塑料密封圈2注塑模具設(shè)計【最大直徑20】【含CAD圖紙】
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廣東石油化工學(xué)院課程設(shè)計說明書 題 目 塑 料 成 型 工 藝 及 模 具 設(shè) 計 專 業(yè): 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 班 級: 材控11-1 學(xué) 生: 余明競 學(xué) 號: 40 指導(dǎo)教師: 陶筱梅 完成時間:2014年 9 月17日至2014 年9 月 24日設(shè)計題目: 塑料密封圈2模具設(shè)計材料:PE技術(shù)要求:1) 制品表面光滑美觀;2) 脫模斜度:0.51;3)未注圓角為R0.5R1。PE的特性: 聚乙烯塑料的產(chǎn)量為塑料工業(yè)之冠,其中以高壓聚乙烯的產(chǎn)量最大。聚乙烯樹脂為無毒、無味,呈白色或乳白色,柔軟、半透明的大理石狀粒料,密度為0.910.96g/cm3 ,為結(jié)晶型塑料。 聚乙烯按聚合時所采用壓力的不同,可分為高壓、中壓和低壓聚乙烯。高壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)不是單純的線型,而是帶有許多支鏈的樹枝狀分子。因此它的結(jié)晶度不高(結(jié)晶度僅60%70%),密度較低,相對分子質(zhì)量較小,常稱為低密度聚乙烯。它的耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等都較低。但是它的介電性能好,具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性,成形加工性能也較好。中、低壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)是支鏈很少的線型分子,其相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度較高(高達(dá)87%95%),密度大,相對分子質(zhì)量大,常稱為高密度聚乙烯。它的耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等都較高,但柔軟性、耐沖擊性及透明性、成形加工性能都較差。 聚乙烯的吸水性極小,且介電性能與溫度、濕度無關(guān)。因此,聚乙烯是最理想的高頻電絕緣材料,在介電性能上只有聚苯乙烯、聚異丁烯及聚四氟乙烯可與之相比。型腔數(shù)量及排列方式 對于精度要求不高的小型塑件(沒有配合精度要求),形狀簡單,又是大批量生產(chǎn)時,則采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件,使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。該塑件對精度要求不高,為低精度塑件,再依據(jù)塑件的大小,采用一模四型的模具結(jié)構(gòu)。確定分型面 分開模具能取出塑件的面,稱作分型面,注射模只有一個分型面。塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位,并且保證塑件順利脫模和精度要求。 塑件外觀質(zhì)量要求不高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用多型腔單分型面模具。最常用的澆口形式是側(cè)澆口,這種澆口形式注射工藝在制造上加工比較方便,由于塑件的形狀小,澆道流程短,熱量損耗少,澆口采用側(cè)澆口,且開設(shè)在分型面上。塑件的體積和質(zhì)量利用proe對塑件進(jìn)行分析可得到以下數(shù)據(jù):體積 = 5.6172432e+03 毫米3曲面面積 = 5.8898801e+03 毫米2平均密度 = 1.0000000e+00 公噸 / 毫米3質(zhì)量 = 5.6172432e+03 公噸 根據(jù) PRT_CSYS_DEF 坐標(biāo)邊框確定重心:X Y Z 2.0000000e+01 2.0000000e+01 -2.9568217e+00 毫米相對于PRT_CSYS_DEF坐標(biāo)系邊框之慣性. (公噸 * 毫米2)慣性張量Ixx Ixy Ixz 4.7329438e+06 -2.2468971e+06 3.3218373e+05Iyx Iyy Iyz -2.2468971e+06 4.7329440e+06 3.3218373e+05Izx Izy Izz 3.3218373e+05 3.3218373e+05 9.3010438e+06重心的慣性 (相對 PRT_CSYS_DEF 坐標(biāo)系邊框): (公噸 * 毫米2)慣性張量Ixx Ixy Ixz 2.4369362e+06 0.0000000e+00 0.0000000e+00Iyx Iyy Iyz 0.0000000e+00 2.4369363e+06 0.0000000e+00Izx Izy Izz 0.0000000e+00 0.0000000e+00 4.8072492e+06主慣性力矩 (公噸 * 毫米2)I1 I2 I3 2.4369360e+06 2.4369365e+06 4.8072492e+06從PRT_CSYS_DEF 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)矩陣: 1.00000 0.00000 0.00000 0.00000 1.00000 0.00000 0.00000 0.00000 1.00000從PRT_CSYS_DEF 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)角(度):相對 x y z 的夾角 0.000 0.000 0.000 得到: 塑件體積 V = cm 曲面面積 S = cm2 密度 = g/ cm 塑件質(zhì)量 m= g選擇注射機(jī):澆注系統(tǒng)凝料體積的初步按照塑件的0.6倍來估算 cm3注塑機(jī)的公稱注射量 cm3選擇注射機(jī)根據(jù)以上的計算,初步選定公稱注射量為30 cm,注塑機(jī)型號為XS-Z-30型注塑機(jī)。XS-Z-30型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表所示:注射量/ cm330最大開模行程/mm160螺桿(柱塞)直徑/mm28動、定模固定板尺寸/mm250*280注射壓力/Mpa119最大成型面積/C90注射行程/mm130合模方式液壓-機(jī)械注射時間/s0.7電動力功率/kW5.5注射方式柱塞式噴嘴球半徑/mm12鎖模力/KN250噴嘴孔直徑/mm4mm 1)注射壓力的校核 根據(jù)公式: 查表可知,PE在注射壓力為70100MPa 時取得最大流動比,取P0=85MPa, 滿足要求2)鎖模力的校核塑件在分型面上的投影面積: 澆注系統(tǒng)的投影面積: , 取:因?yàn)榍懊嬗嬎愕腁塑是4腔的總面積,所以 所以,澆注系統(tǒng) 1) 主流道長度 主流道長度L,應(yīng)盡量小于60mm,上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu), 取L = 45(mm) 2) 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 +(0.51)mm = 4 +(0.51)mm取 d = 5(mm)。 3) 主流道大端直徑D = d+2Ltan(/2)(=4) =5+ 8(mm) 4) 主流道球面半徑SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(12)mm =12+(12)mm 取SR = 14(mm)。 5) 球面配合高度 配合高度為 3 5 mm 取 h=3(mm)。 6) 主流道錐度主流道錐角一般應(yīng)在26,取 = 4,所以流道錐度為 主流道的凝料體積V主=L主(+R主) 式(3-11) =(3.14/3)32(4+2.5+42.5) =1080.16mm1.08cm主流道當(dāng)量半徑 R=mm =3.05mm 分流道的截面形狀選用效率較高的圓形截面。分流道的尺寸 一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定截面尺寸。這里單邊分流道長度取L=30mm =0.2654 0.92mm PE常用的分流道直徑為4.89.5mm,取D5mm分流道凝料體積分流道長度 L304120mm 分流道截面積 A/43.145/4=19.625mm 凝料體積 VLA=120 19.6252355mm2.4cm 校核剪切速率 查表注射時間可取t=0.7s 計算分流道體積流量: q=cm3/s=15.817cm3/s1.58210mm/s剪切速率 側(cè)澆口尺寸的確定1.澆口的深度:, 2.ABS側(cè)澆口的厚度為1.2 1.4mm ,這里取1.4mm3.澆口的寬度:,B取1.6mm;4.澆口的長度:側(cè)澆口的長度L一般選用0.72.5mm ,取L=1.5mmn=0.7 校核澆口的剪切速率確定注射時間:查表,可取t=0.7s澆口的體積流量: q=cm3/s=3.1cm3/s=3.1mm/s 計算澆口的剪切速率:校核主流道的剪切速率(1) 計算主流道的體積流量q=cm3/s=17.36cm3/s (2)計算主流道的剪切速率 處于澆口與分流道的最佳剪切速率(=51025103s-1)的范圍之內(nèi),故主流道的剪切速率校核合格。凹模尺寸的計算 1)凹模徑向尺寸計算 凹模徑向尺寸(mm); 塑件的平均收縮率(PE收縮率為0.4%0.7,均0.55%); 塑件徑向公稱尺寸(mm); 塑件公差值(mm) x隨塑件精度和尺寸變化,一般在0.50.8之間,取0.6); 凹模制造公差(mm)制造公差取塑件公公差的1/3. 凹模徑向尺寸(mm); 塑件的平均收縮率(ABS收縮率為0.4%0.7,平均收縮率為0.55%); 塑件徑向公稱尺寸(mm); 塑件公差值(mm) x隨塑件精度和尺寸變化,一般在0.50.8之間,取0.6); 凹模制造公差(mm)制造公差取塑件公公差的1/3. 凹模型腔的徑向尺寸計算為:式(3-27) 型腔深度尺寸 = =9.935 H=1.915 式(3-30)凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)凸模尺寸的計算公式如下: 凹模徑向尺寸(mm); 塑件的平均收縮率(ABS收縮率為0.4%0.7,平均收縮率為0.55%); 塑件徑向公稱尺寸(mm); 塑件公差值(mm) x隨塑件精度和尺寸變化,一般在0.50.8之間,取0.6); 凹模制造公差(mm)制造公差取塑件公公差的1/3. (2).型芯徑向尺寸 =20.266(3).型芯高度尺寸 = =12.186 式(3-33) (4).型腔側(cè)壁厚度計算 按整體式圓形型腔計算: r型腔內(nèi)半徑,r24mm;碳鋼取160MPa;p型腔內(nèi)壓力,pKp=0.4117=46.8MPa.因此,型腔側(cè)壁厚 取S50mm. (5)型腔底板厚度的計算: 型腔底板厚度取32mm成型零件的結(jié)構(gòu)凹模結(jié)構(gòu)主要參考資料 1.機(jī)械制造工藝師手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社2.李秦蕊主編. 塑料模具設(shè)計. 西北工業(yè)大學(xué)出版社. 1988年3.典型注射模具結(jié)構(gòu)圖冊. 中南工業(yè)大學(xué)出版社。4.實(shí)用塑料注射模設(shè)計與制造. 陳萬林等編. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000年。5.塑料模設(shè)計手冊.手冊編寫組編. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1985年。
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