注塑課程設(shè)計--直流管注塑成型工藝與模具設(shè)計

1、<p><b>　　塑料成型工藝與模具</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　題目 直流管注塑成型工藝與模具設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、直流管的工藝分析……………………………………………

2、……………1 1.1分析和研究塑件的產(chǎn)品圖及其技術(shù)條件………………………………… 1</p><p>　　1.2塑件材料的特征…………………………………………………… ………1</p><p>　　1.3塑件材料的確定……………………………………………… ……………2</p><p>　　二、設(shè)備的選擇…………………………………………………………………3<

3、/p><p>　　2.1估算塑件體積……………………………………………………………… 3</p><p>　　2.2選擇注射機…………………………………………………………… ……3</p><p>　　2.3塑件的注射工藝參數(shù)的確定……………………………………………… 4</p><p>　　三、確定成型方案確定塑件在模具中的成型位置………………

4、……………5</p><p>　　3.1確定塑件在模具中的成型位置………………………………………… …5</p><p>　　3.2分型面的選擇……………………………………………………………… 5</p><p>　　3.3確定澆注系統(tǒng)的形式及選擇正確的澆口位置……………………… ……6</p><p>　　3.4確定內(nèi)孔的成型方法和側(cè)型芯結(jié)

5、構(gòu)形式…………………………… ……6</p><p>　　3.5脫模機構(gòu)的設(shè)計與計算…………………………………… ………………7</p><p>　　3.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算…………………………………… ………………9</p><p>　　四、成型零部件的計算…………………………………………………………10</p><p>　　4.1型腔和

6、型芯徑向尺寸的計算……………………………………………… 10</p><p>　　4.2型腔深度和型芯高度的計算…………………………………………… …10 </p><p>　　4.3斜導柱直徑的計算……………………………………………………… …10</p><p>　　總結(jié)………………………………………………………… …………………11</p>&

7、lt;p>　　一、直流管的工藝分析</p><p>　　1.1分析和研究塑件的產(chǎn)品圖及其技術(shù)條件</p><p>　　該產(chǎn)品為件通的一根直流管，其零件外形如圖1.1所示，柱面有凹槽，所以在其注塑過程中需要采用斜導柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)．由于產(chǎn)品尺寸較大，批量也較大，所以模具采用一模兩腔，采用側(cè)澆口形式，截面尺寸小，去除澆口容易，痕跡小，制品無熔合線，質(zhì)量好。</p>&l

8、t;p><b>　　圖1.1直流管</b></p><p>　　1.2塑件材料的特征</p><p>　　PS塑料（聚苯乙烯）</p><p>　　比重：1.05克/立方厘米</p><p>　　成型收縮率：0.6-0.8%</p><p>　　成型溫度：170-250℃</p>

9、<p><b>　　主要性能</b></p><p>　　a、機械性能：強度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也?。ǜ邷貤l件下也極少有變化）</p><p>　　b、耐熱老化性：增強后的UL溫度指數(shù)達120~140℃（戶外長期老化性也很好）；</p><p>　　c、耐溶劑性：無應力開裂；</p><p>　　d

10、、對水穩(wěn)定性：遇水易分解（高溫、高濕環(huán)境下使用需謹慎）；</p><p><b>　　e、電氣性能：</b></p><p>　　1、絕緣性能：優(yōu)良（潮濕、高溫也能保持電性能穩(wěn)定,是制造電子、電氣零件的理想材料）；</p><p>　　2、介電系數(shù)：3.0-3.2；</p><p>　　3、耐電弧性：120sf、成型加工

11、性：普通設(shè)備注塑或擠塑。由于結(jié)晶速度快，流動性好，模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時，僅需幾秒鐘，對大部件也只要40-60s即可。應用</p><p>　　a、電子電器：連接器、開關(guān)零件、家用電器、配件零件、小型電動罩蓋或（耐熱性、阻燃性、電氣絕緣性、成型加工性）；</p><p><b>　　b、汽車：</b></p><p>

12、;　　1、外裝零件：主要有轉(zhuǎn)角格珊、發(fā)動機放熱孔罩等；</p><p>　　2、內(nèi)部零部件：主要有內(nèi)鏡撐條、刮水器支架和控制系統(tǒng)閥；</p><p>　　3、汽車電器零件：汽車點火線圈絞管和各種電器連接器等。</p><p>　　c、機械設(shè)備：視頻磁帶錄音機的帶式傳動軸、電子計算機罩、水銀燈罩、電熨斗罩、烘烤機零件以及大量的齒輪、凸輪、按鈕、電子表外殼、照相機的零件

13、（有耐熱、阻燃要求）</p><p>　　1.3塑件尺寸精度及表面質(zhì)量分析</p><p>　　該零件尺寸精度要求并不高，所以對模具相關(guān)零件尺寸要求也不高．從塑件的壁厚最大處為4mm，壁厚最小處為3mm。該零件表面要求無凹痕等缺陷，表面要求光滑。綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制的較好情況下．零件的成型要求可以得到保證</p><p><b>　　二、

14、設(shè)備的選擇</b></p><p><b>　　2.1估算塑件體積</b></p><p>　　計算體積的目的是為了選用注射機及確足型腔數(shù)目計算塑件在分型面上的投影面積：s=πR²=1018mm²估算塑件體積v=S*H=26468mm³=26cm³查得聚苯乙烯比重：1.05克/立方厘米，所以塑件的質(zhì)量M=28克

15、</p><p><b>　　2.2選擇注射機</b></p><p>　　1．根據(jù)塑料的注射工藝參數(shù)及其注射量的情況，可初步選用注射機為XS-Z60型注射成型機．該注射機的各參數(shù)如下表所示：</p><p>　　2．3塑件的注射工藝參數(shù)的確定。</p><p>　　由表可知，聚苯乙烯的成型工藝參數(shù)可作如下選樣．在試模

16、時可根據(jù)實際悄況作適當調(diào)整．注射沮度：包括料筒溫度和噴嘴溫度料筒溫度：前段溫度t1選用265℃中段溫度t2選用265℃后段溫度t3選用250℃噴嘴溫度：選用235℃注射壓力：選用120MPa注射時間：選用O~5s保壓時間：20~80s保壓壓力：40~50MPa冷卻時間:20~50s成型周期：50~140s</p><p><b>　　三、確定成型方案</b></p

17、><p>　　3.1確定塑件在模具中的成型位置</p><p>　　由子該模具為一模兩腔的模具，多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式如圈所示。在實際多型腔模具的設(shè)計與制造中．對于精度要求高、物理與力學性能要求均衡的塑料制件，應盡量選用平衡式布置的形式。</p><p><b>　　3.2分型面的選擇</b></p><

18、;p>　　分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素．它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。根據(jù)分型面的設(shè)計原則：1．分型面應選在塑件外形最大輪廓處2．分型面的選擇應有利于塑件順利脫模3．分型面的選擇應保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量4．分型面的選擇應有利于模具的加工5．分型面的選擇應有利于排氣由于分型面受塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件結(jié)

19、構(gòu)公益性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，以選擇較為合理的方案．</p><p>　　3.3.確定澆注系統(tǒng)的形式及選擇正確的澆口位置</p><p><b>　　1主流道的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》查得xs一Z一60型注射機噴嘴有關(guān)尺寸如下：</p

20、><p><b>　　噴嘴孔徑=4mm</b></p><p>　　噴嘴球半徑=12mm為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小端直徑應稍大于噴嘴直徑D=do+(0.5~l）=5mm主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角@常為2~4°，過大的錐角會產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使沖模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用2℃，主流道球面半徑比噴嘴球面

21、半徑大1~2mm．經(jīng)換算得主流道大端直徑D=φ9，為使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設(shè)計半徑R=4.5mm的圓弧過渡。主流道的長度L一般控制在60mm內(nèi)．可取L=50mm。</p><p>　　2分流道的設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。它的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平往的流態(tài)均衡地分配到各個型腔．在設(shè)計時應考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減

22、小流邀的容積。圓形和正方形流道的效率最高，當分型平面為平面時一般采用圓形的截面流進，但考慮到加工的方便性，可采用半圓形的流道。通常圓形截面分流道直徑為2~l0mm．分流道截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件及流道的長度等因素來確定。分流道的形狀與尺寸</p><p>　　根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》可知，對流動性較好的尼龍、聚笨乙烯、聚丙烯等塑料的小型塑件，在分流進長度很短時直徑可取到2mm，對于大多數(shù)塑

23、料，分流道截面直徑常取5~6mm．梯形截面分流道的尺寸可按下面經(jīng)驗公式確定：b=0.2654√m 4√Lh=2/3b式中b——梯形大底邊寬度,mmm一一塑件的質(zhì)量，gL一一分流道的長度，mmh一一一梯形的高度，mm梯形的側(cè)面斜角a常取5°~10°．底部以圓角相連，式中的適用范圍為塑件壁厚在3.2mm以下、塑件質(zhì)最小于200g，且計算結(jié)果b應在3.2~9.5mm范圍內(nèi)才合理。按照經(jīng)驗，根據(jù)成型條件不同，b

24、也可在5~10mm內(nèi)選取。所以b=4</p><p><b>　　2分流道的長度</b></p><p>　　根據(jù)型腔在分型面上的排布情況．分流道可分為一次分流道、二次分流道甚至三次分流道．分流進的長度要盡可能短．且彎折少，以使減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。一般悄況下分流道長度L取20mm。</p><p><b&g

25、t;　　3.澆口的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列形式，選用側(cè)澆口。側(cè)澆口寬度和側(cè)澆口深度尺寸計算的經(jīng)驗公式如下：b=0.6~0.9/√At=（0.6~0.9）δ式中 b——側(cè)澆口寬度，mmA——塑件外側(cè)表面積，mm²t——側(cè)澆口深度，mmδ——側(cè)澆口處塑件的厚度，mm側(cè)向進料的側(cè)澆口，深度在t=1.8mm,寬度b=1.5~5.0mm,澆口的長度l=0.8~

26、2.0mm;側(cè)面進料的塔接式澆口，塔接部分長度l-l1=（0.6~0.9）mm+b/2,澆口長度可適當加長</p><p>　　3.4確定內(nèi)孔的成型方法和側(cè)型芯結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　該零件的內(nèi)孔成型方法采用整體嵌入式凸模，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，容易保證形狀和尺寸精度，如圖3.3所示和3.4。(</p><p>　　3.5脫模機構(gòu)的設(shè)計與計算</

27、p><p>　　由于該塑件制品的厚度比較厚，所以可以采用推件板脫模，脫模力的計算：Qc=[1.25kfcaE(Tf-Tj)Ac]/{[(u+2t)²-u²]}式中：對于圓筒制品中：k－一一脫模斜度系數(shù)K=（fcCosβ-Sinβ)/ fc(1+fcSinβCosβ)=0.92fc一一脫模系數(shù)，即在脫模溫度下制品與型芯表面之間的靜摩擦系數(shù)，它受高分子熔體經(jīng)高壓在表面固化中粘附的影響 取0.5

28、a一一塑料的線膨脹系數(shù) 取6x10-5u——塑料的泊松比 取0.4E一一在脫模溫度下塑料的抗拉彈性模量，MPa(3.16x103)Tf一一軟化溫度，℃（l00℃）Tj一一脫模頂出時制品的溫度，℃（60)Ac——制品包緊在型芯上的有效面積，mm（352)t一一制品的厚度，mm（3)將以上各數(shù)據(jù)代入公式得：Qc=1256N</p><p>　　3.5.1推板的厚度</p><

29、;p>　　筒形或圓形制品采用推件板脫模．推件板的受力狀態(tài)可簡化為圓環(huán)形平板周界受集中載荷的力學模型，最大撓度產(chǎn)生在板的中心。按剛度條件和強度條件的計算公式如下，取大者為依據(jù)．按剛度條件：h=(C2QcR2/Eδp)1/3①按強度條件：h二（K2Qc/σp)l/2②式中：h―推件板的厚度（mm）c2－一隨R/r值變化的系數(shù)0.3500R一一推桿作用在推件板上的幾何半徑，mm（19.975)r——推件板圓形內(nèi)孔或型芯半徑，

30、mm(14.37)Qc——脫模力，N(1325.68)E-－一一推桿材料的彈性模量，MPa(2.1x105)K2一一隨R/r值變化的系數(shù)1.745δp－一推件板材料的許用應力，MPa(610)σp一一推件板中心允許變形量（mm），通常取制品尺寸公差的1/5一1/10,即δp=（l/5一l/10）△i0.01其中△i-－一制品在被推出方向上的尺寸公差．mm（0.1)將以上各數(shù)據(jù)代入①、②式得：h=4.45mm，h=1.95

31、mm 所以推件板厚度可取h=20mm</p><p>　　3.5.2頂桿直徑的計算</p><p>　　推桿推頂推件板時應有足夠的推定性，其受力狀態(tài)可簡化為一端固定、一端絞支的壓桿穩(wěn)定性模型．根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導推桿直徑計算公式為：D=K[(L3xQe/nE) 1/4]推桿直徑確定后，還應用下式進行強度校核：σc= 4Qe/nπD2≤σs式中：D一一一推桿直徑．mmX-－一安全系

32、數(shù)，通常取K=l.5L一一推桿的長度，mm（100)Qe一一脫模力，n（1235)E-―推桿材料的彈性模量，"Pa(2.1xl護）n一一－推桿根數(shù)．4σc一一推桿所受的壓應力，MPaσs－一一推桿材料的屈服點，mm（360)將以上各數(shù)據(jù)代入（1）式得：D=3.10mm圓整取4將以上各數(shù)據(jù)代入（2）式進行校核：Σc=4Qe/nπD2=105.5MPa＜σs=360MPa所以此推桿符合要求。</p>

33、;<p>　　3.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算</p><p>　　冷卻系統(tǒng)設(shè)計的有關(guān)公式：Vq=MQ1/ρC1（T1-T2） (l)式中：Vq―冷卻水的體積流量，m3/min:M―單位時間內(nèi)注入棋具中塑料貢量，kg/minQl-－一單位皿量的塑料制品在凝固時所放出的熱盆，kJ/kgp―一冷卻水的密度，kg/m3——0.98x1033C1·－一冷卻水的比熱容，kj/kg·℃一

34、87T1一一冷卻水的出口溫度，℃一25℃TZ-－·一冷卻水的入口溫度．℃一20℃QI可表示為：QI=CZ（T3一T4)+u式中：C2--－一塑料的比熱容．kJ/kg’℃一1.465T3－－一塑料熔體的初始溫度，℃一200℃T4一一塑料制品在推出時的沮度，℃－一0℃u-―結(jié)品型塑料的熔化質(zhì)最恰，kj/kg所以Q1=C2(T3-T4)+u=l,465(200一60）二205.1kj/kg將以上各數(shù)代入（l）式得：

35、Vq=MQl/pCl(Tl-T2）=（0.056x205.1)/0.98xl0,x4.187(25一20)=56x10-3m3/min上述計算的設(shè)定條件是：模典的平均工作沮度為40℃，常用20℃的水作為棋兵的冷卻介質(zhì)，其出口沮度為25℃．產(chǎn)量</p><p>　　四、成型零部件的計算</p><p>　　4.1型腔和型芯徑向尺寸的計算</p><p>　　型

36、腔徑向尺寸計算：Lm=[（1+s）Ls-x△]+制作公差=1.007*36-0.75*0.24=36.072±0.08型芯徑向尺寸計算：lm=[(1+s)ls+ x△]+制作公差=1.007*10+0.75*0.2=10.22-0.07+0 </p><p>　　lm=[(1+s)ls+ x△]+制作公差=1.007* 9+0.75*0.28=9.273+(-0.09)

37、</p><p>　　4.2型腔深度和型芯高度的計算</p><p>　　型腔深度的計算Hm=[(1+s)Hs- x△]+制造公差=1.007*26-0.5*0.4=26.382+0.13</p><p>　　型芯高度的計算：hm=[(1+s)hs- x△]+制造公差=1.007*26-0.5*0.4=26.382+(-0.13)</p><p&

38、gt;　　hm=[(1+s)hs- x△]+制造公差=1.007*20-0.5*0.4=20.34+(-0.08)</p><p>　　4.3斜導柱直徑的計算</p><p>　　d=3√10FcHw/[gw]cos(@)2=3√10*1256*10/80*0.88=11</p><p><b>　　結(jié)語</b></p><

39、p>　　本文是在指導老師江育波的精心指導和大力支持下完成的，老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次模具設(shè)計中我學到了很多的設(shè)計知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有很大的了解。通過這次的模其設(shè)計，木人在多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實際知識進行一次注塑模具設(shè)計，通過實際設(shè)計從而培養(yǎng)和提高了自己獨立工作的能

40、力，鞏固和擴充了注塑模具設(shè)計等課程所學的內(nèi)容，掌握注塑模具設(shè)計的方法和步驟，掌握注塑模具設(shè)計的基本技能。懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應規(guī)范和標準。同時對各科的相關(guān)的課程有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設(shè)計資料和手冊的能力，熟悉了設(shè)計中的標準和規(guī)范。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模具的能力以及綜合運用知識的能力、體會了學以致用、突出自己勞動