模具毕业设计82模具冰箱调温按钮塑模设计Word格式.docx
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表2—1PSH-GN-095-06树脂性能参数表
项目
参数值
相对密度
吸水性%
收缩率%
比体积率%
拉伸屈服强度Mpa
冲击韧性KJ•m-2
1.05
0.04
0.7
0.95
48
20.6
拉伸弹性模量Mpa
马丁耐热温度℃
热变形温度(1.82MPa)℃
体积电阻率Ω•cm
熔点℃
软化温度℃
2.8×
103
52
92
1016
165
120
PS中文名:
聚苯乙烯
英文名:
Polystyrene
2.1、基本特性
聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。
聚苯乙烯无色透明、无毒无味,落地时发出清脆的金属声,密度为1.054g/cm³
。
聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。
相对分子质量越大,机械强度起高。
聚苯乙烯有优良的电性能(尤其是高频绝缘性能)和一定的化学稳定性。
能耐碱、硫酸、磷酸、10﹪~30﹪的盐酸、稀醋酸及其他有机酸,但不耐硝酸及氧化剂的作用。
对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。
能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。
聚苯乙烯的着色性能优良,能染成各种鲜艳的色彩。
但耐热性低,热变形温度一般在70~98oC,只能
在不高的温度下使用。
质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此限制了它在工程上的应用。
近几十年来,发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点,又保留了它的优点,从而扩大了它的用途。
2.2、成型特性:
1.无定形料,吸湿性小,不易分解,性脆易裂,热膨胀系数大,易产生内应力
2.流动性较好,溢边值0.03mm左右,防止出飞边。
3.塑件壁厚应均匀,不宜有嵌件,(如有嵌件应预热),缺口,尖角,各面应圆滑连接
4.可用螺杆或柱塞式注射机加工,喷嘴可用直通式或自锁式。
5.宜用高料温,模温、高注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形(尤其对厚壁塑件),但料温高易出银丝,料温低或脱模剂多则透明性差。
6.可采用各种形式浇口,浇口与塑件应圆弧连接,防止去除浇口时损坏塑件,脱模斜度宜取2度以上,顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形,可用热浇道结构。
2.3、综合性能:
热变形温度:
65oC----96oC
屈服强度:
35~63MPa
抗拉强度:
断裂伸长率1.0%
拉伸弹性模量:
2.8~3.5GPa
抗弯强度:
61~98MPa
抗压强度:
80~112MPa
2.4、PS的成形条件:
注射机类型:
螺杆式
预热:
温度60~75oC
时间2h
料筒温度:
前段170~190oC
后段140~160oC
模具温度:
32~65oC
成形时间:
注射时间15~45s
高压时间0~3s
冷却时间15~60s
总周期40~120s
注射压力:
60~110Mpa
螺杆转速:
48(r/min)
参照树脂性能对照产品性能与使用要求可知,PSH-GN-095-06能满足要求,故除加增强剂外不需加其它助剂配方,即可生产产品。
三、工艺参数的确定
3.1、注射量计算
根据一次注射出的产品和浇注系统的体积进行计算
V实=6(V塑+V分)+V主
V塑=¼
πd1²
×
2+¼
π(d2²
-d3²
)×
1+¼
πd2²
0.5
=¼
π(13.5)²
π(10²
-6²
π10²
=316㎜³
V分=π×
(d/2)²
h=3.14×
4×
10=12.56㎜³
V主=⅓πh(r²
+Rr+R²
)=⅓π×
35(1.75²
+1.75×
3+3²
)=634.2
V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56㎜³
=2.966㎝³
3.2、锁模力计算:
根据[3]:
F=KPA
根据PS的流动性和模具结构特点选取K=0.6;
注射压力考虑采用多型腔注射,压力应高些,取P=60MPa/cm2。
A表示表示成型面积
A的计算:
A=¼
πd²
=0.25×
13.5²
=1.4316cm2
F=KPA=0.6×
60×
1.4316=51.696KN
3.3、保压时间的计算:
T保=0.3(S+2S2)=0.3×
(2+2×
32)=3s
3.4、冷却时间的计算:
T冷=[S²
/π²
k]×
in[8(Ts-Tm)/π(TE-Tm)]=3s
3.5、塑化时间的计算:
T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23s
Ts—成型温度[5]Tm—模具温度
TE—脱模温度α—热扩散系数(㎡/h),取3.2×
1
表3—1注射工艺控制参数
控制部位
控制参数
备注
温度(℃)
干燥
60
[5]P237附D
料筒后段
150±
5
料筒中段
180±
料筒前段
160±
喷嘴
模具
60±
压力(Map)
塑化背压
<
20
注射压力
保压压力
30~40
锁模力(吨)
时间(秒)
干燥时间
2h
注射时间
0.2
保压时间
3
冷却时间
开合模时间
成型周期
12
四、设备的选择
4.1、注射机的选择
(1)注射量的确定
由工艺参数的确定中已知一次注射量为2.4cm3
射机的公称注射量Q为:
Q=2.4×
1.2=2.88cm3
取注射机的公称注射量为~~3cm3
(2)锁模力的计算
由工艺参数的确定中已知为(0.6)吨,成型面积为(1.4316)cm2
(3)所需注射机台数的计算
由月产量和注射机的生产能力(成型周期)及考虑设备利用率求出:
本产品生产工作制度设计为24h三班工作制,设备24小时连续运转,设备利用率设为0.85,根据如前初设的工艺控制参数成型周期约为12秒,生产模具一模六件,则所需注射机台数为:
÷
(×
6×
0.85)=1.36(台)取整数值2台
根据以上计算出的公称注射量(3)cm3,锁模力(0.6)吨,成型面积选用SYS-10型号注射机)数量为
(2)台。
表4—1注射机技术性能参数表
单位
参数
理论注射量
cm3
10
Map
150
最大注射面积
cm2
90
锁模力
KN
15
最大模具厚度
㎜
180
最小模具厚度
100
模板行程
喷嘴球半径
喷嘴口半径
2.5
五、模具设计
5.1选择制品的分型面[5]
分型面应设置在零件截面最大的部位,塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上,故从塑件脱模件精度要角度考虑,应有利于塑件滞留在动模一侧,以便于脱模,而且不影响塑件的质量和外观形状,以及尺寸精度。
如A-A面,箭头的朝向代表动模的位置,塑料包整动模天型芯而留在动模,模分型如下图:
分型如下图:
图5-1分型面
5.2、型腔布置
已知的体积V塑或质量W塑,又因为此产品属大批量生产的小型塑件,综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素,以及注射机的型号选择,初步确定采用一模六腔平衡式排列;
根椐制品的形状,在模板上的的排列形式为圆形。
以确保制品的均一和稳定,而且型腔布置与浇口开设部位也非常对称,这样防止了模具承受偏载而产生的溢料现象。
排布图如下图所示:
图5—2型腔布置
5.3、浇注系统的设计
浇注系统的设计主要包括主流道、分流道、浇口、冷料井和拉料杆的设计。
浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。
根据塑件的形状采用推杆推出。
5.3.1主流道及主流道衬套[5]
主流道的主要设计要点:
a、在模具结构的允许的情况下,L尽量短,一般小于60mm,过大则会影响熔体的顺利充型。
b、主流道大端呈圆角,以减少料流转向过渡时的阻力,
c、大多数情况下,将主流道和定位圈设计成两个零件,然后配合固定在模板上,主流道衬套采用H7/m6过渡配合,与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。
d、主流道衬套选用T8、T10制造,热处理强52~56HRC。
e、定位环固定螺钉一般取M6~M8,螺钉一般选用两个以上。
R=喷嘴球面半径+2~3=12+3=15mmd=喷嘴孔径+1=2.5+1=3.5mm
a=4°
r=1mmD=6mm
图5—3主流道及主流道衬套的结构
5.3.2分流道[3]
a:
分流道截面和尺寸
选用U形分流道截面,表面积/体积比小,冷却速度慢最低,热量及摩擦损失小,进料流中心冷凝慢,有利于保压
尺寸的确定:
根据经验公式确定分流道的直径[5]
D=0.2654×
(m)½
(L)¼
m—流经分流道的塑料量(g)
L—分流道的长度(mm)D—分流道直径(mm)
查资料得部分塑料常用分流道断面尺寸推荐范围:
苯乙烯是3.5~10之间
根据实际情况取D=5mm
图5—4分流道截面形状
b:
分流道布置
根据型腔的布置,分门巴道貌岸然也是选用平衡式布置,其长度、形状和断面尺寸都必须对应相等,以保证塑件在强度、性能及质量上的一致性。
分流道表面粗糙度Ra一般为1.6um
图5—5分流道的布置
C、浇口[5]:
各浇口的尺寸计算[1]
α=2°
l=1㎜r=2㎜
经验公式计算h=nt=0.6×
2.5=2.5n—塑料系数,PS为3.6
b=n(A)½
/30=0.2
图5—6浇口尺寸
D、冷料井[6]
结构及尺寸:
图5—7冷料井
d=6㎜H1=(5/4)d=8㎜
H2=(3/4)d=5㎜α=20∘
E、拉料杆[3]
拉料杆的结构:
图5—8拉料杆的结构
下图为主流道的拉料杆组合形式,同时还具有脱除主流道凝料的作用。
一般拉料杆安装在主流道的对面,开模时,拉料杆将主流道凝料拉出。
d=6公差为0.015,与拉料杆配合的型板孔
配合长度M1=(1.5~2)d=10D=10H=4M根据模板尺寸确定
图5-9拉料杆的组合形式
5.4、成型零件的设计
5.4.1成型零件的工作尺寸的计算
根据塑件形状简单,体积较小,适宜采用整体式型腔,见图[2]和图[3],组合式型芯见图[4]。
这