三通塑件注塑模设计调研报告概要文档格式.docx
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3.模具结构设计及模具工作原理……………………………………?
4.模具设计的有关理论计算及校核…………………………………?
5.模具总装图………………………………………………………12
6.结论
致谢
参考文献
一、塑件的工艺分析
(一)塑件成型工艺分析
塑件名称:
塑料三通
生产批量:
大批量
未注公差取MT4级精度
(二)原料的成型特性与工艺参数
静电喷枪的工作条件要求
1)具有足够的结构强度、刚度和强抗静电性,
2)具有抵抗喷涂所用涂料溶剂侵蚀和承受气体或液体工作压力的能力。
材料选择:
聚酰胺俗称尼龙(PA),是重要的工程塑料,其产量在五大通用工程塑料中居首位。
尼龙的使用性能:
具有良好的综合性能,既具有聚苯乙烯的良好成型性、聚丁二烯的韧性,又具有聚丙烯腈的化学稳定性和表面硬度。
尼龙耐热、耐磨、耐油、耐弱酸、耐碱,而且电绝缘性好、无毒、无味,其抗拉强度可达35~50MPa,尼龙的工艺性能:
熔体流动性好,制品壁厚可小到1mm。
尼龙的特性可以满足静电喷枪的使用要求,故选用尼龙66(PA66)为静电喷枪的注塑材料。
尼龙的工艺条件:
注射温度在260~290℃之间,模温在50℃左右,注射压力为100~140MPa,成型收缩率为1.5%,密度ρ=1.15g/cm3、弹性模量E=1.35×
103MPa,泊松比µ
=0.35。
(三)塑件的结构分析
塑件成型工艺分析:
1)静电喷枪三通管在直通管子的另一侧添加了盲管以便安装手柄,其结构要求在三个方向上采用侧向抽芯机构进行成型与抽芯。
2)由于制件尺寸较小、管壁较薄,且尼龙材料的流动性较好,注射模采用了点浇口浇注系统。
3)因为塑件与浇注系统凝料需要分别脱模,故采用由动模板、中间板和定模板组成的三板式注射模结构。
4)为提高生产效率采用一模两腔形式。
(四)塑件尺寸精度的分析
该塑件要求外形美观,无色透明,外表面没有斑点及熔接痕,因为塑件原材料为聚苯乙烯,所以表面采用一般精度等级4级;
该塑件为透明塑件,要求型腔与型芯的表面粗糙度相同,粗糙度可取Ra0.3μm。
(五)表面质量的分析
该塑件要求无缺胶,脏污;
无拉伤、拉裂、中心圈破裂;
无银丝;
允许有小黑点1~2个;
无气泡、气纹;
无明显熔接痕;
表面无擦伤、修伤;
无手印、指纹;
无明显色差。
二、注塑设备的选择
(一)估算塑件体积
经过计算,制件单件体积为27.8cm3,注射机一次所要注射熔融塑料的体积为:
V=n(V件+V凝)=88.96cm3
式中,n=2,V凝=0.6V件。
注射机的理论注射量V理=V/0.8=111.2cm3
(二)选择注射机
1.由于卧式注射机的注射系统与合模机构的轴线重合并与地面平行,具有机身较低,加料、操作及维修较方便,且制品推出脱模后可自动坠落,易于实现机械化或自动化等优点,故首选卧式注射机。
可选用SZ-125/630型注射机,其参数如下表。
该注塑机的各参数如下表所示:
SZ-125/630型注射机技术参数
2.塑件的注射工艺参数的确定
注射机的最大注射压力应当满足塑件成型的需要,塑件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。
尼龙材料的流动性好,所需的设备注射压力为100~140MPa,鉴于本塑件的尺寸较小,又属于厚壁件,精度要求也不高,注射压力应在100~120MPa之间,所选注射机能提供的最大注射压力为126MPa,可满足成型工艺要求
三、型腔数的确定
(一)分型面的选择
在I或者II的位置,制件投影面不是最大,但在定模部分需要安装型芯进行成型,脱模不方便,且模具结构复杂。
分型面选择在III的位置,在分型面上进行一次侧向抽芯动作即可实现四个孔的脱模,而不需在动、定模上进行抽芯,既方便三个方向的侧向分型脱模,又可降低型腔的制造难度。
虽然投影面积最大,但因制件较小,不存在超过注射机许用注射面积而造成的溢料问题。
(二)型腔数的确定
型腔数目与配置
型腔数量受注射机能力、塑件精度和生产的经济性等因素影响。
本制件需要三个方向进行侧向抽芯,同时为兼顾生产效率,采用了一模两腔结构。
四、标准模架的选择
图14-9静电喷枪三通管注射模具图
1-动模座板2-垫块3-推板4-推杆固定板5-斜导柱6-支承板7-限位柱8-滑块9-楔紧块10-定模座板11-型芯固定板12-定模镶块13-定位环14-浇口套15-动模镶块16-定模固定板17-型芯18-动模固定板19-锁紧机构20-推杆21-拉料杆22-弹簧23-定距螺钉24、27-导套25、26-导柱
2.为使浇注系统中的塑料在圣餐过程中一直保持熔融状态,本设计采用加热流道设计。
由于是多型腔加热流道,在这里采用内加热式。
将加热器安装在流道中央部位,流道中的塑料熔体阻止加热器直接向分流板或模具本身散热,所以能大幅度降低加热能量损失并相应提高加热效率。
五、浇注系统的设计
(一)主流道的设计
主流道设计卧式注射模采用直浇口式主流道,其几何形状与尺寸可参考表7-1。
其主要尺寸如下:
主流道小端直径:
d=注射机喷嘴口直径+(0.5~1mm)=5mm;
主流道球面半径:
SR=注射机喷嘴球头半径+(1~2mm)=16mm;
球面配合高度:
h=(3~5)mm,取h=4mm。
主流道长度L:
设计原则是小于60mm,故暂取L为40mm;
主流道的锥角推荐值为2°
~4°
,考虑到尼龙66的流动性良好,且为了方便修模,主流道的锥角取为2°
,
主流道大端直径D:
D=d+40×
2×
tan2°
=7.794mm,取D=8mm。
主流道冷料穴:
在收集前锋冷料的同时还可以用来控制浇注系统凝料的脱模。
由于采用三板式模具结构,故选择带有球头拉料杆的冷料穴,
开模时先利用穴内冷料对拉料杆头部的包紧力,将主流道凝料带出定模,
然后使拉料杆与冷料背向运动,强制两者脱开。
为使冷料能够与脱模板自动分离,冷料穴的形状不能太深太陡。
(二)分流道的设计
为保证熔体分配均衡,各模腔制件精度一致,多腔注射模应尽量采用平衡式浇注系统,即分流道的截面形状、尺寸及长度对应相等。
分流道的截面大小应与熔体的流动性相适应,一般对流动性好的尼龙等可取较小截面。
U形和圆形截面分流道的流动性好,当量直径也小,但圆形截面分流道需要开设在分型面的两侧,上、下两部分必须互相吻合,加工难度大。
而U形截面分流道常用于小型制品,且加工方便,故采用U形截面分流道。
取R=4mm,h=8mm,为方便修模
取侧壁斜角可取5°
。
1.浇口设计
1、浇口设计时应考虑浇口的位置和形状。
浇口位置
根据浇口位置选择原则,将浇口设置在三通管两条轴线交点处,其优点是:
a.浇口正对着型芯,可使熔体均匀地填充型腔,避免喷射的产生;
b.设置位置与最大管径在成型中收缩产生的残余拉应力方向一致,可消除或减小制品开裂的可能性;
c.流程较短,能保证熔体迅速、均匀地充填模具型腔,避免和减少因取向应力和收缩不均造成翘曲。
d.本制件的流程较短,每个制件只设一个浇口,以免增加熔接痕的数量。
2、浇口结构形式
适用于尼龙的浇口形式有点浇口、直接浇口、侧浇口等。
其中点浇口尺寸很小,具有增加熔体流动性、提高熔体切变速率、有利于薄壁塑件成型、浇口冻结快、痕迹小、进料部位选择自由、易于实现自动脱件等优点,广泛应用在多种塑料的单腔、多腔或多浇口注射模中。
而直接浇口、侧浇口尺寸大,痕迹明显,冷却冻结慢,容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形,不适宜于本制件,故采用点浇口形式
点浇口的直径可按式7-7计算:
d=(0.05~0.08)×
=0.87~1.39mm
可以先加工出0.8~1mm直径的点浇口,再根据试模情况调整;
浇口的长度取1mm,为防止在拉断浇口凝料时损坏制品表面,在浇口与塑件连接处可采用高为0.5mm、锥角为60°
~90°
的锥度过渡。
成型零件设计
(1)成型零件尺寸
成型零件工作尺寸的标注原则:
外形尺寸采用单向负偏差,基本尺寸为最大值;
内形尺寸采用单向正偏差,基本尺寸为最小值;
中心距尺寸采用双向等值正、负偏差,基本尺寸均为平均值。
成型零件工作尺寸公差:
可取δz=Δ/3、δc=Δ/6。
根据目前机械制造和装配的技术水平,一般将IT7~8级作为模具制造公差。
由于制品尺寸较小、尺寸精度不高,故采用平均值方法。
以成型内径Φ20.8mm、外径Φ27mm的管为例进行成型零件工作尺寸计算,该孔与另一内径为Φ13mm孔的中心距为19.6mm。
按8级精度查表可得该孔内外径的制件公差Δ分别取0.88mm、0.96mm,中心距的制造公差取0.22。
由第8章内容可得模具型腔、型芯零件尺寸的计算公式及结果如表14-2所示。
(2)成型零件结构
型腔结构形式:
根据塑件的大小和结构特点,型腔采用整体式结构,分别固定在动、定模固定板上
特点:
结构简单、牢固可靠、不易变形,制品表面无镶拼接缝的溢料痕迹。
2.分流道的长度
分流道要尽可能短,且少弯折,便于注射成型过程中最经济的使用原料和注塑机能耗,减少压力损失和热量损失。
3.分流道的表面粗糙度
由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因而分流道的内表面粗糙度并不要求很低,一般取1.6左右即可,这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差,以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。
(三)型芯结构形式
型芯结构形式:
均采用嵌入式,即将型芯单独加工后,采用通孔凸肩式与滑块固定连接。
成型内孔Φ27.4、Φ20.8的型芯结构分别如图所示。
(四)成型零件的强度和刚度设计
1、侧向分型与抽芯机构
本制品需要在三个方向上成型四个侧孔,因此,必须设计侧向抽芯机构,并采用斜导柱式机动侧向抽芯机构。
以成型最大孔(直径Φ27.4)为例,对侧向抽芯机构进行设计。
侧向分型与抽芯机构
(1)脱模力以内径为φ27.4mm的孔为例,其型芯直径为φ28.5mm,由于R/t=14.25/3.1=4.6<10,属于圆环形断面的厚壁制品,其侧向脱模力可根据式(10-1)计算,即
.
式中,尼龙平均成型收缩率S取1.5%,
弹性模量E取1350MPa,
泊松比μ取0.35;
制品对型芯的包容长度l为36mm;
制品与型芯之间的静摩擦系数f取0.26;
型芯的脱模斜度φ取1°
;
无因次系数K2=1+fsinφcosφ≈1;
无因次系数K1由式10-5决定
式中,λ是型芯半径与塑件壁厚之比,λ=r/t=4.6。
可得脱模力
2、斜导柱
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- 三通 注塑 设计 调研 报告 概要