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本套模具采用的是潜伏浇口,进料口直径很小, 潜伏浇口拉断后,仅在塑件上留下很小痕迹,不影响塑件的外观质量。它的缺点:不适宜热敏性塑料及流动性差的塑料;进料口直径受限制,加工较困难。所设计的浇口形式及尺寸如图2.9所示。在实际加工中,是先用圆形铣刀铣出直径为6mm的分流道,再将材料进行热处理,然后做一个电极去放电,用电火花打出这个浇口来的。
图2.9潜伏浇口
2.12.2浇口位置的选择确定
模具设计时,浇口的位置及尺寸要求比较严格,其开设的位置对塑件成型性能及质量影响很大,因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节,同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表,一定要认真考虑浇口位置的选择,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。
根据本塑件的特征,综合考虑以上几项原则,每个型腔设计一个进浇点, 如图2.9所示,进浇点的分流道开在动模上。
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2.13 浇注系统的平衡
模具设计成一模二腔的形式,在设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。在塑件形状及模具结构允许的情况下,应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同的形式,否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致,这就是浇注系统的平衡。
可以看出,所设计的模具是平衡式的浇注系统,即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等,形状及截面尺寸都相同。
2.14 冷料穴的设计
在完成一次注射循环的间隔,考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度,从喷嘴端部到注射机料筒以内约10~25mm的深度有个温度逐渐升高的区域,这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳,如果这里温度相对较低的冷料进入型腔,便会产生次品。为克服这一现象的影响,用一个井穴将主流道延长以接收冷料,防止冷料进入浇注系统的流道和型腔,把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。
冷料穴即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等,形状及截面尺寸都相同。
模具设计的冷料穴开设在主流道对面的动模板上,结构为倒锥形,其拉料杆固定在推出固定板上,开模时靠倒锥起拉料作用,然后由推杆强制推出。拉料的直径D=6mm,材料选用T8A,拉料杆固定在推出固定板上,与推出固定板为过渡配合(H7/m6),总长为144mm。冷料穴的标称直径与主流道大端直径相同,为7.1mm,深度为6mm,此冷料穴能够保证冷料的体积小于冷料穴的体积。
2.15 成形零件的加工工艺
成型零件结构设计完后,就要对零件进行选料加工。此塑件材料的成分是ABS,要求有优良的综合性能,抗冲击强度高,流动性要好。因此其成型零件的材料的各种性能要求相当好,并且必须进行热处理,提高它们的硬度。本套模具的成型零件采用一种牌号叫T8A模具钢和Cr12模具钢。它们是一般模具
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钢材中性能较好的,是一种预加硬高磨光度的模具钢。
1.选材
型腔选用Cr12这种优质的模具钢,其淬火硬度54~58HRC;型芯则选用了Cr12模具钢,其淬火硬度54~58HRC。
2.加工
型腔、型芯的加工采用数控加工,镶件以及斜滑杆的孔则采用线切割。其加工是根据PRO/E的3D开模图生成的程序进行加工,方便快捷,适合大批量生产,生产效率很高。
2.16 脱模机构的设计 2.16.1 脱模力的计算
脱模力将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力,主要包括由制品的收缩率所引起的制品与型芯的摩擦阻力和大气压力。脱模力的计算是设计推出脱模机构的依据,其大小与制品的壁厚及形状有关。
因本次模具设计的塑件的壁厚与其内孔直径的比大于0.05,所以按照厚壁圆形制品来计算其脱模力的大小,脱模力的计算公式如下:
式中
F?2??rE?L?f?tg?)?10B (2.2)
?1?u?K2)K1E是塑料的拉伸模量,E =1.8×103MPa; r是型芯的平均半径,r =12.3mm; ξ是塑料成型的收缩率,ξ =0.5%;
L是塑件包容型芯的长度, L =25.4mm ; u是塑件的泊松比,u =0.35; φ是塑件的脱模斜度,φ =10;
f是塑料与钢材的摩擦因数,f =0.22;
Β塑件再与开模方向垂直的投影面积,B=370.829mm2;
K1=1+fsinφcosφ=1.0037 K 2 =
2?2 其中λ=4.92 2cos??2?cos?第 18 页
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=4.47, 所以塑件的脱模力为,
F=?2??12.3?1800?0.05?25.4?0.22?tg1??370.829??2
?1?0.35?4.47??1.0037 =1342.38N。
2.16.2 推出机构的设计
推出脱模机构数注射模的重要结构组成之一,其作用是将冷却固化后的成型制品从模具中取出,在模具开模后,制品通过自身的重力作用或其他方法而从型腔或型芯上脱落。
(1) 推出机构的选用原则
在设计推出脱模机构时,必须根据制品的形状,复杂程度和注射机推出结构形式,采用适合的推出脱模机构,其选用原则如下:
①开模时应尽量使塑件留在动模一边;
②制品脱模后不致变形,推力分布均匀,推力面尽可能大,并靠近型芯; ③制品在推出时不能造成碎裂,推力应设在制品能够承受较大力的地方; ④尽量不损坏制品的外观;
⑤推出机构应动作可靠,运动灵活,制造方便。 (2)确定推出机构的形式
本套模具根据塑件的结构,采用推杆推出的脱模机构,推杆直径为8mm,材料选用T8A钢,推杆头部需进行淬火处理,硬度在53~57HRC,表面粗糙度在Ra1.6um以下。
推杆采用整体式的结构形式,其断面形状为圆形,此形状容易加工,且很容易保证其配合精度,易于保证其互换性,并易于更换,而且它还具有滑动阻力小等特点。
由于本套模具采用斜顶抽芯,其固定方式比较特殊,因受塑件结构的限制,所以推杆的固定必须同斜顶的固定结合起来加以考虑。在这套模具中,斜顶采用滑座来固定,而滑座固定在推件板上,由于尺寸较大,如果推杆直接固定在推件板上,将与滑座产生干涉。因此,在设计推杆固定方式时,将推杆和斜顶
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一起固定在滑座上,再通过顶板固定在推件板上。
推杆和推杆孔的配合采用间隙配合H8/F8,推杆头部和推杆孔的配合精度并不高,理论上讲推杆和推杆孔的单边间隙不大于所用塑料的溢边值即可。这个配合间隙即能满足相对移动的定位要求,并起到浇注时的排气作用。
2.17 复位机构的设计
由于推杆的端部不直接接触到定模的分型面上,所以模具在闭合时并不能驱动它们复位,因此必须靠复位机构使其复位。
本套模具采用强制复位机构,将注射机的顶杆用螺钉固定在推件板上,模具合模时,强制带动复位杆,使推出部分强制复位。复位杆的制造简单,易于安装和调节,复位动作稳定可靠。
模具采用4根直径为12mm的复位杆,以保证复位过程中顶板的平衡移动。复位杆与动模的的配合精度为H7/f8,材料为45钢,淬火硬度43~48HRC。在合模时,为了避免同定模板发生干扰而合模不严,安装时,复位杆低于动模分型面0.25mm的距离。
2.18 合模导向机构的设计
合模导向机构在注射模中,用来保证动模和定模或模内其他零部件之间准确对合。在模具中起定位、导向和承受一定的侧压力的作用,导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。本套模具采用的是导柱导向机构,它是利用导柱与导柱孔之间的配合来保证模具的对合精度。
2.18.1 导柱
(1)导柱的结构及尺寸
导柱多为标准件,但标准的规格类型较多。有带储油槽、无储油槽及固定形式加大或不加大等多种形式,本套模具采用带储油槽的直通式导柱。直径为30mm,导柱的长度L应保证,开模后导柱的长度比端面长出6—8mm。
(2)导柱的配合与安装
导柱与导柱孔之间一般采用间隙配合H8/f8。导柱与安装孔之间采用过渡配合H7/m6。
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