塑料仪表盖塑件毕业设计说明书

一.零件的工艺分析1.塑件的有关分析塑料仪表盖塑件图塑件的体积=4.725cm³塑件的密度=1．15g/cm3塑件的重量=5.43g所用材料：PA66技术要求：未注圆角均为R2.5，型腔脱模斜度为0.5°，型芯脱模斜度为0.3°，外表面粗糙度Ra3.2，无缺陷，内表面无特殊要求。2.PA66塑料性能：PA66塑胶原料为半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，具有可塑性。密度1．15g/cm3。熔点252℃。脆化温度-30℃。热分解温度大于350℃。连续耐热80-120℃,平衡吸水率2．5%。能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀，但易溶于苯酚、甲酸等极性溶剂。具有优良的耐磨性、自润滑性，机械强度较高。但吸水性较大，因而尺寸稳定性较差PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种,因其结晶度高,故其刚性、耐热性都较高.化学和物理特性：PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料。PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸湿性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高PA66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1%~2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%~1%。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66应用：高温电气插座零件、电气零件、齿轮、轴承、滚子、弹簧支架、滑轮、螺栓、叶轮、风扇叶片、螺旋桨、高压封口垫片、阀座、输油管、储油容器、绳索、扎带、传动皮带、砂轮粘合剂、电池箱、绝缘电气零件、线芯、抽丝等。二、模具结构设计1分型面位置的确定分型面的选择原则[1]：（1）便于塑件脱模，尽量使塑件开模时留在动模一侧。（2）分型面应尽量选在塑件的最大截面处。（3）有利于保证塑件的精度要求。（4）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置和模具型腔的加工。（5）便于嵌件的安装。确定结果：分型面选在塑件的投影面最大的部位，如下图分型面的选择2型腔数量和排列方式的确定2.1型腔数量的确定模具型腔数量的确定要综合考虑塑件的技术质量要求、产品的生产数量、塑料的种类、塑件的形状、塑件的加工成本、注塑机的额定最设量和锁模力等因素。单腔模具、多腔模各自的缺点和使用范围：单型腔模具结构相对简单，设计自由度较大，成型塑件的形状和尺寸的一致性好，塑件精度较高；多型腔模具的结构复杂，生产效率高，分配到单个塑件上的成本低。单型腔模具宜用于大型或精度要求较高的塑件的注塑成型，多型腔模具特别使用于精度要求不是很高、结构较易冲型的中小型塑件的大批生产。型腔数量的确定：因本次设计的塑料罩类零件的精度要求不高；注塑用塑料PA66型性能良好；塑件属小型塑件。综合塑件的尺寸，考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，这里初步拟定采用一模四腔的模具成型。成型零件尺寸的计算：未注公差：按MT5计算，并且尺寸按入体原则标注型腔径向尺寸计算公式00()[(1)(0.5~0.75)]zzMSLSL型芯径向尺寸计算公式00()[(1)(0.5~0.75)]zzMSlSl型腔深度尺寸和型芯高度尺寸计算公式00()[(1)(0.5~0.65)]zzMSHSH00()[(1)(0.5~0.65)]zzMShSh凹模内的型芯中心到凹模侧壁距离尺寸公式(C)Z/2=(1+S)SCZ/2式中MLMH——塑件外形的基本尺寸MlMh——-塑件内型的基本尺寸图——塑件尺寸的等级公差z——模具成型零件的制造误差C——中心距基本尺寸S——pa66塑料的平均收缩率由以上公式求得：型腔径向尺寸Dr2D(DM)z0=[(1+S)Ds-0.6]z0=[(1+0.0145)×40-0.6×0.9]3.00=40.043.00(Dn)z0=[(1+S)Dl-0.6]z0=[(1+0.0145)×26-0.6×0.9]3.00=25.833.00型芯径向尺寸d（dM）0z=[(1+S)ds+0.6]0z=[(1+0.0145)×18+0.6×0.25]03.0=18.410083.0型腔深度尺寸H（HM）z0=[(1+S)HS-0.6]z0=[(1+0.0145)×32-0.6×0.5]17.00=32.1617.00型芯高度尺寸hZ（hM）0z=[(1+S)hS+0.6]0z=[(1+0.0145)×28+0.6×0.5]0067.0=28.71017.0成型零件尺寸校核因以上成型零件尺寸计算公式中的系数多凭经验决定，为了保证塑件实际尺寸在规定范围内，需对成型尺寸进行校核，校核合格的条件是塑件成型公差应小于塑件的尺寸公差。型腔或型芯的径向尺寸校核公式maxmin()SSSL(或Sl)ZC（5-23）型腔深度尺寸和型芯高度尺寸校核公式maxmin()SSSH(或Sh)Z（5-24）其中maxSminS——注塑塑料的最大（最小）收缩率C——模具成型零件的磨损导致的误差SC——距基准尺寸应用以上公式对各尺寸进行校核(1)径向尺寸校核:D尺寸校核maxmin()SZCSSD=（0.0061-0.0045）*40+1/3*0.3+1/6*0.3=0.214D=0.3d尺寸校核maxmin()SZCSSd=（0.0061-0.0045）*18+1/3*0.25+1/6*0.25=0.153d=0.25(2)深度（或高度）尺寸校核H尺寸校核maxmin()SZSSH=（0.0061-0.0045）*32+1/3*0.2=0.117H=0.2h尺寸校核maxmin()SZSSh=（0.0061-0.0045）*28+1/3*0.2=0.110h=0.2校核结果：全部符合2.2产品布局型腔排列形式采用矩形对称布局，如下图：型腔排列方式三注塑机型号的选择1注塑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，使之成为粘流状态熔体，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以后，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。一般分为三个阶段的工作（1）物料准备（2）注塑过程（3）制件后处理（1）物料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、流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，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选用脱模剂，以利于脱模。（2）注塑过程塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射、保压、倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示3-1所示。图中t0代表螺杆或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而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，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。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。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，从而使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，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。（3）制件后处理由于成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充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理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10~20度至热变形温度以下10~20度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。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100～121℃），保温时间与制件厚度有关，通常取2～9小时。2注塑成型工艺条件Pa66的注射工艺参数①注射机类型：柱塞式。②喷嘴形式：通用式③料筒温度（t/℃）；260~290④喷嘴温度（t/℃）：290⑤模具温度（t/℃）：20～120。⑥注射压力（MPa）：100~160⑦保压压力（MPa）：50～60。⑧成型时间（τ/s）：注射20～90；高压0～5；成型周期15~30；冷却5~15。注：螺杆带止回环。⑨后处理：方法——红外线烘箱温度（70）时间（0.3——1）红外线灯、烘箱；温度（t/℃）——70；时间（τ/h）——3-6。Pa66的主要技术指标[4密度ρ/(g/cm³)1.08-1.37拉伸弹性模量E/GPa1.8×10³比体积υ/（dm³/kg-1）1.13-1.15抗弯强度/MPa80吸水率24h/100pc0.2～0.4拉伸强度MPa55-120收缩率s0.8-2.1%硬度HR62~86熔点t/℃270-320体积电阻系数/()Vcm1015弯曲弹性模量Gpa50热变形温度t/℃70-2303按预选型腔数选择注塑机（1）注塑量的计算0smm11.6mnm（4-1）其中1m——成型单个塑件所需的塑料量(3cgm或)n——型腔个数1.6——折算系数（将浇注系统的塑料量折算成10.6nm）塑件体积V1=4.725cm³塑件质量M1=ρ×V=5.4g由于尺寸此次设计的模具采用的是一模四腔，所以塑件的总体积和总质量分别为V=4V1=4×4.725=18.9cm³M=4M1=4×5.4=21.6g所以Vso≥V=1.6×18.9=30.24cm³Mso≥M=1.6×21.6=34.56g（2）锁模力计算mFF11.35mFnAp型（4-2）式中1A——单个塑件在分型面上的投影面积(2mm)n——型腔个数1.35——将浇注系统在分型面上的投影面积折算成10.35nAp型——塑料熔体对型腔的平均压力（MPa）投影面积A1=1256mm2查课本p102表4-1得p型=30MPa所以Fm=1.35×4×1256×106×30×106=203KNMs0=34.5gF≥203KN3.2注塑机型号的选择由上面计算得到的m和mF值来选择注塑机，注塑机的最大注射量（额定注射量G）和额定锁模力F应满足G≥m=27g式中——注塑机最大注射量的利用系数一般取0.8F≥203KN初步选择XS-Z-30型注塑机最大注射容量/cm³30动、定模固定板尺寸mm250x280螺杆直径/mm28拉杆空间/mm235注射压力/MPa119最大模具厚度/mm180注射行程/mm130最小模具厚度/mm60注射方式双柱塞机器外型尺寸/mm2340x850x1460最大成型面积/mm290合模方式液压-机器锁模力/kN250喷嘴球半径SR/mm12最大开模行程/mm160孔直径/mm23.3注塑机参数校核（1）按注射机的额定塑化量进行校核nm+m1≤kmt/3600式中k：注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8M：注射机的额定塑化量，g/ht：预塑时间m1：浇注系统所需要塑料质量m：单个塑件的质量n：型腔的