于不同的塑料,其性能及成型工艺有所不同。
常用的模具冷却形式有:直流和直流循环式、循环式、喷流式、隔板式、压缩空气冷却式、间接冷却、局部冷却。
本次设计所选用的塑件其材料是ABS塑料,属中等粘度材料,它具有优良的加工性能。比热容较低,在模具中凝固较快,模塑周期短,制件尺寸稳定性好,对于模温的要求低,其成型温度及模具温度分别为200oс和50~80oс。所以,模具温度初步选定为50oс,用常温水对模具进行冷却。
7.2 冷却管道直径计算
模具的冷却主要采用循环水冷却方式。这里我们选用22oс的常温水作为冷却介质,取出口温度为25oс。
(1)单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W:
塑料制品的体积:V=V主+V分+nV塑=1.841+0.612+2×25.970=54.393cm
3
3
3
塑料熔体的总质量:m=54.393cm×1.05g/cm=0.0571kg,塑件壁厚为2mm,可以查表4-34
的t冷=9.3s,取注射时间t注=1.8s,脱模时间t脱=8s,则注射周期:t=t冷+t注+t脱=19.1s,由此的每小时注射次数:N=3600/19.1=188次。单位时间内注入模具中塑料熔体的总质量:W=Nm=188×0.0571kg/h=10.73kg/h。
(2)确定单位质量的塑件在凝固时所发出的热量QS,查表4-35直接可知ABS的单位热流量QS的值的范围在(310~400)KJ/kg之间,故可取370KJ/kg。 (3)计算冷却水的体积流量qv:
qv=WQS /60ρc(θ1-θ2)=0.00527m/min 式中: qv—冷却介质的体积流量,m/min; ρ—冷却介质水的密度,kg/m;
W—单位时间内注入模具中的塑料质量,kg/h; QS—单位质量的塑料在凝固时放出的热量,KJ/kg; θ1—冷却介质出水口温度, oс; θ2—冷却介质进水口温度,oс。
由计算结果再查表4—30,可取冷却水道直径d=8mm。 (4)计算冷却水在管道内的流速υ:
υ=4qv/60πd =1.747m/s
(5)计算冷却管道孔壁与水交界面之间的膜传热系数h:
因为平均水温为23.5,查表4-31,取f=6.7,则有: h=4.187f(ρυ)/d=2.89×10KJ/(m· h·oс) (6)计算冷却管道总传热面积:
A=WQS/hΔθ= 0.00518m
2
0.8
0.2
4
2
2
33
3
18
(7)计算模具上应开设的冷却管道的总长度:
L=A/πd= 206mm
(8)冷却管道的根数:设每条水路的长度为100mm, 则冷却管道的根数为二根 。
第八章 注射模具材料选择
成型零件的材料选择的要求如下:
(1)机械加工性能良好,要选用易于切削,且在加工后能得到较高精度零件的钢种。 (2)内部组织性能优良,注射成型零件工作表面,多需要抛光达到镜面,Ra≤0.8um,要求钢材硬度35~40HRC为宜,过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密,较少杂质,无瑕疵和针点。
(3)磨性和抗疲劳性能好,所选用钢种应使注射模具能减少抛光修模的次数,能长期保持型腔的尺寸精度,达到批量生产的使用寿命期限。 (4)有耐腐蚀性能。
总之,要求在达到使用要求的前提下应尽量选用价格低廉,易于成型加工和比较常见的钢种。
合金钢Cr12通过淬火热处理,强度高耐磨性好,常用于形状复杂,要求热处理变形小的型腔、型芯或者镶件和增强塑料的成型模具,可作为塑件成型件钢种。 (5)导柱、导套材料的选择
使用要求:对导柱要求表面硬度较高,内部具有足够的韧性,不易折断、折弯;表面的耐磨性要好。
在材料上,导柱应具有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的芯部,因此多采用低碳钢20号钢或碳素工具钢T8、T10。
第九章 零件加工工艺过程的编制
9.1 主型芯的加工工艺
工艺过程卡 材料名称及牌号 毛坯尺寸 20CrMnTi Φ50X150 产品名称 注射模 零件名称 型芯 产品图号 零件图号 19
工序号 1 工序名称 备料 工序内容 车削,保证毛坯Φ50X145,留余量0.5mm 设备 车床 2 磨 磨削零件,按照图纸保证精度,留研磨量0.01mm 万能磨床 3 热处理 淬火 淬火炉
9.2定模板的加工工艺
工艺过程卡材料名称及牌号 毛坯尺寸 工序号 1 产品名称 产品图号 零件图号 设备 CNC 注射模 零件名称 定模板型腔 工序内容 铣削,保证毛坯350x350x100 ,上下平面留磨量0.5mm 45# 280x250x80 工序名称 备料 2 3 4 铣削 热处理 磨 型腔的加工 淬火 保证尺寸符合要求 CNC 淬火炉 平面磨床 11.3动模板的加工工艺
工艺过程卡 材料名称及牌号 毛坯尺寸 工序号 1 2 3 45# 280x250x20 工序名称 备料 铣削 磨 零件名称 产品名称 注射模 产品图号 零件图号 动模板 工序内容 下料,保证毛坯350x350x50 铣削动模板各表面,留磨量0.5mm 保证尺寸,留研磨量0.01mm 设备 锯床 铣床 平面磨床 20
4. 5 6 钳工 热处理 磨 划通孔中心线,钻孔攻丝 淬火 磨上下平面,保证尺寸厚度 钻床 淬火炉 平面磨床
第十章 模具工作原理及动作分解
(见PPT动作分解)
第十一章 绘制模具零件图及总装配图
(见附图)
第十二章 致谢词
毕业设计基本完成了,大学生活也即将结束了。回首多年来的求学生涯,我倍感欣慰。 感谢成长路途中,一路帮助过我的人,是你们无微不至的关怀,让我的生命画卷中更添色彩!
通过本课题的设计,使我对注射成型工艺及模具设计加工的整个过程有了较全面的理解。通过把所学的知识由点到面的贯穿起来,运用到与生产加工的实际中,进一步巩固模具专业知识,提高动手的操作水平。另外,在设计中,对一套模具的各个组成部分的选择,使我对模具材料和使用范围有了较深的了解,基本掌握了模具的使用方法;经过设计加工工艺方案,进一步了解工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及注塑机的种类特点,对教材中有关基准的选择原则与模具加工方案的选择有了更深的理解;经过编制模具加工的加工工艺,基本熟悉模具加工的主要内容及步骤、编程的种类、工艺的结构与格式,总体对模具有了进一步的认识。另外,还学会了利用PRO/E软件对零件进行造型、加工等技术和方法。 机械制造业的发展趋势可以归结为:柔性化、灵捷化、智能化、信息化.即使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要,能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要,使其与环境协调的柔性,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化,还有使制造过程物耗,人耗大大降低,高自动化生产,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化。通过次此的分析,需要对模具设计方面计算等的问题给予考虑,这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识,在对
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