主流道是指浇注导流中以注射机喷嘴与模具接角处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是溶体最关键的部分,它的形状与尺寸对塑体的流动速度和充模时间有较大的影响。根据手册查得XS-ZY-500型注射机喷嘴的有关尺寸。
因此,必须使熔体的温度降和损失最小,主流道设计成圆锥形,其锥角为20-60,小端直径d注射机喷嘴直径大0.5-1mm。
喷嘴球半径:R0=18mm 喷嘴孔直径:d0=φ4mm
根据模具主流道与喷嘴的关系:R=R0+(1-2)mm,d= d0+0.5mm 取主流道球面半径:R=20mm 取主流道的小端直径:d=φ4.5mm
为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其斜度为10-30。经换算得主流道大端直径D=φ12mm。同时为了使熔料顺利进入分流道,在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。
(2)分流道的设计
在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注导流时,应设置分流道,分流道是指主流道未端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道采用是改变熔体流向,使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时请注意尽量减少流动过程中的热量损失的压力损失。
分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积比较大,但形状不算太复杂,且壁厚均匀,可考虑采用多点进料方式;缩短分流道长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证。本例从便于加工的方面考虑,采用截面形状为半圆形的流流道。查有关手册得R=6mm。
1)分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸,成型工艺条件以及流道的长度等因素来确定,通常圆形截面分流道直径为2-10mm;对流动性较好的尼聚乙稀,聚丙烯等塑料的小型塑料,在分流道长度很短时,直径可小到2mm,对流动性较差的聚碳酸酯,聚砚等可大至10mm,对于大多数料,分流道截面直径常取5-6mm。
梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定
6
b=0.2654m4L
式中b——梯形大度边宽度,mm; L——分流道的长度,mm; m——塑件的质量,g; h——梯形的高度,mm;
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,二次分流道甚至三次分流道。分流量的长度要尽可能短,且磨折少,以便减少压力损失和热量损失,节约塑料的原材料和能耗。
3) 分流道的表面粗糙度,由于分道流中与模具接触的外层塑料的外层塑料迅速冷却,只有内部的腔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1-65m左右,这可增加对外层塑料熔体的流动阻力,使外层塑料冷却、固定、形成耐垫层。
4) 分流道在分型面上的布置形状,分流道在分型面上的布置形式与型腔在场型面上的布置形式密切相关,如果型腔成圆形分布,则分流道是辐射状布置,如果型腔呈矩形状分布则分流道一般采用“非”字状布置;另一个是流程尽量短,对称布置,使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致,分流道常用的布置形式自平衡式和非平衡式两种,这与多型腔的平衡式与非平衡式是一致的。
(3)浇口设计
a、浇口形式的选择。由于该塑件外观质量要求较高,浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时,也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置,可选择的浇口形式有几种方案,其分析见表如下:
浇口形式有以下几种常见形式:
1)潜伏式浇口,其特点是从分流道处直接以隧道式浇口进入型腔,浇口位置在塑件内表面,不影响其外观质量,但采用这种浇口形式会增加模具结构的复杂程度;
2)轮辐式浇口,它是中心浇口的一种变异形式,采用几股料进入型腔,缩短流程,去除浇口时较方便,但有浇口痕迹,模具结构较潜伏式浇口的模具结构简单;
3)盘形浇口,它具有料流同时前进、进料均匀、不易产生熔接痕、排气条件好等优点,但是浇口凝料去除较困难,需要切削加工或冲切法去除。此外,模具结构设计也不易实现;
6
4)点浇口,又称针浇口或菱形浇口,采用这种浇口,可获得外观清晰,表面光泽的塑件,在模具开模时,浇口凝料会自动拉断,有利于自动化操作。由于浇口尺寸较小,浇口凝料去除后,在塑件表面残留痕迹也很小,基本上不影响塑件的外观质量,同时,采用四点浇口进料,流程短而进料均匀。由于浇口尺寸较小,剪切速率会增大,塑料黏度降低,提高流动性,有利于充模。但是模具需要设计成双分型面,以便脱出浇柱系统凝料,增加了模具结构的复杂程度,但能保证塑件成型要求。
根据灯座塑件的特点以及对塑料成型性能,浇口和模具结构的分析比较,确定成型该塑件的模具采用点浇口方式。
b.进料位置的确定。根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式,进料位置设
计在塑件底部。
(4)型芯、型腔结构的确定
型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。
整体式型腔是直接在型腔板上加工。有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固,成型塑件质量好,但尺寸较大。消耗贵重模具钢多.不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。 组合式型腔是由许多拼块镶制而成,机械加工和热处理比较容易,能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢,便于机加工和热处理,修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。
由于该塑件尺寸较大,最大可达φ170mm,且形状复杂,有锥面过渡。若采用整体式型腔.加工和热处理都较困难。所以,采用拼块组合式,在型腔的底部大面积镶拼结构。考虑模具温度调节,型芯采用整体式结构。
(5)推件方式的选择
根据塑件的形状特点,模具型腔在动模部分。开模后,塑件留在型腔。其推出机构可采用推块推出或推杆推出。其中,推块推出结构可靠,顶出力均匀,不影响塑件的外观质量。但塑件上有圆弧过渡,推块制造困难;推杆推出结构简单,推出平稳可
6
靠,虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹,但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。
从以上分析得出:该塑件采用推杆推出机构。
(6)侧抽芯机构没计
该塑件上有内凸结构,它垂直于脱模方向,阻碍成型后塑件从模具中脱出。因此,成型内凸部分的零件必须做成活动的型芯,即设置抽芯机构。根据塑件结构有两种选择方案。其一,采用滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构,如图3-2 (a)所示。其二,采用斜杆导滑的分型抽芯机构.如图3-2 (b)所示。
如图3-2所示,因塑件侧芯距较小,且图3-2 (a)的模具结构较图3-2 (b)的模具结构安装调整简单,故选择滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构(图3-2(a))。
(a) (b)
图3-2 侧抽芯机构
(7)标准模架的选择
本塑件采用点浇口注射成型,根据其结构形式,选择A型模架,灯座注射模具见总装配图。
6
第四节 注射模设计的尺寸计算
一、成型零件尺寸计算
该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算,查有关手册得PC的收缩率为Q=0.5%-0.7%,故平均收缩率为SCP=(0.5+0.7)%/2=0.6%=0.006。根据塑件尺寸公差要求。模具的制造公差取δt=Δ/4。
(1)型腔的计算 a、导滑板的计算 小端对应的型腔计算: Lm=(Ls+LsscP%-3/4Δ)+ δ20 当Ls取?690?0.86 时
=(?690?0.86+?690?0.86·scp%-3/4Δ)+(Δ/4) 20 ∵scp=(0.5+0.7)%/2
=0.6% =0.006
∴Lm=(?6900 2?0.86+?69?0.6·0.006%-3/4Δ)+ (Δ/4)0
=?68.77?0.220
Lm=(Ls+LsscP%-3/4Δ)+ δ20 当Ls取?700?0.86时
=(?700?0.86+?700?0.86·scp%-3/4Δ)+δ20 =(?700?0.86 +?700?0.86·0.006%-3/4Δ)+(Δ/4)20 =?69.78?0.220
内凸对应的型芯计算
Lm=(Ls+Lsscp%-3/4Δ)+ δ20
取Ls为?114?1.140 时
6