图3-4 (斜销内抽芯)脱模机构2
方案2:该装置采用的是两段式斜销,如图3-4 斜销在推杆的作用沿导滑槽斜向上运动,完成内侧抽芯顶杆需向上运动的高度h,其中h?6tan15o?22 mm (侧
抽芯距离为4mm,再加上2mm的安全值,斜滑块运动方向与竖直方向所成角度为15o),然后用手工的方法将塑件取出,然后复位杆上的压缩弹簧将顶针板往后复位,斜销拉杆和顶针板一同往后复位通过,斜销在拉杆的作用下往后复位。这种脱模机构不能实现自动化操作,加大了工人的劳动强度。
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图3-5(滑块内抽芯)脱模机构3
方案3:如 图3-5开模时,动模侧一齐向后退,开模到一定距离时,凸模继续后退,滑块在压缩弹簧的作用下向内侧滑动,内侧抽芯完成,螺钉对滑块进行限位以防滑动距离过大而导致复位困难,然后动模板起着脱模板的作用将塑件脱出,合模时动模板起着复位杆的作用,滑块在凸模的作用下将滑块归位。整个过程能够自动开合模,运动平稳,模具尺寸相对较小;但和其它脱模机构相比多了两块板,所以模具高度增加,成型后塑件有不易修整的飞边,加工余量相对加大。
经上述综合分析比较,方案1和3的脱模机构设计比较合理。机构1的模具尺寸比机构稍大,但模具高度明显减小;避免了横向飞边,成型后塑件的加工余量小。因为该塑件的分型面简单,结构也不复杂,推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式,具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点,推杆直接与塑件接触,开模后将塑件推出,采用推杆脱模机构简化了模具结构,给制造和维护带来方便。所以方案1是本次设计的最优方案。
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3.4 侧型芯与滑块的设计
3.4.1 侧型芯设计
在上面的提出的三种设计方案中,侧型芯的安装有图3-6两种形式。
(a)图形式:成型时孔的A端会产生
不易修整的飞边,孔深时型芯易弯曲;
(b)图形式:避免了横向飞边的产生,
减小成型后塑件的加工余量;提 图3-6
高了型芯的强度和刚度。所以这里选择(b)图型芯结构更合理:设计时将型芯超出端面(即 塑件内表面)3mm,因侧孔深度为4mm,所以侧型芯长度为7mm,如
图3-7所示。
3.4.2 滑块设计
(1)抽芯距设计:因侧型芯长度为7mm,理论上而言抽芯距只需要7mm即可,为了安全起见,侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔深度大2~3mm,所以这里将抽芯距设计成9mm。
(2)滑块宽度设计:为了确保模具在合模时契紧块能够将滑块正确归位,将契紧块与滑块在抽芯方向的作用长度设计成比抽芯距大5mm~6mm(即让契紧块在合模过程中与滑块刚接触已经有5mm~6mm的作用长度),所以这里将作用长度设计成15mm,作用面与垂直方向所成角度一般为15o~20o,这里设计
成18o,其结构如 图3-7所示: 图3-7 滑块结构示意图
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第四章 注塑机型号的选择
4.1 注塑成型工艺简介
注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性,首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化,使之成为粘流状态熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推动下,以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中,经过一段时间的保压冷却以后,开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。
图4-1 注塑成型压力—时间曲线
(1)物料准备 成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况、有无杂质等进行检验,并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料,应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥,若有嵌件,还要知道嵌件的热膨胀系数,对模具进行适当的预热,以避免收缩应力和裂纹,有的塑料制品还需要选用脱模剂,以利于脱模。
(2)注塑过程 塑料在料筒内经过加热达到流动状态后,进入模腔内的流动可分为注射、保压、倒流和冷却四个阶段,注塑过程可以用如图所示3-1所示。图中t0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻;当模腔充满熔体(t=t1)时,熔体压力迅速上升,达到最大值P0。从时间t1到t2,塑料仍处于螺杆(或柱塞)的压力下,熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动,而温度又在不断下降,定向分子(分子链的一端在模腔壁固化,另一端沿流动方向排列)容易被凝结,所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的
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时间越长,分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束(时间从t2到t3),由于模腔内的压力比流道内高,会发生熔体倒流,从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中,塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。
(3)制件后处理 由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂,再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同,制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩,导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力,脱模后除引起时效变形外,还会使制件的力学性能,光学性能及表观质量变坏,严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理,常用的后处理方法有退火和调湿两种。
退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力,此外,退火还可以对制件进行解除取向,并降低制件硬度和提高韧性,温度一般在塑件使用温度以上的10~20度至热变形温度以下10~20度之间;调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序,主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液(沸点为121℃,加热温度为100~121℃),保温时间与制件厚度有关,通常取2~9小时。
4.2 注塑成型工艺条件
ABS的注射工艺参数 ① 注射机类型:螺杆式。 ② 螺杆转速(r/min):30。
③ 预热和干燥:温度(t/℃)80~85; 时间(τ/h)2~3。
④ 料筒温度(t/℃);后段150~170; 中段165~180; 前段180~200。
⑤ 喷嘴温度(t/℃):170~180。 ⑥ 模具温度(t/℃): 50~80。 ⑦ 注射压力(MPa):60~100。 ⑧ 保压压力(MPa):40~ 50。
⑨ 成型时间(τ/s):注射20~90;高压0~5;
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