分型面选择 2.2确定型腔的排列方式
本塑件在注射时采用一模两件,即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统,模具结构复杂程度等因素拟采用如图所示的型腔排列方式。
采用如图所示的型腔排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构,其缺点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较长,但因本塑件较小,故对成型没有太大影响。
采用如图所示的分型方式可降低模具的复杂程度,减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用如上图所示的分型方式比较合理。
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若采用如上图所示排列方式,抽芯竿将变长,侧抽芯及形腔加工变得复杂,势必增加模具的复杂程度和加工难度,综合考虑选择排列方式一。
2.3浇注系统设计
浇注系统设计的基本原则: 1. 适应塑料的成型工艺特性
注射成型时,熔融塑料在浇注系统和型腔中的温度、压力和剪切速率是随时随处变化的,相应的表观粘度也不断发生变化。因此在设计浇注系统时,应综合考虑这些因素,以便在充模这一阶段能使熔融塑料以尽可能低的表观粘度和较快的速度充满整个型腔,而在保压这一阶段有能通过浇注系统,使压力充分地传递到型腔的各个部位,同时还能通过浇口的适时凝固来控制补料时间,以获得外形清晰、尺寸稳定、质量较好的塑件。
2. 利于型腔内气体的排出
浇注系统应顺利而平稳地引导熔融塑料充满型腔的各个角落,在充填过程中不产生紊流或涡流,使型腔内的气体顺利排出。
3. 尽量减少塑料熔体的热量及压力损失
浇注系统应能使熔融塑料通过时其热量及压力损失最小,以防止因过快的降温降压而影响塑件的成型质量。为此,浇注系统的流程应尽量短,尽量减少折弯,表面粗糙度Ra值应小。
4.避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件
经浇口进入型腔的熔融塑料的速度和压力一般都较高,应避免直冲型芯或嵌件,以防止细小型芯和嵌件产生变形或位移。
5.便于修整和不影响塑件的外观质量
设计浇注系统时要结合塑件的大小、形状及技术要求综合考虑,做到去除、修整浇口方便,并且不影响塑件的美观和使用。
6.防止塑件翘曲变形
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当流程较长或需采用多浇口进料时,应考虑由于浇口收缩等原因引起塑件翘曲变形问题,必须采用必要的措施予以防止或消除。
7.便于减少塑料耗量和减少模具尺寸
在满足以上各项原则的前提下,浇注系统的容积尽量小,以减少其占用的塑料量,从而减少回收料,同时浇注系统与型腔的布局应合理对称,以减少模具尺寸,节约模具材料。
主流道是熔融塑料进入模具型腔时最先经过的部位,其截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间,如果主流道截面尺寸太小,则塑料在流动时的冷却面积相对增加,热量损失大,使熔体粘度增大,流动性降低,注射压力损失也相应增大,造成成型困难。反之,如果主流道截面尺寸太大,则使流道的容积增大,塑料耗量增多,且塑件冷却定型时间的延长,降低了生产效率。同时主流道过粗还容易使塑件在流动过程中产生紊流或涡流,在塑件中出现气泡,从而影响其质量。因此,主流道的设计主要应恰当地选择主流道的截面尺寸。通常对于粘度大、流动性差的塑料或尺寸较大的塑件,主流道应设计得大一些;粘度小、流动性好的塑料或尺寸较小的塑件,主流道应设计得小一些。
小型塑件的单型腔模具常不设分流道,而塑件尺寸较大采用浇口进料的单型腔模具和所有多型腔模具都需设置分流道。分流道的设计应能使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔,流动中温度降得尽可能低。同时应能将塑料熔体均衡得分配到各个型腔。
1.分流道的截面形状;选择分流道的形状时应综合考虑塑料的注射成型需要和加工的难易程度。通常,从减少压力损失和热量散失考虑,采用圆形截面分流道最好。从便于加工考虑,宜采用梯形、U形或半圆形分流道截面。
2.分流道的布置:在多型腔注射模具中分流道的布置有平衡式和非平衡式两种,一般以平衡式布置为佳。所谓平衡式布置就是各分流道的长度、截面形状和尺寸都是对应相同的。这种布置可以达到各型腔能均衡得进料,同时充满各型腔。在加工平衡式布置的分流道时,应特别注意各对应部位尺寸的一致性,否则达不到一致进料的目的。一般来说,其截面尺寸和长度误差以在1%以内为宜。
3.分流道设计及制造要点:设计分流道时,除了要正确选择分流道的截面形状和布置形式外,还应注意以下几点:
(1)圆形截面分流道的长度短、塑件尺寸小时取较小值,否则取较大值,其他截面形状的分流道尺寸,可根据与圆形截面分流道的比表面积相等的条件确定。分流道长度一般在8~30㎜之间,也可根据型腔数量和布置取得更长一些,但不宜小于8㎜,否则会给修剪带来困难。
(2)分流道的表面不必很光滑,起表面粗糙度值一般为1.6即可,这样流道内流料的外层流速较低,容易冷却而形成固定表面层,有利于流道的保温。
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(3)分流道与浇口处的连接应光滑过渡,以利于熔体的流动及填充。 (4)在考虑型腔与分流道布置时,最好使塑件和流道在分型面上总投影面积的几何中心与锁模力的中心相重合。这对于锁模的可靠性和锁模机构受力的均匀性都是有利的,而且还可以防止发生溢料现象。
(5)当分流道较长时,其末端应设置冷料穴,以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔而影响塑件质量。
分流道截面积大小应与制模车间所备有的铣刀尺寸相一致,即针对分流道直径规定的标准尺寸配备铣刀。在生产中,U形和梯形截面的流道应用较多。复杂的分流道还需要、采用数控机床加工。
浇口的设计
浇口是连接分流道和型腔或者说是塑件的桥梁,它是整个浇注系统的最薄弱点和关键环节,其形式、尺寸开设在形腔的什么部位对塑件质量影响很大。在大多数情况下,浇口是整个浇注系统中截面最小的部分。当熔融塑料通过狭小的浇口时,流速增高,并因摩擦使料温也增高,有利于填充型腔。同时,狭小的浇口适当保压补缩后首先凝固封闭型腔,使型腔内的熔料即可在无压力的状态下自由收缩凝固成型,因而塑件内残余应力小,可减小塑件的变形和破裂。此外狭小的浇口便于浇道凝料与塑件分离,便于修整塑件,成型周期较短。但是,浇口截面尺寸不能过小,过小的浇口压力损失大;冷凝快、补缩困难会造成塑件缺料、缩孔等缺陷,甚至还会产生熔体破裂形式喷射现象,使塑件表面出现凹凸不平。同样,浇口截面尺寸也不能过大,过大的浇口注射速率,温度下降快,塑件可能产生明显的熔接痕和表面云层现象。
一般浇口的尺寸很难用理论公式计算,通常根据经验确定,取其下限,然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的尺寸截面面积约为分流道截面面积的3%~9%,截面形状常为矩形或圆形,浇口长度为0.5~2㎜,表面粗糙度值不低于0.4。
1.浇口的类型及特点 注射模的浇口结构形式较多,不同类型的浇口其尺寸稍有不同,特点和适用情况也有所不同。按浇口的特征可分为非限制浇口和限制浇口;按浇口形式可分为点浇口、扇形浇口、环行浇口、盘形浇口、轮辐式浇口、薄片式浇口;按浇口的特殊性可分为潜伏式浇口、护耳浇口;按浇口所在塑件的位置可分为中心浇口和侧浇口等。
2.浇口的位置选择 浇口的开设位置对塑件的质量影响很大,因此在设计浇口时应合理地选择浇口的开设位置,在确定浇口位置时,应根据塑件的几何形状和技术要求,对熔融塑料在流道和型腔中的流动状态、填充、补缩及排气等因素作全面考虑。一般应遵循以下原则:
(1)避免引起熔体破裂现象 (2)有利于熔体流动和补缩 (3)有利于型腔内气体的排出 (4)减少熔接痕和增加熔接强度
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(5)防止料流将型心或嵌件挤压变形 (1) 主流道设计
查表得SZ-40/25型注射机喷嘴的有关尺寸; 喷嘴前端孔径:d0=4㎜; 喷嘴前端球面半径:R0=10㎜; 根据模具主流道与喷嘴的关系 R=R0+(1~2)㎜ d=d0+(0.5~1)㎜
取主流道球面半径R=12㎜; 取主流道的小端直径d=4.5
为了便于将凝料从主流道中拔出将主流道设计成圆锥形,其斜度为1°~3°,经换算得主流道大端直径D=¢8㎜。 为了使熔料顺利进入分流道,可在主流道出料端设计半径r=5㎜的过度圆弧。
(2) 分流道设计
分流道的形状及尺寸,应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂,熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短,为了便于加工,选用截面形状为半圆形分流道,查表5-9(塑料模设计及制造 P216)得分流道直径为¢4.8~¢9.5,取¢8。
(3) 浇口设计
根据塑件的成型要求及形腔的排列方式,选用侧浇口较为理想。 设计时考虑选择从壁厚为2㎜处进料,料由厚处往薄处流,而且在模具结构上采用镶拼式型腔、型芯,有利于填充、排气。故采用截面为矩形的侧浇口,查表(塑料模设计及制造P230表5-17)初选尺寸为(b×l×h)1.6㎜×1㎜×1.2㎜,试模时修正。
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