この記事では、プラスチック製の弁当箱カバーの設計思想と加工プロセス、およびプラスチック部品の構造、総合的な分析のための材料、金型技術の合理的な設計について詳しく紹介します。
キーワード: 射出成形金型。弁当箱。成形工程
第一部：プラスチック部品の工程分析と射出成形機の一次選定
1.1プラスチック製弁当箱の原材料と性能分析
このプラスチック製の弁当箱は、主に食べ物を入れるために使用される、日常生活で一般的なプラスチック製品です。用途の特殊性を考慮して、さまざまなプラスチックの性能を包括的に分析し、ポリプロピレン (PP) の材料を選択します。
ポリプロピレン (PP プラスチック) は、高密度、側鎖がなく、結晶性の高い線状ポリマーの一種であり、優れた総合特性を備えています。着色されていない場合は、白色半透明でワックス状です。ポリエチレンより軽い。透明性もポリエチレンより優れています。また、ポリプロピレンは密度が小さく、比重が0.9〜0.91グラム/立方センチメートルで、降伏強度、弾性、硬度、引張強度、圧縮強度がポリエチレンよりも優れています。成形温度は160～220℃で、100℃程度で使用でき、電気特性が良く、高周波絶縁性は湿度の影響を受けません。吸水率はポリエチレンに比べて低いですが、溶融しやすく破裂しやすく、高温の金属と長時間接触すると分解しやすく、老化しやすいです。流動性は良好ですが、成形収縮率が1.0~2.5%と収縮率が大きく、引け穴、へこみ、変形などの欠陥が発生しやすいです。ポリプロピレンの冷却速度は速いため、注湯システムと冷却システムはゆっくりと冷却し、成形温度の制御に注意してください。プラスチック部品の壁の厚さは接着剤の不足を避けるために均一でなければならず、応力集中を防ぐために鋭角である必要があります。
1.2プラスチック弁当箱の成形工程の解析
1.2.1.プラスチック部品の構造解析
ポリプロピレン製の小さなプラスチック部品の推奨肉厚は 1.45 mm です。お弁当箱の基本サイズは180mm×120mm×15mmです。ランチボックスカバーの内壁サイズ: 107mm;内壁と外壁の差は5mmです。外壁の角Rは10mm、内壁の角Rは10/3mmです。ボックスカバーの一角には半径4mmの環状ボスが付いています。プラスチック部品は薄肉の容器であるため、プラスチック部品の変形による剛性と強度の不足を防ぐために、プラスチック部品の上部は高さ 5 mm の円弧状に設計されています。
1.2.2.プラスチック部品の寸法精度解析
弁当箱の蓋の2寸法には107mmと120mmの精度要件があり、精度要件はMT3です。プラスチック部品の外形寸法は、金型の可動部（フライングエッジなど）の寸法公差の影響を受けるため、公差タイプはB級を選択します。公差レベルが必要ない場合はMT5を選択します。 。
1.2.3.プラスチック部品の表面品質分析
弁当箱カバーの表面精度は高くなく、表面粗さRaは0.100～0.16umです。したがって、ゲートランナーの単一の分割面キャビティ射出成形金型を使用して、面精度を確保することができます。
1.2.4.プラスチック部品の材質と量と品質
SolidWorks で PP プラスチックの材料特性 (弾性率、ポアソン比、密度、引張強さ、熱伝導率、比熱を含む) をクエリし、SolidWorks ソフトウェアを使用してプラスチック部品のデータ (重量、体積、表面積、中心を含む) を計算します。重力の影響）。
1.3 プラスチック部品の成形プロセスパラメータを決定する
射出成形のプロセスでは、シリンダーとノズルの温度がプラスチックの可塑化と流動に影響し、金型の温度がプラスチック成形の流れと冷却に影響し、射出成形プロセスの圧力が直接影響します。プラスチックの可塑化およびプラスチック部品の品質。プラスチック部品の品質を確保する場合、生産ではプラスチック部品の成形サイクルの短縮が図られますが、射出時間と冷却時間はプラスチック部品の品質に決定的な影響を与えます。
設計時に考慮すべき質問:
1) PP プラスチックの加工性能とプラスチック部品の使用を保証するための安定剤、潤滑剤の適切な使用。
2) 設計時に収縮、凹み、変形、その他の欠陥が発生しないようにする必要があります。
3) 冷却速度が速いため、注湯系および冷却系の放熱に注意し、成形温度の管理に注意してください。金型温度が 50 度より低い場合、プラスチック部品は滑らかにならず、溶接不良、跡の残り、その他の現象が発生します。90度を超えると反り変形などが起こりやすくなります。
4) プラスチック部品の肉厚は応力集中を避けるために均一でなければなりません。
1.4 射出成形機の型式と仕様
プラスチック部品の成形プロセスパラメータによると、国内のG54-S200/400モデル射出成形機の最初の選択、
パート 2:プラスチック弁当箱カバー射出成形金型の構造設計
2.1 パーティング面の決定
パーティング面を選択する際には、プラスチック部品の基本形状と離型状態を考慮する必要があります。パーティング面の設計原則は次のとおりです。
1. パーティング面はプラスチック部品の最大輪郭で選択する必要があります。
2. パーティング面の選択は、プラスチック部品のスムーズな離型に役立つものでなければなりません。
3. パーティング面の選択は、プラスチック部品の寸法精度と表面品質、およびその使用要件を確保する必要があります。
4. パーティング面の選択は、金型の加工と簡素化に役立つものでなければなりません。
5. 製品のクランプ方向への投影面積を最小限に抑える
6. 長いコアは金型の開く方向に配置する必要があります。
7. パーティング面の選択は、排気を促進する必要があります。
要約すると、プラスチック部品のスムーズな離型と、プラスチック部品の技術的要件および金型の簡単な製造を確保するために、パーティング面は弁当箱のカバーの下面として選択されます。以下の図に示すように:
2.2 キャビティ数の決定と構成
プラスチック部品設計マニュアルの設計要件に従って、プラスチック部品の幾何学的構造特性と寸法精度要件および生産の経済要件に従って、金型とキャビティの使用を決定します。
2.3 注湯システムの設計
この設計は通常の注湯システムを採用しており、その設計原理は次のとおりです。
プロセスは短くしてください。
排気も良くなるはずですが、
コアの変形やインサートのズレを防止し、
プラスチック部品の反り変形や、表面のコールドスクラッチ、コールドスポット、その他の欠陥の形成を防ぎます。
2.3.1 メインチャンネルの設計
メインチャンネルは円錐状に設計されており、円錐角αは2°〜6°、α=3°です。流路の表面粗さRa≤0.8μm、主流路の出口はフィレット遷移部であり、遷移部への材料の流れの抵抗を減らすために、フィレット半径r=1〜3mmを1mmとします。 。主なチャネル設計は次のとおりです。
ゲートスリーブの構造は、ゲートスリーブと固定型座板に段差状に固定された位置決めリングの2部構成となっています。
ゲートスリーブの小端径はノズル径を1mmとして0.5～1mm大きくなります。小端の前面は球体ですので深さを3mmとして3～5mmとなります。この位置で射出成形機のノズルの球が金型に接触して嵌合するため、主流路の球の直径はノズルの直径より1～2mm大きい必要があり、これを2mmとします。ゲートスリーブの使用形態とパラメータを以下に示します。
ゲートスリーブとテンプレート間はH7/m6の中間ばめあい、ゲートスリーブと位置決めリング間はH9/f9のはめあいを採用しています。位置決めリングは、金型の設置およびデバッグ中に射出成形機の固定テンプレートの位置決め穴に挿入され、金型と射出機の設置および位置決めに使用されます。位置決めリングの外径は射出成形機の固定テンプレートの位置決め穴より0.2mm小さいので0.2mmとなります。ゲートスリーブの固定形状と位置決めリングのサイズを以下に示します。
2.3.2 シャントチャネルの設計
ポイントゲートダイレクトタイプは、キャビティ、ボックスカバー底部のパーティング面、ゲートを金型で設計するため、シャント設計が不要です。
2.3.3 ゲートの設計
プラスチック部品の成形要件や金型加工の都合、実際の使用状況を考慮し、ゲート位置のデザインを弁当箱カバーの上部中央に選定しました。ポイントゲートの直径は通常0.5～1.5mmですが、0.5mmとします。角度αは通常6°～15°ですが、14°とします。ゲートのデザインは以下のとおりです。
2.4 コールドホールとプルロッドの設計
したがって、設計は金型とキャビティ、ポイントゲート直接注入であるため、コールドホールとプルロッドを設計する必要はありません。
2.5 成形部品の設計
2.5.1金型とパンチの構造の決定
小さなプラスチック部品であるため、キャビティ、高い加工効率、便利な分解を実現するためだけでなく、プラスチック部品の形状と寸法の精度を確保するために、全体の凸型と凹型の金型の設計を選択します。凸型を別加工法で加工し、H7/m6トランジションでテンプレートに圧入します。凸型と凹型の構造設計の概略図は次のとおりです。
2.5.2キャビティとコア構造の設計と計算
金型部品の加工寸法とプラスチック部品のサイズの関係は次のとおりです。
2.6 モールドフレームの選択
この設計は中小型のプラスチック部品用であるため、モールドフレームは P4-250355-26-Z1 GB/T12556.1-90 で、モールドフレームの B0×L は 250mm×355mm です。
金型の組み立て図は次のとおりです。
2.7 構造コンポーネントの設計
2.7.1ガイドコラム構造設計
ガイドポストの直径はΦ20、ガイドポストの材質は20鋼、浸炭0.5～0.8mm、焼き入れ硬さ56～60HRCを選定しました。図に示す面取り角度は0.5×450以下です。ガイドポストの刻印はΦ20×63×25(I) — 20 スチール GB4169.4 — 84です。 ガイドコラムの固定部とテンプレートとの間にはH7/m6の中間ばめを採用しています。もう 1 つのガイドポストには Φ20×112×32 — 20 スチール GB4169.4 — 84 とマークされています。
2.7.2ガイドスリーブ構造設計
ガイドスリーブの直径はΦ28、ガイドスリーブの材質は20鋼、浸炭0.5～0.8mm、焼き入れ処理の硬さは56～60HRCです。図の面取りは0.5×450以下です。ガイドスリーブの刻印はΦ20×63(I) — 20 スチール GB4169.3 — 84、ガイドポストとガイドスリーブのマッチング精度はH7/f7です。もう 1 つのガイド スリーブには Φ20×50(I) — 20 スチール GB4169.3 — 84 とマークされています。
2.8 発射機構の設計
押圧機構は、一般に押圧、リセット、ガイドから構成されます。
プラスチック部品は比較的薄いため、プラスチック部品の外観品質を確保する場合、発射機構の設計はプラスチック部品を押し出すエジェクタロッドを採用しています。
発射機構の概略図以下のとおりであります：
プッシュロッドの構造とパラメータ以下に示します。
リセットロッドの構造形状とパラメータ以下に示します。
2.9 冷却システムの設計
冷却は不均一であるため、冷却チャネルの冷却システムをできる限り大きくする必要があります。4 については、この設計を選択します。キャビティ表面からのチャネル距離は等しく、スプルーも冷却のために強化されています。冷却システムはDC循環式を採用しており、構造が簡単で処理が便利です。
冷却システムの設計は次のとおりです。
パート 3:射出成形金型の計算の確認
3.1.射出成形機の関連プロセスパラメータを確認する
3.1.1 最大注入量の確認
3.1.2 クランプ力の確認
3.1.3 型開トリップの確認
3.2.長方形キャビティの側壁と底板の厚さを確認します
3.2.1 一体型長方形キャビティの側壁の厚さを確認する
3.2.2 一体型長方形キャビティ底板の厚さを確認する
結論
Freshness KeeperチームのデザイナーXie Masterがこのデザインは主にプラスチック製の弁当箱カバーの金型設計を目的としており、プラスチック製の弁当箱カバーの材質、プラスチック部品の構造と技術の分析を通じて、合理的で科学的な射出成形金型を完成させています。デザイン。
Freshness Keeper 設計の利点は、プラスチック部品の品質を確保し、成形サイクルを短縮し、生産コストを削減するために、射出成形機構を可能な限り簡素化することです。設計の重要なポイントは、射出成形プロセス、キャビティのレイアウト、パーティング面の選択、ゲート システム、突き出し機構、脱型機構、冷却システム、射出成形機の選択、関連パラメータのチェックと主要部品の設計です。
Freshness Keeperの特別な設計は、単一部品の注入システム、注入システムのゲートスリーブ、位置決めリングの設計にあり、金型の寿命を確保し、材料の選択、加工、熱処理、交換が便利です。ゲートはポイント ゲート ダイレクト タイプで、二重パーティング面が必要で、最初のパーティングを制限するために固定距離ドロープレートが使用されます。構造がシンプルで合理的です。
投稿日時: 2022 年 11 月 1 日