Especificaciones de diseño del curso de tecnología de moldeo de plástico y diseño de moldes
Título del diseño: Diseño de moldes de inyección de tapas de botellas de agua fría
Diseñador: Li Li
Especialidad: diseño y fabricación de moldes
Clase: 2005 Molde (Clase 3)
Tiempo de diseño: 2007.12
Sección de Docencia e Investigación: Sección de Docencia e Investigación de Moldes
Instructor: 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: Agua fría Diseño de molde de inyección de tapa de botella
Dibujo de plástico: (Guía de diseño del curso de moldes - Compilación de dibujos de plástico: P68 leyenda de página 3-18)
Nombre de la pieza de plástico Espesor de la cubierta del recipiente de agua fría PE-HD 1 precisión de la pieza de trabajo 5
Contenido del diseño:
1. Prepare las especificaciones del proceso de moldeo (es decir, complete la "Tarjeta de proceso de moldeo de piezas de plástico")
2. Dibujos de ensamblaje de moldes de inyección de piezas de plástico (A3 Figura 1)
3. Dibuje un conjunto de dibujos de las partes punzonadoras y cóncavas del molde (múltiples dibujos A3).
4. Recopilar y mejorar las instrucciones de diseño de moldes (encuadernadas en papel de impresión A4)
Contenido
1. Elaboración de fichas de proceso de moldeo de plástico
2. Análisis y diseño del proceso de moldeo de plástico
1. Características de la materia prima de las piezas de plástico
2. . Análisis Plástico de la estructura, precisión dimensional y calidad superficial de las piezas
4. Determinación del método de moldeo del plástico
3. p>5. Número de cavidades y diseño
6. Seleccionar el modelo y parámetros de la máquina de moldeo por inyección
7. Determinar la superficie de separación
8. Selección y diseño del sistema de vertido
9. Diseño y cálculo de piezas moldeadas10.
10. Mecanismo de extracción lateral del núcleo................................ ..... 10
11. Diseño del sistema de escape...................... ........11.
12. Determinación de base de molde y selección de piezas estándar (diagrama esquemático)..........11
13. sistema de regulación de temperatura................................ ......................... ........12
14. Mecanismo de expulsión (desmolde).... ........................................ .......... ...12
15.Mecanismo de guía........................ ........... .............13
16. Experiencia en diseño de moldes. ................................................. .. ....13
17. Referencia........................ ......... ...13
18. Planos de ensamblaje de moldes y planos de piezas..........13
Ficha de proceso de moldeo de plástico
Las piezas de plástico se denominan croquis de piezas de plástico de polietileno de alta densidad.
Número de marca del material PE-HD
El peso de una sola pieza es de 25,9 gramos
Equipo de modelado modelo XS-ZY-1000
Cada número de módulos 4
Parámetros del proceso de moldeo
Nombre del equipo de secado del material Horno
Temperatura/℃
Tiempo/hora 1~2
Temperatura del barril en la última etapa del proceso de moldeo/℃ 140~160
Sección media/℃ 180~200
Sección frontal/℃ 180~190
Boquilla/℃ 150~180
Temperatura del molde 30 ~ 60/℃
Tiempo de inyección/segundo 0~5
Presión de mantenimiento/s 15~60
Enfriamiento/s 15~60
Presión de inyección/MPa 70~105
Presión de mantenimiento/MPa
Post- temperatura de procesamiento/ ℃ _ _ _ _
Tiempo/minuto_ _ _
Fecha de preparación, fecha de revisión
Li Li 2007.12.4
Cálculo y explicación del diseño
1. Análisis y diseño del proceso de moldeo de plástico
1 Características. Polietileno de alta densidad
(1) Propiedades químicas y físicas
La alta cristalinidad del PE-HD da como resultado su alta densidad, resistencia a la tracción, alta temperatura de deformación, viscosidad y estabilidad química. . PE-HD es más resistente a la penetración que PE-LD. PE-HD tiene una baja resistencia al impacto. Las propiedades de PH-HD están controladas principalmente por la densidad y la distribución del peso molecular. El PE-HD adecuado para moldeo por inyección tiene una distribución de pesos moleculares muy estrecha. La densidad es de 0,91 a 0,925 g/cm3, las características de flujo del material son muy buenas y el MFR está entre 0,1 a 28. Cuanto mayor sea el peso molecular, peores serán las características de flujo del PH-LD, pero mejor será la resistencia al impacto. PE-LD es un material semicristalino con una alta tasa de contracción del 1,5% al 4% después del moldeo. PE-HD es propenso a agrietarse por estrés ambiental. El agrietamiento se puede mitigar utilizando materiales con propiedades de flujo muy bajo para reducir las tensiones internas. PE-HD es fácilmente soluble en disolventes de hidrocarburos cuando la temperatura es superior a 60 °C, pero su resistencia a la solubilidad es mejor que la del PE-LD.
(2) Ámbito de aplicación típico
Contenedores de refrigeradores, contenedores de almacenamiento, utensilios de cocina domésticos, tapas de sellado, etc.
(3) Condiciones de proceso de los moldes de inyección de PE-HD
Secado: Si se almacena correctamente, no es necesario el secado.
Temperatura de fusión: 220-260℃. Para materiales con moléculas más grandes, 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 inferior a 6 mm deben utilizar una temperatura de molde más alta, y las piezas de plástico con un espesor de pared superior a 6 mm deben utilizar una temperatura de molde más baja. La temperatura de enfriamiento de las piezas de plástico debe ser uniforme para reducir las diferencias de contracción. Para obtener el mejor tiempo del ciclo de procesamiento, el diámetro del canal de enfriamiento debe ser no inferior a 8 mm y la distancia desde la superficie del molde debe estar dentro de 1,3 d ("D" es el diámetro del canal de enfriamiento).
Presión de inyección: 70-105 MPa; velocidad de inyección: inyección de alta velocidad. Corredor y puerta: El diámetro del corredor debe estar entre 7,5 mm y la longitud del corredor debe ser lo más corta posible. Se pueden utilizar varios tipos de compuertas, y la longitud de la compuerta no debe exceder los 0,75 mm. Cuando se moldea polietileno, la contracción en la dirección del flujo y la dirección vertical son muy diferentes. La contracción en la dirección de inyección es mayor que la contracción en la dirección. dirección vertical, y es fácil deformar y aumentar la fragilidad alrededor de la puerta. La cantidad de contracción del moldeo es grande y es probable que se produzcan agujeros de contracción; la velocidad de enfriamiento es lenta, debe enfriarse por completo y la velocidad de enfriamiento debe ser uniforme, suave y fácil de desmoldar, y puede desmoldarse por la fuerza; cuando hay una parte inferior poco profunda. Especialmente indicado para el uso de moldes de canal caliente.
2. ¿Cuál es la formabilidad de las materias primas para piezas plásticas
? ¿Material cristalino, baja higroscopicidad
? Excelente fluidez, el valor de desbordamiento es de aproximadamente 0,02 mm, la fluidez es sensible a los cambios de presión.
? Puede ocurrir agrietamiento por fusión y puede ocurrir agrietamiento al contacto con solventes orgánicos.
? El calentamiento prolongado puede provocar descomposición y quemaduras.
? La velocidad de enfriamiento es lenta y debe enfriarse por completo. Es conveniente montar agujeros fríos y el molde debe tener un sistema de refrigeración.
? La tasa de contracción es amplia, el valor de contracción es grande, la direccionalidad es obvia y es fácil de deformar y deformar. La cristalinidad y las condiciones de enfriamiento del molde tienen una gran influencia en la tasa de contracción.
La temperatura del molde debe controlarse para mantener el 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 mantenerse por completo.
? No es aconsejable utilizar compuertas rectas, que pueden aumentar fácilmente la tensión interna o provocar una contracción desigual y una deformación direccional evidente. Preste atención a la ubicación del puerto de alimentación para evitar contracción y deformación.
? Es suave y fácil de desmoldar, y se puede desmoldar a la fuerza cuando las piezas de plástico tienen ranuras laterales poco profundas.
3. Análisis de la estructura, precisión dimensional y calidad superficial de piezas plásticas.
? Análisis estructural: Según el plano de la pieza, la pieza tiene un borde redondeado y seis orificios rectangulares de 4 mm × 22 mm. Al diseñar el molde, es necesario instalar un mecanismo de extracción del núcleo de separación lateral y un pequeño banco de trabajo en la boca de la pieza.
? Precisión dimensional: La precisión de esta pieza de plástico es de nivel 7, con requisitos de precisión bajos.
? Análisis de calidad superficial:
Se requiere que la superficie de esta pieza esté libre de defectos y rebabas. Debido a que la tapa de la olla de agua fría suele estar en contacto con las manos humanas, se requiere que tenga una superficie lisa, preferiblemente con esquinas naturalmente redondeadas.
4. Determinación del método de moldeo de piezas de plástico
En resumen, la pieza de plástico tiene una estructura simple, un espesor de pared uniforme y un buen proceso de moldeo, y puede producirse por inyección. moldura.
2. Diseño de moldes para moldeo de plástico
5. Número y disposición de cavidades
Las piezas de plástico no requieren gran precisión. Son formas simples y pueden ser. Producido en lotes de pequeñas piezas de plástico. Inicialmente se determina que se trata de un molde con cuatro cavidades. La cavidad está dispuesta en una disposición en forma de H bien proporcionada, como se muestra en la siguiente figura: Para garantizar los requisitos de calidad de la superficie de la pieza de plástico, se selecciona la moldura de puerta puntual y la posición de la puerta se dispone en la parte superior de la parte de plástico.
El molde adopta un molde de inyección de doble superficie de separación (tres placas).
6. Seleccionar el modelo y parámetros de la máquina de moldeo por inyección.
(1) Cálculo del volumen de inyección: a través del análisis de modelado Pro/E, el volumen de la pieza de plástico es 27265㎜, masa de la pieza de plástico: el volumen de condensado del canal de flujo en este momento se desconoce y se puede estimar como la masa de la pieza de plástico es 0,6 veces mayor, por lo que el volumen de inyección es:
(2) Cálculo de la fuerza de sujeción: en este momento, el área proyectada del canal de flujo de condensado (incluida la compuerta) en el La superficie de separación aún no se conoce. Según la fórmula empírica: (el área proyectada de cada pieza plástica en la superficie de partición), se estima mediante la siguiente fórmula:
?
? ¿Fórmula
? La presión de inyección requerida para verificar las piezas de plástico es de 70-105 Mpa, y la presión promedio en la cavidad es del 30% al 65% de la presión de inyección. Debido a 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 elija una más grande y luego
(3) Selección de la máquina de moldeo por inyección: De acuerdo con el volumen de inyección calculado anteriormente y la fuerza de sujeción, puede elegir la máquina de moldeo por inyección de tornillo doméstica XS-ZY-1000. Sus parámetros relevantes son los siguientes:
Volumen de inyección nominal/
<. p>1000 espesor máximo plantilla/mm 700Diámetro tornillo/mm 55 Espesor mínimo plantilla/mm 300
Fuerza de sujeción/N
Tamaño plantilla 690×790
Presión de inyección/ MPa 121 distancia entre tirantes/mm 650×550
Carrera de inyección/mm 280 máquina hidráulica con modo de sujeción
Velocidad de tornillo/(rev/ 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
Tornillo de inyección Área de formación máxima/
1800
Tamaño del anillo de localización/mm 150 tiempo de inyección/s 4
(4) Compruebe el parámetros relevantes de la máquina de granallado
? Verificar el número de cavidades
Verificar el número de cavidades del molde según el volumen de inyección nominal de la máquina de inyección;
El número de cavidades está calificado.
En la fórmula, Vj es el volumen necesario para la solidificación y evaporación instantánea del sistema de inyección.
Vz es el volumen de cada pieza de plástico.
Vg es el volumen de inyección nominal de la máquina de inyección.
? Inspección de presión de inyección
La inspección de presión de inyección está calificada.
Donde k es la presión de inyección y el factor de seguridad es generalmente 1,25-1,4.
? Verificación de la fuerza de sujeción
La fuerza de sujeción está calificada.
k es el factor de seguridad de la fuerza de sujeción, generalmente 1,1-1,2.
Otras dimensiones solo se pueden verificar después de seleccionar la plantilla y determinar las dimensiones estructurales.
7. Determine la superficie de separación
Esta pieza de plástico requiere una superficie exterior lisa y sin marcas de puerta en el borde exterior del extremo inferior. De acuerdo con el principio de selección de la superficie de partición, la superficie de partición de la pieza de plástico debe seleccionarse como se muestra en la Figura A-A a continuación, de modo que la cavidad cóncava pueda procesarse y formarse como un todo, y la superficie exterior de la pieza de plástico sea suave y fácil de desmoldar.
8. Selección y diseño del sistema de vertido
(1) ¿Diseño del canal principal
? Tamaño del canal principal
El diámetro del extremo pequeño del canal principal:;
El radio esférico del canal principal es:
El ángulo del cono del canal principal: tomar; la longitud del canal principal: l = 70 mm;
Diámetro del extremo grande del canal principal:
? La forma del casquillo del bebedero
Debido al contacto repetido entre la entrada del bebedero y la boquilla de la máquina de inyección, se daña fácilmente y requiere materiales relativamente altos. Por lo tanto, el canal de flujo principal está diseñado como un manguito de bebedero, T10A, tratamiento térmico 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 desvío.
? Disposición del corredor: para garantizar que el corredor pueda cumplir con los requisitos de buena transmisión de presión, mantener un estado de llenado ideal y permitir que la masa fundida condensada se distribuya a cada cavidad lo más rápido posible, se muestra la estructura equilibrada del corredor que se muestra en la siguiente figura. adoptado:
? La forma y el tamaño de la sección transversal del desviador:
Debido a la buena fluidez del polietileno, se seleccionó un canal de flujo semicircular con buena procesabilidad. Una búsqueda en la tabla mostró que d=10㎜.
? Rugosidad de la superficie del desviador:
No es necesario que la rugosidad de la superficie Ra del corredor sea muy baja, generalmente 0,8-1,6, aquí es 1,6, como se muestra en la figura anterior.
(3) Diseño de puerta
Debido a que la apariencia y la calidad de la superficie de las piezas de plástico son relativamente altas y no debe haber marcas de quemaduras obvias, utilice la puerta puntual que se muestra a la derecha para buscar. Dimensiones obtenidas de la tabla:
(4) Verificar la carrera de inyección
Verificar que la carrera de inyección del XS-ZY-1000 sea 280, y la longitud del sistema de compuerta. :
está establecido.
9. Diseño y cálculo de piezas moldeadas
Analizando la estructura de las piezas plásticas se puede saber que el nivel de tolerancia de las piezas plásticas en la dirección radial es MT7 (GB4458. 5-84). La precisión es promedio para este plástico. A través del análisis de la estructura de la pieza de plástico, se puede ver que la pieza móvil del molde no se puede procesar utilizando la estructura general, por lo que se utiliza una estructura central combinada.
? Los hombros del núcleo cilíndrico
están fijos y su superficie inferior es presionada por el núcleo del molde.
Cálculo de tallas. Verifique su tolerancia dimensional:
Debido a que la precisión dimensional es moderada, la desviación de fabricación se toma como 1/3 de la tolerancia dimensional y la desviación de desgaste se toma como la tolerancia dimensional.
1/6, es decir:.
Rango de contracción del plástico: 1,5-2,0%, luego la tasa de contracción promedio es:
.
Por lo tanto, las dimensiones del núcleo de la cavidad son: (consulte el dibujo de la pieza para conocer las dimensiones de diseño).
? Cavidad de núcleo dinámica
Ensamble el núcleo del molde móvil, fíjelo a la plantilla móvil con tornillos y verifique su tolerancia dimensional:
Tamaño de la cavidad:
(Ver dibujo de piezas para dimensiones de diseño)
? Cavidad fija del núcleo del molde
Después de ensamblar el núcleo del molde, fíjelo a la plantilla móvil con tornillos y verifique su tolerancia dimensional: tamaño de la cavidad:
(Consulte el dibujo de la pieza para conocer las dimensiones del diseño)
? Núcleo deslizante
El núcleo deslizante está diseñado como una estructura integral, con cuatro * * * en total. Los tamaños de orificios laterales correspondientes son los siguientes:
Mecanismo de extracción del núcleo lateral<. /p> p>
? Selección del mecanismo de extracción de núcleos lateral
Hay seis orificios cuadrados en la pared lateral de la pieza de plástico, que son perpendiculares a la dirección de desmoldeo para evitar que la pieza de plástico moldeada se caiga del molde. Por lo tanto, se debe instalar un mecanismo de separación lateral y extracción de núcleos durante el moldeo. Después del análisis, el molde utiliza un mecanismo de extracción del núcleo de columna inclinada.
Determine la distancia de extracción del núcleo: si la profundidad del orificio lateral de la pieza de plástico es de 1 mm, entonces S = H+(2-3) = 4 mm.
Determine el ángulo de inclinación del pilar guía inclinado: dado que la distancia de extracción del núcleo del molde es relativamente corta, el ángulo de inclinación puede ser menor, 12.
? Determine el tamaño del pilar guía inclinado:
Consulte la tabla y obtenga d=18 mm.
Después del cálculo, la longitud estándar de la columna guía inclinada es de 100 mm.
11. Determinación de base de molde y selección de piezas estándar.
De acuerdo con el diseño grande y el tamaño de posición mutua de la cavidad frontal, combinado con el tamaño de la pieza de plástico del marco estándar de la base del molde, la base del molde estándar de la estructura P4, tamaño de la base del molde 500×560 puede cumplir con los requisitos.
¿Verificar los parámetros relacionados con las piezas de la cavidad
? Verifique la distancia entre los bordes en forma de I
Verificación calificada
Para la aplicación permitida de materiales de cavidad, la tensión permitida de Cr12MoV es 245 MPa.
p es la presión media de la cavidad.
? Verifique el espesor de la placa inferior de la cavidad
y esté calificado.
? La altura de cierre del molde. Verificar
Calcular la altura de cierre del molde de la siguiente manera:
Verificar xs-zy-1000, es decir, el molde cumple con los requisitos.
Requisitos de instalación.
? Verifique la forma del molde;
Las dimensiones generales del molde son: El tamaño máximo de instalación de la plantilla de la máquina de moldeo por inyección XS-ZY-1000 es el que puede cumplir 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 pieza de plástico es una pequeña pieza inversa que se puede descargar a través del espacio entre la varilla de empuje, el núcleo móvil y la plantilla.
13.11, Diseño del sistema de control de temperatura
Al mirar la tabla, podemos ver que la temperatura del molde requerida para el moldeo de polietileno es de 30-60 °C, y la temperatura del molde es 40°C.
? ¿Caudal volumétrico del agua de refrigeración
? Diámetro de la tubería de agua de refrigeración
Para mantener el agua en estado turbulento, se requiere una tabla de consulta.
? El caudal de agua de refrigeración en la tubería
Según la fórmula
es superior al caudal mínimo de 1,10 m/s y alcanza un estado de flujo turbulento, por lo que el diámetro de la tubería debe seleccionarse apropiadamente.
? ¿El coeficiente de la película de transferencia de calor entre la pared del orificio del tubo de enfriamiento y el agua de enfriamiento
Consulte la tabla f=7,22 (cuando la temperatura del agua es de 30 °C), entonces
? Área total de transferencia de calor del tubo de enfriamiento:
? El número de orificios de agua de refrigeración que se abrirán en el molde:
14. Mecanismo de expulsión (desmoldeo)
? Determinación de la forma del mecanismo de expulsión:
Esta pieza de plástico es empujada hacia afuera mediante el pasador eyector y la varilla de empuje está diseñada en el escalón de la pieza de plástico. Cada pieza de plástico se extrae mediante 8 varillas de empuje, que están distribuidas uniformemente en círculo en los escalones, en total 32 varillas de empuje. Su estructura se muestra en el plano de montaje.
? Cálculo de la fuerza de desmoldeo:
Coeficiente de expansión lineal del coeficiente de fuerza de desmoldeo del plástico
El módulo elástico de tracción del plástico a la temperatura de desmoldeo y la temperatura de ablandamiento.
¿La temperatura cuando se desmolda la pieza de plástico y el espesor de la pieza de plástico
La altura del núcleo en la dirección de desmolde
? Verificación de la fuerza de desmoldeo
Compruebe si la fuerza de expulsión del XS-ZY-1000 puede cumplir con los requisitos de la máquina de inyección.
15. Mecanismo guía
El pilar guía adopta las especificaciones de la propia base del molde, pero su longitud está relacionada con la carrera de apertura del molde y debe diseñarse y seleccionarse por separado. Después del cálculo, la longitud del poste guía largo se toma como y la longitud del poste guía se toma como.
La coordinación relevante es la que se muestra en el plano de montaje. Seleccionar el casquillo guía correspondiente según las especificaciones de la base del molde.
16. Referencia
1. ¿Wu Xianming y otros? ¿Guía para el diseño de moldes de plástico? Beijing: Prensa de la industria de defensa nacional, 2006. 5
2. Yu Dongrong, ¿dónde está Cheng? ¿Tecnología de moldeo de plástico y diseño de moldes? Prensa científica de Beijing 2005.
3. ¿Sociedad China de Ingeniería Mecánica, consejo editorial del Diccionario de Diseño de Moldes de China? Festival de diseño de moldes de China. Nanchang: Prensa de ciencia y tecnología de Jiangxi, 1998.
17. Experiencia en diseño de moldes
A través de este diseño de moldes, mi conocimiento profesional es más sistemático y completo. En el diseño, dominé los estándares y especificaciones técnicos relevantes y aprendí a aprender y utilizar la valiosa experiencia en diseño y los materiales acumulados por mis predecesores. También ejercitó mi capacidad para considerar de manera integral la estructura, la tecnología, la economía y la estandarización, y consolidó el conocimiento de cursos profesionales que aprendí en el pasado. Dominé el proceso básico del diseño de moldes de inyección y también ejercité mi capacidad práctica y rigor en tecnología de ingeniería. En definitiva, a través de este diseño de molde, mi nivel profesional ha mejorado aún más.
18. Dibujo de conjunto de molde y dibujo de piezas: (con dibujo de ingeniería) Resultados
El proceso de moldeado de esta pieza de plástico es bueno.
El vertido por compuerta puntual adopta una estructura de tres placas, con un molde y cuatro cavidades.
Elija el moldeo por inyección de tornillo XS-ZY-1000.
La derivación es semicircular, D=10.
mm
Utilizando una estructura central combinada
Las especificaciones del poste guía inclinado son las siguientes
El ángulo de inclinación es 12.
Seleccione la plantilla estándar P4, el tamaño de la plantilla es 500×560.
Las piezas de la cavidad pasaron la inspección.
Se califica la altura de cierre del molde.
La inspección de la forma del molde pasó.
La inspección del recorrido de apertura del molde está cualificada.
Diámetro de la tubería de agua fría:
El número de aberturas es 2.
Adopte el mecanismo de empuje de la varilla de empuje.
La fuerza de desmoldeo está cualificada.