河南理工大学本科毕业设计 第五章 模具设计与选择注塑机
S’—塑件上侧孔的深度,mm
S?30?2?32mm
5.7.2.2 斜导柱直径d的确定:
Ft?Ap(?cos??sin?)
Ft—抽拔力
A—塑件包络型芯的面积;
p—塑件对型芯单位面积上的包紧力,一般取8~12MPa;
?—塑件对钢的摩擦系数,通常取0.15~0.2;
?—脱模斜度;
带入公式可得Ft?6964.98N
通过分析可选斜导柱倾角??20?,由参考文献【4】表2-4-106查的最大弯曲力Fw?7KN。
滑块端面受力点的垂直距离Hw?27.5mm。由最大弯曲力和受力点垂直距离查参考文献【4】表2-4-107可知:斜导柱直径d?20mm。 5.7.2.3 斜导柱的长度计算
当滑块抽出的方向与开模方向垂直,斜导柱的长度计算公式如下:
hS?D?d?L??tg????10~15 ?cos?sin??2?式中 L—斜导柱的总长度,mm;
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D—大端的直径,mm; S—抽拔距,mm;
d—导滑段的直径,mm; h—固定模板厚度,mm; α—斜导柱的倾斜度,20°。
hs?D?d?L??tg????5~10?cos?sin??2?
5032?30?20????tg20???5~10?167mm???2cos20sin20??5.7.2.4 开模行程的计算
因为抽拔方向与开模方向垂直,完成抽芯距所需最小开模行程H?mm?为
H?Scot??32?cot20??89mm
图5-14 斜导柱2
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图5-15 斜导柱2的安装形式
5.8 排气系统设计
塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气,除此以外,塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则,被压缩的空气产生高温,会引起塑件局部碳化烧焦,或塑件产生气泡,或使塑件熔接不良引起强度下降,甚至充模不满。模板分型面上设置1mm深的排气槽用于排气。
5.9 温度调节系统的优化设计
在注射成型过程中,模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等,并且对生产效率起到决定性的作用,在注射过程中,冷却时间占注射成型周期的约80%,然而,由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同,模具温度的要求有尽相同,因此,对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本,模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量,而模具温度的高低取决于塑料结晶性,
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塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多,如塑件的形状和分型面的设计,冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置,模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度,塑件和模具间的热循环交互作用等。
(1) 低的模具温度可降低塑件的收缩率。
(2) 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快,可降低塑件的翘曲变形。 (3) 对结晶性聚合物,提高模具温度可使塑件尺寸稳定,避免后结晶现象,但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。
(4) 随着结晶型聚合物的结晶度的提高,塑件的耐应力开裂性降低,因此降低模具温度是有利的,但对于高粘度的无定型聚合物,由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关,因此提高模具温度和充模,减少补料时间是有利的。
(5) 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。
在注射成形过程中,模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率,根据塑料的要求,注射到模具内的塑料温度为2000C左右,而从模具中取出塑件的温度约为600C,温度降低是由于模具通入冷却水,将温度带走了,普通的模具通入常温的水进行冷却,通过调节水的流量就可以调节模具的温度
因空气压缩机壳体使用的塑料是ABS,要求模温高,若模具温度过低则会影响塑料的流动性,增加剪切阻力,使塑件的内应力较大,甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时,为防止填充不足,充入温水或者模具加热。
总之,要做到优质、高效率生产,模具必须进行温度调节。 对温度调节系统的要求: (1) 确定加热或是冷却;
(2) 模温均一,塑件各部分同时冷却;
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(3) 采用低的模温,快速且大量通冷却水;
温度调节系统应尽量结构简单,加工容易,成本低谦。 5.9.1 加热系统
当注塑成型工艺要求模具温度在80?C以上时,当对大型模具进行加热时,或者采用热流道的模具时,模具中必须设置加热装置。模具的加热方法有好几种。对大型模具的预热除了可以采用电加热方法外,还可以在冷却水管中通入热水、热油、蒸汽等介质进行预热。对于模具温度要求高于80?C的注射模或热流道注射模,一般采用电加热的方法。该套模具的模温要求在70?C以下,所以无需设置加热装置。 5.9.2 冷却系统
ABS塑料注射到模具内的塑料温度为180?C—190?C 左右,而塑料固化后从模具型腔中取出时其温度在60?C 以下,热塑性塑料在注射成型后,须对模具进行有效的冷却,使熔融塑料的热量尽快地传给模具,以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。
ABS的成型温度和模具温度分别为180?C~190?C 、50?C~70?C ,用常温水对模具进行冷却。
根据模具冷却系统设计原则:冷却水孔数量尽量多,尺寸尽量大的原则可知,冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根,冷却水口口径为6mm.
另外,在冷却系统的过程中,还应同时遵循: (1)浇口处加强冷却;
(2)冷却水孔到型腔表面的距离相等;
(3)冷却水孔数量应尽可能的多,孔径应尽可能的大; (4)冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位,以防漏水。
(5)进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧,通常应设在注塑机的背面。
(6)冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。
而且在冷却系统内,各相连接处应保持密封,防止冷却水外泄。
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