塑料模设计课设

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1、一 、 塑 料 的 工 艺 性 设 计(1)、 注 塑 模 工 艺干 燥 处 理 ： 如 果 储 存 适 当 则 不 需 要 干 燥 处 理 。熔 化 温 度 ： 220275 ， 注 意 不 要 超 过 275 。模 具 温 度 ： 4080 ， 建 议 使 用 50 。 结 晶 程 度 主 要 由 模 具 温度 决 定 。注 射 压 力 ： 可 大 到 1800bar。注 射 速 度 ： 通 常 ， 使 用 高 速 注 塑 可 以 使 内 部 压 力 减 小 到 最 小 。 如 果制 品 表 面 出 现 了 缺 陷 ， 那 么 应 使 用 较 高 温 度 下 的 低 速 注 塑 。流 道

2、和 浇 口 ： 对 于 冷 流 道 ， 典 型 的 流 道 直 径 范 围 是47mm。 建 议 使 用 通 体 为 圆 形 的 注 入 口 和 流 道 。 所 有 类 型 的 浇 口 都可 以 使 用 。 典 型 的 浇 口 直 径 范 围 是 11.5mm， 但 也 可 以 使 用小 到 0.7mm 的 浇 口 。 对 于 边 缘 浇 口 ， 最 小 的 浇 口 深 度 应 为 壁 厚 的一 半 ； 最 小 的 浇 口 宽 度 应 至 少 为 壁 厚 的 两 倍 。 PP 材 料 完 全 可以 使 用 热 流 道 系 统 。成 型 时 间 ： 注 射 时 间 20s60s高 压 时 间 0

3、s3s冷 却 时 间 20s90s总 周 期 50s160s(2)、 化 学 和 物 理 特 性PP 是 一 种 半 结 晶 性 材 料 。 它 比 PE 要 更 坚 硬 并 且 有 更 高 的 熔 点 。由 于 均 聚 物 型 的 PP 温 度 高 于 0 以 上 时 非 常 脆 ， 因 此 许 多 商 业的 PP 材 料 是 加 入 14%乙 烯 的 无 规 则 共 聚 物 或 更 高 比 率 乙 烯 含量 的 钳 段 式 共 聚 物 。 共 聚 物 型 的 PP 材 料 有 较 低 的 热 扭 曲 温 度（ 100 ） 、 低 透 明 度 、 低 光 泽 度 、 低 刚 性 ， 但 是

4、有 更 强 的 抗 冲 击 强度 。 PP 的 强 度 随 着 乙 烯 含 量 的 增 加 而 增 大 。 PP 的 维 卡 软 化温 度 为 150 。 由 于 结 晶 度 较 高 ， 这 种 材 料 的 表 面 刚 度 和 抗 划 痕 特性 很 好 。 PP 不 存 在 环 境 应 力 开 裂 问 题 。 通 常 ， 采 用 加 入 玻 璃 纤 维 、金 属 添 加 剂 或 热 塑 橡 胶 的 方 法 对 PP 进 行 改 性 。 PP 的 流 动 率MFR 范 围 在 140。 低 MFR 的 PP 材 料 抗 冲 击 特 性 较 好 但 延 展强 度 较 低 。 对 于 相 同 MFR

5、 的 材 料 ， 共 聚 物 型 的 强 度 比 均 聚 物 型的 要 高 。 由 于 结 晶 ， PP 的 收 缩 率 相 当 高 ， 一 般 为1.82.5%。 并 且 收 缩 率 的 方 向 均 匀 性 比 PE-HD 等 材 料 要 好 得多 。 加 入 30%的 玻 璃 添 加 剂 可 以 使 收 缩 率 降 到 0.7%。 均 聚物 型 和 共 聚 物 型 的 PP 材 料 都 具 有 优 良 的 抗 吸 湿 性 、 抗 酸 碱 腐 蚀性 、 抗 溶 解 性 。 然 而 ， 它 对 芳 香 烃 （ 如 苯 ） 溶 剂 、 氯 化 烃 （ 四 氯 化碳 ） 溶 剂 等 没 有 抵 抗

6、 力 。 PP 也 不 象 PE 那 样 在 高 温 下 仍 具 有 抗氧 化 性 。(3)、 塑 件 的 尺 寸 与 公 差1、 塑 件 的 尺 寸塑 件 尺 寸 的 大 小 受 制 于 以 下 因 素 ：a) 取 决 于 用 户 的 使 用 要 求 。b) 受 制 于 塑 件 的 流 动 性 。c) 受 制 于 塑 料 熔 体 在 流 动 充 填 过 程 中 所 受 到 的 结 构 阻 力 。2、 塑 件 尺 寸 公 差 标 准a) 影 响 塑 件 尺 寸 精 度 的 因 素 主 要 有 ： 塑 料 材 料 的 收 缩 率及 其 波 动 。b) 塑 件 结 构 的 复 杂 程 度 。c)

7、模 具 因 素 （ 含 模 具 制 造 、 模 具 磨 损 及 寿 命 、 模 具 的 装配 、 模 具 的 合 模 及 模 具 设 计 的 不 合 理 所 可 能 带 来 的 形 位 误 差 等 ） 。d) 成 型 工 艺 因 素 （ 模 塑 成 型 的 温 度 T、 压 力 p、时 间 t 及 取 向 、 结 晶 、 成 型 后 处 理 等 ） 。e) 成 型 设 备 的 控 制 精 度 等 。其 中 ， 塑 件 尺 寸 精 度 主 要 取 决 于 塑 料 收 缩 率 的 波 动 及 模 具 制 造 误差 。题 中 没 有 公 差 值 ， 则 我 们 按 未 注 公 差 的 尺 寸 许 偏

8、 差 计 算 ， 查 表 取MT5。3、 塑 件 的 表 面 质 量塑 件 的 表 面 质 量 包 括 塑 件 缺 陷 、 表 面 光 泽 性 与 表 面 粗 糙 度 ， 其 与模 塑 成 型 工 艺 、 塑 料 的 品 种 、 模 具 成 型 零 件 的 表 面 粗 糙 度 、 模 具 的磨 损 程 度 等 相 关 。模 具 型 腔 的 表 面 粗 糙 度 通 常 应 比 塑 件 对 应 部 位 的 表 面 粗 糙 度 在 数值 上 要 低 1-2 级 。二 、 注 射 成 型 机 的 选 择估 算 V 塑 =58.5g制 品 的 正 面 投 影 面 积 S=103.81cm2V 公 =82

9、cm3注 射 机 为 上 海 橡 塑 机 厂 的 XS-ZY-500 卧 试 注 塑 机 。 查 表 注射 压 力 为 104MPa， 合 模 力 为 350104N， 注 射 方 式 为 螺 杆 式 ，喷 嘴 球 半 径 R 为 18mm， 喷 嘴 口 直 径 为 7.5mm（ 一 般 工 厂 的塑 胶 部 都 拥 有 从 小 到 大 各 种 型 号 的 注 射 机 。 中 等 型 号 的 占 大 部 分 ，小 型 和 大 型 的 只 占 一 小 部 分 。 所 以 我 们 不 必 过 多 的 考 虑 注 射 机 型 号 。具 体 到 这 套 模 具 ） 。三 、 型 腔 布 局 与 分 型

10、 面 设 计(1)、 型 腔 数 目 的 确 定型 腔 数 目 的 确 定 ， 应 根 据 塑 件 的 几 何 形 状 及 尺 寸 、 质 量 、 批 量大 小 、 交 货 长 短 、 注 射 能 力 、 模 具 成 本 等 要 求 来 综 合 考 虑 。根 据 注 射 机 的 额 定 锁 模 力 F 的 要 求 来 确 定 型 腔 数 目 n ，即n 式 中 F注 射 机 额 定 锁 模力 （ N）P型 腔 内 塑 料 熔 体 的 平 均 压 力 （ MPa）A1、 A2分 别 为 浇 注 系 统 和 单 个 塑 件 在 模 具 分 型 面 上 的 投影 面 积 （ mm2）大 多 数 小

11、型 件 常 用 多 型 腔 注 射 模 ， 面 高 精 度 塑 件 的 型 腔 数 原 则 上 不超 过 4 个 ， 生 产 中 如 果 交 货 允 许 ， 我 们 根 据 上 述 公 式 估 算 ， 采 用 一模 二 腔 。(2)、 型 腔 的 布 局考 虑 到 模 具 成 型 零 件 和 抽 芯 结 构 以 及 出 模 方 式 的 设 计 ， 模 具 的型 腔 排 列 方 式 如 下 图 所 示 ：图 （ 1）(3)、 分 型 面 的 设 计分 型 面 位 置 选 择 的 总 体 原 则 ， 是 能 保 证 塑 件 的 质 量 、 便 于 塑件 脱 模 及 简 化 模 具 的 结 构 ，

12、分 型 面 受 到 塑 件 在 模 具 中 的 成 型 位 置 、浇 注 系 统 设 计 、 塑 件 的 结 构 工 艺 性 及 精 度 、 嵌 件 位 置 形 状 以 及 推 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 比 较 具 体 可 以 从 以 下 方 面 进 行 选 择 。a) 分 型 面 应 选 在 塑 件 外 形 最 大 轮 廓 处 。b) 便 于 塑 件 顺 利 脱 模 ， 尽 量 使 塑 件 开 模 时 留 在 动 模 一 边 。c) 保 证 塑 件 的 精 度 要

13、 求 。d) 满 足 塑 件 的 外 观 质 量 要 求 。e) 便 于 模 具 加 工 制 造 。f) 对 成 型 面 积 的 影 响 。g) 对 排 气 效 果 的 影 响 。h) 对 侧 向 抽 芯 的 影 响 。图 （ 2）四 、 浇 注 系 统 设 计(1)、 主 流 道 设 计主 流 道 是 一 端 与 注 射 机 喷 嘴 相 接 触 ， 可 看 作 是 喷 嘴 的 通 道 在 模 具中 的 延 续 ， 另 一 端 与 分 流 道 相 连 的 一 段 带 有 锥 度 的 流 动 通 道 。 形 状结 构 如 图 (3)所 示 ， 其 设 计 要 点 ： 图 （ 3）a) 主 流 道

14、 设 计 成 圆 锥 形 ， 其 锥 角 可 取 26，流 道 壁 表 面 粗 糙 度 取 Ra=0.63 m， 且 加 工 时 应 沿 道 轴向 抛 光 。b) 主 流 道 如 端 凹 坑 球 面 半 径 R2 比 注 射 机 的 、 喷嘴 球 半 径 R1 大 12 mm； 球 面 凹 坑 深 度 35mm； 主 流道 始 端 入 口 直 径 d 比 注 射 机 的 喷 嘴 孔 直 径 大0.51mm； 一 般 d=2.55mm。c) 主 流 道 末 端 呈 圆 无 须 过 渡 ， 圆 角 半 径r=13mm。d) 主 流 道 长 度 L 以 小 于 60mm 为 佳 ， 最 长 不 宜超

15、 过 95mm。e) 主 流 道 常 开 设 在 可 拆 卸 的 主 流 道 衬 套 上 ； 其 材 料常 用 T8A， 热 处 理 淬 火 后 硬 度 5357HRC。(2)、 主 流 道 衬 套 的 固 定因 为 采 用 的 有 托 唧 咀 ， 所 以 用 定 位 圈 配 合 固 定 在 模 具 的 面 板 上 。定 位 圈 也 是 标 准 件 ， 外 径 为 150mm， 内 径 31.5mm。具 体 固 定 形 式 如 图 (4)所 示 ：图 （ 4）(3)、 分 流 道 的 设 计a) 分 流 道 是 脱 浇 板 下 水 平 的 流 道 。 为 了 便 于 加 工 及凝 料 脱 模 ， 分 流 道 大 多 设 置 在 分 型 面 上 ， 分 流 道 截 面形 状 一 般 为 圆 形 梯 形 U 形 半 圆 形 及 矩 形 等 ， 工 程 设计 中 常 采 用 梯 形 截 面 加 工 工 艺 性 好 ， 且 塑 料 熔 体 的 热量 散 失 流 动 阻 力 均 不 大 ， 一 般 采 用 下 面 的 经 验 公 式 可确 定 其 截 面 尺 寸 ：（ 式 1）（ 式2）式 中 B 梯 形