In diesem Artikel werden die Designideen und der Verarbeitungsprozess von Lunchbox-Abdeckungen aus Kunststoff sowie die Struktur von Kunststoffteilen, Materialien für eine umfassende Analyse und ein angemessenes Design der Formtechnologie ausführlich vorgestellt.
Schlüsselwörter: Spritzgussform;Lunch-Box.Formprozess
Erster Teil: Prozessanalyse von Kunststoffteilen und primäre Auswahl der Spritzgießmaschine
1.1Rohstoff- und Leistungsanalyse von Kunststoff-Lunchboxen
Diese Kunststoff-Lunchbox ist ein weit verbreitetes Kunststoffprodukt im täglichen Leben und wird hauptsächlich zur Aufbewahrung von Lebensmitteln verwendet.Unter Berücksichtigung der Besonderheiten seiner Verwendung, umfassende Analyse der Leistung verschiedener Kunststoffe, Auswahl des Materials für Polypropylen (PP).
Polypropylen (PP-Kunststoff) ist eine Art lineares Polymer mit hoher Dichte, ohne Seitenkette, hoher Kristallisation und hervorragenden umfassenden Eigenschaften.Im ungefärbten Zustand weiß, durchscheinend, wachsartig;Leichter als Polyethylen.Auch die Transparenz ist besser als bei Polyethylen.Darüber hinaus ist die Dichte von Polypropylen gering, das spezifische Gewicht beträgt 0,9 bis 0,91 Gramm/Kubikzentimeter, die Streckgrenze, Elastizität, Härte und Zug- und Druckfestigkeit sind höher als bei Polyethylen.Seine Formtemperatur beträgt 160–220 °C, kann bei etwa 100 Grad verwendet werden, weist gute elektrische Eigenschaften auf und die Hochfrequenzisolierung wird durch Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt.Seine Wasserabsorptionsrate ist geringer als bei Polyethylen, aber es kommt leicht zum Bruch des Schmelzkörpers, bei längerem Kontakt mit heißem Metall kann es leicht zersetzt werden und altern.Die Fließfähigkeit ist gut, aber die Formschrumpfungsrate beträgt 1,0 bis 2,5 %, die Schrumpfungsrate ist groß, was leicht zu Schrumpfungslöchern, Dellen, Verformungen und anderen Defekten führen kann.Die Abkühlgeschwindigkeit des Polypropylens ist hoch, das Gießsystem und das Kühlsystem sollten langsam abkühlen und auf die Kontrolle der Formtemperatur achten.Die Wandstärke von Kunststoffteilen sollte gleichmäßig sein, um Leimmangel zu vermeiden, und scharfe Winkel sollten auftreten, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
1.2Analyse des Formprozesses einer Lunchbox aus Kunststoff
1.2.1.Strukturanalyse von Kunststoffteilen
Die empfohlene Wandstärke von kleinen Kunststoffteilen aus Polypropylen beträgt 1,45 mm;Die Grundgröße der Brotdose beträgt 180mm×120mm×15mm;Nehmen Sie die Innenwandgröße des Lunchbox-Deckels: 107 mm;Der Unterschied zwischen Innen- und Außenwand beträgt: 5 mm;Die abgerundete Ecke der Außenwand beträgt 10 mm und die abgerundete Ecke der Innenwand beträgt 10/3 mm.Eine Ecke des Kastendeckels hat einen ringförmigen Vorsprung mit einem Radius von 4 mm.Da es sich bei den Kunststoffteilen um dünnwandige Behälter handelt, ist die Oberseite der Kunststoffteile als 5 mm hoher Bogenkreis gestaltet, um den durch die Verformung der Kunststoffteile verursachten Mangel an Steifigkeit und Festigkeit zu verhindern.
1.2.2.Dimensionspräzisionsanalyse von Kunststoffteilen
Für die beiden Abmessungen des Brotdosendeckels gelten Genauigkeitsanforderungen, nämlich 107 mm und 120 mm, und die Genauigkeitsanforderung beträgt MT3.Da die Außenabmessungen der Kunststoffteile durch die Toleranz der Abmessungen des beweglichen Teils der Form (z. B. der Flugkante) beeinflusst werden, wird der Toleranztyp als Klasse B ausgewählt. Wenn kein Toleranzniveau erforderlich ist, wird MT5 ausgewählt .
1.2.3.Analyse der Oberflächenqualität von Kunststoffteilen
Die Oberflächengenauigkeit des Brotdosendeckels ist nicht hoch und die Oberflächenrauheit Ra beträgt 0,100 bis 0,16 um.Daher kann die Hohlraumspritzgussform mit nur einer Trennfläche des Anschnittläufers verwendet werden, um die Oberflächengenauigkeit sicherzustellen.
1.2.4.Materialeigenschaften sowie Volumen und Qualität von Kunststoffteilen
Fragen Sie die Materialeigenschaften von PP-Kunststoff (einschließlich Elastizitätsmodul, Poissonzahl, Dichte, Spannungsfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme) in SolidWorks ab und verwenden Sie die SolidWorks-Software, um die Daten von Kunststoffteilen (einschließlich Gewicht, Volumen, Oberfläche und Mittelpunkt) zu berechnen der Schwerkraft).
1.3 Bestimmen Sie die Formprozessparameter von Kunststoffteilen
Beim Spritzgießen beeinflusst die Temperatur des Zylinders und der Düse die Plastifizierung und den Fluss des Kunststoffs, die Temperatur der Form beeinflusst den Fluss und die Kühlung der Kunststoffformung und der Druck beim Spritzgießen wirkt sich direkt auf die Form aus Plastifizierung von Kunststoffen und hochwertige Kunststoffteile.Um die Qualität von Kunststoffteilen sicherzustellen, wird die Produktion versuchen, den Formzyklus von Kunststoffteilen zu verkürzen, wobei die Einspritzzeit und die Abkühlzeit einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität von Kunststoffteilen haben.
Beim Entwerfen zu berücksichtigende Fragen:
1) Angemessener Einsatz von Stabilisatoren und Schmiermitteln zur Sicherstellung der Prozessleistung von PP-Kunststoff und der Verwendung von Kunststoffteilen.
2) Schrumpfung, Einkerbung, Verformung und andere Mängel sollten bei der Konstruktion verhindert werden.
3) Achten Sie aufgrund der schnellen Abkühlgeschwindigkeit auf die Wärmeableitung des Gießsystems und des Kühlsystems sowie auf die Kontrolle der Umformtemperatur.Wenn die Formtemperatur unter 50 Grad liegt, sind die Kunststoffteile nicht glatt, es kommt zu einer schlechten Schweißung, es entstehen Spuren und andere Phänomene.Mehr als 90 Grad neigen zu Verformungen und anderen Phänomenen.
4) Die Wandstärke von Kunststoffteilen muss gleichmäßig sein, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
1.4 Modell und Spezifikation der Spritzgießmaschine
Entsprechend den Formprozessparametern von Kunststoffteilen ist die erste Wahl die inländische Spritzgießmaschine des Modells G54-S200/400.
Zweiter Teil: Strukturelles Design einer Spritzgussform für den Deckel einer Lunchbox aus Kunststoff
2.1 Bestimmung der Trennfläche
Bei der Auswahl der Trennfläche sind die Grundform und der Entformungszustand von Kunststoffteilen zu berücksichtigen.Die Gestaltungsprinzipien der Trennfläche sind wie folgt:
1. Die Trennfläche sollte an der maximalen Kontur des Kunststoffteils gewählt werden
2. Die Auswahl der Trennfläche sollte eine reibungslose Entformung der Kunststoffteile ermöglichen
3. Die Auswahl der Trennfläche sollte die Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität der Kunststoffteile sowie deren Verwendungsanforderungen gewährleisten
4. Die Auswahl der Trennfläche sollte der Verarbeitung und Vereinfachung der Form förderlich sein
5. Minimieren Sie die Projektionsfläche des Produkts in Spannrichtung
6. Der lange Kern sollte in Richtung der Matrizenöffnung platziert werden
7. Die Auswahl der Trennfläche sollte der Absaugung förderlich sein
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Trennfläche als Unterseite des Brotdosendeckels ausgewählt wird, um ein reibungsloses Entformen von Kunststoffteilen und die technischen Anforderungen von Kunststoffteilen sowie eine einfache Herstellung der Form zu gewährleisten.Wie in der Abbildung unten gezeigt:
2.2 Bestimmung und Konfiguration der Kavitätenanzahl
Gemäß den Designanforderungen des Designhandbuchs für Kunststoffteile, den geometrischen Struktureigenschaften und den Anforderungen an die Maßhaltigkeit von Kunststoffteilen und den wirtschaftlichen Anforderungen der Produktion bestimmen Sie die Verwendung einer Form und eines Hohlraums.
2.3 Aufbau des Gießsystems
Dieses Design verwendet ein gewöhnliches Gießsystem und seine Designprinzipien lauten wie folgt:
Halten Sie den Prozess kurz.
Der Auspuff sollte in Ordnung sein,
Verhindern Sie eine Verformung des Kerns und eine Verschiebung des Einsatzes.
Verhindern Sie die Verformung von Kunststoffteilen und die Bildung von Kältenarben, Kaltstellen und anderen Defekten auf der Oberfläche.
2.3.1 Hauptkanaldesign
Der Hauptkanal ist konisch gestaltet und der Kegelwinkel α beträgt 2O-6O und α=3o.Die Oberflächenrauheit des Strömungskanals beträgt Ra ≤ 0,8 µm, der Auslass des Hauptkanals ist der Kehlübergang. Um den Widerstand des Materialflusses zum Übergang zu verringern, wird der Kehlradius r = 1 ~ 3 mm als 1 mm angenommen .Das Hauptkanaldesign ist wie folgt;
Der Aufbau der Angusshülse ist aus der Angusshülse und dem Positionierungsring, der stufenförmig auf der festen Matrizensitzplatte befestigt ist, zweiteilig aufgebaut.
Der Durchmesser des kleinen Endes der Angusshülse ist 0,5 bis 1 mm größer als der der Düse, der mit 1 mm angenommen wird.Da die Vorderseite des kleinen Endes eine Kugel ist, beträgt seine Tiefe 3 bis 5 mm, was als 3 mm angenommen wird.Da die Kugel der Düse der Einspritzmaschine an dieser Position die Form berührt und passt, muss der Durchmesser der Kugel des Hauptkanals 1 bis 2 mm größer sein als der der Düse, der mit 2 mm angenommen wird.Die Verwendungsform und Parameter der Torhülse sind unten dargestellt:
Zwischen der Anschnitthülse und der Schablone wird eine H7/m6-Übergangspassung und zwischen der Anschnitthülse und dem Positionierungsring eine H9/f9-Passung angewendet.Der Positionierungsring wird während der Installation und beim Debuggen der Form in das Positionierungsloch der festen Schablone der Einspritzmaschine eingesetzt und dient der Installation und Positionierung der Form und der Einspritzmaschine.Der Außendurchmesser des Positionierungsrings ist 0,2 mm kleiner als das Positionierungsloch an der festen Schablone der Injektionsmaschine, also 0,2 mm.Die feste Form der Anschnitthülse und die Größe des Positionierungsrings sind unten dargestellt:
2.3.2 Shunt-Kanal-Design
Da es sich bei dem Design um eine Form, einen Hohlraum, die Trennfläche für den Boden des Kastendeckels und die Angussauswahl für den Punktanguss-Direkttyp handelt, muss kein Shunt entworfen werden.
2.3.3 Das Tordesign
Unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Formgebung von Kunststoffteilen und der praktischen oder ungünstigen Formverarbeitung sowie der tatsächlichen Verwendung der Situation wird die Gestaltung der Angussposition als obere Mitte des Brotdosendeckels ausgewählt.Der Durchmesser des Punktangusses beträgt normalerweise 0,5 bis 1,5 mm und wird als 0,5 mm angenommen.Der Winkel α beträgt normalerweise 6o~15o und wird als 14o angenommen.Das Design des Tores ist unten dargestellt:
2.4 Gestaltung von Kaltloch und Zugstange
Daher handelt es sich bei der Konstruktion um eine Form und einen Hohlraum mit Punktanguss und direktes Gießen, sodass kein Kaltloch und keine Zugstange entworfen werden müssen.
2.5 Gestaltung von Umformteilen
2.5.1Die Bestimmung der Matrizen- und Stempelstruktur
Denn es handelt sich um kleine Kunststoffteile, einen Hohlraum, und um eine hohe Verarbeitungseffizienz und eine bequeme Demontage zu gewährleisten, aber auch um die Form- und Größengenauigkeit der Kunststoffteile sicherzustellen, muss das Design der gesamten konvexen und konkaven Matrize für das Ganze ausgewählt werden.Die konvexe Matrize wird mit der separaten Bearbeitungsmethode bearbeitet und dann mit dem Übergang H7/m6 in die Schablone gepresst.Das schematische Diagramm des Strukturdesigns der konvexen und konkaven Matrize sieht wie folgt aus:
2.5.2Entwurf und Berechnung der Hohlraum- und Kernstruktur
Die Beziehung zwischen der Arbeitsgröße des Formteils und der Kunststoffteilgröße ist unten dargestellt:
2.6 Die Wahl des Formrahmens
Da dieses Design für kleine und mittelgroße Kunststoffteile gedacht ist, ist der Formrahmen P4-250355-26-Z1 GB/T12556.1-90 und die B0×L des Formrahmens beträgt 250 mm × 355 mm.
Das Formmontagediagramm sieht wie folgt aus:
2.7 Bauteilkonstruktion
2.7.1Design der Führungssäulenstruktur
Der Durchmesser des Führungspfostens beträgt Φ20, und das für den Führungspfosten ausgewählte Material ist 20-Stahl mit einer Aufkohlung von 0,5 bis 0,8 mm und einer Abschreckhärte von 56 bis 60 HRC.Der in der Abbildung gezeigte abgeschrägte Winkel beträgt nicht mehr als 0,5×450.Der Führungspfosten ist mit Φ20×63×25(I) – 20 Stahl GB4169.4 – 84 gekennzeichnet. Zwischen dem festen Teil der Führungssäule und der Schablone wird eine H7/m6-Übergangspassung übernommen.Ein weiterer Führungspfosten ist mit Φ20×112×32 – 20 Stahl GB4169.4 – 84 gekennzeichnet.
2.7.2Design der Führungshülsenstruktur
Der Durchmesser der Führungshülse beträgt Φ28, und das Material der Führungshülse ist 20er Stahl, aufgekohlt 0,5–0,8 mm, und die Härte der Abschreckbehandlung beträgt 56–60 HRC.Die in der Abbildung gezeigte Abschrägung beträgt nicht mehr als 0,5×450.Die Führungshülse ist mit Φ20×63(I) – 20 Stahl GB4169.3 – 84 gekennzeichnet, und die Passgenauigkeit von Führungspfosten und Führungshülse beträgt H7/f7.Eine weitere Führungshülse ist mit Φ20×50(I) – 20 Stahl GB4169.3 – 84 gekennzeichnet.
2.8 Design des Startmechanismus
Der Schubmechanismus besteht im Allgemeinen aus Schieben, Zurücksetzen und Führen.
Da die Kunststoffteile relativ dünn sind, wird beim Versuch, die optische Qualität der Kunststoffteile sicherzustellen, bei der Konstruktion des Startmechanismus die Auswerferstange zum Herausdrücken der Kunststoffteile verwendet.
Das schematische Diagramm des Startmechanismusist wie folgt:
Der Aufbau und die Parameter der Schubstangesind unten dargestellt:
Die strukturelle Form und Parameter der Rückstellstangesind unten dargestellt:
2.9 Auslegung des Kühlsystems
Da die Kühlung nicht gleichmäßig ist, sollte das Kühlsystem des Kühlkanals so groß wie möglich sein, diese Designwahl für 4. Der Kanalabstand von der Kavitätsoberfläche ist gleich, und der Anguss ist ebenfalls zur Kühlung verstärkt.Das Kühlsystem verwendet einen Gleichstromzirkulationstyp, der eine einfache Struktur und eine bequeme Verarbeitung aufweist.
Das Design des Kühlsystems ist wie folgt:
Teil drei: Überprüfen Sie die Berechnung der Spritzgussform
3.1.Überprüfen Sie die zugehörigen Prozessparameter der Einspritzmaschine
3.1.1 Überprüfen Sie das maximale Injektionsvolumen
3.1.2 Klemmkraft prüfen
3.1.3 Überprüfen Sie den Formöffnungsauslöser
3.2.Überprüfen Sie die Dicke der Seitenwand und der Bodenplatte des rechteckigen Hohlraums
3.2.1 Überprüfen Sie die Seitenwandstärke des integrierten rechteckigen Hohlraums
3.2.2 Überprüfen Sie die Dicke der integrierten rechteckigen Bodenplatte des Hohlraums
Abschluss
Xie Master, Designer des Freshness Keeper-Teams, ist dieser Entwurf hauptsächlich für die Formgestaltung von Kunststoff-Lunchbox-Abdeckungen gedacht, durch die Analyse des Materials der Kunststoff-Lunchbox-Abdeckung, der Struktur von Kunststoffteilen und der Technologie und anschließender angemessener, wissenschaftlicher Fertigstellung der Spritzgussform Design.
Frischebewahrer Die Vorteile des Designs bestehen darin, den Spritzgussmechanismus so weit wie möglich zu vereinfachen, um die Qualität der Kunststoffteile sicherzustellen, den Formzyklus zu verkürzen und die Produktionskosten zu senken.Die wichtigen Punkte des Entwurfs sind Spritzgießprozess, Kavitätsanordnung, Auswahl der Trennfläche, Anschnittsystem, Auswurfmechanismus, Entformungsmechanismus, Kühlsystem, Auswahl der Spritzgießmaschine sowie die Überprüfung relevanter Parameter und des Designs der Hauptteile.
Das besondere Design von Freshness Keeper liegt in der Gestaltung des Gießsystems, der Gießsystem-Angusshülse und des Positionierungsrings für ein einzelnes Teil, um die Lebensdauer der Form zu gewährleisten, und Materialauswahl, Verarbeitung, Wärmebehandlung und Austausch sind bequem;Das Tor ist ein Punkttor-Direkttyp, der eine doppelte Trennfläche erfordert, und die Zugplatte mit festem Abstand wird verwendet, um die erste Trennfläche zu begrenzen.Die Struktur ist einfach und vernünftig.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.11.2022