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汽車薄殼注塑件翹曲變形及控制技術(shù)研究畢業(yè)論文-閱讀頁

2025-07-13 14:58本頁面
  

【正文】 據(jù)注塑機(jī)的不同還配有自動(dòng)上料裝置或者干燥裝置。料外部一般都配有加熱裝置可以實(shí)現(xiàn)分段加熱和控制。螺桿在長度方向上被分為三個(gè)區(qū),依次是固體輸送區(qū)(進(jìn)料區(qū))、熔融區(qū)(塑化區(qū))和熔體輸送區(qū)(計(jì)量區(qū)),其長度比例在2:1:1左右。當(dāng)積存的熔體達(dá)到一次注射量時(shí),螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。塑化時(shí)主要靠加熱的料筒把熱量傳給塑料使其軟化和熔融,另外螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱或剪切熱也會(huì)起一部分作用。注塑時(shí),料筒內(nèi)的熔體在螺桿或柱塞的作用下,高壓快速流經(jīng)噴嘴注入模具。加壓裝置的動(dòng)力源有液壓和機(jī)械力兩種。常用的驅(qū)動(dòng)裝置有單速交流電機(jī)和液壓馬達(dá)兩種。鎖模裝置可以是機(jī)械式的,也可以是液壓式或者液壓機(jī)械聯(lián)合作用方式。鎖模機(jī)構(gòu)還應(yīng)該保證模具啟閉靈活、準(zhǔn)確、迅速而安全,并防止損壞模具和制品,避免機(jī)器受到強(qiáng)烈震動(dòng),達(dá)到安全運(yùn)行以延長機(jī)器和模具的壽命。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是注塑機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng),而電器控制系統(tǒng)則是控制各個(gè)動(dòng)力液壓缸完成開啟、閉合和注射、推出等動(dòng)作的系統(tǒng)。塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到良好可塑性的流動(dòng)狀態(tài)的全過程。這一階段從螺桿或柱塞開始向前移動(dòng)起,直至型腔被塑料熔體充滿為止。C)2)注射壓力(MPa)3)注射速度(mm/s,但是一般用最大注射速度的百分比表示)熔體溫度一般略低于塑化溫度,由于起實(shí)際作用的是熔體溫度,所以一般把熔體溫度作為一個(gè)工藝參數(shù)。熔體溫度高,熔體的粘度小,流動(dòng)性能好,需要的注射壓力小。注射壓力主要用于克服熔體在整個(gè)注塑成型過程中的流動(dòng)阻力,同時(shí)還對熔體起一定程度的壓實(shí)作用。所以只有適中的注射壓力才能保證熔體在注塑過程中具有較好的流動(dòng)性能,同時(shí)保證制品的質(zhì)量。注射速度小,填充的時(shí)間就長,先進(jìn)入型腔的熔體受到較多的冷卻,粘度增大,后面的熔體就需要在高的壓力下才能進(jìn)入型腔,甚至有可能出現(xiàn)短射;反之,可使熔體通過噴嘴、主流道、分流道和澆口時(shí)產(chǎn)生較多的摩擦熱而使熔體溫度升高,故熔體的粘度小,流動(dòng)阻力相對降低,但是容易在型腔內(nèi)引起噴射流動(dòng),導(dǎo)致制品質(zhì)量變差,同時(shí)如果排氣不良,還會(huì)因壓縮氣體放熱而灼傷制品。保壓階段的重要工藝參數(shù)是:l)保壓壓力(MPa)2)保壓時(shí)間(s)保壓階段中,塑料熔體因受到冷卻而發(fā)生收縮,但是塑料仍然處于螺桿或柱塞的穩(wěn)壓下,料筒內(nèi)的熔體會(huì)被繼續(xù)注入型腔內(nèi)以補(bǔ)足因收縮而留下的空隙。保壓壓力過高可能產(chǎn)生溢料,增加內(nèi)應(yīng)力等;保壓壓力過低,補(bǔ)縮流動(dòng)受澆口摩擦阻力限制不易進(jìn)行,型腔壓力會(huì)因補(bǔ)料不足而迅速下降。保壓階段對于提高制品的密度、降低收縮和克服制品表面缺陷都有影響。冷卻階段是指從澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)起,到制品從型腔中頂出為止。冷卻時(shí)型腔內(nèi)壓力迅速下降,型腔內(nèi)塑料在這一階段內(nèi)主要是繼續(xù)冷卻以便制品在脫模時(shí)具有足夠的剛度而不致發(fā)生翹曲變形。殘余壓力的大小與保壓階段的時(shí)間長短有密切關(guān)系。所以,只有在殘余壓力接近零時(shí),脫模才比較順利,并能得到滿意的制品。翹曲變形是指注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀,它是塑料制品常見的缺陷之一。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,人們對塑料制品的外觀和使用性能要求越來越高,翹曲變作為評定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一也越來越多地受到模具設(shè)計(jì)者的有關(guān)注視。在工業(yè)實(shí)踐中,通常采用調(diào)整和控制工藝參數(shù)來減小翹曲變形量,而對于較大的翹曲變形則采用模具補(bǔ)償方法或修改制件的幾何形狀來保證幾何精度。在這些條后,工藝條件的選擇和控制就是主要考慮的因素。 注塑成型翹曲變形分析翹曲主要與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計(jì)以及成型工藝三方面有關(guān)[10]。翹曲變形不但影響制品的外觀,而且它會(huì)使出模后塑件的尺寸超出公差范圍,影響產(chǎn)品的裝配精度。產(chǎn)生翹曲變形的原因主要有三個(gè)方面:(1)分子取向,分子取向會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)方向和垂直流動(dòng)方向的收縮不一致,從而導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的不均勻,所以制品出模后,在不均勻內(nèi)應(yīng)力的作用下,發(fā)生翹曲變形。(2)區(qū)域收縮,區(qū)域收縮是同區(qū)域之間的收縮不同而導(dǎo)致制品的翹曲。通常,可以利用區(qū)域收縮來衡量不同區(qū)域收縮的差別。(3)不均勻冷卻,由于塑件厚度不均勻,造成不同部位冷卻時(shí)間不一致,從而導(dǎo)致制品的溫差很大,使制品在頂出后的二次收縮差很大,這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使制品發(fā)生翹曲。塑化階段即玻璃態(tài)的料粒轉(zhuǎn)化為粘流態(tài),提供充模所需的熔體。3.充模及冷卻階段熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下,充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固的過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。較高的壓力和流速會(huì)產(chǎn)生高剪切速率,從而引起平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的分子取向的差異,同時(shí)產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”。溫度對翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻態(tài)聚合物。同時(shí),在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束,將會(huì)以變形的形式釋放出來,從而導(dǎo)致翹曲變形。如果在模具設(shè)計(jì)階段不考慮填充過程中收縮的影響,則制品的幾何形狀會(huì)與設(shè)計(jì)要求相差很大,嚴(yán)重的變形會(huì)致使制品報(bào)廢。對翹曲分析而言,收縮本身并不重要,重要的是收縮上的差異。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化,只有不均勻收縮才會(huì)引起翹曲變形。4 汽車翹曲變形的控制技術(shù)通過對汽車薄殼件翹曲變形及其影響的工藝參數(shù)的研究與分析,可以確定控制其成形過程中翹曲缺陷的方法,按原理來分,主要可以分為三類,一是通過修改工件的幾何形狀,來減少翹曲變形;二是通過改變注塑模具的結(jié)構(gòu),減少翹曲變形;三是調(diào)整工藝參數(shù),來抑制翹曲變形的發(fā)生。在塑料制品設(shè)計(jì)中,應(yīng)該打破制品壁厚應(yīng)盡可能均勻的不成文規(guī)則[13]。通常采用正交實(shí)驗(yàn)方法得到不同壁厚因子組合的制品壁厚,且對每種壁厚模型,再結(jié)合差異分析法,獲得了最優(yōu)壁厚和相應(yīng)的最佳工藝條件設(shè)置。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)上研究塑件的翹曲變形,實(shí)際上是將工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于注塑行業(yè),即把影響產(chǎn)品翹曲變形的產(chǎn)品的幾何形狀作為設(shè)計(jì)變量,以最小的翹曲變形作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo),對產(chǎn)品的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。注塑制品質(zhì)量在很大程度上取決于模具設(shè)計(jì)。影響塑件變形的因素主要有澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)與頂出系統(tǒng)等。注塑模具澆口的位置、形式和澆口的數(shù)量將影響塑料在模具型腔內(nèi)的填充狀態(tài),從而導(dǎo)致塑件變形。(2)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射過程中,塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻,這種收縮差別導(dǎo)致產(chǎn)生彎曲力矩,使塑件發(fā)生翹曲。因此,注塑模的冷卻應(yīng)當(dāng)注意型腔、型芯的溫度趨于平衡,兩者的溫差不能太大。因此,模具上冷卻水孔的布置至關(guān)重要。同時(shí),由于冷卻介質(zhì)的溫度隨冷卻水道長度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道產(chǎn)生溫差。在大型模具中應(yīng)設(shè)置數(shù)條冷卻回路,一條回路的進(jìn)口位于另一條回路的出口附近。如果頂出系統(tǒng)布置不平衡,將造成頂出力的不平衡,使塑件變形。另外,頂出桿的截面積不能太小,以防塑件局部受力過大(尤其在脫模溫度太高時(shí))而使塑件產(chǎn)生變形。在不影響塑件質(zhì)量(包括使用要求、尺寸精度與外觀等)的前提下,應(yīng)盡可能多設(shè)頂桿以減少塑件的總體變形。傳統(tǒng)的提高塑料制品質(zhì)量的方法主要是改進(jìn)模具設(shè)計(jì)和采用材料性能較好的樹脂。而且,即使采用最佳的模具設(shè)計(jì)和最優(yōu)的材料性能,有時(shí)仍然很難獲得令人滿意的制品。對于汽車內(nèi)飾塑料薄壁件,工藝參數(shù)對外殼翹曲變形影響程度由大到小排序?yàn)椋罕簤毫?、熔體溫度、冷卻時(shí)間、流動(dòng)充模時(shí)間、模具溫度、保壓時(shí)間。而作為最重要的工藝參數(shù)影響因素保壓壓力對翹曲的影響趨勢是:隨著保壓壓力的增加,翹曲變形緩慢地減少,然后又緩慢地增加。熔體溫度在260176。過低或過高的熔體溫度時(shí)翹曲量大。冷卻時(shí)間越長,翹曲變形的機(jī)會(huì)越低。但所選用的模具的結(jié)構(gòu)、塑料材料的熱物理性能以及注射成型過程的條件和參數(shù)均對制品的翹曲變形有不同程度的影響。本文對汽車薄殼塑件翹曲變形問題作了深入研究,取得了以下結(jié)論與成果。2)確定了薄壁塑件翹曲變形的重要參數(shù):保壓壓力、熔體溫度、冷卻時(shí)間、流動(dòng)充模時(shí)間、模具溫度、保壓時(shí)間等。以減少塑件二次加工的成本,產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。致 謝衷心感謝XX老師對本人的精心指導(dǎo)。特別是在對汽車薄殼注塑件翹曲變形及控制技術(shù)的研究期間,承蒙XX老師悉心指導(dǎo)與幫助,不勝感激。此處給出的模板僅供參考,記得不要超過200字。千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符,此行不
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