塑模设计1

第2章工艺分析2塑料成型工艺与模具设计项目名称：水表容积盒双分型面注射模设计学生姓名：指导老师：班级：学号：时间：XXXXX学院第2章工艺分析3目录第1章工艺分析……………………………………11.1分析材料性能…………………………………11.2分析塑件的结构工艺性………………………………11.3塑件精度的确定………………………………21.3.1塑件尺寸精度分析………………………………21.3.2塑件的表面质量分析…………………………2第2章初选注射成型机的型号和规格…………………32.1估算制品体积及质量………………………………32.2初选注射机………………………………………32.3所选注射机的主要参数…………………………………32.4注射成型工艺参数……………………………………………4第3章确定模具基本结构…………………………………………5第4章模具结构设计…………………………………………………64.1确定型腔数目及配置……………………………………………64.2确定分型面…………………………………………………………64.3确定浇注系统尺寸………………………………………………64.3.1设计计算主流道尺寸……………………………………………74.3.2设计计算分流道尺寸……………………………………………84.3.3设计计算浇口尺寸……………………………………………94.3.4冷料穴…………………………………………………………94.4成型零件设计…………………………………………………134.4.1成型零部件结构设计……………………………………………134.4.2计算成型零件工作尺寸…………………………………………134.4.3计算型腔侧壁和底板厚度……………………………………134.5推出方式的设计……………………………………………………144.6确定导向机构……………………………………………………15第2章工艺分析41分析材料性能ABS。它的基本特性：ABS是一种性能优良的热塑性工程材料，密度为1.34～1.35g/cm。它本色微黄，如加点淡蓝色，可得到无色透明塑料，可见光的透光率接近90%。它抗蠕变、耐磨、耐热和耐寒性均较好，其脆化温度在-1000C以下，长期工作温度达1200C，它吸水率较低，能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。可耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐等。它具有良好的耐气候性，但其最大的缺点是易开裂，耐疲劳强度差。用玻璃纤维增强它，则可克服了上述缺点，使它具有更好的力学性能，更好的尺寸稳定性，更小的成型收缩率，并可提高耐热性和耐药性，降低成本。所以考虑到塑料强度问题，选用的聚碳酸酯含20%～30%短玻璃纤维。ABS主要用途：在机械方面主要用于制作各种齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、芯轴、滑轮、螺母、垫圈、泵叶轮、节流阀、润滑油输油管、各种外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置零件等；在电器方面，用于制作电机零件、电话交换器零件、信号用继电器、风扇部件、仪表壳、接线板等。它还可以制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。ABS成型特点：ABS虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降现象；它熔融温度高，熔融黏度大，流动性差，所以，成型时要求有较高的温度和压力；由于它熔融黏度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。ABS的收缩率为0.5%～0.7%，在成型零件的设计中，使用ABS的平均收缩率0.6进行计算。2分析塑件的结构工艺性此塑件外形为方形盖类此零件是圆形盖类体,型腔直径尺寸为43mm，最大高度尺寸为28mm。零件的壁厚均匀基本为3mm。总体尺寸不大，型体成型性能良好。，注射成型时应不会发生填充不足的现象。材料在注射过程中有水分挥发物，所以成型前先预热。因为ABS的凝固温度范围比较宽，成型性能比较好，塑件的平均壁厚只有5mm，温度过低不利于塑件的成型。通过上述问题的分析，成型后的零件基本符合设计任务要求。第2章工艺分析52．3塑件精度的确定２.3.１塑件的尺寸精度分析此塑件上有一个尺寸有精度要求，是，均为IT2级塑料件精度，属于高精度等级，在模具设计和制造过程中要严格保证这个尺寸精度的要求。其余尺寸均无特殊要求，为自由尺寸，可按MT5级塑料件精度查取公差值。具体见图2-1。?4328±0.16211.5?37±0.26?20?26?323215?5231048°80°24°36°10°?40?20-0.01?60-0.01216X?2均布20X?2均布27X?2均布21R4R241.5511.5图2-1容积盒零件图２.3.２塑件表面质量分析该塑件是容积盒，要求外表美观，无斑点，无熔接痕，表面粗糙度有要求Ф43的表面粗糙度为Ra0.8,而其余为Ra1.6。第3章初选注射成型机的型号和规格4第3章初选注射成型机的型号和规格3.1估算制品体积及重量3.1.1计算塑件体积及重量M=35g获得方式：电子秤秤得。ABS密度为1.02~1.16g/cm3,所以体积V=35/1.1=31.5cm。从零件结构、尺寸、生产率等多方面考虑，初步确定型腔数为2个，即一模两腔。塑件与浇注系统的总质量M总=n×M1×M2=1.6×n×M1=112g3.2初选注射机注射机的额定注射量G,需要满足总MG,(α为注射系数)，5385.08.44G。从实际注射量应在额定注射量的20%～80%之间，及外形尺寸，注射所需的压力和工厂现有设备等情况，初步选用XS-ZY-125型。3.3所选注射机的主要参数表3-1注射机的主要参数注射装备一次注射量/cm3125柱塞直径/mm42注射压力/MPa120最大注射面积/cm2320喷嘴孔直径/mmΦ4喷嘴球半径R/mmR12喷嘴移动距离/mm120合模装置合模力/KN500拉杆内间距/mm190×300模板尺寸/mm300×440模板最大行程/mm300模具厚度/mm200～300模具最大开距/mm380其他顶出行程（中心顶出）140注射机顶杆直径/mmΦ16定位圈尺寸/mmΦ55第3章初选注射成型机的型号和规格53.4注射成型工艺参数[7]表3-2PC塑料注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度：80～100℃时间：2～3h成型时间s注射时间：0～5保压时间：20～80冷却时间：20～50总周期：50～130料筒温度℃后段：220～230中段：240～250前段：260～270喷嘴温度℃260～270螺杆转速r/min20～40模具温度℃90～110注射压力MP80～130后处理方法：退火处理温度：80～100时间：1～2h第4章确定模具基本结构6第4章确定模具基本结构经分析，可能适合的模具结构有两种，即单分型面注射模和双分型面注射模。方案一单分型面注射模型腔（凹模）在定模上，主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上，开模后塑件连同流道内的凝料一起留在动模一侧。动模设有顶出机构，用以顶出塑件和流道上的凝料。可能的浇口形式有：直接浇口、侧浇口、圆形浇口、扇形浇口、重叠式浇口、点浇口、潜伏式浇口等。方案二双分型面注射模它从不同的分型面分别取出流道内的凝料和塑件，又称为三板式注射模具。与单分型面注射模相比，三板式注射模具增加了一个可移动的中间板。在开模时由于定距拉板的限制，中间板与定模板作定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，而利用推板与推杆将型芯上的塑件脱出。合适的浇口形式有：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、重叠式浇口、点浇口等。由于单分型面对于我这个塑件凝料取出行不通，故只能用双分型面综上所述，选择双分型面注射模，点浇口进料，有侧向分型与抽芯机构。第4章确定模具基本结构7第5章模具结构设计5.1确定型腔数目及配置①按注射机的最大注射量确定型腔数量12MMKGNN为型腔数,K为注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8,M1为单个塑件的质量，G为注射机允许的最大注射量，M2为浇注系统凝料所需塑料质量235181258.0N②再根据经济性角度考虑，试制成小批量时，宜取单型腔，大批量是宜取多型腔，因此采用一模两腔。即一次注射成型两个塑料制件。当所有的型腔不在同一时间充满时，是得不到正确的尺寸和物理性能良好的塑件的，为此必须对浇注系统进行平衡。平衡式浇注系统的特点是从分流道到浇口及型腔，其形状、长度、尺寸、模壁的冷却条件都相同。型腔的布置见图5-1图5-1型腔的布置5.2确定分型面[13]选择分型面的一般原则：第4章确定模具基本结构81.分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2.确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；3.保证塑件的精度要求；4.满足塑件的外观质量要求；5.便于模具加工制造；6.有利于排气；7.对成型面积的影响；8.对侧向抽芯的影响。综合以上的原则，分型面应该选择在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，所以取塑件的底面为分型面。如图5-2所示分型面图5.-2分型面设置5.3确定浇注系统尺寸浇注系统一般有主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。其作用是使来自注射机喷嘴的塑料熔体，稳定而顺利地流入并充满全部型腔，同时，在充模的过程中将注射压力传递到型腔的各个部分，以保证塑件的完整成型。第4章确定模具基本结构95.3.1设计计算主流道尺寸根据设计手册查得XS-Z-60型注射机喷嘴的有关尺寸如下：喷嘴前端孔径d0=Φ4，喷嘴端面球半径R0=12mm。模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为：R=R0+（1～2）=12+1=13mm。模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d0的关系为d=d0+0.5=4+0.5=4.5mm。为了使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为6~2，取3度，表面粗糙度mRa8.0。模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T10A，热处理要求淬火50-55HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴线。图5-3浇口套5.3.2设计计算分流道尺寸[16]为了便于机械加工及凝料脱模，分流道设置在型芯上。根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流，二次分流甚至三次分流道。分流道的长度要尽第4章确定模具基本结构10可能短，且弯折少，以便在流动过程中尽量减少压力及热量的损失，节约塑料的原材料和能耗。选择U形分流道，因为它加工较方便,且热量损失和流动阻力不大,流道的效率也较高.如图5-4所示，D=产品壁厚+1.5mm=3+1.5=4.5mm；B=10mm；长度l在1～2.5D之间，取10mm5.3.3设计计算浇口尺寸侧浇口形状简单，加工方便，通过改变浇口尺寸,能有效调整充模时的剪切速率和冷凝时间,应用十分广泛。,所以本次设计采用点浇口。5.3.4冷料穴本模具采用球半径为3.75mm的冷料穴，其作用是使前一模较冷的料，进入冷料穴，而使温度均匀的凝料进入模具型腔。5.4成型零件设计5.4.1成型零部件结构设计[18]镶拼组合式①凹模的结构设计(型腔)根据塑件形状及复杂程度,选用镶拼组合式凹模。②凸模的结构设计(型芯)根据塑件形状及复杂程度,选用整体式凸模。5.4.2计算成型零件工作尺寸[19]模具的成型尺寸是指成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形或异形型芯的长和宽），型腔和型芯的深度或高度尺寸，中心距尺寸等。在设计模具的时候必须根据制品的尺寸和精度要求来确定成型零件的相应尺寸和精度等级，给出正确的公差值。在计算型腔和型芯工作尺寸前，对塑件的各第4章确定模具基本结构11重要尺寸应按机械设计中的最大实体原则进行。则塑件外形尺寸为最大尺寸，其公差Δ为负值；塑件内形尺寸为最小尺寸，其公差Δ为正值；中心距尺寸为公称尺寸，其公差为正负Δ值。任何塑件都有一定的尺寸精度，同一塑件来说，塑件上的各个尺寸的精度要求也有很大的差异，在使用过程中有配合要求的尺寸，其精度要求较高应作详细计算。该零件的