表1 HTF60W2-HB型注射机的主要技术规格 型号 螺杆直径/mm 螺杆长径比(L/D) 理论注射容量(cm3) 理论注射质量PS(g)
注射速率(g/s) 塑化能力(g/s) 注射压力(MPa) 螺杆转速(r/min) 合模力(KN) 移动模板行程(mm) 拉杆内距(mm) 最大模具厚度H(mm) 最大模具厚度H1(mm) 顶出行程(mm) 顶出力(KN) 加热功率(KW) 顶出杆根数与直径(mm) 喷嘴球半径SR(mm) 喷嘴孔孔径(mm) 定位孔直径(mm) 油泵马达(KW) HTF60W2-HB型
30 21 88 80 88 9.3 177 0~290 600 270
310?310
330 120 70 22 5.1 1~?40 10
?2
?100 11 7
3.3成型工艺参数
塑件注射成型工艺参数如下表所示,试模时,可根据实际情况进行必要调整。要保证塑件质量合格及稳定所必须的条件是准确而稳定的工艺参数,在调整工艺参数时﹐原则上应按压力 —— 时间 —— 温度的顺序来调机,不应该同时变动两个或以上参数,防止工艺条件紊乱造成塑件质量不稳定。
表3 ABS塑料的注射成型工艺参数
工艺参数 料筒温度(后段)/℃ 料筒温度(中段)/℃ 料筒温度(前段)/℃
注射压力/MPa 喷嘴温度/?C 模具温度/℃ 保压压力/MPa 充模保压时间/s 模内冷却时间/s
规格 180~220 200~240 210~250 70~100 200~210 50~80 60~80 13~35 20~70
4 模具结构方案的确定
4.1 分型面位置确定
为使产品顺利从模具中取出,模具必须分成公母两部分,此分界面被称为分型面,有分模及排气的作用,由于分型面受到塑件几何形状、尺寸精度、脱模方法、后处理工序、模具类型、排气条件、嵌件位置、浇口形式等多种因素的影响,在选择分型面时需要注意:
① 分型面不能选择在影响产品外观的表面(或精度要求高的表面)。 ② 分型后塑件应尽可能留在动模一侧,以便方便取出塑件。
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③ 分型面选择应有利于成型模具的加工制造。
④ 对于同轴度要求高的产品或容易造成错位部分,要放置在分型面的同一侧。 ⑤ 分型面应选在塑件截面最大处,尽量取在料流末端,有利于排气。
该塑件形状简单,原则上只需一个分型面就能顺利取出塑件,根据分型面的选择要求,现选取三角衣架的分型面位置如下图3中的A—A处。这样有利于排气,塑件表面的成型质量会较好,也便与模具的加工。
图3 分型面位置
4.2 型腔数量的最后确定及型腔的排列形式
综合所选注射机的各参数,考虑到模架尺寸也不宜太大以免造成装模困难,现最终确定型腔数量为一模一腔。
尽可能采用平衡式排列布置,且与浇口开设部位对称,并在满足刚度的条件下尽可能紧凑以减少模具外形尺寸。同时这也有利于缩短分流道的长度,这对塑件的成型是非常有利的。因现确定的型腔数目是一模一腔。
4.3 浇注系统的设计与计算 4.3.1 主流道设计
主流道的截面形状通常采用比表面积(表面积与体积之比)最小的圆形面。在卧式注射机用模具中,因注流道垂直于分型面,为了便于流道凝料的脱出,主流道设计成圆
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锥形,锥角位3?,其表面粗糙度Ra为0.8μm。
主流道长度L通常不能超过60mm,本设计取L=40mm.
主流道大端与分流道相接处又过度圆角,以减少料流流转向时的阻力,其圆角半径取r=1mm。
由于结构需要,主流道需要穿过两块模板,为了防止在模板结合面处溢料造成主流道凝料脱出困难,采用浇口套。
由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复接触和碰撞,所以模具的主流道通常设计成可拆卸更换的衬套(称为浇口衬套),以便选用优质钢材单独进行加工和热处理,浇口套采用T8A材料,热处理硬度为50~55HRC(低于注射机喷嘴的硬度)。浇口衬套与定模座板的配合按H7/f6间隙配合。
为了保证模具安装在注射机上后,其主流道与喷嘴对中,必须凭借定位零件来实现。对于小型模具,可以直接利用浇口衬套的台肩作为模具的定位环,本设计采用定位环与浇口衬套一起设计,材料选用T8A钢制作。
浇口衬套与模板装配后的要求为:浇口衬套与模板配合紧密、无缝隙。 浇口衬套Pro/E建模图如下所示:
图4 浇口衬套3D建模图
4.3.2 分流道的设计
分流道介于主流道和浇口之间,起着分流和转向作用。设计时基本原则为: ① 在条件允许下,分流道截面面积应尽量小,长度尽量短。 ② 分流道表面不要求过分光滑,通常Ra?1.6?m。
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③ 流道设计时应先取较小尺寸,以便于试模后有修正余量。 (1)分流道的布置形式
本设计中,根据型腔的排列形式,只须要一级分流道就能满足要求。同时根据塑件形状,浇口要开设在定模一侧,所以为了加工方便分流道也设置在定模一侧。 (2)分流道的截面形状
为了方便加工和凝料脱模,分流道需设计在分型面上并在定模一侧。因分流道很短,热量散失是次要因素,为了便于加工,现选用加工性能比较好的半圆形流道,表面粗糙度取Ra?1.6?m。 4.3.3 浇口的设计
浇口是浇注系统的关键部分,浇口的位置、类型及尺寸对塑件质量影响很大。其作用是使塑料以较快的速度进入并充满型腔。它能很快适时冷却,封闭,防止型腔内塑料熔体倒流。
该塑件外表面质量要求较高,为了不影响外观,现决定选用矩形侧浇口,而且塑件体积小,型腔容易充满,为避免产生更多熔接痕,浇口数目宜选一个,并开设在分型面上定模一侧。其截面形状简单,易于加工,便于试模后修正,降低了模具制造成本。从型腔的边缘进料,去除浇口容易,浇口去除后不留明显痕迹,对产品外观影响很小。
4.4排气与引气系统结构的确定
当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷,还会导致塑件局部碳化或烧焦,同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度,因此设计型腔时必须考虑排气问题。
本设计中,塑件简单,体积很小,所以模具成型空腔中的气体是很少的,根据塑件形状分析,其最后填充部位在分型面上,因此可利用分型面、推杆活动间隙、型芯嵌件间隙进行排气,就可保证塑件的质量,同时也有利于减少加工成本和不必要的工时,提高了工作效率。
4.5 冷料穴与拉料杆设计
冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或处于分流道末端。其作用是捕足料流前锋
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