确定成型方法及成型条件。
2)
吸湿性强。含水量应小于0.3%(质量),必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
流动性中等。溢边料0.04mm左右。
模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口的位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。
3) 4)
(3) ABS的主要性能指标如下表
表1 密度/g.cm-3 比体积/cm3.g -1) 吸水率(%) 熔点/℃ 计算收缩率(%) 比热容/J.(kg. ℃) -1
1.02=1.08 0.8~0.98 0.2~0.4 130~160 0.4~0.7 1470 屈服强度/MPa 拉伸强度/MPa 拉伸弹性模量/MPa 抗弯强度/MPa 抗压强度/MPa 弯曲弹性模量/MPa 50 38 1.43103 80 53 1.43103 3、ABS的注射成型过程及工艺参数
(1)
注射成型过程
1) 成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验,由于ABS吸水性较大,成
型前应进行充分的干燥。 2) 注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进
入模具型腔成型,其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3) 塑件的后处理。处理的介质为空气和水,处理温度为60~75℃,处理时间为16~20s。 (2)
注射工艺参数
1) 注射机:螺杆式,螺杆转数为30r/min。 2) 料筒温度(℃):后段150~170; 中段165~180;
前端180~200。 3)喷嘴温度(℃):170~180。 4)模具温度(℃):60~80 5)注射压力(MPa): 80~110.
6)成型时间(s):30(注射时间取1.6,冷却时间20.4,辅助时间8)
二、拟定模具的结构形式
1.分型面位置的确定
通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。其位置如图1-2所示
图2-1 分型面的选择
2.型腔数量和排列方式的确定
(1)型腔数量的确定 该塑件采用的精度一般在2-3级之间,且为大批量生产,可采取一模多腔的结构形式。同时,考虑到塑料件尺寸、模具结构尺寸的大小关系,以及制造费用和各种成本费用等因素,初步定为一模两腔结构形式。
(2)型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置,且要力求紧凑,并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔,故采用直线对称排比,如图 1-3所示
图 2-2
(3)模具结构形式的确定 从上面的分析可知,本模具设计为一模两腔,对称直线排列,根据塑件结构形状,推出机构和拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时,流道采用对称平衡式,浇口采用侧浇口,且开设在分型面上。因此,定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。
3.注射机型号的确定
(1)注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得 塑件体积: V塑=66.729cm3
塑件质量: m塑=ρV塑=66.7331.02g=68.1g 式中,ρ参加表
【1】
4-44可取1.02g/cm3.
(2)浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积(即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和)为
V总=V塑(1+0.2)32=66.72931.232cm3=160.15cm3 (2-1)
(3) 选择注塑机 根据第二步计算得出一次注入型腔的塑料总质量V总=160.15cm3,并结合
【】
式(4-18)则有1:V总/0.8=160.15/0.8cm3=200.188cm3。根据以上的计算,初步选定公称注射量为250cm3, 注射机型号为SZ-250/100卧式注射机,其主要技术参数见表2。
表2 注射机主要技术S参数
理论注射容/cm3 螺杆柱塞直径/mm V注射压力/MPa 注射速率/g.s-1 塑化能力/g.s-1 螺杆转速/r.min-1 锁模力/kN 拉杆内间距/mm 250 45 150 135 45 16~170 1000 400x400 移模行程/mm 最大模具厚度/mm 最小模具厚度/mm 锁模形式 模具定位孔直径/mm 喷嘴球直径/mm 喷嘴口孔径/mm 300 380 220 双曲肘 110 35 4 (4)注射机的相关参数的校核
1)注射压力校核。查表4-1可知,ABS所需要注射压力为80~110MPa,这里取p0=100MPa,该注射机的公称注射压力p公=150MPa,注射压力安全系数k1=1.25~1.4,这里取k1=1.3,则: k1 p0=1.33100=130
?①塑件在分型面上的投影面积A塑,则 A塑=
л
(932-152 -4352)mm2=6534mm2 4
②浇注系统在分型面上的投影面积A浇,即流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A
A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的浇数值,可以按照多型腔模的统计分析来确定。
0.2~0.5倍。由于本例流道设计简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取A浇=0.2 A塑。
③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总,则
A总=n(A塑+A浇)=n(A塑+0.2 A塑)=231.2 A塑=231.236534 mm2=15682 mm2 ④模具型腔内的胀型力F胀,则
F胀=A总p模=15682335N=548856N=548.87kN
式中,p模 是型腔的平均计算压力值。p模 是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25~40MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。ABS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件,故取35MPa。
查表4-45可得该注射机的公称锁模力F锁=1000kN,锁模力安全系数为k2=1.1~1.2,则
k2 F胀=1.2 F胀=1.23548.87=658.64 三、浇注系统的设计 1、主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外,由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 (1) 主流道尺寸 1) 主流道的长度:小型模具L主 应尽量小于60mm,本次设计中初取50mm进行设计。 2) 主流道小端直径:d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)mm=(4+0.5)mm=4.5mm。 3) 主流道大端直径:d'= d+2 L主tanα≈8mm,式中α=2°。 4) 主流道球面半径:SR0=注射机喷嘴球头直径+(1~2)mm=(12+2)mm=14mm。 5) 球面的配合高度:h=3mm。 (2) 主流道的凝料体积 л3.14 V主= L主(R2主+r2主+ R主r主)= 3503(4.52+2.252+432.25)mm3=1377.7 mm3=1.38cm 333 (3)主流道当量半径 Rn = 2.25+4 mm=3.125mm 2 (4)主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,易磨损。对材料要求较严格,因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体,但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计,以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢(T8A 或T10A),热处理淬火表面硬度为50~55HRC,如图 1-4 所示。