Manual de diseño del curso de tecnología de moldeo de plástico y diseño de moldes
Título del diseño: Diseño de molde de inyección de tapa de recipiente de agua fría
Diseñador: Li Li
Especialidad: Diseño y fabricación de moldes
Curso: Diseño y Fabricación de Moldes Li Li
Especialidad: Diseño y Fabricación de Moldes
Clase: Clase de Moldes (3)
2005 Grado Molde (3) Clase 2005 Molde (3) Clase
Época de diseño: 2007.12
Oficina de Docencia e Investigación: Oficina de Docencia e Investigación del Moho: Oficina de Docencia e Investigación del Moho: Oficina de Docencia e Investigación del Moho: Oficina de Investigación
Instructor: Liu Quanxin
Sección de Enseñanza e Investigación: Sección de Enseñanza e Investigación de Moldes Liu Quanxin
Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Ezhou
Declaración de tareas de diseño del curso "Tecnología de moldeo de plástico y diseño de moldes"
Nombre del diseño del proyecto: Diseño de molde de inyección de tapa de recipiente de agua fría
Dibujo de pieza de plástico: (guía de diseño del curso de moldes) - (Preparación del dibujo de la pieza de plástico: Figura 3-18 en la página P68)
Nombre de la pieza de plástico Material de la cubierta de la botella de agua fría PE-HD Espesor 1 Precisión de la pieza de trabajo 5
Contenido del diseño:
1. Prepare los procedimientos del proceso de moldeo (es decir, complete la "Tarjeta de proceso de moldeo de plástico")
2. Dibuje un dibujo del conjunto del molde de inyección (un dibujo A3)
3. Dibuje un conjunto de dibujos de piezas de moldes cóncavos y punzones de molde (varios dibujos A3)
4. Compile y complete el manual de diseño de moldes (encuadernado en papel de impresión A4)
Tabla de contenidos
1. Elaboración de ficha de proceso de moldeo de plástico ......................................... ... ........................4
2. Análisis y diseño del proceso de moldeo de plástico
1. Características de las materias primas plásticas............................. . ........................................5
2. Plástico Piezas Propiedades de moldeo de la materia prima ........................................ ..... ......5
3. Análisis de la estructura de la pieza plástica, precisión dimensional y calidad de la superficie............ .......... ..............5
4. Determinar el método de moldeo de piezas de plástico... ........ ........ ................................................. .............. ... ...6
3. Diseño de moldes para moldeo de piezas de plástico
5. Número y disposición de cavidades. ........................................................... ................................ ..6
6. Seleccionar la máquina de moldeo por inyección modelo y sus parámetros................................ ........................ ..............6
7. Determine la superficie de separación... ...... ............. ................................................. ......... ..........7
8. Selección y diseño del sistema de vertido...... ......... ................................................9
9. Cálculo de diseño de piezas moldeadas................................. ................ .................10
10. Mecanismo de extracción del núcleo lateral.... ..... ...........
................................................. .......10
11. Diseño del sistema de escape................................. ......... ........................................ ....11
12. Determinación del marco del molde y selección de piezas estándar (diagrama esquemático) ............. .................11
13. Diseño del sistema de regulación de temperatura................. .......................................... ........ ................12
14. Mecanismo de extracción (desmolde) ....... .. .. .. .. .. .. .. .. ........12
15.Mecanismo de guía......................... ................ .................................. ........................ .13
16. Consejos para el diseño de moldes................. .......................... ........................ .13
17. Referencias ............ ......................... ................................................. ............ ............ .13
18. Planos de montaje y piezas del molde....... ............................................................ ..........13
Tarjeta de proceso de moldeo por inyección
Nombre del plástico Boceto HDPE
Marca del material PE-HD
Peso pieza 25.9g
Equipo de moldeo modelo XS-ZY-1000
Número de piezas por módulo 4
Parámetros del proceso de moldeo
Nombre del equipo de secado de materiales horno
Temperatura/℃ 70~80
Tiempo/h 1~2
Temperatura del barril del proceso de moldeo sección trasera/℃ 140~160
Sección media/℃ 180~200
Sección frontal/ ℃ 180~190
Boquilla/℃150~180 <
Molde temperatura/℃ 30~60
Tiempo de inyección/s 0~5
Tiempo de retención/s 15~60
Tiempo de enfriamiento/s 15~60
Presión de inyección/MPa 70~105
Presión de retención/ MPa
Temperatura posproceso/℃ _____
Tiempo/min _____
< min _____
Fecha de preparación Fecha de revisión
Li Li 2007.12.4 Liu Quanxin 2007.12.15
Cálculo y explicación del diseño
I. Análisis y diseño del proceso de moldeo de piezas plásticas
1.PE - Propiedades del HD (polietileno de alta densidad)
(1) Propiedades químicas y físicas
La alta cristalinidad del PE-HD le confiere alta densidad, alta resistencia a la tracción y alta temperatura de torsión, alta viscosidad y estabilidad química. El PE-HD adecuado para moldeo por inyección tiene una distribución de pesos moleculares muy estrecha.
Cuando la densidad es de 0,91 a 0,925 g/cm3, el material tiene buena fluidez y el MFR está entre 0,1 y 28. Cuanto mayor sea el peso molecular, peor será la fluidez del PH-LD pero mejor será la resistencia al impacto. PE-LD es semicristalino y tiene una alta tasa de contracción después del moldeo, que oscila entre el 1,5% y el 4%. El PE-HD es susceptible al agrietamiento por tensión ambiental, pero el agrietamiento se puede mitigar utilizando materiales con un flujo muy bajo para reducir la tensión interna. Cuando la temperatura es superior a 60°C, el PE-HD es fácilmente soluble en disolventes de hidrocarburos, pero su resistencia a la disolución es ligeramente mejor que la del PE-LD.
(2) Aplicaciones típicas
Contenedores de frigoríficos, contenedores de almacenamiento, utensilios de cocina domésticos, tapas de sellado, etc.
(3) Condiciones del proceso de moldeo por inyección de PE-HD
Secado: No es necesario secar si se almacena correctamente.
Temperatura de fusión: 220-260℃. Para materiales macromoleculares, el rango de temperatura de fusión recomendado es entre 200 y 250 °C. Temperatura del molde: 50-95 ℃ Las piezas de plástico con un espesor de pared de 6 mm deben usar una temperatura de molde más alta, y las piezas de plástico con un espesor de pared de 6 mm deben usar una temperatura de molde más baja. Las piezas deben enfriarse a una temperatura uniforme para minimizar las diferencias de contracción. Para lograr tiempos de ciclo óptimos, el diámetro del canal de enfriamiento debe ser no inferior a 8 mm y estar dentro de 1,3 d de la superficie del molde ("d" es el diámetro del canal de enfriamiento).
Presión de inyección: 70-105MPa Velocidad de inyección: Utilice moldeo por inyección de alta velocidad. Correderas y puertas: El diámetro de las correderas debe estar entre 4 y 7,5 mm y la longitud de las correderas debe ser lo más corta posible. Se pueden utilizar varias puertas y la longitud de la puerta no debe exceder los 0,75 mm. Cuando se moldea polietileno, la diferencia de contracción entre la dirección del flujo y la dirección vertical es grande. La contracción en la dirección de inyección es mayor que la contracción en la dirección vertical, lo que facilita la deformación y aumenta la fragilidad de las piezas circundantes. la puerta La contracción del moldeado es grande y fácil de moldear; se producen agujeros de contracción; la velocidad de enfriamiento es lenta, debe enfriarse por completo y la velocidad de enfriamiento debe ser uniforme, la textura es suave y fácil de desmoldar; verse obligado a desmoldar cuando hay una parte inferior poco profunda. Especialmente indicado para moldes de canal caliente.
2. Propiedades de moldeo de las materias primas plásticas
?Material cristalino, baja higroscopicidad
?Excelente fluidez, el valor de desbordamiento es de aproximadamente 0,02 mm, flujo sensible a la presión cambios
? Puede producirse ruptura del material fundido y pueden producirse grietas en contacto con disolventes orgánicos
? ¿Pueden producirse descomposición y quemaduras si se calienta durante mucho tiempo? La velocidad de enfriamiento es lenta, por lo que debe enfriarse por completo, preferiblemente con una cavidad fría, y el molde debe tener un sistema de enfriamiento.
¿Gran rango de contracción, gran valor de contracción, dirección obvia, fácil de deformar? Deformación, cristalinidad y enfriamiento del molde. Las condiciones tienen una gran influencia en la tasa de contracción. La temperatura del molde debe controlarse para mantener un enfriamiento uniforme y estable. Se debe utilizar inyección a alta presión, la temperatura del material debe ser uniforme. , la velocidad de llenado debe ser rápida y la presión debe ser suficiente
¿No es adecuado utilizar una compuerta directa, que puede aumentar fácilmente la tensión interna o producir una contracción desigual y la dirección de deformación obviamente aumentará? aumentar Preste atención a la selección de la posición del puerto de alimentación para evitar agujeros de contracción y deformación.
Desmoldeo suave y fácil, se puede realizar un desmoldeo forzado cuando la pieza de plástico tiene ranuras laterales poco profundas.
3. Análisis de la estructura, precisión dimensional y calidad de la superficie de la pieza de plástico
Análisis estructural: análisis del dibujo de la pieza. El borde redondo general de esta pieza tiene 6 orificios rectangulares de 4 mm × 22MM El diseño del molde debe estar equipado con un mecanismo de separación lateral y extracción de núcleos, y hay una pequeña plataforma en la abertura de la pieza.
Precisión dimensional: La precisión de las piezas moldeadas es de nivel 7 y los requisitos de precisión no son altos.
? Análisis de calidad de la superficie:
Se requiere que la superficie de la pieza esté libre de defectos y rebabas. Debido a que las tapas de las botellas de agua fría a menudo entran en contacto con las manos humanas, la superficie está libre de defectos. Se requiere que sea liso y es mejor formar esquinas redondeadas de forma natural.
4. Determinación del método de moldeo de piezas de plástico
En resumen, la estructura de las piezas de plástico es relativamente simple, el espesor de la pared es uniforme, el proceso de moldeo es bueno y la inyección Se puede utilizar moldura.
2. Diseño de moldes de piezas plásticas
5. El número y disposición de las cavidades
Los requisitos de precisión de las piezas de plástico no son altos. Son piezas de plástico pequeñas con formas simples y adecuadas para la producción en masa. El conjunto inicial de moldes tiene cuatro cavidades y una. molde La disposición de las cavidades del molde adopta una disposición equilibrada tipo H, como se muestra en la siguiente figura: Para garantizar los requisitos de calidad de la superficie de las piezas, se seleccionan puertas puntuales para moldear. Buenas puertas, buena calidad de superficie y. buena calidad superficial. Para garantizar la calidad de la superficie de la pieza de plástico, se selecciona el moldeado de compuerta puntual y la posición de la compuerta se dispone en la parte superior de la pieza de plástico.
El molde adopta un molde de inyección de superficie de doble partición ( tipo de tres placas).
6. Seleccione el modelo de la máquina de moldeo por inyección y sus parámetros
(1) Cálculo del volumen de inyección: mediante el análisis de modelado Pro/E, el volumen de la pieza de plástico es de 27265 mm y el plástico La calidad de la pieza es: El volumen de condensado en el canal aún no se conoce, pero se puede calcular como 0,6 veces la masa de la pieza de plástico, por lo que el volumen de inyección es el siguiente:
(2) Cálculo de fuerza de sujeción: Condensado en el corredor (incluida la puerta) durante la separación. El área proyectada en la superficie es aproximadamente 1,2 veces la superficie de la pieza moldeada, por lo que es aproximadamente 2,3 veces la superficie de la pieza moldeada. Según la fórmula empírica, el área proyectada de agua de condensación del canal (incluidas las compuertas) en la superficie de partición no está clara actualmente: (para cada pieza moldeada, el área proyectada en la superficie de partición), utilizada para estimar:
?
? Fórmula de cálculo
? La presión de inyección requerida para la pieza de plástico es de 70-105 Mpa, y la presión promedio de la cavidad es del 30% al 65% de la presión de inyección, dado que la pieza de plástico es una pieza de plástico de paredes delgadas y la compuerta es una compuerta puntual, la pérdida de presión es relativamente grande, así que tome la más grande, luego
(3) Selección de moldeo por inyección Máquina: De acuerdo con el volumen de inyección anterior y para calcular la fuerza de sujeción, puede elegir la máquina de moldeo por inyección de tornillo doméstica XS-ZY-1000 cuyos parámetros relevantes son los siguientes:
Volumen de inyección nominal/
1000 Espesor máximo plantilla/mm 700
p>Diámetro tornillo/mm 55 Espesor mínimo plantilla/mm 300
Fuerza de sujeción/N
Plantilla tamaño 690×790
Presión de inyección/MPa 121 Distancia entre tirantes/mm 650×550
Diámetro del tornillo/mm 55 Espesor mínimo de la plantilla/mm 300
Sujeción fuerza/N
Tamaño de plantilla 690×790
Presión de inyección/MPa 121 Espacio de tirantes/mm 650×550
Carrera de inyección/mm 280 Sujeción del molde hidráulica máquina
Velocidad del tornillo/(r/ mm) 0~47 Potencia del motor/KW 22
Carrera máxima de la plantilla/mm 700 Tamaño del anillo de posicionamiento/mm 150
Radio de la bola de la boquilla/mm 18 Diámetro del orificio de la boquilla/mm 7,5
p>Método de moldeo por inyección Tipo de tornillo Volumen de inyección máximo/mm Método de moldeo por inyección Tipo de tornillo Área de inyección máxima/
1800
Tamaño del anillo de posicionamiento/mm 150 Tiempo de inyección/s 4
(4) Calibración de parámetros de la máquina de moldeo por inyección
¿Calibración del número de cavidades del molde?
Calibre el número de cavidades en el molde según el volumen de inyección nominal de la máquina de inyección:
Número de cavidades del molde que pasan la calibración
Donde Vj es el volumen del sistema de inyección requerido para condensación y franjas
Vz es el volumen de cada parte
Vg es el volumen de inyección nominal de la máquina de inyección
?Calibración de la presión de inyección
La calibración de la presión de inyección está calificada
Entre ellos, K es el factor de seguridad de la presión de inyección, generalmente 1,25-1,4
?Calibración de la fuerza de sujeción
Se aprobó la calibración de la fuerza de sujeción
Entre ellos, K es el factor de seguridad de la fuerza de sujeción, generalmente 1,1-1,2
La calibración de otras dimensiones solo se puede realizar después de seleccionar la base del molde y Se determinan las dimensiones estructurales.
7. Determine la superficie de separación
Se requiere que la superficie exterior de la pieza sea lisa y que no haya marcas de entrada en el borde inferior.
De acuerdo con el principio de selección de la superficie de partición, la superficie de partición de la pieza debe seleccionarse en la posición A-A como se muestra en la figura siguiente, de modo que la cavidad cóncava del molde esté formada integralmente y la superficie exterior de la pieza sea lisa para facilitar desmolde.
8. Selección y diseño del sistema de compuerta
(1) ¿Diseño del canal principal?
¿Tamaño del canal principal
Extremo pequeño del principal? Diámetro del canal:;
Radio esférico del canal principal:;
Ángulo del cono del canal principal: Toma; Longitud del canal de flujo principal: Toma L=70 mm;
Canal principal Diámetro del extremo grande:
?Forma del casquillo del resorte
Dado que la entrada del bebedero está en contacto repetido con la boquilla de la máquina de moldeo por inyección, se daña fácilmente y requiere altos requisitos de material, por lo que el bebedero está diseñado como El casquillo de la compuerta está hecho de T10A y tratado térmicamente a 50HRC-55HRC, como se muestra en la imagen de arriba:
La estructura del anillo de posicionamiento correspondiente se muestra en la siguiente imagen:
(2) Diseño de la placa colectora
?El diseño del distribuidor de agua: para garantizar que el distribuidor de agua pueda cumplir con una buena transmisión de presión y mantener un estado de llenado de agua ideal, el agua condensada derretida se puede distribuir a cada cavidad lo más rápido posible. Por lo tanto, el distribuidor de agua es La estructura de equilibrio del recipiente de agua se muestra en la siguiente figura:
?Forma y tamaño de la sección transversal del colector:
Debido a la buena fluidez del polietileno, se selecciona un colector semicircular con mejor rendimiento de procesamiento, como se puede ver en la tabla, d=10㎜
?Rugosidad de la superficie del canal de flujo:
No es necesario que la rugosidad de la superficie del canal de flujo sea muy baja, generalmente 0,8-1,6, tome 1,6, como se muestra arriba. Como se muestra en la imagen
(3) Diseño de la compuerta
Debido a que la calidad de la superficie de las piezas moldeadas es relativamente alta y no debe haber marcas de quemaduras evidentes, se utiliza una puerta puntual, con el tamaño siguiente, como se muestra en la imagen de la derecha:
Esto se debe a que la calidad de la superficie de las piezas moldeadas es relativamente alta y no debe haber marcas de quemaduras evidentes, por lo que se utilizan puertas puntuales. Sus dimensiones se muestran en la imagen de la derecha:
(4) Corrección de la carrera de inyección
Compruebe que la carrera de inyección del XS-ZY-1000 sea 280 y que la longitud de el sistema de compuerta es:
,Claro.
9. Cálculo del diseño de la pieza de plástico
Según la tolerancia dimensional del análisis de la estructura de la pieza de plástico, se puede ver que el nivel de tolerancia radial de la pieza de plástico es el nivel MT7 (GB4458 .5-84). Este tipo de plástico tiene una precisión media. Del análisis estructural de las piezas de plástico se desprende que la pieza móvil del molde no se puede procesar si adopta una estructura integral, por lo que se utiliza una estructura central combinada.
El núcleo cilíndrico
adopta la forma de fijación del hombro y su superficie inferior es presionada por la tuerca del molde.
Cálculo de tallas. Verifique su tolerancia dimensional:
Dado que la precisión dimensional es media, la desviación de fabricación toma 1/3 de la tolerancia dimensional y la desviación de desgaste toma 1/6 de la tolerancia dimensional, es decir.
El rango de contracción del plástico es 1,5-2,0% y la tasa de contracción promedio es:
.
Por lo tanto, el tamaño de la cavidad del núcleo es: (consulte el dibujo de la pieza para conocer las dimensiones de diseño)
?Cavidad del núcleo del modelo móvil
El núcleo del modelo móvil utiliza tornillos combinados Fíjelo en la plantilla móvil y verifique su tolerancia dimensional:
Tamaño de la cavidad:
(Consulte el dibujo de la pieza para conocer las dimensiones del diseño)
Fijo cavidad del molde
Utilice tornillos combinados para fijar el núcleo del molde a la placa móvil y verifique su tolerancia dimensional: tamaño de la cavidad:
(consulte el dibujo de la pieza para conocer las dimensiones de diseño)
? Núcleo deslizante
El núcleo deslizante está diseñado como una estructura integral, con un total de **** 4, correspondiente al tamaño del orificio lateral:
10 Mecanismo de extracción de núcleo lateral
?9. Mecanismo de extracción de núcleo lateral
?Selección del mecanismo de extracción de núcleo lateral
Hay 6 orificios cuadrados en la pared lateral. de la pieza de plástico, que son perpendiculares a la dirección de desmoldeo para evitar que el plástico desmolde la pieza. Por lo tanto, se debe instalar un mecanismo de extracción del núcleo de separación transversal durante el moldeo. Después del análisis, el molde adopta un mecanismo de extracción del núcleo de columna guía inclinada.
Determine la distancia de extracción del núcleo: la profundidad del orificio lateral de la pieza es de 1 mm, luego S = h + (2-3) = 4 mm
Determine el ángulo de inclinación de la guía inclinada Pilar: debido a la extracción del núcleo del molde. La distancia es corta, por lo que el ángulo de inclinación puede ser menor, 12°.
? Determine el tamaño de la columna guía inclinada:
, busque la tabla y obtenga d=18mm
Después del cálculo, busque la tabla y encuentre que la longitud de la columna guía inclinada estándar sea de 100 mm.
11. Determinación de base de molde y selección de piezas estándar.
A partir del diseño de la cavidad anterior y las dimensiones de posición mutua, y luego combinado con el marco estándar del molde de acuerdo con el tamaño de las piezas moldeadas, seleccione un marco de molde estándar con una estructura P4 y un tamaño de marco de molde de 500. ×560. Cumplir con los requisitos.
Calibración de parámetros relevantes de piezas de cavidad
Calibración del espaciado de los bordes del molde
Calibración calificada
Para cavidad La aplicación permitida del material, la tensión permitida de Cr12MoV es 245 MPa
P es la presión promedio de la cavidad
? El espesor calibrado de la placa inferior de la cavidad
, la calibración está cualificado
p>
?Altura de sujeción del molde. Verificar
Calcular la altura de sujeción del molde como:
Verificar XS-ZY-1000 para obtenerlo, es decir, el molde cumple
los requisitos de instalación. .
?Verifique la forma del molde:
El tamaño de la forma del molde es: Verifique el tamaño máximo de instalación de la plantilla de la máquina de moldeo por inyección XS-ZY-1000 para que cumpla con los requisitos de instalación del molde
?Inspección de la carrera de apertura del molde:
La carrera del molde es XS-ZY-1000 y la carrera máxima de apertura del molde es 700 mm>183 mm, lo que puede cumplir con los requisitos de apertura del molde. de la máquina de moldeo por inyección.
12. Diseño del sistema de escape
Esta parte es una pequeña parte inversa. Se puede agotar utilizando el espacio entre la varilla de empuje, el núcleo móvil y la plantilla. El espacio es de .mm. .
13. Diseño del sistema de escape