塑料模具设计项目2.docx
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塑料模具设计项目2.docx
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塑料模具设计项目2
任务2-1:
接受任务书
(1)成型塑件任务书
(2)模具设计任务书
产品零件图:
技术要求
1、材料:
PP
2、产量:
1000万件
3、未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT6。
4、要求塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷,不得有明显的浇口痕迹。
任务2-2:
塑件的工艺性
(1)塑料
品种:
PP
颜色:
白色
基本特性:
聚丙烯无色、无味、无毒。
外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻。
密度仅为0.90~0.91g/cm3。
它不吸水,光泽好,易着色。
聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能,如卓越的介电性能、耐水性、化学稳定性,宜于成形加工等;还具有聚乙烯所没有的许多性能,如屈服强度、抗拉强度和硬度及弹性比聚乙烯好。
定向拉伸后聚丙烯可制作铰链,有特别高的抗弯曲疲劳强度。
熔点为164℃~170℃,耐热性好,能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌。
其低温使用温度达-15℃,低于-35℃时会脆裂。
聚丙烯的高温绝缘性能好,而且由于其不吸水,绝缘性能不受湿度的影响,但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化,所以必须加入防老化剂。
成形特点:
1)成形加工性好,可以用注射、挤出、吹塑及真空成形等方法加工;2)吸湿性小,可能发生熔体破裂,长期与热金属接触容易分解;3)比聚乙烯流动性好,溢边值0.03mm,压力对熔体粘度比温度影响显著,应在较高压力下成形;4)冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,适当延长冷却时间,以稳定尺寸;5)收缩率大且波动范围大,方向性明显,易发生缩孔、凹陷及变形;6)应注意控制成形温度,料温低时方向性明显,尤其低温高压时更显著,模温低于50℃时,塑件表面不光泽,易产生熔接不良和流痕,模温高于90℃时易发生翘曲和变形;7)塑件壁厚应均匀,避免缺口和尖角,防止应力集中,塑件内不能有铜质嵌件,聚丙烯与铜接触后会变脆;8)取向显著,不宜采用直接浇口,否则浇口附近残余应力大,易使塑件翘曲变形。
(2)塑件
尺寸精度:
塑件1有3个尺寸标注公差,分别是42±0.1、250-0.2、23.6+0.10,按标准GB/T14486-1993中为MT4级精度,属于一般精度;其余尺寸未注公差,按MT6级精度。
表面质量:
塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷,表面粗糙度可取Ra1.6。
结构工艺性:
塑件为圆柱壳体零件,腔体深分别为41.4mm。
壁厚均匀0.6mm,大于最小壁厚要求。
总体尺寸25×42,属于小型塑件。
由于高度较大,侧壁有斜度为2°,可以顺利脱模。
塑件圆角R0.9、R1.5,可以提高模具强度、改善熔体的流动情况和便于脱模。
通过以上分析可知,以上两个塑件可采用注射成形生产。
又因产量为10,000,000件,属于大批量生产,采用注射成形具有较高的经济效益。
任务2-3:
注射机的选择
(1)计算塑件的体积、质量
经UG软件测得塑件的体积V=2.036cm3,PP的密度为0.9~0.91g/cm3,则质量M=0.91×2=1.82g。
(2)确定模具型腔数量
由于糖盒的盒盖与盒体成对使用,生产数量相同,因此,两个塑件可以放在同一模具内。
塑件的生产批量为10,000,000件,属于大批量生产,且塑件精度要求不高,因此,应采用一模多腔。
为使模具尺寸紧凑,确定型腔数目为一模两件。
(3)选择注射机
根据公式Vmax≥(n·Vs+Vj)/K
式中Vmax——注射机的最大注射量(cm3)
n——型腔数量
Vs——塑件体积(cm3)
Vj——浇注系统凝料体积(cm3)
K——注射机最大注射量利用系数,一般取K=0.8
已知nVs=4×2=8cm3,估计Vj=5cm3
则Vmax≥(8+5)/0.8
=16.25cm3查表,初步选择注射机XS-ZY-125。
明确注射机的规格参数:
最大注射量125cm3
注射压力120MPa
最大开模行程300mm
模板尺寸428mm×458mm
锁模力900kN
模具厚度最大300mm、最小200mm
拉杆空间260mm×290mm
喷嘴尺寸圆弧半径R12mm、孔直径φ4mm
定位孔直径φ100mm
顶出形式两侧顶出,孔径φ22mm,孔距230mm
(4)制定注射成形工艺参数
查表,PP的注射成形工艺参数如下:
温度(℃)
喷嘴温度170~190
料筒温度前段180~200,中段200~220,后段160~170
模具温度40~80
压力(MPa)
注射压力70~120
保压压力50~60
时间(S)
注射时间0~5
保压时间20~60
冷却时间15~50
成形周期40~120
任务2-4:
模具结构设计
模具结构设计
(1)分型面的选择
首先确定模具的开模方向为塑件的高度方向,根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则,则此塑件的分型面选在盒盖和盒体的下底面处,如图所示。
(2)型腔布局
采用一模四腔模具结构,型腔间隔30mm布置
(3)确定模具总体结构类型
由于点浇口的浇口痕迹小,不会在塑件表面留下明显的浇口痕迹,且点浇口可以自动拉断,利于自动化生产,因此,本设计采用点浇口浇注系统,即三板模结构,模具总体结构类型为双分型面注射模。
(4)成型零件设计
A.结构设计
型腔和型芯的结构有两种基本形式,即整体式与组合式。
考虑到塑件大批量生产,则应选用优质模具钢,为节省贵重钢材,型腔和型芯都宜于采用组合式结构,此外,组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。
型芯尺寸较小、结构简单,适于采用整体嵌入式,为使模具结构紧凑,选择盲孔式,其结构形式见图6。
型腔尺寸较小、结构简单,适于采用整体嵌入式,为使模具结构紧凑,选择盲孔式,其结构形式见下图。
型腔结构
B.工作尺寸计算
对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算,其余则按简化公式计算。
查表可知PP的收缩率Smin=1.8%,Smax=2.5%,则其平均收缩率Scp=(Smin+Smax)/2
=(1.8%+2.5%)
=2.15%
(5)选择标准模架
此设计中采用龙记(LKM)标准模架。
1)确定模架组合形式
由于采用点浇口,因此,选择细水口模胚。
考虑到模具结构中有流道推板、动模没有支承板、推杆推出塑件,则选择DCI型模胚。
2)计算型腔模板周界
长度L=20+25+30+25+20=120
宽度N=20+25+20+25+20=110
3)选取标准的型腔模板周界尺寸
首先确定模架宽度,N=200,选标准尺寸200;L=200,
选标准尺寸250。
最终确定模架规格为200×250。
4)确定模板厚度
A板定模板,因型腔直接在定模板上,则A板厚度=型腔深度+底板厚度=42+20=62,选取标准中A板厚度HA=70mm。
B板动模板,用来固定型芯,采用盲孔式,型芯高度42.3mm,B板厚度=60。
C板垫块,形成推出机构的移动空间,其厚度=推杆垫板厚度+推杆固定板厚度+塑件推出距离,保证把塑件完全推离型芯。
此模架推杆垫板厚度=20mm,推杆固定板厚度=15mm,塑件推出距离=型芯高度+(5~10)=42+10=52mm,则C板厚度=20+15+52=87,选标准Hc=90mm。
5)选定模架
模架标记:
200250-DCI-A70B60C70LKM
6)检验模架与注射机的关系
模具外形尺寸200×250,拉杆空间260×290,显然200<290,合理。
最大模具厚度300>模具厚度275>最小模具厚度200,合理。
开模行程=42+42+10=92<最大开合模行程300,合理。
(6)浇注系统
型腔布局为一模四件,点浇口浇注系统。
浇注系统组成为主流道、分流道、浇口、冷料井。
主流道
圆锥形,锥角a=2°,表面粗糙度Ra0.63um。
主流道进口端直径D1=4.5mm,长度L由装配决定,完整尺寸见附录浇口套零件图。
设计成浇口套形式,节约优
质钢材,便于拆卸和更换。
分流道
选用圆形截面分流道,直径d≥ts+1.5=1.5+1.5=3,查表dmin=4mm,则取d=4mm。
长度取90mm。
浇口
采用点浇口,查表《点浇口直径尺寸》,已知材料为PP,塑件壁厚0.6mm,则浇口直径d=(0.7~1.0)mm,取d=1.0mm。
L=1mm,a=11°。
(7)推出机构
采用推杆推出机构,每个塑件设置2颗φ4圆形推杆,推出力均匀,运动平稳,但塑件上留下推出痕迹。
(8)温度调节系统
注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响,因此应设置冷却系统。
由于此塑件为小型(1.82g)、薄壁(0.6mm)塑件,且成形工艺对模温要求不高,也可以采用自然冷却。
此模具设计中采用人工冷却,冷却系统设计如图所示。
`
(9)排气系统
由于此模具属于中小型模具,且模具结构较为简单,可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气,间隙通常为0.02~0.03mm,不必设排气槽。
任务2-5:
注射机的校核
(1)最大注射量
已知Vs+Vj=(4x2)+3=11,Vmax=125,K取0.8
则Vs+Vj<KVmax,适合。
(2)注射压力已知P注=70~120MPa,P公=120MPa;则P注<P公,适合。
(3)锁模力
已知Pq=20~40MPa,A分=3.14×12.5²×4+500
=2462mm2
F锁=900kN
则PqA分=40×2462=98480N=98kN
显然PqA分<F锁,适合。
(4)安装部分尺寸
喷嘴圆弧半径12<浇口套圆弧半径14
喷嘴孔直径4<主流道小端直径4.5
定位孔直径100=定位圈外径100
拉杆空间260×290>模具外形200×250
最小模厚200<模具厚度275<最大模厚300
(5)开模行程
开模行程=42+422+10=92,最大开模行程300;则开模行程<最大开模行程,适合。
(6)推出机构
两侧顶出,孔径φ22mm,孔距230mm。
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