刷座注射模具的设计文

共30页第1页毕业设计（论文）任务书系部：专业：学生姓名:学号:设计(论文)题目：刷座注射模具的设计起迄日期:指导教师:发任务书日期:年3月16日共30页第2页毕业设计（论文）任务书1．本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的：本课题来源于河南机电高等专科学校内部课题，本课题要求学生具有良好掌握塑料成型的基础知识，模具设计的基础知识和应用能力，同时具有较好计算机操作应用及分析、解决实际问题的能力。本课题主要任务是查阅并掌握斜抽芯各侧向分型的成型原理，成型工艺等相关知识，使学生在原有材料成型的专业基础上，进一步拓展知识，为将来走入工作岗位打下坚实的基础。2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：一.设计题目:刷座的注塑模设计,其中刷座材料为硬聚氯乙烯,,给定成型收缩率0.006,其图样要求见图.深25均布二.内容：1.工艺设计:2.模具设计:3.选用合适的注射机4.编写设计说明书共30页第3页所在专业审查意见：负责人：年月日系部意见：系领导：年月日1绪论2工艺性分析2.1塑件的原材料分析PVC塑料，化学名称：聚氯乙烯英文名称:Poly(VINylChloride)比重:1.38克/立方厘米成型收缩率:0.6-1.5%成型温度：160-190℃特点：力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低.适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等.成型特性：1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬.2.由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂。3.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小.4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.制品材料为聚氯乙烯，是一种无毒、外观为白色的粉末，由于它对光热稳定性共30页第4页较差，只由加入多种助剂后，才能使它具有实用价值，它的制品一般多为组合的塑料。从使用性能上看，聚氯乙烯机械强度取决于分子量的大小及各种助剂的含量，分子量越大，机械强度越高，助剂含量越大，则强度越低，聚氯乙烯的吸水性很小（﹤50%）透气性也很低，硬度和钢性比聚氯乙烯好，耐磨性超过硫化橡胶，聚氯乙烯具有良好的电绝缘性，且具有非常良好的化学稳定性，能耐浓酸，很适于做防腐材料，聚氯乙烯在光作用下会导致降解，但只要添加适当的光稳定剂，聚氯乙烯的耐老化性大大提高，可几十年保持稳定，从成型工艺上看，如果塑料坯料中含有水分，则制品表面，就会缺乏光泽，并产生银纹，从而降低制品的力学及电性能，聚氯乙烯属于热敏性塑料，加工温度与材料分解温度很接近，受温度影响，极易产生氯化氢气体，导致树脂变色，所以必须严格控制料管温度，并尽可能采用的较低的聚氯乙烯是当今世界上产量最大，应用最广的热塑性塑料之一。在我国是发展较早、产量最大、用途也最广的一种。由于它是具有良好的耐化学腐蚀性能，在常温下对一般浓度的酸碱均较稳定，同时由于其材料来源丰富，成本低廉，国内生产单位较多，而且有一定的机械强度，加工成型方便，焊接性能良好等，因此在水处理中采用得比较广泛。聚氯乙烯塑料本身无色透明，加入增塑剂、稳定剂、着色剂等辅助材料后可制成各种不同用途的制品。聚氯乙烯塑料分为硬聚氯乙烯和软聚氯乙烯两种。硬聚氯乙烯除强氧化性酸(如浓硝酸、发烟硫酸)和芳香族及含氟的碳氢化合物和有机溶剂外，对其它一般酸、碱介质，都具有较高的化学稳定性，它在各种腐蚀性介质中的化学稳定性见表03—04—12。表03一04—12硬聚氯乙烯的化学稳定性硬聚氯乙烯耐热性不好,耐低温也差,使用温度为-10～50％抗冲击性能不好,使用压力为0.25MPa以下，所有这些都限制了硬聚氯乙烯在水处理中的应用。刷座注朔的工艺条件注射机螺杆式注射温度200℃-226℃共30页第5页机筒温度后段160℃-170℃中段165℃-180℃前段150℃-170℃注射时间2-5S保压时间15-40S模具温度30℃-60℃注射压力80-130MPa冷却时间15-40S成型周期40-90S收缩率0.006～0.015后处理方法:热风循环箱式红外灯烘箱.温度60℃时间4h.3确定模具结构制品精度等级为一般精度等级,由于形状复杂,尺寸较大,最多采用一模两腔,根据制品形状结构,采用推板推杆脱模.帅制品精度和尺寸选择.上模座315ⅹ500ⅹ25定模板200ⅹ315ⅹ25凹模板200ⅹ315ⅹ100凹模固定板200ⅹ315ⅹ32垫块32ⅹ160ⅹ80下模座315ⅹ400ⅹ40推板118ⅹ200ⅹ12.5制品刷座根据其使用环境,要求不高,可以有浇口痕,故采用梯形浇口,开模时不能自动拉断,需用手动拉断,不需修整,采用梯形浇口,可以使塑件熔体的表现粘度以及通过剪切热,提高料温等.对于PVC这种流动性差,注射工艺条件要求较严共30页第6页格的塑料来说,梯形浇口优于其它形式的浇口.本模具为一模两腔,采用梯形浇口,双分型面,合模导向采用导柱,导套.浇注系统与梯形浇口,流道平衡分布,以方便设计与加工.脱模方法:推板推杆.模具排气方式:分型面推杆间隙排气.温度调节系统:采用冷却水环浇调节模温.模具安装尺寸315ⅹ500模具结构示意图：3.1模腔数量的确定与校核一.N=2个,单个制品的体积M1=22cm3浇注系统和飞边所需的的塑料体积M2=24cm3按注射机的最大注射量校核模腔数量NN=021kmmNm式中:K—注射机量子注射量的利用系数取0.8M0—注射机允许的最大注射量(cm3)M1—单个制品的体积(cm3)共30页第7页M2—浇注系统和飞边所属的塑料体积(cm3)代入数据:N=0.8120-2.44.25222N故满足.3.2按注射机的额定合模力校核模腔数量N=12FPAjNplAs式中:F1—注射机的额定合模力(N)Pl—单位投影面积需要的合模力(MPa),可近似取塑料熔体对模腔的平均压力塑料成型工艺与模具设计表4—17,取PL=20MPaAj—浇注系统和飞边在模具水平分型面上的投影面积(mm2)Aj=5cm2As—单个制品在模具水平分型面上的投影面积(mm2),Aj=17cm2代入数据:3900103050017.352301700iNN故满足.3.3模具厚度的校核实际模具厚度mH与注射机允许安装的最大模具厚度maxH及最小厚度minH之间必须满足下列条件:即.minmaxmHHH已知:mH=294,已选注射机XS—ZY—125型注射机.maxH=300,minH=200.minmaxmHHH200﹤294﹤300故满足模厚要求.3.4开模行程校核共30页第8页模具为双分型面注射模,故需满足下式:12max(510)mmSHH式中:maxS—注射机的最大开模距离1H—制品所用的脱模距离2H—制品高度代入数据:右边=12(510)mmHH=88+43.8+10=142mm≤maxS=300mm故满足.3.5制品在水平分型面上的投影面积与合模力的校核制品投影面积A=34cm2注射机最大成型面积1A=300cm2A∈1A故满足.3.合模力的校核.为可靠闭合模腔,不使成型过程中出现溢料现象,需满足:0.80.9liFF式中:lF—工艺合模力iF—注射机额定合模力又因lF=AmP.其中,A为制品(包括浇注系统和飞边)在模具分型面上的投影面积.A=39cm2:mP为平均模腔压力.由塑料成型工艺与模具设计表4—17已知mP=20MPa,已知A=34cm2lF=34×20=680KN0.80.9iF=(0.8～0.9)×900=720～810KNlF﹤(0.8～0.9)iF故满足.3.6注射压力校核对于初步选择确定的模具结构,还应对其流动比所需的注射压力进行校核,以保证不超过注射机允许使用的最大注射压力.共30页第9页流动比的计算:1iniilVt式中:V—流动比il—模具中各段料流通道以及各段模腔的压力.it—模具中各段料流通道以及各段模腔截面高度代入数据:25256121.8MPa5540.5V流动比很小,所需注射压力小于注射机允许使用的最大注射压力.3.7推顶装置校核XS—ZY—125注射机采用顶杆机械顶出,故可在模具的动模开设中心孔,使模具的顶出系统与注射机的相连,顶出制品及浇注系统凝料.3.8模具在注射机上的安装固定尺寸校核模具定模座外形尺寸:315×500mm模具动模座外形尺寸:200×315mm又根据XS-Z-125注射机动定模固定板上安装孔的布置可知,采用螺栓固定模具的方法比较合适,如下图所示形式:共30页第10页4注射机的选择及校核共30页第11页单个制品体积V1+浇注系统体积V2V1+V2=23911mm3注射量为21511+2400≈24cm3握以上根据可选择xs-zy-125型注射机其性能参数为146cm螺杆直径42mm额定注射量120MPa注射行程210mm注射时间2.9s注射方法螺杆式合摸力900KN最大成型面积320㎡最大开模行程375mm模具最大厚度200mm注射机的性能参数校核5模具零部件设计共30页第12页5.1浇注系统设计为使主流道与喷嘴和机筒对中,另加设定位环,其材料为T8A,热处理后硬度为53～57HRC与注射机定模固定板之间采用11H/11h的间隙配合.其图样如下图:5.1.2分流道的设计分流道是将高温高压的塑料熔体流向,从主流道转换到模腔,因此设计时要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小,而且,还要求平稳,均衡地将熔体分配到各个模腔故分流道应设计行短而粗.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，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，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。实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）共30页第13页由于PVC流动性差,故分流道直径应取较大值,而且,宜采用较高的注射压力和注代入数据:0.200.2(30.21)230500.124()PE=17.06MPa故P12.417.0629.46pENPPMPa式中:pP熔体流经注射机喷嘴的压力降(MPa)2).由前所碠得浇注系统组成,分别示出熔体流经主流道,分流道所引起的压力降.①.熔体流经主流道的压力降.由前所述计算可知:1R=0.275cm,2R=0.225cm,L=2.6cm,又因90°转向的两分支,所以sl=5ed=0.550.455()2=2.5cm,熔体特性数据n=0.2,K=47.010,代入方程:3321122()()[]43()nnnnssnkllPRRRR式中:sP—熔体流经主流道及其分支与转向所产生的压降(MPa)1R—主流道小端直径2R—主流道大端直径L—熔体流道长度(即主流道长度)sl—主流道分支及改向的当量长度代入数据：0.230.230.20.227.010(2.62.5)()[0.2250.275]43(0.2750.225)sP=4.14×610Pa=4.14MPa②.熔体流经分流道的压降由前述计算可知1L=3.5cm,2L=0.6cm,1R=0.225cm,2R=0.204cm熔体特性数据n=0.2,K=7.06410,由方程:共30页第14页K=4(21)]3(31)nnKn式中:K—熔体剪切粘度系数当量值.代入数据K=7.06×410×0.24(20.21