注塑模设计
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(安徽电子信息职业学院)
塑料成型成型工艺与模具设计
课程设计
设计课题;注塑模具设计说明书
系部机电工程系
专业模具设计与制造
班级模具092
学生郭磊
指导老师金敦水
注塑模具设计
一、设计任务书
零件设计任务书如图1所示。
二、塑件的结构工艺性分析
1.塑件的几何形状分析
零件如下图2:
2.塑件原材料的成型特性分析
ABS是聚苯乙烯的改性产品,是目前产量最大、应用最大的工程塑料。ABS 是不透明非结晶聚合物,无毒、无味,密度1.02—1.0g/cm3。ABS具有突出的力学性能,坚固、坚韧、坚硬:具有一定的化学稳定性和良好的介电性能;具有较好的尺寸稳定性,易于成型和机械加工,成型塑件表面有较好的光泽,经过调色可配成任何颜色,表面可镀铬。其缺点是耐热性差,连续工作温度70℃左右,热变形温度为93℃左右,但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高;耐候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。ABS可采用注射、挤出、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。
ABS成型性能如下:
(1)易吸水,成型加工前应进行干燥处理,表面光泽要求高的塑件应长时间预热干燥。
(2)流动性中等,溢边值为0.04mm左右。
(3)壁厚和熔料温度对收缩率影响极小,塑件尺寸精度不高。
(4)比热容低,塑化效率高,凝固快故成型周期短。
(5)表观粘度对剪切速率的依赖性很强,因此模具设计中大都采用点浇口形式。
(6)顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹,脱模斜度宜取2度以上。
(7)易产生焊接痕,模具设计时应注意尽量减少浇注对料流的阻力。
(8)宜采用高温料、高模料、高注射压力成型。在要求塑件精度高时,模具温度可控制在50-60℃;而在强调塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在-60-80℃。
3.塑件的结构工艺性分析
(1)塑件的尺寸精度分析
该塑件,尺寸按MT5b查取公差。如表
(表1)
(2)塑件的表面质量分析
该塑件要求外观光洁、色彩艳丽,不允许有成型斑点和熔接痕,Ra0.4um,而内表面无特殊要求。
(3)塑件结构工艺性分析
1.从图纸看,该塑件外形为圆柱形壳体,圆角过渡且无尖角存在,壁厚均匀,且符合最小壁厚要求。
2.塑件尺寸属于中小型的且顶部有一个方形的孔,没有加强筋与凸台。
(3)为了使可以顺利的脱模,可选择脱模斜度为1-2°。
综上所述,该塑件可采用注射成型加工。
4.塑件的生产批量
塑件属于小批量生产采用一模双腔的方式。
5.初选注射机
(1)计算塑件体积和重量
通过三维造型可获得塑件的体积为V=22.58cm3.
ABS的密度为p=1.03g|cm3,所以塑件的质量w=pv=1.03X22.58=23.26g。
(2)确定注射成型的工艺参数
根据该塑件的结构特点和ABS三维成型参数,查相关的资料初步确定塑件的注射成型工艺参数,下表2.
(3)确定模具温度及冷却方式
ABS为非结晶性塑料,流动性中等,壁厚一般,因此在保证顺利脱模的前提下应尽可能减低温度,以减短冷却时间,从而提高生产率,所以模具应考虑采用适当的循环水冷却,成型模具温度控制在60-80℃.
(4)确定成型设备
由于塑件采用注射成型加工,使用一模双腔分布,因此可计算出一次注射成型中的料量为:W=22.58X2+22.58X%20=49.68g。
根据以上一次的注射量地分析既考虑到塑件品种、塑件结构、生产批量级注塑工艺参数、注射模具的大小等因素,参考设计手册,初选SZ-60/40螺杆式注塑机。(经校核SZ-60/40螺杆式注塑机可以满足锁模力、安装尺寸与开模行程等各项要求。故选)以下是SZ-60/40螺杆式注塑机的各项技术参数。如表3.
SZ-60/40螺杆式注塑机的主要技术参数
(表3) (6)制定塑件注射成型工艺卡(如表4)
(表4)
三、分型面积浇注系统的设计
1.分型面的选择
为保证塑件能顺利分型,主分型面应考虑选择在塑件外形的最大轮廓处。如下图所示
的两个方案中,方案B的塑件在开模后留在定模一侧,塑件不易取出,顶出机构设计复杂;
方案A能保证塑件取出方便,而且产生的毛刺飞边也容易清除,因此选择方案A
2.浇注系统的设计
浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。考虑到塑件的外观要求较高,外表面不允许有成型斑点和熔接痕,以及一模双腔的的布置、ABS对剪切速率较为敏感等因素,浇口采用方便加工修整、凝料去出方便且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口,模具采用单分型面结构两板模,模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。浇注系统的设计如下图所示。
查资料得到SZ-60/40型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d1=4mm,喷嘴前端球面半径SR1=10mm。
根据模具主流道尺寸与喷嘴尺寸的关系SR=SR1+(1~2)及d=d1+
(0.5~1),取主流道球面半径SR=12mm,小端直径d=4.5mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出,讲主流道设计成圆锥形,其斜度为2°~4°,计算其大端直径约为D=