71塑料模具课程设计

1塑料模具课程设计说明书办学单位：班级：学生：成绩：提交日期：2013年7月7日2目录1塑件分析....................................................................32塑料材料的成型特征与工艺参数................................................43．设备的选择..................................................................63.1依据最大注射量初选设备....................................................63.2最大注射量的校核..........................................................63.3模具闭合高度的校核........................................................74.分型面的确定.................................................................74.1型腔数量的确定..............................................................74.2分型面位置的选择...........................................................85.浇注系统设计.................................................................85.1主流道.....................................................................85.2.浇口.......................................................................85.3.冷料穴.....................................................................95.4.排气槽形式.................................................................96.成型零部件的设计与计算.......................................................96.1型芯与型芯结构设计..........................................................96.2型腔、型芯等尺寸校核........................................................107.脱模机构的设计...............................................................107.1脱模力......................................................................127.2拉料杆......................................................................127.3顶出机构....................................................................127.4顶出机构的选择.............................................................138.斜顶机构的设计............................................................149.合模导向机构的设置.........................................................15结束语........................................................................16参考文献......................................................................16附图..................................................................................1731.塑件分析图1-1基本尺寸图1-2产品三维图1.1塑件尺寸精度分析：由图2-1得知产品尺寸是80X50X9，该塑件尺寸精度无特殊要求，所在尺寸均为自由尺寸。1.2塑件表面质量分析：该塑件表面粗糙度无特殊要求，我们取Ra0.8度。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。1.3产品壁厚：壁厚最小0.8mm，最大处1.3mm，较均匀，有利于零件的成型。1.4脱模斜度：由塑料成型工艺与模具设计P53页可知，其型腔脱模具斜度一般为35´~1°20´,型芯脱模斜度4为35´~40´。1.5体积=36000mm^31.6塑件颜色：蓝色。1.7塑件经济性：万能充提前实现了中国数亿手机用户的愿望。这个以两根可调节金属接触弹片，加一个固定电池的透明夹子，看起来比较简单的设计，却何以成为数以千万中国手机用户的必备配件。1.8塑件外观：外观较简单，制造成型较易。有斜顶机构脱模。1.9塑件材料：PC化学名：称聚碳酸酯。2.塑料材料的成型特征与工艺参数PC塑料的工艺特点如下：①属无定型塑料，Tg为149～150℃；Tf为215～225℃；成型温度为250～310℃；相对平均分子质量为2～4万。②热稳定性较好，并随相对分子质量的增大而提高。③流变特性接近牛顿液体，表观粘度受温度的影响较大，受剪切速率的影响较小，随相对平均分子质量的增大而增大。无明显的熔点，熔体粘度较高。PC分子链中有苯环，所以，分子链的刚性大。④PC的抗蠕变性好，尺寸稳定性好；但内应力不易消除。⑤PC高温下遇水易降解，成型时要求水分含量在0.02％以下。⑥制品易开裂。在成型前，PC树脂必须进行充分干燥。干燥方法可采用沸腾床干燥(温度120～130℃，时间1～2h)、真空干燥(温度110℃，真空度96kPa以上、时间10～25h)、热风循环干燥(温度120～130℃，时间6h以上)。为防止干燥后的树脂重新吸湿，应将其置于90℃的保温箱内，随用随取，不宜久存。成型时料斗必须是密闭的，料斗中应设有加热装置，温度不低于100℃、对无保温装置的料斗，一次加料量最好少于半小时的用量，并要加盖盖严。判断干燥效果的快速检验法，是在注塑机上采用“对空注射”。如果从喷嘴缓慢流出的物料是均匀透明、光亮无银丝和气泡的细条时，则为合格。此法对一般塑料均适用。PC的熔体粘度比PA、PS、PE等大得多，流动性较差。熔体的流动特性接近于牛顿流体，熔体粘度受剪切速率影响较小，而对温度的变化十分敏感，因此，成型时只要调节加工温度，就能有效地控制PC的表现粘度。成型温度的选择与树脂的相对平均分子质量及其分布、制品的形状与尺寸、注塑机的类型等有关，一般控制在250～310℃范围内。注塑用料，宜选用相对平均分子质量稍低的树脂，MFR为5～7g/10min；对形状复杂或薄壁制品。成型温度应偏高，为285～305℃；而厚壁制品，成型温度稍低，为250～280℃。不同的注塑机，成型温度也不一样。螺杆式为260～285℃，柱塞式为270～310℃。料筒温度的设定是用前高后低的方式，靠近料斗一端的后料筒温度要控制在PC的软化温度以上，即大于230℃，以减少物料阻力和注射压力损失。尽管提高成型温度有利熔体充模。但不能超过230℃，否则，PC会发生降解，使制品颜色变深，表面出现银丝、暗条、黑点、气泡等缺陷，同时，物理力学性能也会显著下降。喷嘴温度为260～310℃，两种类型的注塑机喷嘴的温度控制有所不同。模具温度对制品的力学性能影响很大。随着模温的提高．料温与模温间的温差变小，剪切应力降低，熔体可在模腔内缓慢冷却，分子链得以松弛，取向程度减小，从而减少了制品的内应力，但5制品的冲击强度、伸长率显著下降，同时会出现制品脱模困难。脱模时易变形，并延长了成型周期，降低生产效率；而模温较低，又会使制品的内应力增加。因此，必须控制好模温。通常，PC的模温为80～120℃。普通制品控制在80～100℃，而对于形状复杂、薄壁及要求较高的制品，则控制在100～120℃，不允许超过其热变形温度。成型PC厚壁制品时，模具温度的控制显得特别重要。例如，在成型简支梁冲击试验样条(厚度为10mm)时，如果模具不进行控制温度，则成型的样条内部缩孔很多，也很大。此时，模具如果没有设置加热装置，则可采用简易的方法将模具主流道加热。该简易的方法就是在一根铁丝上系上棉花球，蘸上工业酒精，加热主流道，这样，虽不能消除缩孔，但缩孔的数量大为减少。程度大为减轻。当然．这是一种没有办法的办法，是一种土办法，不推荐使用。因为这样，容易使模具主流道变形和氧化。尽管注塑时注射压力对熔体强度和流动性影响较小，但由于PC熔体粘度高、流动性较差，因此，注射压力不能太低，一般控制在80～120MPa，采用柱塞式注塑机时，注射压力应为100～150MPa；而对于薄壁长流距、形状复杂、浇口尺寸较小的制品，为使熔体顺利、及时充模，注射压力要适当提高至120～150MPa。PC注塑工艺控制的总的原则是：高料温，低压力。保压压力大小和保压时间长短直接影响制品的质量。保压压力过小，则补缩作用小，制品内部会因收缩而形成气泡，制品表面也会出现凹痕；保压压力过大。在浇口周围易产生较大的内应力。保压时间长，制品尺寸精度高、收缩率低、表面质量良好，但增加了制品中的内应力，延长了成型周期。保压压力为80～100MPa。如前所述方法——用火加热主流道，延长浇口中熔体的凝固时间，以增加补缩作用。PC注射成型时，可提高背压压力。注射速率对制品的性能影响不大。但从成型角度考虑，注射速率不宜太慢，否则进入模腔内的熔体易冷凝而导致充模不足，即使充满了，制品表面包易出现波纹、料流痕等缺陷；注射速率也不宜太快，以防裹入空气和出现熔体破裂现象。生产中，一般采用中速或慢速，最好采用多级注塑。注塑时，速度没定为慢→快→慢，这样可大大提高制品质量。螺杆转速不可太高，一般为30～60r/min。嵌件需预热到200℃，至少也要有120℃，一般为110～130℃。再生料的再生次数不超过3次，用量为20％左右。PC是透明性塑料，成型时一般不推荐使用脱模剂，以免影响制品透明度。对脱模确有困难的制品，可使用硬脂酸或硅油类物质作脱模剂，但用量要严格控制。PC制品中应尽量避免使用金属嵌件。若确需使用金属嵌件时，则必须先把金属嵌件预热至200℃左右后，再置人模腔中进行注塑，这样可避免因膨胀系数的悬殊差别，在冷却时发生收缩不一致而严生较大的内应力，使制品开裂。减小内应力的方法，除了在制品造型设计时避免缺口、锐角、厚薄悬殊以及采用正确的成型工艺参数等外，最好是对制品进行热处理，热处理温度控制在125～135℃(树脂Tg以下10～20℃)，处理时间为2h左右，制品越厚处理时间越长。一般壁厚小于5mm的制品，时间为8h；大于20mm的制品、时间为24h。制品的内应力大小可通过偏振光检验法和溶剂浸渍法。偏振光检验法适用各种透明制品，它是利用PC的透明性，把制品置于偏振光镜片之间，从镜上观察制品表面彩色光带面积，以彩色光带面积的大小来确定制品内应力大小，如果观察到的彩包光带面积大，说明制品内应力大；溶剂浸渍法是工厂中普遍采用的一种检测手段，该法是将PC制品浸入某些溶剂(如苯、四氯