塑料膜課程設(shè)計

1、<p>　　一、塑料成型的工藝性</p><p><b>　　1. 塑件分析</b></p><p>　?。?）外形尺寸 該工件壁厚為3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不長，適合注塑成型。</p><p>　?。?）等級精度 所有尺寸精度為MT5。</p><p>　?。?）脫模斜度 PE（聚乙烯）材料，由

2、于收縮率較大，參考表2-10選擇該塑件上的型芯和凹模統(tǒng)一脫模斜度為45′。</p><p><b>　　2．PE的性能分析</b></p><p><b>　?。?）使用性能</b></p><p>　　耐腐蝕性,電絕緣性優(yōu)良,可以氯化,輻照改性,可用玻璃纖維增強(qiáng).聚乙烯的熔點,剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有良好的電性

3、能和耐輻射性;高壓聚乙烯的柔軟性,伸長率,沖擊強(qiáng)度和滲透性較好;超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨。</p><p><b>　?。?）成型性能</b></p><p>　　成型性能    1）結(jié)晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均

4、,內(nèi)應(yīng)力增大.注意選擇澆口位置,防止產(chǎn)生縮孔和變形。    2）收縮范圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹曲.冷卻速度宜慢,模具設(shè)冷料穴,并有冷卻系統(tǒng)。    3）加熱時間不宜過長,否則會發(fā)生分解,灼傷。    4）軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時,可強(qiáng)行脫模。    5）可能發(fā)生融體破裂,不宜與有機(jī)溶劑接觸,以防開裂。

5、</p><p>　?。?）PE的主要性能指標(biāo)</p><p>　　3、PE的注射成型過程及工藝參數(shù)</p><p><b>　?。?）注射成型過程</b></p><p><b>　　1）成型前準(zhǔn)備</b></p><p><b>　　2）注射過程</b&g

6、t;</p><p><b>　　3）塑件后處理</b></p><p><b>　?。?）注射工藝參數(shù)</b></p><p><b>　　1）注射機(jī)：</b></p><p>　　2）料筒溫度（℃）：后段140-160℃</p><p><b&

7、gt;　　中段-</b></p><p>　　前段170-200℃</p><p>　　3）噴嘴溫度205-215℃</p><p><b>　　4)模具溫度</b></p><p>　　5）注射壓力60-100 Mpa</p><p>　　6）成型時間：注射時間：15-60</

8、p><p><b>　　高壓時間0-3</b></p><p><b>　　冷卻時間15-60</b></p><p>　　總周期40-130s</p><p><b>　　二、模具的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p><b>　　1分型面位置的確定

9、</b></p><p>　　通過塑件結(jié)構(gòu)形式分析，分型面應(yīng)選在端蓋面積最大且容易脫模的塑件底平面上。位置如圖</p><p>　　2模型數(shù)量和排序方式的確定</p><p><b>　　3注射機(jī)型號的確定</b></p><p>　　注射量的計算 通過proe建模體積計算。</p><p

10、>　　塑件體積： V塑 =91.992cm3</p><p>　　塑件質(zhì)量： m塑=ρV塑=91.992*0.95g= 81.39g</p><p>　　式中，ρ取0.95g/cm3。</p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 根據(jù)經(jīng)驗公式按照塑件體積的0.2~1倍來估算。則，選取0.25倍。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為：<

11、/p><p>　　V總= V塑（1+0.25）×2=91.992×1.25×2≈229.98cm3</p><p>　?。?）選擇注射機(jī) 根據(jù)計算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=229.98cm3，并結(jié)合：V公=V總/0.8，則有V公≈288 cm3。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為300 cm3，注射機(jī)型號為SZ—300/160臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)

12、參數(shù)如下：</p><p>　?。?）注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核</p><p>　　注射壓力校核。 PE的注射壓力為60~100MPa，這里取P0 =80 MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力P公=150MPa，注射壓力安全系數(shù)K1=1.25~1.4，這里取1.3，則：P0 K1=110×1.3=143<P公，所以，注射機(jī)壓力合格。</p><p>　　鎖

13、模力校核。 塑件在分型面上的投影面積A塑，則A塑=π/4（802―122―62×4）mm2＝4800 mm2。澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即流道凝料在分型面上的投影面積A澆的數(shù)值，按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。A澆是每個塑件在分型面上的投影面積A澆的0.2~0.5倍。選取A澆＝0.2A塑。</p><p>　　因此，塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A總，，則A總，＝n（A澆＋A塑）＝n（

14、A塑＋0.2A塑）＝2×1.2 A塑＝11520 mm2。</p><p>　　模具行腔內(nèi)的脹型力F脹，則</p><p>　　F脹＝A總P模＝11520×30N＝345600N＝345.6KN</p><p>　　式中，P模是型腔的平均計算壓力值。P模是模具行腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~40%，大致范圍為25~40MPa。對于粘度較大的

15、精度較高的塑料制品應(yīng)該取較大值。結(jié)合PC的特性，取P模為30MPa。</p><p>　　選用的注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖＝1000KN，鎖模力安全系數(shù)為K2＝1.1~1.2，這里取K2＝1.2，則</p><p>　　K2 F脹＝1.2 F脹＝1.2×345.6= 414.72<F鎖，所以，注射機(jī)鎖模力合格。</p><p>　　對于其他安裝尺寸的校核

16、要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p><b>　　1、主流道的設(shè)計</b></p><p><b>　　主流道尺寸</b></p><p>　　主流道的長度：小型模具L主應(yīng)盡量小于60mm，因此，選50mm

17、進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5~1）mm=（3+0.5）mm=3.5mm。</p><p>　　主流道大段直徑：D=d+2L主tanα≈7mm，式中α=4°。</p><p>　　主流道球面半徑：SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）mm=（12+2）mm=14mm。</p><p>　

18、　球面的配合高度：h=3mm。</p><p><b>　　主流道的凝料體積</b></p><p>　　V主＝π/3L主（R2主+r2主+ R主r主）=3.14/3×50×（3.52＋1.752＋3.5×1.75）mm3=1121.9mm3=1.12cm3。</p><p>　　主流道當(dāng)量半徑 Rn=（1.7

19、5+3.5）/2mm=2.625mm。</p><p><b>　　主流道澆口套的形式</b></p><p>　　主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆裝更換。同時也便于優(yōu)選優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨加工和熱處理。則襯套

20、如下圖，材料采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火后表面硬度為53HRC～57HRC。</p><p><b>　　2、分流道的設(shè)計</b></p><p>　　1）、分流道的布置形式</p><p>　　在設(shè)計時應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。</p&g

21、t;<p><b>　　2）、分流道的長度</b></p><p>　　由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時可適當(dāng)選小一些。單邊流道長度L分取35mm。圖如型腔數(shù)量大的排列布置圖。</p><p>　　3）、分流道的當(dāng)量直徑</p><p>　　因為該塑件的質(zhì)量m塑=ρV塑=47.81*1.20g= 57

22、.37g﹤200g，則分流道當(dāng)量直徑為：</p><p>　　D分=0.2654=0.2654××mm＝4.9mm</p><p>　　4）、分流道截面形狀</p><p>　　本設(shè)計把分流道設(shè)計在分型面上，采用體形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不大。</p><p>　　5）、分流道截面尺寸<

23、;/p><p>　　設(shè)梯形的下底寬度為x，底面圓角的半徑R=1mm，并查表設(shè)置梯形的高h(yuǎn)=3.5mm，則該梯形的截面積為：</p><p>　　A分=（x+x+2×3.5tan8°）h/2=（x+3.5 tan8°）×3.5</p><p>　　再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為4.9mm的圓面積相等，可得</p><p

24、>　?。▁+3.5 tan8°）×3.5=πD2分/4</p><p>　　=3.14×4.92/4，</p><p>　　即可得：x≈4.3mm，</p><p>　　則梯形的上底約為5mm，如圖：</p><p><b>　　6）、凝料體積</b></p><p

25、>　　分流道的長度L分=35×2=70mm。</p><p>　　分流道截面積A分=（5+4.3）×3.5/2 mm2= 16.275 mm2</p><p>　　凝料體積V分=L分A分=70×16.275 mm3= 1139.25 mm3≈1.1cm3</p><p><b>　　7）、校核剪切速率</b>

26、</p><p>　　確定注射時間：查資料，可取t=1.6s。</p><p>　　計算分流道體積流量：q分=（V分+V塑）/t=（1.1+47.810）/1.6</p><p>　　=30.57 cm3/s</p><p>　　8）、剪切速度 γ分=3.3 q分/πR3分=（3.3×30.57×103）/3.14&#

27、215;（4.9/2）3= 2.18×103s-1</p><p>　　該分流道的剪切速率處于澆口道與分流道的最佳剪切速率5×102～5×</p><p>　　103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。</p><p>　　9）、分流道的表面粗糙度和脫模斜度</p><p>　　分流道的表面粗糙度要求不

28、是很低，一般取Ra 1.25～2.5μm即可，此</p><p>　　處取Ra1.6μm。另外，其脫模斜度一般在5°～10°之間，這里取8°。</p><p><b>　　3、澆口的設(shè)計</b></p><p>　　該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整沖模時的剪切速率和封

29、閉時間，因此采用側(cè)澆口。</p><p>　?。?）、側(cè)澆口尺寸的確定</p><p>　　1）、計算側(cè)澆口的深度。查表，可得側(cè)澆口的深度h計算公式為</p><p>　　h＝nt＝0.8×2.5＝2mm</p><p>　　式中，t是塑件壁厚，這里t=2.5mm；n是塑料的成型系數(shù)，對于PC，其成型系數(shù)n=0.8。</p&g

30、t;<p>　　對于其厚度，根據(jù)表查，得PC側(cè)澆口的厚度為0.8~1.2mm，故此處澆口深度取1mm。</p><p>　　2）、計算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)公式，可得側(cè)澆口的寬度B的計算公式為：</p><p>　　B===3.17cm≈3cm</p><p>　　式中，n為塑料成型系數(shù)，取0.8，A是凹模的內(nèi)表面積。</p><p&g

31、t;　　3）、計算側(cè)澆口的長度。查表及公式，可得側(cè)澆口的長度L澆一般選取0.5~0.75mm，這里取L澆=0.6mm。</p><p>　?。?）、側(cè)澆口剪切速率的校核</p><p>　　1）、計算澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得пR2澆=Bh，由此矩形澆口的當(dāng)量半徑R澆=1/2。</p><p>　　2）、計算澆口的剪切速率</p><p>

32、;　　確定注射時間：查表，可取t=1.6s。</p><p>　　計算澆口的體積流量：q澆=V塑/t=47.810/1.6 cm3 /s=2.988×104 mm3 /s。</p><p>　　計算澆口的剪切速率：由公式γ＝,則:</p><p>　　γ＝= =4.5×</p><p>　　該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口

33、與分流道的最佳剪切速率5×103～5×104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。</p><p>　　4、校核主流道的剪切速率</p><p>　　由于前部分分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。</p><p>　　1）、計算主流道的體積流量</p><

34、;p>　　q主=（V主+V分+nV塑）/t=（1.12+1.1+2*47.81）/1.6 mm3 /s= 61.15 mm3 /s。</p><p>　　2）、計算主流道的剪切速率</p><p>　　γ＝= =3.56×103s-1</p><p>　　主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×102～5×103s

35、-1之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。</p><p>　　5、冷料穴的設(shè)計及計算</p><p>　　本設(shè)計僅有主流道冷料穴。由于該塑料件精度要求較高，采用脫模版推出塑件，故采用與球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。</p><p>　　成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算</p><p><b&

36、gt;　　成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　?。?）、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型制品的外表面的成型零件。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計中采用整體嵌入式凹模，如下圖：</p><p>　?。?）、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。本設(shè)計中，采用整體式凸模如下圖：</p><p><b>　　成型零件鋼材的選用&

37、lt;/b></p><p>　　根據(jù)對成型塑件的綜合考分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量成品，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20。對于塑件型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼Cr12MoV。</p><p>　　成型零件工作尺寸的計算</p>&l

38、t;p>　　由于未注尺寸公差按所用塑料的高精度查取?？刹楸淼贸鏊芗叽绻钊缦聢D：</p><p>　?。?）、凹模徑向尺寸的計算</p><p>　　L1=170mm相應(yīng)的塑件制造公差；</p><p>　　L2=90mm相應(yīng)的塑件制造公差；</p><p><b>　　= = mm。</b></p>

39、<p><b>　　= mm。</b></p><p>　　式中，是塑件的平均收縮率，PC的收縮率為0.5~0.7，所以=（0.5+0.7）/2=0.6；是系數(shù)，其取值范圍一般為0.5~0.8之間，此處取0.6；是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差，對于中小型塑件取。</p><p>　　（2）、凹模深度尺寸的計算</p><p>　　mm相

40、應(yīng)的塑件制造公差==0.34mm； </p><p>　　mm相應(yīng)的塑件制造公差=0.36mm；</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　式中， 是系數(shù)，一般取值在0.5~0.7之間，此處取0.6。</p><p>　?。?）、型芯徑向尺寸的計算</p><p>　　相應(yīng)

41、的塑件制造公差；</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差；</p><p>　　式中，是系數(shù)，查表知其一般在0.5~0.8之間，此處取0.6。</p><p>　?。?）、型芯高度尺寸的計算</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差;</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差;</p><p>　　

42、式中， 為系數(shù)，一般在0.5~0.7之間，此處取0.6。</p><p>　?。?）、成型孔間間距的計算</p><p>　　塑件型芯及凹模的成型尺寸的標(biāo)注如下圖：</p><p>　　5、成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算</p><p>　?。?）、凹模側(cè)壁厚度的計算 模架初選200mm×355mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度根據(jù)相關(guān)

43、剛度公式計算：，</p><p>　　式中p是型腔壓力（MPa）；E是材料彈性模量（MPa）；h=w，w是影響變形的最大尺寸，而h=45mm；是模具剛度計算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種，=0.024mm， 故可得=25.6mm。</p><p>　　同理，凹模底部厚度=28.4mm。</p><p>　　凹模側(cè)壁是采用嵌件。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定

44、，根據(jù)估算模板平面尺寸選用200×355mm，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全滿足剛度和強(qiáng)度要求。</p><p>　?。?）、動模墊板厚度的計算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)型腔布置，模架應(yīng)選在200mm×355mm這個范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為200mm-40mm-40mm=120mm。因此動模墊板厚度可為：</p><p>&l

45、t;b>　　=33.40mm</b></p><p>　　式中，是動模墊板剛度計算許用變量，=25=0.03mm；L是兩個墊板間的距離，約120mm；是動模墊板的長度，取350mm。A是兩個型芯投影到動模墊板上的面積。單件型芯所受壓力的面積為： 兩個型芯的面積： 8920。</p><p>　　故，動模板按標(biāo)準(zhǔn)厚度取32mm。</p><p>&l

46、t;b>　　模架的確定</b></p><p>　　根據(jù)模具行腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸約為110×265mm，又考凹模最小壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，在結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗公式以及查表，可確定選用模架序號為5號（）模架結(jié)構(gòu)為型。</p><p>　　1、各模板尺寸的確定</p><p>　?。?）、A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高

47、45mm，又考慮在模板上還要開設(shè)冷卻水道，還需要留出足夠的距離，故A板取標(biāo)準(zhǔn)63mm。</p><p>　?。?）、B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)厚取32mm。</p><p>　?。?）、C板（墊塊）尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5~10）mm=（40+20+15+5~10）mm=80~90mm，選標(biāo)準(zhǔn)塊80mm。</p><p>　　

48、經(jīng)上述尺寸的計算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號為5號，板面為200mm×355mm，模架結(jié)構(gòu)形式為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸：寬×長×高＝200mm×355mm×264，如下圖所示：</p><p>　　2、模架各尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計的尺寸</p><p>　　（1）、模具平面

49、尺寸200mm×355mm＜345mm×345mm（拉桿間距），校核合格。</p><p>　　（2）、模具高度尺寸264mm，200mm＜264mm＜300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。</p><p>　?。?）、模具的開模行程＜325mm（開模行程），校核合格。</p><p><b>　　排氣槽的設(shè)計</b&

50、gt;</p><p>　　該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺階充滿型腔，頂部有一</p><p>　　個12mm小型芯，其配合間隙可作為氣體排除的方式。同時，地面的氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。</p><p><b>　　脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><

51、;b>　　推出方式的確定</b></p><p>　　本塑件采用脫模板推出方式。脫模板推出時為了減小脫模板與型芯的摩擦，設(shè)計中在用脫模板與型芯之間留出0.2mm的間隙，并采用錐面配合，這樣可以防脫模板因偏心而產(chǎn)生溢料，同時避免了脫模板與型芯產(chǎn)生摩擦。</p><p><b>　　1——凹模嵌件</b></p><p><

52、b>　　2——型芯</b></p><p><b>　　3——脫模板</b></p><p><b>　　4——型芯固定板</b></p><p><b>　　2、脫模力的計算</b></p><p>　　因為＞10，此處視為薄壁圓筒塑件，根據(jù)公式，脫模力有：

53、</p><p><b>　　帶入各項數(shù)據(jù)，。</b></p><p>　　3、校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力</p><p><b>　　推出面積</b></p><p>　　推出應(yīng)力＜53MPa（抗壓強(qiáng)度）合格。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)的設(shè)計

54、</b></p><p>　　冷卻系統(tǒng)的計算恨麻煩，在此只進(jìn)行簡單的說明。設(shè)計時忽略模具因空氣對流、輻射以及注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。</p><p>　　冷卻介質(zhì)。 聚碳酸酯粘度高，熔融溫度高，其成型溫度及模具溫度分別為：230-320℃和90~110℃。所以模具溫度初步選定為90℃，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。

55、</p><p>　　導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運動導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位結(jié)構(gòu)。<