杯子塑料膜畢業(yè)設計.doc
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1、Ⅰ 摘 要 本產品是一個注塑模具,通過對注塑成型的特點、產品的要求、材料的分 析等,設計制造出合格的產品。塑料注塑模的設計計算包括方案論證、確定成 型設備、注塑模結構設計、注塑模設計的尺寸計算、注塑機有關參數(shù)的校核等 方面。 本設計的大體思路及內容是:首先對塑件的工藝性分析和塑件的尺寸精度 分析,從而確定方案。然后對連接座進行造型設計,得到塑件的體積和質量, 來初選注塑機。注塑模結構設計包括:分型面的選擇,型腔數(shù)目的確定及型腔 的排列,澆注系統(tǒng)的設計,型腔、型芯結構、側向分型與抽芯機構的確定等方 面。本文注塑模設計的尺寸計算主要是成型零件尺寸的計算以及斜導柱側向分 型與抽芯結構的計算。注射機注
2、射量的校核、模具輪廓尺寸與注射機裝模空間 的校核、開模行程的校核和模具頂出裝置的校核。 關鍵詞:注塑模、PC II 目 錄 第一章 概述 .............................................1 1.1 塑料工業(yè)簡介 .........................................1 1.2 我國塑料模現(xiàn)狀 .......................................2 1.3 塑料模發(fā)展趨勢 .......................................3 第二章 制品的分析 .............
3、...........................4 2.1 制品(某型茶杯杯蓋)的簡介 .............................4 2.2 制品的工藝性及結構分析 ...............................5 2.3 注射成形過程 .........................................5 第三章 擬訂模具的結構形式 ................................7 3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 ...............................7 3.2 分型面的確定 ...........
4、..............................7 3.3 注塑機型號的確定 ....................................10 3.4 澆注系統(tǒng)的設計 ......................................12 3.4.2 主流道的設計 ......................................14 3.4.6 澆口的確定 ........................................26 3.5 脫模推出機構的確定 ..................................28 3.6
5、 合模導向機構的設計 ..................................29 3.7 排氣系統(tǒng)的設計 ......................................30 3.8 模架的確定和標準件的選用 ............................31 第四章 成型零件的結構設計和計算 .........................32 4.1 成型零件采用整體式或是鑲拼式 ........................32 4.2 成型零件工作尺寸的確定 ..............................37 第五章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設
6、計 .................................38 5.1 加熱系統(tǒng) ............................................39 5.2 冷卻系統(tǒng) ............................................39 第六章 注塑機的確定 .....................................42 6.1 有關塑件的計算 ......................................42 6.2 注塑機及參數(shù)的校核 ................................
7、..43 第七章 總裝配圖 .........................................46 第八章 總結與展望 .......................................47 Ⅰ 致 謝 ...................................................48 1 第一章 概述 1.1 塑料工業(yè)簡介 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料問世 以來,隨著高分子化學技術的發(fā)展以及高分子合成技術、材料改進技術的進步、 愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn),從而促進塑料工業(yè)的發(fā)展。 模具是利
8、用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工 具,它屬于型腔模的范疇。通常情況下,塑件質量的優(yōu)劣及生產效率的高低, 其模具的因素占 80%。然而模具的質量的好壞又直接與模具的設計與制造有很大 關系。隨著國民經濟領域的各個部門對塑件的品種和產量需求越來越大、產品 更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件的質量要求也越高,因而模具制造與設計 的周期和質量要求也相應提高,同時也正是這樣促進了塑料模具設計于制造技 術不斷向前發(fā)展。就目前的形式看,可以說,模具技術,特別是設計與制造大 型、精密、長壽命的模具技術,便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志。 按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般將
9、模具分為塑料模具,金 屬沖壓模具,金屬壓鑄模具,橡膠模具,玻璃模具等。因人們日常生活所用的 制品和各種機械零件,在成型中多數(shù)是通過模具來制成品,就中國就有比較遠 大的市場,所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè)。 在高分子材料加工領域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡 稱塑料模。 塑料模具的設計是模具制造中的關鍵工作。通過合理設計制造出來的模具 不僅能順利地成型高質量的塑件,還能簡化模具的加工過程和實施塑件的高效 率生產,從而達到降低生產成本和提高附加價值的目的,塑料模的優(yōu)化設計,是 當代高分子材料加工領域中的重大課題。 塑料制品已在工業(yè)、農業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應用。為了生
10、產這些塑料制品必須設計相應的塑料模具。在塑料材料、制品設計及加工工藝 確定以后,塑料模具設計對制品質量與產量,就決定性的影響。首先,模腔形 狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定 型方法的確定等,均對制品(或型材)尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、 2 內應力大小、表觀質量與內在質量等,起著十分重要的影響。其次,在塑件加 工過程中,塑料模結構的合理性,對操作的難易程度,具有重要的影響。再次, 塑料模對塑件成本也有相當大的影響,除簡易模外,一般來說制模費用是十分 昂貴的,大型塑料模更是如此。 現(xiàn)代塑料制品生產中,合理的加工工藝、高效的設備和先進的模具,被譽 為塑料
11、制品成型技術的“三大支柱” 。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑 件外觀要求,起著無可替代的作用。高效全自動化設備,也只有裝上能自動化 生產的模具,才能發(fā)揮其應有的效能。此外,塑件生產與更新均以模具制造和 更新為前提。 塑料模是塑料制品生產的基礎之深刻含意,正日益為人們理解和掌握。當 塑料制品及其成形設備被確定后,由此可知,推動模具技術的進步應是不容緩 的策略。尤其大型塑料模的設計與制造水平,常標志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程 度。 1.2 我國塑料?,F(xiàn)狀 塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產中的重要工藝裝備,塑料模工業(yè)是國民經濟的基 礎工業(yè)。用塑料模生產成型零件的主要優(yōu)點是制造簡、材料利用率高、生產率 高、
12、產品的尺寸規(guī)格一致,特別是對大批量生產的機電產品,更能獲得價廉物 美的經濟效果。 在模具方面,我國模具總量雖已位居世界第三,但設計制造水平總體上比 德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多,模具商品化和標準化程度比國際水 平低許多。在模具價格方面,我國比發(fā)達國家低許多,約為發(fā)達國家的 1/3~1/5,工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉移的趨勢進一步明朗化。 隨著我國改革開放步伐的進一步加快,我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地, 特別是加入 WTO 后,作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。塑料 模的設計、制造技術、CAD 技術、CAPP 技術,已有相當規(guī)模的確開發(fā)和應用。 在設計技術和制造技術上與發(fā)達
13、國家和地區(qū)差距較大,在模具材料方面,專用 塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質量尚不穩(wěn)定。模具標準化程度不高,系列化]商 品化尚待規(guī)?;?;CAD、CAE、Flow Cool 軟件等應用比例不高;獨立的模具工廠 少;專業(yè)與柔性化相結合尚無規(guī)劃;企業(yè)大而全居多,多屬勞動密集型企業(yè)。 因此,我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國,必須要振興和發(fā)展 3 我國的模具工業(yè),努力提高模具工業(yè)的整體技術水平,提高模具設計與制造水 平,提高國際競爭能力。 1.3 塑料模發(fā)展趨勢 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎材料之一,越來越廣泛地在各行各業(yè)應用。其中 注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經濟技
14、 術不段向前發(fā)展,對注塑成型的制品質量和精度要求都有不同程度的提高。塑 料制品的造型和精度直接與模具設計和制造有關系,對注塑制品的要求就是對 模具的要求。 由于計算技術和數(shù)控加工迅速發(fā)展,使得 CAD/CAM 逐漸取代了過去塑料模 的設計與制造技術,使傳統(tǒng)的設計制造方法及組織生產的模式發(fā)生了深刻變化。 塑料模 CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質量,減少塑料模的設計與制造工 時,縮短塑料模生產周期,加快塑件生產和產品的更新?lián)Q代,而且更主要的是 能滿足當前用戶對塑料模行業(yè)提出的“質量高、交貨快、價格低”的要求。 塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面: a、注射模 CAD 實用化; b、擠塑模
15、CAD 的開發(fā); c、壓模 CAD 的開發(fā); d、塑料專用鋼材系列化。 4 第二章 制品的分析 2.1 制品的簡介 制品的分析是對所要成型的產品有個初步的了解,在接受設計任務書以后就 要對塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術條件,產品的功用及工作條件 有個整體概念,以便在設計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件。如圖 2—1 為塑 件零件圖。 圖 2—1 塑件零件圖 2.1.1 對制品的分析主要包括以下幾點 a、產品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性; b、脫模斜度是否合理; c、塑件厚度及其均勻性; d、塑件種類及其收縮率; e、塑件表面顏色及表面質量要求。 5 2.1.2 本設計中塑件各項要求 a、塑
16、料名稱:聚碳酸酯(PC) ; b、色調:半透明、淡黃色; c、生產綱領: 大批大量。 2.2 制品的工藝性及結構分析 2.2.1 結構分析 影響塑件結構的因素主要有脫模斜度、塑件壁厚、有無加強筋、支撐面的 設計、有無圓孔、有無嵌件、嵌件的形狀。該制品是洗漱當中的漱口杯,沒有 臺階,沒有側孔凹痕,外形簡單,壁厚均勻。 2.2.2 成型工藝分析 a、精度等級: 由下表 2-2 得,采用一般精度 MT3 級,未注精度選用 MT5。 b、脫模斜度:由于本制品本身的一半多已經有斜度了,抱緊力不大,所以 脫模斜度設為 1。 2.2.3 材料的性能分析 a、 聚碳酸酯(
17、PC)俗稱防彈膠,密度為 1.2g/cm3,透明性好.它具有優(yōu)良 的“韌而剛”的綜合性能,機械強度高、韌性好、耐沖擊強度極高、耐熱耐候 性好、尺寸精度和穩(wěn)定性高,無毒無味。 b、PC 熱變形溫度為 135~143℃,可長期在 120~130℃的工作溫度下使用。 c、PC 的缺點是:耐化學腐蝕性較差、流動性差、對水份極敏感,易產生內 應力開裂現(xiàn)象。 2.3 注射成形過程 對聚碳酸酯(PC)的色澤、細度和均勻度等進行檢驗。塑料在注射機料筒內 經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后,由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型,其過 程可以分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 6 表 2-2 精度等級選用的參考值
18、 公差等級 標注公差尺寸材料代號 模 塑 材 料 高精度 一般精度 未注公差 尺寸 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 MT2 MT3 MT5 AS 丙烯腈-苯乙烯共聚物 MT2 MT3 MT5 CA 醋酸纖維素塑料 MT3 MT4 MT6 EP 環(huán)氧樹脂 MT2 MT3 MT5 無填料填充 MT3 MT4 MT6 PA 尼龍類塑料 玻璃纖維填充 MT2 MT3 MT5 無填料填充 MT3 MT4 MT6 PBTP 聚對苯二甲酸丁二醇脂 玻璃纖維填充 MT2 MT3 MT5 PC 聚碳酸脂 MT2 MT3 MT5 PDAP 聚鄰苯二甲酸二丙烯肢 MT2 MT3 MT5 PE 聚乙烯
19、MT5 MT6 MT7 PESU 聚醚砜 MT2 MT3 MT5 無填料填充 MT3 MT4 MT6 PEYP 聚對苯二甲酸乙二醇脂 玻璃纖維填充 MT2 MT3 MT5 無機填料填充 MT2 MT3 MT5 PF 酚醛塑料 有機填料填充 MT3 MT4 MT6 PMMA 聚甲基丙烯酸甲脂 MT2 MT3 MT5 ≤150mm MT3 MT4 MT6POM 聚甲醛 >150mm MT4 MT5 MT7 無填料填充 MT3 MT4 MT6 PP 聚丙烯 無機填料填充 MT2 MT3 MT5 PPO 聚苯醚 MT2 MT3 MT5 PPS 聚苯硫醚 MT2 MT3 MT5 PS 聚苯乙烯 MT2
20、MT3 MT5 PSU 聚砜 MT2 MT3 MT5 RPVC 硬質聚氯乙烯(無增塑劑) MT2 MT3 MT5 SPVC 軟化質聚氯乙烯 MT5 MT6 MT7 無機填料填充 MT2 MT3 MT5 VF/MF 氨基塑料和氨基酚醛塑料 有機填料填充 MT3 MT4 MT6 收縮率特性值和選用的公差等級 公差等級 標注公差尺寸收縮率特性值 % 高精度 一般精度 未注公差尺寸 >0~1 MT2 MT3 MT5 >1~2 MT3 MT4 MT6 >2~3 MT4 MT5 MT7 >3 MT5 MT6 MT7 7 2.3.1 PC 的注射工藝參數(shù) PC 料對溫度很敏感,其熔融粘度隨溫度的提高而明
21、顯降低,流動加快.對壓力 不敏感,要想提高其流動性,采取升溫的辦法較快.PC 料加工前要充分干燥(120℃ 左右),水分應控制在 0.02%以內.PC 料宜采用“高料溫、高模溫和高壓中速”的 條件成型,模溫控制在 80~110℃左右較好,成型溫度在 280~320℃為宜。PC 產品表面易出現(xiàn)氣花,水口位易產生氣紋,內部殘留應力較大,易開裂,因此 PC 料的加工要求較高。PC 收縮率較低(0.6%左右),尺寸變化??;PC 料啤出的制 品可使用“退火”的方法來消除其內應力。 第三章 擬訂模具的結構形式 模具的結構形式,是指設計過程中的注射機的確定,澆注系統(tǒng)的形式和澆口 位置的選擇,成型零件的設計,
22、脫模推出機構的設計,側向分型與抽芯機構的 設計,合模導向機構的設計,溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計及各個零件的設計和裝配圖 設計。 3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 當塑料制件的設計已經完成,并選定所用塑料后,就需要考慮是采用單型腔 模還是多型腔模。與多型腔模相比,單型腔模具有以下優(yōu)點: 1、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致; 2、工藝參數(shù)易于控制; 3、模具結構簡單、緊湊,設計制造、維修大為簡化。 10~25碎料翻用(%)用 HDPE 清洗停 機 處 理 螺桿式注塑機注塑機 60~80回料轉速(rpm)中速或高速注 塑 速 度 4~6鎖模力約(ton/in2)130~180注射壓力(Mpa) 6~15背壓
23、(Mpa)280~320熔膠溫度(℃) 2~8殘料量(mm)80~110模具溫度(℃) 2 小時以上干燥時間約(hr)90~100干燥溫度(℃) 8 一般來說,精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結構, 但對于精度要求不高的小型制品(沒有配合精度要求) ,形狀簡單,又是大批量 生產時,若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件,使生產效率大為提高。 由以上分析初步定為一模一腔。 3.2 分型面的確定 模具上用以取出制品和(或)澆注系統(tǒng)凝料的,可分離的接觸表面稱之為 分型面。分型面的選擇不緊關系到塑件的正常成型和脫模具,而且涉及模具結構 與制造成本.在制品設計階段,就應考慮成形時分型面的
24、形狀和位置,否則無法 用模具成形。在模具設計階段,應首先確定分型面的位置,然后才選擇模具的 結構。分型面設計是否合理,對制品質量、工藝操作難易程度和模具的設計制 造都有很大影響。因此,分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵因素。 3.2.1 分型面的定義 分型面是指模具上用以取出制品或者澆注系統(tǒng)凝料的可分接觸表面。通過 分型面將模具分成兩個或若干個部分,開模時,有序的完成制品脫模,再由頂 出系統(tǒng)把制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中頂出。根據(jù)分型面的數(shù)目,可分為單分 型面,雙分型面及多分型面。 3.2.2 分型面的設計原則 分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、嵌蔣件位置及其形狀、 塑件在模具內
25、的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排 氣、模具制造及其成型設備結構等因素的影響。設計合理的分型面可以使塑件 順利脫模,保證塑件的質量,還有利于簡化模具結構,使模具零件易于加工。 分型面的選擇是一個復雜的問題,往往要考慮很多因素,但是又不可能把 所以因素都考慮到,因此在選擇分型面的時候要抓住主要矛盾,放棄次要因素。 分型面設計是否合理對制品的質量、工藝操作難易程度和模具的設計制造 都有很大的影響,在選擇分型面時應遵循以下原則: a) 分型面應該選擇在制品的最大面積處,否則制品無法脫模。 b) 盡可能使制品保留在動模一側,因為注射機的推出液壓缸設在動模一側, 制品留在動模一側有
26、利于脫模機構的設置。 9 c) 有利于保證制品的尺寸精度 d) 有利于保證制品的外觀質量,動、定模相配合的分型面稍有間隙,熔體 就會在制品上產生飛邊,影響制品的外觀質量。因此在制品的光滑平整的表面 或圓弧曲面上,應盡量避免選擇分型面。 e) 盡量能滿足制品的使用要求,即在分型面的設計時,應該從使用角度避 免工藝缺陷給制品帶來的影響。 f) 盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減少鎖模力。 g) 長型心應置于開模方向。 h) 有利于排氣,熔體充模流動的末端應在分型面上,以便型腔的氣體從分 型面上的空隙逸出。 i) 有利于簡化模具結構,應盡量避免側向分型或抽芯,特別應避免在定模 一側的側向抽芯。
27、 j) 在選擇分型面時,應有利于型腔加工和制品的脫模方便。 3.2.3 分型面的確定 分型面可能是垂直于合模方向或是傾斜于合模方向,也可能是平行于合模方 向。對于本塑件,有以下兩種方案可進行選擇: 方案一:模具型腔采用瓣合結構,分型面見圖 3.1; 10 圖 3.1 方案二:以最大輪廓邊為分型面,分型面見圖 3.2; 圖 3.2 兩個方案進行了比較,最終決定選用方案二;原因:如果使用方案二,那就 需要設置側抽芯,使加工復雜化,更因為塑件無側孔,不使用瓣合模結構。使 用方案二,簡化模具,降低成本。 3.3 注塑機型號的確定 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備,因此設計注射模是應該詳細了解
28、注射機的技術規(guī)范,才能設計出符合要求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式,在確 定模具結構型式及初步估算外形尺寸的前提下,設計人員應對模具所需的注射 量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位 置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的 注塑機,倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格,設計人員必須對其進行校核, 11 若不能滿足要求,則必須自己調整或與用戶取得商量調整。 3.3.1 注射機的選用原則 a、計算塑件及澆道凝料的總容量(體積或重量)應小于注射機額定容量 (體積或容量)的 0.8 倍; b、模具成型時需
29、用的注射壓力應小于所選用注射機的最大注射壓力; c、模具型腔注射時所產生的壓力必須要小于注射機的鎖模力; d、模具的閉模高度應在注射機最大,最小閉合高度之間; e、模具脫模取出朔件所需的距離應小于所選注射機的開模行程; f、模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機模板適應,既模具最大外 形尺寸安裝時應不受拉桿間距的影響,模具安裝用的定位環(huán)尺寸應與機床定位 孔直徑相配合;模具的模板各安裝孔應與注射機固定模板的安裝孔相對應、機 床噴嘴孔徑和球面半徑應與模具進料孔相對應,注射機的開模行程應滿足脫件 條件。 3.3.2 有關制品的計算 根據(jù)提供的塑件形狀,利用三維造型軟件 UG 建模分析,塑件體積
30、 V1為 79402.26mm3,由于不知道聚碳酸酯( PC)的密度是多少,所以需查表: 由表 3.2 得:聚甲醛 POM 的密度 β 為 1.2g/cm3; 根據(jù)公式 β=m/v 計算質量 m 的值; a、質量 m1:密度 β= 1.2g/cm 3;體積 V1=79402.26mm3 β=m/v m=β*v=1.2g/cm 3*79402.261mm3 =1.2g/cm3*79.40cm3=95.28g b、由于模具初步設計成一模一腔,只有主流道有凝料,利用三維造型軟件 UG 建模分析,流道凝料體積 V2為 1816.30mm3, V2=1.82(cm) 質量 m2:密度 β=
31、 1.2g/cm 3;體積 V1=1.82mm3 β=m/v m=β*v=1.2g/cm 3*1.82mm3 =1.2g/cm3*0.00182cm3=0.002g c、該模具一次注射共需塑料的體積約為: V0=V1+ V2 =79.40+1.82=81.22(cm) d、該模具一次注射共需塑料的質量約為: M0=M1+M2=95.28+0.002=95.28g 12 表 3.2 模具材料的密度、收縮率 密度 平均比熱 加工溫度 模具溫度 收 縮 率材 料 標 稱 [g/cm3] [KJ/(kg x K)] [℃] [℃] [%] 聚苯乙烯 PS 1.05 1.3 180-280 10
32、0.3-0.6 聚苯乙烯,中.高沖擊性 HI-PS 1.05 1.21 170-260 5-75 0.5-0.6 聚苯乙烯-丙烯晴 SAN 1.08 1.3 180-270 50-80 0.5-0.7 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯 ABS 1.06 1.4 210-275 50-90 0.4-0.7 苯烯晴-苯乙烯-丙烯酸 ASA 1.07 1.3 230-260 40-90 0.4-0.6 低密度聚乙烯 LDPE 0.954 2.0-2.1 160-260 50-70 1.5-5.0 高密度聚乙烯 HDPE 0.92 2.3-2.5 260-300 30-70 1.5-3.0 聚丙烯 PP 0.9
33、15 0.84-2.5 250-270 50-75 1.0-2.5 聚異丁烯 IB 150-200 聚甲基戊烯 PMP 0.83 280-310 70 1.5-3.0 軟質聚氯乙烯 PVC-soft 1.38 0.85 170-200 15-50 >0.5 硬質聚氯乙烯 PVC-rigid 1.38 0.83-0.92 180-210 30-50 0.5 聚氟亞乙烯 PVDF 1.2 250-270 90-100 3.0-6.0 聚四氟乙烯 PTFE 2.12-2.17 0.12 320-360 200-230 3.5-6.0 氟化乙烯基丙烯共聚物 FEP
34、 聚甲基丙烯酸甲脂(丙烯) PMMA 1.18 1.46 210-240 50-70 0.1-0.8 聚氧甲烯(乙縮烯) POM 1.42 1.47-1.5 200-210 >90 1.9-2.3 聚苯撐氧或聚氧化亞苯 PPO 1.06 1.45 250-300 80-100 0.5-0.7 聚苯撐氧-GR PPO-GR 1.27 1.3 280-300 80-100 <0.7 醋酸纖維素 CA 1.27-1.3 1.3-1.7 180-320 50-80 0.5 醋酸-丁酸纖維素 CAB 1.17-1.22 1.3-1.7 180-230 50-80 0.5 丙酸纖維表素 CP 1.1
35、9-1.23 1.7 180-230 50-80 0.5 聚碳酸醋 PC 1.2 1.3 280-320 80-100 0.8 聚碳酸脂-GR PC-GR 1.42 1.1 300-330 100-120 0.15-0.55 聚乙烯對苯二甲酸乙酯 PET 1.37 260-290 140 1.2-2.0 尼龍 6(聚酸胺 6) PA 6 1.14 1.8 240-260 70-120 0.5-2.2 尼龍 6-GR PA 6-GR 1.36-1.65 1.26-1.7 270-290 70-120 0.3-1 尼龍 6/6 PA 66 1.15 1.7 260-290 70-120 0.5
36、-2.5 尼龍 6/6-GR PA66-GR 1.20-1.65 1.4 280-310 70-120 0.5-1.5 尼龍 11 PA 11 1.03-1.05 2.4 210-250 40-80 0.5-1.5 尼龍 12 PA 12 1.01-1.04 1.2 210-250 40-80 0.5-1.5 聚脂樹脂 UP 2.0-2.1 0.9 40-60 150-170 0.5-0.8 環(huán)氧樹脂 EP 1.9 1.7-1.9 ca.70 160-170 0.2 3.4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進料 通道,具有傳質、傳壓和傳熱的功能,對制
37、品質量影響很大。他的作用是將塑 料熔體順利地充滿到模具行腔深處,以獲得外形輪廓清晰,內在質量優(yōu)良的塑料 制件。 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng),普通流道澆注系統(tǒng)包括:主流 道、分流道、冷料穴、澆口;見圖 3.3。 13 4 6 1 2 3 I I 局部放大 圖 4-6 澆注系統(tǒng) 1 - 主流道 ;2 - 分流道 ;3 - 拉料槽兼冷料 井 4 - 冷料井 ;5 - 分流道 ;6 – 澆口 5 圖 3.3 3.4.1 澆注系統(tǒng)設計原則 a、澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應有壓降,流量和溫度的分布的均衡布 置; b、結合型腔布置考慮,盡可能采用平衡式分流道布置; c、盡量縮短熔體的流程,以
38、便降低壓力損失、縮短充模時間; d、澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關鍵,應有利于熔體流動、避免產生 湍流、渦流、噴射和蛇形流動,有利于排氣和補縮,且應設在塑件較厚的部位, 以使熔料從后斷面移入薄斷面,以利于補料; e、避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產生沖擊,防止變形和位移的產生; f、澆注系統(tǒng)凝料脫出應方便可靠,凝料應易于和制品分離或者易于切除和 整修; g、熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關系,設計澆注系統(tǒng)時要預 先考慮到熔接痕的部位、形態(tài),以及對制品質量的影響; h、盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量; i、澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度,其中 澆口應
39、有 IT8 以上的精度要求; 14 j、設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施; k、盡可能使主流道中心與模板中心重合,若無法重合應使兩者的偏離距離 盡可能小。 3.4.2 主流道的設計 由于模具設計成一模一腔,所以沒有分流道、澆口、冷料穴;澆注系統(tǒng)的 設計比較簡單。 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處,它將注射機噴射出的熔體導 入型腔中。主流道的形狀為圓錐形,以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的 順利拔出。 a、主流道尺寸 (1) 主流道小端直徑 d=注射機噴嘴直徑+0.5~1 d=4+0.5~1 取 d =4.5(mm) 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準,也能使的主
40、流道凝料能順利脫出。 (2) 主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑 R,應該大于注射機噴嘴球頭半徑的 1~2mm.反 之,兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。 SR=注射機噴嘴球頭半徑+1~2 取 SR=18+1=19(mm) (3) 主流道長度 L 一般按模板厚度確定,但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗,以短為好, 小模具控制在 50 之內在出現(xiàn)過長流道時,可以將主流道襯套挖出深凹坑,讓噴 嘴伸入模具。 本設計中結合該模具的結構?。?L=動模座板+墊板=30+20+50mm (5) 主流道斜度 主流道的斜度一般取 2~6,由于主流道的長度有 50mm,比較
41、長而且模具 為一模一腔,所以斜度取 4。 b、主流道襯套的形式及尺寸 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸,屬易損件,對材料要求較嚴,因 15 而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,以便有效 的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理,常采用碳素工具鋼,如 T8A、T10A 等, 熱處理硬度為 53~57HRC。由于該模具主流道較長設計成分體式較宜,如下圖 3-4 所示澆口套,為本模具的澆口套形式。 圖 3-4 澆口套 c、定位圈的結構尺寸 定位圈是對澆口套的固定和對注射方向的導正作用,如圖 3-5 定位圈。 16 圖 3-5 定位圈 4、主流道
42、襯套的固定,如圖 3-6 主流道襯套的固定。( )( ) 12345 1、定位圈 2、內六角螺釘 3、澆口套 4、定模座板 5、澆注凝料 17 圖 3-6 主流道襯套的固定 3.4.3 澆口的設計 澆口是澆注系統(tǒng)的關鍵部分,澆口的位置、類型及尺寸對膠件質量影響很 大。在多數(shù)情況下,澆口是整個澆注系統(tǒng)中斷面尺寸最小的部分(除主流道型的 直接澆口外)。它的作用: 1 控制熔體進入型腔的充填狀態(tài); 2 對非平衡式流道布置,可通過澆口斷面尺寸與長度調整,來達到均衡充 模,平衡進料的目的。 3 通過澆口截面尺寸調整,控制充型補縮時間。 4 易于塑件與流道凝料的分離。 3.4.4 澆口的形式和特點
43、 (1)直接澆口 直接澆口又稱主流道型澆口,它屬于非限 制性型澆口,如圖所示。塑料熔體由主流道的 大端直接進入型腔,因而具有流動阻力小、流 動路程短及補縮時間長等特點。由于注射壓力 直接作用在塑件上,故容易在進料處產生較大 的殘余應力而導致塑件翹曲變形。這種形式的 澆口截面大,去除澆口較困難,去除后會留有 較大的澆口痕跡,影響塑件的美觀。這類澆口大多用于注射成型大、中型長流 程深型腔筒形或殼形塑件,尤其適合于如聚碳酸脂、聚砜等高粘度塑料。另外, 這種形式的澆口只適于單型腔模具。 (2)側澆口 側澆口國外稱為標準澆口,如圖 4.11 所示。側澆口一般開設在分型面上, 塑料熔體從內側或外側充填模
44、具型腔,其截面形狀多為矩形(扁槽),改變澆口 的寬度與厚度可以調節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結時間。 這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置,加工和修整方便,因此它 是應用較廣泛的一種澆口形式,普遍用于中小型塑件的多型腔模具,且對各種 塑料的成型適應性均較強。 18 由于澆口截面小,減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量,同時去除澆口容易,且 不留明顯痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在,且注射壓力損失較 大,對深型腔塑件排氣不利。 圖 4.7a 為分流道、澆口與塑件在分型面同一側的形式;圖 4.7b 為分流道 和澆口與塑件在分型面兩側的形式,澆口搭接在塑件上;圖 4.7c 為分流道與澆 口和塑件在
45、分型面兩側的形式,澆口搭接在分流道上。有搭接形式的側澆口是 塑件端面進料的側澆口。設計時選擇側向進料還是端面進料,要根據(jù)塑件的使 用要求而定。 圖 3.7 側澆口尺寸計算的經驗公式如下: t=(0.6—0.9)*δ 式中 b ——側澆口的寬度,mm; A ——塑件的外側表面積,mm 2; t——側澆口的厚度; δ——澆口處塑件的壁厚,mm。 推薦尺寸: 側向進料的側澆口(見圖 4.7a),對于中小型塑件,一般深度 t=0.5~2.0 mm(或取塑件壁厚的 1/3~2/3),寬度 b=1.5~5.0mm,澆口的長度 L=0.7~2.0mm; 端面進料的搭接式側澆口(見圖 4.
46、7b),搭接部分的長度 L1=(0.6~0.9) +b/2mm,澆口長度 l 可適當加長,取 L=2.0~3.0mm;側面進料的搭接式澆口(見 19 圖 4.7c),其澆口長度選擇可參考端面進料的搭接式側澆口。 (3)環(huán)形澆口 對型腔充填采用圓環(huán)形進料形式的澆口稱環(huán)形澆口,如圖 4.8 所示。環(huán)形澆 口的特點是進料均勻,圓周上各處流速大致相等,熔體流動狀態(tài)好,型腔中的 空氣容易排出,熔接痕可基本避免。圖 4.8a 所示為內側進料的環(huán)形澆口,澆口 設計在型芯上,澆口的厚度 t=0.25—1.6mm,長度 L=0.8—1.8mm;圖 4.8b 所示 為端面進料的搭接式環(huán)形澆口,搭接長度 L,=0
47、.8—1.2mmm,總長 L 可取 2—3 mm;圖 4.8c 為外側進料的環(huán)形澆口,其澆口尺寸可參考內側進料的環(huán)形澆口。 實際上,前述的中心澆口也是一種端面進料的環(huán)形澆口。環(huán)形澆口主要用于成 型圓筒形無底塑件,但澆注系統(tǒng)耗料較多,澆口去除較難,澆口痕跡明顯。 圖 3.8 環(huán)形澆口的形式 (4)輪幅式澆口 輪幅式澆口是在環(huán)形澆口基礎上改進而成,由原來的圓周進料改為數(shù)小段 圓弧進料,澆口尺寸與側澆口類似,如圖 4.9 所示。這種形式的澆口耗料比環(huán) 形澆口少得多,且去除澆口容易。這類澆口在生產中比環(huán)形澆口應用廣泛,多 用于底部有大孔的圓筒形或殼型塑件。輪幅澆口的缺點是增加了熔接痕,這會 影響塑件的
48、強度。 20 圖 3.9 輪幅式澆口的形式 (5)爪形澆口 爪形澆口如圖 4.10 所示,它可在型芯的頭部開設流道,如圖 4.10a 所示, 也可在主流道下端開設,如圖 4.10b 所示。爪形澆口加工較困難,通常用電火 花成型。型芯可用作分流錐,其頭部與主流道有自動定心的作用 (型芯頭部有 一段與主流道下端大小—致),從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成型缺陷。 爪形澆口的缺點與輪幅式澆口類似,主要適用于成型內孔較小且同軸度要求較 高的細長管狀塑件。 圖 3.10 爪形澆口的形式 (6)點澆口 點澆口又稱針點澆口或菱形澆口,是一種截面尺寸很小的澆口,俗稱小澆口, 如圖 4.11 所示。這種澆
49、口由于前后兩端存在較人的壓力差,可較大程度地增大 塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱,從而導致熔體的表觀粘度下降,流 動性增加,有利于型腔的充填,因而對于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚丙烯等 表觀粘度隨剪切速率變化敏感的塑料成型有利,但不利于成型流動性差及熱敏 性塑料,也不利于成型平薄易變形及形狀非常復雜的塑件。 21 圖 3.11 點澆口的各種形式 (7)潛伏澆口 潛伏澆口又稱減切澆口,由點澆口變異而來。這種澆口的分流道位于模具 的分形面上,而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側面或 推桿的端部注入型腔,因而塑件外表面不受損傷,不致因澆口痕跡而影響塑見 的表面質量與美觀效果。潛伏
50、澆口的形式如圖 4.12 所示。 圖 4.12a 所示為澆口開設在定模部分的形式; 圖 4.12b 所示為澆口開設在動模部分的形式; 圖 4.12c 所示為潛伏澆口開設在推桿的上部而進料口在推桿上端的形式。 潛伏澆口一般是圓形截面,其尺寸設計可參考點澆口。潛伏澆口的錐角 B 取 10~20,傾斜角 A 為 42~45,推桿上進料口寬度為 0.8~2 mm,具體數(shù) 值大小應視塑件大小而定。 由于澆口與型腔相連時有一定角度,形成了能切斷澆口的刃口,這一刃口 在脫?;蚍中蜁r形成的剪切力可將澆口自動切斷,不過,對于較強韌的塑料則 不宜采用。 22 圖 3.12 潛伏澆口的形式 3.4.5 澆口的設
51、計要求 (1) 澆口位置的選擇應保證迅速和均勻地充填模具型腔,盡量縮短熔體的流動 距離,這對大型塑件更為重要。 (2) 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷(避免噴射和蠕動) 小的澆口如果正對著一個寬度和厚度較大的型腔,則熔體經過澆口時,由于 受到很高的剪切應力,將產生噴射和蠕動等熔體斷裂現(xiàn)象。有時塑料熔體直接 從型腔的一端噴射到型腔的另一端,造成折疊,在塑件上產生波紋狀痕跡或其 他表面疵瘢缺陷。要克服這種現(xiàn)象,可適當?shù)丶哟鬂部诘慕孛娉叽?,或采用沖 擊型澆口(澆口對著大型芯等),避免熔體破裂現(xiàn)象的產生。 (3) 澆口應開設在塑件壁厚處 當塑件的壁厚相差較大時,若將澆口開設在壁薄處,這時塑料熔體進
52、入型腔 后,不但流動阻力大,而且還易冷卻,影響熔體的流動距離,難以保證充填滿 整個型腔。從收縮角度考慮,塑件壁厚處往往是熔體最晚固化的地方,如果澆 口開設在薄壁處,那壁厚的地方因液體收縮得不到補縮就會形成表面凹陷或縮 23 孔。為了保證塑料熔體順利充填型腔,使注射壓力得到有效地傳遞,而在熔體 液態(tài)收縮時又能得到充分地補縮,一般澆口的位置應開設在塑件的壁厚處。 (4) 應有利于型腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開設澆口。如果這一要求不能充分滿足, 在塑件上不是出現(xiàn)缺料、氣泡就是出現(xiàn)焦斑,同時熔體充填時也不顧暢,雖然 有時可用排氣系統(tǒng)來解決,但在選擇澆口位置時應先行加以考慮。 (
53、5) 考慮分子定向的影響 塑料熔體在充填模具型腔期間,會在其流動方向上出現(xiàn)聚合物分子和填料的 取向。由于垂直于流向和平行于流向之處的強度和應力開裂傾向是有差別的, 往往垂直于流向的方位強度低,容易產生應力開裂,所以在選擇澆口位置時, 應充分注意這一點。圖 4.13a 所示塑件,由于其底部圓周帶有一金屬環(huán)形嵌件, 如果澆口開設在 A 處(直接澆口或點澆口),則此塑件使用不久就會開裂,因為 塑料與金屬環(huán)形嵌件的線收縮系數(shù)不同,嵌件周圍的塑料層有很大的周向應力。 若澆口開設在 B 處(側澆口),由于聚合物分子沿塑件圓周方向定向,應力開裂 的機會就會大為減少。圖 4.13b 所示塑件為一帶有鉸鏈的聚
54、丙烯盒體,為了使 該鉸鏈達到幾千萬次彎折而不斷裂,就要求在鉸鏈處高度定向,為此,將兩點 澆口開設在圖示位置,有意識地讓鉸鏈部位高度定向。 24 圖 3.13 澆口位置對定向的影響 (6) 減少熔接痕,提高熔接強度 由于澆口位置的原因,塑料熔體充填型腔時會造成兩股或兩股以上的熔體料 流的匯合。在匯合之處,料流前端是氣體且溫度最低,所以在塑件上就會形成 熔接痕。熔接痕部位塑件的熔接強度會降低,也會影響塑件外觀,在成型玻璃 纖維增強塑料制件時這種現(xiàn)象尤其嚴重。如無特殊需要最好不要開設一個以上 的澆口,以免增加熔接痕,如圖 4.14 所示。圓環(huán)形澆口流動狀態(tài)好,無熔接痕, 而輪幅式澆口有熔接痕,如圖
55、 4.15 所示,而且輪幅越多,熔接痕越多。 圖 3.14 減少熔接痕的數(shù)量 25 圖 3.15 環(huán)形澆口與輪幅澆口熔接痕比較 為了提高熔接的強度,可以在料流匯合之處的外側或內側設置一冷料穴(溢 流槽),將料流前端的冷料引入其中,如圖 4.16 所示。 26 3.16 (7) 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設置澆口 一般塑件的澆口附近強度最弱。產生殘余應力或殘余變形的附近只能承受一 般的拉伸力,而無法承受彎曲和沖擊力。 (8) 澆口位置的選擇應注意塑件外觀質量 澆口的位置選擇除保證成型性能和塑件的使用性能外,還應注意外觀質量, 即選擇在不影響塑件商品價值的部位或容易處理澆口痕跡的部位開設澆
56、口。 3.4.6 澆口的確定 通過軟件 Moldflow 對塑件進行最佳的澆口分析,得下圖 3.17 所示,藍色 的表示在此處設置澆口最好,紅色的為最差。 由于塑件外觀經常與人手接觸要求光滑,若把澆口開設在塑件的外壁上不 僅使外觀不光滑,而且也使塑件不好看,所以澆口不能選擇在塑件的外壁上, 由于模具為一模一腔,所以把澆口開設在塑件的底部正中為好,澆注系統(tǒng)只有 主流道,沒有冷料穴、分流道和澆口。 27 圖 3.17 下圖所示為澆口開設在塑件底部的分析圖:由下圖 3.18 可知,注塑時間為 2.103S,流動前沿溫度最低為 203.8℃符合塑料熔體溫度(190-220℃) ,澆口位 置符合要求。
57、 3.18 28 3.5 脫模推出機構的確定 注射成形每一循環(huán)中,塑料制品必須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上 脫出,模具中這種脫出塑件的機構,稱為脫模機構,也常稱為推出機構。脫模 機構的作用包括脫出、取出兩個動作。既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具 松動分離,稱為脫出,然后把其脫出物從模具內取出。 3.5.1 脫模推出機構的設計原則 制品推出(頂出)是注射成形過程中的最后一個環(huán)節(jié),推出質量的好壞將 最后決定制品的質量,因此,制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構 時應遵循下列原則: a、結構可靠:機械的運動準確、可靠、靈活,并有足夠的剛度和強度,且 推出機構應盡量設置在動模一側; b、保
58、證制品不因推出而變形損壞; c、機構簡單動作可靠; d、保證良好的制品外觀; e、盡量使塑件留在動模一邊,以便借助于開模力驅動脫模裝置,完成脫模 動作。 3.5.2 制品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 a、推桿推出:推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式,常用 的推桿形式有圓形、矩形、 “D”形。 b、推件板推出:對于輪廓封閉且周長較長的制品,采用推件板推出結構。 推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。 c、推管推出:適用于薄壁圓桶形塑件。 d、推塊式脫模:適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品,可防止塑件變形。 e、利用成型零件推出制品的脫模:使用于螺紋型環(huán)一類的制品,利用模
59、具 中某些成型零件推出塑件 f、多元聯(lián)合式脫模:對于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸 肋或金屬嵌件的復雜制品,為防止其出現(xiàn)缺陷,常采用兩種或兩種以上的推出 機構聯(lián)合動作以完成脫模過程。 3.5.4 推出機構的確定 本套模具的設計中,推出機構形式不算太復雜,采用推件板推出。采用 4 29 根復位桿推推件板,復位桿與推板采用 M5 的螺釘連接。推桿與推桿固定板,通 常采用單邊 0.5mm 的間隙,這樣可以降低加工要求,又能在多推桿的情況下, 不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。此推桿 與模板上的推桿孔采用 H8/f7 或 H8/f8 的間隙配合;推桿與推桿固定板
60、,通常 采用單邊 0.5mm 的間隙;工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra 0.8,推桿的材料? 常用 T8、T10 碳素工具鋼,熱處理要求硬度 HRC 50。 ? 當模具開模時推出機構在打桿的作用下向前運動,復位桿帶動推件板向前 運動,推件板推出制件,合模時推件板碰到定模板向后運動,使推出機構復位。 3.6 合模導向機構的設計 一般導向分為動、定模之間的導向,推板的導向,推件板的導向,其中動、 定模之間的導向尤為重要。一般導向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時 間后,其配合精度降低,會直接影響塑件的精度,因此對精度要求較高的塑件 必須另行設計精密導向定位裝置。 為了保證注射模準確合模和開模,
61、在注射模中必須設置導向機構。導向零件的 作用:模具在進行裝配和調模試機時,保證動、定模之間一定的方向和位置, 導向零件要承受一定的側向力,起導向和定位作用。導向機構的形式主要有導 柱導向和錐面定位兩種。 本模具采用導柱導套導向。如圖 3-19。 30 12345678 1、 澆口套 2、定模板 3、導柱 4、定模座板 5、支承板 6、瓣合 模 7、推桿 8、型心 圖 3-19 合模導向機構示意圖 當采用標準模架時,因模架本身帶有導向裝置,一般情況下,設計人員只 要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置,則須由設計人員根據(jù)模 具結構進行具體設計。 3.7 排氣系統(tǒng)的設計 3.7.1 排氣系
62、統(tǒng) 排氣系統(tǒng)對確保塑件成型質量起著重要的作用,排氣方式有以下幾種: a、利用排氣槽; c、利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙; d、對于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時造成真空而變形,必須 設置進氣裝置。 31 3.7.2 排氣系統(tǒng)的設置 澆口開設在塑件底部形成的氣孔如圖 3.20 所示,氣孔所存在的地方剛好是 兩塊板的連接處,所以不用設置其他排氣系統(tǒng)即可把型腔中的氣體排出。 3.20 3.8 模架的確定和標準件的選用 以上內容確定之后,便根據(jù)所定內容設計模架。在學校作設計時,模架部 分要自行設計;在生產現(xiàn)場設計中,盡可能選用標準模架,確定出標準模架的 形式,規(guī)格及標準代號。模板周界尺寸使用
63、括號內的尺寸時,原組合零件的規(guī) 定尺寸允許增減。 (1) 、模架的選擇原則 模架一般采用標準模架和標準配件,這對縮短制造周期、降低制造成本是非 常有利的。 在國內大部分公司及廠家采用的標準模架有“富得巴” 、 “龍記” 、 “明利” 、 “天祥”等.一般來說,中、小型模胚可選取“富得巴”,較大型模胚則常選取 “龍記” 、 “明利”或“天祥”等。但實際生產中,往往根據(jù)模具的價格、結構以 及模架加工的復雜程度來決定。 (2) 、模架確定 本模具由于型腔厚度大,沒有適合的標準模架,所以本模具采用非標模架。 32 第四章 成型零件的結構設計和計算 塑料在成型加工過程中,用來充填塑料熔體以成型
64、制品的空間被稱為型腔。 而構成這個型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小 型芯、螺紋型心、型環(huán)或成形桿等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑 料熔體接觸,并且脫模時反復與塑件摩檫,因此要求它有足夠的強度、剛度、 硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時要考慮零件的加工性和模具的制造成 本。 凹模用以形成制品的外表面,型芯用以形成制品的內表面,成形桿用以形 成制品的局部細節(jié)。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算,塑料 模具型腔在成形過程中受到熔體的高壓作用,應具有足夠的強度和剛度,如果 型腔側壁和底板厚度過小,可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞;也可能 因剛度不足而產
65、生撓曲變形,導致溢料飛邊,降低制品尺寸精度并影響順利脫 模。因此,應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚,尤其對于重要的精度要求 高的或大型模具的型腔,更不能單純憑經驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 33 構成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱成型零部件。成型零件工作時,直接與塑料 熔體接觸,承受熔體料流的高壓沖刷、脫模摩擦等。因此,成型零件不僅要求 有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,而且還要求有合理 的結構,較高強度、剛度及較好的耐磨性 。 4.1 成型零件采用整體式或者鑲拼式的確定 注塑模具的成型零件是指成型制品的型腔、型芯、成型滑塊、成型斜頂和螺 紋型芯等。一般型腔是用來成型制品外輪
66、廓形狀,而型芯則是用來成型制品內 部形狀,成型滑塊及成型斜頂可用來成型制品側面凹凸形狀,螺紋型芯可以用 來成型制品的內螺紋。 這些成型零件根據(jù)加工的需要、成型條件及成本等因素,按結構形式可分為 整體式和鑲拼式兩類。 (1) 、整體結構設計要點 對外觀要求較為嚴格(如有電鍍要求的外觀面)或制品形狀較為簡單的模具, 由于整體結構型腔內部沒有裝配縫隙,表面光滑,可以滿足高質量的外觀要求, 同時強度和剛度很高,可減小模具的大小,因此此類模具的型腔一般采用整體 結構。 1) 、整體結構的優(yōu)點 1 成型零件的剛性好。 2 模具零件數(shù)量少。 3 模具裝配及拆卸方便。 4 制品表面無分型痕跡。 5 模具外形尺寸可以縮小。 6 容易設置冷卻方式。 2) 、整體結構的缺點 1 排氣困難,需要時需要開設排氣槽。 2 加工困難,尤其是窄而深的成型部位。 3 維修麻煩,尤其是薄鐵的位置,一旦成型零件有磨損,維修將會是大動 作。 3) 、整體結構的結構形式 34 整體結構有以下兩種基本類型: 1 模板為成型零件的基本結構 此類模具的結構較為簡單,整體強度和剛性很高,可減小模具的大小,一般
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