天津科技大学2005届本科生毕业设计
2.2.2 斜度设计
在塑件的内外表面沿脱模方向应设计足够的脱模斜度,否则会发生脱模困难,如过大推出力推出时易拉坏擦伤塑件。由于分水片是一个较复杂的零件,所以选取的脱模斜度为2?。 2.2.3 壁厚设计
塑件壁厚的最小尺寸应满足以下几方面的要求:首先是使用要求,既具有足够的强度和刚度,脱模时能经受住脱模机构的冲击与震动,装配时能承受紧固力。而且壁厚过大不仅造成材料的浪费,同时会影响塑件的成型周期和产品质量,因为壁厚塑件易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷。同一个零件的壁厚应尽可能一致,否则会因冷却或固化速度不同产生内应力,引起翘曲变形。
2.3 塑件分析 塑件图及公差标注:
图2-1 分水器零件图
模具型芯、型腔的制造按照机械类IT9级制造。
2.4 聚甲醛物理化学特性及成型特性
11
天津科技大学2005届本科生毕业设计
聚甲醛(缩写代号POM)学名为聚氧化亚甲基,是分子链的重复结构单元为氧化亚甲基的聚合物。聚甲醛外观呈淡黄色或白色,制品的薄壁部分呈半透明,表面光滑,有光泽,硬而致密,与象牙相似。燃烧特性为易燃,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色,下端蓝色,发出熔融液滴,有强烈的刺激性甲醛味和鱼腥臭。聚甲醛具有较好的综合性能,强度、刚度高,抗冲击、疲劳、蠕变性能较好,减磨耐磨性好,吸水性小,尺寸稳定好,是所有塑料材料中力学性能最接近金属的品种之一,因而是重要的热塑性工程塑料。其缺点是密度较大,热稳定性较差,耐酸性和阻燃性不够理想。
2.4.1聚甲醛物理化学特性 1. 聚甲醛的物理力学性能
通常聚甲醛的比强度可达50.5MPa,比刚度可达2650 MPa与金属材料较为接近,能在许多领域中代替刚、锌、铝、铜及铸铁等金属材料。
●具有良好的冲击强度,特别是耐多次重复冲击。
●具有良好的耐疲劳性,在上万次的循环载荷以后,它的耐疲劳性能依然良好。 ●聚甲醛的耐蠕变性与聚酰胺等工程塑料相似。在23℃、21MPa负荷下,经过3000h
蠕变值仅为2.3%,而且它的蠕变值受温度的影响较小,即使在较高的温度下仍能保持较好的耐蠕变值。
●聚甲醛的摩擦因数很小,而极限PV值又很大,因而自润滑性能极佳,且无藻声、
噪声。 2.聚甲醛的热性能
聚甲醛的负荷变形温度较高,在0.46MPa负荷下,共聚甲醛(POM/M90)的负荷变形变形温度为158℃。共聚甲醛在114℃和138℃在分别连续使用2000h和1000h的情况下,其性能仍不会有明显变化,而短时间内的使用温度可达160℃。 3.聚甲醛电性能
聚甲醛的电绝缘性较好,几乎不受温度和湿度的影响。它的介电常数和介电损耗在很宽频率(102~105HZ)和温度(20~100℃)范围内变化很小,在很高温度下仍能保持良好的耐电弧性。聚甲醛制品的厚度其耐电压性有一定影响,厚度越薄,耐电压性越强。 4.聚甲醛的化学性能
聚甲醛具有良好的耐溶剂性,特别是有机溶剂,即使在高温下,聚甲醛对于一般有机溶剂也表现出相当好的耐蚀性,与均聚甲醛相比,共聚甲醛的耐蚀性表现更突出,它能耐强酸及强碱去垢剂。它们共同的缺点是不耐强酸和氧化剂,对于稀酸和弱酸则有一定的抵抗性。
12
天津科技大学2005届本科生毕业设计
5.聚甲醛的耐侯性
聚甲醛的耐侯性不理想,长期暴露在紫外线辐射下,其力学性能显著下降,表面亦会发生粉化、龟裂现象。
2.4.2 聚甲醛的成型特性及成型条件
[7]
1.聚甲醛的成型特性
●结晶性料熔融范围很在窄,熔融或凝固速率快,结晶化速度快,料温稍低于熔
融温度即发生结晶,流动性下降。
●热敏性塑料极易分解(但比聚氯乙烯稍弱,共聚比均聚稍弱),分解温度为
240℃,但200℃时滞留30min以上即发生分解,分解时产生有刺激性、腐蚀性气体。
●流动性中等,溢边值为0.04mm左右,流动性对温度变化不敏感,但对注塑压力
变化敏感。
●结晶度高,结晶时体积变化大,成型收缩范围大,收缩率大。
●吸湿性低,水分对成型影响小,一般可不干燥处理,但为了防止树脂表面吸附
水分,不利成型,加工前须进行干燥并起预热作用,特别对大面积薄壁塑件,改善塑件表面光泽有较好的效果,干燥条件一般用烘箱加热,温度为90~100℃,时间为4h,料层厚度为3cm。
●摩擦系数低,弹性高,浅侧凹槽可强迫脱模,塑件表面可带有皱纹花样,但易
产生表面缺陷,如毛斑、折皱、熔接痕、缩孔、凹痕等弊病。
●宜用螺杆式注塑机成型,余料不宜过多和滞留太长,一般塑件克量(包括主流
道、分流道)不应超过注塑机注塑克量的75%,或取注塑容量与料筒容量之值为1:6~1:10,料筒、喷嘴等务必防止死角、间隙而滞料,预塑时螺杆转速宜取低,并宜单头、全螺纹、等距、压缩突变型螺杆。
●喷嘴孔径应取大,并采用直通式喷嘴,为防止流荡现象,喷嘴可呈喇叭形,并
设置单独控制的加热装置,以适应地控制喷嘴温度。
●模具浇注系统对料流阻力要小,进料口宜小,要尽量避免死角积料,模具应加
热,模温高应防止滑动配合的部件卡住,模具应选用耐磨,耐腐蚀材料、并淬硬、镀铬,要注意排气。
●必须严格控制成型条件,嵌件应预热(一般100~150℃),料温取稍高于熔点(一
般170~190℃)即可,不宜轻易提高温度,模温对塑件质量影响较大,提高模温可改善表面凹痕,与助于熔料流动,塑件内外均匀冷却,防止缺料、缩孔、折皱,模温对结晶度及收缩也有很大影响,必须正确控制,一般取75~120℃,壁厚大于4mm的取90~120℃,小于4mm的取75~90℃,宜用高压,高速注射,塑
13
天津科技大学2005届本科生毕业设计
件可在较高温度时脱模,冷却时间可短,但为防止收缩变形,应力不均,脱模后宜将塑件放在90℃左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却。
●在料温偏高,喷嘴温度偏低,高压对空注射时易发生爆炸性伤人事故,分解时
有刺激性气体,易燃应远离明火。 2.聚甲醛塑料的成型条件
表2-1 POM的成型条件
塑料名称 注射成型机类型 密度(g/cm2) 计算收缩率(%) 预热 料筒温度 (℃) 温度(℃) 时间(h) 后段 中段 前段 喷嘴温度(℃) 模具温度(℃) 注射压力(MPa) 成型时间 (s) 注射时间 高压时间 冷却时间 总周期 螺杆转速(r/min) 后处理 方法 温度(℃) 时间(h) 示:
聚甲醛POM(共聚) 螺杆式 1.41~1.43 1.2~3.0 80~100 3~5 160~170 170~180 180~190 170~180 90~120 80~130 20~90 0~5 20~60 50~160 28 红外箱灯、鼓风烘箱 140~145 4 本注塑模具采用的原料为POM,型号为M90,为共聚甲醛,其材料性能如下表所表2-2 POM/ M90材料特性
性能 比重 拉伸强度 单位 - Mpa 实验法ASTM D792 D638 M90 Series 1.41 60 14
天津科技大学2005届本科生毕业设计
伸长率 弯曲强度 弯曲模量 艾矢冲击强载荷挠曲温度(1.82MPa) 阻燃性(UL94) 线膨胀系数(室温) 介电穿击强度(短时间实验:3mmt) 体积电阻率(3mmt) 缺口侧 度(带缺口) 反缺口侧 % Mpa Mpa J/M J/M ℃ - ×10-5/℃ MV/m Ω·cm D638 D790 D790 D256 D256 D648 (UL94) - D149 D257 60 90 2.580 63 760 110 HB 10 24 1×1014 应用范围:适用于制作减磨耐耐磨零件、传动零件、化工容器及仪器仪表外壳。
3.零件模具设计
3.1 设计题目
3589分水器注射模具的设计 3.2 设计任务
将质量为18.1g的3589分水器采用注射工艺生产出来,对3589分水器注射模具进行设计,在保证成型循环时间和不良品率最低的前提下,保证制品预定的性能。制件的工艺参数及形状特征见后几章所述。
此次设计的主要目的:拉出式龙头是近几年新兴的一类产品,它是集厨房龙头和喷枪于一体的产品,它的出现免除了厨房里面装喷枪又装龙头的麻烦。而DELTA是最世界著名的卫浴公司之一。通过对DELTA拉出式龙头的研究,可以学习到拉出式龙头的基本结构和功能,一些塑胶材料知识,注塑模具知识,塑胶电镀常识以及电镀的各种表面处理加工工艺等。
设计的主要任务有:
●搜集整理有关POM制件设计,成型工艺,成型设备,机械加工等相关资料,以
15