脚盆、脸盆、塑料盆模具设计

辽宁工程技术大学课程设计- 1 -1 产品的工艺性分析1.1 塑件的原材料分析 PP名称：聚丙稀聚丙稀是常用塑料中最年轻的一种。聚丙稀的主要原料为丙稀。聚丙稀的结晶度一般为 3070%，结晶度越高，密度就越大。聚丙稀分子量大的，熔融指数就小，其熔融指数的测定温度是 23。聚丙稀非结晶部分密度为 0.851g/cm，结晶部分为 0.935g/cm。结晶度直接影响密度。聚丙稀的平均分子量在 8 万以上，熔点为 164170。性能：1物理，机械性能聚丙稀的强度和刚性都比低压聚乙稀好。聚丙稀与其它塑料相比，有更大的弯曲疲劳寿命。聚丙稀制品对缺口是敏感的，因此在产品设计时，应避免尖角存在，否则容易使应力集中。聚丙稀具有优异的成纤性，被人们称为“理想的纤维” 。因此它的拉伸性能非常好。聚丙稀的耐磨耗性比硬聚乙稀差，但却优于聚苯乙稀，每 1000 次磨耗 1530mg。2热性能聚丙稀有良好的耐热性，它的熔点为 164170，它的制品能耐 100以上的温度煮沸消毒。在没有外力作用下，温度即使到 150也不变形。在低负荷下亦可在 110连续使用。聚丙稀在 90时的抗应力松弛性能亦良好。聚丙稀低温使用温度可达-15-20，其脆化温度为-35（聚乙稀的脆化温度为-60） 。3电性能聚丙稀是一种非常优良的电绝缘体，且因它不吸水，不受空气潮湿的影响，击穿电压也高。但是它是一种缓慢燃烧的材料，如果要求制品能够避免燃烧，则应用加有阻燃放剂的聚丙稀材料。聚丙稀的介电常数低，介电强度很高。4化学性能 辽宁工程技术大学课程设计- 2 -聚丙稀对化学药剂的侵蚀和沾污的耐御性能良好，特别是抗环境应力开裂更优。在室温下，几乎没有可以使它溶解的溶剂。5 耐环境性在常温下，聚丙稀塑料实际上完全不受水分侵蚀。聚丙稀在室外使用除要加抗氧剂外，还需加入光稳定剂。用途：从经济观点和聚丙稀性能着眼考虑，它非常适用于汽车工业，中级负荷的轴承元件，密封板等制件。由于聚丙稀塑料的电性能良好，它已成为电器工业和通讯工业不可缺少的材料。聚丙稀的识别：聚丙稀是无色，无味，无毒带白色蜡状的粒状材料，外观似聚乙稀，但比聚乙稀更透明，更轻，比重 0890.91，是最轻的塑料品种，浮于水。易燃烧，离火后可继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色有少量黑烟，熔融拉伸性极好，燃烧后熔融滴落，发出石油气味。PP 聚丙烯化学和物理特性 PP 是一种半结晶性材料。它比 PE 要更坚硬并且有更高的熔点。 由于均聚物型的 PP 温度高于 0C 以上时非常脆，因此许多商业的 PP 材料是加入 14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP 材料有较低的热扭曲温度（100C） 、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP 的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP 的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP 不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对 PP 进行改性。PP 的流动率 MFR 范围在 140。低 MFR 的 PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同 MFR 的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP 的收缩率相当高，一般为 1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD 等材料要好得多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.7%。 均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。 典型用途汽车工业（主要使用含金属添加剂的 PP：挡泥板、通风管、风扇等） ，器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等） ，日用消费品（草坪 辽宁工程技术大学课程设计- 3 -和园艺设备如剪草机和喷水器等） 。1.2 成型特性及条件 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 聚丙稀注射成形以螺杆式注射机为主。料温 200250，注射压力 4070MPa，模具温度为 4060。熔化温度：220275C，注意不要超过 275C。 模具温度：4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到 1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是 47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是 11.5mm，但也可以使用小到 0.7mm 的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP 材料完全可以使用热流道系统。1.3 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 产品图如下： 辽宁工程技术大学课程设计- 4 -1.4 结构分析 如下图，可见产品结构简单，但产品外形较大,为密闭类壳体件1.5 尺寸精度分析产品为日常用品，没有与之相配合使用的尺寸。所以所有尺寸均为一般性尺寸要求，主要要保证产品的壁厚均匀。2 初选注射机的型号和规格2.1 计算塑件的体积和重量查设计手册后得知 ps 的密度为 0。9g/cm3,编辑产品密度，体积用 UG 软件查，产品三维图如下用软件查得产品体积为：1962049.628282368 mm3=1962cm3根据公式 M= V=0。9x1962=1765.8(g)2.2 初选注射机的型号和规格由产品较重，较大采用一模一腔，产品的重量为 1765g,在生产中，实际注射量应在额定注射量的 80%以内，所以应该选择额定注射量在 2206g 以上的机型。所以根据 辽宁工程技术大学课程设计- 5 -国内常用的注塑机型，我们初步选用 HTF530W1,它的具体参数如下图2.3.塑件注射工艺参数的确定料筒温度 喂料区 3050（50）区 1 160250（200）区 2 200300（220）区 3 220300（240）区 4 220300（240）区 5 220300（240）喷嘴 220300（240）括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为 35和 65，模件流长与壁厚之比为 50：1 到 100：1熔料温度 220280料筒恒温 220模具温度 2070注射压力 具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（8001400bar） ； 辽宁工程技术大学课程设计- 6 -一些薄壁包装容器除外可达到 180MPa (1800bar)保压压力 避免制品产生缩壁，需要很长时间对制品进行保压（约为循环时间的30） ；约为注射压力的 3060背压 520MPa（50200bar）注射速度 对薄壁包装容器需要高的注射速度（带蓄能器） ；中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品螺杆转速 高螺杆转速（线速度为 1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以计量行程 0.54D（最小值最大值） ；4D 的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆转速预烘干 不需要；如果贮藏条件不好，在 80的温度下烘干 1h 就可以机器停工时段 无需用其它材料进行专门的清洗工作；PP 耐温升3 注射模的结构设计3.1 分型面选择 分型面选择为产品最大轮廓处，如下图：分型面选择原则：1.分型面的选择应便于脱模。 辽宁工程技术大学课程设计- 7 -2.分型面一常为产品最大轮廓处。3.分型面的选择应便于模具加工制造。4.分型面的选择应有利于侧向抽芯。5.不影响制品外观,尤其對外观有明确要求的制品,更应该注意分型面。6.分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求。7.有利于澆注系統、排氣系統、冷卻系統的設計8.有利于保证开模后产品留在动模侧。 3.2 确定浇注系统 采用直浇口过料如下图3.3 主流道设计主流道为圆锥形，其斜度为 2 4，取 3，浇口套 选用 T10A，热处理要求淬火 50-60HRC。为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度， 辽宁工程技术大学课程设计- 8 -3.4 确定型腔、型芯的结构 3.4.1 型腔、型芯的结构设计 为了模具设计结构简单，节省加工费用，搞高模具强度，本模具的型芯，型腔采用整体式，如下图：型腔型芯注，由于车床加工通孔方便，型腔可在底部做个镶块，也是另一种比较合理的方案。3.5 型腔和型芯的工作尺寸计算 成型零件工作尺寸计算公式如下型腔径向尺寸计算公式为 L +z =(1+ )L +zMS 辽宁工程技术大学课程设计- 9 -型腔深度尺寸计算公式为 H +z =(1+ )H +zMS型芯径向尺寸计算公式为 001Z ZCPAA 型腔深度尺寸计算公式为 SBB其中为 L +z 模具型腔的径向尺寸；H +z 为模具型腔的深度尺寸；MM为模具型芯的径向尺寸； 为模具型芯的高度尺寸；0ZA 0Z本模个设计中,产品成形部分的工作尺寸按产品的收缩值计算,这种方法实用,且效率高本例型腔和型芯的工作尺寸计算采用 PP 的收缩值来计算:查资料知道 1.22。5,由于本产品较大,我们取收缩值为:1。8%所以型腔工作尺寸为产品的外侧尺寸乘以 1+1。83%型芯工作尺寸为产品的内侧尺寸乘以 1+31。8%3.6.型腔型芯壁厚计算型腔型芯辟厚的计算应该缩合考虑水路系统，并做相应该的调整。型腔型芯的外形尺寸如下3.6.1 型腔侧壁的厚度计算根据经验公式：S=0.2L+17L=660mmS=6600.2+17=149 辽宁工程技术大学课程设计- 10 -3.7 确定推出机构类型 如下图，采用中心推干推出，由于产品属于密闭的壳体类产品,所以可以增加气顶以增强推出的合理性，因为产品较大且相对辟最不厚。3.8 确定模具的导向机构 模具的导向机构主是导柱的导套合模精度的导向，导套导柱的零件图分别如下。 辽宁工程技术大学课程设计- 11 -导柱导套 辽宁工程技术大学课程设计- 12 -说明：由本本模具的型芯是高出分型面很多，为伸进型腔高度很多的，所以为了合模时导柱在型芯进入型腔前进入导套，以确保有效的导向。所以导柱必须高于型芯30mm 以上如下图4 模具主要部件及加工艺分析4.1 模具主要部件零件图 本模具的主要模具零件图如下： 辽宁工程技术大学课程设计- 13 -中心推杆定模板（型腔）动模板(型芯) 辽宁工程技术大学课程设计- 14 -模脚4.2 主要部件的加工分析 由上面的图可知，本模具的主要模具零件加工工艺方法有：车床加工，钻床加工，铰孔加，热处理。5 注射机与模具各参数的校核5.1 工艺参数的校核本产品选定的注塑机主要技术参数如下，以此做为模具校核的依据。 辽宁工程技术大学课程设计- 15 -1）注射量的校核（按体积）Vmax=V 式中：Vmax 模具型腔流道的最大容积(cm3)V指定型号与规格注射机的注射量容积(cm3) 塑料的固态密度(g/cm3) 注射系数取 0.750.85，无定形料可取 0.85，结晶形可取0.75。将以上各数代入式得：Vmax=V 倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间产品的胶位体积为 1962cm3 小于注塑机理论成型体积 2497cm3所以符合要求。5.2 安装参数的校核模具的总高度为 696 如下图： 辽宁工程技术大学课程设计- 16 -注塑机要求的最大模具厚为 830,最小模具厚度为 350。 696 大于最小模具厚度 350且小于最大模具厚度 830，所以符合要求。 辽宁工程技术大学课程设计- 17 -小结 本模具结构相对简单，但成型工艺，推出产品的方式有别于一般的模具，很有代表性，所以本次模具设计是一次专业知识的缩合运用，也是一次综合知识的延伸应该用。提高了自己的专业设计能力。 辽宁工程技术大学课程设计- 18 -参考文献 1 王桂平等编，塑料模具的设计与制造问答M，北京：机械工业出版社， 1999.42 王鹏驹主编，塑料模具技术手册M，北京：机械工业出版社， 1999.93 申树义等编，塑料模具设计M，北京：机械工业出版社， 1999.54 冯炳尧等编，模具设计与制造