單組把手佐料盒注塑模具設(shè)計(jì)

單組把手佐料盒注塑模具設(shè)計(jì),把手,佐料,注塑,模具設(shè)計(jì) 1 引言 塑料制件之所以能夠在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，是由于它們本身具有一系列特殊優(yōu)點(diǎn)所決定的。塑料的密度小、質(zhì)量輕，塑料的比強(qiáng)度高，按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度稱為比強(qiáng)度。由于塑料的密度小，所以其比強(qiáng)度高。塑料的絕緣性能好，介電損耗低。由于塑料內(nèi)部一般都沒有自由電子和原子，所有大多數(shù)塑料都有良好的介電性能以及很低的介電損耗，所以，塑料是現(xiàn)代電工行業(yè)和電器行業(yè)中不可缺少的原材料。塑料的化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都具有良好的耐腐蝕性能，其中以聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕能力最強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性最高。即使是“王水”也不能將其腐蝕，因此有“塑料王”之稱。由于塑料的減摩耐磨損性能好，所以現(xiàn)代工業(yè)中開始采用工程塑料制造。此外塑料的減振和隔音性能好，許多塑料甚至都有透光性能和絕緣性能以及防水、防透氣和防輻射的特殊性能，因此，塑料已經(jīng)成為各行各業(yè)不可缺少的一種重要的材料。 塑料工業(yè)是新興工業(yè)，是隨著石油工業(yè)應(yīng)運(yùn)而生的，目前塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入到一切工業(yè)部門以及日常生活的各個(gè)部門的各個(gè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)優(yōu)勢(shì)一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開始研制到現(xiàn)在的塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、生產(chǎn)工業(yè)現(xiàn)代化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域，它經(jīng)歷了初創(chuàng)階段——發(fā)展階段——飛躍階段——穩(wěn)定增長階段等這樣幾個(gè)階段。作一種新的工程材料，其不斷被開發(fā)應(yīng)用，加之成型工藝的不斷成熟、完善與發(fā)展極大地促進(jìn)了塑料方法的研究與應(yīng)用以及塑料成型機(jī)模具設(shè)計(jì)的開發(fā)與制造。隨著工業(yè)塑料制件和塑料品種和需求量不斷增加，這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期越來越短，因此對(duì)塑料的品種、產(chǎn)量和質(zhì)量都提出來了越來越多的要求。 2 產(chǎn)品工藝性分析 2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析 本次設(shè)計(jì)的為單組調(diào)料盒。調(diào)料盒壁厚度為2mm，高度為100mm，頂部長寬均為110mm,底部為88mm，此次設(shè)計(jì)塑件的外形尺寸較大，按照老師所給圖紙數(shù)據(jù)完成塑件二維圖繪制，單組調(diào)料盒零件尺寸如圖2.1所示； 圖2.1 產(chǎn)品二維圖 （1）壁厚分析：從塑件厚來看，總的來講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。 （2）脫模斜度分析： 當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時(shí)，塑件的多個(gè)面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。 2.2產(chǎn)品材料分析 此產(chǎn)品的材料在老師分布任務(wù)時(shí)，已經(jīng)給出材質(zhì)為PS。PS是非結(jié)晶性塑料、吸濕性好、不易分解及性脆易斷、熱膨脹系數(shù)大、易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、流動(dòng)性比較好、宜用高料溫、高模溫、低注射壓力、延長注射時(shí)間有助于降低內(nèi)應(yīng)力，防止孔壓縮或者變形。本材料無色無味無毒，且具有優(yōu)良的電絕緣性能和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)查手冊(cè)PS的密度是1.05g/cm3，收縮率為0.04％，加玻纖25％后變?yōu)?.2％，使用聚苯乙烯具有更好的力學(xué)性能，更好的尺寸穩(wěn)定性，更小的成型收縮率，并提高了耐熱性和耐藥性，降低了成本。[2]工程塑料是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。：-般指能承受一定的外力作用，并有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如ABS、尼龍、聚礬等。 　　被當(dāng)做通用性塑膠者包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龍,Polyamide,PA)、聚縮醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、變性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,變性PSE)、聚酯(PETP，PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PSS)、聚芳基酯，而熱硬化性塑膠則有不飽和聚酯、酚塑膠、環(huán)氧塑膠等。拉伸強(qiáng)度均超過50MPa，抗拉強(qiáng)度在500kg/cm2以上，耐沖擊性超過50J/m，彎曲彈性率在24000kg/cm2，負(fù)載撓曲溫度超過100℃，其硬度、老化性優(yōu)。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，則亦可列入工程塑膠的范圍。此外，較特殊者為強(qiáng)度弱、耐熱、耐藥品性優(yōu)的氟素塑膠，耐熱性優(yōu)的矽溶融化合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑膠、變性蜜胺塑膠、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑膠等。因?yàn)榛瘜W(xué)構(gòu)造不同，故耐藥品性、摩擦特性、電機(jī)特性等也有若干差異。且因成形性的不同，故有適用于任何成形方式者，亦有只能以某種成形方式加工者，造成應(yīng)用上的受限。熱硬化型的工程塑膠，其耐沖擊性較差，因此大多添加玻璃纖維。工程塑膠除了聚碳酸酯等耐沖擊性大者外，通常具有延伸率小、硬、脆的性質(zhì)，但若添加20~30%的玻璃纖維，則可有所改善 2.3 PS的基本性能指標(biāo) 密度(Kg.dm-3)1.05 收縮率%0.4~0.7 熔點(diǎn)℃130~160 熱變形溫度℃65~98 彎曲強(qiáng)度 Mpa 80 拉伸強(qiáng)度 MPa 50 拉伸彈性模量 GPa 1.8×103 彎曲彈性模量 Gpa 1.4 壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39 缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡11~20 硬度 HR R62~86 體積電阻系數(shù)Ωcm 1013 擊穿電壓 Kv.mm-115 介電常數(shù)60Hz3.7 2.4型腔數(shù)目的確定和排列 由于產(chǎn)品是大批量、長期生產(chǎn)的中型制件，為了降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，選用多型腔，為了縮短生產(chǎn)周期，因此選用一模兩腔。在選擇合適位置的分型面之后，開始考慮型腔排布。型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。一模多腔模具型腔在模板上的排列方式通常有一字型、圓形排列、H形排列、直線排列、對(duì)稱排列及復(fù)合排列等。由于是一模2腔機(jī)構(gòu)，采用一字型型腔布局，綜合考慮型腔布局如圖所示。 圖2.3 型腔排布 2.5分型面位置 分型面是分型面是動(dòng)膜和定模分開的表面，分型面對(duì)注塑成型塑料產(chǎn)品的成型質(zhì)量以及模具制造都有很大的影響。所以說選對(duì)分型面的位置才能得到好的產(chǎn)品，分型面的選擇原則有以下幾點(diǎn)： (1) 不影響塑件的尺寸精度和外觀； (2) 不妨礙塑件脫模和抽芯； (3) 設(shè)計(jì)的應(yīng)盡量簡單，使模具制造容易； (4) 有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置； (5) 盡可能的有助于排氣； 分析塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此類外調(diào)料盒類零件，通常都選在塑件截面最大的部位，即產(chǎn)品底部。因?yàn)楫a(chǎn)品有一把手，所以需要設(shè)計(jì)階梯分型面，分型面位置如圖所指位置的平面所示。 分型面位置 3 注塑機(jī)型號(hào)及模架的選擇 3.1產(chǎn)品體積 通過稱量產(chǎn)品重量為115g，PS密度為1.05g/cm3 , 通過計(jì)算塑件體積為：V塑=109 cm3 .流通凝料的體積還是一個(gè)未知數(shù)，由于此模具結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目為一模2腔，而且塑件較小。根據(jù)以往設(shè)計(jì)模具的經(jīng)驗(yàn)值0.2-1，由于塑件體積較小，我們可以取塑件體積的0.2倍， 故需要的注射量為： V= V塑×2+0.2×2×V塑=109×2+（109×2）×0.2=261.6cm3 模具成型的塑料制品和流道凝料總體積應(yīng)小于注射機(jī)的額定注射量的80%，所以注射機(jī)的額定注射量≥261.6÷80%=327cm3. 3.2 注塑機(jī)型號(hào)初選 根據(jù)以上的計(jì)算，初步選擇理論注射量為362.8cm3，根據(jù)以上計(jì)算《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)》表2-40選擇注射機(jī)HTF250J/TJ螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下： 注射裝置 INJECTION UNIT A B C 螺桿直徑 Screw Diameter mm 50 55 60 螺桿長徑比 Screw L/D Ratio L/D 22 20 18.3 理論容量 Shot Size(Theoretical) cm3 442 535 636 注射重量 Injection Weight(PS) g 402 487 579 注射壓力 Injection Pressure Mpa 205 169 142 螺桿轉(zhuǎn)速 Screw Speed rpm 0～180 合模裝置 CLAMPING UNIT 合模力 Clamp Tonnage KN 2500 移模行程 Toggle Stroke mm 540 拉桿內(nèi)距 Space Between Tie Bars mm 570x570 最大模厚 Max.Mold Height mm 670 最小模厚 Min.Mold Height mm 220 頂出行程 Ejector Stroke mm 130 頂出力 Ejector Tonnage KN 62 頂出桿根數(shù) Ejector Number Piece 9 其它 OTHERS 最大油泵壓力 Max.Pump Pressure MPa 17.5 油泵馬達(dá) Pump Motor Power kw 22 電熱功率 Heater Power kw 16.65 外形尺寸 Machine Dimension(LxWxH) m 6.02x1.7x2.1 重量 Machine Weight t 8.1 料斗容積 HoPSer Capacity kg 50 油箱容積 Oil Tank Capacity L 630 3.3注塑機(jī)參數(shù)校核 3.3.1鎖模力的校核 注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿足下面關(guān)系： 式中 ——注射機(jī)允許使用的最大成型面積()； ——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（）； ——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（）； 因本次設(shè)計(jì)采取一模二件，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 所以： 注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模離，即： 由于本注射機(jī)的額定鎖模力為，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)還是可以滿足要求。 3.3.2模具閉合高度的校核 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜H＜Hmax 設(shè)計(jì)模具高度為H總=650mm HTF250J/TJ型，模架高度尺寸范圍為220毫米至670毫米之間。H總在這個(gè)尺寸范圍以內(nèi)，所以注塑機(jī)參數(shù)合格 3.3.3 模具開模行程校核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。對(duì)于雙分形面的注塑模具，其開模行程按式(3.3)效核。 S = H1 + H2 + a + (5~10) (mm) 式中：S——注塑機(jī)的最大行程，mm； H1——塑件的脫模距離，mm； H2——流道高度，mm； a——定模板與澆口板的分離距離，mm； 將數(shù)據(jù)代入式(3.3)得： S = 100+172+ 8 + 10 =290mm 因?yàn)?40mm >290mm，所以該注塑機(jī)的開模行程符合要求。 經(jīng)過以上多項(xiàng)參數(shù)的校核，注塑機(jī)型號(hào)滿足要求。 可見Sm

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