注塑成型和模具设计 家庭作业帮助服务 - Assignment Help

注塑成型和模具设计家庭作业帮助

设计塑料部件是一个复杂的任务,涉及许多因素,以解决应用程序的要求列表。 “使用部分怎么样?” “它如何适合装配中的其他零件?” “使用中会遇到什么负担?”除了功能和结构问题之外,加工问题在注塑塑料部件的设计中起着重要的作用。熔融塑料如何进入,填充和冷却腔内形成部件大部分驱动了该部件必须采取什么形式的特征。遵守注射成型零件设计的一些基本规则将导致除了更容易制造和组装之外,其一般将在使用中更加强大。将零件划分为基本组件可帮助您以合乎逻辑的方式构建您的零件,同时最大限度地减少成型问题。作为开发的一部分,始终牢记部件是如何模制的,以及如何最大限度地减轻压力。

应用塑料注射成型是制造塑料部件的首选工艺。注塑成型用于制造诸如电子外壳,集装箱,瓶盖,汽车内饰,梳子以及今天可用的大多数其他塑料制品的许多东西。它是生产大量塑料部件的理想选择,因为通过使用多腔注射模具可以在每个循环中生产几个部件。注射成型的一些优点是具有高公差精度,重复性,大量材料选择,低劳动力成本,最小的废料损失,以及成型后几乎不需要完成零件。这个过程的一些缺点是昂贵的前期工具投资和流程限制。

可以使用大多数聚合物,包括所有热塑性塑料和一些弹性体。有数以万计的不同材料可用于注塑。与先前开发的材料的合金或混合物混合的可用材料意味着产品设计师可以从广泛的材料中选择找到具有恰当属性的材料。材料根据最终部件所需的强度和功能进行选择;而且每种材料都有不同的模具参数,必须考虑。常见的聚合物如尼龙,聚乙烯和聚苯乙烯是热塑性的。

注塑机也称为压力机,由料斗,注射柱塞或螺杆式柱塞以及加热单元构成。模具被夹紧在成型机的压板上,塑料通过浇道孔注入模具中。压力机按吨位额定,这是机器可以施加的夹紧力量的计算。在注射成型过程中,该力保持模具闭合。吨位可以从不到5吨变化到6000吨,尽管较高的吨位压机很少使用。所需的总夹紧力由待模制的定制部件的投影面积决定。对于每平方英寸的投影面积,该投影面积乘以2至8吨的夹紧力。根据经验,大多数产品可以使用4或5吨/英寸。如果塑料材料非常硬,则需要更多的注射压力来填充模具,因此需要更多的夹紧吨位来保持模具封闭。所需的力也可以通过使用的材料和具有较大塑料部件的部件的尺寸需要更高的夹紧力来确定。

模具或模具是指用于在模制中生产塑料部件的模具。传统注塑模具制造成本昂贵,仅用于生产成千上万件零件的大批量生产应用中。模具通常由硬化钢,预硬化钢,铝和/或铍铜合金构成。建立模具的材料的选择主要是经济学之一。钢模通常要花费更多的成本,但提供更长的使用寿命,这将抵消更高的初始成本超过更多的零件在磨损之前。预硬化钢模具耐磨性较差,并且用于较低体积要求或较大部件。预硬化钢的硬度在洛氏C尺度上通常为38-45。硬化钢模加工后进行热处理,使其在耐磨性和寿命方面优越。典型的硬度范围为50-60°洛氏硬度(HRC)。

铝模具的成本远远低于钢模,而当使用QC-7和QC-10飞机铝等较高级的铝材,采用现代化的计算机化设备进行加工时,可以经济地成型数十万个零件。铝模具还提供快速周转和更快的周期,因为更好的散热。它们也可以涂覆耐玻璃纤维增强材料的耐磨性。铍铜用于需要快速除热的模具区域或者产生最多的剪切热的区域。

注塑工艺

通过注射成型,颗粒状塑料通过重力从料斗进料到加热桶中。当颗粒通过螺旋型柱塞缓慢地向前推动时,塑料被迫进入称为桶的加热室,在那里它被熔化。当柱塞前进时,熔化的塑料被迫穿过靠在模具浇道衬套上的喷嘴,允许其通过闸门和浇道系统进入模腔。模具保持在设定温度,因此塑料几乎可以在模具填充后立即固化。

注塑周期

注塑成型期间的事件顺序称为注塑周期。当模具闭合时,循环开始,随后将聚合物注入模腔。一旦填充空腔,保持保持压力以补偿材料收缩。在下一步中,螺丝转动,将下一张照片送入前螺丝。这将导致螺钉缩回,因为下一个镜头准备好了。一旦部件足够冷却,模具打开并且部件被弹出。

任何注塑塑料部件的主要敌人都是压力。当塑料树脂(其含有长的分子)被熔化以准备模制时,由于挤出机的热和剪切力,分子键暂时断裂,使分子流入模具。使用压力,树脂被迫进入模具填充模具的每个特征,裂纹和缝隙。当分子被推过每个特征时,它们被迫弯曲,转动和变形以形成部件的形状。弯曲或尖锐的角落在分子上施加更多的压力,而不是以慷慨的半径进行温和的转弯。从一个特征到另一个特征的突变过渡对于分子填充和形成也是困难的。

当材料冷却并且分子键将树脂重新连接成其刚性形式时,这些应力实际上被锁定在该部分中。部件应力会导致翘曲,凹痕,开裂,过早失效等问题。

虽然可以预期注塑部件的某些应力,您应该尽可能多地考虑减少应力。一些方法可以通过在特征之间增加平滑过渡,并在可能的高应力区域中使用圆形和圆角。

Posted on March 27, 2017 in 机械工程

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