毕业设计(论文)冰箱调温按钮塑模设计(含全套CAD图纸).doc
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1、由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD图纸等,联系153893706 冰箱调温按钮塑模设计 摘 要:进行塑料产品的模具设计首要要对成型制品进行分析,再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品,有必要了解制品的使用目的、外观及装配要求,以便从塑料品种的流动性、收缩率,透明性和制品的机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的可行性和经济性。 关键词:浇注系统,分型面,型腔,设计 The Design of Refrigerator Temperature Adjustment
2、Buttons-plastic Mould Abstract:Plastic mold design analysis of primary products are, consider pouring systems, distribution of cavities, the guidance launched institutional follow-up. Through parts of the product will be able to learn about product design requirements. Products to form complex and h
3、igh precision requirements, it is necessary to understand the intended use of the product, features and Assembly requirements so that the plastic varieties of fluidity, shrinkage rates, transparency and product of mechanical strength, dimensional tolerances, surface roughness, insert injection moldi
4、ng process for the all things considered the feasibility and economy of. Key words: Feed system ,A parting surface ,Cavity ,Design 1 前言塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自1909年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起,塑料工业已有90余年的历史。1927年聚氯乙烯塑料问世以来,随着高分子化学技术的发展,各种性能的塑料,特别是聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、氟塑料等工程塑料发展迅速,其速度超过了聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯与聚苯乙烯等四种通用塑料,使
5、塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛的应用,以塑料代替金属的实例,比比皆是。塑料有着一系列金属所不及的优点,诸如:重量轻、耐腐蚀、电气绝缘性好、易于造型、生产效率高与成本低廉等。但也存在许多自身的缺陷,诸如:抗老化性、耐热性、抗静电性、耐燃性及比机械强度低于金属。但随着高分子合成技术、材料改性技术及成型工艺的进步,愈来愈多的具有优异性能的塑料高分子材料不断涌现,从而促使塑料工业飞跃发展。塑料的种类增多,新的工程塑料品种的增加,塑料成型设备、成型工艺技术和模具技术水平的发展,为塑件的应用开拓了广阔的领域。目前,塑件已深入到国民经济的各个部门中。特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、
6、航空、交通、通信、轻工、建材业产品、日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势不断加强,并且陆续出现全塑产品。据报道,美国塑料工业已变为全美第四个最大的工业,每年的塑料消耗量已经超过钢材。在全世界按照体积和重量计算塑件的消耗量也超过了钢材。我国的塑料工业发展也很快,特别是近20年,产量和品种都大大增加,许多新颖的工程塑料也已投入批量生产。塑件1990年达到536.8万吨,居世界第四位。如今,我国塑料工业已形成了相当规模的完整体系,它包括塑料的生产,成型加工,塑料机械设备,模具加工以及科研、人才培养等。塑料工业在国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。随着科学技术的进步与国民经济发展对塑件的广
7、泛需求,塑料模塑成型技术正在向高精度、高效率与长寿命的方向迈进。由于它是一项综合性技术,所以它的发展必然涉及许多领域的共同配合。 塑料成型理论的进展塑料在充模过程中的各种流变行为的研究不断深入;有关挤出成型的流变理论和数学模型已经基本上建立,并且已在生产实际中得到应用;有关注射成型的流变理论尚在进行探讨;注射成型的塑料熔体在一维和二维简单模腔中的充模流动理论和数学模型已经有所解决,今后的工作是如何将理论与生产实际相结合,进一步加强对塑料熔体在三维模腔中流动行为的研究。进一步加深塑料成型理论基础和工艺原理的研究借以改进成型工艺方法、成型模具和成型设备。 塑料成型方法的革新对于一些新型塑料和一些具
8、有特殊要求的塑件,旧的成型方法已不再适用。因此,近年来出现了许多新型的塑料成型方法,如无流道凝料的注射成型、热固性塑料的注射成型、低发泡注射成型、排气注射成型、流动注射成型、动力熔融注射成型、气体辅助注射成型以及多品种塑料的共注射成型、铸塑成型、塑料粉末烧结成型等。 塑件的精密化、微型化和超大型化为了满足国民经济各个部门对塑件的精密化、微型化和超大型化的使用要求,高精度模具、微型和大型模具得到发展,小型和新型的塑料成型设备亦不断涌现,例如,德国研制的注射量只有0.1g的微型注射机。可以生产0.05g左右的微型塑料产品。国内制造的0.5g的注射机,可以生产0.1g左右的微型塑料产品(如手表轴等)
9、。模具是塑件生产的重要工艺装备之一。模具以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。不同的塑料成型方法使用着不同的模塑工艺和原理及结构特点及不相同的塑料模具。塑件质量的优劣及生产效率的高低,模具因素占80%。一副质量好的注射模可以成型上百万次,压缩模大约可以生产25万件,这些都同模具设计和制造有很大的关系。在现代塑件生产中,合理的模塑工艺、高效的模塑设备、先进的塑料模具和制造技术是必不可少的因素,尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、塑件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才可能发挥其效能,产品的生产和更新都是以模具的设计制造和更新为前提。随着国民经济领
10、域的各个部门对塑件的品种和产量需求愈来愈大、产品更新换代周期愈来愈短、用户对塑件质量的要求愈来愈高,因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求,促使塑料模具设计和制造技术不断向前发展,从而也推动了塑料工业生产高速发展,可以说,模具设计与制造水平标志着一个国家工业化发展的程度。2 产品介绍 产品名称:冰箱调温按钮 产品用途:用于各种电气系统的控制按钮键 产品结构尺寸(见产品图1) 生产量:月产量150万只。 产品性能及使用要求:外观为原料本色,透明美观;无其它杂色或斑点,表面平滑无裂纹、银丝,无气泡,无形变等缺陷;质量轻,可减轻设备自重。 性能要求:收缩率不大于0.5%,吸水性不高于0.8
11、,冲击强度 15 KGcm2,弯曲强度70 KGcm2 .表面电阻系数11013;体积电阻系数70。 使用条件:使用温度:室温,220V用电场所;使用负荷:人工手指操作按压力。3 产品材料的选择与配方设计根据产品的使用要求和性能要求,选择PSH-GN-095-06的树脂作主原料,PS是所有塑料当中最轻的一种,能减轻设的自重。透光率不低于88%,雾度约3%,折射率比较大具有特殊的光亮性。PS的拉伸、弯曲常规力学性能皆高于其它聚烯烃,是属于硬而脆的材料,所以必须加入一些增韧剂以改善制品的柔韧性,加入量为15份。由于制品属于透明塑件,无需加染色剂。如表1表1 PSH-GN-095-06树脂性能参数表
12、 Table 1 PSH-GN-095-06 Resin performance parameter table 项目参数值项目参数值相对密度吸水性%收缩率%比体积率%拉伸屈服强度Mpa冲击韧性KJm-21.050.040.70.954820.6拉伸弹性模量Mpa马丁耐热温度热变形温度(1.82MPa)体积电阻率cm熔点软化温度2.8103529211016165120PS中文名:聚苯乙烯英文名:Polystyrene 3.1 基本特性:聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、无毒无味,落地时发出清脆的金属声,密度为1.054g/cm。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、
13、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分子质量越大,机械强度起高。聚苯乙烯有优良的电性能(尤其是高频绝缘性能)和一定的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、1030的盐酸、稀醋酸及其他有机酸,但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良,能染成各种鲜艳的色彩。但耐热性低,热变形温度一般在7098 oC,只能在不高的温度下使用。质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此限制了它在工程上的应用。近几十年来,发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点,又保留了它的优点,
14、从而扩大了它的用途。3.2 成型特性:1.无定形料,吸湿性小,不易分解,性脆易裂,热膨胀系数大,易产生内应力2.流动性较好, 溢边值0.03mm左右,防止出飞边。3.塑件壁厚应均匀,不宜有嵌件,(如有嵌件应预热),缺口,尖角,各面应圆滑连接4.可用螺杆或柱塞式注射机加工,喷嘴可用直通式或自锁式。5.宜用高料温,模温、高注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形(尤其对厚壁塑件),但料温高易出银丝,料温低或脱模剂多则透明性差。6.可采用各种形式浇口,浇口与塑件应圆弧连接,防止去除浇口时损坏塑件,脱模斜度宜取2度以上,顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形,可用热浇道结构。3.3 综合性
15、能:热变形温度: 65oC - 96oC 屈服强度: 3563 MPa抗拉强度: 3563 MPa断裂伸长率 1.0% 拉伸弹性模量: 2.83.5 GPa抗弯强度: 6198MPa抗压强度: 80112 MPa3.4 PS的成形条件:注射机类型: 螺杆式预热: 温度 6075 oC时间 2h料筒温度: 前段 170190oC 后段 140160oC 模具温度: 3265 oC 成形时间: 注射时间 1545s 高压时间 03s冷却时间 1560s总 周 期 40120s 注射压力: 60110Mpa螺杆转速: 48(r/min)参照树脂性能对照产品性能与使用要求可知, PSH-GN-095-
16、06能满足要求,故除加增强剂外不需加其它助剂配方,即可生产产品1。4 工艺参数的确定4.1 注射量计算 根据一次注射出的产品和浇注系统的体积进行计算V实=6(V塑+ V分)+ V主 (1) V塑=d12+(d2- d3)1+ d20.5=(13.5)2+(10- 6)1+ 100.5=316 (2)V分=(d/2)h=3.14410=12.56V主=h(r+Rr+R)=35(1.75+1.753+3)=634.2 (3)V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56=2.966 (4)4.2 锁模力计算:根据3:F=K P A根据PS的流动性和模具结构特点选取K=0.6;注射压力考
17、虑采用多型腔注射,压力应高些,取P=60MPa/cm22。A表示表示成型面积 A的计算:A= d=0.2513.5=1.4316cm 2 (5)F=K P A=0.6601.4316=51.696KN (6) 4.3 保压时间的计算:T保=0.3(S+2S2)=0.3(2+232)=3s (7)4.4 冷却时间的计算:T冷=S/kin8(Ts-Tm)/(TE-Tm)=3s (8)4.5 塑化时间的计算:T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23s (9)Ts成型温度5 Tm模具温度TE脱模温度 热扩散系数(/h),取 3.2104 表2 注射工艺控制参数项目控制部位控制参数备注温度()
18、干燥605P237附录D料筒后段1505料筒中段1805料筒前段1605喷嘴1505模具605压力(Map)塑化背压20注射压力60保压压力3040锁模力(吨)52时间(秒)干燥时间2h注射时间0.2保压时间3冷却时间3开合模时间5成型周期12 Table 2 Injection process control parameters 5 设备的选择5.1 注射机的选择 5.1.1 注射量的确定由工艺参数的确定中已知一次注射量为2.4cm33射机的公称注射量Q为:Q2.41.22.88cm3 (10)取注射机的公称注射量为3 cm35.1.2 锁模力的计算由工艺参数的确定中已知为(0.6)吨,成
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