饮水机龙头注塑模具毕业设计.docx

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1、饮水机龙头注塑模具毕业设计塑件成型工艺分析1.1塑件的分析该塑件是一个饮水机龙头，如图1.1所示，壁厚为2mm4mm,为薄壁塑件，外形尺寸不大，生产批量大，主要用于输水。要求材料具有较好的耐高温、化学稳定性和电绝缘性，较小的吸水性，并且力学强度要高。硬质聚氯乙烯力学强度高，电气性能优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好，适于制造棒、管、板件等。因此选择PP为塑件成型材料。图1.1饮水机龙头工艺性与结构分析：（1）精度等级：采用一般精度6级;(2)脱模斜度：设计脱模斜度的目的是便于塑件的脱模，避免在脱模过程中拉伤塑件表面，其大小取决于塑料的收缩率。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。塑件外形以型

2、腔大端为准，尺寸要符合图纸要求，斜度沿形状减小方向。根据硬质聚氯乙烯的性能，并参考相关资料选定该塑件的脱模斜度为1。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，当要求开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。1. 2聚丙烯(PP塑料)的性能分析聚丙烯(PP塑料)是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，它是一种高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。未着色时呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。(1)物理性能：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0. 90 091g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种

3、之一。它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约815万之间。成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好，易于着色。(2)力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动较链，能承受7X107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼龙。(3)热性能：PP具有良好的耐热性，熔点在164170,制品能在100以上温度进行

4、消毒灭菌，在不受外力的，150也不变形。脆化温度为-35,在低于-35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。(4)化学稳定性：聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪煌、芳香煌和氯化煌等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。(5)电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。(6)

5、耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。PP聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.900.91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约815万之间。成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好,易于着色。PP聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烧、芳香煌和氯化燃等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良

6、好。PP聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。表LI PP的性能指标性能数值性能数值密度/ (g/cn?)0.9-0.91抗拉屈服强度/MPa35.2-50质量体积/ (cn?/g)0. 69-0. 74拉伸弹性模量/MPa2.44. 2X103吸水率/% (24h)0.01抗弯强度/MPaN90收缩率/%1.0-2. 5冲击韧度(缺口)/kJ./58热变形温度/150硬度/HB16.2 R110120熔点/

7、164-170体积电阻系数/ (Q.cm)6.71X10131. 3 PP的注射成型过程及工艺参数2. 3.1注射成型工艺过程(1)注射前准备 为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行原料的预处理、清洗料筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作。分析检验成型物料的质量，注射前必须对原料进行外观及工艺性能的检验，判断原料的品种规格、牌号等与所要求的参数是否符合。对PP的色泽、粒度和均匀度等进行检验，PP成型前必须进行预热和干燥，处理温度7090,干燥时间46小时。(2)注射过程 塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为充模、压实

8、、保压、倒流和冷却五个阶段。即：预烘干一装入料斗一预塑化一注射装置准备注射一注射保压一冷却一脱模一塑件送下一工序预热、清理模具一涂脱模剂一合模一注射L 3. 2聚丙烯注射成型工艺参数 如表1.2。表L2 PP注射成型工艺参数性能数值性能数值注射机类型螺杆式预热和干燥温度/7090料筒后段温度/160-180料筒中段温度/180-220料筒前段温度/200-220模具温度t/5090注射压力p/MPa70-100螺杆转速N/(r/min)48保压 p/MPa60-80注射时间/s20保压时间/s3冷却时间/s20辅助时间/s7总周期/s50第一章模具的结构形式和注射机选择2.1 塑件分型面位置的

9、分析和确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面收到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及其精度、嵌件位置和形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型、浇口形式等有关，除受排位的影响外，还受塑件的形状、外观、精度、浇口位置、滑块、推出、加工等多种因素影响。因此在选择分型面的时候，应该综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。分型面选择是否合理是塑件能否完好成型的先决条件，一般应考虑以下几个方面：符合塑件脱模的基本要求，能使塑件从模具内取出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大截面处；分型线不影响塑

10、件外观，尽量不破坏塑件光滑的外表面，尤其是对外观有明确要求的塑件，更应注意分型面对外观的影响；确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观；确保塑件质量和精度；尽量避免形成侧孔、侧凹，若需滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块；满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定、动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置，特别是浇口位置；有利于模具加工，特别是型腔的加工；便于嵌件的安装；长型芯应置于开模方向。通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在塑件截面积最大且有利于开模取出塑件的对称面上，其位置如图2.1所示图2.1塑件分型面2

11、.2 塑件型腔数量及排列方式的确定2. 2.1型腔数量的确定型腔数量的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。一般来说，精度要求高的小型塑件和大中型塑件以及复杂塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。但是随着模具制造设备的数字化控制和电加工设备的逐渐普及，模具型腔的制造精度越来越高，在仪器仪表和各种家用电器中的机械传动塑料齿轮和一些比较精密的塑件中，也在广泛的采用着一模多腔注射成型，但一般不超过4腔。型腔数量的确定主要是根据塑件的

12、质量、投影面积、几何形状、有无抽芯、塑件精度、批量大小以及经济效益来确定，以上这些因素有时是互相制约的，在确定设计方案时候，必须进行协调，以保证满足其主要条件。饮水机龙头属于小型塑件，大批量生产。该塑件精度要求不太高，且为大批量生产,理论上可以采用一模多腔的形式。但是考虑到该塑件需要两个成直角的侧抽芯，并且抽芯距较大，难以实现一模多腔的注塑方式，所以考虑到模具的制造成本的经济性和适用性，此处采用一模两腔的注塑形式。2. 2. 2型腔的排列型腔数量确定之后，就可以进行型腔的排列，型腔排列应满足或基本满足在分型面上的压力平衡。型腔的排列设计模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计、

13、镶件及型芯的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口的位置选择有关，所以在模具设计时候要进行必要的调整。此处塑件有2个直角抽芯，一模两腔，应采用对称布置，平衡式排位，考虑到侧抽芯，水龙头大端排在外侧，如图2. 2所示。图2. 2型腔排列2.3注射机的选择及工艺参数的校核2. 3.1注射机的选择注射机型号主要是根据塑件的外形尺寸或型腔的数量和排列方式、质量大小来确定，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，应对模具所需塑料注射量，塑件在分型面上的投影面积、成型时需用的锁模力进行计算，然后初步确定注射机的型号。模具完成以后的外形尺寸和开模距离要与注射机安装尺寸及开模行程相适应

14、，如果两者不匹配，则模具无法安装使用。因此，必须对两者之间有关参数进行校核，并通过校核来最终确定注射机的型号或对模具做一定的修改。按预选型腔数目来选择注射机。（1）模具所需塑料熔体注射量、注射压力的计算m = nmA + m2式中HI副模具所需塑料的质量或体积（g或cY）；n初步选定的型腔数量；IB一单个塑件的质量或体积（g或cn?）；m2一浇注系统的质量或体积（g或cn?） o首先Hl?是个未知值，若是流动性好的普通精度塑件，浇注系统凝料约为塑件质量或体积的15%20虬若是流动性不太好、或者是精密塑件，每个塑件所需浇注系统的质量或体积是塑件的0.21倍。当塑料熔体黏度高% 塑件越小、壁越薄，型腔越多又做平衡式布置时，浇注系统的质量或体积甚至还要大，而大型塑件采用直接浇口时，浇注系统质量相对很小，可忽略不计。这里涉及以0.6叫作为预测估算，即：通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图2. 3所示。图2. 3塑件质量属性定义星性几何和密度坐标系默认坐标系基本届性密度1.300000e+00cm3体积7. 119798e+00cm-3质量9. 255737e+00g面积7. 385028e+01cm2使用先前的重心cbX 0.000000e+00Y 7.499108e-01Z 9 012080e-01lxx4.010165e+01Ixy0.