pp塑料碗注塑模具设计
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塑 料 模 具 课 程 设 计 系 名 称 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 2 目 录 任务书 4 一 塑料的工艺性设计 5 1 注塑模工艺 5 2 化学和物理特征 5 3 塑件的尺寸与公关差 6 1 塑件的尺寸与公关差 6 2 塑件尺寸公差标准 6 3 塑料的表面质量 6 二 注射成型机的选择 7 三 型腔布局与分型面设计 7 1 型腔数目的确定 7 2 型腔的布局 7 3 分型面的设计 8 四 浇注系统设计 9 1 主流道设计 9 2 主流道衬套的固定 10 3 分流道的设计 11 4 浇口的设计 13 五 成型零件的设计 15 1 成型零件的结构设计 16 1 凹模结构设计 16 2 型芯结构设计 16 2 成型零件工作尺寸计算 17 1 外型尺寸 18 2 内腔尺寸 20 六 合模导向机构设计 21 1 导柱结构 22 2 导套结构 22 七 脱模机构的设计 23 1 脱模机构的设计的总体原则 23 2 推杆设计 24 1 推杆的形状 24 2 推杆的位置与布局 24 3 推件板设计的要点 25 4 开模行程与推出机构的校核 25 5 浇注系统凝料脱模机构 26 3 工艺卡 27 后 记 28 参考文献 29 4 任务书 同学 请你根据图示制件 完成下列课程设计任务 1 制订注射成型工艺方案 工艺卡一张 2 模具总装图 1 张 型芯及凹模零件图各 1 张 3 设计说明书 1 份 20 页左右 设计要求 1 图纸可以手绘或 CAD 绘制 CAD 绘制者必须交纸质图及磁盘 2 本任务书应与说明书 图纸一同装订成册 并加封面 装入资料袋中 否则不接 受作业 封面及资料袋统一去教材库领取 3 作业统一由各班课代表收齐 于 12 月 22 日 按时交至任课教师 4 设计必须认真仔细 允许讨论 但严禁抄袭 复制或复印 参考资料 模具设计与制造简明手册 塑料模图册 名称 碗 材料 PP 5 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 220 275 注意不要超过 275 模具温度 40 80 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 流道和浇口 对于冷流道 典型的流道直径范围是 4 7mm 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 1 1 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 20s 60s 高压时间 0s 3s 冷却时间 20s 90s 总周期 50s 160s 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 1 4 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 1 40 低 MFR 的 PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低 对于相同 6 MFR 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 8 2 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 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 7 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 81cm2 V 公 82cm3 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 350 104N 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 12pA 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 A 2 分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积 mm 2 大多数小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 8 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 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 9 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 10 图 3 a 主流道设计成圆锥形 其锥角可取 2 6 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 1 2 mm 球面凹坑深度 3 5mm 主流道始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径 大 0 5 1mm 一般 d 2 5 5mm c 主流道末端呈圆无须过渡 圆角半径 r 1 3mm d 主流道长度 L 以小于 60mm 为佳 最长不宜超过 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 53 57HRC 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 11 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 4265 0LmB 式 2 H3 式中 B 梯形大底边的宽度 mm m 塑件的重量 g L 分流道的长度 mm H 梯形的高度 mm 12 质量大约 58 5g 分流道的长度预计设计成 190mm 长 且有 2 个型腔 所以 取 B 为 15mm07 159 58264 04 B 10 取 H 为 10mm13H 根据实践经验 PP 塑料分流道截面直径为 4 8 9 5 所以我们可以选择截面直径为 9 5mm H 6 3mm 梯形小底边宽度取 8mm 其侧边与垂直于分型面的方向约成 7 另 外由于使用了水口板 即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板 分流道必须做成梯形截面 便于分流道和主流道凝料脱模 如下图 5 所示 图 5 b 分流道长度 分流道要尽可能短 且少弯折 便于注射成型过程中最经济地使用原 料和注射机的能耗 减少压力损失和热量损失 将分流道设计成直的 总 长 190mm c 分流道表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却 只有中心部位的塑料 熔体的流动状态较为理想 因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 1 6 m 左右既可 这样表面稍不光滑 有助于塑料熔体的外层冷 13 却皮层固定 从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差 以保证熔体 流动时具有适宜的剪切速率和剪切热 d 分流道表面粗糙度 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关 有多种不同 的布置形式 但应遵循两方面原则 即一方面排列紧凑 缩小模具板面尺 寸 另一方面流程尽量短 锁模力力求平衡 本模具的流道布置形式采用平衡式 如图 1 所示 4 浇口的设计 浇口亦称进料口 是连接分流道与型腔的通道 除直接浇口外 它是 浇注系统中截面最小的部分 但却是浇注系统的关键部分 浇口的位置 形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大 a 浇口的选用 它是流道系统和型腔之间的通道 这里我们采用点浇口 浇口在成形自动切数断 故有利于自动成形 浇口的痕迹不明显 通常不必后加工 浇口之压力损失大 必须高之射出压力 浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹 它常用于成型中 小型塑料件的一模多腔的模具中 也可用于单型腔 模具或表面不允许有较大痕迹的塑件 b 浇口位置的选用 模具设计时 浇口的位置及尺寸要求比较严格 初步试模后还需进一 步修改浇口尺寸 无论采用何种浇口 其开设位置对塑件成型性能及质量 影响很大 因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节 同时浇 口位置的不同还影响模具结构 总之要使塑件具有良好的性能与外表 一 定要认真考虑浇口位置的选择 如图 6 所示 通常要考虑以下几项原则 尽量缩短流动距离 浇口应开设在塑件壁厚最大处 14 必须尽量减少熔接痕 应有利于型腔中气体排出 考虑分子定向影响 避免产生喷射和蠕动 浇口处避免弯曲和受冲击载荷 注意对外观质量的影响 图 6 c 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式 设计应尽量 保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型 一般在塑件形状及模具结构 允许的情况下 应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等 形状 及截面尺寸相同 型腔布局为平衡式 的形式 否则就需要通过调节浇口 尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致 这就是浇注系统的平衡 显然 我们设计的模具是平衡式的 即从主流道到各个型腔的分流道的长 15 度相等 形状及截面尺寸都相同 d 排气的设计 排气槽的作用主要有两点 一是在注射熔融物料时 排除模腔内的空 气 二是排除物料在加热过程中产生的各种气体 越是薄壁制品 越是远 离浇口的部位 排气槽的开设就显得尤为重要 另外对于小型件或精密零 件也要重视排气槽的开设 因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足 外 还可以消除制品的各种缺陷 减少模具污染等 那么 模腔的排气怎 样才算充分呢 一般来说 若以最高的注射速率注射熔料 在制品上却未 留下焦斑 就可以认为模腔内的排气是充分的 适当地开设排气槽 可以大大降低注射压力 注射时间 保压时间以 及锁模压力 使塑件成型由困难变为容易 从而提高生产效率 降低生产 成本 降低机器的能量消耗 其设计往往主要靠实践经验 通过试模与修 模再加以完善 此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气 五 成型零件的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件 包括凹模 型芯 镶 块 成型杆和成型环等 成型零件工作时 直接与塑料接触 塑料熔体的高压 料流的冲刷 脱模时与塑件间还发生摩擦 因此 成型零件要求有正确的几何形 状 较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度 此外 成型零件还要求结构合理 有 较高的强度 刚度及较好的耐磨性能 设计成型零件时 应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求 确定型腔的 总体结构 选择分型面和浇口位置 确定脱模方式 排气部位等 然后根据成型 零件的加工 热处理 装配等要求进行成型零件结构设计 计算成型零件的工作 尺寸 对关键的成型零件进行强度和刚度校核 1 成型零件的结构设计 16 1 凹模结构设计 凹模是成型产品外形的主要部件 其结构特点 随产品的结构和模具的加工方法而变化 镶拼的组合方式的优点 对于形状复杂的型腔 若采用整体式结构 比较难加工 所以采用组合式 的凹模结构 同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料 避免了整 体式凹模采用一样的材料不经济 由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排 气 减少母模热变形 对于母模中易磨损的部位采用镶拼式 可以方便模具 的维修 避免整体的凹模报废 组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺 有利于模具成型零件的热处理 和模具的修复 有利于采用镶拼间隙来排气 可节省贵重模具材料 图 7 2 型芯结构设计 整体嵌入式型芯 适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中 最常用的 嵌入装配方法是台肩垫板式 其他装配方法还有通孔螺钉联接式 沉孔螺钉 联接式 17 图 8 2 成型零件工作尺寸计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸 其直接对应塑件的形状与尺寸 鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂 塑 件本身精度也难以达到高精度 为了计算简便 规定 塑件的公差 塑件的公差规定按单向极限制 制品外轮廓尺寸公差取负值 制品 叫做腔尺寸公差取正值 若制品上原有公差的标注方法与上不符 则 应按以上规定进行转换 而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算 即 取 2 模具制造公差 实践证明 模具制造公差可取塑件公差的 即 z 而且316 61 3 按成型加工过程中的增减趋向取 符号 型腔尺寸不断增大 则取 z 型芯尺寸不断减小则取 z 中心距尺寸取 现取 2z 模具的磨损量 18 实践证明 对于一般的中小型塑件 最大磨损量可取塑件公差的 对于61 大型塑件则取 以下 另外对于型腔底面 或型芯端面 因为脱模方向垂直 6 故磨损量 c 0 塑件的收缩率 塑件成型后的收缩率与多种因素有关 通常按平均收缩率计算 2 2minaxS 20 13 模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响 会导致动模 定模注射时存在 着一定的间隙 一般当模具分型的平面度较高 表面粗糙度较低时 塑件产 生的飞边也小 飞边厚度一般应小于是 0 02 0 1mm 1 外型尺寸 mm 图 9 19 根据公式 LM zS 043 1 D1M z 01S 3 14 0 2 5 116 445 38 0 D2M zS 024 1 3 74 0 5 56 45 2 0 根据公式 HM zS 03 1 H1M z 01S2 3 74 0 57 57 65 2 0 H2M zS 023 1 3 2 0 2 93 07 20 2 内腔尺寸 mm 根据公式 M l 043 1 zS 1m d 01 zS 03 14 2 0 3 0751 2m d 024 zS 0364 1 7 021 584 根据公式 M h 03 zS 1M 012 zS 0364 50 51 43 21 0 2M h 023 zS 0324 1 4 4 24 08 21 六 合模导向机构的设计 导柱导向机构设计要点 小型模具一般只设置两根导柱 当其元合模方位要求 采用等径且对称 布置的方法 若有合模方位要求时 则应采取等径不对称布置 或不等 径对称布置的形式 大中型模具常设置三个或四个导柱 采取等径不对 称布置 或不等径对称布置的形式 直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具 型带头导套主要应用于 复杂模具或大 中型模具的动定模导向中 型带头导套主要应用于推 出机构的导向中 导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位 导柱中心到模板边 缘的距离 一般取导柱固定端的直径的 1 1 5 倍 其设置位置可参见标 准模架系列 导柱常固定在方便脱模取件的模具部分 但针对某些特殊的要求 如塑 件在动模侧依靠推件板脱模 为了对推件板起到导向与支承作用 而在 动模侧设置导柱 为了确保合模的分型面良好贴合 导柱与导套在分型面处应设置承屑槽 一般都是削去一个面 或在导套的孔口倒角 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出 6 8mm 以确保其导向作 用 应确保各导柱 导套及导向孔的轴线平行 以及同轴度要求 否则将影 响合模的准确性 甚至损坏导向零件 导柱工作部分的配合精度采用 H7 f7 低精度时可采用 H8 f8 或 H9 f9 导柱固定部分的配合精度采用 H7 k6 或 H7 m6 导套与安装之间一般 用 H7 m6 的过渡配合 再用侧向螺钉防止其被拔出 对于生产批量小 精度要求不高的模具 导柱可直接与模板上加工的导 向孔配合 通常导向孔应做志通孔 如果型腔板特厚 导向孔做成盲孔 时 则应在盲孔侧壁增设通气孔 或在导柱柱身 导向孔开口端磨出排 气槽 导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来 22 取 长度超出部分应扩径以缩短滑配面 1 导柱的结构 带头导柱如图 10 所示 图 10 2 导套的结构 带头导套如图 11 所示 23 图 11 七 脱模机构的设计 1 脱模机构设计的总体原则 a 要求在开模过程中塑件留在动模一侧 以便推出机构尽量设在动模一侧 从而简化模具结构 b 正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布 有针对性地选择合理 的推出装置和推出位置 使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致 推出力 作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置 同时也应是塑件刚度与强度 最大的位置 力的作用面尽可能大一些 以防止塑件在被推出过程中变形 或损坏 c 推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位 以力求良 好的塑件外观 d 推出机构应结构简单 动作可靠 即 推出到位 能正确复位且不与其他 零件相干涉 有足够的强度与刚度 远动灵活 制造及维修方便 24 2 推杆设计 1 推杆的形状 如图 12 所示 图 12 2 推杆的位置与布局 a 应设在脱模阻力大的部位 均匀布置 b 应保证塑件被推出时受力均匀 推出平衡 不变形 当塑件各处脱模阻 力相同时 则均匀布置 若某个部位脱模阻力特大 则该处应增加推数 目 c 推杆应尽可能设在塑件厚壁 凸缘 加强等塑件强度 刚度较大处 当 结构特殊 需要推在薄壁处时 可采用盘状推杆以增大接触面积 25 d 推杆的设置不应影响凸模强度与寿命 当推在端面则距型芯侧壁 1 0 13mm 当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时 推杆孔距型芯 侧壁 2 3mm e 在模内排气困难的部位应设置推杆 以利于用配合间隙排气 f 若塑件上不允许有推杆痕迹时 可在塑件外侧设置溢料槽 从而靠推杆 推在溢料槽内的凝料上而带塑件 3 推件板设计的要点 a 推件板与型芯应呈 3 10 的推面配合 以减少远动摩擦 并起辅助定 位以防止推件板偏心而溢料 推件板与型芯侧壁之间应有 0 20 0 25mm 的 间隙 以防止两者间的擦伤而或卡死 推件板与型芯间的配合间隙以不产 生塑料溢料为准 塑料的最大溢料间隙可查表 推件板与型芯相配合的表 面粗糙度可以取 Ra0 8 0 4 m b 推件板可用经调质处理的 45 钢制造 对要求比较高的模具 也可以采用 T8 或 T10 等材料 并淬硬到 53 55HRC 有时也可以在推件板上镶淬火 衬套以延长寿命 c 当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时 应在型芯上增设一个进 气装置 以避免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空 d 推件板复位后 在推板与动模座板间应留有为保护模具的 2 3mm 空隙 4 开模行程与推出机构的校核 对双分型面注射模 开模行程为 S 机 H H1 H2 a 5 10 mm 式中 H 1 为塑件推出距离 H2 包括浇注系统在内的塑件高度 S 机 注射机移动板最大的行程 H 所需开模行程 a 中间板与定模分开距离 26 其开模行程 H 应小于动模移动板与定模固定板之间的最大距离 S0 减去模 具厚度 H1 即 H S0 H1 对于双分型面注射模 H S0 521 a 5 浇注系统凝料脱模机构 流道凝料的脱模方式 这里采用三板式脱模 点浇口时料的浇注系统能够利 用开模动作实现塑件与流道凝料的自动分离 同时利用塑件对凸模的包紧力将塑 件与流道凝料拉断 27 工艺卡片 制品名称 碗 温度t C 90 注射压力P MPa 70 100 制品材料 PP 预热和 干燥 时间 r h 1 注射时间 t 注 s 20 60 制品体积 65cm3 前段 160 180 保压时间 t 保 s 0 3 制品质量 58 5g 中段 180 200 冷却时间 t 冷 s 20 90 投影面积 103 81cm2 料筒温 度 t C 后段 200 220 生产周期 t s 50 160 成型方法 注射成型 喷嘴温 度 t C 后处理 28 注射机类型 螺杆式 模具温 度 t C 80 90 制造批量 中等批 量 后 记 当老师出题的那天 就开始在想 这模具怎么办 心里没有一点儿底 一片空白 经过大量的查阅资料 与动手画图后 才找到点信心 几次给老师的查阅 和聊天中 了解了设计的流程 怎么样去完成任务书 和在 设计中要注意的问题与解决方案 比如 成型零件的结构设计中 凹模采用组合式可 以简化复杂的机加工艺 有利于模具成型零件的热处理和模具的修复 图纸的明细表 中应有零件的材料 规格 数量 备注等一些内容 开模次序的确定 并采用相应机构 来确保这种开模次序的实现 回过头来看我的设计 唉 真的是如此的简单 如果要在工作岗位上 相信这些 就不值得一提了 人生只有在慢慢的进步过程中才会长大 假如你不做这个设计 从 而现在收获还是从零开始 或许哪天自己真真踏上这设计的旅程 肯定来不急后悔 在这我忠心感谢老师现场的指导与远程协助 29 参考文献 王鹏驹主编 塑料模具技术手册 北京 机械工业出版社 1997 李海梅 申长雨主编 注塑成型及模具设计实用技术 北京 化工业出版社 2002 蒋继宏 王效岳编绘 注塑模具典型结构 100 例 北京 化学工业出版社 2000 屈华昌主编 塑料成型工艺与模具设计 北京 机械工业出版社 1998 贾润礼 程志远主编 实用注塑模设计手册 北京 中国轻工业出版社 2000 付宏生 刘京华编著 注塑制品与注塑模具设计 北京 化学工业出版社 2003 黄虹主编 塑料成型加工与模具 北京 化学工业出版社 2002 许发樾主编 模具常用机构设计 北京 机械工业出版社 2003 许鹤峰 陈言秋编著 注塑模具设计要点与图例 北京 化学工业出版社 1999 许发樾主编模具结构设计 北京 机械工业出版社 2003 郭广思主编 注塑成型技术 北京 机械工业出版社 2002 陈志刚主编 塑料模具设计 北京 机械工业出版社 2002 陆宁编著 实用注塑料模具设计 北京 中国轻工业出版社 1997 附件图纸 塑件图 2 凹模 3 型芯 4 装配主视图 5 装配俯视图 7 5 It is the new-type inject by shaping technology1. inject by shaping altogether( inject shaping of at core layers) Adopt and inject shaping help and observe and make one unique structure altogether. first of plastic is injected and fill and enter some types first, then the plastic: second follow first inject person who enter one and keep initial to drive pressure field of flowing closely. At epidermis district and core the sizes of one, measure and publish first and the materials quantities of second according to correct proportionate relationship, Make one at first complete at second to make one parcel appearance core each. In addition, in cosmetics application, the material is put after second material injecting to have first of epidermis of the small part, So that the epidermis of the part of the runner can be totally closed. Inject making one of shaping altogether with the resin of 2 kinds of different colors, form a piece of a layer of blocks of epidermis and core apt to distinguish (Realize inject shaping one as much as all have and have and one very much important this core similar epidermis. )If there is not advanced detection technique, usually difficult to distinguish the epidermis - core area and boundary of layer. Inject shaping a new technology altogether. British ici company began to use this technology in the 1970s early, and had made the basic theory of including, Produce several patents, such as the products and machinery equipment,etc. Now similar to mould mould sandwiches what has been adopted generally ici production technologies,last outer the materials of the epidermis at moulds and in layers is material different on core occasionally, So two a kind of material person who a certain one inclusives, and core require and have high radiations very, issue and steep shaping and retrieve performance of utilizing etc at 100% by layers of material. Should be fixed relatively by the excellent choice to select the material for use. After injecting the shaping technology and come out in 15 altogether, can really just popularize and popularize . One a kind of adoptions inject the thick teeth of shaping fails and produces horizontal cross-section altogether. Material to pack nylon epidermis, and pearl material pack the nylon at - - glass layers of material core. A rate that shrinks material of pearl of glass is extremely low in core one, have good size stabilities. Nylon prevent pearl from grains of material easy problem of denuding that produces by epidermis person who give good and lubricated tooth tooth gear wheel. Already developed several kinds and processed the method of improving new-typly at present on the basis of the basic theory of injecting shaping altogether. At however, in the mould and gas assist paint mould mould. Mould have and paint processing method to adopt low molecular weight polymers as the outer material, Gas assist mould mould shaping to adopt the nitrogen or another kind of gas as the core one( or core ones) material. Produce and process equipment constant to perfect and improve, satisfy of different use newly and the new technologies demands with product design, Inject technology and will become the rich and potential industrialized extensive production technology method altogether.2. inject by - it compress shaping Inject and compress shaping move perpendicular on dividing into mould line direction by medium-sized s of walls at -. Adopt the method at the shaping, fill mould stage and produce pressure drive melting body flow according to process, But this flowed the degree of depth of one melted variably. At flowing one deeply relatively, pressure drop relatively low, so that heavy areas make pieces of shaping excessive to pigeonhole melting body, And has prevented the material in the twinkling of an eye from responding, these 2 kinds of factors will hinder the flow of the melting body equally. It injects forming process type make pieces of the 14%s of thickness finally by s of degree of depth, After the plastic has been packed 60% - 75% of the type roughly, stop injecting, a of walls of mould is bulldozed at the same time , Until make the wall original shaping of one finally. The final size of making one is defined at this stage . If at mould wall at process fulling of more type before moving, this kind of technology is usually called and cast and press shaping. On the whole, cast and press shaping to adopt pressure that become to making one go on and protect and pigeonhole in one a piece of variable the type ones of volumeses. Cast and press stage to increase the stages of density, density and then in lying between and solid state plastic change melting body. Adopt and cast and press way shaping pre- pressing discs, remaining stress degree of minimising, Make pieces of have remain stress produce and become phenomenon of refracting. It cast and press shaping improvement type activities types types for kinds of new technology in s of walls,inject its make. Already someone call outside gas to assist shaping law the method, actually these are a kind of misunderstanding, Because the gas has not influenced the melting body flow in type of plastic . During routine inject shaping, protecting and press is while a of volume of keeping type does not change , Under the function that the pressure flows, add and enter more plastics. Unite, Being emerged by the runner position of the high pressure and making a defect probably.3. computers supplementary shaping Adopt computer assist project( cae) design and analyse and help and shorten design cycle and prevent cost from expensive mechanical fault processing. Commercial emulations daily to indicate size on flowing one code, melt material flows in flowing dishes of system and type with balance, The figure of offeredding and put bestly and runner defining runner at the same time . Calculate pressure of injecting and shut mould want at different processing terms and material fix by tonnage. And warping rate combine initial to flow into too very accurate to estimate out person who shrink. What is important is and want and make the design tool help and analyse personnel process and go on the operation judged while studying or in a certain plan of design skillfully. Understand at results and cant process in order that it is by research object /materials from prerequisite. After consider adopting this kind of method accurate data-in , can make enormous benefit . In addition, economic make design cycle not to be short and needs produce shorter time the analysis. The one that should point out is, commercial cae procedures usually cant be used directly. It fills and imitate and produce valuable experience but the result must rethink its limitation to estimate again . Use modern computers go on and inject shaping simulated test and limited to pure viscidity fluids only( include the melting plastic of viscoplasticity ). One actual flow form measurable melting body person who flow intoes and performance announce etc. structure by speed, If can carry on the viscoplasticity analysis of high accuracy . At present adopt any other to process way reach this advanced competences, And recent years, at emulation the industrial circle person who take the leads of equipment and the research groups of university already made good progress. Have several a of companies make great efforts and probe emulation technology, in order to be be able to be being explained moulding the sex instinct act and process the phenomenon of more reality correctly. For example, get together on the influence that the orientation of the possessive chain is distributed to some physics performance and performance . Processing physics is very complicated, but some viscoplasticity is embodied too alike to still totally understood , Perfect the rational processing way and taking shape slow at present even more. These stronger strong ways will be exceeded the production capacity that will be designed at present greatly .4. reversal inject shaping Comparatively speaking, it is that a relatively new inject shaping chooses parameters that the reversal is injected. The greatest difficult point of this technology is lain in when processing the condition suddenly changeses, To the thing that it will be known little about what kind of change behavior plastic melting body will demonstrate . About the rudimentary knowledge of melting body rheology, is not merely the regular shear . Say exactly , the melting body responds( the viscidity and elastic behavior) the characteristic needing expressing, Not only common stable state flow speed or shear speed and temperature, but also including pressure and flow the speed in the twinkling of an eye. These characteristics including a lot of content and very difficult to understand. However, if not in heterotypic materials inject respect make substantive progress, need and make and publish many kinds of different the concrete operational procedures of plasticses. Need and increase a in common use one tired to try on law is in order to getting ripe and accurate control method also another. During routine inject shaping, the type immobilizes in a of walls, some situations are left, Still utilize and filling on the mould and protect and press and fall section and move the mould wall . Can adopt 2 kinds of different methods : Person who move s of perpendicular on dividing into mould line direction wall; Rotate a of walls of the slipping type . Fill stage rotatory type cores with increasing mould. Through this kind of processing technology, the crooked performance and other mechanical performance of making one has gotten great improvement. Polyphenyl drink the water and polypropylene syringe adopt cup the processing method get great to change and break through the ground 2 a piece of products just by second.新型注射成型技术1. 共注射成型(芯层注射成型)采用共注射成型有助于观察到制件中独特的结构。塑料“甲”先注射充入部分型腔,然后塑料:“乙”紧跟着“甲”注射进入型腔并保持初始推动流动压力场。根据表皮区和芯层的尺寸大小,按正确的比例关系计量出“甲”和“乙”的用料量,可制得1个内芯层为“甲”外表完全由“乙”包裹的制件。另外,在化妆品应用方面,有小部分的表皮“甲”料放在“乙”料之后注射,以使浇口部分的表皮能完全闭合。用2种不同颜色的树脂进行共注射成型的制件,形成一个容易区分的表皮和芯层区间(认识到所有的注射成型件中存在有类似的表皮和芯层这一点非常重要。)如果没有先进的检测技术,通常难以区分表皮芯层的区域及其分界面。共注射成型并非一门新的工艺技术。英国ici公司早在70年代就开始应用这一技术,并取得了包括基础理论,生产产品及机器设备等几项专利。现普遍采用的ici生产工艺类似“三明治模塑”,由于模塑外层表皮的材料与中间或芯层的材料不同,因此两种材料必须有一定的相容性,并且芯层材料要求具有可高度辐射、发泡成型和100%回收利用等性能。选用材料应经多种选择比较而定。 共注射成型工艺问世15年后,才真正得以普及推广。一种采用共注射成型的厚齿输制作横截面。表皮材料是非填充尼龙,而芯层材料是玻璃-珠料-填充尼龙。芯层中玻璃珠粒料收缩率极低,具有良好的尺寸稳定性。尼龙表皮赋予齿轮齿牙良好的润滑性并避免了珠粒料容易产生的磨蚀问题。基于共注射成型的基础理论目前已开发出几种新型加工改进方法。例如,模内“上漆”和气体辅助模塑成型扩大了采用这种工艺的范围。模内上漆加工方法是采用低分子量聚合物作为外层材料,而气体辅助模塑成型是采用氮气或另一种气体作为芯层(或部分芯层)材料。随着产品设计与生产加工设备的不断完善改进,将满足各种新应用和新技术的需求,共注射技术必将成为富有潜力的工业化大规模生产工艺方法。2. 注射压缩成型注射压缩成型中型腔壁移动方向垂直于分模线。采用这种方法成型时,在充模阶段,按工序产生压力驱熔体流动,但这一个流道的深度是可变化的。在较深的流道中,压力下降得较低,以使大面积的制件成型中熔体没有过度受压,并避免了瞬间的材料响应,这2种因素同样会阻碍熔体的流动。注射成型过程中,型腔深度可能是最终制件厚度的14%,在塑料填充了大致60%75%的型腔后,停止注射,模腔壁周围同时受到推压,直至最终制件的壁原成型为止。制件的最终尺寸在这阶段确定。如果在模壁按工序移动之前充满了型腔,该种工艺通常称为铸压成型。大体上,铸压成型是在一个可变体积的型腔内采用不变的压力对制件进行保压。铸压阶段是增加密度的阶段,密度紧接着在介于熔体和固态塑料之间起变化。采用铸压方式成型致密圆盘,可把残留应力减至最低程度,制件上的残留应力可产生变折射现象。铸压成型的改进型活动式型腔壁是一种新技术,其由注射全体制件固化阶段通过多孔的金属型腔壁以“保压”制件。这种方法已有人称为外部气体辅助成型法,其实这是一种误解,因为气体并没有影响塑料熔体在型腔内的流动。在常规的注射成型当中,保压就是在保持型腔体积不变的同时,在压力流的作用下,添加入更多的塑料。 联同在型腔内的保压流形成了不均匀的压力分布,有可能在受高压的浇口位置产生制件缺陷。3. 计算机辅助成型采用计算机辅助工程(cae)对加工设计及分析有助于缩短设计周期并可避免代价昂贵的机械失误。商业性仿真代码常用于流道上标明尺寸,以平衡熔料在流道系统及型腔内的流动,同时确定浇口的最佳开设置和浇口的数目。计算注射压力和合模吨位要根据不同的加工条件和材料而定。收缩率及翘曲率结合初始流向也可准确估算出来。重要的是要使得这种设计工具帮助熟练分析人员在某个设计方案或加工研究时进行判断的操作。结果必须理解为以研究对象和加工/材料为前提。当考虑采用这种方法准确输入数据后,可取得巨大的效益。另外,这种分析经济性可使设计周期更短和所需的生产时间更短。应该提醒注意的是,商业性的cae程序通常是不可直接使用的。充模仿真可产生有价值的见识,但结果必须重新对其局限性进行重新考虑估计。应用现代计算机进行注射成型模拟试验,仅限于纯粘性流体(不包括粘弹性的熔融塑料)。可预测熔体流入型腔的实际流动速率组成结构和性能公布等,如可进行高精度的粘弹性分析。目前所采用的任何其它加工方式都不可能达到这种先进水平,并且最近几年来,由仿真设备的工业界带头者和大学里的研究小组已取得了良好的进展。有几家公司正在努力探索仿真技术,以求能正确地解释更多现实的塑性行为和加工现象。例如,聚合物主链的取向对局部的物理性能和性能分布的影响。加工物理学是非常复杂的,而某些粘弹性体现象仍然没有完全弄清楚,更完善合理的加工方式目前正缓慢形成。这些更强的有力的方式将获得大大超过目前所设计的生产能力。4. 交变注射成型相比较而言,交变注射是一个比较新的注射成型选择参数。这项技术的最大难点在于当加工条件突然改变时,对塑料熔体将呈现出怎样的变化行为知之甚少。有关熔体流变学的基础知识,不仅仅是固定的剪切粘度。确切地说,熔体响应(粘性和弹性行为)需要表达的特性,不仅是通常的稳态流动速率或剪切速率及温度,也包括压力及瞬间流动速率。这些特性包括很多内容而且十分难于弄清楚。然而,如果在异型材注射方面取得实质性进展,将需制订出多种不同塑料的具体操作规程。另还需增加通用的累试法,以求得到成熟和精确的控制方法。在常规的注射成型中,型腔壁固定不变,某些情况下,还有利用在充模和保压陷段移动模壁。可采用2种不同的方法:移动型腔壁方向垂直于分模线;旋转或滑动型腔壁。在充模阶段旋转型芯以增加对制件尤其是表皮部分分子的变轴取向。通过这种加工工艺,制件的弯曲性能与其它机械性能得到了极大的提高。聚苯乙饮水杯和聚丙烯注射器就是采用这种加工方法获得重大改变突破地2个产品。
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