也可暂时不予考虑。
3、质量控制要求。制品属于精度不高,对质量要求比较高且制品较小,因此可设成一模两腔,以保证质量要求。
4、成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。 型腔的排列如图3-1所示:
图3-1 型腔排列方式示意图
2.2 模具结构形式的确定
多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式,由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关,因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。
多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度,截面形状及均对应相同,可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。而非平
衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等,因而不利于均衡进料,但可以缩短流道的总长度,为达到同时充满型腔的目的,各浇口的截面尺寸要制作得不相同。因此在设计时要注意以下几点:
1) 尽可能采用平衡式排列,确保制品质量的均一和稳定。
2) 型腔布置与浇口开设部位应力求对称,以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。 3) 尽量使排列的紧凑,以便减少模具的外形尺寸
通过软件分析得到体积V塑和质量W塑 ,又因为此产品属大批量生产的塑件,属于仪表外壳,精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素,以及注射机的型号选择,确定采用一模二腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素,确定采用大水口单型腔生产。
第三章 工件的体积估算和注射机型号的选择
3.1 估算零件体积和投影面积。
用Pro/e建模分析知塑件体积为体积:V=50.43cm,单侧投影面积为:A=9911.16mm,由于此模具浇注系统采用测浇口,其浇注系统凝料较小,浇注系统的体积为10cm ,由于采用的是一模两腔
故 V总=2 x V塑 +V浇=2 x50.43+10 =110.86 cm3
因为PP的平均密度为ρ=0.905g/cm3,故:
M=ρV
M凝=50.43x0.905=45.64g
3.2 锁模力
计算其所需锁模力为
F锁 =A·P型=9911.16×35=346.9KN (4-1)
3
3
3
3.3 选择注射机及注射机的主要参数
由此考虑塑件大批量生产,以及以上的从温度、压力、时间、模具高度等方面考虑,查表附录
XS-ZY 250/180
注射机XS-ZY 250/180参数: 额定注射量:250cm注射重量: 228g 注射压力:147Mpa
柱杆空间:295x373(mm×mm) 锁模力:1800KN 喷嘴圆弧半径:18mm 最大开模行程:500mm 模具最大厚度:350mm 模具最少厚度:200mm
3
3.4 注塑机的校核
1. 注射压力的效核 所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力,PP塑件的注塑压力一般要求为70~100MPa,所以该注塑机的注塑压力符合条件。
2. 锁模力效核 高压塑料熔体充满型腔时,会产生使模具沿分形面分开的胀模力,此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。
型腔压力Pc可按下式粗略计算:
式中: Pc为型腔压力,MPa;
P为注射压力,MPa;
K为压力损耗系数,通常在0.25~0.5范围内选取。
所以, Pc=KP=0.37×100=37MPa,型腔压力决定后,可按下式校核注塑机的额定锁模力:
T>KPcA (4-3)
式中: T为注塑机的额定锁模力,KN;
A为塑件和流道系统在分形面上的投影面积,mm; K为安全系数,通常取1.1~1.2;
KPcA=1.2×37×9911.16=440.1KN (4-4)
所以,T=1800KN >KPcA成立,即该注塑机的锁模力符合要求。 3. 成型腔数的确定
以机床的注射能力为基础,每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算:
2
Pc?kP (4-2) (MPa) N=(0.8S-W浇)/W件
=(0.8x228-10)/45.64
=3.78 (4-5)
式中: N----型腔数
S----注射机的注射量(g) W浇----浇注系统的重量(g) W件----塑件重量(g)
因为,N=3.78>2
所以,此模具型腔为一模2腔结构合理。
第四章 浇注系统的设计
4.1 主流道的设计
主流道通常位于模具的中心,是塑料熔体的入口,为了便于熔融塑料在注射时能顺利的流入,开模时又能使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利地拔出,主浇道的形状设计成圆锥形,内壁必须光滑,表面光洁度一般应有▽8。
主流道一般是由浇口套构成,浇口套的作用:
1、与注射机喷嘴孔吻合,将料筒内的塑料过渡到模具内。 2、使模具在注射机上很好的定位。 3、作为浇注系统的主浇道。
主浇道的一端通常设计成带凸台的圆盘,其高度为5~10 mm,并与注射机的固定模板的定位孔成间隙配合。浇口套的球形凹坑深度常取3~5 mm。
1)根据所选注射机,则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)=4.0+0.5=4.5mm 主流道球面半径为
SR=喷嘴尺寸半径+(1~2)=18+1=19mm 2)主流道衬套形式
本设计虽然是小型模具,但为了仅于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取45mm约等于定模板的厚度见(下图)所示,材料采用T10制造热处理强度为52∽56HRC
oo
① 主流道圆锥角α可取3~6,内壁粗糙度为Ra=0.63um
② 主流道大端呈圆角,半径r=1~3MM。以减小料流转向过渡时的阻力。
③ 在模具结构允许的情况下,主流道应尽量可能短,一般小于60MM。过长则会影响熔体的顺利充型。
④ 主流道衬套与定模座板采用H7/m6配合,与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。
4.2 冷料井和拉料杆的设计
冷料穴的设计
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上,其作用就是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝,冷料穴的直径尺寸宜稍大于主流道大端的直径,该模具取13mm;深度约为主流道大端直径的3/4,约为6mm如(下图)所示,鉴于制件采用推板、推杆共同推出,并采用Z形拉料杆。
4.3 分流道浇口的设计
主流道与浇口之间的通道称为分流道。采用直接浇道的模具可以省去分浇道,但在多型腔模具中分流道是必不可少的。常见的分流道的截面形式有圆形、半圆形、梯形、U形、正方形和正六角形。从分流道设计的要点出发,即应尽可能的使流动阻力减小,各型腔能够均衡进料。
设计原则
(1)尽可能减小熔体的流动阻力。所以,在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下,分流道的截面积与长度尽量取小值。
(2)分流道转折处应以圆弧过渡。 (3)表面粗糙度要求以Ra0.8为佳。
(4)分流道较长,所以将分流道的端部沿料流前进方向延长,作为分流道冷料井,以储存前锋冷料,其长度为分流道直径的1.5~2倍。