活塞完爆器阀

1绪论本设计根据一个塑件活塞—完爆器阀的模塑成型要求，综合介绍了塑件的注塑成型工艺的选择、成型模具的设计程序、模具主要零部件的加工工艺规程的编制及模具装配与试模的工艺方法等内容。塑料制件主要是靠成型模具获的，而它的质量是靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状、精确尺寸及较低的表面粗糙度来保证的。塑料制件的质量与许多因素有关，但合格的塑料制件首先取决于模具的设计与制造的质量，其次取决于合理的成型工艺。在设计中应达到的目的和要求，目的：了解PA6GF30％（黑色）的物理性能、流动性，成型过程中的物理、化学变化及塑料的组成、分类及性能。了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。能掌握各种成型设备对各类模具的要求。掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法。此塑件的材料采用尼龙6（30％玻璃纤维增强，黑色）属于热塑性的结晶型通用塑料。从使用性能上看，该塑件具有很高的机械强度和刚度被广泛用于各种机械零件。加之有很好的耐磨损和自润滑性，还可用于轴承的制造。并具有高耐热性，热变性温度为215°C]1[，在熔融温度以下硬度较高，且耐蠕变性，有良好的冲击强度。从成型性能上看，该塑料熔体的流动性较好，成型容易。由于加入了GF30％，尺寸稳定性也较好，成型收缩率降到0.35％～0.45％]2[，塑件的加工性较好且在生产中单体可回用，减少了环境污染，也减少了原材料消耗。但吸水性较强，成型时会在制件上产生斑痕、云纹、银丝、气泡等缺陷。因此，要特别注意成型前的干燥处理。基本要求：合理地选择模具结构，正确地确定模具成型零件的尺寸，设计的模具应当制造方便，充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工，设计的模具应当效率高，安全可靠，模具零件应耐磨耐用，模具结构要适应塑料的成型特性。合理的模具结构能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等）。注塑模的结构主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。一般来说，分型面的总体选择原则是：保证塑件质量，便于制品脱模和简化模具结构，并有利于型腔排气，无损塑件外观且设备利用合理。此塑件为圆筒形塑件,塑件的形状比较简单规范，高度一般，且垂直于轴线的截面对称形状较简单。塑件有一环形凹槽，需要侧抽芯装置。此模具为小型模具，利用分型面排气，又因为模具型腔为组合式型腔，还可利用拼合的缝隙排气。此塑件在注塑时采用了一模两件，2即模具需要两个型腔。考虑到使排列平衡，采用了直线型排列，以构成平衡式的浇注系统。塑件的下半部有一环形槽，它垂直于脱模方向，阻碍成型塑件的脱模。因此成型塑件的环形槽部位，必须做成活动的型芯，即应设置侧向抽芯机构。本模具采用斜导柱抽芯机构，利用注塑机的开模运动和顶出作用力，通过斜导柱使其转化成侧向抽芯动作，完成侧向抽芯。。此模具采用的是点浇口形式，为了将浇注系统的凝料取出，要增加一个分型面，模具第一次分型仅将主流道凝料取出，待主分型面打开后，塑件和流道凝料就会被一起顶出。采用了限位螺钉定距限位，其作用就是控制模具的开模顺序，使模具能够安全合理的完成开合模动作。采用这些新型结构，不仅使模具更具简单化，而且还因为这些零件都是标准化，缩短了加工周期，节约了大量成本。我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，促使我国模具工业的飞跃发展。但目前，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，事实上在仪器仪表、家用电器、交通、通讯和轻工业等各行业的产品零件中，有70%以上是采用模具加工而成的。工业先进的发达国家，其模具工业产值早已超过机床行业的产值。据1991年统计，日本模具工业已实现了高度的专业化，标准化和商品化，在全国一万多家企业中，生产塑料模和生产冲压模的企业各占40%。新近统计的韩国模具工业情况表明，全国模具专业厂中生产塑料模的占43.9%，新加坡全国有460家企业，60%生产塑料模。由此可见，塑料模具行业正占据着越来越重要的位置，我们年轻的一代，要努力为其发展做出应有的贡献。3第1章注塑模工艺规程的编制该塑件为活塞—完爆器阀，塑件的材料采用PA6GF30％（黑色），生产类型为大批量生产。其零件图如下所示:6.5其余：3.23.23.2图（1）塑件图⒈⒈塑件工艺性的分析⒈⒈⒈塑件原材料的分析4塑件的材料采用尼龙6（30％玻璃纤维增强，黑色）属于热塑性的结晶型通用塑料。从使用性能上看，该塑件具有很高的机械强度和刚度被广泛用于各种机械零件。加之有很好的耐磨损和自润滑性，还可用于轴承的制造。并具有高耐热性，热变性温度为215°C]1[，在熔融温度以下硬度较高，且耐蠕变性，有良好的冲击强度。从成型性能上看，该塑料熔体的流动性较好，成型容易。由于加入了GF30％，尺寸稳定性也较好，成型收缩率降到0.35％～0.45％]2[，塑件的加工性较好且在生产中单体可回用，减少了环境污染，也减少了原材料消耗。但吸水性较强，成型时会在制件上产生斑痕、云纹、银丝、气泡等缺陷。因此，要特别注意成型前的干燥处理。如果材料使用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。若材料在空气中保留的时间超过8h，应采用真空干燥工艺]3[，真空干燥温度为85±5°C时间6h～8h为。由于加入了GF30％，熔体具有中等黏度特性，流动性好。设定料温在205°C～230°C之间，模温90°C左右，喷嘴采用球头形的，设定温度为205°C。PA6GF30％超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性，以及很好的冲击强度和耐磨耐热性，很适合活塞—完爆器阀的成型。⒈⒈⒉塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析（1g.㎝3VW31035.114436060g初步选用注塑机为XS-ZY-125型，定位圈的尺寸为100㎜，两侧推出中心距为230㎜，按注塑机的注塑量确定型腔数N。按最大注塑量：WVN/max8.0max式中SDsV24max——注塑机的最大注塑量，单位为㎝3；60Wg——单件制品及相应流道体积；35.1g.㎝3——塑料的密度；42Ds㎜——螺杆直径；115S㎜——螺杆注塑行程。代入公式计算得5115424max2V160㎝360/35.11608.0maxN3按最小注塑量WVN/max2.0min160/35.11602.0考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和现有设备等情况，采用一模两件的模具结构。⒈⒊塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献P63表3—13]5[和参考工厂实际应用情况，玻纤增强PA6的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度1t选用205°C；中段温度2t选用240°C；前段温度3t选用230°C；喷嘴温度：选用205°C；注塑压力：选用110MPa；注塑时间：选用4S；保压：选用40MPa；保压时间：选用28S；冷却时间：选用30S；成型周期：选用65S；模具温度：选用90°C；螺杆转速：选用30r/min。6第2章注塑模的结构设计注塑模的结构主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。⒉⒈分型面的选择分型面是动、定模具的分型面，即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面。模具设计中，分型面的选择非常关键，它决定了模具的结构，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。7一般来说，分型面的总体选择原则是：保证塑件质量，便于制品脱模和简化模具结构，并有利于型腔排气，无损塑件外观且设备利用合理。此塑件为圆筒形塑件,塑件的形状比较简单规范，高度一般，且垂直于轴线的截面对称形状较简单。塑件有一环形凹槽，需要侧抽芯装置。考虑到分型面的选择应该使侧抽芯位置最短，即侧向抽拔距离最短，避免长距离抽芯，且方便浇注系统的布置，有利于排气，且能减小塑件在分型面的投影面积，防治溢料，简化分型面的加工，保证塑件的外观质量和尺寸精度，满足塑件的使用要求，便于脱模和加工型腔，分型面应选用下图所示的分型方式较为合理。图（2）分型面的选择塑件采用PA6GF30％，材料流动性较好，由于成型时会产生溢边，因此采用推板脱模的结构形式。⒉⒉排气系统的设计排气系统的作用是把模具型腔内的空气，熔料所产生的气体排放到模具之外，保证熔体在充模过程中的正常流动。若排气不良，将增加熔体的流动阻力，会使充填不足，影响表面质量，且滞留气体会形成气泡，银纹雾状等表面质量问题，产生高温，使塑料熔体分解甚至碳化、烧焦，形成流动痕和熔合痕，使塑件的力学性能降低，降低充模速度，影响成型周期，降低生产率。此模具为小型模具，所以可利用分型面排气，又因为模具型腔为组合式型腔，可利用拼合的缝隙排气。对于PA6GF30％塑料，其配合间隙常取0.05㎜。⒉⒊确定型腔的排列方式此塑件在注塑时采用了一模两件，即模具需要两个型腔。考虑到使排列平衡，8采用了直线型排列，以构成平衡式的浇注系统。确保塑件质量的均一和稳定，使型腔的排列和浇口的开设力求对称，从而防止模具承受偏载产生严重溢料现象。还应尽量使其排列紧凑一些，以便减小模具的外型尺寸。综合考虑浇注系统、模具复杂程度等因素，拟采取如下图所示的型腔排列方式。图（3）型腔的排列方式⒉⒋浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个很重要坏节，它对获得优良性能和理想外观的塑件以及最佳的成型效率有直接影响，因此我们应合理的设计浇注系统。⒉⒋⒈主流道的设计寸：喷嘴前端孔径：40d㎜；喷嘴前端球面半径：120R㎜；根据模具主流道与喷嘴的关系：2~10RR㎜1~5.00dD㎜取主流道球面半径：13R㎜；取主流道的小端直径：5.4d㎜。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为4~2,经换算得主流道大端直径5.8D㎜。为使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径4r㎜的圆弧过渡（表面粗糙度25.1Ra㎛，长度应60㎜）。因其小端入口处与注塑机喷嘴及一定温度压力的熔料要冷热交替反复接触，属易损件，对材料要求较高，因此模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式。以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。这里采用T8A，热处理淬火53～57HRC。9⑵主流道的衬套由于注塑成型时，注塑机对模具施加的压力很大，主要作用于主流道衬套上，且主流道与高温塑料熔体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接开在定模上，而是将它单独开在一个主流道衬套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换和修磨。此模具选用B型主流道衬套。B型可以防止衬套在熔体反压力作用下退出定模装配时用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶即可。材料选用优质材料T8A，热处理后硬度为53～57HRC。衬套长度与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上。衬套与定模之间的配合采用H7/m6，其结构如下所示：图（4）主流道衬套⑶定位环设计定位环是为了使主流道与喷嘴和料筒对中。定位环与注塑机定模固定板上的定位孔之间应采取较松动的间隙配合，配合精度为H11/h11，配