托盘注塑成形工艺与模具设计

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载托盘注塑成形工艺与模具设计地点：时间：说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容目录TOC\o"1-5"\h\z设计任务书29摘要30Abstract31塑件的结构工艺性分析321塑件原材料的成型性分析321.1基本特性321.2主要用途321.3成型特性332塑件的结构工艺性分析332.1塑件的表面质量分析332.2塑件的结构工艺性分析33第二章分型面及浇注系统的设计371分型面的选择372浇注系统的设计373加热道的设计383.1加热道的设计383.2浇口的设计394热流道板的设计404.1热流道板加热功率的计TOC\o"1-5"\h\z算41第三章模具设计方案的论证421型腔的布置422成型零件的结构确定422.1凹模（型腔）的设计422.2凸模（型芯）的设计423导向定位机构的设计424推出机构设计435冷却系统446模具的加热系统44第四章主要部件的设计计算451成型零件的成型计算451.1型腔的计算451.2型芯高度尺寸的计算452模具型腔壁厚的计462.1型腔侧壁厚度S的计TOC\o"1-5"\h\z算462.2型腔底板厚度T的计算473支承零部件的设计484推出机构的设计494.5模具合模导向机构的选用504.5.1导柱导向机构的设计505.2导向孔的设计51第五章成型设备的校核计算521型腔数目的确定和校核522最大注射量的校核523锁模力的校核534模具与注射机安装部分相关尺寸的校核534.1喷嘴尺寸544.2定位圈尺寸544.3最小最大模厚554.4安装螺孔尺寸555.5开模行程的校核555.6推出装置的校核56第六章工艺卡的制定56第七章热流道587.1热流道的发展过程587.2现代热流道的基本形式58总结60致谢61参考资料62外文原文和外文翻译63材料科学与工程系届模具专业毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：托盘注塑成形工艺与模具设计设计者：班级：学号：指导老师：材料：PP批量：大批量二维塑件图三维塑件图摘要针对制品结构面积大而浅和生产批量大的特点，模具采用了两层型腔成型，从而使制品生产效率提高近一倍，生产成本显著下降。该模具的设计特点是：为了满足薄壁大型件的成型要求，采用了热流道浇注系统，并采用注射料筒与开和模方向垂直的角式注塑机成型，解决了用卧式机时设置浇注系统的难题、对两层型腔模控制一致、用安装在模外的一对齿轮齿条传动机构来实现两层型腔开、合模动作同步、利用弹簧的推力使两层型腔推出机构同时推出制品，从而保证制品成型时的均匀性。关键词：模具；两层型腔；注塑AbstractAreaproductsforlargeandshallowstructureandthecharacteristicsoftheproductionvolume,usetwolayersofmoldcavitymolding,therebyenablingmoreefficientproductionandproductsnearlydoubled,productioncostsdroppedsignificantly.Themolddesignfeatures:Inordertomeetlarge-scalethin-wallmoldingseetherequestbythepouringhotrunnersystems,andinjectingLiaodonganddiewithaverticalangleofthedirectionofinjectionmoldingmachines,resolvedtosetuphorizontalplaneGatingsystemproblems,thetwocavitymodecontrolconsistentwiththeinstallationofthemoduleinadrivegearandrackbodycavitytoachieveatwo-tier,amovesynchronousmode,thethrustofthespringintroducedatwo-tiercavityagencieslaunchedproducts,thusensuringthattheproductsforminguniformity.Keywords:mold；twolayersofmoldcavitymolding；horizontal第一章塑件的结构工艺性分析熟读塑件的图样在头脑中建立清晰的塑件三维形状，复杂的塑件可通过计算机三维建立模型或橡皮泥制作模型等手段帮助理解其几何形状，该塑件的三维图如1.1所示：图1.1托盘1.1塑件的原材料的成型特性分析1.1.1基本特性聚丙烯（PP）无味，无色，无毒，外观似聚乙烯，但比PP更透明，更轻，密度仅为0.90~0.91/，它不吸水，光泽好，易着色，PP的屈服强度，抗压强度及弹性比聚乙烯好，定向拉伸后的PP可制作铰链，其具有特别高的抗弯曲疲劳强度，如用PP注射成型的一体铰链，经过次开闭弯折进行未产生损害和断裂现象，PP的熔点为164〜170°C，其耐热性好，能在100以上的温度下进行消毒灭菌。PP耐低温的使用温度可达-15，在低于-35时会脆裂，PP的高频绝缘性能好。而且由于其不吸水绝缘性能不受温度的影响。PP在氧、热、光的作用下极易解聚，老化，所以必须加入防老化剂。1.1.2主要用途PP可用于制作各种机械零件；可做水蒸汽各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里表面图层；可制造盖和本体合一的箱盖，各种绝缘零件。并用于医学工业中。1.1.3成型特性结晶性料。吸温性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解；流动性极好，溢边值0.03mm左右；冷却速度快，浇注系统及冷取系统应散热缓慢；成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔，凹痕，变形，方向性强；注意控制成型温度，料温方向性明显，在其低温高压时，更明显，模具低于50以下时，塑件不光泽，易产生熔接不良。流痕，90以上时易发生翘曲，变形；塑件应壁后均匀，避免取口，尖角，以避免应力集中。1.2塑件的结构工艺性分析1.2.1塑件的表面质量分析该塑件要求内外观光洁，色彩艳不允许有成型斑点和熔接痕，1.2.2塑件的结构工艺性分析从图纸上看，该塑件外行为四方壳罩，圆角过度。且无尖角存在，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。塑件型腔较大;为使塑件顺利脱模，可在塑件内部及加强肋处增设〜的拔模斜度；塑件的生产批量：该塑件的生产类型对注射模具结构，注射模具材料使用均有重要的影响，在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占的比例较小，提高生产率和注射模具寿命问题比较突出。所以可以考虑使用自动化程度较高，结构简单，制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。该塑件产量达10万件，生产类型属于中批量生产，可以适合考虑采用一模多腔，快速脱模，以及成型周期不宜过长的模具，同时，模具造价要适当控制。初选注塑机（1）计算塑件的体积或质量：通过三维造型可获得矩形上壳罩的体积PP的密度为所以，塑件的质量（2）根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目。由于塑件尺寸有一般精度要求，外表面和内表面有高光洁要求，不易采用太多型腔数目，所以考虑采用一模两腔，型腔平衡分布在型腔板两侧，以方便浇口排列和模具平衡。（3）确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点和PP的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数：表1.1塑件的注射成型工艺参数（4）确定模具温度及冷却方式PP为结晶性塑料，吸温性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解，流动性极好，溢边值为0.03mm左右，因此，冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢。因此，在保证顺利脱模的前提下，提高冷却时间，从而提高生产率。所以，模具温度控制在40~80。（5）确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，因此可计算出一次注射成型过程中所用塑料量为根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种，塑件结构，生产批量，以及注射工艺参数，注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册。初选XS-Z-30型注塑机，其具体参数如下表：表1.2XS-Z-30型注塑机的参数（6）制定塑件注射成型工艺卡综上分析，填写塑件注射成型工艺卡，如下表：表1.3塑件注射成型工艺卡第二章分型面及浇注系统的设计2.1分型面的选择不论塑件的结构如何，可以采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决与分型面的选择。为保证塑件能顺利分型，主分型面应首先考虑选择在塑件外行的最大轮廓处，因此，分型面设计在如图2.1所示的位置：在A-A与B-B面分型图2.1分型面的选择2.2浇注系统的设计浇注系统由主流道，分流道，浇口，冷料穴四个部分组成。考虑到塑件的内外观要求较高，内外表面不允许有成型斑点和熔接痕，以及一模两腔的布置等因素。浇口采用方便加工修整，凝料去除容易，且不会在塑件内壁和外壁流下痕迹的侧浇口，模具采用双分型面结构的模板，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内，如图2.2所示：图2.2浇口套2.3加热流道的设计加热流道是指在流道的附近设置加热器，利用加热的方法使注射机喷嘴到浇口之间，浇注系统处于高温状态，让浇注系统内的塑料在成型生产过程中一直处于熔融状态，保证注射成型的正常进行。加热流道注射模不象绝热流道那样在使用前或使用后必须清除分流道中的凝料，开车前只需要把浇注系统加热到规定的温度。分流道中的凝料就会熔融，注射工作就开始了。加热流道浇注系统的形式很多，一般采用单型腔加热流道和多型腔加热流道。由于模具设计成一模两腔，所以采用多型腔加热流道。2.3.1热流道的设计由于式中，查相关表得：T=220+273=493——注射压力80MP——253MP塑件连同浇道的质量为11gW=0.992=0.029t=5Q=4.62主流道直径式中：一一主流道的直径，mm主流道的速率（）=1.67mm分流道直径式中：分流道的直径，mm分流道的速率（）=4.6mm2.3.2浇口的设计直接浇口直径式中：直接浇口的直径，mm浇口的速率（）=1mm点浇口直径式中：直接浇口的直径，mm浇口的速率（）=0.78mm流速是指在浇注系统中的熔体流速，此时熔体处在高温及高压之下。其比热容较固体时为高。而且依靠熔体的温度，浇道内的静压力和塑料品种而异。次值可用斯宾塞方程计算，即：因此，（式中：----熔体在浇道中所受的外部压力----熔体在浇道中所生的内压力熔体在该状态下的容积----熔体在-273度下的比容----修正的气体常数绝对温度（+273）查表2.1状态方程中的参数2.4热流道板的设计热浇道板内的浇道为分流道，外加热式分浇道可按下式计算：mm式中：内加热器的外径热浇道板内分浇道孔径=2.5mm如图2.3热流板2.4.1热浇道板加热功率的计算所谓加热功率是指把加热浇板升温，从室温（以20度计）升高到指定温度（一般为200〜220度）所需的热功，升温时间是个重要因素，习惯以1h为基准。一般计算式为：式中：p——加热功率t——热流道板所需升高的温度（热浇道极限温度减去室温）——热浇道板的重量（包括紧固螺钉在内）T升温时间——热效率（从实际统计约为0.2〜0.3,宁可取低值）。假设热损失为零时，升温时间为0.5h，热效率为0.2，则可以用下式简化计算：P=1.34t=6.5w第三章模具设计方案的论证3.1型腔的布置对于一模多件的模具型腔布置，在保证浇注系统分流道的流程短，模具结构紧凑，模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称。均衡取件方便，该塑件的模具采用一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧。3.2成型零件的结构确定成型零件直接与高温高压的塑件接触，它的质量直接影响了制件的质量，该塑件的材料为PP塑料。对表面粗糙度和精度要求较高。因此，要求成型零件有足够的强度和刚度，硬度和耐磨性。应选用优质模具钢制作，还应进行热处理以使其具备50~55HRC的硬度。3.2.1凹模（型腔）的设计采用整体嵌入式凹模，放在定模两侧，主要从节省优质模具钢材料，方便热处理，方便日后的更换维修等方面考虑的。3.2.2凸模（型芯）的设计采用整体式凸模结构，其结构牢固。3.3导向定位机构设计由于塑件对称且无单向侧压力，所以采用直接导柱导向，便可满足合模导向及闭模后的定位。如图3.1，3.2所示：注意：导柱要比主型芯高出至少6~8mm。图3.1推板导柱图3.2推板导套3.4推出机构设计根据托盘的形状特点，其推出机构采用推件板和推杆推出，在弹簧弹力的作用下，将塑件从型芯板上推落，通过脱模螺栓对模板分型距离进行限定，同时又起复位杆的作用。其中推件板推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量。但制造困难，成本高，推杆推出机构简单，推出平衡可靠，虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶出痕迹，但不影响塑件外观。所以采用推板和推杆双重推出塑件。3.5冷却系统注射模具的温度变化是时间的函数，显然，不仅在模具各局部温度有明显的不同，而且也在一定的周期内变化。为了获得良好的塑件质量，应该使模具在工作中维持适当而且均一的温度，然而由于种种客观条件所限制，如型腔的几何形状，模具的总体积以注射机周围环境的变化，要使模具整整稳定在一温度上，并非易事。主要依靠模具测温计的反馈和随机的调节。3.6模具的加热系统当注射成型工艺要求模具温度在80度以上时，当对大型模具进行预热时，或者采用热流道的模具时模具中必须设置加热装置。模具的加热方法有好几种。对大型模具的预热除了可采用电加热方法外，还可在冷却水道中通人热水、热油、蒸汽等介质进行预热。对于模温要求高于80度的注射模或热流道注射模，一般采用电加热的方法。电加热又可分为电阻丝加热和电热棒加热，目前，大部分采用电热棒加热的方法，电热