盖子注射模设计说明书Word文件下载.docx
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高分于结构中的碳酸酯链段使聚碳酸酯成为韧性最好和最耐用的塑料之一,而双酚A链段使聚合物有很高的热性能(Tg=300F)。
典型的商品聚碳酸酯分子量为22000—35000,多分散性(MW/MN)一般为2.2—2.5。
除分子量外,聚碳酸酯的熔体流动速率(ASTMD1238,573F,1.2kg)一般也有一定的范围。
标准的商品的熔体流动范围为4-23。
超过这一熔体的流动范围,除了流变学性能外其他性能相当稳定,只有缺口悬臂梁式冲击强度在较高的熔体流速下有轻微的下降。
通用级聚碳酸酯的性质如表1所示。
除成本外对聚碳酸酯实际仅有几种限制。
不宜长期暴露于高温及潮湿的环境中,因为聚碳酸酯在高温下的长期耐水解稳定性差。
可通过使用热稳定剂。
紫外线稳定剂、脱模剂、玻璃纤维和阻燃剂对其改性。
商业化产品通常必须满足由FDA、NSF、UL和其他机构所确立的有关指标。
品级
实用化的聚碳酸酯有通用级和符合美国食品和医药管理局(FDA)要求的品级两种。
这些品级含有脱模剂、紫外线稳定剂或两种之一。
在一定应用领域中要求较低的模塑收缩率和较高的模量时可使用玻璃填充产品。
阻燃级有UL-94(1/8in.)V-O和V-0/5V两种。
阻燃的极限氧指数约为40而通用级为26。
含有发泡剂的结构用泡沫级也可买到。
对于要求高熔体强度——象吹塑和结构用板材的应用领域可使用文化聚碳酸酯。
各种新型的易流动树脂可用于改进聚碳酸酯的加工性能同时又能保持聚碳酸酯的性能。
很高的熔体流动速率(MFR80)的品级可用于满足生产高密磁盘的严格要求。
也有各种品级用于特殊用途,如薄膜、医学用及眼用镜片。
特殊级别的不透明聚碳酸酯共混物也已生产出来,其加工性能,低温韧性和切口敏感性有所改善。
这些品级包括聚碳酸酯与各种弹性体、聚烯烃、热塑性聚酯、ABS和AES的共混物。
PC也具有缺口敏感性,因此适当地设计出具有合适半径的零件是很重要的。
缺口敏感性在抗冲改性产品和共混物中可得到改善。
通过添加剂、涂层或共挤出技术可改善聚碳酸酯的耐候性、耐化学药品性和耐刮痕性。
碳酸芳香族酯类、聚酯一碳酸酯共聚物和特种聚碳酸酯共聚物已经开发成功并用于要求高热变形温度的应用领域。
聚碳酸酯商品的颜色范围很宽,包括标准色、指定的颜色,指定的不透明的,标准白、灰和黑色品级。
3.产品工艺性与结构分析
(1)、塑件表面质量分析
该塑件要求外表美观,色泽鲜艳,外表面没有斑点及焊接痕,粗糙度可取Ra04μm。
而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。
(2)、塑件的结构公益性分析
①从图纸上分析,该塑件的外形是回转体,壁厚均匀,且符合最小壁厚要求。
②塑件型腔较大,有尺寸不等的孔,如Φ12,4*Φ5他们均符合最小孔径要求。
(3)、成型零件的强度、刚度计算
注射模在其工作过程需要承受多种外力,如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。
如果外力过大,注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏,或产生较大的弹性弯曲变形,引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙,由此而发生溢料及飞边现象,从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。
因此,在模具设计时,成型零部件的强度和刚度计算和校核是必不可少的。
一般来说,凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定,但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定,设计时只能对它们进行强度校核。
因在设计时采用的是镶嵌式圆形型腔。
因此,计算参考公式如下:
侧壁:
二.模具结构设计
成型零件尺寸计算
查有关手册得PC的收缩率为Q=0.5%~0.7%,故平均收缩率为:
Scp=(0.5+0.7)%/2=0.6%=0.006,根据塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取Z=Δ/3。
凹凸模尺寸的计算:
(1)型腔径向尺寸:
Lm0=[(1+s)ls-X△]δ0
=123.65
(2)型腔深度尺寸
H+smo=[(1+s)Hs-X△]δ0
=63.29
(3)型芯径向尺寸
L0-S=[(1+s)ls+X△]0-s
=135.72
=7.96
(4)型芯高度尺寸
hm=[(1+s)hs+X△]0-s
=110.57
=50.21
2.型腔的布局
要点:
型腔的排布与浇注系统布置密切相关,型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。
这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短,尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。
由于该塑件采用的是一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中间。
这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。
3.选用注射机
查手册,PC的注射压力是110~140Mpa,塑件较简单,取120Mpa
(1)塑件投影面积A=11684.725c㎡
(2)型腔压力计算P=80Mpa
(3)锁模力计算F=934778N
根据计算,选XS-ZY-250
(3)开模行程
S(合模行程)指模具开合过程中动模固定板的移动距离,它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度,注射机最大开模行程Smax应大于开模行程S:
Smax≥S=H1+H2+5~10=500mm
式中:
H1-推出距离(脱模距离)(mm)
H2-包浇注系统凝料在内的塑件高度(mm)
根据以上计算和所用塑料的有关数据,选用注射机为:
注射机的参数
合模力(KN)
1800
注射压力(MPa)
150
额定注射量(cm³
)
250
最大开(合)模行程(mm)
500
拉杆空间(mm)
448*370
注射行程(mm)
160
模具厚度(mm)
最大
350
最小
200
定位孔直径(mm)
125
电动机功率(KW)
18.5
喷嘴球面半径(mm)
18
喷嘴直径(mm)
4
4.分型面
在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件,有两种分型面的选择方案。
一个在大端一个在小端,采用这种方案,选择大端,模具结构也较为简单。
所以,选塑件大端底平面作为分型面较为合适。
三.成型零部件
1.动模
(1)主型芯
主型芯有整体式和组合式两种。
整体式结构牢固但不便加工,消耗的模具钢多,所以采用通孔凸肩式型芯,加工方便。
设计如图:
(2)小型芯的结构
塑件有两处凸起、四处倒勾式槽和一个圆孔,有必要用小型芯结构,都用台肩固定的形式,便于加工。
2.定模
定模的结构比较简单,所以采用了整体式凹模形式。
牢固而不易产生变形,使产品表面不会有拼接线痕迹,这点符合产品的表面光洁度要求,有两处为便于加工,采用了拼式凹模。
3.排气系统
利用凸肩式型芯与模板的配合间隙排气,间隙控制在0.03~0.05mm之间。
4.浇注系统
浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节,它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响,是模具设计者重视的技术问题。
对浇注系统进行总体设计时,一般应遵循如下基本原则:
a)采用尽量短的流程,以减少热量与压力损失;
b)浇注系统设计应有利于良好的排气;
c)便于修整浇口以保证塑件外观质量;
d)浇注系统应结合型腔布局同时考虑。
从给出的塑料制件看,既要保证塑件的外观要求,又要考虑浇注系统设计的几项原则,因此:
(1)主流道和浇口套的设计
为了便于凝料从主流道中拔出,主流道设计成圆锥形,内壁必须光滑,表面粗糙度应为Ra0.4。
由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞,所有模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套,简称浇口套,以便选用优质钢材(如T8A等)单独加工和热处理(硬度为HRC53~57)。
由于在浇口套的小端设计有分流道,必须要止转,所有浇口套设计成整体嵌入式,大端用螺丝坚固在定模固定板上。
如图:
d=注射机喷嘴直径+0.5=4.5mm
SR=喷嘴球面半径+2=13mm
h球面配合高度=4mm
D取8.5mm
(3)冷却系统
一般注射到模具内的塑料温度为200°
C左右,而塑件固化后从模具型腔中取出时其
温度在60°
C以下。
热塑性塑料在注塑成型后,必须对模具进行有效的冷却,使熔融
塑料的热量尽快的传给模具,以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模,缩短成型周期,
提高塑件定型质量和生产效率。
(4)支承零部件
标准模架的选用:
标准化设计能提高效益,缩短生产周期。
根据型腔的布局等因素选用标准模架为:
大水口MDCSA2540A40B25C100SM
四.模具零件的加工
1.塑料模具制造技术要求
模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一,为了保证模具精度,制造时应达到以下技术要求:
(1)组成塑料模具的所有零件,在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。
(2)组成模架的零件应达到规定的加工要求,装配成套的模架应活动自如,并达到规定的平行度和垂直度要求
(3)模具的功能必须达到设计要求
(4)为了鉴别塑料成型件的质量,装配好的模具必须在生产条件下试模,并根据试模存在问题进行修整,直至试出合格的成型件为止。
2.加工要求
(1)模具分型面及组合件的结合面应很好贴合,局部间隙不大于0.02mm
(2)模具成型表面的内外锐角、尖边、图样上未注明圆角时允许不大于0.3mm圆角(分型面及结合面除外)。
当不允许有圆角时。
应在图样上注明。
(3)图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按GB1804,其孔按H13,轴按h13,长度按J14。
(4)模具中各承压板(模板)的两承压面的平行度公差按GB1184附录一的5级。
(5)导柱、导套孔对模板平面的垂直度公差按GB1184附录一的4级。
导柱、导套之间的配合按H8/f8。
(6)模具中安装镙钉(镙栓)之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于2mm,或相应各孔配作。
(7)导柱(直导柱、台肩导柱)其配合部位的大径与小径的同轴度公差t按GB1184附录一的5级。
(8)导套(直导套、带头导套)外圆与内孔的同轴度公差t按GB1184附录一的5级。
(9)主流道衬套的中心锥孔应研磨抛光,不得有影响脱浇口的各种缺陷。
3.装配要求
(1)顶出制品的推杆的端面与所在的相应型面保持齐平,允许推杆端面高出型面不大于0.1mm。
(2)注射模的复位杆,其端面应与模具分型面齐平,允许低于分型面不大于0.03mm。
(3)型芯、凸模、镶件等,其尾部高度尺寸未注明公差时,其端面应在装配后与其配合的零件齐平。
(4)制品同一表面的成型腔分布在上、下模或两模时,装配后沿分型面的错边不大于0.05mm,并其组合尺寸不超过型腔允许的极限尺寸。
(5)凸模与凹模装配后的配合间隙,应保持周围均匀。
(6)需保持同轴的两个以上零件,其同轴度必须保证装配要求,使各配合零件能顺利装卸,活动自如。
(7)模具导向件的导向部分,装配后保证滑动灵活,无卡滞现象。
(8)模具中供两次分型用的拉杆、拉板装配后,各工作面应在同一平面内,允许其极限偏差为±
0.1mm。
(9)模具装配后,两安装平面应保持平,其平行度公差按按GB1184附录一的6级。
4.综合要求
(1)模具、模架及其零件的工件表面,不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈蚀等缺陷。
(2)经热处理后的零件,硬度应均匀,不允许有脱碳、软点、氧化斑点及裂纹等缺陷。
热处理后应清除氧化皮,脏物油污。
(3)配通用模架模具,装配后两侧面应进行同时磨削加工,以保证模具能顺利装入模架。
(4)模具的冷却水道应保证畅通。
5.零件加工
成型零部件:
为了保证导向作用,动、定模的导柱,导套孔的孔距精度应控制在0.01mm以内。
因此,必须用坐标镗床对动、定模镗孔。
在缺少坐标镗床的情况下,较普遍采用的方法是将动、定模合在一起,在车床、铣床或镗床上进行镗孔。
成型零部件采用优质碳素工具T8A钢,强度高,耐磨性好,热处理变形小,有时还要求耐腐蚀,调质淬火低温回火≥55HRC
型芯的加工:
把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工,再铣小型芯孔和凹台,钻推杆孔,加工浇口。
型腔的加工:
把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径,留余量在数控铣上加工成型,再用电火花加工成型。
导柱导套加工:
孔径与导柱相配,一般采用H7/m6,为了保证导向作用,要求导柱、导套的配合间隙小于凸、凹模之间的间隙。
外径与上模座相配,采用H/r过盈配合,另一端则与导套滑动配合。
为了保证导向精度、加工时除了使导柱、导套的配合符合尺寸精度要求外,还应满足配合表面间的同轴度,即导柱两个外圆表面间的同轴度以及导套外圆与内孔表面的同轴度要求。
为了使导柱、导套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韧性,用T8A,表面耐磨、有韧性、抗弯曲。
不易折断,热处理:
表面淬火,低温回火≥55HRC。
导柱在热处理后修复中心孔,最后进行磨削时,可利用两端中心孔进行装夹,并应在一次装夹中将导柱的两个外圆磨出,以保证两表面间的同轴度。
导套磨削加工时,可夹持非配合部分,在万能磨床上将内外圆配合面一次装夹磨出,以达到同轴度要求。
用这方法加工时,夹持力不宜过大,以免内孔变形。
或者是先磨内圆,再以内圆定位,用顶尖顶顶住芯轴磨外圆。
这种加工方法不仅可以保证同轴度,且能防止内孔的微量变形。
导柱、导套端部转弯处必须圆滑,以防止在运动中将配合面划伤。
因此,全部精磨后,必须用油石将圆弧处磨圆滑,消除磨削后在圆弧处出现的棱带。
6.零件工艺路线:
(1)导柱加工工艺路线:
毛坯(棒料)→车削加工(外圆配合部分留磨量0.2~0.3mm)→热处理(淬火或渗碳淬火)→外圆磨削→精磨至要求尺寸。
T8A钢淬火处理,硬度>
HRC55
(2)导套加工工艺路线:
毛坯(棒料)→球化退火→车削加工(内圆配合部分留磨量0.1~0.15mm)→热处理(淬火或渗碳淬火)→内圆磨削
→精磨至要求尺寸。
(3)座板的加工工艺路线:
毛坯在铣(或刨)床上粗加工上、下两平面,留精加工余量,热处理,最后在平面磨床上精磨到符合图纸要求。
45钢,热处理:
调质≥200HBS。
(4)动、定模板加工工艺路线:
毛坯→铣床加工→热处理→精磨到要求。
动模板用45钢,热处理硬度:
40~45HRC
定模板用45钢,热处理硬度:
50~55HRC
(5)支承板加工工艺路线:
45钢,热处理硬度:
(6)推杆固定板加工工艺路线:
毛坯→球化退火→铣床加工→热处理→精磨到要求。
45钢,一定的强度和刚度,热处理:
(7)推板加工工艺路线:
(8)垫块加工工艺路线:
(9)浇口套加工工艺路线:
毛坯→车床加工→钻孔→铰孔
保证主流道表面粗糙度R<
0.8µ
m
T8A热处理硬度53~57HRC
五.参考文献
书名
作者
出版社
塑料成型工艺与模具设计
屈华昌
机械工业出版社
机械设计手册
徐灏
模具制造
黄健求
塑料注射模具设计实用手册
宋玉恒
航空工业出版社
模具设计与制造简明手册
冯炳尧、韩泰荣、
上海科学技术出版社
塑料模具设计与制造教程
陈万林
北京希望电子出版社
六.心得体会
我即将踏入工作的岗位。
回想三年的大学生涯,可谓艰辛,但我觉得收获是丰盛的。
通过长时间的努力,毕业设计终于可算是划上一个句号了。
本次设计是一个全面性的设计,是对塑料模课程的一个总结一次回顾。
本次毕业设计翻阅了大量的参考书,使我对《塑料成型工艺与模具设计》及相关知识又进行一次从新的整理、理论联系实际,为我以后搞模具做了一个很好的准备。
更重要的是,通过本次设计对我所掌握的塑料模模具知识实际应用能力起到了检验的作用,通过系统设计,知道自己的不足和缺陷。
在设计过程中我们始终结合计算机进行设计,提高了我们对Pro/E、AutoCAD等软件的应用能力。
通过了本次设计我们已初步掌握了工程技术人员的设计思想,掌握了模具的相关知识,以基本能独立完成一套塑料模模具设计与制造。
在设计中,通过查阅资料,向同学和老师请教,最大可能地了解注塑模具的实际设计和制造情况。
在设计中广泛采用标准件。
设计参数的选择不仅来自课本和资料,还根据实际情况来选择和使用。
在设计中得到最大的收获是:
1.提高查阅参考资料的能力。
能在不通的参数推荐值中选择适合本设计的最佳方法。
2.继续巩固各种基础知识。
通过设计,也发现自己的很多不足和有待提高的知识,主要有:
1.各门基础课知识掌握的不够扎实,运用起来不够熟练。
2.实际工作能力还有待提高,设计与社会上的实际生产还有很大差距。
3.专业软件的使用能力(包括熟练度和使用的广度)还需要再提高一个层次。
通过运用CAD/CAM软件来更好的完成和优化设计。
总之,我认为,这次毕业设计虽然还存在这样那样的错误和缺陷,但通过这次设计我又学到了很多的知识,把自己的工作能力提高到一个更高的层次。
这次毕业设计是自己迈向模具工程师很重要的第一步。
设计中存在的问题请老师批评指正。
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