薄壁PE桶氣動(dòng)脫模的注射模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

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B以密度的大小分為:低密度聚乙烯LDPE,高密度聚乙烯HDPE,線性低密度聚乙烯LLDPE,中密度聚乙烯MDPE,超高分子量聚乙烯HMW-HDPE,甚低密度聚乙烯VLDPE等 LDPE密度為0.910-0.925,因其為高壓法(ICI)聚合所得的聚乙烯,也稱(chēng)為高壓聚乙烯. LDPE是一種具有蠟感的白色樹(shù)脂,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是非線型的,分子量一般為100000500000.因此,與中密度,高密度聚乙烯相比,它具有較低的結(jié)晶度和軟化點(diǎn),有較好的柔軟性,伸長(zhǎng)率,電絕緣性,透明性以及較高的耐沖擊強(qiáng)度.LDPE機(jī)械強(qiáng)度差,耐熱性低,此外一個(gè)明顯的弱點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)烈性較差. 低密度聚乙烯可與其它聚合物共混以改進(jìn)性能,通過(guò)共混可以改善性能的聚合物有PC.PA,PP,HDPE和LLDPE. 特性 1. 物理、機(jī)械特性:PE拉伸強(qiáng)度隨結(jié)晶地的增大而提高,其值為7-40MPa.伸長(zhǎng)率隨結(jié)晶度的增大而減小,其值為800%-50%.沖擊強(qiáng)度隨結(jié)晶地增加而增大,其值為0.02-1KJ/m.軟而柔韌的PE不易被破壞,沖擊時(shí)呈彎曲狀.PE的硬度隨結(jié)晶度增加而增高,其值為洛氏D41-65. 交聯(lián)PE拉伸強(qiáng)度與拉伸彈性模量均較中密度聚乙烯為大,伸長(zhǎng)率下降. 2. 溫度特性、熱性能:PE結(jié)晶度不同,熱變形溫度也有差異.低密度聚乙烯在0.46MPa的負(fù)荷下為40-50,中密度與高密度可達(dá)88.交聯(lián)聚乙烯耐熱性較未交聯(lián)聚乙烯為好. PE耐熱性能良好,在-20時(shí),其性能仍無(wú)顯著變化. PE遇火易燃,產(chǎn)生石蠟味并產(chǎn)生低級(jí)碳?xì)浠衔? 3. 電氣特性:PE因?yàn)椴缓瑯O性基團(tuán),電氣特性極為良好,具有低介電系數(shù),在較寬的頻率下,介電損耗低,尤其是高頻電氣絕緣性優(yōu)注射成型異. 4. 化學(xué)特性:耐藥品性良好,在常溫下幾乎不受有機(jī)藥品的侵蝕 吸水性:吸濕率幾乎等于零,耐水性別極好.濕氣、空氣、碳酸氣幾乎不透過(guò),較能透過(guò)氧氣. 在紫外光、太陽(yáng)光線的影響下,漸漸老化,出現(xiàn)變色與產(chǎn)生裂紋 粘接性與印刷性很差,當(dāng)需要印刷時(shí),需要進(jìn)行表面處理,使印刷油墨對(duì)PE的親和性提高. 應(yīng)用 低密度聚乙烯LDPE,主要的用途是用于薄膜產(chǎn)品. 1. 農(nóng)業(yè)用薄膜,地面覆蓋膜,農(nóng)膜,蔬菜大篷膜 2. 包裝用膜:如糖果,蔬菜冷凍食品等包裝 3. 液體包裝用:如吹塑薄膜,重包裝袋,收縮包裝袋等 4. 還可用于注塑制品,擠塑管材,電線電纜,吹塑中空容器. 中密度聚乙烯MDPE,用途不如低密度聚乙烯LDPE和高密度聚乙烯HDPE廣泛,適合擠塑管材,蒸煮袋的內(nèi)襯薄膜和包裝等制品. 成型 PE加熱后,形成粘度適中的熔融體,加工容易,能成型各種尺寸的制品.但超高分子量PE的熔融粘度太高,樹(shù)脂的流動(dòng)性極差,當(dāng)MFR值在0.01以下時(shí),采用注射成型很困難. PE注射成型的概要如下: 1.選用標(biāo)準(zhǔn)注射成型機(jī)為宜,不需特殊的成型機(jī). 2.收縮率大,在注射方向?yàn)?%-4%,垂直于注射方向?yàn)?.5%-2%,制品易產(chǎn)生形變,特別是薄壁制件. 3.由于吸濕性極小,幾乎不必干燥.當(dāng)表面附著水分時(shí),可進(jìn)行熱風(fēng)干燥. 4.可采用干混著色或擠壓發(fā)法著色.（二）、塑料桶結(jié)構(gòu)的分析：如下圖所示塑件,桶壁為0.8mm ,材料為低壓聚乙烯,塑件要求圓度好,并且要有一定的剛度,為了桶的穩(wěn)定性,底部中心設(shè)計(jì)成內(nèi)凹。二、 分型面的選擇為了減少模具的加工難度很增加模具的精度，避免在桶口產(chǎn)生飛邊和側(cè)向分型抽芯。應(yīng)把分型面設(shè)在桶頂部的桶口面上，且與桶口面平行。三、 澆注位置的確定澆口位置選擇的一般原則是：澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時(shí)澆口的清理；澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。而對(duì)于此注塑模具，由于制品是一個(gè)薄壁深腔的結(jié)構(gòu)，其為繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，所以要把澆注口設(shè)在桶底的中心位置上。這樣設(shè)置的有點(diǎn)有：1、能使熔料均勻的流向桶的各個(gè)位置，不易產(chǎn)生注塑不完全。2、能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。3、使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置即桶底位置，不會(huì)影響精度和美觀。四、 抽芯機(jī)構(gòu)的確定由于分型面與桶的脫模方向垂直，所以此模具不用設(shè)置側(cè)向分型抽型機(jī)構(gòu)。五、 脫模機(jī)構(gòu)的確定 由于桶口的壁較薄,而且也不希望產(chǎn)品在桶口有飛邊,因此不適宜采用推件板脫模,本設(shè)計(jì)采用氣動(dòng)脫模推出塑件,模具簡(jiǎn)單,脫模力大,塑件受力平穩(wěn),變形小,氣動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)非常適用于深腔、薄壁、軟材塑件的脫模。 脫模力的計(jì)算將制品從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱(chēng)為脫模力。如果塑件為不帶通孔的殼體,脫模力主要是由塑料成型收縮而產(chǎn)生的對(duì)型芯包緊力和克服大氣壓力兩部分組成。塑件脫模時(shí),由塑料成型收縮而產(chǎn)生的對(duì)型芯包緊力,型芯的受力分析如圖3 所示。圖3 型芯受力分析根據(jù)平衡原理,可列出平衡方程為:Fx = 0Ft + Fbsin= Fcos式中:Ft 塑件由成型收縮對(duì)型芯的包緊力;F 脫模時(shí)型芯由于成型收縮所受的摩擦阻力;Fb 脫模力;型芯的脫模斜度。又F = Fb所以Ft = Fb (cos- sin)= Ap (cos- sin)式中:塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù),LDPE 為0. 23 ;A 塑件包容型芯的面積,A =d ;p 塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力,一般模內(nèi)冷卻的塑件p 約取0. 81. 2 Mpa ?？偟拿撃Ａ?yīng)為:Ft = Ft + Fk式中:Ft 塑件對(duì)型芯的包緊力;Fk 脫模時(shí)型芯由于大氣壓所受的摩擦阻力,據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般取0. 1A1 (A1為塑件的底面積) 。將塑件尺寸代入后,得:Ft = 3305Mpa閥桿的直徑閥桿的直徑可按下式計(jì)算:d=4Ftp(由Ft = p(/ 4) d2得出式中:p壓縮空氣的氣壓;d閥桿頭部的直徑。)按壓縮空氣的氣壓為0. 6 MPa ,并將塑件尺寸代入后,得:d= 83 mm。六、 成型零件的工作尺寸的計(jì)算七、 模具側(cè)壁厚與底板厚的確定（強(qiáng)度和剛度的校核）（1）、側(cè)壁厚度的計(jì)算 當(dāng)型腔側(cè)壁受高壓塑料熔體作用時(shí)，其內(nèi)徑增長(zhǎng)量為，因此在側(cè)壁和底之間產(chǎn)生一縱向間隙，間隙過(guò)大將輝發(fā)生溢料，其最大值為：式中 P型腔內(nèi)壓力，MPa E彈性模量，炭鋼為2.1*105MPa r內(nèi)半徑，mm R外半徑，mm 泊松比，碳鋼取0.25所以或壁厚： （1）作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，其計(jì)算公式為： (2) 查得：高壓聚乙烯得注射壓力為6001500bar。取900bar，即90MPa。所以其塑料壓力p=90MPa/3=30MPa.取允許變形量為0.005mm.所以，作剛度計(jì)算時(shí)，將上述數(shù)據(jù)代入（1）式得側(cè)壁厚S=15.15mm. 作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，將上述數(shù)據(jù)代入（2）式得側(cè)壁厚S=17.75mm.取其中大者S=17.75mm.（2）、底板厚的計(jì)算底板固定在中空的園環(huán)形支座上，設(shè)計(jì)時(shí)取支座上的內(nèi)圓直徑近似等于型腔內(nèi)徑。這時(shí)該底板可視為周邊簡(jiǎn)支的圓板最大撓度發(fā)生在圓板的中心，其值為：式中 S-底板厚度，mm R圓環(huán)形支座內(nèi)半徑，mm 設(shè)允許變形為，可得 （3）按最大應(yīng)力作強(qiáng)度計(jì)算，最大應(yīng)力也發(fā)生在圓板中心，其值為：故： （4） 所以，作剛度計(jì)算時(shí)，將數(shù)據(jù)代入（3）式得底板厚S=29.93mm. 作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，將數(shù)據(jù)代入（4）式得底板厚S=27.44mm.取其中大者S=29.93mm.八、 模架的選擇如下圖所示：選用單腔模具，定模由兩塊模板組成，其中無(wú)可移動(dòng)模板，動(dòng)模也可由兩塊模板組成。由制品的投影面積S=(134/2)2*3.14=14095mmXmm得：動(dòng)定模座尺寸B1XL=250mmX200mm動(dòng)定模板尺寸BXL=200mmX200mm九、 注射機(jī)參數(shù)的選擇1塑件的體積計(jì)算在solidworks軟件中繪制零件三維圖，在菜單欄點(diǎn)擊：工具質(zhì)量特性。跳出的對(duì)話框中顯示零件的體積=44021.94立方 毫米2計(jì)算塑件的質(zhì)量根據(jù)“塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)”查得LDPE的密度為：=0.92g/cm3，根據(jù)塑件形狀及尺寸，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu),塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量:W總=（Vz件+Vj）=0.92(4.4022+1)=5.062gg3.注塑機(jī)的選擇查手冊(cè),由塑料特性以及零件要求,取注塑壓力P=90MPa,（1） 塑件投影面積計(jì)算A=6.72=140.95cm2 （2） 澆注系統(tǒng)投影面積計(jì)算A=8.5 cm2 (3) 型腔壓力計(jì)算p腔=30Mpa（4）鎖模力計(jì)算F=0.1p腔A=0.130（140.958.5）=448.35KN查手冊(cè),選擇SYS-30（立式）注塑機(jī)SYS-30（立式）型注射機(jī)的主要參數(shù)注射容量30g定位孔直徑55mm最大開(kāi)模行程S80mm噴嘴球頭直徑12mm最大裝模高度Hmax200mm噴嘴孔直徑3mm最小裝模高度Hmin70mm頂出中心孔徑50注射壓力150 Mpa鎖模力500KN十、 體會(huì)模具課程設(shè)計(jì)是塑料成型模具課程以后第一次對(duì)模具知識(shí)的綜合運(yùn)用，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中涉及多方面的知識(shí)，是對(duì)以往學(xué)習(xí)成果的綜合檢驗(yàn)，也是對(duì)知識(shí)的深化，使我對(duì)模具方面的知識(shí)有了進(jìn)一步的體會(huì)和掌握。本次設(shè)計(jì)因?yàn)槌醮卧O(shè)計(jì)較復(fù)雜的模具，在設(shè)計(jì)中有不少錯(cuò)誤，但是我覺(jué)得更多的是收獲，聯(lián)系了計(jì)算機(jī)輔助繪圖，扎實(shí)了基本功.也練習(xí)了資料、圖冊(cè)等的查閱. 通過(guò)本次設(shè)計(jì)我覺(jué)得我們的設(shè)計(jì)功底有了更進(jìn)一步的提高，為即將進(jìn)入工作崗位的我們打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。十一、參考資料： 1、塑料成型模具 . 申開(kāi)智主編 .第二版 . 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社 . 2006 2、SolidWorks2005 .胡仁喜編著 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . 2003 3、塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) .塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編著.機(jī)械工業(yè)出版社 。19824、模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)（第二版） （電子版）5、模具標(biāo)準(zhǔn)（電子版）十二、附圖：模具圖（1）模具圖（2）模具爆炸圖16