2 确定型腔数目
模具中的型腔数目的确定是一项终合项目。首先应考虑注塑机的各项规格和工作性能,以及考虑制品的精度要求,模具制造的费用
以机床的注塑能力为基础,每次注射量不超过注塑机注塑量的80%。按公式 N?式中 N—型腔数
S—注塑机的注塑量(g) W浇—浇注系统的重量(g) W件—塑件重量(g)
N?0.8?200?6?2.7 560.8S?W浇W件 【2】p201 (2-1)
代入数据得,
从塑件精度考虑,通常认为,模具中每增加一个型腔,所成型的制品精度将下降40%,多型腔模具的制造精度低,塑件的精度也低。
从塑件产量考虑,对试制或小批量塑件宜取单型腔或少型腔,大批量时宜取多型腔。 由于本制品精度要求不高,且属于大批量生产,综合考虑初步确定型腔数目为2.
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3 注塑机的选择
为了保证正常生产和获得良好的塑件。在模具设计时应选择合适的注塑机。一般应考虑下列几个问题:
1.额定注塑量
国产标准的注塑机均用塑料的容量(cm3)表示一次注射量。因聚苯乙烯塑料比重是1.05近似与1。因此以聚苯乙烯为基准来确定注塑机的额定注射量。由于习惯对注塑机的注射量也可采用克量来表示。 (1) 以容量计算:
0.8V注?V件 【2】P202 (3-1) 式中 V注— 注射机的最大注射容量(cm3)
V件—成型塑件及浇注系统所需塑料的容量(cm3)
0.8—为系数,一般要求成型塑件的容量不超过注射机容量的80%
(2) 以克量计算:
0.8C?G 【2】P202 (3-2) 式中 C—注塑机最大注塑克量(g)
G—成形塑件及浇注系统所需塑料的容量(cm3)
0.8—为系数,一般要求成型塑件的容量不超过注射机容量的80% 选用公式(2-2)计算
0.8V注?56?2?8 1.05 V注?143(cm3)
2.额定锁模力
选用注塑机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力,不然模具的分型面要分开而产生溢料。注射时产生的型腔压力,对柱塞式注塑机因注射压力损失较大,所以型腔压力约为注射压力的40~70%;而有预塑装置的注塑机及螺杆式注塑机压力损失较小,所以型腔压力较大。另外对不同流动性的塑料、喷嘴和模具的结构形式,其压力损失也不一样。一般熔料经喷嘴时其注射压力达600~800kg/cm2,经浇注系统入型腔时型腔压力一般为250~500kg/cm2.
锁模力和成形面积的关系由下式确定:
P锁?P腔?A/1000 【2】P203 (3-3)
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式中 P锁—锁模力(T)
P腔—型腔压力,一般为400~500 kg/cm2 A—浇道、进料口和塑件的投影面积
(2??3.22?6) 代入数据得 P锁?480?/1000
即P锁?33.8(T)
3.额定注塑压力
只考虑注塑机的最大注射量,最大成型面积和锁模力来确定注塑机还不够的,有些塑件由于形状及塑料品种因素,需要很高的注射压力才能顺利成型,为此选用注塑机注塑压力
必须大于成型所需注射压力。即:
P注?P成【2】P203 (3-4) 式中 P注—选用的注射机的最大注射压力(kg/cm2) P成—成型时需要的注射压力(kg/cm2)
成型需要的注射压力一般很难确定,因它与塑料品种、塑件形状尺寸、注射成型条件、注塑机的种类、喷嘴及模具浇注系统都有关。一般注塑压力常在700~1500 kg/cm2范围内选取。
4.注塑机的形式和模具的关系
模具设计时,需要考虑机床动模板的行程和可调节的模具闭合高度,这直接影响到装模及脱模。
(1) 注塑机的闭合高度与模具的关系
模具厚度与注射机的闭合高度必须满足以下两个公式的关系
H小?H?H大【2】P204 (3-5)
H大=H小?S【2】P204 (3-6)
式中 H—模具厚度(mm)
H小—机床最小闭合高度(mm) H大—机床最大闭合高度(mm) S—螺杆可调长度
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(2) 卧式或立式注塑机的开模行程与模具关系必须满足公式:
S?H1?H2?5~10 【2】 P204 (3-7) 式中 S—开摸行程(mm) H1—脱模距离(mm) H2—塑件高度(mm)
5~10—为保证取出塑件而增设的余量(mm)
(3)点状进料口模具与开模行程的关系必须满足公式:
S?H1?H2?a?5~10 【2】 P204 (3-8) 式中 S—开摸行程(mm) H1—脱模距离(mm) H2—塑件高度(mm)
5~10—为保证取出塑件而增设的余量(mm)
a——顶模板与浇口套分离距离(取出浇口的长度)。对阶梯形塑件,不需要全部顶出型芯,但必须考虑脱模后型芯是否防碍取出塑件(mm). 以公式(2-9)计算
S?60?94?60?5~10?220
综合注射量、锁模力、注射压力、注塑机的闭合高度和开模行程,选用G54-S200型注射机,模具采用螺钉直接固定。
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4浇注系统的设计
浇注系统的选择是注塑模具设计中的一个重要环节.设计前首先要对塑料制品所采用的塑料品种,制品的几何形状、尺寸使用的机床设备、注射时可能产生的缺陷及填充条件作全面的分析。同时模具的分型面选择与浇注系统也密切相关。
4.1 设计浇注系统基本要点如下:
(1)设计浇注系统时,流道应尽量减少弯折,表面粗糙度为Ra1.6~Ra0.8?m。 (2)设计浇注系统时,应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔,浇注系统应按型布局设计,尽量与模具中心线对称。
(3) 塑料制品投影面积较大时,在设计浇注系统时,应避免在模具的单面开设浇口,否则会造成注射时压力不均匀。
(4)设计浇注系统时,应考虑去除浇口方便,修正浇口时在塑料在制品上不留痕迹,以保证塑料制品外观。
(5)一模多件时,应防止将大小相差悬殊的塑料制品放在同一付模具内。
(6)在设计主流道时,避免熔融的塑料直接冲击小直径型芯及嵌件,以免产生弯曲或折断。
(7)在满足塑料成型和排气良好的前提下,要选取最短的流程,这样可缩短填充时间。
(8)能顺利地引导熔融的塑料填充各个部位,并在填充过程中不致产生塑料涡流、紊乱现象,使型腔内的气体顺利排除模外。
(9)在成批塑料制品生产时,在保证产品质量的前提下,要缩短冷却时间及成型周期。
(10)因主浇道处有收缩现象,若塑料制品在这个部位要求精度较高时,主流道应留有加工余量或修正余量。
4.2 主流道设计
1主流道的作用
主流道是连接注塑机料筒喷嘴和注塑模具的桥梁,也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切的关系。若主浇道太大,其主流道塑料体积增大,回收冷料多,冷却时间增长,使包藏的空气增多,如果排气不良,易在塑料制品内造成汽泡或组织松散等缺陷,影响塑料制品质量,同时也造成进料时形成旋涡及冷却不足,主流道外脱模困难;若主流道太小,则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加,热量损失增大,粘度提高,流动性降低,注射压力增大,易造成塑料制品成型困难。
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