1.3 材料的具体性能
聚丙烯的主要特点是密度小,它的力学性能如屈服强度、抗张强度、压缩强度、硬度等,均优于低压聚乙烯。而且聚丙烯有很突出的刚性,耐热性也比较好,化学稳定性良好,高频电性能优良,并且不受温度的影响,成型容易。
增强聚丙烯是聚丙烯与玻璃纤维或有机纤维、石棉或无机填料的混合物。增强型聚丙烯与纯聚丙烯相比,除具有聚丙烯原有的性能和相对密度增加10%外,其拉伸强度和弯曲强度增大1~2倍,冲击强度提高1~3倍,热变形温度在高负荷下提高70~90oC,低负荷下提高30~40oC,力学性能高,且价格低廉。
表1-1 聚丙烯的综合性能[3]
性能 成型收缩率/% 相对密度/g/cm3 拉伸强度/MPa 伸长率/% 拉伸弹性模量/GPa 弯曲强度/MPa 压缩强度/MPa 弯曲弹性模量/GPa 冲击强度(缺口)KJ/m 硬度(洛氏) 线胀系数-5o/?10/C 2数值 1.4~2.6 0.90~0.91 30~39 >200 1.1~1.6 42~56 39~56 1.2~1.6 热变形 温度C o性能 1.88 MPa 0.46 MPa oo数值 56~67 100~116 44 121 -35 3.0 >1016 30 马丁耐热/C 连续耐热/C 脆化温度/C 介电系数(60HZ) 体积电阻/cm 击穿强度Kv/mm o2.2~5.0 R95~105 10.8~11.2
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介电损耗(60HZ) 耐电弧性/s 燃烧性 0.001 125~185 自熄
表1-2 聚丙烯的成形工艺参数[3] 塑料名称 注射机种类 螺杆转速/r.min 喷嘴 形式 温度/C 料筒温度 前段/C 中段/C 后段/C 模具温度/C 注射压力/MPa 保压压力/MPa 注射时间/s 保压时间/s 冷却时间/s 成性周期/s 成型周缩率/% 后处理条件 物料预干燥 ooooo玻璃纤维增强聚丙烯 螺杆式 30~60 直通式 205~260 205~245 235~270 235~270 40~80 90~130 40~50 2~5 15~40 15~40 40~100 纵向1.5,横向1.5 比热变形温度低5~200C下处理2~3h 用50~80C料斗干燥器 o5
第2章 模具结构设计方案
2.1 模具结构方案
塑件采用注射成型生产。由于在主体盖的下方存在两个侧孔,所以模具应采用有侧向抽芯的注射模具结构。
2.2 制件的计算
2.2.1 计算塑件的体积、重量、投影面积
在Pro/E中对制件进行三维建模,运用Pro/E对对塑件的体积和质量进行测量[4]。
塑件的体积:V=14.802mm3。
塑件的质量:根据设计手册查得增强聚丙烯的密度为1.14g/cm3。故塑件的质量为16.282g。
塑件的投影面积S=4840.85mm2。
2.2.2 尺寸精度的分析
塑件尺寸精度主要取决于塑料的收缩率范围、模具制造精度、型腔型芯的磨损程度,同时还包括工艺控制方面的因素。而模具的某些结构特点在某些程度上影响塑件的尺寸精度。因此,塑件应尽可能的选择较低的尺寸精度。
2.3 注射机的选用
2.3.1 选用方法
(1)根据每次注射成型件数需要满足的最大注射量,锁模力,经济性等选择合适的注塑机。
(2)从现有设备中选择比较合适的注射机。
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2.3.2 注射机的选用原则
(1)塑件和浇道凝料的总容量(体积或重量)要小于注射机额定容量的0.8倍。
(2)模具成型时用的注射压力要比所选用注射机的最大注射压力小。 (3)模具型腔注射时所产生的压力必须比注射机的锁模力小。 (4)模具的闭模高度应在注射机最大、最小闭合高度之间。 (5)模具脱模取出塑件所需的距离应小于注射机的开模行程[5]。
2.3.3 最大注射量的计算
拟设为一模两腔,假设浇道凝料为10cm3。 实际的注射量为:
Vn > Vmax=nVp+Vf=(2?14.802+10)cm3=39.604cm3 (2-1) 式中: Vn—注射公称注射量(cm3);
Vmax—实际用塑料时的最大注射量(cm3); Vp—单个塑件的体积(cm3); Vf—浇道系统的体积(cm3); n—型腔数目。
按注射容量为理论注射容量的80%计算得: Vn=39.604?0.8(cm3)=49.505cm3
2.3.4 锁模力的计算
单个塑件的投影面积为:S=4840.85mm2=48.4085cm2,假设浇道投影面积为10cm2。
常见塑料模腔的平均压力表如表2-1
表2-1 常用塑料模腔平均压力[3]
塑件特点 容易成型的塑件 举例 PE、PP、PS等薄厚均匀的日用品、容器类 一般塑件 中等粘度塑料及有 模温较高下,成型壁薄容器类 ABS、POM等有精度要求的零件, 7
型腔平均压力Pc/MPa 25 30 35
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