20 2 15 3 4 0 05 0 05 4 31 83 0 0130 60 0 05型腔径向尺寸HM HS HSScp 3 4 z 30 60 30 60 2 15 3 4 0 05 0 05 4 31 22 0 0122 90 0 10型腔深度尺寸HM HS HSScp 2 3 z 22 90 22 90 2 15 2 3 0 10 0 10 4 23 33 0 03 25 未注公差尺寸 按简化公式LM LS LSScp 计算 制造公差取IT7级 型芯圆角R9 3LM LS LSScp z 9 3 9 3 2 15 0 01 9 50 0 01型腔圆角R10 5LM LS LSScp z 10 5 10 5 2 15 0 01 10 73 0 01其余依此计算 26 C 型腔侧壁和底板厚度计算此模具采用组合式圆形型腔 查表 已知圆形型腔直径32mm 则型腔壁厚S1 8mm 模套壁厚S2 18mm 查表 已知p 40MPa r 16mm 300MPa 带入公式t 0 87 p 0 5r 0 87 40 300 0 5 16 5mm 27 5 选择标准模架此设计中采用龙记 LKM 标准模架 1 确定模架组合形式该模具采用热流道浇注系统 因此 选择大水口模胚 采用推杆推出塑件 设置二级推出机构 则应选择AT型模胚 2 计算型腔模板周界长度L 30 2 8 76 8 10 3 32 4 288宽度N 30 2 8 76 8 10 3 32 4 288 28 图9型腔模板周界 29 3 选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度 N 288 选标准尺寸350 L 288 选标准尺寸350 最终确定模架规格为350 350 4 确定模板厚度A板定模板 用来固定型腔 型腔深度22 6mm 底板厚度计算得5mm 则A板厚度可选标准中A板厚度HA 50mm B板选取标准中B板厚度HB 30mm C板垫块 形成推出机构的移动空间 其厚度 推杆垫板厚度 推杆固定板厚度 塑件推出距离 保证把塑件完全推离型芯 选标准Hc 100mm 30 5 选定模架模架标记 3535 AT A50B30C100LKM 图10标准模架 31 6 检验模架与注射机的关系模具外形尺寸350 350 拉杆空间540 440 显然350 540 合理 最大模具厚度450 模具厚度428 最小模具厚度300 合理 开模行程 30 3 2 10 70 6 最大开合模行程500 合理 32 6 浇注系统型腔布局为一模16腔 热流道浇注系统 图11热嘴 33 7 推出机构采用推杆推出机构 设置16颗 15圆形推杆 推在斜滑块的下底面上 推出力均匀 运动平稳 图12推杆设置 34 8 温度调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动 固化定形 生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响 因此应设置冷却系统 由于此塑件为小型 3g 1 3g 薄壁 0 5 1 2mm 塑件 且成形工艺对模温要求不高 也可以采用自然冷却 此模具设计中采用人工冷却 图13冷却系统 35 9 排气系统由于此模具属于中小型模具 且模具结构较为简单 可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气 间隙通常为0 02 0 03mm 不必设排气槽 36 任务4 5 注射机的校核 1 最大注射量已知Vs Vj 4 7 8 0 37 6 Vmax 500 K取0 8则Vs Vj KVmax 适合 2 注射压力已知P注 70 120MPa P公 145MPa则P注 P公 适合 3 锁模力已知Pq 20 40MPa A分 3 14 32 2 2 16F锁 3500kN 12861mm2则PqA分 40 12861 514458N 514kN显然PqA分 F锁 适合 37 4 安装部分尺寸喷嘴圆弧半径18 浇口套圆弧半径19 5喷嘴孔直径6 主流道小端直径8定位孔直径150 定位圈外径150拉杆空间540 440 模具外形350 350最小模厚300 模具厚度428 最大模厚450 5 开模行程开模行程 30 3 2 10 70 6最大开模行程500则开模行程 最大开模行程 适合 6 推出机构中心顶出 35mm 3