热塑性注塑模的成型零件的毛坯,凹模和主型芯一般才和模块供应。常用50或55调质钢,HB 250~280,易于切削加工,旧模修复时的焊接性能较好,但抛光性和耐磨性较差。
型芯和镶件常以棒材供应,采用淬火变形小、淬透性好的高碳合金钢,经热处理后在磨床上直接研磨至镜面。常用 9CrWMn、Cr12MoV和3Cr2W8V等钢种。淬火后回火HRC≥55有力;有良好耐磨性。
第七节 排气形式的确定
当塑料熔体诸如型腔时,如果型腔内原有气体、蒸汽等不能顺利地排出,将在制品上形成气孔、银丝、灰雾、接缝、表面轮廓不清,型腔不能完全充满等弊病,同时还会因气体压缩而产生高温,引起流动前沿物料温度过高,粘度下降,容易从分型面溢出,发生飞边,重则灼伤制件,使之产生焦痕。而且型腔内气体压缩产生的压力会降低充模速度,影响注塑周期和产品质量(特别在高速注射时)。因此设计型腔时必须充分的考虑排气问题。
利用分型面或配合间隙排气 对于一般的小型塑件,当不采用特殊的高速注射时,可利用分型面排气或利用推杆与孔、推管与孔、脱模板与型芯、活动型芯与孔的配合间隙排气。为了增加分型面的排气效果,可增加分型面的粗糙度,并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。
本塑件采用分型面排气。
HIPS的相应尺寸:
H=0.02mm h1 =0.5mm l= 8-10mm
第五章 成型设备校核及模具设计计算
第一节 注射机的校核
一、注射量的校核
由 V=nVz+Vj≤80%Vg,得 Vj=1/3Vz=1/3x30=10
Vg≥(Vz+Vj)/ 0.8 = (10+30)/0.8=50cm3
Vg≤125 cm3,符合要求 二、注射压力校核:
注射压力校核是校验注射机注射机的最大注射压力能不能满足该制品成型
的需要。
改性聚苯乙烯(HIPS)的注射压力为 Pch=70~100MPa,HTF90W1型注射机的注射压力为140MPa,符合要求。 三、锁模力的校核:
型腔压力公式:P=P。3K [5]
式中 P ——模具型腔及流道内塑料熔体平均压力,MPa
P。——注射机料筒内螺杆或柱塞施于塑料熔体的压力,MPa
k ——损耗系数。随塑料品种、注塑机形式、喷嘴压力、模具流道阻力而不同,其值在1/2~1/4范围内选取。
P = K3P。= (1/2~1/4)3140=35~70 MPa P决定后,按下式校核注射机锁模力[5]
F=0.1P2A
式中 F——注射机的额定锁模力,KN
A——制件加上浇注系统在分型面上的投影面积,cm2 A= As + Aj
As——塑件在分型面上的垂直投影面积 Aj——浇注系统在分型面上的投影面积 As=110377=8030mm2
Aj=π3R2 =3.1435.22 =84.9 mm2 A = As+Aj=8030+84.9=8114.9 mm2
∴ F= 0.13(30~60)38114.9=24.34~48.68 KN ≤530KN 符合注射机要求
四、模具高度与注射机闭合高度的关系校核[6] Hmin < Hm <Hmax
Hmin ——最大闭合高度 Hmax——最小闭合高度 Hm ——模具闭合高度
其中 Hmax = 380 mm,Hmin = 150 mm
Hm=2732 + 46 + 46 + 36 + 76 + =258 mm Hmin < Hm <Hmax ,符合要求。
五、开模行程和塑件推出距离的校核[5] S≥ H1 + H2 + 5~10
S——注射机最大开模行程,mm H1——塑件脱模距离,mm
H2——塑件高度,包括浇注系统,mm S=320 mm H1=18 mm
H2 =75 mm
H1 + H2 + 5~10=18+75+5~10=98~103 mm ≤320 mm ,符合要求。 六、拉杆间距校核 拉杆间距360X360mm 模具246X296mm
所以模具可以装进去,合格。
第二节 型腔成型尺寸计算
一、塑件精度及其影响因素
模具的成型尺寸是指型腔上直接用来成型塑件部位的尺寸,主要有型芯和型腔的径向尺寸(包括矩形或异型型芯的长或宽),行腔和型芯的深度或高度尺寸,中心距尺寸等。在设计模具是必须根据制品的尺寸和精度要求来确定成型零件的相应的尺寸和精度等级,给出正确的公差值。任何塑件都有一定的尺寸精度要求,一般来说工业配件、电器元件的尺寸精度要求相对较高。就同一塑件来说,塑件上的各个尺寸的精度要求也有很大差异,在使用和安装过程中有配合要求的尺寸,其精度要求较高应作详细计算。
影响塑件精度的因素较为复杂,首先是成型零件制造公差,显然成型零件的精度越低,所生产塑件的尺寸或形状精度越低,其次是模具设计时,所估计的塑件收缩率与实际收缩率的差异和产生制品是收缩率的波动都会影响塑件精度。此外型腔在使用过程中不断磨损,使得同一模具在新的时候和用旧磨损以后所产生的制件尺寸不同。
平均误差值应按或然率的方法计算: δ=δs + δm +δw +δss +δq 式中 δ ——塑件成型总误差
δs ——塑件收缩率波动引起塑件尺寸变化值 δm ——成型零件制造误差
δw ——型腔使用过程中允许的最大磨损量
δss ——设计模具是由于收缩率选择不准所造成的误差
δq —— 可动或固定成型零件配合间隙或安装误差造成的尺寸变化值
虽然各项误差同时达到最大值的几率极小,但影响塑件的因素较多,积累误差较大,因此塑料制品的精度往往较低,并总是低于成型零件的制造精度,应慎重选择塑件的精度,以免给模具制造和工艺操作带来不必要的困难。为了使生产的塑件完全合格,其规定公差值Δ应大于或等于以上各项因素带来的积累误差。
二、按公差带法计算
本次设计,我采用公差带法计算型芯型腔的尺寸。按公差带方法计算模具成型零件尺寸,是用最大和最小成型收缩率Smax和 Smin计算。其理论推导的过程较严密,计算中可保证塑件尺寸不超差。也给新模具的成型尺寸留有充分的修磨余地,便于修模并演唱了模具的使用寿命。而且,公差带法中的校验原理同样适用于平均收缩率的计算过程,是防止塑件尺寸超差的手段。 塑件的材料为改性聚苯乙烯(HIPS),其收缩率为0.25~0.75%。 ∴塑料的最大收缩率Smax=0.75%;塑料的最小收缩率Smin=0.25%;
S?Smin塑料的平均收缩率Scp=max=(0.25+0.75)/2=0.5%
2塑料采用MT4级精度(一般精度) 1、 型腔的径向尺寸 LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz 其中:LM:凹模径向尺寸 LS:制件径向尺寸 SCP:材料收缩率、 Δ:制件允许公差值 ?Z:凹模公差 计算如下:
68 : Δ=0.64 δz=Δ/3=0.21
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[683(1+ 0.5%)-3/430.64]0=67.860mm 120: Δ=0.82 δz=Δ/3=0.27
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[1203(1+ 0.5%)-3/430.82]0+0.27 =119.9850+0.27 mm 14: Δ=0.24 δz=Δ/3=0.08
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δ
=[143(1+ 0.5%)-3/430.24]0+0.08 =13.890+0.08mm 26: Δ=0.36 δz=Δ/3=0.12
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[263(1+ 0.005%)-3/430.36]0+0.12 =25.860+0.12mm 60: Δ=0.56 δz=Δ/3=0.18
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[603(1+ 0.005%)-3/430.56]0+0.18 =59.880+0.18 mm 58: Δ=0.56 δz=Δ/3=0.18
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz =[583(1+ 0.005%)-3/430.56]0
2: Δ=0.18 δz=Δ/3=0.06
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
+018+0.21
+0.21
=57.870
+0.18
mm
=[23(1+ 0.05%)-3/430.18]0+0.06 =1.8750+0.06 mm ??2??2、型腔高度尺寸Hm??Hs(1?Scp)???
3?0?其中:HM:凹模高度尺寸 HS:制件高度尺寸
20: Δ=0.32[9] δz=Δ/3=0.11
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[203(1+ 0.5%)-2/330.32] 0+0.11=19.860+0.11
18: Δ=0.32 δz=Δ/3=0.11
+δz
HM=[HS(1+ Scp)- 2/3Δ]0
=[183(1+ 0.005%)-2/330.32]0+0.11 =17.880+0.11 mm 15: Δ=0.28[9] δz=Δ/3=0.09
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[153(1+ 0.5%)-2/330.28] 0+0.09=14.89+0.09
5: Δ=0.18 9] δz=Δ/3=0.06
LM=[LS(1+ Scp)- 3/4Δ]0+δz
=[53(1+ 0.5%)-2/330.18] 0+0.06=4.9050+0.06
3??3、型芯径向尺寸 lm??ls(1?Scp)???0 ??Z4??其中:lm :型腔尺寸
ls:塑件实际尺寸
SCP:材料收缩率 Δ:制件允许公差值 ?Z:凹模公差
68:Δ=0.84 δz=Δ/3=0.28
lM=[lS(1+ Scp)+3/4Δ]0-0.28
=[683(1+ 0.5%)+3/430.84] 0-0.28=68.970-0.28 mm 120: Δ=1.02 δz=Δ/3=0.34
lM=[lS(1+ Scp)+3/4Δ]0-0.34 =[1203(1+ 0.5%)+3/430.34]-0.34 =120.8550-0.34 mm 60: Δ=0.68 δz=Δ/3=0.23
lM=[lS(1+ Scp)+3/4Δ]0-0.23
=[603(1+ 0.5%)+3/430.68] 0-0.23=61.810-0.23 mm 48:Δ=0.68 δz=Δ/3=0.23
lM=[lS(1+ Scp)+3/4Δ]0-0.23
=[483(1+ 0.5%)+3/430.68] 0-0.23=48.750-0.23 mm
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