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心型台灯的注塑模具设计-毕业论文.docx

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资源描述

1、临沂大学机械工程学院2016届本科毕业设计2016届 分 类 号: 单位代码:毕业论文(设计)心型台灯的注塑模具设计姓 名 学 号 年 级 专 业机械设计制造及其自动化 系(院) 机械工程学院 指导教师 2016年3月30摘 要 塑料行业是当今世界增长最快的工业类型之一,而注塑模具则是其中发展较快的类型,因此,深入对注塑模具的研究对于了解塑料产品的加工过程和提高产品加工质量有很重要的意义。本次设计介绍了注射成型模具的基本原理,特别是对单分型面注射模具的结构和工作原理,对产品提出了最基本的设计准则;详细介绍了温度调节系统和顶出系统的设计过程、冷流道注射模具浇注系统,并且对模具强度要求做了具体说明

2、;最后介绍了当今业界上最为流行的三维CAD/CAM系统标准软件PRO/ENGNEER的PROGRAM模块,对导柱和导套进行了参数化设计。通过本次设计,可以对注塑模具有一个基本的认识,注意到设计中的出现的某些细节性问题,比较详细的了解模具的一般结构及其工作原理;通过对PROGRAM的学习,可以设立比较简单的零件的零件库,从而总体上有效的提高工作效率。关键词:塑料模具;分流道;镶件;分型面;抽芯距;Abstract Materials industry is the worlds fastest-growing types of industries, The injection mold is

3、of the type in which the rapid development, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This design introduces the basic principles of injection molding die, especially for a single

4、 sub-surface injection mold structure and working principle, the product presents basic design criteria; Details of the temperature control system and the top of the system design process , cold runner injection mold gating system and the mold intensity request specific instructions; finally introdu

5、ced today the industrys most popular 3D CAD / CAM system standard software PRO / ENGNEER of PROGRAM modules, to guide post and guide were parametric designThrough this design, injection mold can have a basic understanding of design noted the emergence of some of the details of the issue, a more deta

6、iled understanding of the general structure and working principle of the mold; PROGRAM through learning can be set up relatively a simple library of parts, so as to effectively improve the efficiency of the whole.Key word: The plastic mold; Shunt; inlays; divides the profile; Pulling away目 录1 前言11.1

7、 模具对于国民经济发展的重要作用11.2 各种模具的分类和占有量21.3 我国模具技术的现状及发展趋势22 注塑件的设计42.1 功能设计42.2 材料选择42.3 结构设计72.3.1 对塑件的修改说明72.3.2 壁厚82.3.3 脱模斜度92.3.4 加强肋92.3.5 圆角92.4 塑件的尺寸精度及表面质量102.4.1尺寸精度102.4.2塑件的表面质量113 注塑成型的准备123.1 注塑成型工艺简介123.2 注塑成型工艺条件123.3注塑机的选择143.3.1 注塑机简介143.3.2 注塑机基本参数143.3.3选择注塑机153.4 注射机的校核173.4.1 最大注塑量的校

8、核173.4.2 锁模力的校核173.4.3 塑化能力的校核173.4.4 喷嘴尺寸校核173.4.5 定位圈尺寸校核183.4.6 模具外形尺寸校核183.4.7 模具厚度校核183.4.8 模具安装尺寸校核183.4.9 开模行程校核184 模具设计204.1 塑料配方说明204.2 分型面的确定204.3型腔数目的确定214.4浇注系统设计214.4.1主流道224.4.2分流道224.4.3冷料穴234.4.4浇口244.4.5剪切速率的校核244.5模架的确定264.5.1型腔壁厚和底版厚度计算264.5.2模架的选用274.7顶出系统设计284.7.1脱模力的计算284.7.2推杆

9、脱模机构304.7.3推板厚度的计算314.8成型零件工作尺寸的计算314.8.1凹模工作尺寸的计算324.8.2 凸模工作尺寸344.8.3中心距尺寸的计算354.9.1温度调节系统设计374.9.2加热装置的设计374.9.3冷却系统设计:37结 论45参 考 文 献46致 谢471 前言1.1 模具对于国民经济发展的重要作用制造业中的一种基本加工工艺装备是模具,它是控制和调节材料的流动,使之形成所需的形状。用模具制造零件优点很多,如效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低等,因此大面积应用在制造业中。模具业是国民经济中的基础工业,但也是国际上普遍认同的支柱工业。模具加工技术水平的高低是

10、代表一个国家制造业水平高低的重要标志,它基本上决定着产品的质量,收益和新产品的开发前景。继承和发展我国的模具工业,已经引起相关人员的高度重视。早在1989年颁布的关于当前产业政策要点的决定中,并将其列为机械工业技术改造序列的首位。模具工业不仅仅是高新制造技术产业的一个重要组成部分,又是高新技术产业化的一个重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,越来越成为使用最为广泛的工艺装备,它担负了这些工业领域中6090的产品的零部件的生产制造。模具制造在市场的需求体现了她的独到的重要性,仅以交通行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的应用市场,在工业发达的地区,这一市

11、场的占有率为模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济发展的五大支柱性产业之一,汽车工业重点是制造零部件,轻型轿车和重型汽车,汽车模具业作为发展的重点,这已经在汽车发展政策中明确指出。汽车车型不断上升,一种型号的汽车所需要的模具达上千副,价值过亿元。为了不断适应市场发展的需求,汽车将持续换型,汽车变换型号时大约有80左右的模具需要重新制作。中国摩托车产量位居世界首位,据不完全统计,中国摩托车保有量共有15种排量多达80个类型,1000多种不同型号。单车约有零件2000种,总共5000多个,其中,这些零件一半以上需要用模具进行生产。一种型号的摩托车大约需1000套模具,总价值约为1000万元。其他

12、行业,例如电子及通讯,家电,建筑等,模具也存在着巨大的应用市场。目前,世界模具市场需求量非常大,美国,日本,法国,瑞士等是模具主要的出口国。中国模具出口数量极少,但是中国模具钳工技术总体水平高,劳动力成本较低,只需要配备相关先进的数控制模机器,将使模具的加工质量,生产周期,外贸渠道,模具出口有很大发展。深入研究和使用模具技术,提高模具的整体技术水平,这对于促进国民经济的绿色健康发展有着及其重要的意义。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有:冲压模具,锻造成型模具,塑料成型模,压铸模,粉末冶金模具,玻璃制品模,橡胶模,陶瓷模等。除一部分冲模外,以上各种模具基本属于腔型模。(1)冲裁模:冲裁

13、是利用装在压力机上的模具是材料出现分离的工艺过程。冲裁模占模具总数的45左右。按工艺性质的不同,冲裁可分为落料,冲孔,切口,剖切,切断,弯曲,拉深,翻孔,翻边,缩口等多种工序。按工序组合,冲裁模分为单工序模(又称简单模),复合模,连续模。(2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按使用设备的不同,锻模分为锤锻模,螺旋压力机锻模,热模锻压力锻模,机械压力机锻模,平锻模等。按工艺用途不同,锻模分为预锻模,挤压模,精锻模,等温模等。(3)塑料模:塑料模是利用它本身特定密闭腔体去成形具有特定的尺寸和形状的塑料制减的工具。塑料模占模具总数的40左右,并且有持续上升的趋势。塑料模具

14、主要有压塑模具,挤塑模具,注射模具。(4)压铸模:压铸模是压力铸造专用设备,压力铸造是在高压、高速的特定条件下,将液态合金下充填铸型,并在高压下成形的特定铸造方法。压铸模占模具总数的5左右。(5)粉末冶金模:粉末冶金模具用于传统粉末成型,按成型方法分类,粉末冶金模有:压模,精整模,锻模,复压模,热压模,挤压模等。模具所包含的工艺门类繁多,包括机械设计制造技术,塑料成形,橡胶的加工,金属材料的选择,塑性加工等诸多交叉学科和行业,它的复杂程度可以想象。1.3 我国模具技术的现状及发展趋势自上世纪80年代开始,先进工业国家的模具业已从机床业中脱离出来,并逐步发展为相对独立的工业组成部分,它的效益甚至

15、已超过机床业。自改革开放以来,我国的模具工业迅猛发展。近些年来,每年都以16的增速讯速发展。越来越多的企业对技术的发展投入更大的精力,增大了对技术进步的投资力度,将技术的发展进步作为效益增长的主要动力。另外,一些科研机构和大中专院校也开展了模具技术的研究与设计。我国成为世界制造业大国在很大程度上得益于模具业的迅猛发展。以后,我国要从世界制造业大国变为制造业强国,仍将在很大程度上依赖于模具工业。中国的塑料模具工业从开始到现在,经历了50多年,有了长足发展,模具水平得到了大幅度的提高。在大型注塑模具生产方面,已经能够生产48大屏幕彩电塑料壳体的注射模具,67KG的大容量洗衣机的一整套塑料注塑模具以

16、及汽车的保险杠和仪表板的整体等塑料注塑模具。在精密注塑模方面,已能生产照相机精密塑料件的模具,多形腔而模数比较小的齿轮模具等。经过不懈的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术,在模具的高速铣削技术,电火花加工技术,RPM和RT等方面取得了长足的发展;在提高模具加工质量和模具设加工计制造效率等方面作出了突出贡献。尽管我国模具工业取得了相当大的进步,有些模具甚至已经达到到国际先进水平,但无论在数量上还是质量上仍无法满足不了国内的市场需求,现在每年仍需要花费巨资进口各种大型精密复杂的模具。与发达国家相比,我国在模具制造应用水平上仍有不小的差距。今后,我国模具行业应在以下几个方面重点突破,以缩小和世界

17、先进水平之间的差距。(1)重视研发大型,高精密,复杂型腔模具;伴随着我国轿车,家电等行业的迅猛发展,对注塑成型零件的大型化和精密化的要求与日俱增,模具大型化和精密化的趋势也将越来越明显。(2)强化模具标准化的推进过程;模具标准化不但能大大缩短模具加工周期,有效降低模具加工成本并且能大大提高模具的加工质量。由此,模具标准化势必会更加广泛地应用。(3)推广CAD/CAM/CAE技术的使用;模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展史上的一个重要的分水岭。经过实践证明,模具CAD/CAM/CAE技术的应用是模具设计制造的正确发展方向,能极大地提高模具设计加工水平。(4)把快速模具加工技术,缩短模具

18、加工周期放在重要位置;伴随着先进的制造工艺的不断涌现,模具的加工水平也在日益提高,快速成形技术,高速铣削加工制造技术,和自动研磨抛光技术将在模具制造业引起一场技术革命。2 注塑件的设计2.1 功能设计模具功能设计是要求塑料制件应具有满足其设计需求的功能,并且达到其设计的技术指标。由于该塑件是日常用品,承受外来作用力的可能不大,例如冲击载荷,振动,噪音,摩损等情况比较少;塑件的所处温度是室温,因此,在选择材料时对于热变形温度,脆化温度,分解温度等的要求进一步降低;作为一种日常用品,在加工过程中应该是大批量生产,因此,就有必要考虑加工成本和模具的使用寿命,在选择材料时要综合考虑种种因素;另外,塑料

19、一段时间后都要老化,因此作为一种光敏材料用品,光氧化也是一个至关重要的因素。.2.2 材料选择表2-1 材料的特性 塑料名称PS PC PMMA拉伸强度/MPa51.9 6672弯曲强度/MPa11095113断裂伸长率/%280100落球冲击强度J/m16422洛氏硬度(M)11582101氧指数(OI)18.124.917.3热变形温度/ 85134100维卡软化点/105153120马丁耐热温度/112体积电阻率/cm10102.1101010吸水率% 0.050.131.19透光度/%88929393雾度% 30.90.9折射率 1.5921.5861.492价格(元/吨)115012

20、3033000410001950020700通常,塑件选材的是根据是它所在的工作情况及使用特点的要求,以及原料厂提供的材料的各种功能数据。对于通常状态下的零部件来说,最主要的是要考虑材料的力学基本性能,如屈服极限,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该产品对材料的基本要求首先要保证透光性好,然后才是形成特定形状的难易程度和经济性问题,以下是对几种材料的透光性能的比较,如表2-1所示。类似于机械制造要考虑到加工工序问题,模具成形也要考虑到材料的注射特点,在各特性基本相同的的条件下,好的成形特性就成为选择材料的主要准则,下表就是三种材料个自的注塑性能和成形特点比较。表2-2 材料的性能和成型特性比较塑

21、料品种性 能 特 点成 型 特 点模具设计注意事项使用温度主要用途聚苯乙烯(非结晶型)透明性好,电性能好,抗拉强度高,耐磨性好,质脆,抗冲击强度差,化学稳定性教好 成型性能好,成型前可不干燥,但注射时应防止溢料,制品易产生内应力,易开裂 因流动性好,适宜用点浇口,但因热膨胀大,塑件中 不宜有嵌件3080 装饰制品,仪表壳,绝缘零件,容器,泡沫塑料,日用品等有机玻璃(非结晶型)透光率最好,质轻坚韧,电气绝缘性好/但表面硬度不高,质脆易开裂,化学稳定性较好,但不耐无机酸,易溶于有机溶剂流动性差,易产生流痕,缩孔,易分解,透明性好,成型前要干燥,注射时速度不能太高合理设计浇注系统,便于充型,脱模斜度

22、尽可能大,严格控制料温与模温,以防分解收缩率取0.3580透明制品,如窗玻璃,光学镜片,灯罩等聚碳酸酯(非结晶型)透光率较高,介电性能好,吸水性小,力学性能好,抗冲击,抗蠕变性能突出,但耐磨性差,不耐碱,酮,酯耐寒性好,熔融温度高,黏性大,成型前需干燥,易产生残余应力,甚至裂纹,质硬,易损模具,使用性能好尽可能使用直接浇口,减小流动阻力,塑料要干燥,不宜采用金属嵌件,脱模斜度2 130脆化温度为100在机械上做齿轮,凸轮,蜗轮,滑轮等,电机电子产品零件,光学零件等上面所做的的材料性能比较中可以看出,在某些方面如透光能力这方面三种材料的性能差别很小,成形性能上聚碳酸酯不错,因为是普通的民用生活品

23、,所以需要把价格这一因素考虑在内,透光度和价格是我们原始的设计所必须考虑的,其它性能如拉伸极限,断裂伸长率等则是不是那么重要的。最终我们选则PS作为注塑件原料.它除了脆性和抗拉极限比其它两种材料差一些以外,它的性能特点基本符合我们注塑件的要求,但这些因素都是次要的。2.3 结构设计 塑件的加工工艺性是指塑料制件的结构对成形工序方法的适应能力.在塑料加工过程中,一方面成形会对注塑件的构形,尺寸大小精度等诸多方面加以要求,来降低模具结构设计的难度和加工难度,确保能生产出合格的产品;另外,模具的设计人员通过对给定塑件的加工工艺进行结构分析,了解注塑件的生产难点,为模具设计和加工制造提供准则。图2-1

24、 原始零件图2.3.1 对塑件的修改说明 注塑件要求能够内置两节7号电池,安放专用的LED灯泡,外面接固定带,所以电池和灯泡的安装固定也是一个必须考虑到的问题,台灯开关的放置等问题,关于注塑件的造型图如右图所示,详细的结构数据参见零件设计图纸。 (1)外形轮廓:原零件2D图的心形曲线不是很规则,如2-1和2-2图所示。在用PRO/E作图时总会有曲线面不能增厚的问题,即使采用修改曲面的方法能解决图形增厚麻烦,但事整体注塑件也会造成不规则,给后来的加工带来麻烦.因此,在维持基本外型的不变的前提下对部分数据做了一定的改动,其目的是造形。(2)结构:设计图有两个袖珍比较薄的吊耳,并且放在注塑件外面,注

25、意到所有PS材料硬度脆度比较大,这就会使得吊耳容易受到破坏。因此,采用一个吊耳的设计。设计吊耳,开关,灯泡在塑件中心位置,如原始零件图所示,这样起到原始设计作用又不至于损坏.设计相应的凹槽使灯罩相互切合,并且设计了几个锁位强化. 最终确定的尺寸如原始零件图所示。图2-2 原始零件图2.3.2 壁厚 各类注塑件,不论是结构件还是板壁件,都需要根据其使用情况而确定一定的使用厚度,以确保其力学性能.通常,在满足强度硬度性能的前提下,注塑件厚度应尽量薄一些,这样不仅仅可以节省原料,降低制造成本,并且有效缩短塑件在末句中的冷却成形时间,来提高生产效率;其次,能够避免因型面过厚产生的下陷,缩孔缩松,夹心等

26、质量上的缺点.下面是PS的壁厚推荐值:最小壁厚mm小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm0.75 1.25 1.6 3.25.4从尺寸上看心形注塑件属于小型注塑件,从设计图上来看,塑件边缘的壁厚度很大,达到6mm,壳体取中型塑件壁厚推荐值1.6mm,这样塑件的壁厚是不均匀的,但如果缩小注塑件的边缘壁厚度,则不利于宿建德推出机构,而且可能使电池不能正常安装。2.3.3 脱模斜度 塑件在冷却成型时会发生收缩现象,使塑件箍紧在凸模或型芯上,为了方便脱模,防止因脱模时手里力过大而使塑件或模具受损,与脱模方向相平行的注塑件内外表面都应具有合理的脱模斜度.下面是PS的脱模斜度标准推荐值: 制件外表面

27、制件内表面 351.35 301注塑件的表面内部在造形时就有一定的圆弧度,脱模斜度设置在凹槽配合和锁位处,这不仅脱模还是塑型都是有好处的 图2-3 修改后的产品零件图 2.3.4 加强肋在注塑件适当位置设计的加强肋可以有效杜绝塑件的弯扭变形;沿着材料的流向的加强肋还能减小材料冲模时的有效阻力,提高熔融材料的流动性能,同时避免气泡,缩孔缩松和凹陷等不利现象的产生。在该塑件中,加强肋在起到引料的作用同时又对电池起定位作用,高度要比分型面低1mm,根据设计经验,脱模斜度取2度,顶部倒圆角,低部倒角R,宽度取0.5T。通常加强肋的设计准则为高度选取较小值,宽度选择较大值,而数量多为好。2.3.5 圆角

28、塑件上各处的过渡轮廓处,一般情况下采用圆弧角连接,特殊情况下才采用尖角结构。尖角结构容易产生应力集中,在受力容易发生破损。圆弧角不仅有利于物料填充模具,同时也有利于熔融材料在模具型腔内部的流动和脱模。加强肋的圆角半径值关系如表2-3所示。表2-3 肋的圆角半径值关系表肋的高度/mm6.56.513131919圆角半径 /mm0.81.51.53.02.55.036.5 注塑件上其它的独特处还有孔,内螺纹,镶嵌件,文字和花纹等,各个特点都有其设计准则和特定功能,因为该注塑件没有涉及,所以在此就不此详细介绍了。2.4 塑件的尺寸精度及表面质量2.4.1尺寸精度 (1)尺寸精度的选择;塑件的加工精度

29、是决定注塑件加工质量的最重要的准则,但是,在满足注塑件使用标准的情况下,设计师尽量对尺寸精度的要求低一些,便于降低模具的加工难度和加工成本。对塑件的加工精度要求,要分情况分析,根据装配误差来确定尺寸配合公差,该注塑件是普通民用商品,所以精度要求不用太高,然而,要确保两半壳体的紧密配合,因此,在凹槽和锁位处加工精度要求高一些,对它们要有配合精度要求,应选择教高的加工精度。查表,PS的高配合精度为2级,一般配合精度为3级。查塑件尺寸公差表,在公称尺寸在110120范围内,取公差数值为0.53 mm,MT3B级的公差数值为0.78 mm。(2)加工尺寸精度的构成及其影响因素;制件的加工误差构成为:

30、=+ (21)式中 制件的成型误差总和; 塑料收缩率波动造成的;模具制造精度所引起的误差; 模具使用磨损后所引起的误差;模具配合间隙引起的误差;影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂,归纳有以下三个方面。(1)模具 模具各部分的加工精度是影响塑件尺寸精度主要的方面。(2)塑料材料 主要是考虑收缩率的影响。(3)成型工艺 加工工序的变化直接影响材料的收缩率进而影响尺寸加工精度。2.4.2塑件的表面质量表面质量是一个非常宽泛的概念,包括微观的几何尺寸和铸件表面的物理性质力学特性两方面加工指标,而不是简单的表示表面粗糙度。塑件的表面缺陷是其独有的加工质量指标。模具的内表面粗糙度决定塑件表面粗糙度,通常要

31、比塑件的表面粗糙度高一个级别。该塑件要求对其内部型腔进行抛光处理,所以对注塑件的表面粗糙度有一定的限制,查表得,PS抛光后,顺着纹路方向的塑件粗糙度为0.02m,在垂直纹路方向塑件的粗糙度为0.26m。3 注塑成型的准备3.1 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可压缩性与可塑性,首先将间隙较大的颗粒状或粉状的原材料从注塑机的料斗送到机筒,加热使其变为熔融状态,进而形成流动状态的熔料,然后在高压条件下,以很大的流动速度通过喷嘴注射进入设计好的闭合模具中,由于闭合模具温度较低,经过一定的保压和冷却成形以后,打开模具,便能够得到满足设计的塑件。这个过程一般分为三个部分。 图3-1 注塑成型压力时间

32、曲线(1)物料准备;(2)注塑过程(3)制件后处理;3.2 注塑成型工艺条件(1)温度;注塑成型过程中温度是至关重要的因素,要控制好料筒喷嘴和模具等各处的温度。一般情况下,喷嘴温度比料筒的最高温度低一些,以防止熔融材料在喷嘴口处发生“流涎现象”;注塑模具温度可以用冷却系统来加以调节;为了保证制件的几何尺寸和加工精度,应尽量减少注塑制件在脱模后发生较大的变形,塑料的热变形温度要高于料筒温度。根据以往的的加工经验,PS材料与温度的关系如表3-1所示。表3-1 温度的经验数据料筒温度 /喷嘴温度/模具温度/热变形温度 /后段中段前段1.82MPA0.45MPA15021017023019025024

33、02505756596(2)压力;注射成型过程中的压力主要有注射压,保压和背压。注射压力用来克服熔体的流动阻力,使之形成一定的流动速度并使熔料压紧压实。模具对熔融材料的水压力决定保压力,它与塑件的几何形状,壁厚及材料有关。PS材料的流动能力较强,保压力较小,以避免产生翘曲,保压力一般要小于于注塑机调定压力。背压力也有至关重要的作用,背压力可除掉材料中的气体,有效增加熔融液体密度,此外,还可以增大熔融液体的内部压力,螺杆后回程速度减小,塑化发生时剪切力增强,由于摩擦产生的热量增大,塑化效果明显,根据加工经验,背压的正常使用范围为3.427.5MPA。(3)时间;完成一件塑件的所用的时间称为成型周

34、期。包括注射液体所用时间,保持压力所用时间,产品冷却成形所用时间,首先保证塑件的加工质量,其次,尽量减小各个工序段的使用时间,来提高生产效率,其中,最关键的是注塑工序时间和成型冷却时间,在实际生产中注射时间一般比较短,5秒左右即可;保压时间较长,通常为120秒,冷却时间通常和保压时间想差不大,根据各个。确定成型周期的经验数值如表3-2所示。表3-2 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 根据以前的加工经验和上表推荐用值,可以首先确定加工参

35、数,因为各推荐数据存在差别,而且实际数值和理论数值还存在着差异,综合以上因素并考虑实际加工情况,初步制定塑件成型加工参数数据如表3-3所示。表3-3 制品成型工艺参数初步确定 特性 内容 特性 内容注塑机类型 螺杆式 螺杆转速(r/min) 48 喷嘴形式 直通式 模具温度 50喷嘴温度() 230 后段温度() 150210中段温度() 170230 前段温度() 190250 注射压力MPa 90 保压力MPa 80注射时间s 1.5 保压时间 s 5冷却时间s 20 其他时间s 3成型周期s 30 成型收缩(%) 0.6干燥温度() 6080 干燥时间() 13 后处理温度70,保温时间

36、2小时。3.3注塑机的选择3.3.1 注塑机简介 注塑机的分类方式很多,到目前为止还没形成明确的划分,通常的分类方法有:(1)按加工设备的外观分:卧式注塑成型机,立式注塑成型机,直角式注塑成型机;(2)安设备的工作能力为:超小型注塑成型机,小型注塑成型机,中型,大型和超大型注塑机。这两种是日常生活中注射机的主要分类。3.3.2 注塑机基本参数注塑机的主要参数有额定注射量,注射压力,注射速度,模板行程,合模装置的基本尺寸,开合模速度,磨具的极限尺寸等.这些基本技术参数是注射机设计,加工制造,购买和使用的主要参考.(1)公称注塑量;指在对空注射条件下,注射螺旋杆或柱塞完成一次最大注射行程时,注射装

37、置所能达到注射出的塑料体积,在某些情况下反映了注塑机的成形加工能力。(2)注射压力;为了使熔料形成一定的流动速度,并且克服各处的流动阻力,柱塞就必须对熔料必施加一定的压强,通常我们把它称为注射压力。(3)注射速率;为了使熔融的材料及时充满整个型腔,就必须是熔剂有一定的流动速度,通常我们把这个流动速度称为注射效率 。常用的注射速率如表3-4所示。表3-4 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75

38、2.25 3 3.75 5(4)锁模力;又被成为合模力,是指注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在注射压力的作用下模具的模具不应被熔融的塑料所顶开.(5)合模装置的基本尺寸;注射剂的开模行程上限和模厚度没有关系。开模行程和合模结构关系密切,有很大的影响。(6)开合模速度;为了确保开模时模具不收不收到其他因素的影响,为了使取模时不至于使注塑件遭到破坏,要求模具在开模合模时应该有一个合理合适的速度,称为开合模速度3.3.3选择注塑机(1)由公称注射量选定注射机根据注射量来确定注射机.运用PRO/E软件分析可得(材料密度取):总体积V=49.3cm;总质量M=56.5g;流道凝料V=0.5V

39、;实际注射量为:V=49.31.5=73.95 cm实际注射质量为M=1.5M=56.51.5=84.75g;根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即: 0.8V V (31) V= V/0.8 =79.350.8=92.44 cm;(2)由锁模力选定注射机FF=AP (32) =2D4P=23010=569.91 (KN)式中 F注射机的锁模力(N); A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和;P型腔压力,取P=30MP ; D取的是塑件的平均直径,D=110.5,D110mm ;综合以上一系列的计算,初步确定注塑机的类型为表3-5所示,查相关技术参数表取SZ-160/1000,它的

40、主要技术加工参数如下。表3-5 国产注射机SZ-160/1000技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360260理论注射容积(cm)179移模行程(mm)280螺杆(柱塞)直径(mm)44最大模具厚度(mm)360注射压(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直径(mm)120螺杆转速(r/min)10150喷嘴球半径(mm)10锁模力(KN)1000喷嘴口直径-3.4 注射机的校核3.4.1 最大注塑量的校核为了确保加工件的质量,注塑模一次成形的加工件的量应该有一个合理的范围,一般在额定注塑量的

41、40%70%之间。最大注射量可以到75%左右,注射质量的下限不低于10%。由于确保加工件质量,有效利用注塑机的加工能力,通常实用范围在55%75%之间。V =73.95 cmV179 cm =41.3%满足要求。3.4.2 锁模力的校核 在型腔压力和分型面面积确定之后,可以按经验公式校核额定锁模力:FK AP (33)1.223010 683.892 KN 满足要求。 式中 F为注塑机公称锁模力:1000KN; K是安全系数,取K=1.2; 3.4.3 塑化能力的校核 由3.2.3设计原始的成型周期,按照30秒计算,则具体情况的塑化能力的计算是即:=2.465(g/s),远低于注塑机的额定塑化能力10.5(g/s),表明选择的注塑机完全满足本次使用条件。3.4.4 喷嘴尺寸校核在真实的加工过程中,模具的注射机喷嘴球面半径R1要比主流道衬套初始段的球面半径R2小12 mm,主流道小端直径D要比注射机喷嘴直径d大0.51 mm,如图所示,目的是防止凝料而影响脱模。因此,喷嘴尺寸是标准值,模具的制造以它为准则。 图3-2喷嘴与浇口套尺寸关系 图3-2 喷嘴与浇口套尺寸关系3.4.5 定位圈尺寸校核

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