由于塑料应用的扩大 塑料制件已应用到 建筑 机械 电子 仪器 仪表等各个工业领域 于是出现了各种大型 精密和高寿命的成型模具 为了满足这些要求 研制了高强度 高硬度 高耐磨性能且易加工 热处理变小 导热性能优异的制模材料.1.2.4 革命模具制造工艺 为了更新产品花色品种和适应小批量产品的生 产要求除大力发展高强度 高耐磨性的材料外 同时又重视简易制模 工艺研究.1.2.5 标准化成 开展模具标准化工作 使模板 导柱等通用零件标准化商 品化 以适应大规模地成批生产塑料成型模具1.2.6 开发计算机辅助设计和辅助制造商CAD/CAM 随着计算机技术的发展计算机已广泛应用于模具工业 在注射成型系 统中 针对没一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入. 构成给环节 的 CAD 或 CAM 或 CAE 下面分别介绍:1.2.6.1 塑件设计 塑件的设计包括塑件结构 尺寸精度 表面 性能等方 面的设计. 塑件设计方面的计算机辅助技术有: 塑件 CAD 塑料 辅 料 辅件选择的专家系统.1.2.6.2 注射机的选用 常见注射机使用方面的计算机辅助技术有: 注射机 选择专家系统 注射机故障诊断系统.1.2.6.3 注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量 在对于高技术注射模来 说 都要对注射模在使用过程进行监控或对注射模的服役模拟仿真 由此知注射模的工作情况.1.2.6.4 注射工艺 注射工艺方面的计算机辅助技术有: 注射工艺制定的 专家系统. 塑件质量故障诊断.1.2.6.5 注射模设计 注射模设计主要完成注射模的结构尺寸 精度 表面 现象性能等方面的设计 并选择模具的材料等. 计算机在注射模设计 方面的工作有: 注射模 CAD: 注射模材料辅料 辅件选择专家系统 工装选择专家系统 注射模 CAPP 注射模加工模拟 注射模 CAQ. 为了迎合模具的发展趋势 在本次设计过程主要应用 PTC 公司 pro/engineer 和国产 CAXA 软件进行对塑料零件的设计和对注射模具 的凹. 凸进行仿真加工 并经过后置处理转化为 NC 加工程序. 1.3 塑料成型模具的分类 不同的塑料成型方法使用着原理和结构特点各不相同的塑料成型模具。
按照 成型加工方法的不同,可将塑料成型模具分为以下几类。
1、压制成型模具 压制成型模具简称压模。
将塑料原料直接加在敞开模具型腔内,再将模具 闭合,塑料在热和压力作用下成为流动状态并充满型腔,然后由于化学或物理变 化使塑料硬化定型,这种成型方法叫压制成型,这种成型方法所用的模具叫压制 成型模具。
压制模具多用于成型热固性塑料,也有用于成型热塑性塑料的。
另外, 还有不加热的冷压成型压制模具,用于成型聚四氟乙烯坯件。
2、压铸成型模具 压铸成型模具又称传递成型模具。
将塑料原料加入预热的加料室,然后向 压柱施加压力,塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统,进入型腔,这种 成型方法叫压铸成型,这种方法所用的模具叫压铸成型模具。
3、注射成型模具 塑料先加在注射机的加热料筒内,塑料受热熔融在注射机的螺杆或活塞推动 下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模型,塑料在模具型腔内硬化定型,这就是注 射成型的简单过程。
注射成型所用的模具叫注射模具。
注射模具主要用于热塑性 塑料制品的成型,但近几年来也越来越多地用于热固性塑料成型。
注射成型在塑 料制件成型中占有很大比重,世界塑料成型模具产量中约半数以上使注射模具。
4、 挤出成型模具 挤出成型模具又称机头。
使处于粘流状态的塑料在高温高压下通过具有特 定断面形状的连续型材的成型方法叫挤出成型。
用于塑料挤出成型的模具叫挤出 成型模具。
5、中空制品吹塑成型模具 真空或压缩空气成型模具为一单独的阴模或阳模。
将预先制成的塑料片周边 紧压在模具周边上,使加热软化,然后再在紧靠模具的一面抽真空,或在其后面 充压缩空气,使塑料片紧贴到模具上 ,冷却定型即得制品,此种成型方法模具 受力较小,要求不高,甚至可用非金属材料制作。
除了上面说列举的几种塑料模具外,尚有泡沫塑料成型模具,玻璃纤维增 强塑料成型模具等。
第一部分 机械部分 第2章 零件材料的选择及材料性能2.1 塑料制品的设计依据 该塑料制品使机油盖,形状尺寸如图所示: 由于要和进油处有尺寸精度 形位公差要求 该塑件制品选用 PApolyamie聚酰胺 俗称尼龙. PA 坚韧耐磨 耐油 耐水 抗霉菌 但吸水大 在本塑件中选用其中的 PA1010此种材料半透明吸水小耐寒性较好 适于制作一般的机械零件 减摩耐磨零件传动零件 以及化工 电器 仪表等零件. PA1010 的主要技术指标如下: 密度g/cm3 : 1.04 比容cm3/g : 0.96 吸水率24h: 0.2 0.4 收缩率 :1.3 2.3横向 0.7 1.7纵向 熔点 C: 205 热变形温度.C : 148 抗拉屈服强度Mpa :62 弹性模量Mpa: 1.8x103 弯曲强度Mpa : 88 冲击强度kJ/m2 :无缺口--- 不断 缺口------25.3 硬度HB :9.75 体积电阻率 .cm : 1.5x103 击穿电压kV/mm: 20分析计算 2.1.1 塑件体积 从 PRO/E 中的零件体积计算 算得机油盖的体积为 26.3cm3 2.2 塑件质量 PA1010 的密度为 1.04 g/cm3 所以塑件质量 M ρV 1.04 x26.3 27.35g2.2 模型体积的计算 由立体模型 大概算得: 浇注系统体积 : V1.36 cm3 第3章 塑料注射成型模具的设计 3.1 注射机类型的选择 注射机是使塑料熔融并在模具中成型制品的设备. 根据该产品的注射形式和所需塑料用量等要求 查ltlt模具设计与制造简明手册gtgt 选得注射机的型号为 XS—Z—60.其主要技术规格如下: 螺杆柱塞直径 Ф38 mm 注射容量 60cm3 注射压力 122Mpa 锁模力 500KN 最大注射面积 130cm2 模具厚度 70 200mm 模板行程 180mm 喷嘴 球半径 12mm 孔半径 ф4 mm 定位孔直径 ф5500.06 顶出中心孔径 ф50mm3.2 注射机有关工艺参数的校核 3.2.1 注射量的校核 根据ltlt模具设计与制造简明手册gtgt可知:V 件lt0.8V 注 式中: V 件—塑件与浇注系统的体积 V 注—注射机的注射常量变cm3 0.8—最大注射量的利用系数 由前面知: V 件VV 浇26.3cm31.36cm327.66cm3 所以 V 件26.3cm3lt0.8x6048cm3 合格 3.2.2 注射压力的校核 塑件成型所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力 其关 系按下式校核 P 成ltP 注标 式中 P 成—塑件成型所需的注射压力 Mpa 一般取 40 P 注—所选注射机的额定注射压力 Mpa 已知 P 成45Mpa P 注122Mpa 所以 P 成lt P 注 合格3.2.3 锁模力的校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定琐模力 其关系按下 式校核: P 腔 Alt F 锁 式中: P 腔—模具型腔压力 Mpa 一般取 4060Mpa A— 塑件与浇注系统在分型面上的投影面积mm2 已知 P 腔45Mpa A113x47 400KN 所以 P 腔 A 45x113x47 2.4x105Nlt4.0x105N 满足要求.3.2.4 模具闭合厚度的校核 模具闭合时的厚度在注射机 动.定模板的最大闭合高度和最小闭合高度 之间 其关系按下式校核 HminltHmltHmax 式中: Hmin—注射机允许的最小模具高度 mm Hm—模具闭合高度 mm Hmax—注射机允许的最大模具高度mm 已知 Hmin70mm Hmax200 Hm184mm 故满足要求 3.2.5 型腔数的确定 kM-m 按最大注射量确定型腔数 n 其中 k——系数 0.8 m M——公称注射量 60 m——浇道、流道的体积 m’——制品体积 代入数据得 n 0.8 60 1.6 26.3 1.8 所以确定型腔数为 1 第4章 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机到喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道. 浇注系统设计好坏对制品性能 外观和成型难易程度影响颇大. 根据注塑件的要求及模具的结构等方面来考虑选择浇注系统. 首先要对塑料制品所采用的塑料品种、制品的几何形状、尺寸、使用的机床设备、注射
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