材料成型及控制工程设计毕业论文

材料成型及控制工程设计毕业论文内容摘要：

关系并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面分型面可以是垂直于合模方向也可以与合模方向平行或倾斜我们在这里选用与合模方向倾斜 311 分型面的形式 分型面的形式与塑件几何形状脱模方法模具类型及排气条件浇口形式等有关我们常见的形式有如下五种水平分型面垂直分型面斜分型面阶梯分型面曲线分型面 312 分型面的选择原则 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置浇注系统的设计塑件的结构工艺性及精度形状以及摧出方法模具的制造排 气操作工艺等多种因素的影响因此在选择分型面时应综合分析 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则 1 分型面应该选择在制品最大截面处这是首要原则 2 尽可能使制品留在动模的一侧 3 尽可能满足制品的使用要求 4 尽可能减小制品在合模方向上的投影面积以减小所需的锁模力 5 不应影响制品尺寸的精度和外观 6 尽量简单避免采用复杂形状使模具制造容易 7 不妨碍制品脱模和抽芯 8 有利于浇注系统的合理设置 9 尽可能与料流的末端重合有利于排气 在实际设计中不可能全部满足上述原则一般应抓住主要矛盾在此 前提下确定合理的分型面 313 分型面位置的确定 图 31 分型面位置 32 确定型腔数量及排列方式 一般来说精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构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具可提供独特的优越条件使生产效率大为提高型腔的数目可根据模型的大小情况而定 为了使模具与注射机的生产能力的匹配提高生产效率和经济性并保证塑件体精度模具设计时应确定型腔数目常用的方法有四种 1 根据经济性能确定型腔数目 2 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目 3 根据注射机的最 大注射量确定型腔数目 4 根据制品精度确定型腔数目 该塑件对精度要求不高且为大批量生产同时考虑到塑件尺寸模具结构尺寸的大小关系以及制造费用和各种成本费等因素可采取一模两腔的结构形式 33 模具结构形式的确定 从塑件上容易看出模具的分型面位置推出机构的设置以及浇口的位置分型面为单分型面垂直分型 从上面的分析可知本模具设计为一模两腔根据塑件结构形状推出机构采用推杆推出的形式浇注系统设计时流道采用对称平衡式浇口采用侧浇口且开在分型面上由上综合分析可确定选用单分型面注射模 第四章 注射机型号的确定 在设计注射模具时 应该对注射机有关技术规范进行必要的了解以便设计出符合要求的模具同时选定合适的注射机型号选用注射机时通常是以某塑件或模具实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号然后进行校核除了模具的结构类型和一些基本参数和尺寸外模具的型腔数需用的注射量塑件在分型面上的投影面积成型时需要的合模力注射压力模具的厚度安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关 4． 1 塑件参数 由通过三维软件 PROE 可以计算出塑件的体积 塑件体积 V 2557 塑件质量 m ρ V 105 2557 2685g 取ρ 105g 42 浇注系统凝料体积的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值但是可以根据经验按照塑件体积的 021 倍来估算考虑到设计为 2 腔加上浇注系统的冷凝料故有 102～ 1 2 61368～ 10228 4． 3 注射机型号的确定 根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积取为 103 由参考文献 [1]公式得 08 10308 12875 同时考虑到注射机的注射压力查参考文献 [2]P233 初步选择注射机型号为 XSZY250 注塑机的主要技术规格如下表 表 41 注塑机的主要参数 名称 数值 形式 名称 数值形式 理论注射容积 cm3 250 螺杆直径 mm 50 注射压力 MPa 130 注射行程 mm 160 塑 化 能 力 gs 189 注射时间 s 2 合模力 kN 18 105 最大成型面积 500 移模行程 mm 500 最大模具厚度 mm 350 模具最小厚度 mm 200 合模方式 增压式 拉杆空间 mm 448 370 推出形式 中 心 及两 侧推 出 电动机功率 kW 185 喷嘴球半径 mm 18 喷嘴口直径 mm 4 定位孔直径 mm 125 4． 4 注塑机的相关参数的校核 以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号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 441 注射压力校核 查参考文献 [1]P74 表 41 可知 ABS 所需注射压力为 80～ 110MPa 这里取 P0 80MPa 该注射机的公称注射压力 130MPa 注射压力安全系数 125～ 14 这里取 13则 13 80 104MPa 130MPa 所以注射机注射压力合格 442 锁模力校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加 的最大夹紧力当高压的塑料熔体充填模腔时会沿锁模方向产生一个很大的胀型力为此注射机的额定锁模力必须大于该胀型力查参考文献 [1]P74 有 由 PROE分析测量面可得每个塑件在分型面上的投影面积约为 2676浇注系统的投影面积取每个塑件的投影面积的 02～ 059 故有塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积为 26769 3576 则有模具的型腔的内的胀型力 3576 35 125160N 是模具型腔内压力通常取注射压力的 20～ 4025～ 40MPa35MPa 锁模力的安全系数为 11～ 12 这里取 12 则 12 125160 150192 锁模力 1800KN 所以注塑机锁模力合格 第五章 浇注系统设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道浇注系统设计好坏对制品性能外观和成型难易程度影响颇大 该模具采用普通流道浇注系统普通浇注系统一般由主流道分流道浇口和冷料穴等四部分组成 5． 1 浇注系统的设计原则 对浇注系统进行整体设计时一般应遵循如下基本原则 1 结合型腔的布置考虑尽可能采用平衡式分流道布置 2 采用尽量短的熔体流程以减少热量与压力损失 3 熔接痕部位与浇口尺寸数量及位置有直接关系设计浇注 系统时要预先考虑到熔接痕的部位形态以及以制品质量的影响 4 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击防止型芯变形和嵌件位移 5 浇注系统凝料脱出应方便可靠凝料应易于和制品分离或易于切除和修整 6 浇注系统的设计应有利于良好的排气 7 流动距离比和流动面积比的校核 8 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施 9 应尽可能使主流道中心与模板中心重合若无法重合也应使两者的距离尽量缩小 10 尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量 5． 2 主流道的设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道通常位于模具中心塑料熔体的入口处它将注塑机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中 主流道的形状为圆锥形以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出主流道的尺寸直接影响到熔体的流速和充模时间必须使熔体的温度降低和压力降最小且不损害其把塑料熔体输送到最远位置的能力 521 主流道尺寸 1 主流道的长度主流道长度不宜过长过长则会影响熔体的顺利充型按所选模架可适当调节 2 主流道小端直径 d 注塑机喷嘴尺寸 05～ 1mm 405 45mm 3 主流道大端直径 d′ d2L 主 tana 8mm 式中 a 2176。 4 主流道球面半径 S 注塑机喷嘴球头半径 1～ 2mm 182 20mm 5 球面的配合高度 h 3mm 522 主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触易磨损对材料的要求高因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体但考虑上述因素通常仍然将其分开设计以便于拆卸更换同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理设计中常用碳素工具钢 T8A 或 T10Ａ 5055HRC 53 分流道的设计 分流道就是主流道与浇口之间的通道一般开设在分型面上起分流和转向的作用 多型腔模具必定 设计分流道单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道 如下图所示 531 分流道的布置形式 分流道的布置取决于型腔的布局两者相互影响分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低同时还要考虑减小分流道的容积和压力的平衡 532 分流道的长度 由于流道设计简单根据一个型腔的设计和所选模架初步选定分流道长度为40mm 533 分流道的截面形状 通常分流道的断面形状有圆形矩形梯形 U 形和六角形等为了便于加工和凝料的脱落分流道设计在型腔中 534 分流道的截面 尺寸 分流道尺寸由塑料品种塑件的大小及流道长度确定对于重量在 200g 以下壁厚在 3mm 以下的塑件可用以下经验公式计算分流道的直径查参考文献 [1]P94 式416 有 式中 D 分流道的直径 mm W 塑件的质量 g L 分流道的长度 mm 由于所设计的塑件的质量小于 200g 故按以上公式确定其直径 由于此式计算的分流道直径限于 32mm～ 95mm8mm 535 凝料体积 1 分流道的长度为 3040 2 110mm 2 分流道截面积 432 2 7 3 凝料体积 110 7 770mm3 077 考虑到其他的影响取 10 536 校核剪切速率 1 确定注射时间查参考文献 [2]P11 表 23 可取 t 16s 2 计算单边分流道体积流量 22t 052 2557 16 35s 3 剪切速率由参考文献 [2]P14 式 222 可得 111557 该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率在 5 102～5 103s 之间所以分流道内熔体的剪切速率合格 537 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低一般取 Ra125um25um 即可此处取 Ra16um另外其脱模斜度一般为 14176。 54 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 截面形状常为矩形或圆形浇口长度为 05～ 2mm 表面粗糙度 Ra 不。