瓶盖的塑料模具设计说明书

化学性质

聚乙烯抗多种有机溶剂,抗多种酸碱腐蚀,但是不抗氧化性酸,在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。

2.4物理性质

聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的,但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体,会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数的影响,枝链越多,越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响,分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围,枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。

(LDPE)---- 低密度聚乙烯是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。

无毒、无味、呈乳白色。密度为0.94~0.965g/cm3,有一定的机械强度,具有良好的耐冲击性、柔软性及透明性,但和其他的大型塑料构件相比强度、刚度较差,表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异,在常温下聚乙烯不会溶于任何一种已知的溶剂,并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙稀有高度的耐水性,长期与水接触其性能可保持不变。适合做饮料、低腐蚀性液体的瓶盖。其透水气性能较差,而透氧气、二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。在热、光、氧气等作用下会产生变脆和老化。一般使用温度约在80 oC左右。耐寒,在-60 oC时仍有较好的力学性能,-70 oC时仍有一定的柔软性。

2.5成型特性:

成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况,有无杂质的进行检验,并测试其热稳定性,流动性和收缩率等指标。低密度聚乙烯属于结晶形塑料,吸湿性小, 熔体粘度小,成型前可不预热,成型时不易分解,流动性极好, 溢边值为0.02mm左右,流动性对压力变化敏感,加热时间长则易发生分解。收缩率较大,方向性明显,易发生变形、翘曲,结晶度及模具冷却条件对收缩率有较大影响,应控制模温。冷却速度快,必须得到充分冷却,设计模具时要设冷料穴和冷却系统宜用高压注射,料温要均匀,填充速度应快,保压要均匀。不宜采用直接浇口注射,否则会增加内应力,使收缩不均匀和方向性明显。应注意选择浇口位置。质软易脱模,塑件有浅的侧凹可强行脱模。

LDPE的注射工艺参数:

表3-1 制品成型工艺参数初步确定

特性

内容

特性

内容

注射机类型 柱塞式 螺杆转速(r/min) 58 喷嘴形式 直通式 模具温度 30-45 喷嘴温度(℃) 150~170oC 后段温度(℃) 140~160 中段温度(℃) 前段温度(℃) 170~210 注射压力MPa 60~100Mpa 保压力MPa 40~50 注射时间s 0~4s 保压时间 s 15~60s 冷却时间s 15~60s 其他时间s 3 成型周期s 40~140s 成型收缩(%) 0.8 干燥温度(℃) 60~80 干燥时间(℃) 1~3 综合性能:

压缩比: 1.84~2.50 抗拉屈服强度: 22~40 MPa 热变形温度: 1.88MPa---- 48oC 压缩强度: 225 MPa

0.46MPa---- 60~82oC 疲劳强度: 10 Mpa

拉伸弹性模量: 0.84~0.95GPa 弯曲弹性模量: 1.1~1.4 GPa 弯曲强度: 25~40MPa 脆化温度: -70

3 塑件的形状尺寸的计算

瓶盖的工作环境对精度有较高要求,按LDPE的性能可选择塑件的精度等级为6级精度(查阅《塑料成型工艺》)。

外径: 28mm 壁厚: 1mm 内径: 16mm 壁厚: 1mm 突起: 9mm

查得LDPE(低密度聚乙烯)密度约为: ??0.94?10数据可得塑件的质量为:

体积:

由体积计算公式可计算得塑件的近似体积得: V塑=

?3g/mm3,代入公式w??v.

?S*H=2.83 ?10mm3

3质量:

由质量计算公式可计算得塑件的质量得

W塑 =V塑×r塑=2.6602(g)

4 注射机的选择及型号和规格

塑料成型设备依据成型工艺的不同而不同,塑料成型设备主要有用于注射成型工艺的注射机,用于压缩成型工艺和压注成型工艺的压力机,用于挤出成型的挤出机。本设计采用用于注射成型工艺的注射机作为成型设备。

注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中,经过加热到流动状态,在注射机的柱塞或螺杆的推动下,以一定的流速,通过喷嘴和闭合模具的浇注系统而充满型腔,经过一定的时间的冷却定型,打开模具,从模内取出成型的塑件。

4.1估算塑件的体积和质量 估算塑件体积和质量

该产品材料是低密度聚乙烯,查有关数据得知其密度??0.94g/cm3。

使用UG软件画出三维图建模,并可直接用软件进行分析,查询到塑件的体积V件=2.83 cm3。 由ρ=0.90~0.94g/cm3可得塑件质量m=ρv=2.66g。 4.2选择注射机

根据塑件制品的体积和质量,可选定注射机型号为XS-Z-30。 注射机的参数如下:

额定注射量:30 cm3 注射 压力:120Mpa 注射 行程:130mm 锁 模 力:250KN 最大成型面积:90cm2 最大 模厚:180mm 最小 模厚:60mm 喷嘴圆弧半径:12mm 喷嘴孔径(mm):2 mm

柱塞式成型机中,塑料熔化成黏流态的热量主要由筒外部的加热器提供。在柱塞的平稳推动下,料流是一种平缓的滞流态势。料筒内同一横截面上不同径距的质点有着梯度变化的流速,结果靠料筒轴心的流速快,靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的温度分布也有差异,靠近筒壁的料,因流速慢,又直接接受外壁的电热圈加热,所以温度高;而靠近轴心的料,因流动快,且又与料筒加热圈隔了一层热阻很大的塑料层,所以温度低。可见在柱塞式料筒内,塑料的塑化程度很不均匀。

注射机的分类:

按外形可分为:卧式、立式和直角式

按传动方式可分为:机械式、液压式和液压、机械联合式 按用途又可分为:通用型和专用型

所选注射机的型号为:XS-Z-30,属于卧式通用型注射机。

5 型腔数目的确定及排布

5.1型腔数目

注射模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素:

(1)塑件的尺寸精度; (2)模具制造成本; (3)注射成型的生产效益; (4)模具制造难度。

为了提高生产效率和经济性并与注射机的生产能力相配合,保证塑件较高的精度, 模具设计时应确定型腔数目,常用的方法有以下《塑料模具设计准则》:

1、根据经济性确定型腔数目。

根据总成型加工费用最小的原则,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费,并忽略试生产原材料费用。

2、根据制品精度确定型腔数目。

根据经验,在模具中每增加一个型腔,制品尺寸精度要降低4-6%,高模具中的型腔数目为n,制品的基本尺寸为L,塑件尺寸公差为??,单型腔模具注塑模具生产时可能性产生的尺寸误差为

??s%(?s不同的材料,有不同的值,如:尼龙66为?0.3% ,聚甲醛为?0.2%,聚碳酸酯、聚氯乙

烯、ABS等非结晶型塑料为?0.05%),则有塑件尺寸精度的表达式为:

L??s%+ (n-1)L??s%?4%?? 简化后可得型腔数目为:

n?2500??24

?s?L3、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。

当成型大型表面积塑件时,常用这种方法。设注射机的额定锁模力大小为F(N),型腔内塑料熔体的平均压力为Pm,单个制品在分型面上的投影面积为A1,浇注系统在分型面上的投影面积为A2,则:

(nA1+A2)Pm?F即: n?

对于高精度制品,由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致,故通常推荐型腔数目不超过4个.

4、根据注射机的额定最大注射量确定型腔数目。

设注射机的最大注射量G(g),单个制品的质量为W1(g),浇注系统的质量为W2(g),则型

F?Pm?A2

Pm?A1

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