塑料成型工艺及模具设计.docx
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塑料成型工艺及模具设计
塑料成型工艺及模具设计
课程设计说明书
题目:
密封盖模具设计
学院:
广西机电职业技术学院
系别:
机械工程系
专业:
计算机辅助设计与制造
班级:
CAD0901班
姓名:
梁园园
学号:
27号
指导老师:
张振扬伍咏晖覃勋
时间:
2011年6月10日
目录
一、密封盖成型工艺分析与设计
1.分析塑料原料
2.塑料成型方法及工艺过程
二、密封盖模具设计
1.注射机的型号和规格选择
2.型腔的数量和布置
3.分型面的选择
4.主流道的设计
5.分流道的设计
6.浇口的设计
7.推出机构的设计
8.模架的选用
三、实训小结
密封盖
1-1塑料原料
该塑件采用的是pp原料,PP塑料是聚丙烯共聚物,比重:
0.9-0.91克/立方厘米;成型收缩率:
1.0-2.5%;成型温度:
160-220℃。
PP料是一种半结晶的热塑性塑料。
具有较高的耐冲击性,机械性质强韧,抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。
在工业界有广泛的应用,是平常常见的高分子材料之一。
其特点是:
无毒、无味,密度小,强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。
常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用,可用于食具。
由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。
有等规物、无规物和间规物三种构型,工业产品以等规物为主要成分。
聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。
通常为半透明无色固体,无臭无毒。
由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167℃,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。
密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。
耐腐蚀,抗张强度30MPa,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。
缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。
1-2塑料成型方法及工艺过程
(1)注射成型原理:
首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中,经过加热熔融成粘流态,然后在螺杆或柱塞的推动下,熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴射入闭合的模具型腔中,经过一定的保压,塑料在模内冷却、硬化定型,接着打开模具,从模内脱出成型的塑件。
(2)注射成型工艺过程,包括:
成型前的准备、注射过程、制品的后处理
(3)塑料成型方法:
注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、气动挤出成型等。
通过分析,该零件选择注射成型的方法。
2-1注射机的型号和规格选择
注射机的分类按外形结构特征可分为:
卧式注射机、立式注射机、角式注射机。
选用注射机时,通常是以塑件实际需要的注射量和注射压力初选某一公称注射量的注射机型号,然后依次对该机型的公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。
为了保证正常的注射成型,模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量,即:
式子中,
—实际塑件(包括浇注系统凝料)的总体积(
)。
2-2.型腔的数量和布置
A.型腔数量的确定
(1)按注射机的最大注射量确定型腔数量。
(2)按注射机的额定锁模力确定型腔数量。
(3)按塑件的精度要求确定型腔的数目
(4)按经济性确定型腔数目
B.一模多腔模具的排列原则
①尽可能采用平衡式
②型腔布置防止模具受偏载而出现溢料现象
③尽可能使型腔排列得紧凑,以减小模具的外形尺寸
④型腔布置模板尺寸较小,容易加工
综上所述,该塑件应选择一模四腔,并采用平衡式的模具排列,如下图:
2-3.分型面的选择
模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可离的接触表面称为分型面。
分型面的选择原则:
1.分型面应设置在塑件外形最大轮廓处,否则塑料
无法取出
2.分型面应设置在动模一侧,方便塑件顺利脱模
3.分型面选择应保证塑件的精度要求
4.分型面选择应考虑塑件外观质量
5.分型面选择应考虑排气效果
6.尽可能满足制品的使用要求
7.有利于防止溢料
2-4.主流道的设计
截面形状通常采用比表面积最小的圆形截面,小端直径应和选用的注射机的规格而定,为了和注射机喷嘴相吻合,主流道因设计成球面凹坑,球半径以注射机而定。
流道应设计成圆锥形,其锥角为2°-4°。
在主流道和分流道相接应处应有过渡圆角,以减小料流转向时的阻力,r=D/8或者是r=1-3mm。
综合考虑,因结构的需要,主流道需要穿过两块模板,为了防止在模板结合面处溢料造成主流道凝料造成困难,所以要采用浇口套。
2-5.分流道的设计
A.考虑分流道的截面形状:
在这个过程中考虑塑料的注塑成型的需要以及加工的难易程度。
通常我们考虑的是压力的损失和热量的散失,采用圆形截面的分流道最好。
但是从便于加工的角度考虑,采用梯形、U形或者半圆形分流道的截面。
综上所述,这次选择的分流道截面的形状是半圆形,R=2.5。
B.分流道的布置:
通过学习渐渐的了解了多型腔模具的布置方式为非平衡和平衡方式。
通常情况下都是以平衡式布置为最佳。
所需的条件是各分流道的长度,截面形状和尺寸应该尽量相同。
优点是可以达到各型腔能均衡的进料,同时充满各型腔。
还有一个问题就是在加工平衡式布置的分流道时,应该注意各对应部位尺寸的一致性,否则达不到均衡进料的目的。
所以一般来说,其截面尺寸和长度误差以在1%以内为宜。
非平衡式布置的优点在于型腔数较多时可以缩短流道得的总长度。
通过以上的分析,最终确定的是平衡式流道布置。
分流道的选择如下:
A=85B=40R=2.5
2-6.浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统的关键部分。
浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。
浇口的理想尺寸很难用理论公式计算,通常根据经验确定,取其下限,然后在试模过程中逐步加以修正。
一般浇口的截面积为分流道截面积的3%~9%,计算得点浇口截面积为一,截面形状常为矩形,浇口长度为0.5~2mm,取1mm。
表面粗糙度Ra不低于0.4μm。
浇口的结构形式很多,按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。
而我们这里选用的是矩形浇口。
浇口位置的选择原则:
a.浇口位置的设置应使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少。
b.浇口位置的设置应避免熔体破裂。
显的熔接痕。
c.应有利于排气和补缩。
d.避免塑件变形。
e.减少或避免产生熔接痕,提高熔接痕的强度。
f.应考虑高分子取向对塑料制品性能的影响。
g.考虑塑件受力状况。
h.防止型芯变形。
i.校核流动比K。
2-7.推出机构的设计
在注射成型的每个周期中,将塑料制件及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称为推出机构,也称顶出机构或脱模机构。
推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。
推件方式有:
推管推出、推杆推出、推板推出。
推杆推出机构是脱模机构中最常见的一种形式,由于推杆加工简单,更换方便,滑动阻力小,脱模效果好,并且设置的位置自由度较大,因而广泛使用。
缺点是推杆与塑件接触面积小,容易引起应力集中,从而可能损坏塑件或者使塑件变形。
因而不宜用于斜度小和脱模阻力大的管型或箱型件的推出。
结合塑件的布局以及结构形式,最后选择的是推杆推出机构。
这样的方式简便,节约成本,制造简单,很容易做到的。
推杆的直径为2.2,并且使用8根推杆。
推出机构设计原则:
①推出机构应设置在动模一侧。
②保证推出时塑件不变形、不损坏。
③机构简单动作可靠。
④良好的塑件外观。
⑤合模时正确复位。
2-8.模架的选用
塑料模具应选择塑料模具的模架,模架的选用要结合自身的情况来综合考虑,从实用性、经济效益、寿命长度来考虑。
通过分析,可得出,该零件应选择大水口的模架,其选择的数据如下:
AI型模架,AP=40Bp=35
实训小结
一个星期的UG模具设计实训即将告一段落,在这短短一周时间中,我把前面所学的知识全部加以巩固,因此也把书中的知识融汇到了设计之中,切切实实的体会到了UG软件在我们的模具设计过程中同样也担任的不可或缺的角色。
这次的模具设计内容是为密封盖设计一个模具,老师所给的材料是密封盖的CAD图,所以我只能从这个CAD图纸中得出所有的数据,然后将其三维图在UG中表现出来。
历经的一天的时间我终于把三维图画出来了,接着就是对这个零件进行分型。
分型刚开始对于我来说是有点困难,甚至我不知道如何对零件进行补面,但是在老师的指点之下,我顺利的完成了零件的分型。
我也对分型有了更加深入的了解。
分型完之后当然还不能告一段落,因为还没有结束,我还得继续把模架调出来,设计出一个合理的模架。
经过测量,我选择了2730的模架,接着我还根据零件的尺寸合理的选择了主流道、分流道、顶杆、浇口等等。
模架这里的设计都完成之后,就只差工程图了,工程图当然也是不能马虎的一方面,在主视图上,我还要进行的是剖视图,而且是要尽可能将多的零件在主视图上表达。
经过我的努力,这些都基本上完成了,实训也即将告一段落。
一周的时间就这样在电脑面前度过,虽然一整天都是面对电脑,有时也会厌烦,但是也充满了果实。
想想自己也可以顺利的将这个任务完成,想想自己也可以将零件的模架部分的步骤练熟,想想自己对NX6.0有了更深入的了解,我就会欣喜若狂。
但我更清楚的知道,要想成为一个好的设计者,单单这个的实训还是不够的,我还得继续努力!
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- 塑料 成型 工艺 模具设计