Tesis de Graduación sobre Moldes de Plástico_Tesis sobre Moldes de Plástico
, diseño de producto
En este proceso, debemos prestar atención a las siguientes cuestiones: la estructura del producto no se puede cambiar a voluntad (excepto para requisitos especiales de los usuarios); el producto no se puede cambiar a voluntad (excepto para requisitos especiales de los usuarios) Excepto antes de enviar dibujos, verifique si las dimensiones son correctas y si los materiales del producto están indicados.
, Diseño del molde
(1) Primero, debemos formular la estructura del molde:
a. Determinar la posición de la superficie de separación: la superficie de separación debe. seleccionarse en la sección transversal máxima de la pieza de plástico no afecta la calidad de la apariencia de la pieza de plástico, especialmente las piezas de plástico con requisitos claros de apariencia. También es beneficioso prestar atención al impacto de la superficie de separación; para garantizar los requisitos de precisión de la pieza de plástico, es beneficioso para el procesamiento del molde, especialmente para el procesamiento de la cavidad del molde, para facilitar el desmolde de las piezas de plástico; intente mantener las piezas de plástico en el costado del molde móvil al abrir el molde (algunas piezas de plástico deben empujarse hacia afuera de manera fija como mínimo Optimice el área proyectada de la pieza de plástico en el plano de sujeción para reducir la fuerza de sujeción requerida); ; facilitar la instalación de complementos; el núcleo largo debe colocarse en la dirección de apertura del molde.
B. Determinación del número de cavidades: El número de cavidades se determina principalmente en función de la calidad de la pieza plástica, área proyectada, geometría (con o sin extracción del núcleo), precisión de la pieza plástica, tamaño de lote y beneficios económicos. Si estas condiciones se restringen entre sí, deben coordinarse al determinar el plan de diseño para garantizar que se cumplan las condiciones principales.
c Determinación de la disposición de las cavidades y la estructura del molde: la disposición de las cavidades implica el tamaño del molde, el diseño del sistema de vertido, el equilibrio del sistema de vertido, el diseño del mecanismo de extracción del núcleo, el diseño del inserto y del núcleo, y el diseño del sistema de regulación de temperatura. Estos problemas están relacionados con la ubicación de la superficie de separación y la compuerta, por lo que durante el proceso de diseño específico se deben realizar los ajustes necesarios para lograr una estructura de diseño más completa. 1) Las piezas de plástico grandes o las piezas de plástico pequeñas de precisión adoptan separación lateral y extracción del núcleo (separación o extracción del núcleo en varias direcciones), y el mecanismo de extracción del núcleo es móvil y se utiliza un molde de superficie de separación única de una sola cavidad 2) Debido; Las piezas de plástico requieren alta calidad de apariencia y precisión dimensional. Cuando se utilizan puertas puntuales, se utiliza un molde de superficie de múltiples cavidades. 3) Se utilizan moldes de superficie de múltiples cavidades de una sola cavidad o de múltiples cavidades; Piezas plásticas de pequeño y mediano tamaño con requisitos generales de precisión dimensional.
(2) Selección de acero para moldes de plástico:
a. Los requisitos de rendimiento del acero para moldes de plástico (1) requieren que el material tenga alta dureza y buena resistencia al desgaste, y su superficie. La dureza debe ser de 30~60 HRC, la capacidad de endurecimiento >55 HRC y el centro del material debe tener suficiente profundidad de endurecimiento y resistencia para evitar fracturas frágiles y deformaciones plásticas. (2) Se requiere que el material tenga un cierto grado de resistencia al calor, pueda funcionar a temperaturas de 150 ~ 250 °C durante mucho tiempo, no se oxide ni se deforme y tenga una buena estabilidad dimensional. (3) Se requiere que el material tenga cierta resistencia a la corrosión. (4) Se requiere que el material tenga un buen rendimiento de soldadura y de proceso de forjado.
B. Selección de acero para moldes de plástico Los moldes de plástico para conformado en frío están hechos principalmente de acero con bajo contenido de carbono y los modelos pueden ser 20, 20Cr, 12CrNi3A, 40rC o DTI. Los moldes de plástico que se cortan y forman son principalmente de acero templado y revenido, que se enfrían y revenen antes del procesamiento. El modelo puede ser 40, 50, 3Cr2Mo, 4Cr3MoSiV, 5CrNiMo, 4Gr5MoSiV1 o 4c r5 w2 SIF 1. Los moldes de plástico termoplástico y termoestable resistentes al desgaste utilizan acero para moldes de trabajo en frío, como Cr12, 9Mn2V, Cr6 WV o 7 Cr Mo NiMo. El acero martensítico con contenido de carbono ultrabajo, como 18Ni(250), 18Ni(300) o 18Ni(350), se puede utilizar para moldes de plástico avanzados.
(3) Factores que se deben considerar al configurar plantillas y puertas:
a.
b. La puerta debe colocarse sobre una pared gruesa.
c. La compuerta debe estar alejada de elementos de paredes delgadas
d. La compuerta debe configurarse para lograr el mismo caudal.
e. Si es necesario, agregue compuertas para reducir la presión de llenado del molde.
f. Aumentar el tamaño de la compuerta para evitar la sobrepresión.
g.El tipo de molde utilizado, ¿es un molde de 2 platos o un molde de 3 platos?
H. Canal caliente o canal frío, o canal mixto
El tipo de portón que quiero, como puerta lateral, puerta oculta, etc.
j. Debido a la función del producto y a las limitaciones de ubicación de la puerta
No existe un principio fijo para determinar dónde debe o no ubicarse la puerta en la pieza. Diferentes diseñadores pueden ponerse de acuerdo sobre diferentes ubicaciones óptimas de las puertas. Esta sección discutirá algunos principios del diseño de la ubicación de la compuerta que quienes se ocupan del análisis del flujo de llenado parcial deben conocer.
(4) Selección de plantillas y accesorios:
Al diseñar moldes, se deben utilizar bases de molde estándar y piezas estándar (incluidas piezas estándar generales y piezas estándar específicas de molde) tanto como sea posible. posible, como elementos de fijación, piezas estándar específicas del molde, como anillos de posicionamiento, manguitos de bebedero, varillas de empuje, postes guía, casquillos guía, resortes específicos del molde, elementos de refrigeración y calefacción), porque una gran parte de las piezas estándar pueden Se puede comprar en el mercado en cualquier momento, por lo que es extremadamente beneficioso acortar el ciclo de fabricación y reducir los costos de fabricación.
Una vez determinado el tamaño de la base del molde, se deben realizar los cálculos de resistencia o rigidez necesarios en las partes relevantes del molde para verificar si la base del molde seleccionada es adecuada, especialmente para moldes grandes.
Antes de organizar el proceso, primero debemos analizar la viabilidad del proceso de moldeo de plástico:
(1) Aceptar la tarea de diseño (dibujo de trabajo de la pieza de plástico, si es una objeto real, debe dibujarse en un dibujo de ingeniería bidimensional). En los planos de trabajo de las piezas del producto deben indicarse la variedad, el tamaño del lote, la precisión dimensional y las condiciones técnicas del plástico utilizado, la función y las condiciones de trabajo del producto.
(2) Analice y asimile los dibujos del producto o las muestras proporcionadas en detalle y preste atención a los siguientes asuntos.
a. Precisión dimensional del producto y exactitud de las dimensiones del dibujo;
b. Ángulo de inclinación razonable;
c. p>d. Tipo de plástico y su tasa de contracción;
e. Color de la superficie del plástico y requisitos de calidad de la superficie.
(3)Comprender las propiedades mecánicas y físicas de las piezas plásticas y los parámetros relacionados con el proceso de moldeo por inyección.
(4) Revisar el proceso de moldeado de piezas de plástico y discutir la viabilidad del espesor de la pared, nervaduras, filetes, rugosidad de la superficie, precisión dimensional, modificación de la superficie, ángulo de desmoldeo y colocación de insertos. Si el proceso de moldeo del diseño de la estructura del producto no es bueno, puede discutirlo con el diseñador, quien modificará la estructura del producto para satisfacer las necesidades del proceso de moldeo por inyección sin afectar el rendimiento del producto.
(5) Calcular el volumen y la masa de piezas de plástico.
Procesar según la secuencia del proceso. En el centro de procesamiento de moldes de una empresa de moldeo, los principales métodos para procesar moldes incluyen los siguientes: procesamiento de torno, procesamiento de fresadora, procesamiento de amoladora, procesamiento CNC, procesamiento de electroerosión, procesamiento de corte de alambre, etc.
Comparación de varios métodos de procesamiento de moldes:
1), procesamiento de torno
Precisión de mecanizado: 0,02 mm.
Características de procesamiento: Adecuado para una serie de procesos de conformado como agujeros, escalones, ranuras, etc., con un amplio rango de procesamiento.
2), procesamiento con fresadora
Precisión de procesamiento: 0,02 mm.
Características de procesamiento: Adecuado para una serie de procesos de conformado como agujeros, escalones y ranuras.
3), procesamiento con amoladora
Precisión de procesamiento: 0,001 ~ 0,005 mm
Características de procesamiento: adecuado para la formación precisa de arcos, pendientes y ranuras.
4), mecanizado CNC
Precisión de mecanizado: 0,01 mm
Características de procesamiento: adecuado para bases de moldes rugosas y convexas, núcleos de moldes 3D y varios electrodos de acabado. .
5), procesamiento EDM
Precisión de mecanizado: 0,002 ~ 0,01 mm.
Características de procesamiento: Adecuado para procesar ranuras, agujeros y piezas de trabajo con formas complejas, y puede tener un acabado de espejo.
6), procesamiento de corte de alambre
Precisión de procesamiento: 0,002 ~ 0,005 mm.
Características de procesamiento: alta precisión de procesamiento, buena suavidad, fácil operación y puede procesar piezas de trabajo irregulares hacia arriba y hacia abajo.
En el proceso de fabricación de moldes, el montaje lo realizan principalmente montadores.
La tecnología de montaje se puede dividir en "separación" e "integración". Ensamblaje integrado: A. Soldadura B. Fijación C. Unión D. Tecnología de incrustación E. Hebilla de ángulo de 90 grados; los componentes separados incluyen: a. Hebilla con un ángulo inferior a 90 grados b Componente central d. . Ensamblaje de piezas prensadas: El ensamblaje de piezas prensadas permite un ensamblaje de piezas de plástico de alta resistencia al menor costo. Por ejemplo, con componentes a presión, la resistencia a la tracción de los componentes de alto voltaje disminuye con el tiempo debido a la relajación de la tensión (consulte la Figura 3). Esto debe tenerse en cuenta en los cálculos de diseño. Además, se deben realizar pruebas utilizando cambios cíclicos de temperatura para garantizar la viabilidad del diseño. Conjunto roscado: el conjunto roscado incluye el uso de tornillos separados, tornillos combinados o insertos de tornillos integrales. El módulo de flexión del material proporciona una guía para el montaje adecuado del tornillo. Por ejemplo, el módulo de flexión de los tornillos roscados puede alcanzar los 2800 Mpa. Si necesita usar tornillos métricos, o si el conjunto de rosca debe completarse varias veces, necesitará usar inserciones metálicas de grano fino.
Antes de realizar pruebas de moldes, debemos comprender las propiedades físicas y mecánicas de las piezas de plástico y los parámetros relevantes relacionados con el proceso de inyección. Los plásticos más utilizados por las empresas son el polipropileno (PP) y el copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). Además, también necesitamos determinar el equipo de moldeo.
(1) Características de los plásticos comunes:
(1) Polipropileno
El polipropileno (PP), como polímero termoplástico, comenzó a comercializarse en 1957 Producido químicamente, es el primer polímero estereregular. Su importancia histórica se refleja más en el hecho de que ha sido el termoplástico principal de más rápido crecimiento, con una producción mundial total que alcanzó los 24 mil millones de libras en 1991. Es muy utilizado en el campo de los termoplásticos, especialmente en fibras y filamentos, extrusión de películas, moldeo por inyección, etc.
Química y Propiedades
El polipropileno se produce a partir de monómero de propileno en condiciones controladas de temperatura y presión utilizando catalizadores estereorregulares metal-orgánicos (tipo Ziegler-Natta) sintéticos. Debido a diferencias en los catalizadores y procesos de polimerización, la estructura molecular del polímero resultante tiene tres tipos diferentes de estructuras estereoquímicas en diferentes cantidades. Estas tres estructuras se refieren a polímeros isotácticos, polímeros sindiotácticos y polímeros atácticos.
En el polipropileno isotáctico (la forma comercial más común), los grupos metilo están todos en el mismo lado de la columna vertebral del polímero, una estructura que tiende a cristalizar. La cristalinidad isotáctica le confiere buena resistencia a los disolventes y al calor. La tecnología de catalizadores utilizada en la década anterior minimizó la formación de isómeros, eliminó la necesidad de separar componentes aleatorios inútiles y simplificó los pasos de producción.
(2) ABS de resina de estireno
El ABS terpolímero se comercializa desde la década de 1940, y sus ventas han aumentado año tras año. Actualmente es el termoplástico de ingeniería más grande del mundo, con ventas que superan los 1.200 millones de libras esterlinas sólo en Estados Unidos. El ABS ocupa una posición única como polímero de "transición" entre los plásticos básicos y los termoplásticos de ingeniería de alto rendimiento.
Química y propiedades
La versatilidad del ABS proviene de sus tres componentes básicos monómeros: acrilonitrilo, butadieno y estireno. Cada componente proporciona un conjunto diferente de propiedades útiles al polímero final. El ojo acrílico proporciona principalmente resistencia química y estabilidad térmica; el butadieno proporciona resistencia inicial y el componente de estireno proporciona dureza y procesabilidad al ABS. Hay tres procesos de producción: método de emulsión, método continuo a granel o método de suspensión. El contenido de estireno en las materias primas de ABS preparadas por cualquier método es del 50% o más. Por lo general, se utilizan al menos dos procesos en combinación para optimizar el producto final. La resina ABS pertenece a un sistema de dos fases: el polímero de estireno-acrílico (SAN) es la fase continua y el caucho de butadieno es la fase dispersa de elastómero.
De hecho, una pequeña cantidad de estireno y ácido acrílico se polimerizan (injertan) sobre caucho de butadieno, que es compatible con SAN duro que es incompatible con el caucho. Por lo tanto, el ABS puede considerarse una de las primeras aleaciones poliméricas en alcanzar el éxito comercial.
(3) Acrílico-estireno-acrilonitrilo (ASA para abreviar)
El polímero ASA es un material amorfo que se puede fabricar mediante extrusión y moldeo por inyección con productos sexuales con excelente resistencia a la intemperie. Las propiedades mecánicas del terpolímero ASA suelen ser similares a las de la resina ABS, pero la diferencia es que el rendimiento del ASA se ve mucho menos afectado por el clima exterior que la resina ABS.
Química y Propiedades
El terpolímero ASA se puede producir mediante un proceso de reacción patentado o un proceso de injerto. El método de reacción consiste en injertar elastómero de acrilato para preparar ASA durante el proceso de polimerización de estireno y acrilonitrilo (SAN). El polvo fino de elastómero se dispersa uniformemente y se injerta en la cadena molecular de SAN.
La excelente resistencia a la intemperie de ASA proviene de los elastómeros acrílicos. En muchos plásticos, la fragilidad y el amarillamiento se producen debido a la interacción de la radiación solar, particularmente en el extremo ultravioleta del espectro, y el oxígeno atmosférico. Este cambio en piezas de ASA lleva más tiempo que los cambios en otras piezas de plástico.
(2) Seleccionar equipo de moldeo:
El moldeo se basa en el tipo de equipo de moldeo, por lo que debemos estar familiarizados con el rendimiento, especificaciones y características de los distintos equipos de moldeo. Por ejemplo, para una máquina de inyección, necesita saber lo siguiente de las especificaciones: volumen de inyección, presión de sujeción, presión de inyección, tamaño de instalación del molde, tamaño y dispositivo de expulsión, diámetro del orificio de la boquilla y radio esférico de la boquilla, tamaño del anillo de posicionamiento del manguito de la compuerta. espesor máximo y mínimo de molde, trazo de plantilla, etc. Consulte los parámetros relacionados para obtener más detalles. Es necesario estimar el tamaño total del molde y determinar si el molde se puede instalar y utilizar en la máquina de moldeo por inyección seleccionada.
Después de un período de estudio tan largo, he utilizado conocimientos preparatorios como diseño de moldes de plástico, dibujo mecánico, tolerancia y medición técnica, principios y piezas mecánicas, materiales de moldes y tratamiento térmico, tecnología de fabricación de moldes, etc. Analizar y resolver problemas de diseño de moldes de plástico, consolidar, profundizar y ampliar aún más los conocimientos aprendidos, permitirme establecer gradualmente ideas de diseño correctas, mejorar la conciencia de innovación y competencia, básicamente dominar las reglas generales del diseño de moldes de plástico. la capacidad de analizar y resolver problemas mediante la comprensión de normas técnicas, especificaciones, manuales de diseño y otros materiales de diseño relevantes, y realizar una capacitación integral en habilidades básicas en el diseño de moldes de plástico para sentar una buena base para la graduación.