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③滑块的定位装置。为了保证斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔,滑块在抽芯后的终止位置必须定位,该模具采用定位限位钉定位的定位方式。
(8)楔紧块的设计
①楔紧块形式。为了防止活动型芯和滑块在成型过程中受力而移动,滑块应用楔紧块锁紧,结合本设计中模具结构特点,该模具采用与定模板做成一体的整体式楔紧块(要求制造精度比较高)。
②楔紧块的楔角。当斜导柱带动滑块作抽芯移动时,楔紧块的楔角必须大于斜导柱的斜角,这样当模具一开启,楔紧块就让开,否则斜导柱无法带动滑块作
(2?~3?)抽芯动作。一般?ˊ=??,该设计中?为6.4°,可取为9°。
第十章 排气系统的设计
注塑模的排气是模具设计中的一个重要问题,特别是在快速注塑成型中,对注塑模的排气要求更加严格。
10.1 注塑模中气体的来源。
1)浇注系统和模具型腔中存在着空气。
2)有些原料含有未被干燥排除的水分,它们在高温下气化成水蒸气。 3)由于注塑时温度过高,某些性质不稳定的塑料发生分解所产生的气体。 10.2 排气不良的危害
1) 在注塑过程中,熔体将取代型腔中的气体,如果气体排出不及时,将会造成熔体填充困难,造成注塑量不足而不能填满型腔。
2) 排除不畅的气体会在型腔内形成高压,并在一定的压缩程度下渗人塑料内部,造成气孔、空洞,组织疏松等质量缺陷。
3) 由于气体的排除不畅,使得进入各型腔的熔体速度不同,因此容易形成流动痕和熔合痕,并使塑件的力学性能降低。
4) 由于型腔中气体的阻碍,会降低充模速度,影响成型周期,降低生产效率。
所以在塑料冲模中要设计排气系统,减少冲模过程中气泡对冲模的影响。
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模具的排气可以利用排气槽排气,分型面排气,利用型芯、推杆、镶件等的间隙排气。本设计中,模具可通过动、定模的分型面的分型面,型芯、推杆、镶件等的间隙进行排气,不需另设排气系统。
第十一章 温度调节系统的设计
注射模设计温度调节系统的目的,就是要通过控制模具温度,使注射成形具有良好的产品质量及较高生产率。
(1)加热系统。由于该套模具的模温要求在80°C以下,模具尺寸也不是太大故无需设置加热系统。
(2)冷却系统和冷却介质,一般注射到模具内的塑料温度为200°C左右, 而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60°C以下。热塑性塑料在在注射成形后,必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,以使塑料可靠冷却地冷却定型并可迅速脱模。
对于黏度低、流动性好的塑料(如PE、PP、PS、PA66等),因为成形工艺要求模温都不太高,所以用常温水对模具进行冷却,由于ABS的流动性中等,且水的热容量大,成本低,传热系数大,故该模具亦采用常温水进行冷却。
(3)冷却系统的简略计算。如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量,不考虑模具金属材料的热阻,可对模具冷却系统进行初步和简略的计算。
①求塑件在固化时每分钟释放的热量Q
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Q?WQ1?0.113?350?39.55kJ/min
W?tVs??3?25.1?1.05?112.95g/min?0.113kg/min 式中 t—每分钟的注塑次数。因为生产周期
t1?t注?t冷?t脱=1s?9.3s?8s=18.3s
t注是注射时间,t冷是冷却时间(查塑料成型工艺及模具设计书表4-34) t脱是脱模时间(根据塑件取出的难易程度确定,一般取8s)所以循环周期
取20s。即t=3。
Vs—为每次注入注射机中的熔体体积(为25.1cm3)
W—单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量(kg/min)。
Q1—ABS单位质量放出的热量,查相关参考文献,为310kJ/kg?400kJ/kg,
取350kJ/kg。 ②求冷却水的体积流量
q?=WQ139.55?3?9.4?10?3m3/min?c1??1??2?10?4.187??21?20?
式中 ?—冷却水的密度,为1?103kg/m3; c1—冷却水的比热容,为4.187kJ/?kg?oC?; ?1—冷却水出口温度,取21°C。 ?2—冷却水入口温度,取20?C。
③求冷却管道直径d 查表,为使冷却水处于湍流状态,取d=10mm。 ④求冷却水在管道内的流速v
4q?4?9.4?10?3?=2==1.99m/s2 ?d3.14?0.01?60
查表得,上述计算结果大于使冷却水达到湍流状态的最小流速(1.32m/s),故符合要求。
⑤求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h
h=3.6f????0.8
d0.2?3.6?6.49??103?1.99?0.80.010.2?25570.7kJ/?m2?h??C?
°f=6.49(平均水温为20.5C)查参考文献,取
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⑥求冷却管道总传热面积A A?60wQ1?h??60?161.245?1.02?10?2m2
20?25??22335.2??65??2??式中 ??—模具温度与冷却水温之间的平均温差(oC),模具温度取65oC。
⑦求模具上应开设的冷却管道的孔数n
A4.8?10?3n=??0.38?1?孔??3?dB3.14?0.01?400?10
式中 B—模具长度,为400mm。
(4)冷却装置的布置。虽然经上述理论计算,所需冷却水路仅一条,但在 实际生产应用中这是不够的,将不能获得很好的冷却效果。实际的水道布置见装配图。
第十二章 注射机安装尺寸的校核
12.1 最大与最小模具厚度的校核
1)模具平面尺寸
250mm?400mm=100000mm<320mm?320mm=102400mm(拉杆间距), 校核合格。
2)模具厚度与满足
Hmin?H?Hmax,式中Hmin=170mm,Hmax=300mm而该套模具整个厚度: H=2H1+H3+A+B+C=2?25+32+80+32+80=274mm
故符合要求。
2212.2 开模行程校核
本模具需要侧抽芯,且抽芯距离较小,由前面计算知HC侧=40mm,
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而
H=H1+H2??5~10??38?123.94??5~10??166.94mm~171.94mm<305mm
式中 H1—塑件推出距离,为38mm;H2—包括浇注系统在内的塑件高度,为123.94mm。故校核合格。
12.3 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核
注射模外形尺寸应小于注射机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应,模具宽度或模具高度至少有一个方向能穿过拉杆间的空间装在注射机的工作台上。选定的模架为200mm?400mm,外形尺寸为250mm?400mm,而所选的注射机拉杆间距为320mm?320mm,符合要求。
第十三章 模具工作过程
13.1模具的安装
1) 安装前先要清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。 2) 模具安装采用整体安装法。先在机器下面导轨上垫好板,模具从侧面进入机架内,定模入定位孔,并放正,慢速闭合模板,压紧模板。然后用压板或螺钉压紧定模,并初步固定动模,然后慢速开闭模具,保证开闭模具时平稳、灵活、无卡住现象,然后固定动模。
3) 调节锁模机构,保证有足够的开模距离及锁模力,使模具闭合适当。 4) 慢速开启模板直至模板停止后退为止,调节顶出装置,保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况,动作是否平衡、灵活、协调。
5) 模具装好后,待料筒及喷嘴温度上升到距离注射温度20℃~30℃时,即可校正喷嘴浇口套的相对位置及弧面接触情况,可用纸片放在喷嘴和浇口套之间,观察两者的接触印痕,检查吻合情况,须使松紧合适,校正后拧紧定位螺钉,紧固定位。
6) 开空车运转,观察模具各部分运行是否正常,然后才可注射试模。 模具装配试模完毕之后(见总装图),模具进入正式工作状态,其基本工作过程如下:
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