仪表盖注射成型工艺与模具设计说明书

仪表盖注射成型工艺与模具设计说明书内容摘要：

(7) 缺点 ： 能耐水，无 机酸碱盐的侵蚀。 但不耐有机溶剂。 易受溶剂 长沙学院毕业设计 (论文 ) 6 的影响而应力开裂。 耐气候性差，易受阳光的作用，变色，变脆。 (8) 用途：由于它有良好综合机械性能，表面有较好的光泽，能电镀金属化处理，易印刷，它特别适用于作家用电器外壳及各种制品的外壳。 做一些非承重载荷结构件。 (9) 注塑性能 ： 一般的 ABS 熔点为 170℃ 左右，分解温度为 260℃ ；注塑温度的可调区间比较大。 注塑时，一般使用 温度为 180℃ 240℃ ；因为橡胶成分的存在，它吸少量水分，生产时，需 烘 干，可用 8090℃ 温度烘干 12hr 即可；同时，由于橡胶成分的存在，热稳定性差，它比较易分解，注塑时，原料不要在料筒内停留太长时间；熔体粘度比 PS 大，但浇口和流道一般，也能充满制品；制品易带静电，表面易吸尘埃。 收缩率为 5‰ ；溢边值为 (10) ABS 性能指标如表 21 所示： 表 21 ABS 性能指标 密度 / 屈服强度 /MPa 50 比体积 / 拉伸强度 38 吸水率（ %） 拉伸弹性模量 /Mpa 103 熔点 /℃ 130160 抗弯强度 /Mpa 80 计算缩水率（ %） 抗压强度 /Mpa 53 比热容 /J. 1( . )kgc 1470 弯曲弹性模量 /Mpa 103 、 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：收缩变形、气孔、飞边、出现熔接痕、刚性不高、老化、变脆、耐气候性差。 消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大 注射压力、提高模具预热温度等。 模具结构形式的拟定 分型面位置的确定 分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面，称作分型面。 分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。 选择分型面的位置时注意以下原则： 长沙学院毕业设计 (论文 ) 7 ① 分型面应选在塑件外形最大轮廓处； ② 合理安排浇注系统，特别是浇口位置； ③ 确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露出外观面； ④ 保证塑件的精度； ⑤ 满足塑件的外观质量要求； ⑥ 便于模具制造加工； ⑦ 注意对在型面积的影响； ⑧ 对排气效果。 通过对塑件结构形式的分析， 分型面应选在端盖截面面积最大且利于开模取出塑件的底平上，其位置如图 所示。 图 分型 面 确定型腔数量 一般来说，对于精度要求不高的一般塑件（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。 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等因素，初步定为一模两腔结构形式。 模具结构形式的确定 从上面分析可知，本模具设计为一模 腔，根据塑件结构形，由于有内凹结构如图 所示和护耳内凹结构如图 所示 ，不能强制性脱模，采用斜推杆和滑块推出形式。 浇注系统设计，浇口采用侧浇口，开设在塑件内孔的边缘处。 因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料。 由上综合分析可确定选用推杆脱模的单分型面注射模。 长沙学院毕业设计 (论文 ) 8 图 内凹倒扣图 图 护耳内凹图 注塑机型号的确定 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，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此 ，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。 长沙学院毕业设计 (论文 ) 9 有关塑件的计算 （ 1）注射量的计算 经过 塑件造型分析得： 塑V = （ cm179。 ） 塑 = （ g/ mm179。 ） 塑m =p 塑V == (g) 模具所需塑料熔体的质量 ： 21 mnmm  m—一副模具所需塑料熔体的质量或体积（ g 或 cm3）； n— 初步选定的型腔数量。 m1— 单个塑件的质量或体积（ g 或 cm3）； m2— 浇注系统的质量或体积（ g 或 cm3）； （ 2）浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统凝料在设计之前是个未知数，但可以根据经验按照体积的 —1 倍来估算。 由于本次流道采用简单并且较短，因此浇注系统的凝料可以取 倍来估算，故一 次注入模具行腔的塑料熔料的总体积为： nnmm  ）（或）（ 塑总塑总 一般型腔数目的确定根据注射机的注射量，即零件用料量在 20%～ 80%之间。 采用多型腔设计在一定程度上可以提高生产率，降低工人的劳动强度，减少生产周期。 但考虑到此模具结构复杂，多侧抽芯，需要在开模后工人进行大量的工作，因此开模时间进一步拉长，故本模具应采用一模两腔设计，不适合多腔结构。 注射量也符合注射机使用规定。 求得 总V =2= 总m =2=。 注射机的选定 根据第二步，计算得出一次注入模具行腔的塑料的体积为 3cm ，这注射机的公称注射量为：  总公 根据塑件的体积大约为 3cm 初步选定用可选 SZ160/1000 卧式 注射机。 SZ160/1000 型注塑机的主要工艺参数见表 22 所示： 长沙学院毕业设计 (论文 ) 10 表 22 注塑机的主要参数 理论注射容积 (cm179。 ） 160 螺杆直径 (mm) 40 注射压力 (MPa) 150 注射速率 (g/s) 105 塑化能力 (g/s) 45 螺杆转速 (r/min) 0—220 锁模力 (kN) 1000 拉杆间距 (mm) 345345 移模行程 (mm) 325 模具最大厚度 (mm) 300 模具最小厚度 (mm) 200 锁模形式 液压 模具定位孔直径 (mm) 100 喷嘴球半径 (mm) 10 喷嘴口孔径 (mm) 3 顶出行程 (mm) 100 注射机及参数量的校核 注射量的校核 注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。 在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 V = nVz + Vj 或 M = nmz + mj 式中 V（ m） ——一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量 (cm179。 或 g）； n ——型腔数目 Vz（ mz） ——单个塑件的容量或质量 (cm179。 或 g）。 Vj（ mj） ——浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量 (cm179。 或 g）。 故应使 nVz + Vj ≤ 公 或 nmz + mj ≤ 公m 式中 长沙学院毕业设计 (论文 ) 11 Vg（ mg） ——注射机额定注射量 (cm179。 或 g）。 根据 容积计算 nVz + Vj = 3cm ≤ 公V 可见注射机的注射量符合要求 型腔数量的确定和校核 型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。 可根据注射机的最大注射量确定型腔数 n 12m mKm Nn  式中 K——注射机的最大注射量的得用系数，一般取 ； Nm ——注射机允许的最大注射量； m 2——浇注系统所需塑料的质量或体积（ g 或 cm179。 ）； m 1——单个塑件的质量或体积（ g 或 cm179。 ）。 所以需要 0. 8 160 1. 04 3. 47 1. 0429. 4     n=2 符合要求 注射压力校核 查表可得 ABS 料所需的注射压力为 80110MPa,这里取 Mpap 900  ，该注射机的公称压力为 Mpap 122公 注塑压力的安全系数 1k =—，这里取 1k =，则： p0 1k =90=117＜ 公p =150 上式成立，注塑机注射压力合格。 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。 如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。 因此，设计注射模时必须满足下面关系： nA1 + A2 ﹤ A 式中 A——注射机允许使用的最大成型面积 (mm2） 其他符号意义同 前。 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注 长沙学院毕业设计 (论文 ) 12 系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： (nA1 + A2)p ﹤ F 式中符号意义同前。 （ 1）塑件在分型面上的投影面积 由 pro/e 软件分析，塑件在分型面上的投影面积 塑A = 2mm （ 2）浇注系统在分型面上的投影面积 浇注系统在分型面上的投影面积，既是流道凝料在分型面上的投影面积 浇A ，它是塑A 的 — 倍。 由于本流道设计简单，分流道较短，因此流道投影面积可以适当取小一些。 取 浇A = 塑A。 （ 3）塑件和浇注系统在分型面上的投影 总A 2mm 总A =n( 塑A + 塑A )=2()= 2mm （ 4）模具内的胀型力为 模总胀 pAF  =35KN = 式中 模p 是型腔内平均计算压力值。 通常取注射压力的 20%—40%，大概范围25—50Mpa，这里取 35Mpa 查表 22 得 锁F =1000kN,锁模力的安全系数 2k =—，这里取 2k = 则： 2 F 66 8 80 4 FkF     胀 胀 锁 所以注塑机锁模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等模架选定，结构 尺寸确定后方可以进行。 浇注系统的设计 浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。 浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。 浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影响。 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。 一、浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。 对浇注 系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则： ① 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。 长沙学院毕业设计 (论文 ) 13 ② 采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。 ③ 浇注系统的设计应有利于良好的排气。 ④ 防止型芯变形和嵌件位移。 ⑤ 便于修整浇口以保证塑件外观质量。 ⑥ 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。 ⑦ 流动距离比和流动面积比的校核。 主流道的设计 主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，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。 在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型 面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为 2176。 ～ 6176。 主流道的尺寸 （ 1） 主流道小端直径 主 = 注射机喷嘴直径 + ～ 1 d =(3 +)mm=。