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保溫杯塑料模設(shè)計(jì) 作者姓名 張玉改班級(jí) 機(jī)教031班指導(dǎo)老師 劉法治 摘要 塑料成型加工是將塑料原料轉(zhuǎn)變?yōu)橹破返年P(guān)鍵環(huán)節(jié) 塑料成型加工及其模具技術(shù)是一門(mén)不斷發(fā)展的綜合學(xué)科 不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高 成型設(shè)備的革新 成型工藝的成熟而進(jìn)步 而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展 本設(shè)計(jì)制件的材料采用聚苯乙烯 GPPS 它屬于熱塑性塑料 GPPS有極優(yōu)秀的機(jī)械性能 透光性 耐熱性 可塑模性和著色性 本制件應(yīng)用注射成型技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了高精度 高復(fù)雜性 高一致性 高生產(chǎn)效率和低消耗 技術(shù)路線 制件分析 制件的材料采用聚苯乙烯 GPPS 屬于熱塑性塑料 其分子量高達(dá)200 000 300 000 如此高的分子量提高了它的抗沖擊性能 它的透明度可以與PMMA相媲美 GPPS有極優(yōu)秀的機(jī)械性能 透光性 耐熱性 可塑模性和著色性它在加熱時(shí)軟化以至流動(dòng) 冷卻時(shí)卻固化定型 這種過(guò)程是可逆的 可以反復(fù)進(jìn)行 此外 它的可加工性和優(yōu)秀的機(jī)械性能使其適用范圍非常廣泛 透明度 雜質(zhì)含量 分子量是決定該材料性能和等級(jí)判定的重要因素 從零件圖上看 尺寸精度中等偏上 對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證 從零件壁厚來(lái)看 壁厚差為0 4mm 較均勻 有利于零件的成型 該零件的表面質(zhì)量除要求沒(méi)有缺陷 毛刺 內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外 沒(méi)有其他特殊要求 所以比較容易實(shí)現(xiàn) 計(jì)算制件的體積和質(zhì)量 使用Pro E軟件畫(huà)出保溫杯三維實(shí)體圖 自動(dòng)計(jì)算出制件體積V 125cm3 查手冊(cè)得到聚苯乙烯 GPPS 密度P 1 04g 3 即得到制件的質(zhì)量為130g 1 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu) 考慮注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況 初步選用注射機(jī)為上海橡塑機(jī)廠的XS ZY 500立式注塑機(jī) 其主要技術(shù)參數(shù)查表如下 注射壓力145MPa合模力500KN注射行程200mm最大開(kāi)合模行程500mm模具最大厚度450mm模具最小厚度300mm動(dòng)定模固定板尺寸700mm 850mm注射方式螺桿式噴嘴球半徑R 12mm噴嘴口直徑D 4mm 制件注射成型工藝參數(shù) 干燥處理 如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理熔化溫度 200 275 注意不要超過(guò)275 模具溫度 60 80 建議使用50 結(jié)晶程度主要由模具溫度決定 注射壓力 可達(dá)到1800bar 注射速度 使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小 成型時(shí)間 20s 50s 高壓時(shí)間 0s 3s 冷卻時(shí)間 20s 90s 總周期 50s 160s 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔數(shù)目的確定 一模二腔型腔的排列方式分型面的選擇 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì)包括主流道設(shè)計(jì) 冷料井設(shè)計(jì)和分流道設(shè)計(jì)三部分 主流道 其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其錐角可取2 6 流道壁表面粗糙度取Ra 0 4 m 且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光 主流道始端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)噴嘴球半徑R1大1 2mm 球面凹坑深度3 5mm 主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0 5 1mm 一般d 2 5 5mm 主流道末端呈圓弧狀過(guò)渡 圓角半徑r 1 3mm 主流道長(zhǎng)度L以小于60mm為佳 最長(zhǎng)不宜超過(guò)95mm 主流道常開(kāi)設(shè)在可拆卸的主流道襯套上 分流道 為便于機(jī)械加工以及冷凝料脫模 分流道設(shè)置在分型面上分流道截面形狀可以為圓形 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)參數(shù)由公式 Li Ti校核流動(dòng)比 4 式中 流動(dòng)距離比 Li 模具中各段料流通道及各段模腔的長(zhǎng)度 mm Ti 模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度 mm 因?yàn)榱鲃?dòng)比的因素主要是塑料的流動(dòng)性 GPPS為中等 部分塑料的流動(dòng)比為 5 300 260 所以 排氣槽的作用主要有兩點(diǎn) 一是在注射熔融物料時(shí) 排除模腔內(nèi)的空氣 二是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 盡可能使冷卻孔至型腔表面的距離相等 加強(qiáng)澆口出的冷卻 降低冷卻介質(zhì)出 入的溫度差 合理考慮冷卻管道的排列形式 合理確定冷卻水管的接頭位 要盡量避免與模具結(jié)構(gòu)中其他部分產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 由于制件的平均壁厚為4mm 制件尺寸比較大 而且為了加工的方便和清理 所以定注水孔的的直徑為10mm 成型零件設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模用于成型制件的外表面 又稱(chēng)陰模 型腔 按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式 整體嵌入式 底部鑲嵌式 局部鑲嵌式和四壁拼合式5種 凹模采用整體式方便加工 及表面精度 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體嵌入式型芯 適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中 此處采用整體嵌入式型芯 成型零件尺寸計(jì)算塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān) 通常按平均收縮率計(jì)算 GPPS的收縮率為0 2 0 8 即平均收縮率 6 1 型腔徑向尺寸 mm 2 型芯徑向尺寸 mm 4 型腔深度尺寸 mm 3 型芯高度尺寸 mm 模架的選用 根據(jù)以上分析 計(jì)算以及型腔尺寸位置尺寸可以確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向 定位機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件 主要有合模導(dǎo)向裝置和錐面定位兩種形式 由于制件通常留在動(dòng)模 所以為了便于脫模 導(dǎo)柱通常安裝在定模 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中 制件必須從模具型腔中取出 完成取出制件動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱(chēng)我脫模機(jī)構(gòu) 或頂出機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作包括脫出 取出兩個(gè)動(dòng)作 即首先將制件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動(dòng)分離 稱(chēng)為脫出 然后把制件和澆注系統(tǒng)凝料等從模內(nèi)取出 要求在開(kāi)模過(guò)程中塑件留在動(dòng)模一側(cè) 以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè) 從而簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 注射機(jī)校核 注射量 鎖模力 注射力 模具的厚度的校核 由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上技術(shù)參數(shù)及計(jì)算等因素選用的 所以注射量 鎖模力 注射力 模具的厚度的校核 已基本符合注射機(jī)的要求 必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)的需要和經(jīng)濟(jì)作出相應(yīng)的調(diào)整 開(kāi)模行程的校核 開(kāi)模取出制件所需開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程 謝謝