4.3.1设计要求
分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。其作用是改变熔体流向,使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量与压力的损失。
① 分流道的形状与尺寸 分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧,其截面形状应尽量使其比表面积(流道表面积与其体积之比)小。常用分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形。
分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件及流道长度等因素来确定。
② 分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况,分流道可分为一次分流道、二次分流道等。分流道的长度要尽可能短,且少弯折,以减少热量与压力的损失,节约塑料材料和降低耗能。
③ 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却只有内部的熔体流动状态比较理想,因此分流道表面粗糙度要求不能太低,一般Ra取1.6μm。
④ 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式与型腔在分型面上的布置形式密切相关。其应遵循两个原则:一是排列尽量紧凑,以缩小模板尺寸;二是流程尽量短,对称分布使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致。
3.分流道的尺寸设计
流道的直径过大:不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。
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流道的直径过小:材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。
因此流道直径应适合产品的重量或投影面积
流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料;但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。
W?4L流道长度可以按如下经验公式计算:D?
3.7D——分流道直徑mm W——产品质量g L——流道長度mm
所以分流道的直径选取为8mm,长度一般取在8~30mm之间,不宜小于8mm,所以分流道长度取15mm。
4.分流道的布置 流道排列的原则
a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。 b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。
流道的布置要平衡,可以说自然平衡,如果自然没法平衡的话需要人工平衡。
4.4浇口设计
浇口是塑料熔体进入型腔的阀门,对塑件质量具有决定性的影响。因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。
浇口是塑料熔体进入型腔的阀门,对塑料件质量具有决定性的影响,因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口有多种类型,如直浇口、潜伏式浇口(如图4.4.1)、侧浇口(如图4.4.2)、点浇口、重叠式浇口、扇形浇口等。 1、浇口的作用
(1)熔料经狭小的浇口增速、增温,利于填充型腔
(2)注射保压补缩后浇口首先凝固封闭型腔,减小塑件的变形和破裂 (3)狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离、修整分离
2、浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响产品外观、尺寸精度、
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物理性能和成型效率。
浇口过小:易造成填充不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷且成型收缩会增大
浇口过大:浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂且浇口的去除加工困难等。
浇口的选用通常要考虑以下几项原则: (1) 尽量缩短流动距离
(2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处 (3) 必须尽量减少熔接痕 (4) 应有利于型腔中气体的排出 (5) 考虑分子定向影响 (6) 避免产生喷射和蠕动
(7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷 (8) 注意对外观质量的影响
综合塑料使用的浇口类型与选用原则,这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一侧,开模时浇口自动切断。
图4.4.1潜伏式浇口 图4.4.2侧浇口
4.5冷料穴和拉料杆的设计
冷料穴的作用:容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体冲模速度,又影响成型塑件的质量。冷料穴除以上作用外,还有便于在该处设置主流道拉杆的作用。
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拉料杆的设计:
拉料杆的作用:注射结束模具分型时,在拉料杆的作用下,主流道中的凝料从定模浇口套中被拉出。最后推出机构开始工作,将塑件和浇注系统中的凝料一起推出模外。
主流道拉料杆有两种基本形式,一种是推杆形式的拉料杆,其固定在推杆固定板上。另一种是仅适用于推件板脱模的拉料杆。因此,我选择推杆是球字形的拉料杆
拉料杆的材料为T8,进行热处理时头部硬度为HRC50~55,配合部分粗糙度为Ra0.8um.
4.6 排气系统的设计
排气不良容易引起塑件烧焦、短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色差、缩水、流纹、表面凹陷、不溶等。
排气槽的作用主要有两点,一是在注射熔融物料时排出模腔内的空气,二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品越是要远离浇口的部位。排气槽的开设就显得尤为重要。
适当的开设排气槽,可以大大的降低注射压力、注射时间、保压时间及锁模压力,使塑件成型由困难变容易,从而提高生产效率,降低生产成本,降低机器的能量消耗。
注射模具也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔的同时,必须置换出型腔内的空气和从物料中溢出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。
排气系统的设计方法:
1、利用分型面排气是最简单的方法,排气效果与分型面的接触精度有关; 2、利用顶杆与孔的间隙排气,必要时可对顶杆作些排气的结构措施; 3、利用球状合金颗粒烧结块渗导排气,烧结块应有足够的承压能力,设置在塑件隐蔽处,并需要开设排气通道;
4、在熔合缝位置开设冷料井,在储存冷料前也滞留了不少气体;
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5、可靠有效的方法是在分型面上开设专用的排气槽,尤其上大型注塑模具必须如此;
6、对于大型的模具,也可以利用镶拼的成型零件的缝隙排气。
在本文设计中,塑件为小型薄壁制件,且流料速度不大,故可以考虑不开排气槽,而利用分型面的配合间隙等排气措施。这些活动间隙兼做排气槽时,其间隙量的取值,不得超过聚苯乙烯的溢边值(0.03mm)满足要求。
第五章 成型零部件的结构设计
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件,包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时,直接与塑料接触,塑料熔体的高压、料流的冲刷,脱模时与塑件间还发生摩擦。因此,成型零件要求有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此外,成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。
设计成型零件时,应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求,确定型腔的总体结构,选择分型面和浇口位置,确定脱模方式、排气部位等,然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计,计算成型零件的工作尺寸,对关键的成型零件进行强度和刚度校核。
5.1凹模的结构设计
凹模也就是所谓的型腔,是成型塑件外表面的主要零件,按结构不同可分为整体式和组合式。
整体式凹模:其特点是牢固,不易变形,不会使塑件产生拼接线痕迹。但是由于整体式型腔加工困难热处理不方便,所以其常用于形状简单的中、小型模具上。
根据此次设计的要求与加工特点来看选用整体式凹模,其结构图如5—1所示:
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