塑料模具设计教案(3)

2019-03-09 11:49

图3-2-5 定位环的另一种结构 定位环外径为注射机定模板定位孔直径,定位环与浇口套的配合一般取间隙配合,常用的有H7/f6。定位环凸出定模板的高度一般在20毫米以下。紧固定位环的螺钉一般选M6、M8,数量2~3个。 3.分流道的设计 分流道是连接主流道与型腔的通道。分流道的形状有圆形、半圆形、梯形、U形等,从压力传递的角度讲:要求流道截面积最大;从热传导的角度讲:要求流道外周长度最小。判断分流道形状优劣的标准是流道的比表面积。比表面就是流道的截面积与外周长之比。比表面积小,热量损耗小。 常用的分流道的断面形状与尺寸见表2-1所示。 表2-1 分流道断面 尺 寸 d R H W H U形、梯形分流道中,当H=(5~2)R及H=(2~4)W时,流道的比表面积较小。 435尺 寸 数 据(mm) 5 6 7 8 9 10 11 12 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 5 6 7 8 9 10 11 12 5 6 7 8 9 10 11 12 3.5 4 5 5.5 6 7 8 9 分流道尺寸视制品大小和塑料品种、注射速率、以及分流道长度而定。圆形分流道一般在5~10毫米之间;对于流动性好的塑料,如聚丙烯、尼龙等,当分流道很短时,直径可小到2毫米。对流动性差的塑料,可大到10毫米。实验证明,多数塑料分流道直径在5~10毫米时,对流动性影响较大,在增加直径,对流动性影响已经很小了。分流道尺寸可用下述公式计算。

a.圆形分流道截面直径

D=2(Q )

A (cm)

Q—流经一分流道的熔体体积流率,cm/s;

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D—圆形流道截面直径,cm;

A—熔体在该流道内的剪切速率,1/s; 熔体体积流率见表1。(注:计算分流道体积流率时,应除以分流道数。)

常用A值圆形截面分流道A=5×10~10;

b. 对于壁厚在3.2mm以内,重量为200g以下的塑料制品的圆形分流道直径,可按下列经验公式求得。流道直径限于3.2~9.5mm以内。 D=0.2654W·L 其中:D:流道直径 (mm) W:制品重量(g) L:流道长度 (mm)

c.对梯形分流道截面,其截面深度H可用下面公式计算。

H=1.587(Q )

A (cm) 3~5)H 24截面宽度W,W=(

在多型腔中,分流道的布置有平衡式和非平衡式两种。所谓平衡式布置,就是从主流道

到各个型腔的分流道长度、形状、断面尺寸都是对应相等的,这种设计可达到各个型腔的均匀进料。如图3-2-6所示。非平衡式布置如图3-2-7所示。 图3-2-6 图3-2-7 型腔的分布以平衡布置为佳。从流道长度看:直线排列最短。从流动平衡角度看:一模四腔的H形排列和圆形排列的热平衡性、流动性最好。对于精密成型时排列,圆形排列最理想。非圆制品作为一模四腔,H形排列最理想。 不管是平衡布置还是非平衡式布置,都牵扯到型腔数目的问题。型腔数目以制品精度、所选择注射机大小都有关系。对于技术要求高的塑件如光学件等,一般只能一模一腔。对于技术要求不严格的一般塑件,可用以下公式求得。 a. 由注射机锁模力确定 设:锁模力F(N)

型腔内树脂压力P(N/cm)

一个零件的投影面积a(cm) 分流道、浇口的投影面积b(cm)

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则n=(

F-b)÷a Pb.由注射量确定

设:最大注射量G(kg) 一个零件的重量W(kg)

一组主流道、分流道的重量W(kg)

则n=(0.8G-W)÷W

若注射机注射量以体积标注,则 n=(0.8V-υ

)÷υ

V:注射机的标称注射量,cm υ

:主流道、分流道的体积cm

υ:一个塑件的体积cm

4.浇口

浇口是浇注系统的关键部分。浇口的形状与尺寸对制品的质量影响很大,正如前面熔体流变方程的基础概念所讨论的,在多数情况下是浇注系统中截面积最小的,而且是有利的。 采用小浇口的原因是:

(1)控制填充熔融树脂的流动方向与流量的同时,把树脂封在浇口内,直到制品充分固化到能顶出的状态,防止树脂向流道回流。

(2)树脂通过狭窄的浇口产生摩擦热,使树脂温度上升,减小流动及熔接痕的产生。 (3)容易切断与制品的连接,二次加工方便。

(4)对多型腔多浇口,通过调整浇口的尺寸能取得向型腔的平衡填充。 1. 直浇口

直浇口注射时塑料从型腔深处流向分型面有利于型腔气体的排出;塑件表面一般无熔接痕。由于浇口处于塑件中心的位置,因此对塑料注入成型时,近似于等距离注满,浇注系统流程最短,因此压力损耗、热量损失均小,塑件质量好,常用于成型大型、长流程的制品。但由于其尺寸大,固化时间长,去除困难,制品表面留有痕迹,注射压力直接作用在制品上,制品表面容易产生残留应力。

直浇口的型式见图3-2-8。

图3-2-8 直浇口

直浇口类似于主流道的形式,其小端直径由所选注射机的喷嘴直径决定,且大于注射机

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的喷嘴直径1~2mm。直浇口大端尺寸的计算也可参照主流道大端尺寸的计算公式。直浇口常用的一般数据为:当l>30 时,D=Φ9~Φ12,当l≤30时, D=Φ4~Φ6。 2. 针点浇口

针点浇口是一种尺寸很小的浇口,在制品表面留有很小的痕迹,且浇口在开模时容易自动切断,为了取出

中间浇注系统的凝料,模具结构为三板式。相对于其他浇口而言,浇口的位置不受限制;多点进料时能取得浇口的平衡;对于投影面积大或易变形的制品,采用多个浇口也能得到理想的结果。

针点浇口的型式见图3-2-9。

图3-2-9 (a)适用于外观要求不高的塑件,图(b)适用于外观要求高、薄壁及热固性塑料。

尺寸计算

Qd=2( A ) (cm)

Q—流经一针点浇口的熔体体积流率,cm/s, D—针点浇口截面直径,cm;

A—熔体在针点浇口内的剪切速率,1/s 常用A值如下:

苯乙烯类:A=5×10~10; 聚烯烃类:A=10~5×10; 尼龙类: A=4×10;

聚甲醛 A=6×10~5×10。

点浇口常用的一般数据为:d =υ0.5~υ1.5,l=0.5~2,a=6°~15°。

3.潜伏式浇口

潜伏式浇口是由点浇口演变而来的。它具有点浇口的优点。其特点之一是浇口可设置在塑件侧面不明显处,分模时浇口与塑件自行分离,可使塑件生产达到自动化。由于潜伏式浇口的结构特点,对脆性、过于强韧的塑料,潜伏式浇口是不适宜的。

潜伏式浇口的型式见图3-2-10。

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图3-2-10 潜伏式浇口

尺寸计算:潜伏式浇口的浇口尺寸可按点浇口尺寸的计算公式计算。 常用的潜伏式浇口的浇口尺寸 d = ?0.8~1.5,? = 30~45°,β= 5~20°,ι= 1~1.5,R = 1.5~3,b = 0.6~0.8t,θ= 0~2°,L>3d1。 4.侧浇口

侧浇口是一种简单而有常用的浇口,它开设在分型面上,与其它形式的浇口相比,它具有浇口截面形状简单,易于机械加工;浇口的尺寸精度易于满足;浇口尺寸修改方便;充填型腔的速度受浇口封闭时间的限制不大;适用于各种塑料。缺点是塑件上留有明显的痕迹。

侧浇口型式见图3-2-11。

图3-2-11 侧浇口

尺寸计算: h = n·t

w = n·A/30 式中:

h—浇口的深度(mm); w—浇口的宽度(mm); A—制品外侧表面积(mm); t—制品的壁厚(mm);

n—树脂系数 ,不同树脂的系数见表2-2。 表2-2

树 脂 名 称 树 脂 系 数 PS、PE POM、PC、PP PVC

0.6 0.7 0.9 PVAC、PMMA、PA 0.8 几种常用塑料浇口的推荐尺寸见表2-3

表2-3

(mm)

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