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论文泡沫灭火器喷嘴注塑模 具设计 论文(定稿) 毕业设计(论文)题目泡沫灭火器喷嘴注塑模设计学院机电工程学院专业班级机械工程及自动化07级 (4)班指导教师商玉林职称副教授学生姓名白文国学号4070xx416I摘要注塑成型是热塑性塑料成型的主要方法之一,可以一次成型行状复杂的精密塑件。 因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大的意义。 本次设计分析了泡沫灭火器喷嘴的塑件工艺特点,详细介绍了泡沫灭火器喷嘴的结构分析和模具设计的过程以及要点。 重点介绍了泡沫灭火器喷嘴的塑件结构的设计方法,分析和阐述了注塑机地选择,模具型腔数目的确定,模架的选择方法,模具分型面,排气系统,浇注系统等的设计过程。 该塑件注塑模设计的结构特点是滑块侧向抽芯注射模。 通过本次设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理,进一步巩固了AutoCAD绘图能力。 这就要求塑料模具的开发、设计与制造水平也越来越高。 塑料工业是一个复杂的系统,是集原料、加工工艺、制造设备和成型模具等一系列科技产业为一体的高科技产业。 模具工业是塑料工业的一部分。 它是生产中使用极为广泛的基础工艺设备。 在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工业中,60%80%的零件都依靠模具成型,并且随着近年来这些行业的迅速发展,对模具的要求越来越迫切,精度要求越来越高,结构也要求越来越复杂。 用模具生产的零件所表现的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗是其他加工制造方法所不能比拟的。 模具生产技术的高低,已成为一个国家产品制造水平的重要标志。 而在以后自己从事机械方面工作是,也离不开模具的设计和制造,因此,我所做的这个毕业设计课题对我以后的工作非常有意义,也是非常有必要的。 为以后从事机械相关的工作打下基础。 本论文共分为5章。 第一章概述。 主要阐述塑料的组成、分类以及当前我国及世界模具研究现状和发展情况。 第二章塑件的工艺分析。 介绍塑件的原料,结构及表面质量分析。 第三章注塑成型的准备。 主要是塑件的质量的计算,型腔模的选择,确定注塑机的选择及校核。 第四章成型零件的设计。 主要介绍了凸膜,凹模结构设计和尺寸计算,还有导向机构和推出机构的设计。 第五章模温调节与冷却系统设计。 介绍了注塑模具冷却系统的设计和计算。 在整个设计过程中我要感谢我的同学对我的帮助,同时特别感谢商玉林老师在这段时间尽心尽责的指导帮助,才使我的设计顺利完成,并获益匪浅。 毕竟由于能力有限,论文和图纸难免出现错误,希望老师批评指正。 2第一章概述塑料是以高分子聚合物为主要成分,并在加工成为制品的某阶段科流动成型的材料。 塑料具有特殊的物理性能和化学性能,以及优良的成型加工性能。 高分子聚合物常用制造合成树脂、合成橡胶和合成纤维,这三大合成材料成为21世界材料工业的重要支柱。 其中合成树脂的产量最大,应用最广。 1.1塑料的组成塑料是以合成树脂为主要成分,并根据不不同需要而添加不同的添加剂所组成的混合物。 1.合成树脂合成树脂在塑料中的含量占40%-100%,树脂的性质常常决定了塑料的性质。 2.填充剂填充剂是为了降低塑料成本,改善塑料的某些性能在塑料中添加一些材料。 常用的填充剂有木屑、碎布、各种织物纤维、纸张、玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。 填充剂在塑料中有以下作用 (1)加入廉价材料,降低成本。 (2)改善塑料性能,在塑料中加入填充剂后,可以改善其机械性能、电性能、耐热性、蠕变性。 加工收缩性等。 填充剂在塑料的含量为20%50%。 3.增塑剂增塑剂是能与树脂混溶,无毒,无味,对光、热稳定的高沸点有机化合物。 常用的增速剂有邻苯二甲酸酯类、磷酸之类、氧化石蜡等。 增塑剂在塑料中有以下作用: (1)提高塑料的塑性、柔软性、流动性。 (2)改善塑料的机械性能和加工性能。 4.稳定剂稳定剂有抗氧化剂和紫外线吸收剂两大类。 常用的抗氧化剂有酚类和胺类有机物;紫外线吸收剂能够强烈的吸收紫外光,并将其能量转变后以无害的热能形3式放出,如二苯甲酮类和苯并三唑类。 稳定剂在塑料中的作用减缓或阻止塑料的老化。 防止塑料颜色的消退。 5.固化剂固化剂能是高分子树脂有线性结构变为体型结构,某些树脂在成型前加入固化剂之后才能变成坚硬的材料。 7.着色剂着色剂能使塑料具有各种不同的颜色。 塑料中除上述成分以外还有根据要求添加一些其他成分,如阻燃剂、发泡剂。 1.2塑料的分类1.按制作方法分类 (1)由聚合反应得到的塑料将许多低分子单体化合物合成高分子化合物,在反应过程中无低分子物质析出,如尼龙。 (2)由聚缩反应得到的塑料。 由单体化合成高分子化合物时,同时析出低分子物质,如酚醛树脂。 2.按塑料受热后的性质分类 (1)热塑性塑料主要有聚合反应得到其分子为链状或树枝状结构。 (2)热固性塑料主要由聚缩反应得到,其分子在固化前是链状或树枝状结构,固化后成为网状结构。 3.按塑料的用途分类 (1)通用塑料通用塑料是指一般用途的塑料。 (2)工程塑料工程塑料是指那些具有突出力学性能和耐热性,或在变化的环境下可保持良好绝缘电性能的材料。 4.按树脂大分子的有序状态分类 (1)无定型塑料树脂的大分子排列是无序的,这种塑料的分子链不会产生有序的整齐堆砌形成结晶结构而是无规则随机排列。 (2)结晶塑料树脂的大分子排列是有序的。 从熔融状态冷却变为制品过程中树脂的分子链能够有序地紧密堆砌产生结晶结构。 1.3各种模具的分类和占有量模具的主要类型有冲模、锻模、塑料膜、压铸模、飞沫冶金模,橡胶模、4陶瓷模等。 除部分冲模以外的上述各种模具都属于腔型模,因为他们一般都有依靠三维的模具型腔使材料成型。 (1)冲模冲模是对金属板进行冲压加工获得合格产品的工具。 冲模占据模具总数的50%以上。 按工艺性质的不同,冲模科分为落料模,冲孔模,切口模,切边模等。 按组合工序不同,冲模分为单工序模,复合模,连续模。 (2)锻模锻模是金属在热态或冷态下进行体积是所用模具的总称。 按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模,热模锻压力锻模,平锻机用锻模,水压机用锻模,高速锤用锻模,摆动碾压机用锻模等,按工艺用途锻模可分为预段模具,挤压模具,精锻模具,等温模具等。 (3)塑料模塑料模是塑料成型的工艺装备。 塑料模约占模具总数的35%,而且有继续上升的趋势。 塑料模主要包括压塑模,挤塑模,注塑模,此外还有挤出成型模,泡沫塑料的发泡成型模。 (4)压铸模压铸模是使液态金属在高温和高速下充填铸型,在高压下成型和结晶的一种的制造方法,压铸模约占模具总数的6%。 (5)粉末冶金模粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉末冶金模有压膜,精整模,复压膜,粉浆浇注模等。 模具所涉及的工艺繁多,包括机械设计制造,塑料,橡胶加工,金属材料,塑料加工等多学科和行业,其复杂程度显而易见。 1.4模具工业在国民经济中的地位从以下四个方面,可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。 第一,模具工业是高新技术产业的一个组成部分。 例如属于高新技术领域的集成电路的设计与制造,不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模;计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造,也必须有精密塑料模具和精密冲压模具;数字化电子产品(包括通讯产品)的发展,没有精密模具也不行。 不仅电子产品如此,在航天航空领域也离不开精密模具。 例如形状误差小于0.10.3?的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜,就必须用高精度的塑料模具成形。 因此可以说,许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。 有些生产高精度模具的企业,已经被命名为“高新技术企业”。 第二,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。 用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平,是推动模具工业技术进步的关键环节。 CADCAE5CAM技术在模具工业中的应用,快速原型制造技术的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。 模具的开发和制造水平的提高,还有赖于采用数控精密高效加工设备。 逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用,也要与电子信息等高新技术嫁接,实现高新技术产业化。 第三,模具工业是装备工业的一个组成部分。 在1998年以前,许多人把机械工业当作一般的加工工业。 1998年11月召开的中央经济工作会议,首次明确提出了加大装备工业的开发力度,推进关键设备的国产化。 将机械工业作为装备工业,把它同一般的加工工业区别开来,是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。 模具作为基础工艺装备,在装备工业中自然有其重要地位。 因为国民经济各产业部门需要的装备,其零部件有很大一部分是用模具做出来的。 第四,模具工业地位之重要,还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑,都要求模具工业的发展与之相适应。 机械、电子、汽车工业需要大量的模具,特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具,目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。 这几年,我国每年要进口近10亿美元的模具。 我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂,很大一部分需要塑料模具成形,做成制品,才能用于生产和生活的消费。 生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具,需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗,也需要大量的塑料模具成形。 从五大支柱产业对模具的需求当中,也可以看到模具工业地位之重要。 目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国、日本、法国、瑞士等国家。 中国的模具出口量极少,但中国模具、钳工技术水平高,劳动成本低,只要装备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,模具会有很大的发展。 研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对促进国民经济的发展有着特别重要的意义。 1.5我国模具技术的现状及发展趋势模具工业是国民经济的重要基础工业之一。 模具是工业生产中的基础工艺装备,是一种高附加值的高精密集型产品,也是高新技术产业化的重要领域,其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。 1我国模具技术的现状620世纪80年代以来,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,同时为模具的发展提供了巨大的动力。 这些年来,中国模具发展十分迅速,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。 振兴和发展中国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。 目前,中国有17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。 在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其他各类模具约占11%。 近年来,中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。 除了国有专业厂家外,还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业,他们都得到了迅速的发展。 许多模具企业十分重视技术发展。 加大了用于技术进步的投入力度,将技术进步作为企业发展的重要动力。 此外,许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。 中国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。 在大型模具方面已能生产48英寸(约122cm)大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。 经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 进入21世纪,在经济全球化的新形势下,随着资本、技术和劳动力市场的重新整合,中国装备制造业在加入WTO以后,将成为世界装备制造业的基地。 而在现代制造业中,无论哪一行业的工程装备,都越来越多地采用由模具工业提供的产品。 为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求,模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步,这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。 2我国模具技术的发展趋势随着电子、信息等高新技术的不断发展,模具技术的发展呈现以下趋势。 2.1模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的发展方向,模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件应用的网络化是主趋势。 7新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具,所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟(CAE)及信息的管理与共享。 值得强调的是,模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技术的集合,其关键是它们与人工智能的有机集成,不仅可以知识、保存知识,还可以挖掘知识、繁衍知识。 新一代的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经验、计算机的硬件和软件、数值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程。 2.2模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展精密数控电火花加工机床(电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床)不断在加工效率、精度和复合加工上取得突破,国外已经将电火花铣削用于模具加工。 加工精度误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展。 国外近年来发展的高速铣削技术和机床(HSM)开始在国内应用,将大幅提高加工效率。 模具抛光的自动化、智能化也是发展趋势之一,日本已研制了数控研磨机,可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。 此外,特种研磨方法如挤压研磨、电化学抛光、超声抛光也应是发展趋势。 其他方面,如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。 2.3快速经济制模技术得到应用快速制模主要从以下四方面加快制模速度一是提高加工速度(如高速铣削);二是基于快速原型的快速制模技术;三是选择易切削模具材料(如铝合金)来加快制模速度;四是采用复合加工、多轴加工提高加工效率。 2.4特种加工技术有了进一步的发展电火花加工向着精密化、微细化方向发展。 在简化电极准备、简化编程和操作、提高加工速度以及不断降低设备制造成本上也做了大量研究和实践。 2.5模具自动加工系统的研制和发展随着各种新技术的迅速发展,国外已出现了模具自动加工系统。 这也应是中国的长远发展目标。 模具自动加工系统应有如下特征多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控系统同步系统;有质量监测控制系统。 82.6模具材料及表面处理技术发展迅速在模具材料方面,一大批专用于不同成形工艺的模具材料相继问世并投入使用。 在模具表面处理方面,其主要趋势是由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展;由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展;同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。 另外,目前激光强化、辉光离子氮化技术及电镀(刷镀)防腐强化等技术也日益受到重视。 2.7模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同由于车辆和电机等产品向轻量化发展,许多轻型材料和轻型结构用于汽车业,如以铝代钢,非全密度成形,高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料。 新型材料的采用使得生产成形和加工工艺发生了根本变革,相应地出现了液态(半固态)挤压模具及粉末锻模、冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成型技术等。 另一方面,随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高,在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。 主要有适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的精益生产;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产模式;模具标准件的日渐广泛应用(模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期,且还能提高模具的质量和降低模具制造成本);广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。 1.6设计前注意事项1.6.1明确制品的几何形状及使用要求对于形状复杂的制品,有时除看懂其图样外,还需参考产品模型或样品,考虑塑料的种类及制品的成型收缩率、透明度、尺寸工差、表面粗糙度、允许变形范围等,即充分了解制品的使用要求,因为这个不仅是模具设计的主要依据,而且还是减少模具设计者与产品设计者的意见分歧的手段。 估算制品的体积和重量及确定成型总体方案。 计算制品重量的目的在于选择设备和确定成型总体方案。 成型总体方案包括确定模具的机构形式,型腔数目,制品成型自动化程度,采用流道的形式(冷流道或热流道),制品的侧向型孔是同时成型还是都需加工,侧凹的脱模方式等。 9明确注塑成型机的型号和规则。 只有确定采用什么型号和规则的注塑机,在模具设计时才能对模具上与注塑机有关的结构和尺寸的数据进行校核。 检查制品的工艺性。 对制品进行成型前的工艺性检查,以确定制品的各个细小部分是否都符合注塑成型的工艺性条件。 1.6.2基本程序模具及其操作必须满足的各种要求,其模具设计的最佳方法是综合考虑,系统制定设计方案,模具设计流程图表示了各条件间的相互关系,以及必须满足主功能的边界条件和附加条件的关系。 1注射模设计审核要点基本结构审核。 模具的结构和基本参数是否与注射机规格匹配。 模具是否具有合模导向机构,机构设计是否合理。 分型面选择是否合理,有无产生飞边的可能,制品能否滞留子在设有推出脱模机构的动模(或定模)一侧。 模腔的布置与浇注系统设是否合理。 浇口是否与塑料原料相适应,浇口位置是否恰当,浇口与流道的几何形状是否合适,流动比数值是否合理。 成型零件部件结构是否合理。 推出脱模机构与侧向分型或抽芯机构是否合理、安全、可靠。 他们之间或他们与其他模具零件之间有无干涉或碰撞的可能,脱模板(推板)是否会与凸模咬合。 是否需要排气结构,如果需要,其设置情况是否合理。 是否需要温度添加系统,如果需要,其热源和冷却方式是否合理。 温控元件是否足够,精度等级如何,寿命长短如何,加热和冷却介质的循环回路是否合理。 支撑零部件结构设计是否合理。 ?外形尺寸能否保证安装,紧固方式选择是否合理可靠,安装用的螺栓孔是否与注射机、定模固定板上的螺孔位置一致,压板槽附近的固定板上是否有紧固的螺孔。 2)设计图样审核要点装配图。 零部件的装配关系是否明确配合代号是否标注的恰当合理,零件10标注是否齐全,与明细表中的序号是否对应,有关的说明是否具有明确的标记,整个模具的标准化程度如何。 零件图。 零件号、名称、加工数量是否有确切的标注,尺寸公差和形位公差标注是否合理齐全。 成型零件容易磨损部位是否预留了修磨量。 那些零件具有超高精度要求,这种要求是否合理。 各个零件的材料选择是否恰当,热处理和表面粗糙度要求是否合理。 制图方法。 制图方法是否正确是否符合有关规范标准(包括工厂企业标准)。 图面表达的几何图形与技术内容是否容易理解。 2模具设计质量审核要点设计模具时,是否正确的考虑了塑料原材料的工艺性特征、成型性能,以及注塑机类型可对成型质量产生的影响。 对成型过程中可能产生的缺陷是否在模具设计时采取了相应的预防措施。 是否考虑了制品对模具对导向精度的要求,导向结果设计的是否合理。 成型零部件的工作尺寸计算是否合理,能否保证制品的精度,其本身是否具有足够的强度和刚度。 支撑部件能否保证模具具有足够的整体强度和刚度。 设计模具时是否考虑了试模和修模要求。 装拆及搬运条件审核要点有无便于装拆时用的撬槽、装拆控和牵引螺钉,对其是否做出了标记。 有无供搬用的吊环或起重螺栓孔,对其是否也做出了标记。 第2章塑件的工艺分析2.1塑件原料分析塑件材料选用PA1010,即聚酰胺(尼龙)。 性能具有良好的电气性能、热性能和机械综合性能,其力学强度岁温度而异。 在熔化状态时有很高的流动性,所以这种塑料很适合注塑薄壁零件。 并且它是一种白润滑性材料,做成轴承齿轮,可以在无润滑的状态下使用。 对化学物品无论是弱酸、醇、酯、酮、碳氢化合物、油脂均不收影响。 缺点是吸水性大,成型收缩率不稳定,因此对塑件的尺寸控制困难。 112.2结构分析从零件图上分析,该零件总体呈圆柱体,在直径方向上有圆台及圆柱体凸起,并且为空心管状结构,因此,必须有侧向抽芯机构。 通过对典型注塑模的分析,采用斜滑块垂直分型脱模式注塑模。 2.3表面质量分析该零件表面要求无缺陷、毛刺,内部不得有导电杂质外,无特别质量要求,故比较用以实现。 综合封分析可以看出,注塑时在工艺参数控制好的情况下,零件的成型要求可以保证。 第3章注塑成型的准备3.1塑料成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性,首先将松散的颗粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化,使之成为粘流状熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推动下,以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中,经过一段时间的保压冷却后,开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。 一般分三个阶段的工作。 图3-1塑料成型压力时间曲线 (1)物料的准备成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况,有无杂质等进行检验,并测试其热稳定性、流动性及收缩率等指标。 对于吸湿性强的塑料,应12根据注塑成型工艺允许的含水量进行适当的余热干燥,若有嵌件,还要知道嵌件的热膨胀系数,对模具进行适当的预热,以避免收缩应力和裂纹,有的塑料制品还需要脱模剂,以利于脱模。 (2)注塑过程塑料在料筒内加热达到流动状态后,进入模腔内的流动科分为注射、保压、倒流、和冷却四个阶段,注射过程可以用如图3-1所示。 图中T0代表螺杆和柱塞开始注射熔体的时刻;当模腔充满熔体(T=T1)时,熔体压力迅速上升,达到最大值P0。 从时间T1到T2,塑料仍处于螺杆(或柱塞)的压力下,熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩产生的空隙。 由于塑料仍在流动,而温度又在不断下降,定向分子(分子端的一端在模腔内壁固化,另一端沿流动方向排列)容易被凝结,所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。 这一阶段时间越长,定向分子的程度越高。 从螺杆开始后退到结束(时间从T2到T3),由于模腔内的压力比流道内高,会发生熔体倒流,从而是模腔内的压力迅速下降。 倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。 其中,塑料凝结是的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。 (3)制件后处理由于程型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂,再加上流动前塑化不均匀以及冲模后冷却速度不同,制件常出现不均匀的结晶、取向和收缩,导致制件产生相应的结晶、取向和收缩应力,脱模后除引起时效变形外,还会是零件的力学性能,光学性能及表面质量变坏,严重时会开裂。 故有的塑件需进行后处理,常用的方法有退火和调湿两种。 退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力,此外,退火还可以对制件进行解除取向,并降低制件硬度和提高韧性,温度一般在塑件使用温度以上的1020度至热变形温度以下1020度之间;调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序,主要用于吸湿性强且又容易氧化的聚酰胺的那个塑料制件。 调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液(沸点为121,加热温度为100121),保温时间与制件的厚度有关,通常取29小时。 3.2注塑成型工艺条件1)温度注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。 前两种温度主要影响塑料的塑化和流动,而后一种温度主要影响塑料的充模和冷却定型。 料筒的温度选择应保证塑料塑化良好,能顺利实现注塑又不引起塑料的分解;喷嘴温度通常略低于料筒温度,为了防止熔料在喷嘴处产生流延现13象。 喷嘴低温产生的影响可以从熔料注射时所产生的摩擦得到一定的补偿。 但是喷嘴的温度不能太低,否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵住,或有早凝料今入模腔而影响塑件的质量;模具的温度对制品的内在的性能和表面质量影响很大。 模具温度一般通过冷却系统来控制,为了保证制件有较高的形状和尺寸精度,应避免制件脱模后产生较大的翘曲变形,模具温度必须低于塑料的热变形温度。 2)压力注射成型过程中的压力包括注射压力、保压力、背压力。 注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力,注射压力的作用主要是克服熔体在整个注塑成型系统中的流动阻力,使料筒的物料向前移动并使熔料获得足够的充模速率及流动长度,是塑料在冷却前能充满模腔;保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力,与制件的形状、壁厚及材料有关。 对于像流动性好的材料,保压力应该小些,以避产生飞边,保压力取略低于注射压力;背压力是指螺杆顶部熔料在螺杆旋转后退时所受到的压力,其大小可通过液压系统中的溢流阀来调节。 背压力的大小影响物料的塑化过程、塑化效果、和塑化能力,并与螺杆的转速有关。 背压力的大小随螺杆的设计、塑料质量的要求以及塑料的种类等的不同而确定的,提高背压力,是熔体的温度均匀、色料组分混合均匀并排除熔体中的气体,改善塑化质量。 但增加背压力会降低塑化效率,延长成型周期甚至导致塑料的降解。 根据生产经验,背压的使用范围约为3.427.5MPA。 3)成型周期完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。 包括注射时间,保压时间,冷却时间,其他时间(开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件和闭模等),在保证塑件质量的前提下尽量减少成型周期的各段时间,以提高生产效率,其中,最重要的是注射时间和冷却时间,在实际生产在注射时间一般为35秒,保压时间一般为20120秒,冷却时间一般为30120秒,这三个时间根据塑件的质量来决定的,质量越大则相应的时间越长。 3.3注塑机的选择3.3.1注塑机简介1956年制造出世界导航第一台复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%。 成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一。 注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法,常用的14说法有1)按设备外形特征分类卧式,立式,直角式,多工位注塑机;2)按加工能力分类超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。 3.3.2注塑机的基本技术参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等。 这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。 (1)公称注塑量是指机器对空注射条件下,注射螺杆做一次最大注射行程时,注射装置所能给出的最大注出量,注射量标志了注塑机的注射能力反应了机器能生产制品的最大体积或质量,是注塑机的属于参数之一。 (2)注射压力为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们就爱那个这种压力称为注射压力。 目前我国产的注塑机的注射压力一般在105150MPa。 (3)注射速率注射速度是指注射螺杆或注射柱塞注射时的移动速度;注射速率是指注射过程中单位时间内从喷嘴注出熔体的容积;注射时间是指完成一次公称注射行程所用的时间。 注射速度一般依据成型条件、模具结构、塑料性能、制品形状、壁厚等确定。 通常注射速度为0.81.2m/s,注射时间为410s。 (4)塑化能力塑化能力指塑化装置在单位时间内所能塑化的物料量,单位为g/s。 塑化能力取决于螺杆转速、驱动功率、螺杆结构、物料性能等。 塑化能力表现了机器生产能力。 但塑化能力应与整个注塑机的成型周期、注射量相协调,才能保证在规定时间内提供足够均匀塑化的熔料量。 一般注塑机的理论塑化能力大于实际所需来那个的20%左右。 (5)锁模力注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不容易被熔融的塑料所顶开。 (6)合模装置的基本尺寸包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具的最大厚度与最小厚度等。 这些参数规定了机器价格制件所使用的模具尺寸范围。 (7)开合模速度为使模具闭合时平稳,以及开模推出制件时不使塑料制件损坏,要求在模板在整个行程中的速度呀合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。 15 (8)空循环时间在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。 3.4计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定型腔数目。 由零件图3-1可知图3-1泡沫喷火器喷嘴由圆台公式(3-1)V1=13(S1+12S S+S2)h(3-1)式中V-圆台的体积S1-圆台顶面面积S2-圆台底面积S?12=6?=113.04S?14=7?=153.86V1=3589.022294S?12=4V2=16742.48324S?16=8?=200.96S?29=660.18212=113.04S?32=2=803.84V3=31568.79S?20=1
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