校核:
(Smax-Smin)Hm「
二2.5%-1.5%1000.80.4
二222.4(等式成立)
型芯高度:
校核:
(Smax-Smin)hm
二2.5%-1.5%950.70.35
二22.1(等式成立)
dm=(1S)d
0.127
1
0.38
0
40.127
2.3250mm
壁厚:
校核:
(SmaxSmin)d
二2.5%T.5%20.1270.01=0.1570.38(等式成立)
J■
匚2
“3J
1=1
1+
X27-i1
<100丿
4一
0.33
=26.7900.33mm
圆角:
rm^-'|(^S)Rm^3
IL4
校核:
(Smax-Smin)Km1
二2.5%-1.5%270.330.17=0.771(等式成立)
校核:
(Smax-Smin)Rm1二「
二2.5%-1.5%80.330.17二0.581(等式成立)
_:
-_:
0.33
mm
柄长:
Im2=|(1+S)ls2-亍2]J(1+2尸30-3"]=29.85嘗
124」o11004-0
校核:
(Smax一SmQs「z、c
二(2.5%-1.5%)300.330.17二0.81(等式成立)
3.4.浇注系统设计
流道设计包括主流道、浇口的设计。
3.4.1.主流道的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处,它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或是型腔。
由于主流道要与高温塑料熔体及注塑机喷嘴反复接触,所以在注塑模中主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套。
在卧式或立式注塑机上使用的注塑模中,主流道垂直于模具分型面。
为了使塑料熔体按顺序的向前流动,开模时塑料凝料能从主流道中顺利的拔出,需将主流道设计成圆锥形,具有2°〜4°的锥角,内壁有Ra0.8卩山以下的表面粗糙度,抛光时应沿轴向进行,其结构如图4-5。
若沿圆周进行抛光,产生侧向凹凸面,使主流道凝料难以拔出。
同时浇口套与注塑机喷嘴接触平凡,为防止撞伤,应采取淬火处理使其具有较高的硬度(48HR〜52HR)
在直角式注塑机上使用的模具中,因主流道开设在分型面上,故不需要沿轴线方向拔出主流道内的凝料,主流道可以设计成等粗的圆柱形。
主流道的基本尺寸通常取决于两个双方面:
1)第一个方面是所使用的塑料种类,所成型的制品质量和壁厚大小。
其表如表4-1:
表4-1参考表
制品质量/g
D"mm
R/mm
0〜20
3
0.5
20〜40
4
1
40〜150
5
1
150〜300
6
2
300〜500
8
2
500〜1500
10
2
2)第二个方面,注塑机喷嘴的几何参数与主浇道尺寸的关系,如图:
热塑性塑料的主流道衬套与注塑机喷嘴的尺寸:
主流道始端直径©B=©A+
(0.5〜1)mm球面凹坑半径R=X+(2~5)mm半锥角a为2°~4。
,尽可能缩短长度L(小于60mr为佳)。
如图4-2:
图4-2浇口套与注塑机喷嘴关系
本套模具主流道设计要点是:
1.为便于凝料从主流道中拉出,主流道设计成圆锥形,其锥角a=3°,内壁
粗糙度为Ra=0.63Um,整个主流道都在衬套中,并未采取分段组合形式。
2.主流道大端处是根据注塑机的喷嘴头来设计的,呈圆角,其半径R=21mm,以减小料流在转向时过渡的阻力。
3.为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出,应使主流道和注塑机的喷
嘴紧密接触,主流道对接处设计成半球形凹坑,其半径R=X+(2~5)mm,
X=18mm取R=21mm。
其主浇道小端直径di=d2+(0.5~1)mm,取d1=4mm。
4.流道应保持光滑的表面,避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等。
本套产品浇口套如图4-3:
图4-3浇口套
3.4.2.浇口的设计
浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统的关键组成部分。
浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。
浇口的作用主要有以下几点:
1•熔体充模后,首先在浇口处凝固,当注塑机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。
2•熔体在流经狭窄的浇口时产生的摩擦热,使熔体升温,有助于充模。
3.易于切除浇口尾料,二次加工方便。
4.对于多型腔模具,用以平衡进料;对于多浇口单型腔模具,用于控制熔接痕的位置。
浇口的截面积通常为分流道的截面面积的0.03%〜0.09%。
浇口截面积通常有矩形和圆形两种。
浇口长度约为0.5〜2m左右。
浇口具体尺寸一般根据经验确定,取其下限值,然后在试模时逐步修正。
在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种:
直接浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。
浇口开设的位置对制品的质量影响很大,在确定浇口的位置时应注意以下几点:
1.浇口应设在能使型腔各个角落都可以同时填满的位置。
2.浇口应设置在制品壁厚较厚的部位,使熔体从厚断面流向薄断面,以利于补料。
3.浇口的部位应选在易于排除型腔内空气的位置。
4.浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。
当无法避免产生熔合
纹的产生时,浇口位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位是否合适。
5.浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。
6.浇口应设置在不影响制品外观的部位。
7.不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口,一般制品浇口附近
的强度较差。
由于设计零件是表面要求较高的塑件,又因为该模具因其结构复杂为3板模机
构,故选择点浇口为佳。
并且表面网格的孔上。
3.5.模具温度调节系统
塑料模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率。
由于各种塑料的性能和成型工艺不同,模具温度也要求不同。
因此在设计注塑模具时必须考虑用加热或冷却装置来调节模具的温度。
对于一般的热塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置。
3.5.1.温度调节对塑件质量的影响
温度调节对塑件质量的影响主要有以下几个方面:
a.尺寸精度
利用温度调节系统来保持模具温度的恒定或采取较低的模温,可减少塑件成型收缩率的波动,提高塑件精度。
b.形状精度
模具型芯与型腔各部分温差过大,会使塑件收缩不均匀而导致翘曲变形,影响塑件的美观和使用。
特别对于壁厚不一致和形状复杂的塑件,经常会出现因收缩不均匀而变形的情况,必须采用合适的冷却回路,使模具型腔各个部位的温度基本上均匀。
c.表面粗糙度
模温过低会使塑件轮廓不清晰,产生明显的熔合纹,提高模温可改善塑件的表面状态,使塑件的表面粗糙度降低。
d.塑件的力学性能
3.5.2.温度调节对生产力的影响
温度调节系统对生产力的影响主要由冷却时间来体现。
通常注射到型腔内的塑
料熔体的温度为200C左右,塑件从型腔中取出的温度在60C以下。
熔体在成型时释放的热量中约有5%以辐射、对流的形式散发到大气中,其余95%需冷却水带走,否则由于塑料熔体的反复注入将使模温升高。
为了保持模温的恒定,在每一循环中,必须由冷却系统把塑料熔体的热量带走。
因此模具的冷却时间主要取决于冷却系统的冷却效果。
一般的模具冷却时间占整个注射循环周期的2/3,因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产率的关键。
根据牛顿冷却定律,冷却系统从模具中带走的热量为
Q=k*A*△如眦/3600
式中:
Q—模具与冷却系统所传递的热量(J)。
k—冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数J/(m2*h*C)。
A—冷却介质传热面积(m2)。
△—模温与冷却介质之间的温度差(5C)。
t—冷却时间(S)。
由式中可知,当所需传递的热量不变时,可通过提高传递系数k,提高模具与冷却介质温度差△及增大冷却介质的传热面积A等三种方法来缩短冷却时间,提高生产效率。
36合模导向和定位机构
注塑模闭合时为了保证型腔形状和尺寸的准确性,应按一定的方向和位置合模,所以必须设有导向定位机构,最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设2〜4对互
相配合的导向柱和导向孔,导柱设在动模边或在定模边均可,但一般设在主芯型周围。
导向机构主要有导向定位和承受注塑时产生侧压力三个作用:
1.导向作用
动定模合模时按导向机构的引导,使动定模按正确方位闭合,避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而相互碰伤,因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少6〜8mm。
这对于移动式模具采用人工合模时特别重要。
2.定位作用
在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度,例如定位不准引起桶形塑件壁厚不均或尺寸精度下降。
3.承受注塑产生的侧压力
当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑件时都会产生单向侧压力,该力会使动定模在分型面处产生错动,当侧压力很大时,还不能单靠导柱来承担,需要设锥面或斜面进行定位,例如采用圆锥面作分型面能起很好的定位作用。
导柱和导套在模具上的安装使用如模架图。
对导柱尺寸和结构有以下几点要求:
(1)直径和长度导柱的直径在12〜63mm之间时,按经验其直径d和模板宽
度B之比为d/B-0.06〜0.1,圆整后选标准值。
导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径,其形位公差与尺寸公差的关系应遵循包容原则,即轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸,而轴的局部实际尺寸必须在尺寸公差范围内才合格。
导柱长度应该比凸模端面的高度高出6〜8mm
(2)形状导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分,锥形头高度取与相邻圆柱直径的1/3,前端还应倒角,使其能顺利进入导向孔。
大中型模具导柱的导向段应开设油槽,以储存润滑油脂。
(3)公差配合安装段与模板间采用过渡配合H7/k6,导向段与导向孔间采用动配合(间隙配合)H7/f7。
(4)粗糙度固定段表面用Ra0.8卩叫导向段表面采用Ra0.4um。
(5)材料导柱应具有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的芯部,因此多采用中碳钢(45号钢),碳(0.5〜0.8mm®),经淬火处理(RC56-60)或碳素工具钢
(T8A,T10A)经淬火或表面处理(HRC5〜55)。
对导套尺寸和结构设计有以下几点要求。
导向孔可以直接加工在模板上,这种结构加工简便,但模板上未淬火的导向孔耐磨性差,用于塑件批量小的模具,多数模具的导向孔镶有导套,它既可淬硬以提高寿命,又可在磨损后方便更换。
(1)形状可分为直导套和带轴肩导套两类。
(2)公差配合与表面粗糙度导套内孔与导柱之间采用动配合H7/f7。
外表面与模板孔为较紧的过度配合H7/n6(直导套)或H8/K7带轴肩导套),其前端可设计长3mm的引导部分,按松动配合H8/e7制造,其粗糙度内外表面均可用Ra0.