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塑件成型工艺性分析3

塑件成型工艺性分析3
塑件成型工艺性分析3

一、塑件成型工艺性分析

1、塑件的分析

(1)外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大,塑件熔体流程不太长,适合于注射成型。

(2)精度等级每个尺寸的公差都不一样,有的属于一般精度,有的属于高精度,就按实际公差进行计算。

(3)脱模斜度 ABS属无定形塑料,成型收缩率较小,选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。

2、ABS的性能分析

(1)使用性能综合性能好,冲击强度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性能好;易于成型和机械加工,其表面可镀铬,适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。

(2)成型性能

1)无定型塑料。其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种来确定成型方法及成型条件。

2)吸湿性强。含水量应小于0.3%(质量)。必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。

3)流动性中等。溢边料0.04mm左右。

4)模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。

(3)ABS的主要性能指标其性能指标见下表

ABS 性能指标

密度/g ·3cm 1.02~1.08 屈服强度/MPa 50 比体积/13-?g cm 0.86~0.96 拉伸强度/MPa 38 吸水率(%) 0.2~0.4 拉伸弹性模量/MPa 1.4×310

熔点/C ο 130~160 抗弯强度/MPa 80 计算收缩率(%) 0.4~0.7 抗压强度/MPa 53 比热熔/1)(-??C kg J ο

1470

弯曲弹性模量/MPa

1.4310?

3、ABS 的注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程

1)成型前的准备。对ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS 吸水性较大,成型前应进行充分的干燥。

2)注射过程。塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

3)塑件的后处理。的介质为空气和水,处理温度为60~75C ?,理时间为16~20s 。 (2)注射工艺参数

1)注射机:螺杆式,螺杆转数为30r/min 2)料筒温度(C O ):后段150~170; 中段160~180;

前段180~200。

3)喷嘴温度(Cο):170~180。

4)模具温度(Cο):50~80。

5)注射压力(MPa):60~100。

6)成型时间(s):30 (注射时间取1.6,冷却时间取20.4,辅助时间8)。

二、拟定模具的结构形式

1、分型面位置的确定

通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。

2、型腔数量和排列方式确定

(1)型腔数量的确定该塑件采用精度一般在2~3级之间,且为大批量生产,可采取一模多腔的结构形式。同时,考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系,以及制造费用和各种成本费等因素,初步定为一模两腔结构形式。(2)成型排列形式的确定多型腔模具尽可采用平衡式排列布置,且要力求紧凑。并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔,故采用直线对称排列,所示。

(3)模具结构形式的确定从上面的分析可知,本模具设计为一模两腔,对称直线排列,根据塑件结构形状,推出机构拟采用脱模板推出形式。浇注系统设计时,流道采用对称平衡式,浇口采用侧浇口,且开设在分型面上。因此,定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。

3、注射机型号的确定

(1)注射量的计算 经计算得 塑件体积: 塑V =50.663cm

塑件质量: 塑m =50.66×1.02g=51.67g

(2)浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算。由本次采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为

总V =塑V (1+0.2)×2=121.5843cm

(3)选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量

总V =121.5843cm ,并结合式0.8/V 总公=V 有:98.1518.0/584.1218.0/3==cm V 总3cm 。根

据以上计算,初步选定公称注射量为1603cm ,注射机型号为SZ-160/100卧式注射机,其主要技术参数见下表。

注射机主要技术参数

理论注射容量/3cm 160 移模行程/mm 325 螺杆柱塞直径/mm V 注射压力/MPa 40 最大模具厚度/mm 300 150 最小模具厚度/mm

200 注射速率/g ·1-s 105 锁模形式 双曲肘 塑化能力/g ·1-s 45 模具定位孔直径/mm 125 螺杆转速/r ·1min -

0~200 喷嘴球半径/mm 12 锁模力/kN 1000 喷嘴口孔径/mm

3

拉杆内间距/mm

345×345

(4)注射机的相关参数的校核

1)注射压力校核。查表4-1楞知,ABS 所需注射压力为80~110MPa ,这里取

0p =100MPa,该注射机的公称注射压力公p =150MPa ,注射压力安全系数1k =1.25~

1.4,这里取1k =1.3,则:

01p k =1.3×100=130<

,所以,注射机注射压力合格。 2)锁模力校核

①塑件在分型面上的投影面积塑A ,则

塑A 222226103)541590(4

mm mm =?--=π

②浇注系统在分型面上的投影面积浇A ,即流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积浇A 数值,可以按照多型腔模的统计分析来确定。浇A 是每个塑件在分型面上投影面积塑A 的0.2~0.5倍。由于本例流道设计简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取浇A =0.2塑A 。 ③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积总A 则

221464861031.221.2A 20.2A A A A mm mm n n A =??=?=+=+=塑塑塑浇塑总)()(

④模具型腔内的胀型力胀F ,则 kN N p F 68.5123514648A =?==模总胀

式中,模p 是型腔的平均计算压力值。模p 是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25~40MPa.对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。ABS 属中等粘度塑料及有精度要求的塑件,故模p 取35MPa 。

查表4-45可得该注射机的公称锁模力kN F 1000=锁,锁模力安全系数为2k =1.1~1.2这里取2k =1.2,则

锁胀胀<F F F k 216.61568.5121.22.12=?==,所以,注射机锁模力合格。

公p

三、浇注系统的设计

1、主流道的设计

主流道通常位于模具中心塑熔体的入口处,它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外,由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 (1)主流道尺寸

1)主流道的长度:小型模具主L 应尽量小于60mm ,本次设计中初取50mm 进行设计。

2)主流道小端直径:d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)mm=(3+0.5)mm=3.5mm 。 3)主流道大端直径:'d =d+2mm L 7tan ≈α主,式中O =4α。

4)主流道球面半径:=0SR 注射机喷嘴球头半径+(1~2)mm=(12+2)mm=14mm 。 5)球面的配合高度:mm h 3=。 (2)主流道的凝料体积

333222

212.19.1121mm 1.753.51.753.5503

3.14

R r R 3

cm mm r L V ==?++??=

++=

)()(主主主主主π

(3)主流道当量半径 mm mm R n 625.22

5

.375.1=+=

。 (4)主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,易磨损。对材料的要求严格,因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体,但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计,以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。

设计中常采用碳素工具钢(T8A 或T10A ),热处理淬火表面硬度为50~55HRC 。 2、分流道的设计

(1)分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式分流道。

(2)分流道的长度 由于流道设计简单,根据两个型腔的结构设计,分流道较短,故设计时可适当选小一些。单边分流道长度分L 取35mm 。

(3)分流道的当量径 因为该塑件的质量g g g m 20067.511.0250.66V <塑塑=?==ρ,分流道的当量直径为

mm L m D 6.4mm 3551.670.26540.265444=??==分塑分

(4)分流道截面形状 为了便于加工和凝料的脱模,本次设计采用梯形截面,其加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。

(5)分流道截面尺寸 设梯形的下底宽为x,底面圆角半径R=1mm ,并根据表4-6设置梯形的高h=3.5mm,则该梯形的截面积为

5.3)8tan 5.3(2

)8tan 5.32(?+=?++=

οοx h

x x A 分 再根据该面积与当量直径为4.6mm 的圆面积相等,可得

4

4.63.144

5.3)8tan 5.3(22?==

?+分

D x πο

,即可得mm x 4≈,则梯形的上底约为5mm

(6)凝料体积

1)分流道的长度mm L 70235=?=分。 2)分流道截面积2275.153.52

4

5mm mm A =?+=

分。 3)凝料体积33

1.1110

2.5mm 15.7570A L cm V ≈=?==分分分

(7)校核剪切速率

1)确定注射时间:查表4-8,可取t=1.6s 。 2)计算分流道体积流量:s cm s cm t

q /35.32/6

.166.501.1V V 33

=+=

+塑

分分

。 3)由式(4-20)可得剪切速率 131

3

331079.22

4.63.141032.353.3R 3.3--?=???==

s s q )

(分

分πγ

该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率

132105105-??s ~之间,所以,分流道内熔体的剪切速率合格。

(8)分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取Ra1.25~2.5μm 即可,此处取Ra1.6μm 。另外,其脱模斜度一般在οο105~之间,这里取脱模斜度为ο8。 3、浇口的设计

该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷,表面质量要求较高,采用一模两腔注射,为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间,因此采用侧浇口。其截面形状简单,易于加工,便于试模后修正,且开设在分型面上,从型腔的边缘进料。塑件轮毂和外周有4条肋板相连,而浇口正对其中一块肋板,有利于向轮毂和顶部填充。

(1)侧浇口尺寸的确定

1)计算侧浇口的深度。根据表4-10,可得侧浇口的深度h 计算公式为 mm mm nt h 1.237.0=?==

式中,t 是塑件壁厚,这里t=3mm ;n 是塑料成型系数,对于ABS ,其成型系数 n=0.7.

在工厂进行设计时,浇口深度常常选取小值,以便在今后试模时发现问题进行修模处理,并根据表4-9中推荐的ABS 侧浇口的厚度为1.2~1.4mm ,故此处浇口深度取1.3mm 。

2)计算侧浇口的宽度。根据表4-10,可得侧浇口的宽度B 的计算公式为 cm cm cm A n B 374.230

2

.138377.030≈=?==

式中,n 是塑料成型系数,对于ABS 其7.0=n ;A 是凹模的内表面积(约等于塑件的外表面面积)。

3)计算侧浇口的长度。根据表4-10,可得侧浇口的长度浇L 一般选用0.7~2.5mm ,这里取mm L 0.7=浇。 (2)侧浇口剪切速率的校核

1)计算浇口的当量半径。由表面积相等可得 Bh R =2

浇π,由此矩形浇口的当

量半径2

1

Bh

)(浇π

=

R 。

2)校核浇口的剪切速率

①确定注射时间:查表4-8,可取t=1.6s ; ②计算浇口的体积流量:s mm s cm t q /10166.3/66.316

.166

.50V 343?===

=塑浇。 ③计算浇口的剪切速率:3

3.3n

R qv

πγ=浇 ,则 1412

3

42

3

31040.2)

14

.33.13(14.310166.33.33.3R 3.3--?=????=

=

=

s s Bh

q q )

浇π

ππγ

该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率143105105-??s ~之间,所以,浇口的剪切速率校核合格。

4、校核主流道的剪切速率

上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积(浇口的体积太小可以忽略不计)以及主流道的当量半径,这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。

(1)计算主流道的体积流量 s cm s cm t

nV V V q /7.64/6

.166.5021.112.133

=?++=

++=

分主主

(2)计算主流道的剪切速率 1313

331076.3625

.214.3107.643.33.3--?=???==

s s R q 主

主πγ 主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率

132s 105105-??~之间,所以,主流道的剪切速率校核合格。

5、冷料穴的设计及计算

冷料穴位于主流道正对面的动模板上,其作用主要是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕,采用脱模板推出塑件,故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时,利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。

四、成型零件的结构设计及计算

1、成型零件的结构设计

(1)凹模的结构设计 凹模成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析,本设计中采用整体嵌入式凹模。

(2)凸模的结构设计(型芯) 凸模是成型塑件内表面的成型零件,通

常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知,该塑件的型芯有两个:一个是成型零件的内表面的大型芯,因塑件包紧力较大,所以设在动模部分;另一个是成型零件中心轴孔内表面的小型芯,设计时将其放定模部分,同时有利于分散脱模力和简化模具结构。将这几个部分装配起来。 2、成型零件钢材的选用

根据对成型塑件的综合分析。该塑件的成型零件要有足够的钢度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能,同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产,所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20(美国牌号)。对于成型塑件外圆筒的大型芯来说,由于脱模时与塑件的磨损严重,因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV 。而对于成型内部圆筒的型芯而言,型芯较小,但塑件中心轮毂包住型芯,型芯需要散发的热量比较多,磨损也比较严重,因此也采用Cr12MoV ,型芯中心通冷却水冷却。 3、成型零件工作尺寸的计算

采用表4-15中平均尺寸法计算成型零件尺寸,塑件尺寸公差按照塑件零件图中绘定的公差计算。

(1)凹模径向尺寸计算 塑件外部径向尺寸的转换:mm mm L s 05.03.02.013.9090-+-==,相应的塑件制造公差mm mm L s 05.03.02.0213.86860.5mm -+-===;△,相应的塑件制造公差

mm 5.02=△。

mm mm x L S L z s cp M 083.00083.000111150.90]5.06.03.90)0055.01[(])1[(1

+++=?-?+=-+=δ△

mm mm x L S L s cp M 083.00083.00

0222247.86]5.06.03.86)0055.01[(])1[(2

++=?-?+=-+=δ△ 式中,cp S 塑件的平均收缩率,查表1-2可得ABS 的收缩率为0.3%~0.8%,所其平均收缩率210055.02

008

.0003.0x x S cp 、;=+=

是系数,查表4-15可知x 一般在0.5~

0.8之间,此处取6.021==x x ;21、△△分别是塑件上相应尺寸公差(下同);1z δ、

2z δ是塑件上相应尺寸制造公差,对于中小型塑件取△6

1

=z δ(下同)。

(2)凹模深度尺寸的计算 塑件高度方向尺寸的转换:塑件高度的最大尺寸mm mm H s 02.011.281.028-=±=,

相应的mm s 2.01=△;塑件轮毂外凸台高度的最大尺寸mm mm H s 0

1.01.0021.66-==,相应的mm s 1.02=△。

mm mm x H S H z s cp M 033.00033.000111113.28]2.063.01.28)0055.01[(])1[(1

+++=?-?+=-+=δ△

mm mm x H S H z s cp M 017.00017.000222207.6]1.065.01.6)0055.01[(])1[(2+++=?-?+=-+=δ△

式中,1x 、2x 是系数,由查表4-15可知一般在0.5~0.7之间,此处取63.01=x ,

65.02=x 。

(3)型芯径向尺寸计算

1)动模型芯径向尺寸的计算。塑件内部径向尺寸的转换:

mm mm

mm l s s 3.09.798013.002.01.01===++-,△ mm mm x l S l z s cp M 005.0005.00111155.80]3.07.09.79)0055.01[(

])1[(1

---=?+?+=++=δ△ 式中,1x 是系数,查表4-15可知一般在0.5~0.8之间,此处取7.01=x 。 2)动模芯内孔尺寸:

mm mm x l S l z z s cp M 016.0000222204.21]1.08.021)0055.01[(])1[(22+++=?-?+=-+=δδ△

式中,mm l s 010.0221-=是成型塑件轮毂外圆柱孔的径向尺寸;2x 的值可查表4-15一般在0.5~0.8之间,此处取8.02=x 。

3)定模型芯尺寸的计算。塑件内孔径向尺寸的转换:

mm mm l s 1.0001.039.1415+-==

mm mm x S l z cp M 0017.00017.0013305.15]1.065.09.14)0055.01[(])1[(3

---=?+?+=++=δ△

式中,3x 是模具尺寸计算系数,查表4-15可取0.65.

(4)型芯高度尺寸的计算

1)成型塑件内腔大型芯的高度。塑件尺寸转换:

mm mm h s 2

.0019.241.025+=±=

mm mm x S h z cp M 0033.00033.0011116.25]2.063.09.24)0055.01[(])1[(1

---=?+?+=++=δ△

式中,1x 是模具尺寸计算系数,查表4-15可知一般在0.5~0.8之间,此处取

63.01=x 。

2)成型塑件中心圆筒的型芯高度。塑件中心圆筒高度尺寸转换:

mm mm h s 3.002.01.029.3940++-==

mm mm x h S h z s cp M 005.0005.00222230.40]3.06.09.39)0055.01[(])1[(2---=?+?+=++=δ△

(5)成型孔间间距的计算

mm mm C s C z s M 016.034.622

1

])1[(±=±+=δ

塑件型芯及凹模的成型尺寸的标注如图4-336、图4-337及图4-338所示。 4、成型零件尺寸及动模垫板厚度计算

(1)凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关,根据型腔的布置,模架初选200mm ×355mm 的标准模架,其厚度根据表4-19中的刚度公式计算。

mm mm E ph S p 83.18)023

.0101.2228353()23(31

5

431

4=?????==δ 式中,p 是型腔压力(MPa );E 是材料弹性模量(MPa );h=W ,W 是影响变形的最大尺寸,而h=28mm ;p δ是模具刚度计算许用变形量。根据注射模塑料品种。 mm m m i p 023.06.22904.025252==?==μμδ 式中,m m i μμ904.0)28001.02845.0(5

1

2=?+?=

凹模侧壁是采用嵌件,为结构紧凑,这里凹模嵌件单边厚选15mm 。由于型

腔采用直线、对称结构布置,故两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定,根据估算模板平面尺寸选用200mm ×355mm ,它比型腔布置的尺寸大得多,所以完全满足强度和刚度要求。 (2)动模垫板厚度计算 动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关,根据前面的型腔布置,模架应选在200mm ×355mm 这个范围内,垫块之间的跨度约为200mm-40mm-40mm=120mm 。那么,根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度,即

mm mm EL pA L T p 24.34)032

.0355101.2096

.1005335(12054.0)(54.031

5

31

1=??????==δ 式中,p

δ是动模垫板刚度计算许用变形量,

mm mm mm i p 32.000129.025)120001.012045.0(25255

1

2=?=?+??==δ;L 是两个垫块之间的距离,约120mm ;1L 是动模垫板的长度,取355mm ;A 是两个型芯投影到动模垫板上的面积。

单件型芯所受压力的面积为

22221548.502675785.04

mm mm D A =?==

π

两个型芯的面积

21096.100532mm A A =?=

对于此动模垫板计算尺寸相对于小型模具来说还可以小些,可以增加2根支承柱来进行支撑,故可以近似得到动模垫板厚度

mm mm T n T n 1424.34)2

1

()11(34

34

=?=+= 故动模垫板可按照标准厚度取32mm 。

五、模架的确定

根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为115mm ×217mm ,又考虑凹模最小壁厚,导柱、导套的布置等,再同时参考课本4.12.4节中小型标准模架的选型经验公式和表4-38,可确定选用模架序号为5号(W ×L=200mm ×355mm ),模架结构为A4型。

1、各模板尺寸的确定

1)A 板尺寸。A 板是定模型腔板,塑件高度为40mm ,凹模嵌件深度35mm ,又考虑在模板上还要开设冷却水道,还需留出足够的距离,故A 板厚度取50mm 。 2)B 板尺寸。B 板是型芯固定板,按模架标准板厚取32mm 。

3)C 板(垫块)尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+椎杆固定板厚度+(5~10)mm=(35+20+15+5~10)mm=75~80mm 。

经上述尺寸的计算,模架尺寸已经确定为模架序号为5号,板面为200mm ×355mm ,模架结构形式为A4型的标准模架。其外形尺寸:宽×长×高=200mm ×355×264。

2、模架各尺寸的校核

根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。

1)模具平面尺寸200mm ×355mm <345mm ×345mm(拉杆间距),校核合格。 2)模具高度尺寸264mm ,200mm <264mm <300mm(模具的最大厚度和最小厚度),校核合格。

3)模具的开模行程mm mm mm mm H H S 32590~85)4040()10~5(21<=+=++=(开模行程),校核合格。

六、排气槽的设计

该塑件由于采用侧浇口进料,熔体经塑件上方的台阶及中间的肋板充满型

腔,顶部有一个φ12mm 小型芯,其配合间隙可作为气体排出的方式,不会在顶部产生憋气的现象。同时,底面的气体会沿着推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模板之间的间隙向外排出。

七、脱模推出机构的设计

1、推出方式的确定

本塑件圆周采用脱模板、中心采用推杆的综合推出方式。脱模板推出时为了减小脱模板与型芯的摩擦,设计中在用脱模板与型芯之间留出0.2mm 的间隙,并采用锥面配合,可以防脱模板因偏心而产生溢料,同时避免了脱模板与型芯产生摩擦。

2、脱模力的计算

(1)圆柱大型芯脱模力 因为103.133

40

>===t

r λ,所以,此处视为薄壁圆筒塑件,根据式(4-24)脱模力为

A K f tESL F 1.0)1()

tan (cos 22

1+--=

μ??π

N

N N 8.33604014.31.0)1cos 1sin 45.01)(3.01()1tan 45.0(1cos 3280.0055101.833.14223≈??++--??-??????=οοοο)( 式中,各项系数的意义见4.9.2节的内容。

(2)成型塑件内部圆筒型芯的脱模力计算 因为105.23

5

.7<==

=t

r

λ,所以,此处视为厚壁圆筒塑件,同时,由于该塑件的内孔是通孔,所以,脱模时不存在真空压力,参考式(4-24)可得脱模力为 2

12)1()

tan (2K K f rESL F ++-=

μ?π

N N 0.2760)1cos 1sin 45.01)()

1(cos 22)1(cos 2

23.01(1tan 0.45400.0055101.87.53.14222

3=+??+?++-???????=οοο

οο)

( 对于塑件的四个肋板,由于是径向布置,冷却收缩是径向收缩,所以对型芯的箍紧力不是太大,主要是粘模力,可以按计算脱模力乘以一个不太大的系数,此处考虑为1.2。

3、校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 (1)推出面积

22222215.1334)8090(4

)(4

mm mm d D A =-=-=π

π

22222121256.169)1521(4

)(4

mm mm d D A =-=-=π

π

(2)推出应力 MPa 56

.1695.1334)

0.27608.3360(2.1)(2.12.12121++?=++==

A A F F A F σ 53MPa MPa 88.4<=(抗压强度)合格

八、冷却系统的设计

冷却系统的计算很麻烦,在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及注射机接触所散发的热量,按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。

1、冷却介质

ABS 属中等黏度材料,其成型温度及模具温度分别为200℃和50~80℃。所以,模具温度初步选定为50℃,用常温水对模具进行冷却。

2、冷却系统的简单计算

(1)单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W 1)塑料制品的体积

3354.103)66.5021.112.1(cm cm nV V V V =?++=++=塑分主 2)塑料制品的质量

kg g g V m 1056.061.10502.154.103==?==ρ

3)塑件壁厚为3mm ,可以查表4-34得s t 20.4=冷。取注射时间s t 1.6=注,脱模时间s t 8=脱,则注射周期:30s s 820.41.6=++=++=)(脱冷注t t t t 。由此得每小时注射次数:N=(3600/30)次=120次

4)单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量:W=Nm=120×0.1056kg/h=12.67kg/h

(2)确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量s Q 查表4-35直接可知ABS 的单位热量s Q 的值的范围在(310~400)kJ/kg 之间,故可取kg kJ Q s /370=。 (3)计算冷却水的体积流量V q 设冷却水道入水口的水温为℃222=θ,出水口的水温为℃251=θ,取水的密度3/1000m kg =ρ水的比热容c=4.187kJ/(kg ·℃)。则根据公式可得: min /00622.0min /)

2225(187.4100060370

67.12)(603321m m c WQ q s V =-????=-=

θθρ

(4)确定冷却水路的直径d 当min /00622.03m q V =时,查表4-30可知,为了使冷却水处于湍流状态,取模具冷却水孔的直径为m d 01.0=。 (5)冷却水在管内的流速v 1.321m/s s /m 01

.014.36000622

.046042

2=???=?=

d q v V π (6)求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h 因为平均水温为23.5℃,查表2-31可得7.6=f 则有:

)h /(0.01

1.32110006.74.187)(187.420.2

0.8

2.08.0℃)

(?????==m kJ d f h ρυ

)/(102.224℃???=h m kJ

(7)计算冷却水通道的导热总面积A 22400804.0]

2

252250[102.2370

67.12m m h WQ A s =+-???=?=

θ (8)计算模具所需冷却水管的总长度L mm m m d A L 256256.001

.014.300804.0==?==

π (9)冷却水路的根数x 设每条水路的长度为mm l 200=,则冷却水路的根数为 根根 1.3200

256

≈==

l L x 由上述计算可以看出,一条冷却水道对于模具来说显然是不合适的,因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产效率,凹模和型芯都应得到充分的冷却。

3、凹模嵌件和型芯冷却水道的设置

型芯的冷却系统的计算与凹模的冷却系统的计算方法基本上是一样的,因此不再重复。尤其需要指出的是大型和小型芯的冷却方式。由于塑件上有四条肋板,大型芯设计时要在型芯上开四条沟槽,同时考虑推杆要通过大型芯推出塑件的轮毂部分,因此给冷却系统带来了难度。设计时在大型芯的下部采用隔片式冷却水道。凹模嵌件拟采用两条冷却水道进行冷却。

九、导向与定位结构的设计

注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位;而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单,模具定位精度要求不是很高,因此可采用模架本身所带的定位结构。

十、总装图和零件图的绘制

经过上述一系列计算,把设计结果用总装图来表示模具的结构。

塑料成型加工技术实验报告范文

塑料成型加工技术实验报告范文 篇一:材料加工实验报告(注塑成型CAE分析实验) 一、实验目的 1、掌握注塑成型工艺中各参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对其成型质量的影响大小。 2、了解塑件各种成型缺陷的形成机理,以及各工艺参数对各种缺陷形成的影响大小。 3、初步了解注塑成型分析软件Moldflow的各项功能及基本操作。 4、初步了解UG软件三维建模功能。 5、初步了解UG软件三维模具设计功能。 二、实验原理 1、Moldflow注塑成型分析软件的功能十分齐全,具有完整的分析模块,可以分析出注塑成型工艺中各个参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对成型质量的影响,还可以模拟出成型缺陷的形成,以及如何改进等等,还可以预测每次成型后的结果。 2、注射成型充填过程属于非牛顿体、非等温、非稳态的流动与传热过程,满足黏性流体力学和基本方程,但方程过于复杂所以引入了层流假设和未压缩流体假设等。最后通过公式的分析和计算,就可以得出结果。 三、实验器材 硬件:计算机、游标卡尺、注塑机、打印机

软件:UG软件、Moldflow软件 四、实验方法与步聚 1、UG软件模型建立和模具设计(已省去); 2、启动Moldflow软件; 3、新建一个分析项目; 4、输入分析模型文件; 5、网格划分和网格修改; 6、流道设计; 7、冷却水道布置; 8、成型工艺参数设置; 9、运行分析求解器; 10、制作分析报告 11、用试验模具在注塑机上进行工艺试验(已省去); 12、分析模拟分析报告(省去与实验结果相比较这一步骤); 13、得出结论 五、前置处理相关数据 1.网格处理情况 1)进行网格诊断,可以看到网格重叠和最大纵横比等问题;2)网格诊断,并依次修改存在的网格问题; 3)修改完后,再次检查网格情况。 2.材料选择及材料相关参数 在在方案任务视窗里双击第四项材料,弹出如图材料选择窗可直接选常用材料,也可根据制造商、商业名称或全称搜索 3. 工艺参数设置 双击方案任务视窗里的“成型条件设置”,这里直接用默认值。 4. 分析类型设置(1)最佳浇口位置分析 分析结果:

塑件成型工艺性分析3

一、塑件成型工艺性分析 1、塑件的分析 (1)外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大,塑件熔体流程不太长,适合于注射成型。 (2)精度等级每个尺寸的公差都不一样,有的属于一般精度,有的属于高精度,就按实际公差进行计算。 (3)脱模斜度 ABS属无定形塑料,成型收缩率较小,选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。 2、ABS的性能分析 (1)使用性能综合性能好,冲击强度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性能好;易于成型和机械加工,其表面可镀铬,适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 (2)成型性能 1)无定型塑料。其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种来确定成型方法及成型条件。 2)吸湿性强。含水量应小于0.3%(质量)。必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3)流动性中等。溢边料0.04mm左右。 4)模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。 (3)ABS的主要性能指标其性能指标见下表

ABS 性能指标 密度/g ·3cm 1.02~1.08 屈服强度/MPa 50 比体积/13-?g cm 0.86~0.96 拉伸强度/MPa 38 吸水率(%) 0.2~0.4 拉伸弹性模量/MPa 1.4×310 熔点/C ο 130~160 抗弯强度/MPa 80 计算收缩率(%) 0.4~0.7 抗压强度/MPa 53 比热熔/1)(-??C kg J ο 1470 弯曲弹性模量/MPa 1.4310? 3、ABS 的注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程 1)成型前的准备。对ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS 吸水性较大,成型前应进行充分的干燥。 2)注射过程。塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3)塑件的后处理。的介质为空气和水,处理温度为60~75C ?,理时间为16~20s 。 (2)注射工艺参数 1)注射机:螺杆式,螺杆转数为30r/min 2)料筒温度(C O ):后段150~170; 中段160~180;

【实验报告】塑料成型加工技术实验报告范文

塑料成型加工技术实验报告范文 一、实验目的 1、掌握注塑成型工艺中各参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对其成型质量的影响大小。 2、了解塑件各种成型缺陷的形成机理,以及各工艺参数对各种缺陷形成的影响大小。 3、初步了解注塑成型分析软件Moldflow的各项功能及基本操作。 4、初步了解UG软件三维建模功能。 5、初步了解UG软件三维模具设计功能。 二、实验原理 1、Moldflow注塑成型分析软件的功能十分齐全,具有完整的分析模块,可以分析出注塑成型工艺中各个参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对成型质量的影响,还可以模拟出成型缺陷的形成,以及如何改进等等,还可以预测每次成型后的结果。 2、注射成型充填过程属于非牛顿体、非等温、非稳态的流动与传热过程,满足黏性流体力学和基本方程,但方程过于复杂所以引入了层流假设和未压缩流体假设等。最后通过公式的分析和计算,就可以得出结果。 三、实验器材 硬件:计算机、游标卡尺、注塑机、打印机 软件:UG软件、Moldflow软件 四、实验方法与步聚

1、UG软件模型建立和模具设计(已省去); 2、启动Moldflow软件; 3、新建一个分析项目; 4、输入分析模型文件; 5、网格划分和网格修改; 6、流道设计; 7、冷却水道布置; 8、成型工艺参数设置; 9、运行分析求解器;10、制作分析报告 11、用试验模具在注塑机上进行工艺试验(已省去); 12、分析模拟分析报告(省去与实验结果相比较这一步骤);13、得出结论 五、前置处理相关数据1.网格处理情况 1)进行网格诊断,可以看到网格重叠和最大纵横比等问题;2)网格诊断,并依次修改存在的网格问题;3)修改完后,再次检查网格情况。 2.材料选择及材料相关参数 在在方案任务视窗里双击第四项材料,弹出如图材料选择窗 可直接选常用材料,也可根据制造商、商业名称或全称搜索 3. 工艺参数设置 双击方案任务视窗里的“成型条件设置”,这里直接用默认值。 4. 分析类型设置(1)最佳浇口位置分析 分析结果: 理论最佳浇口在深蓝色区,但实际选浇口位置还需根据模具结构设计等综合因素考虑。在方案任务视窗里双击第三项,弹出选择分析系列窗口,选择浇口分析,最后选择如图位置。

塑料注射成型工艺中成型零部件

塑料注射成型工艺中成型零部件 摘要随着塑料制品在日常生活中的广泛利用,人们对塑料制品的质量与数量要求日趋提高,而国内塑料制造行业所掌握的技术普遍相对落后,要提高我国塑料行业的整体竞争力,对成型模具的研究与改进是必须的。实际上塑料注射所用的模具(简称注射模一一实现注射成型工艺的重要工艺装备)成型技术已成为衡量一个国家塑料制造水平的重要标志之一。本文介绍了几种塑料成型工艺中重要模具的特点,并对不同种类凹模凸模的结构和使用条件进行探究。 关键词塑料成型;注塑机;凹模;凸模 中图分类号TS91 文献标识码A 文章编号1674-6708 (2016 )162-0149-02 注射成型(注塑)是一种将已经在加热料筒中预先均匀塑化的热固性或热塑性材料,高速推挤到闭合模具的模腔中用以成型工业产品的生产方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑方法又可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机(简称注射机或注塑机)是一种常用的塑料成型设备,它利用塑料成型模具将热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。近年来,注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。 我国的注塑机从无到有,从单一品种到多品种,已经有

了长足的发展。但相比于其他如德国等制造工艺技术发达的 国家,我国的塑料工业还处于初级发展阶段,所以注塑成型 在我国的高分子材料发展进程中有着广阔的前景。同时随着塑料制品在日常社会中得到广泛利用,塑料注射成型所用的模具(简称注射模,它是实现注射成型工艺的重要工艺装备)技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 注射模的基本组成: 1)成型零部件; 2)浇注系统:浇注系统是指注塑机喷嘴将塑料喷出后,流体到达模具型腔前所流经的通道; 3)导向机构:导向机构是用于保证动、定模合模时准确对合; 4)支承零部件:支承零部件是指起支持作用的零部件轴承,常与导向机构组合构成模架; 5)推出机构:推出机构是将模具中已经完成成型后的塑件及浇注系统中的凝料推出模具的装置; 6)侧向分型与抽芯机构:该机构将成型孔、凹穴或凸台的型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出,合模时又将其复位; 7)温度调节系统:满足注射工艺对模温的要求; 8)排气系统:将型腔内的气体排出模外。 其中,成型零部件是指直接与塑料接触或部分接触,并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件,它们是模具的核心 零件。包括型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。

塑料成型的工艺性分析

一、塑料成型的工艺性分析 该塑件是外壳产品,其零件图如下图所示。本塑件的材料采用聚氯乙烯PVC, 1.1.1塑件的原材料分析 P50 塑件注射成型工艺参数的确定: 根据该塑件的结构特点和得成型性能,查相关手册得到ABS塑件的成型工艺参数: 塑件的注射成型工艺参数

二.分型面位置的确定 根据塑件结构形式分型面应选在I上,如下图: 三.确定型腔数量和排列方式 1.该塑件精度要求不高,批量大,可以采用一模多腔,考虑到模具的制造费用和设备的运转费用,定为一模两腔。 四.模具结构形式的确定 从上面的分析中可知本模具采用一模两腔,直排,推干推出,流道采用平衡式,浇口采用侧浇口,动模部分需要一块型芯,固定板,支撑板。 五.注射机型号的选定 1.通过测量,塑件的质量为6.5gPVC的密度为1.4g/cm3 V= 草稿本上 4、注射机有关参数的校核 型腔数校核合格。 式中,K—-注塑机最大注射量的利用系数一般取0.8

m—注射机的额定塑化量(10.5g/s) T—成型周期取30s 3、开模行程校核 开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离,用H表示,它必须小于注射机移动模板的最大行程S。所需开模行程为:六.浇注系统的设计 6.1 主流道设计 1)主流道尺寸设计 根据所选注射机,则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴尺寸+1 =5 2)主流道球面半径为 SR=喷嘴球面半径+(1-2)=13mm 3)球面配合高度 h=3mm-5mm,取h=4mm 4)主流道长度,尽量小于60,由标准模架结合该模具的结构,取L=20+20=40mm 5)主流道大端直径 D=d+2Ltana=8.5mm(半锥角a为,取a= )取D=10mm 6.2 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触属易损性,对材料要求严格,因而模具主流道部分常设计可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口

ABS塑料特性、成型工艺、用途

ABS塑料特性、成型工艺、用途 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 注塑模工艺条件 干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度:210~280C;建议温度:245C。模具温度:25…70C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 注射压力:500~1000bar。 注射速度:中高速度。典型用途汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 PA12 聚酰胺12或尼龙12 典型应用范围: 水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。 注塑模工艺条件: 干燥处理:加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存,建议要在 85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存,那么经过3小时温度平衡即可 直接使用。 熔化温度:240~300C;对于普通特性材料不要超过310C,对于有阻燃特性材料不要超过270C。模具温度:对于未增强型材料为30~40C,对于薄壁或大面积元件为80~90C,对于增强型材料为

塑件成型工艺性分析

第1章塑件成型工艺性分析 1.1 塑件(齿轮链轮套件)分析 1.1.1塑件 如图1.1所示,齿轮链轮套件参数见表1.1。 表1.1 齿轮链轮套件参数 1.1.2该塑件塑料名称为聚酰胺66(PA66),采用大批量生产纲领 1.1.3塑件的结构及成型工艺分析 1.1.3.1 塑件结构分析如下,塑件零件工作图如图1.1。 图1.1塑件零件工作图 (1)该凸凹塑件作为传动件,两端都为齿轮,分别在不同的型腔内成型,必须保证塑件的同轴度,所以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺,以保证传

动精度。 (2)该塑件外形是阶梯齿轮零件,在圆柱齿轮上有侧向凸凹。 1.1.3.2 成型工艺分析如下。 (1)精度等级。采用一般精度7级。 (2)脱模斜度。塑件壁厚哟为2.5mm,其脱模斜度查参考文献其脱模斜度40`到1度30分。由于塑件没有特殊狭窄细小部位,所用塑料为PA66,流动性极好,注射流畅,所以塑件外形没有放脱模斜度,同时为了保证齿轮传动齿面接触强度,齿轮轮齿不放脱模斜度,轴孔也不放脱模斜度。 1.2 热塑性材料(PA66)的注射成型过程及工艺参数 1.2.1 注射成型过程 (1)成型前的准备。对PA66的色泽、细度和均匀度等进行检查。由于PA66容易吸湿,成型前应进行充分的干燥,使水分含量<0.3%。 (2)注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可以分为冲模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段。 (3)塑件的后处理。采用调湿处理,其热处理条件查参考文献有处理介质为油;处理温度为120度;处理时间为15分钟。 1.2.2 PA66的注射工艺参数 (1)注射机:螺杆式 (2)螺杆转速(r/min):20~50 (3)料筒温度(℃):后段240~250 中段260~280 前,因斜导柱与两半结构及型腔形成的阻力,使B分型面先分型,脱料板将浇道脱下,随即限位螺钉达限位,C分型面分型,斜导柱将两半结构拔离,最后由顶板、顶管将制品顶出。 合摸时,顶出系统由复位杆进行复位。

注塑件常见品质问题及原因分析 解决方法

注塑件常见品质问题及原因分析、解决方法 一、注塑件常见品质问题 塑胶件成型后,与预定的质量标准(检验标准)有一定的差异,而不能满足下工序要求,这就是塑胶件缺陷,即常说的品质问题,要研究这些缺陷产生原因,并将其降至最低程度,总体来说,这些缺陷不外乎是由如下几方面造成:模具、原材料、工艺参数、设备、环境、人员。现将缺陷问题总结如下: 1、色差:注塑件颜色与该单标准色样用肉眼观看有差异,判为色差,在标准的光源下(D65)。 2、填充不足(缺胶):注塑件不饱满,出现气泡、空隙、缩孔等,与标准样板不符称为缺胶。 3、翘曲变形:塑胶件形状在塑件脱模后或稍后一段时间内产生旋转和扭曲现象,如有直边朝里,或朝外变曲或平坦部分有起伏,如产品脚不平等与原模具设计有差异称为变形,有局部和整体变形之分。 4、熔接痕(纹):在塑胶件表面的线状痕迹,由塑胶在模具内汇合在一起所形成,而熔体在其交汇处未完全熔合在一起,彼此不能熔为一体即产生熔接纹,多表现为一直线,由深向浅发展,此现象对外观和力学性能有一定影响。 5、波纹:注塑件表面有螺旋状或云雾状的波形凹凸不平的表征现象,或透明产品的里面有波状纹,称为波纹。 6、溢边(飞边、披锋):在注塑件四周沿分型线的地方或模具密封面出现薄薄的(飞边)胶料,称为溢边。 7、银丝纹:注塑件表面的很长的、针状银白色如霜一般的细纹,开口方向沿着料流方向,在塑件未完全充满的地方,流体前端较粗糙,称为银丝纹(银纹)。 8、色泽不均(混色):注塑件表面的色泽不是均一的,有深浅和不同色相,称为混色。

9、光泽不良(暗色):注塑件表面为灰暗无光或光泽不均匀称为暗色或光泽不良。 10、脱模不良(脱模变形):与翘曲变形相似,注塑件成型后不能顺利的从模具中脱出,有变形、拉裂、拉伤等、称为脱模不良。 11、裂纹及破裂:塑胶件表面出现空隙的裂纹和由此形成的破损现象。 12、糊斑(烧焦):在塑件的表面或内部出现许多暗黑色的条纹或黑点,称为糊斑或烧焦。 13、尺寸不符:注塑件在成型过程中,不能保持原来预定的尺寸精度称为尺寸不符。 14、气泡及暗泡:注塑件内部有孔隙,气泡是制品成型后内部形成体积较小或成串孔隙的缺陷,暗泡是塑胶内部产生的真空孔洞。 15、表面混蚀:注塑件表面呈现无光、泛白、浊雾状外观称为混蚀。 16、凹陷:注塑件表面不平整、光滑、向内产生浅坑或陷窝。 17、冷料(冷胶):注塑件表面由冷胶形成的色泽、性能与本体均不同的塑料。 18、顶白/顶高:注塑件表面有明显发白或高出原平面。 19、白点:注塑件内有白色的粒点,粒点又叫“鱼眼”,多反映在透明制品上。 20、强度不够(脆裂):注塑件的强度比预期强度低,使塑胶件不能承受预定的负裁 二、常见品质(缺陷)问题产生原因 1、色差: ①原材料方面因素:包括色粉更换、塑胶材料牌号更改,定型剂更换。 ②原材料品种不同:如PP料与ABS料或PC料要求同一种色,但因材料品种不同而有轻微色差,但允许有一限度范围。 ③设备工艺原因:A、温度;B、压力;C熔胶时间等工艺因素影响。 ④环境因素:料筒未清干净,烘料斗有灰尘,模具有油污等。

塑料结构件设计规范教材

第一章 塑料制品的结构设计 塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1.1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案,绘制制品草图(形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等) 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件,包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑:(1) 塑料的物理机械性能,如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等;(2) 塑料的成型工艺性,如流动性、结晶速率,对成型温度、压力的敏感性等;(3) 塑料制品在成型后的收缩情况,及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面:能满足使用要求,有利于充模、排气、补缩,同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品)或快速受热固化(热固性塑料制品)等。 3、在模具方面:应考虑它的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺,以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面:要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限,尽可能降低成本。 §1.2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象,收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率; L 0——室温时的模具尺寸; L ——室温时的塑料制品尺寸。 影响收缩率的主要因素有: (1) 成型压力。型腔内的压力越大,成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。

塑件成型工艺分析

塑件成型工艺分析 2.1 塑件分析 塑件的分析是对所要成型的产品有个初步的了解,在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件,产品的功用及工作条件有个整体概念,以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 2.1.1 对制品的分析主要包括以下几点: 1、产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性; 2、脱模斜度是否合理; 3、塑件厚度及其均匀性; 4、塑件种类及其收缩率; 5、塑件表面颜色及表面质量要求。 2.1.2塑件模型 图2.1 塑件三维立体图

48 ,5 ?10 图2.2 塑件平面图 2.1.3 塑料 ABS(Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 2.1.4 塑料件质量10.715237(g ) 2.1.5 塑料件体积10.204987(cm 3) 2.1.6 色条 半透明 2.1.7 生产纲领:大批量生产 2.1.8工艺结构分析 (1)结构分析 塑件结构复杂程度一般,对塑件表面质量有一定的要求。如上图所示,塑件的内部有突出的小圆柱,外侧有倒扣因而需要考虑侧向分型抽芯机构的设置。其他结构部分用一般的成型结构即可。该是塑件比较薄,投影面积较大,需要六个顶杆来顶出。 (2)精度等级 选用的尺寸精度等级一般为4 级, 根据GB/ T 14486 - 1993 标准,公差为0.74 mm 。 (3)脱模斜度

从表查得ABS 塑件的脱模斜度, 型腔为30′~1°30′, 型芯35′~1°。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值;反之可选用偏大值。(塑件内孔以型芯小端为准,塑件外形以型腔大端为准)一般情况下,脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留在型腔内时,塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。 2.2 ABS成型特性与工艺参数 2.2.1 塑料ABS成型特性 (1)名称 ABS,中文名,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯,英文名,Acrylonitrile-butadiene-styrene。ABS是三元共聚物,因此兼有三种元素的共同性能,使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。ABS树脂具有较高冲击韧性和力学强度,尺寸稳定,耐化学性及电性能良好,易于成形和机械加工等特点。此外,表面还可镀铬,成为塑料涂金属的一种常用材料。另外,ABS与#372有机玻璃熔接性良好,用于制造双色成形塑件 (2)ABS主要性能 ABS,易燃,屈服强度50Mpa,拉伸强度38Mpa,伸长率35%,摩擦系数0.45,热变形温度(45MPa)(180MPa)80~103°C,计算收缩率0.4-0.7 %。具体如下表2.1: 表2.1 ABS的主要主要性能指标 性能单位数值 密度kg/dm3 1.02~1.16 比体积dm3/ kg 0.86~0.96 吸水率(24h)ωp·c×100 0.4~0.7 收缩率(%)130~160 熔点℃130~160 热变形温度 抗拉屈服强度拉伸弹性模量 ℃ MPa MPa 90~108(0.46 MPa) 83~103(0.185MPa) 50 1.8×103

塑件成型工艺性分析

塑件成型工艺性分析 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

一、塑件成型工艺性分析 1、塑件的分析 (1)外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大,塑件熔体流程不太长,适合于注射成型。 (2)精度等级每个尺寸的公差都不一样,有的属于一般精度,有的属于高精度,就按实际公差进行计算。 (3)脱模斜度 ABS属无定形塑料,成型收缩率较小,选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。 2、ABS的性能分析 (1)使用性能综合性能好,冲击强度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性能好;易于成型和机械加工,其表面可镀铬,适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 (2)成型性能 1)无定型塑料。其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种来确定成型方法及成型条件。 2)吸湿性强。含水量应小于%(质量)。必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3)流动性中等。溢边料左右。 4)模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。 (3)ABS的主要性能指标其性能指标见下表

ABS性能指标 3、ABS的注射成型过程及工艺参数 (1)注射成型过程 1)成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS 吸水性较大,成型前应进行充分的干燥。 2)注射过程。塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3)塑件的后处理。的介质为空气和水,处理温度为60~75C?,理时间为16~20s。 (2)注射工艺参数 1)注射机:螺杆式,螺杆转数为30r/min 2)料筒温度(C O):后段150~170; 中段160~180;

圆筒件注塑成型工艺及模具设计(一模两件)

圆筒件注塑成型工艺及模具设计(一模两件)

课程设计说明书 题目:圆筒件注塑成型工艺及模具设计

目录 第1章工艺分析 1.1塑件成型工艺性分析 1.1.1 塑件结构的工艺性分析 1.1.2 成型材料性能分析 1.2模具结构形式的确定 第2章注射机的选择 2.1注射量的计算 2.2 塑件和流道凝料及所需锁模力的计算 2.3 选择注射机 第3章注射模具结构设计 3.1 模架的确定 3.2 各板尺寸的确定 3.3 浇注系统设计 3.3.1 主流道设计 3.3.1.1主流道尺寸 3.3.1.2定位圈的选取 3.3.1.3主流道衬套形式 3.3.2 分流道设计 3.3.2.1分流道布置形式 3.3.2.2分流道长度 3.3.2.3分流道及浇口的尺寸设计 3.4 成型零件设计

3.4.1分型面位置的确定 3.4.2成型零件工作尺寸计算 3.4.2.1型腔径向尺寸 3.4.2.2型腔深度尺寸 3.4.2.3型芯径向尺寸 3.4.2.4型芯高度尺寸 3.4.2.5型腔壁厚计算 3.5 导向与定位机构设计 3.5.1机构的功用 3.5.2导向机构的设计 3.5.2.1导柱 3.5.2.2导套 3.6 推出机构设计 3.6.1脱模推出机构的设计原则 3.6.2塑件的推出方式 3.6.3塑件的推出机构 3.7 排气系统设计 3.8 冷料穴设计 3.9 冷却系统设计 第4章注射机的校核 4.1安装参数的校核 4.1.1 模具外形尺寸校核 4.1.2喷嘴尺寸及定位圈尺寸校核

第1章工艺分析 1.1塑件成型工艺性分析 1.1.1 塑件的结构工艺性分析 1.如图1.1所示,该塑件为一小尺寸圆筒件,形状简单;壁厚t=1.5mm,壁厚内径比(t/d)为1/60小于1/10,该塑件为薄壁塑件,并且各处壁厚均匀。塑件为旋转体结构,结构相对简单,而且塑件质量相对较小。该塑件表面粗糙度全部为Ra0.8mm,材料为聚氯乙烯,该种塑料流动性中等。通过查阅资料该种塑料制件未注公差时应选用MT5级精度。 2.该模具是圆筒形零件的注射模具。该塑件无侧凹、侧孔等,不需设计侧抽芯装置,相应模具结构简单。从零件图看,制件比较简单,没有苛刻的精度要求和尺寸公差要求,因此对模具的要求也较低。从生产批量考虑,本模具采用一模两腔的结构,模架和模板尺寸均根据标准选取。其中模架从标准中选取A2型模架。由于塑件比较简单,所以模具采用一次分型,不设有二次分型与侧向分型机构。推出系统采用推杆推出,并设有

塑件原材料的成型特性分析

1.2.1 设计任务书············································································································· 1.2.1.1论文摘要 ·········································································································· 1.2.1.2关键词··············································································································1.2.2 塑件的结构工艺性分析························································································· 1.2.2.1.塑件的几何形状分析························································································· 1.2.2.2.塑件原材料的成型特性分析 ·············································································· 1.2.2.3.塑件的结构工艺性分析 ····················································································· 1.2.2.4.塑件的生产批量································································································ 1.2.2.5.初选注射机·······································································································1.2.3 分型面及浇注系统的设计····················································································· 1.2.3.1分型面的选择 ··································································································· 1.2.3.2主流道和定位圈的设计 ····················································································· 1.2.3.3分流道的设计 ··································································································· 1.2.3.4浇口的设计······································································································· 1.2.3.5冷料穴的设计 ···································································································1.2.4 模具设计方案论证································································································· 1.2.4.1型腔布局 ·········································································································· 1.2.4.2成型零件的结构确定························································································· 1.2.4.3导向定位机构设计 ···························································································· 1.2.4.4推出机构的设计································································································ 1.2.4.5抽芯机构的确定································································································ 1.2.4.6冷却系统的设计································································································1.2.5 主要零部件的设计计算························································································· 1.2.5.1成型零件的成型尺寸························································································· 1.2.5.2模具型腔壁厚的确定························································································· 1.2.5.3抽芯机构的设计计算························································································· 1.2.5.4标准模架的确定································································································1.2.6 成型设备的校核计算····························································································· 1.2.6.1注射机注射压力的校核 ····················································································· 1.2.6.2注射量的校核 ··································································································· 1.2.6.3锁模力的校核 ··································································································· 1.2.6.4安装尺寸的校核································································································ 1.2.6.5推出机构的校核································································································1.2.7 毕业设计小结·········································································································1.2.8 致谢词·····················································································································1.2.8参考文献·················································································································· 1

塑料件结构设计要点

产品开发的结构设计原则: a、结构设计要合理:装配间隙合理,所有插入式的结构均应预留间隙;保证有足够的强度和刚度(安规测试),并适当设计合理的安全系数。 b、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性,尽量简化模具的制造。 c、塑件的结构要考虑其可塑性,即零件注塑生产效率要高,尽量降低注塑的报废率。 d、考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。 e、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构,所谓模块化设计。 f、能通用/公用的,尽量使用已有的零件,不新开模具。 g、兼顾成本 大略的汇总下结构中常见的问题注意点,期抛砖引玉,共同提高。 1、关于塑料零件的脱模斜度: 一般来说,对模塑产品的任何一个侧面,都需有一定量的脱模斜度,以便产品从模具中顺利脱出。脱模斜度的大小一般以0.5度至1度间居多。具体选择脱模斜度注意以下几点: a、塑件表面是光面的,尺寸精度要求高的,收缩率小的,应选用较小的脱模斜度,如0.5°。 b、较高、较大的尺寸,根据实际计算取较小的脱模斜度,比如双筒洗衣机大桶的筋板,计算后取0.15°~0.2°。 c、塑件的收缩率大的,应选用较大的斜度值。 d、塑件壁厚较厚时,会使成型收缩增大,脱模斜度应采用较大的数值。 e、透明件脱模斜度应加大,以免引起划伤。一般情况下,PS料脱模斜度应不少于2.5°~3°,ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°~2°。 f、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°~5°的脱模斜度,视具体的皮纹深度而定。皮纹深度越深,脱模斜度应越大。 g、结构设计成对插时,插穿面斜度一般为1°~3°(见后面的图示意)。 2、关于塑件的壁厚确定以及壁厚处理: 合理的确定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求:包括零件的强度、质量成本、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求,一般壁厚都有经验值,参考类似即可确定 (如熨斗一般壁厚2mm,吸尘器大体为2.5mm),其中注意点如下: a、塑件壁厚应尽量均匀,避免太薄、太厚及壁厚突变,若塑件要求必须有壁厚变化,应采用渐变或圆弧过渡,否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。 b、塑件壁厚一般在1—5mm范围内。而最常用的数值为2—3mm。 c、常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值:(mm)

塑件的工艺性分析

第三章塑件的工艺性分析 一、塑件的工艺性分析 塑件图 1、塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 1)塑件的结构分析 该零件的总体形状为圆形,结构比较简单。 2)塑件尺寸精度的分析 该零件尺寸精度为7级,有公差要求。 由以上的分析可见,该零件的尺寸精度属中等偏上,对应模具相关零件尺寸的加工可保证。 3)表面质量的分析 该零件的表面要求无凹坑等缺陷外,表面无其它特别的要求,故比较容易实现。 综上分析可以看出,注射时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。 2、塑件的体积重量 计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 计算得塑件的体积:V=190.35mm3 计算塑件的质量:公式为W=Vρ 根据设计手册查得ABS的密度为ρ=1.02kg/dm3,故塑件的重量为: W=Vρ =190.35×1.02×10-3 =2.24g 根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况,可初步选用的注射机为:SZ-60/40型注塑成型机. 第四章型腔数的确定及浇注系统的设计 1、型腔数的确定 型腔数的确定有多种方法,本题采用注射机的注射量来确定它的数目。其公式如下:n2=(G-C)/V 式中:G——注射机的公称注射量/cm3 V——单个制品的体积/cm3 C——浇道和浇口的总体积/cm3 生产中每次实际注射量应为公称注射量G的(0.75-0.45)倍,现取0.6G进行计算。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的(0.2-1)倍,现取C=0.6V进行计算。

n2=0.6G/1.6V=0.375G/V=190.35/ (0.375×60) =8.46 由以上的计算可知,可采用一模8腔的模具结构。 2、确定型腔的排列方式 本塑件在注射时采用一模8件,即模具需要8个型腔。 型腔的排列方式为: 3、分型面的确定 分型面是决定模具结构形式的重要因素,它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系,并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。 一、分型面的形式 该塑件的模具只有一个分型面,垂直分型。 二、分型面的设计原则 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析。 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则: ① 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 ④ 满足塑件的外观质量要求 ⑤ 便于模具制造加工 ⑥ 注意对在型面积的影响 ⑦ 对排气效果 ⑧ 对侧抽芯的影响 在实际设计中,不可能全部满足上述原则,一般应抓住主要矛盾,在此前提下确定合理的分型面。 4、浇注系统的设计 1)主流道的设计 根据设计手册查得SZ-60/40型注射机喷嘴有关尺寸如下: 喷嘴前端孔径:d0=φ3.5mm 喷嘴前端球面半径:R0=15mm 为了使凝料能顺利拔出,主流道的小端直径D应稍大于注射 喷嘴直径d。 D=d+(0.5-1)mm=φ3.5+1=φ4.5mm 主流道的半锥角α通常为1°-2°过大的锥角会产生湍流或涡流,卷入空气,过小的锥角使凝料脱模困难,还会使充模时熔体的流动阻力过大,此处的锥角选用2°。经换算得主流道大端直径D=φ6mm,为使熔料顺利进入分流道,可在主流道出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。主流道的长度L一般控制在60mm之内,可取L=46mm。

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