基于moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究毕业设计论文(编辑修改稿)

基于moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

析 塑件尺寸精度主要取决于塑料的收缩率范围、模具制造精度、型腔型芯的磨损程度，同时还包括工艺控制方面的因素。 而模具的某些结构特点在某些程度上影响塑件的尺寸精度。 因此，塑件应尽可能的选择较低的尺寸精度。 注射机的选用 选用方法 （ 1） 根据每次注射成型件数需要满足的最大注射量，锁模力，经济性等选择合适的注塑机。 （ 2） 从现有设备中选择比较合适的注射机。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 7 注射机的选用原则 （ 1）塑件和浇道凝料的总容量（体积或重量）要小于注射机额定容量的 倍。 （ 2）模具成型时用的注射压力要比所选用注射机的最大注射压力小。 （ 3）模具型腔注射时所产生的压力必须比注射机的锁模力小。 （ 4）模具的闭模高度应在注射机最大、最小闭合高度之间。 （ 5）模具脱模取出塑件所需的距离应小于注射机的开模行程 [5]。 最大注射量的计算 拟设为一模两腔，假设浇道凝料为 10cm3。 实际的注射量为： Vn Vmax=nVp+Vf=(2+10)cm3= (21) 式中： Vn—注射公称注射量（ cm3） ； Vmax—实际用塑料时的最大注射量（ cm3） ； Vp—单个塑件的体积（ cm3） ； Vf—浇道系统的体积（ cm3） ； n—型腔数目。 按注射容量为理论注射容量的 80%计算得： Vn= （ cm3） = 锁模力的计算 单个塑件的投影面积为： S==,假设浇道投影面积为 10cm2。 常见塑料模腔的平均压力表如表 21 表 21 常用塑料模腔平均压力 [3] 塑件特点 举例 型腔平均压力 Pc/MPa 容易成型的塑 件 PE、 PP、 PS 等薄厚均匀的日用品、容器类 25 一般塑件 模温较高下，成型壁薄容器类 30 中等粘度塑料及有 ABS、 POM 等有精度要求的零件， 35 洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 续表 21 精 度要求的塑料 如壳体类 高粘度塑料及高精度难充填的塑料 高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等 40 由于冰箱用塑料配件属于均匀的日用品，并且选择的材料为聚丙烯，所以型腔的压力区为 25MPa 来进行计算锁模力。 ()n z c p f cF F kA P k nA A P    （ 22） =（ 02 5 10 0  ） 25103（ KN） = 式中： Fn—注射机的额定锁模力 (KN)； Fz—型腔的 理论锁模力 (KN)； k 为安全系数，通常取 ~； Pc—模具型腔内塑料熔体平均压力（ MPa） ； A—塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积 (mm2)； Ap—单个塑件在分型面上的投影面积 (mm2)； Af—浇注系统在分型面上的投影面积 (mm2)。 按锁模力为理论值的 80%可以得到理论锁模力的大小为： Fn=Fz/=  = 注射压力的计算 注 射压力是成型时柱塞或螺杆作用在熔体上的压力，按以下原则选取： （ 1） 注射机最大注射压力应大于所需的注射压力； （ 2） 螺杆式注射机的注射压力小于柱塞式注射机的注射压力； （ 3） 压力范围取 70~150MPa。 P≤ Pn （ 23） 式中： Pn—注射机的公称压力（ KN） ； P —塑件成型所需的注射压力（ KN）。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 最大注射成型面积的计算 单个塑件在分型面上的投影面积为 ,浇道凝料的投影面积为10cm2。 注射模具的成型面积为： An A = nAp + Af = 2+10(cm2)= (24) 式中： A—塑件和浇注系统在分型面上投影面积之和（ cm2） ； Ap—单个塑件在分型面上的投影面积（ cm2） ； Af—浇注系统在分型面上的投影面积（ cm2） ； An—注射机最大注射成型面积（ cm2）。 注射机的选择 综合考虑实际注射量应在额定注射量的 80%和锁模力的大小，初选 海天牌注塑机， 额定注射量为 60cm2 的卧式成型机 XSZY60。 该设备的技术 规范见表 22。 表 22 XSZY60 注射成型机的技术规范 [5] 注射装置 螺杆直径 /mm 30 锁模装置 锁模力 /kN 400 螺杆转速 / r/min1 0~200 顶出力 /kN 12 理论注射容量 / cm3 60 模板行程 /mm 250 注射压力 /MPa 180 模具最小厚度/mm 150 注射速率 / g/s1 70 模具最大厚度/mm 250 塑化能力 / 35 定位孔直径 /mm 80 电气 油泵电动机功率 /kW 11 定位孔深度 /mm 10 加热功率 /kW 喷嘴伸出量 /mm 20 其他 机器质量 /t 3 喷嘴球半径 /mm 10 外形尺寸（ L WH） /m m m 拉杆间距（ H V）/(mm mm) 220 300 注塑方式 螺杆式 喷嘴口孔径 /mm 合模方式 液压 顶出行程 /mm 70 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 初步设置型腔数目及布置 可以根据锁模力、最大注射量、塑件精度或经济性等确定确定型腔的布置方式。 塑件的生产批量大，从经济方面考虑应使用一模多腔注射模具。 但考虑到有侧向分型，两端都需侧向抽芯，因此采用一模两腔。 确定了型腔的数目以后，然后确定型腔在模具上的排列方式。 型腔的排列方式的改变，往往会影响模具浇注系统和模具的大小。 在确定型腔的配置形式遵循的原则： （ 1）尽量采用平衡式排列，这种方案能够保证成型中的进料平衡，使制件的质量稳定可靠，还可 以简化设计； （ 2）型腔的布置相对于浇口位置应尽量对称，以免成型时因分型面处的偏载而发生溢料； （ 3）型腔的排列应紧凑，以免减小模具外形尺寸 [5]。 本次设计为一模两腔，在注射时，所有的型腔都是均匀进料并同时充满的，避免了流动的不平衡，从而可以获得尺寸相同、性能一致的塑件。 型腔布置如图 21 所示 图 21 一模两腔 按注射机的最大注射量确定型腔数目 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 0 . 8 0 . 8 6 0 7 2 . 7 6 97 5 2 6 . 1 6gfzVVn V     （ 25） 式中， Vg 是注射机最大注射容量（ cm3）； Vj 是浇注系统冷凝料量（ cm3）； Vz 是单个塑件的容积（ cm3）。 按注射机的额定锁模力确定型腔数目 4 0 0 0 0 0 2 5 1 0 0 0 3 . 3 4 22 5 4 4 8 7 . 7 5mjmzF P An PA    （ 26） 式中， F 是注射机的额定锁模力（ N）； Pm是塑料熔体对型腔的平均压力（ MPa）； Aj 是浇注系统在制品分 型面上的投影面积（ mm2）； Az是单个塑件在分型面上的投影面积（ mm2）。 按塑件的精度要求确定型腔数目 生产经验认为，增加一个型腔，塑件的精度会下降 4%，一般 n4时，则生产不出高精度塑件。 因此确定型腔数目时应满足以下条件： ( 1 ) 4%ssL n L      （ 27） 式中， L 是塑件的基本尺寸；  是塑件的尺 寸公差，为双向对称公差标注； s 是单型腔注射时塑件可能产生的尺寸误差百分比， POM 的数值为 2% ， PA66 为 3% ， PE、 PP、 PC、 ABS、 PVC 等结晶型塑料则仅为 %。 式（ 27）简化可得型腔数目为 0 . 0 62 5 2 4 2 5 2 . 31 1 4 0 . 0 0 0 5Sn L      （ 28） 综合上面几项分析，本次设计采用一模两腔。 浇注系统 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 浇注系统是指模具中塑料熔体由注射机喷嘴至型腔之间的进料通道。 设计浇注系统时应注意以下问题： 1)要考虑塑料的工艺特性。 2)设计时应预先分析熔接痕的位置对塑件质量的影响。 3)防止型芯的变形或嵌件的位移。 4)尽量减少浇注系统冷凝料的产生，减少原材料的损耗。 5)浇口的设置要便于冷凝料的去除，不影响塑件的外观。 从给出的塑料制件来看，不仅要保证塑件的外观质量要求，也要考虑浇注系统设计的几项原则，选用普通冷流道浇注系统， 由于是一模两腔，因此需要设置分流道，并采用侧浇口进料，这样利于分型面间歇排气。 浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴等部分 [5]。 主流道的设计 由于聚丙烯的流动性较好，由表 21 选用的注射机喷嘴有关尺寸得： 注射机喷嘴球半径 R1=10mm； 注射机喷嘴口孔径 d2=； 由主流道与喷嘴之间的关系可以确定主流道的尺寸为： 主流道球面半径 R2=11mm； 主流道小端直径 d1=4mm； 主流道凹坑深度 h 取 4mm； 主流道的出口端圆角半径 r 为。 主流道采用圆锥形小段直径 4mm，大端直 径取 8mm，长度取 55mm。 主流道形状及其与注射机喷嘴的配合关系图 22 所示： 图 22 主流道形状及其与注射机喷嘴的配合关系 1定模板 2浇口套 3注射机喷嘴 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 分流道的设计 1） 分流道的截面形状 为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，选用圆形分流道，如图 23 所示。 图 23 圆形流道 2） 分流道的截面尺寸 一般圆形截面的直径为 2~12mm，因此，取分流道的始端直径为 5mm、末端直径为 4mm，长度为。 浇口 的 设计 浇口的作用主要有以下几点： 1)塑料熔体在充满模具后，在浇口处首先开始凝固，这样可以防止熔 体倒流。 2)熔体在流经狭窄的浇口时，因摩擦热产生的热量可以使熔体升温， 有助于充模的完成。 3)易于切除浇口尾料，方便二次加工。 4)对于多型腔模具，用以平衡进料。 侧浇口不仅适用于各种形状及一模多腔塑件，并且容易加工，它在试模中也比较容易修改，因此拟选浇口类型为矩形的侧浇口。 侧 浇口的尺寸大小由厚度、宽度和长度确定，在成型中对塑件的质量 有较大的影响。 浇口的厚度通常取塑件厚度的 1/3~2/3，先取下限，试模中进行修改。 也可按以下公式估算浇口厚度 h=ns(mm)= (mm) (29) 式中： n 为与塑料品种有关的系数（表 23）； S 为塑件的厚度（ mm）。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 浇口的宽度为 0 . 7 1 0 7 1 2 . 2 7 5 4 2 . 4 1 53 0 3 0nAb m m   （ 210） 式中： A 为型腔表面积（ mm2）。 表 23 与塑料品种有关的系数 n 塑料代号 n 塑料代号 n PE、 PS POM、 PC、 PP PA、 PMMA PVC 浇口长度应小于浇口的厚度 h，对于一般塑件，取长度 l = ~1mm,大型塑件取 l=2mm~3mm。 因此浇口长度拟选取。 定位环及浇口套 根据注射机定模板中心孔尺寸，定位环的直径设为 55mm,浇口套公称直径为 20mm。