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模具-冰箱调温按钮塑模设计(论文 DWG图纸).rar

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    编号:20180802233204654    类型:共享资源    大小:638.81KB    格式:RAR    上传时间:2018-08-02
      
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    模具 冰箱 调温 按钮 设计 论文 DWG 图纸
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    第 1 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用一、产品介绍1、产品名称:冰箱调温按钮2、产品用途:用于各种电气系统的控制按钮键3、产品结构尺寸(见产品图[1])4、生产量:月产量 150 万只。5、产品性能及使用要求:(1) 外观为原料本色,透明美观;无其它杂色或斑点,表面平滑无裂纹、银丝,无气泡,无形变等缺陷;质量轻,可减轻设备自重。(2) 性能要求:收缩率不大于 0.5%,吸水性不高于 0.8,冲击强度> 15 KG•cm 2,弯曲强度>70 KG•cm 2 .表面电阻系数70℃。(3) 使用条件:使用温度:室温,220V 用电场所;使用负荷:人工手指操作按压力。二、产品材料的选择与配方设计根据产品的使用要求和性能要求,选择 PSH-GN-095-06 的树脂作主原料,PS 是所有塑料当中最轻的一种,能减轻设的自重。透光率不低于 88%,雾度约 3%,折射率比较大具有特殊的光亮性。PS 的拉伸、弯曲常规力学性能皆高于其它聚烯烃,是属于硬而脆的材料,所以必须加入一些增韧剂以改善制品的柔韧性,加入量为 15 份。由于制品属于透明塑件,无需加染色剂。如表—1表 2—1 PSH-GN-095-06 树脂性能参数表项目 参数值 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-21.050.040.70.954820.6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℃2.8×10352921×1016165120PS 中文名:聚苯乙烯英文名:Polystyrene2.1、基本特性第 2 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用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 70~98 oC,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: 65 oC ---- 96oC 屈服强度: 35~63 MPa抗拉强度: 35~63 MPa断裂伸长率 1.0%拉伸弹性模量: 2.8~3.5 GPa第 3 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用抗弯强度: 61~98MPa抗压强度: 80~112 MPa2.4、PS 的成形条件:注射机类型: 螺杆式预热: 温度 60~75 oC时间 2h料筒温度: 前段 170~190 oC 后段 140~160 oC模具温度: 32~65 oC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=¼πd1²×2+¼π(d2²- d3²)×1+ ¼πd2²×0.5=¼π(13.5)²×2+¼π(10²- 6²)×1+ ¼π10²×0.5=316㎜³V 分=π×(d/2)²×h=3.14×4×10=12.56㎜³V 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㎝³3.2、锁模力计算:根据 [3]:F=K P A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= ¼πd²=0.25×13.5²=1.4316cm 2F=K P A=0.6×60×1.4316=51.696KN3.3、保压时间的计算:T 保=0.3(S+2S 2)=0.3×(2+2×32)=3s第 4 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用3.4、冷却时间的计算:T 冷=[S²/π²k]×in[8(Ts-Tm)/π(TE-Tm)]=3s3.5、塑化时间的计算:T 塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23sTs—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=2.88cm 3取注射机的公称注射量为~~3 cm 3项目 控制部位 控制参数 备注干燥 60料筒后段 150±5料筒中段 180±5料筒前段 160±5喷嘴 150±5温度(℃)模具 60±5[5]P237 附D塑化背压 <20注射压力 60保压压力 30~40压力(Map)锁模力(吨) 52干燥时间 2h注射时间 0.2保压时间 3冷却时间 3开合模时间 5时间(秒)成型周期 12第 5 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用(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 )cm 2(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243015160根据以上计算出的公称注射量( 3)cm 3, 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项目 单位 参数 备注理论注射量 cm3 10注射压力 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 ㎜ 120喷嘴球半径 ㎜ 12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:第 6 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用图 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。第 7 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用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=15mm d=喷嘴孔径+1=2.5+1=3.5mma=4° r=1mm D=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尺寸的确定:根据经验公式确定分流道的直径 [5]第 8 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用图 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=2.5 n—塑料系数,PS 为 3.6b=n(A) ½/30=0.2 图 5—6 浇口尺寸第 9 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用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 =10 D= 10 H=4 M 根据模板尺寸确定 第 10 页南京工程学院继续教育学院毕业设计专用图 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]。这种形式的型腔形状简单,牢固可靠,不易变形,成型塑件的质量较好。 、本产品为 PS 制品,属于大批量生产的小型塑件,此产品采用 6 级精度,属于一般精度制品。因此,凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 0.5~0.75 的范围之间,凸凹模各处工作尺寸的制造公差,因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 IT7~IT8级,综合参考,相关计算具体如下:收缩率 Sax=0.8% Sin=0.6%平均收缩率为 S=0.7%,
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