间、提高生产率。
(3) 塑件壁厚较大或塑件较复杂时,充模和冷却时间较长,宜采用较高的模具温度,以减少塑件出现凹陷、减小塑件的内应力。
(4) 在满足注射要求的前提下,应采用尽可能低的模具温度,缩短冷却时间,提高生产率。
1.4 注射成型过程中的压力
压力可分为塑化压力和注射压力。塑化压力又称螺杆背压(针对螺杆式注射机),为注射机螺杆头部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力。注射压力是指注射时螺杆(柱塞)头部对塑料熔体所施加的压力。 1.4.1 塑化压力
塑化压力的作用:主要体现塑料的塑化效果及塑化能力。
增加塑化压力将提高熔体密实程度,增大熔体内压力,增加剪切作用从而提高熔体温度,并使温度分布均匀。但增大塑化压力若不提高螺杆转速,熔体在螺杆槽中将会产生较大的逆流和漏流,降低塑化能力。
通常情况下,塑化压力应在保证塑件质量的前提下越低越好,一般不超过2MPa。 1.4.2 注射压力
注射机上常用压力表表示注射压力的大小,一般热塑性塑料在40~130Mpa之间,热固性塑料在100~170Mpa。可以通过注射机的控制系统来调节。
注射压力的作用是克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力;给予熔体一定的充模速率充满型腔;对模具内熔料进行压实。
注射压力影响注射压力的因素可分为模具浇注系统及塑件的结构:成型薄壁和长流程的塑件,采用较高注射压力有利于充满型腔;注射机类型:其他条件相同时,柱塞式注射机比螺杆式所需的注射压力大些。塑料品种:塑料的摩擦系数和熔融粘度越大,流动阻力越大,所需注射压力应越高。 1.4.3 注射压力对塑件质量的影响
注射压力过高,塑料流动性提高,但塑件易产生溢料、溢边使脱模困难,易产生较大的内应力,易变形。
注射压力过低,物料不易充满型腔,成型不足,塑件易产生凹痕、波纹、熔接痕
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迹等缺陷。
1.4.4 注射压力选择范围 注射压力选择范围 塑件要求 注射压力/MPa 适用塑料品种 聚乙烯、聚苯乙烯等 熔体粘度较低,形状精度一般,形70~100 状简单,厚度较大 中等粘度,精度有要求,形状较复100~140 杂 粘度高,精度高,薄壁长流程且形140~180 状复杂 精密、微型 1.5 充模速率
180~250 聚丙烯、ABS、聚碳酸酯等 聚砜、聚苯醚等 工程塑料 注射压力直接影响充模速率,一般高压注射充模速率大,低压注射充模速率小。影响充模速率的因素很多,最主要的是塑件的壁厚,一般壁厚越大,注射压力越低,充模速率越小。
2.拟定模具的结构形式
2.1 分型面位置的确定
根据塑件情况,一套模具中可以只有一个分型面,也可以同时设定两个或多个分型面。常见的取出塑件的主分型面与开模方向垂直,也有采用与开模方向一致的侧向主分型面。
分型面的位置关系到成型零部件的结构形状、塑件的正常成型与脱模以及模具制造成本,因此,在选择分型面时,尽量遵守以下原则:
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(1)分型面位置应设在塑件截面尺寸最大的部位,便于脱模和加工型腔,这是分型面选择的首要原则。 (2)有利于保证塑件尺寸精度。 (3)有利于保证塑件的外观质量。 (4) 考虑满足塑件的使用要求。
(5)尽量减小塑件在分型面上的投影面积,以减小所需合模力。 (6)有利于塑件脱模。 (7)长型芯应置于开模方向。 综上所述,该塑件采用下底面为分型面
2.2 型腔数量和排列方式的确定
为了使模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目。常用的有如下四种方法: (1) 根据经济性确定型腔数目。
(2) 根据注塑机的额定锁模力确定型腔数目。 (3) 根据塑件精度确定型腔数目。
(4) 根据注塑机的最大注塑量确定型腔数目。
根据制件的特点和生产批量,我们选取的是一模一腔的结构。 2.3 注射机型号的确定 2.3.1 注射量的计算
通过对制件结构的分析计算得:
塑件体积:V塑?2809.81mm3塑件的质量:M塑?2809.81?10?3?0.95?2.66g 注射模一次成型的塑料质量(塑件和流道凝料质量之和)应在最大注射量的35%~75%范围内,最大可达80%,最小应不小于10%。为了充分发挥设备的能力,选择范围通常在50%~80%。
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一般只需对最大注射量进行校核,但当注射热敏性塑料时,还需校核最小注射量,因为一次注射量太小,塑料在料筒中停留时间过长,会导致塑料高温分解,降低塑件质量和性能。最小注射量应大于公称注射量的20%。 2.3.2 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准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来计算。由于本次采用流道简单,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来计算,故一次注入模具型腔熔体体积的总体积为:
V总?V塑(1?0.2)?3371.772mm3
2.3.3 选择注塑机 根
V塑?3371.772mm3,于是
有V总/0.8?4214.715mm3。根据以上的计算,初步选定公称注射量为4.2cm3,注射机型号为SYS-30卧式注射机,其主要技术参数见下表。
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2.3.4 注射机的相关参数的校核 (1) 注射压力的校核
有查表可得,PE-HD的注射压力为70~100Mpa,这里取P0=90MPa,注射机的公称注射压力P总=150Mpa,注射压力安全系数K1=1.25~1.4,这里取K1=1.3,所以有K1*P=1.3*50<150,则注射机的注射压力合格。 (2) 锁模力校核
①塑件在分型面上的投影面积A塑,则
A塑?2809.81mm2
②浇注系统在分型面上的投影面积A浇?0.2A塑。
③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总?A浇?A塑?3371.772mm2。
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