磁性轮箍注塑模设计.pdf

24D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 3 2 0 0 5 0 引言 磁性混合塑料材料已广泛应用在汽车仪器 仪表但对磁性塑料的注塑成型的研究还很少 由于磁性材料收缩率不是一个固定值所以在设 计之前应测出在一定的参数下的收缩率另外这 种材料的流动剪切应力大流动性不好型腔不 易充满本文通过对磁性轮箍注塑成型这一实际 例子研究了磁性材料在注塑过程中收缩率与主 要参数的变化规律得出了它们之间的变化关 系在模具设计中考虑到以上诸多因素的影响 设计出合理的注塑模具生产出合格的产品 1 零件的工艺分析 从磁性轮箍零件图1 可知它是有两部 分组成而且是两种材料中间是磁性套它的 材料有磁粉与A B S 以一定的比例混合而成由于 内孔有尺寸公差要求所以在设计模具时应按照 磁性塑料的收缩率来计算成型凸凹模的尺寸但 是不同比例的材料不同的注塑压力不同的注 塑温度不同的壁厚其收缩率是不同的按照一 定的参数选出收缩率然后进行计算四周是有 尼龙 6 6 材料制成的轮辐相对于轮辐来说中 文章编号1 0 0 1 - 4 9 3 4 - ( 2 0 0 5 ) 0 3 - 0 0 2 4 - 0 3 磁性轮箍注塑模设计 姚晓静 1 邓玉山 2 付文智 2 孙刚 2 1 一汽教育培训中心吉林长春1 3 0 0 1 1 2 吉林大学辊锻工艺研究所吉林长春1 3 0 0 2 5 摘要通过对磁性轮箍零件的分析探索了磁性材料在不同成型参数影响下其变化的规 律按照实验所得混合材料的收缩率对主要零部件进行计算设计出其成形的合理结构 并制造了磁性材料的注塑模具通过实际生产验证设计参数合理模具结构正确 关键词轮箍磁性材料注塑模具设计 中图分类号T G 2 4 1文献标识码B A b s t r a c tB y t h e a n a l y s i s o f m a g n e t i s m t y r e t h e v a r i a t i o n a l r u l e i n t h e i n f l u e n c e o f t h e d i f f e r e n t p r o c e s s i n g p a r a m e t e r s o f m a g n e t i s m m a t e r i a l h a s b e e n s t u d i e d A c c o r d i n g t o t h e s h r i n k a g e r a t e o f m i x e d m a t e r i a l g a i n e d f r o m t h e e x p e r i m e n t t h e c a l c u l a t i o n h a s b e e n g i v e n o n t h e k e y p a r t s T h e r e a s o n a b l e s t r u c t u r e o f i t s m o u l d i n g i s d e s i g n e d T h e i n j e c t i o n m o l d o f m a g n e t i s m m a t e r i a l i s m a n u f a c t u r e d T h e d e s i g n p a r a m e t e r s a r e r e a s o n a b l e a n d t h e m o u l d s t r u c t u r e i s r i g h t b y t h e v e r i f y o f t h e p r o d u c t i o n K e y w o r d st y r e m a g n e t i s m m a t e r i a l i n j e c t i o n m o u l d d e s i g n 收稿日期2 0 0 4 - 1 1 - 2 5 作者简介姚晓静1 9 6 4女工程师 图 1磁性轮箍零件图 模 具 技 术 2 0 0 5 . N o . 325 图 2收缩率与温度增量的关系 图 3收缩率与注塑压力的关系 图 4收缩率与壁厚的关系 间磁性套为埋没件首先成型磁性套然后以磁 性套为埋没件二是注塑成型轮辐轮辐是有六 条上下通长的筋连接直径 1 6 0 m m的外圈和直径 5 0 m m的内圈组成 2 磁性材料的收缩率试验 实验材料取自混合后的生产材料假设它们 的混合比为A B S : 磁粉= 1 测定实验收缩率 和模具温度之间关系温度测量用温度传感器 将温度传感器放置于离模具型腔 2 m m处加热 模具根据不同温度注塑试验件测得冷却后实 验件的尺寸计算出收缩率将这些试验点描绘 在T 坐标系中图22 温度一定改 变注塑压力注塑出试验件测出冷却后的尺 寸然后将相应的收缩率描绘在 P 坐标系 图 3分析图 3 随着注塑压力的变化收缩率 变化不大也就是说当产品公差要求较低时可以 不考虑注塑压力的影响但当产品公差要求较严 时要考虑注塑压力对收缩率的影响3 更换凸 模使壁厚改变同样道理可得收缩率和壁厚B 之间的关系图 4当壁厚小于 3 . 0 m m时对 收缩率的影响不大当壁厚大于3 . 0 m m 时随着 壁厚的增加收缩率变化较大从以上实验和分 析可确定在一定的生产参数下的收缩率 3 主要零部件的设计计算 由于磁性混合材料的流动性差制件尺寸较 大故确定为一模一腔而轮辐注塑模具为一般 模具在此就不再说明 3 . 1凸凹模的设计 主要包括型腔型芯成型杆其设计和加 工精度不仅影响制件的尺寸精度而且关系到注 塑模具成型的成败下面介绍模具主要型腔尺寸 的设计计算 1 凸凹模及型芯尺寸的设计计算 由已知型腔或型芯的计算公式再加上制造公 差即可得出它们的标注尺寸计算标注如下 BM= BS+ BSSC P + z m m LM= LS+ LSSC P + - zm m 式中BMLM型腔周边和型芯径向的 标注尺寸m m BSLS制件的名义尺寸m m SC P制件的平均收缩率m m 制件的公差值m m z型腔或型芯的制造公差m m HM= HM+ HSSC P + z m m hM= hM+ hSSC P + - zm m 式中HMhM型腔深度和型芯高度的 标注尺寸m m HMhS制件的名义尺寸m m SM= SS+ SSSC Pm m 式中SM中心距的标注尺寸m m SS制件的名义尺寸m m 2 模具型腔壁厚的刚度计算 26D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 3 2 0 0 5 图5模具结构图 1导套2导柱3定位环4浇口套5静模 6复位杆7动模凹模8动模垫板9型芯 1 0型芯垫板1 1推管1 2推管固定板 1 3推管垫板1 4拉料钩1 5动模板 图6推管和型芯 模具型腔的厚度应能承受注射压力和合模压 力计算应用如下公式 t3 式中t型腔的厚度m m p成形压力M P a l型腔的边长m m a型腔的深度m m E杨氏模量取 E = 2 . 1 1 0 5M P a b型腔板的厚度m m 允许变形量m m 模具型腔壁厚的确定根据所计算出的数据 取整数值这样才能使模具满足承受成型压力和 注射机的合模力另外在加工方面应需要对型腔 进行热处理或表面处理延长模具寿命提高产 品质量 3 . 2浇注系统的设计 浇注系统在制件注射成型中是最关键的一个 系统它对制件的性能外观质量和成型的难易 都有很大的影响考虑到磁性混合树脂塑料的流 动性不是很好要尽可能降低表面粘度增加流 动速度确保塑料通过浇口充分地充满到型腔各 个部位浇注系统由主浇道分流道和浇口组 成主浇道采用直浇式浇口采用点浇口分流 道采用U 型截面这样塑料流动过程中温度降低 尽可能小阻力尽可能小 3 . 3冷却系统的设计 由于收缩率和模具的温度有关所以模具不 仅要有均匀的冷却系统而且还要有温度控制系 统冷却设置在凹模周围模具温度的控制有热 电偶来控制 4 模具设计 模具的结构图5 主要有导套导柱定 位环浇口套静模复位杆动模动模垫板 型芯型芯垫板推管推管固定板推管垫板 拉料钩动模板组成由于收缩率较小制件可 能包在凸模上也可能含在凹模里为使制件留在 动模上凸模在制造时不设计拔模角度凹模也 设计在动模上由推管将制件顶出型芯固定在 型芯垫板上由于推管要推出制件而型芯是固 定的在模具上增加一件型芯垫板所以推管和 型芯的结构如图 6所示推管下面设置 6 m