ستقدم هذه المقالة أفكار التصميم وعملية معالجة غطاء صندوق الغداء البلاستيكي بالتفصيل، وهيكل الأجزاء البلاستيكية والمواد اللازمة للتحليل الشامل والتصميم المعقول لتكنولوجيا القالب.
الكلمات الرئيسية: قالب الحقن؛صندوق الغداء.عملية صب
الجزء الأول: تحليل عملية الأجزاء البلاستيكية والاختيار الأولي لآلة الحقن
1.1المواد الخام وتحليل أداء صندوق الغداء البلاستيكي
يعد صندوق الغداء البلاستيكي منتجًا بلاستيكيًا شائعًا في الحياة اليومية، ويستخدم بشكل أساسي لحفظ الطعام.مع الأخذ في الاعتبار خصوصية استخدامه، والتحليل الشامل لأداء المواد البلاستيكية المختلفة، واختيار المواد للبولي بروبيلين (PP).
مادة البولي بروبيلين (بلاستيك PP) هي نوع من الكثافة العالية، بدون سلسلة جانبية، بوليمر خطي عالي التبلور، وله خصائص شاملة ممتازة.عندما لا تكون ملونة، بيضاء شفافة، شمعية؛أخف من البولي إيثيلين.الشفافية أفضل أيضًا من البولي إيثيلين.بالإضافة إلى ذلك، كثافة البولي بروبيلين صغيرة، الثقل النوعي 0.9 ~ 0.91 جرام / سم مكعب، قوة الخضوع، المرونة، الصلابة والشد، قوة الضغط أعلى من البولي إيثيلين.درجة حرارة القولبة هي 160 ~ 220 درجة مئوية، ويمكن استخدامها في حوالي 100 درجة، ولها خصائص كهربائية جيدة وعزل عالي التردد لا يتأثر بالرطوبة.معدل امتصاص الماء أقل من البولي إيثيلين، ولكن من السهل ذوبان تمزق الجسم، ومن السهل أن يتحلل الاتصال طويل الأمد بالمعدن الساخن، والشيخوخة.السيولة جيدة، ولكن معدل انكماش التشكيل هو 1.0 ~ 2.5٪، ومعدل الانكماش كبير، مما يسهل أن يؤدي إلى ثقب الانكماش، والانبعاج، والتشوه وغيرها من العيوب.سرعة تبريد مادة البولي بروبيلين سريعة، ونظام الصب ونظام التبريد يجب أن يبرد ببطء، مع الانتباه للتحكم في درجة حرارة التشكيل.يجب أن يكون سمك جدار الأجزاء البلاستيكية موحدًا لتجنب نقص الغراء وزاوية حادة لمنع تركيز الإجهاد.
1.2تحليل عملية صب صندوق الغداء البلاستيكي
1.2.1.التحليل الهيكلي للأجزاء البلاستيكية
سمك الجدار الموصى به للأجزاء البلاستيكية الصغيرة من مادة البولي بروبيلين هو 1.45 مم؛الحجم الأساسي لصندوق الغداء هو 180 مم × 120 مم × 15 مم؛خذ حجم الجدار الداخلي لغطاء صندوق الغداء: 107 مم؛الفرق بين الجدران الداخلية والخارجية هو: 5 مم؛الزاوية المستديرة للجدار الخارجي 10 مم، والزاوية المستديرة للجدار الداخلي 10/3 مم.تحتوي إحدى زوايا غطاء الصندوق على رأس حلقي يبلغ نصف قطره 4 مم.نظرًا لأن الأجزاء البلاستيكية عبارة عن حاويات رقيقة الجدران، وذلك لمنع نقص الصلابة والقوة الناتج عن تشوه الأجزاء البلاستيكية، لذلك تم تصميم الجزء العلوي من الأجزاء البلاستيكية على شكل دائرة قوسية بارتفاع 5 مم.
1.2.2.تحليل الدقة الأبعاد للأجزاء البلاستيكية
البعدان لغطاء صندوق الغداء لهما متطلبات دقة، وهي 107 مم و120 مم، ومتطلبات الدقة هي MT3.بما أن البعد الخارجي للأجزاء البلاستيكية يتأثر بتفاوت أبعاد الجزء المتحرك من القالب (مثل الحافة الطائرة)، يتم تحديد نوع التسامح كدرجة B. إذا لم يكن مستوى التسامح مطلوبًا، يتم اختيار MT5 .
1.2.3.تحليل جودة السطح للأجزاء البلاستيكية
دقة سطح غطاء صندوق الغداء ليست عالية، وخشونة السطح Ra هي 0.100~0.16um.ولذلك، يمكن استخدام قالب حقن تجويف سطح فراق واحد لمدير البوابة لضمان دقة السطح.
1.2.4.خصائص المواد وحجم ونوعية الأجزاء البلاستيكية
استعلم عن خصائص المواد البلاستيكية PP (بما في ذلك معامل المرونة ونسبة بواسون والكثافة وقوة التوتر والتوصيل الحراري والحرارة النوعية) في SolidWorks، واستخدم برنامج SolidWorks لحساب بيانات الأجزاء البلاستيكية (بما في ذلك الوزن والحجم ومساحة السطح والمركز الجاذبية).
1.3 تحديد معلمات عملية صب الأجزاء البلاستيكية
في عملية صب الحقن، ستؤثر درجة حرارة الأسطوانة والفوهة على تلدين وتدفق البلاستيك، وسوف تؤثر درجة حرارة القالب على تدفق وتبريد تشكيل البلاستيك، وسيؤثر الضغط في عملية صب الحقن بشكل مباشر على تلدين جودة الأجزاء البلاستيكية والبلاستيكية.سيحاول الإنتاج في حالة ضمان جودة الأجزاء البلاستيكية تقصير دورة صب الأجزاء البلاستيكية، حيث يكون لوقت الحقن ووقت التبريد تأثير حاسم على جودة الأجزاء البلاستيكية.
الأسئلة التي يجب مراعاتها عند التصميم:
1) الاستخدام المناسب للمثبتات ومواد التشحيم لضمان أداء عملية بلاستيك PP واستخدام الأجزاء البلاستيكية.
2) يجب منع الانكماش والمسافة البادئة والتشوه والعيوب الأخرى أثناء التصميم.
3) بسبب سرعة التبريد السريعة، انتبه إلى تبديد الحرارة لنظام الصب ونظام التبريد، وانتبه للتحكم في درجة حرارة التشكيل.عندما تكون درجة حرارة القالب أقل من 50 درجة، لن تكون الأجزاء البلاستيكية ناعمة، وسيكون هناك لحام ضعيف، وترك علامات وظواهر أخرى؛أكثر من 90 درجة عرضة للتشوه والظواهر الأخرى.
4) يجب أن يكون سمك جدار الأجزاء البلاستيكية موحدًا لتجنب تركيز الإجهاد.
1.4 نموذج ومواصفات آلة التشكيل بالحقن
وفقًا لمعلمات عملية التشكيل للأجزاء البلاستيكية، فإن الاختيار الأولي لآلة التشكيل بالحقن موديل G54-S200/400 المحلية،
الجزء الثاني: التصميم الهيكلي لقالب حقن غطاء صندوق الغداء البلاستيكي
2.1 تحديد سطح الفراق
يجب مراعاة الشكل الأساسي وحالة إزالة القوالب للأجزاء البلاستيكية عند اختيار سطح القطع.مبادئ تصميم سطح الفراق هي كما يلي:
1. يجب تحديد سطح الفراق عند أقصى محيط للجزء البلاستيكي
2. يجب أن يكون اختيار سطح الفراق ملائمًا لفصل الأجزاء البلاستيكية بشكل سلس
3. يجب أن يضمن اختيار سطح القطع دقة الأبعاد وجودة سطح الأجزاء البلاستيكية ومتطلبات استخدامها
4. يجب أن يكون اختيار سطح الفراق ملائمًا لمعالجة وتبسيط القالب
5. قم بتقليل مساحة إسقاط المنتج في اتجاه التثبيت
6. يجب وضع النواة الطويلة في اتجاه فتح القالب
7. يجب أن يكون اختيار سطح الفراق ملائمًا للعادم
باختصار، من أجل ضمان إزالة القوالب البلاستيكية بسلاسة والمتطلبات الفنية للأجزاء البلاستيكية والتصنيع البسيط للقالب، يتم اختيار سطح الفراق ليكون السطح السفلي لغطاء صندوق الغداء.كما هو مبين في الشكل أدناه:
2.2 تحديد رقم التجويف وتكوينه
وفقًا لمتطلبات تصميم دليل تصميم الأجزاء البلاستيكية، وخصائص الهيكل الهندسي للأجزاء البلاستيكية ومتطلبات دقة الأبعاد والمتطلبات الاقتصادية للإنتاج، تحدد استخدام قالب التجويف.
2.3 تصميم نظام الصب
يعتمد هذا التصميم نظام صب عادي، ومبادئ التصميم الخاصة به هي كما يلي:
اجعل العملية قصيرة.
يجب أن يكون العادم جيدًا
منع تشوه الأساسية وإدراج النزوح،
منع تشوه الأجزاء البلاستيكية وتشكيل الندبات الباردة والبقع الباردة وغيرها من العيوب على السطح.
2.3.1 تصميم القناة الرئيسية
تم تصميم القناة الرئيسية لتكون مخروطية الشكل، وزاوية المخروط α هي 2O-6O، و α=3o.خشونة السطح لقناة التدفق Ra<0.8μm، مخرج القناة الرئيسية هو انتقال الشرائح، من أجل تقليل مقاومة تدفق المواد إلى الانتقال، نصف قطر الشرائح r = 1 ~ 3 مم، يؤخذ على أنه 1 مم .تصميم القناة الرئيسية هو كما يلي؛
تم تصميم هيكل غلاف البوابة إلى جزأين باستخدام غلاف البوابة وحلقة تحديد الموقع، والتي يتم تثبيتها على لوحة مقعد القالب الثابتة على شكل خطوة.
يبلغ قطر الطرف الصغير لغطاء البوابة 0.5 ~ 1 مم أكبر من قطر الفوهة، والتي تعتبر 1 مم.نظرًا لأن الجزء الأمامي من الطرف الصغير عبارة عن كرة، فإن عمقها يتراوح من 3 إلى 5 مم، وهو ما يعتبر 3 مم.نظرًا لأن كرة فوهة آلة الحقن تتلامس وتتناسب مع القالب في هذا الموضع، فيجب أن يكون قطر كرة القناة الرئيسية أكبر بمقدار 1 ~ 2 مم من قطر الفوهة، والتي يتم أخذها على أنها 2 مم.نموذج الاستخدام والمعلمات الخاصة بغطاء البوابة موضحة أدناه:
تم اعتماد ملاءمة انتقالية H7/m6 بين غلاف البوابة والقالب، وتم اعتماد ملاءمة H9/f9 بين جلبة البوابة وحلقة تحديد الموقع.يتم إدخال حلقة تحديد المواقع في فتحة تحديد المواقع للقالب الثابت لآلة الحقن أثناء تركيب القالب وتصحيحه، والذي يستخدم لتركيب وتحديد موضع القالب وآلة الحقن.القطر الخارجي لحلقة تحديد الموضع أصغر بمقدار 0.2 مم من فتحة تحديد الموضع الموجودة في القالب الثابت لآلة الحقن، لذا فهي 0.2 مم.الشكل الثابت لغطاء البوابة وحجم حلقة تحديد الموقع موضحان أدناه:
2.3.2 تصميم قناة التحويل
نظرًا لأن التصميم عبارة عن تجويف قالب، فإن سطح الفراق لأسفل غطاء الصندوق، واختيار البوابة للنوع المباشر لبوابة النقطة، لذلك لا يلزم تصميم التحويلة.
2.3.3 تصميم البوابة
مع الأخذ في الاعتبار أن متطلبات صب الأجزاء البلاستيكية ومعالجة القوالب مناسبة أم لا والاستخدام الفعلي للوضع، لذلك يتم تحديد تصميم موقع البوابة ليكون المركز العلوي لغطاء صندوق الغداء.قطر البوابة النقطية عادة ما يكون 0.5 ~ 1.5 مم، ويؤخذ على أنه 0.5 مم.الزاوية α عادة ما تكون 6o~15o، وتؤخذ على أنها 14o.يظهر تصميم البوابة أدناه:
2.4 تصميم الثقب البارد وقضيب السحب
ولذلك، فإن التصميم عبارة عن قالب وتجويف، وصب مباشر لبوابة نقطة، لذلك لا يلزم تصميم فتحة باردة وقضيب سحب.
2.5 تصميم أجزاء التشكيل
2.5.1تحديد هيكل القالب واللكمة
لأنها عبارة عن أجزاء بلاستيكية صغيرة، وتجويف، ومن أجل كفاءة المعالجة العالية، والتفكيك المريح، ولكن أيضًا لضمان دقة شكل وحجم الأجزاء البلاستيكية، يتم تصميم اختيار القالب المحدب والمقعر بشكل عام للكل.تتم معالجة القالب المحدب بطريقة المعالجة المنفصلة، ثم يتم ضغطه في القالب باستخدام الانتقال H7/m6.الرسم التخطيطي لتصميم هيكل القالب المحدب والقالب المقعر هو كما يلي:
2.5.2تصميم وحساب التجويف والهيكل الأساسي
العلاقة بين حجم العمل لجزء القالب وحجم الجزء البلاستيكي موضحة أدناه:
2.6 اختيار إطار القالب
بما أن هذا التصميم مخصص للأجزاء البلاستيكية الصغيرة والمتوسطة الحجم، فإن إطار القالب هو P4-250355-26-Z1 GB/T12556.1-90، وB0×L لإطار القالب هو 250mm×355mm.
مخطط تجميع القالب كما يلي:
2.7 تصميم المكونات الهيكلية
2.7.1دليل تصميم هيكل العمود
يبلغ قطر عمود التوجيه Φ20، والمواد المختارة لعمود التوجيه هي 20 فولاذًا، مع كربنة تتراوح من 0.5 إلى 0.8 مم وصلابة التبريد من 56 إلى 60HRC.الزاوية المشطوفة الموضحة في الشكل لا تزيد عن 0.5×450.تم وضع علامة على عمود التوجيه بـ Φ20×63×25(I) — 20 فولاذ GB4169.4 — 84. تم اعتماد توافق انتقال H7/m6 بين الجزء الثابت من عمود التوجيه والقالب.تم وضع علامة على عمود دليل آخر Φ20×112×32 — 20 فولاذ GB4169.4 — 84.
2.7.2دليل تصميم هيكل الأكمام
قطر غلاف التوجيه هو Φ28، ومواد غلاف الدليل هي 20 فولاذًا، مكربنة 0.5 ~ 0.8 مم، وصلابة المعالجة المروية هي 56 ~ 60HRC.الشطب الموضح في الشكل لا يزيد عن 0.5×450.تم وضع علامة على غلاف الدليل بـ Φ20×63(I) — 20 فولاذ GB4169.3 — 84، ودقة المطابقة لعمود التوجيه وغطاء الدليل هي H7/f7.غلاف دليل آخر يحمل علامة Φ20×50(I) - 20 فولاذ GB4169.3 - 84.
2.8 تصميم آلية الإطلاق
تتكون آلية الدفع عمومًا من الدفع وإعادة الضبط والتوجيه.
نظرًا لأن الأجزاء البلاستيكية رقيقة نسبيًا، في حالة محاولة ضمان جودة مظهر الأجزاء البلاستيكية، يعتمد تصميم آلية الإطلاق على قضيب القاذف لدفع الأجزاء البلاستيكية للخارج.
رسم تخطيطي لآلية الإطلاقعلى النحو التالي:
هيكل ومعلمات قضيب الدفعتظهر أدناه:
الشكل الهيكلي والمعلمات لقضيب إعادة الضبطتظهر أدناه:
2.9 تصميم نظام التبريد
نظرًا لأن التبريد ليس موحدًا، يجب أن يكون نظام التبريد لقناة التبريد أكبر قدر ممكن، وهذا اختيار التصميم لـ 4. مسافة القناة من سطح التجويف متساوية، كما يتم تقوية الذباب للتبريد.يعتمد نظام التبريد نوع التدوير DC، والذي يتميز بالهيكل البسيط والمعالجة المريحة.
تصميم نظام التبريد على النحو التالي:
الجزء الثالث: التحقق من حساب قالب الحقن
3.1. التحقق من معلمات العملية ذات الصلة لآلة الحقن
3.1.1 التحقق من الحد الأقصى لحجم الحقن
3.1.2 التحقق من قوة التثبيت
3.1.3 التحقق من رحلة فتح القالب
3.2.تحقق من سمك الجدار الجانبي واللوحة السفلية للتجويف المستطيل
3.2.1 التحقق من سمك الجدار الجانبي للتجويف المستطيل المتكامل
3.2.2 التحقق من سمك اللوحة السفلية ذات التجويف المستطيل المتكامل
خاتمة
مصمم فريق Freshness Keeper Xie Master هذا التصميم مخصص بشكل أساسي لتصميم قالب غطاء صندوق الغداء البلاستيكي، من خلال تحليل مادة غطاء صندوق الغداء البلاستيكي، وهيكل الأجزاء البلاستيكية والتكنولوجيا، ومن ثم الإكمال العلمي المعقول لقالب الحقن تصميم.
حارس النضارة تتمثل مزايا التصميم في تبسيط آلية قالب الحقن قدر الإمكان لضمان جودة الأجزاء البلاستيكية وتقصير دورة التشكيل وخفض تكاليف الإنتاج.النقاط المهمة في التصميم هي عملية القولبة بالحقن، وتخطيط التجويف، واختيار سطح الفراق، ونظام البوابات، وآلية الطرد، وآلية إزالة القوالب، ونظام التبريد، واختيار آلة القولبة بالحقن، والتحقق من المعلمات ذات الصلة وتصميم الأجزاء الرئيسية.
يكمن التصميم الخاص لـ Freshness Keeper في تصميم نظام الصب، وغطاء بوابة نظام الصب وحلقة تحديد المواقع لجزء واحد، مما يضمن عمر القالب، واختيار المواد، والمعالجة، والمعالجة الحرارية والاستبدال مريحان؛البوابة من النوع المباشر للبوابة النقطية، والتي تتطلب سطح فراق مزدوج، ويتم استخدام لوحة السحب ذات المسافة الثابتة للحد من الفراق الأول.الهيكل بسيط ومعقول.
وقت النشر: 01 نوفمبر 2022