飞机用小制件注塑模具毕业设计(编辑修改稿)

飞机用小制件注塑模具毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。 ③水、无机盐、碱、酸对 ABS 几乎无影响。 ④尺寸稳定，易于成型和机械加工，与 372 有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。 成型性能： ①无定型塑料，其品 种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。 ②吸湿性强，含水量应小于 ％，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 ③流动性中等，溢边料 左右（流动性比聚苯乙烯、 AS 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 ④比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。 料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250 176。 C 左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取 50—— 60 176。 C，要求光泽及耐热型料宜取 60—— 80 176。 C。 注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180—— 230 176。 C，注射压力为 100—— 140 MPa，螺杆式注塑机则取 160——220 176。 C， 70—— 100 MPa 为宜。 飞机用小塑件注塑模具设计 3 ⑤易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。 摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。 ⑥ ABS 在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取 1 176。 以上。 ⑦在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响 极小。 ABS 主要技术指标 ： 表 11 热物理性能 密度 (g/ cm179。 ) — 1． 05 比热容 (J kg1K1) 1255— 1674 导热系数 (W m1 K1 102) — 线膨胀系数 (105K1) — 滞流温度 (176。 C) 130 表 12 力学性能 屈服强度（ MPa） 50 抗拉强度 (MPa) 38 断裂伸长率 (﹪ ) 35 拉伸弹性模量 (GPa) 抗弯强度 (MPa) 80 弯曲弹性模量 (GPa) 抗压强度 (MPa) 53 抗剪强度 (MPa) 24 冲击韧度 (简支梁式 ) 无缺口 261 布氏硬度 缺 口 11 表 13 电气性能 表面电阻率（ Ω ） 1013 体积电阻率（ Ω m） 1014 击穿电压（ KV/mm） \ 介电常数（ 106Hz） 介电损耗角正切（ 106Hz） 耐电弧性 (s) 50— 85 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为 70176。 C 左右热 变形温度约为 93176。 C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。 陕西科技大学毕业设计说明书 4 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。 塑件的工艺分析、确定方案 塑件的尺寸 塑件的尺寸取决 于塑料的流动性。 在一定的设备和工艺条件下，流动性好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件尺寸较小。 塑件外形尺寸还受成型设备的限制。 从能源、模具制造成本和成型工艺条件出发，只要能满足塑件的使用要求，应将塑件设计得尽量紧凑、尺寸小巧一些。 塑件的尺寸精度 影响塑件尺寸精度的因素很多，一般认为，其中的模具制造误差、塑料的收缩率的波动引起的误差以及由模具的磨损、变形、热膨胀造成的误差各占塑件尺寸误差的 1/3。 实际上，对于小尺寸的塑件，模具制造误差对塑件尺寸的影响大一些；而对于大尺寸的塑件，收速率波动引起的误差则是影响塑件尺寸精度的主要因素。 在此零件中，因为塑料尺寸较小，大多数部位都采用薄片形式，厚度仅为 ，而高度大多数为 11～ 15mm（各别部分除外），因此影响零件尺寸精度的因素主要有是模具原因和塑料原因。 模具加工的精度，对零件尺寸影响最大， 模具精度高，零件的尺寸保持就好，相反，模具精度低，模具局部尺寸就不易保持。 模具结构形式和基本结构也是模具影响塑料件尺寸精度的重要原因。 塑料件个部分之间尺寸不是很大，有的部分甚至直接相连，因此模具的型芯不适合采用分开的拼装式结构，而采用型芯的整体成型方法，这就有会反馈到模具的加工精度的问题上。 整体加工为了保证其经济性和适用性，目前大多数采用数控中心自动加工或利用电极进行电蚀加工。 两种方法中，各部分之间的配合公差和共同基准的选择，都较拼装式的型腔有了提高。 塑料的因素也是影响塑件尺寸精度的重要原因。 聚甲醛的收缩率 比较大，特别是在塑料凝固时，收缩率可达到2%～ 3%。 但由于此塑料件的大多数尺寸都比较小，因此塑料的原因不是特别明显。 只要保证模具成型部分尺寸的均匀性，使塑件收缩时均匀进行，可以保证其较小的变形率。 还有几个次要原因，即和成型工艺有关的原因和和成型后时效有关的原因。 例如由于成型条件变化造成的收缩率的波动、脱模顶出时的塑料变形、弹性恢复、残余应力、残余变形引起的变化等，由于对于此零件来说，其影响不是很大，因此可以此要考虑。 在成型工艺设计中，只要保证零件顶出力均匀，在冷却适当时才进行脱模，就可以忽略此种原 因产生的影响。 介于以上的这些和塑件的基本要求（ GB/T14486—— 1993）取塑件的尺寸精度为 6级。 注射成型塑件的表面粗糙度通常为 ～ ，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的 1/2，即 ～。 飞机用小塑件注塑模具设计 5 脱模斜度 由于塑料冷却后，产生收缩，会使塑件紧紧包住模具型芯或模具型腔中凸出的部分，为了使塑件易于从模具中脱出，并且避免脱模时拉伤或擦伤塑件，因此，在设计塑件时必须考虑到塑件内外表面沿脱模方向均应有足够的脱模斜度。 经查表得出， ABS 的拔模斜度为 40′ ～ 1176。 30′ ，经思考后，模具用脱模斜度为 1176。 因为塑料件的很多板，有的地方径向方向很大，采用大的脱模斜度会使零件突出部位根部过于庞大（尽管只有 2度），不符合成品零件的尺寸要求，因此选用 1176。 的脱模斜度。 并且有些特别高或薄的地方不考虑脱模斜度。 这就给脱模带来了困难，要把握好脱模时间和温度，在塑料 件冷却产生的收缩力还不够大的时候便进行脱模，且脱模温度不能过高 ， 而使塑料件变形 陕西科技大学毕业设计说明书 6 3 模具结构形式的拟定 塑件结构分析 图 塑料 零件图 本产品零件为 飞机用小制件 ，其上存在各式各样的结构。 既有 很 薄的凸台板，又有圆形 的凸台；既有凹进的插槽，又有 侧向抽芯圆锥形 凸型芯。 这些特异的结构，给模具设计带来了难度。 相对应的，模具需要做出适当的机构来成型这些结构。 但另一方面，零件属于中型零件，对应它的成型部件相对应好加工一些。 适用的标准件也多了一些。 由于零件采用收缩率比较大的 ABS 做原料，因此在制作模具时应考虑到拔模斜度的问题。 由上一章中所论述的拔模斜度可知，本零件在必要的部位选用了 1 度的拔模斜度，尺寸较小的部分由于收缩有限且难以控制拔模后的 尺寸精度，故省去了拔模斜度。 确定模具结构方案 型腔数量及排列方式的确定 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。 该塑件对精度要求不高，为低精度塑件，再依据塑件的大小，采用一模两腔的模具结构。 型腔的排列方式如下图： 飞机用小塑件注塑模具设计 7 图 行腔排列方式 模具结构形式的确定 ：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 ：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 该塑件 外观质量要求不高，是尺寸精度要求较低的小型塑件，因此可采用多型腔单分型面的设计。 从塑件上容易看出模具的分型面位置、摧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。 最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。 这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便， 该浇口相对于分流道来说尺寸比较小，属于小浇口的一种，侧浇口有矩形或者接近矩形的断面形状，其优点便于机械加工，容易保证加工精度，而且在试模的过程之中容易修模，适用于各种塑料，其最大的特点是可以在调整充模时剪切速率和浇口封闭时间。 第二中是点浇口，在塑料通过点浇口的时候，塑料会因为摩擦生热而提高提升料温的作用，因为点浇口适用于表观粘度对剪切速率敏感的塑料熔体和塑料粘度较低的塑料熔体。 如果采用点浇口的时候，模具必须采用三板式模具，所以根据塑件的形式，此塑件必须采用侧边进胶所以。 综上：在本次设计中采用侧浇口形式 陕西科技大学毕业设计说明书 8 4 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。 注射机的选择 注射机初步选择 应用 Pro/E 分析制件参数如下： 经计算该零件的体积 = 3cm 比重 : 克 /立方厘米 质量： 浇注系统塑料重量：如下图 一模两腔 ABS 的分流道断面直径 d=～ ABS 成型收缩率（ ～ ） V塑 ≈ 5283mm179。 = cm179。 塑件的质量根据 m塑 =ρ V，查相关资料得到 ABS 的密度ρ =（ ～ ） /cm179。 ,现取ρ=179。 ,代入数据计算得到 : m塑 = = (2)浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在模具结构没有确定之前是无法确定的，但是可以根据经验按塑件体积 ～ 1 倍来估算，取 倍计算。 因此，一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为： V总 =V塑 (1+) 2=179。 飞机用小塑件注塑模具设计 9 （ 3）选择注射机： 未限定设备时，注射机额定注射量 GB， 每次注射量不得超过最大注射量的 80%，即： GB ＞ (Gj+ Gs)/ A……………………………………...…(21) 式中： GB—— 注射机额定注射量（ g） Gj—— 浇注系统质量（ g） Gs—— 塑件质量（ g） A—— 注射系数，取 ， 浇注系统的质量： 由公式得： BnG GG  n —— 型腔数 jG —— 浇注系统（ g） sG —— 塑件质量（ g） BG —— 注射机额定注射量（ g） 计算结果得 BG =22g 从计算结果，并根据塑料注射技术规格，表格 (表 663)选用注射机 XSZS22 型号 注射机的主要参数 表 XSZS22 注射机的主要工艺参数 表 41 注塑机型号 型号项目 单位 SXZS22 额定注射量 cm3 30 . 20 螺杆（柱塞）直径 mm 25 2. 20 2 注射压力 MPa 75 . 117 注射行程 mm 130 注射时间 s 注射方式 双柱塞 合模力 kN 250 最大成型面积 c ㎡ 90 模具最大厚度 mm 180 陕西科技大学毕业设计说明书 10 最大开（合）模行程 mm 160 模具最小厚度 mm 60 动、定模固定板尺寸 mm 250280 拉杆空间 mm 235235 合模方式 液压 机械 定位圈尺 寸 mm 顶出形式 中心顶出 顶杆中心距 mm 70 机器外形尺寸 mmmmmm 23408501460 注射机及型腔数量的校核 制件的相关计算 用 proe 软件课分析得： ①、主流道的体积约为： V(cm179。 ) = ②、分流道与浇口的体积约为： V(cm179。 ) = ③、该模具总共需填充塑件的体积约为： V(cm179。 ) =2 ++=30g 注射机及参数的校核 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。