手柄注塑成型工艺及模具设计

手柄注塑成型工艺及模具设计内容摘要：

22 第 10 章 温度调节系统的设计 23 冷却系统的设计 23 模具冷却系统的设计原则 23 型腔冷却形式 23 第 11 章 模具总体结构 25 设计总结 参考文献 1 第 1 章 塑料成型工艺性分析 塑件分析 该塑件为 手柄 ,所用 材料为 ABS（丙烯腈 丁二烯 苯乙烯） ,无颜色要求 ,该塑件是日用品 ,承受外力的几率较大 ,如冲击载荷 ,振动 ,摩擦等情况比较多。 塑件的工作温度是室温 ,这使得在材料选择时对热变形温度 ,脆化温度 ,分解温度的要求降低。 作为一种日用品 ,生产批量应该是大批大量生产 ,这样 ,就必须考虑生产成本和模具寿命 ,在材料的选择时要综合各种因素。 性能分析 ① 使用性能 ABS 树脂是五 大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。 ② 成型性能 ,流动性中等 ,吸湿大 ,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 8090 度 ,3 小时 . 2..宜取高料温 ,高模温 ,但料温过高易分解 (分解温度为 270 度 ).对精度较高的塑件 ,模温宜取 5060 度 ,对高光泽 .耐热塑件 ,模温宜取 6080 度 . ，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 表１ １ 密度 ~吸水率 14h/% 玻璃化温度 120 至 125oc 熔点 105137oc 计算收缩率 % 比热容 2310J/() 屈服强度 2230MPa 抗拉强度 27MPa 拉伸弹性模量 抗弯强度 2740MPa 弯曲弹性模量 抗压强度 22MPa 数据源自参考文献 [4] 2 注射工艺参数 表１ ２ 注射成型机类型 螺杆式 转速 3060r/min 料筒温度℃ 中段 160~220 喷嘴温度℃ 185~195 模具温度℃ 55~75 喷嘴形式 直通式 注射压力 MPa 70~130 源自参考文献 [1]表 418 3第 2 章 分型面位置的分析和确定 分型面的选择原则 在塑件设计阶段 ,就应该考虑成型时分型面的形状数量 ,否则就无法用模具成型。 在模具设计阶段 ,应首先确定分型面的位置 ,然后才选择模具的结构。 分型面选择是否合理 ,对塑件质量工艺 ,操作难易程度和模具设计制造有很大影响。 因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 选择分型面总的原则是保证塑件质量 ,且便于制品脱模和简化模具结构 :由参考书 [1]可知 ① .分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构 ,选择分型面应尽量使 塑件开模时留在动模。 ② .分型面应尽可能选择在不影响外观的部位 ,并使其产生的溢料边易于消除和修整。 ③ .分型面的选择应保证塑件尺寸精度。 ④ .分型面选择应有利于排气。 ⑤ .分型面选择应便于模具零件的加工。 ⑥ .分型面选择应考虑注射机的规格 分型面选择方案 综合以上各点因素主要基于分型面应选在塑件的最大截面处原则初步把塑件的分型面选在如下图 11 所示。 图１ １ 4第 3 章 塑件型腔数量及排列方式的确定 数量 分型面确定以后 ,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。 一般来说 ,大中型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。 但对于精度要求不高的小型塑件 (没有配合精度要求 ),形状简单 ,又是大批量生产时 ,若采用多型腔模可使生产率大为提高降低成本。 结合塑件的批量 ,质量要求 ,塑料的品种形状尺寸及塑件的生产成本 ,所选用的技术要求和规范 ,选择一模四腔。 排列方式 本模具设计采用一模两腔。 现代注塑机的料筒通常置于定模板中心轴上，型腔的安排必须考虑主流道，只有这样才能满足下面的条件：各型腔应在相同温度下同时充填，即分流道长度均等；熔料到各型腔流程短，以降低废料率；各型腔间的距离应尽可能大，以便于有足够的空间来设置冷却水道、推出杆，并具有足够的截面积，以承受注射压力；总的反作用力应作用于注射机模板中心。 根据以上的要求，一模两腔的模具要符合对称的布局很简单地就可以得到型腔对称于模板中心轴线的两侧 图３ １ 5 第 4 章 注射机的选择和有关工艺参数的校核 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备 ,因此设计注射模是应该详细了解现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是依据塑件的大小及型腔的数目和排列方式 ,在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下 ,设计人员应对模具所需的注射量 ,锁模力 ,注射压力 ,拉杆间距 ,最大和最小模具厚度 ,推出形式 ,推出位置 ,开模距离等进行计算。 所需注射量的计算 模具所需塑料熔体注塑量 ： 12v nv v 式中 v—— 一副模具所需塑料的体积； n—— 型腔数目； 1v —— 单个塑件的体积； 2v —— 浇注系统的体积。 首先 2v 是个未知值，在我们学校里做的设计时以 来估算，即： nv 而 1v 根据塑件图可以算出个大概值。 2 2 2 21 * 2 4 * 5 4 . 5 * 1 3 * 3 0 * 1 0 * 3 6 . 5 * 6 * 3 7 . 5v         3mm 所以 nv =* 3mm = 3mm 3316cm 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 12A nA A 6 12()mF nA A P 型 式中 A—— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面积； 1A —— 单个塑件在分型面上的投影面积； 2A —— 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积； mF —— 模具所需锁模力； P型 —— 塑料熔体对型腔的平均压力。 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 2A 在模具设计前是未知值。 根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上投影面 1A 的 倍 ，可选 来估算。 而 ABS 塑件作为中等黏度塑件其对型腔的平均压力 P型 为 35MPa。 所以 12A nA A= = * 2 * * 24 = 2mm 12()mF nA A P 型=* 610 3m *35* 610 Pa 注射机型号的选定 根 据注射机的最大注射量（额定注射量 G）和额定锁模力 F 来选择，它们应该满足 /Gm 式中 —— 注射系数，无定型塑料取。 所以 G 2316 / =。 mFF 由上述数据查参考文献 [1]附录 6 及参考文献 [3]选注射机型号为 XSZY500 基本 7参数如下 表４ １ 螺杆直径 65mm 额定注射量 500cm3 额定注射压力 1040MPa 锁模力 350KN 最大成型面积 1000 cm2 最大开模行程 700mm 顶出行程 700mm 最大模具厚度 450mm 最小模具厚度 200mm 螺杆转速 2589r/min 定位孔直径 216。 150+ 推出孔径 216。 40 两侧孔距 530mm 喷嘴球半径 SR18mm 孔直径 有关工艺参数的校核 ① 按注射机的最大注射量校核型腔数量，公式源自参考文献 [3]式 42 V VV nKn 1 2 K—注射机最大注射量的利用系数 ,一般取 Vn—注射机允许的最大注射量 cm3 V2—浇注系统所需塑件的体积 cm3 V1 –单个塑件的体积 cm3 左边 = 2。