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买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - I - 圆桶件塑料模具设计 摘 要 由 注射成型是塑料成型的一种重要方法,它主要适用于热塑性塑料的成型,可以一次成型形状复杂的精密塑件。本课题就是将塑料圆桶件作为设计模型,将注射模具的相关知识作为依据,阐述塑料注射模具的设计过程。 此论文在第一章绪论中主要介绍了塑料模具现阶段的发展状况,在现代模具设计中采用了大量的新技术,新工艺和新材料。模具设计已经成为一种综合型技术。还简单的介绍了塑料的一般成份及塑料的一些特性。还介绍了注射模具的主要组成部件(如定模板、动模板、复位杆、顶杆、导柱等)及模板的材料选择。 第 二章第一节中写的是塑料的注塑成型工艺,包括塑料的注塑成型工 艺、注塑成型参数的选择(温度、压力和时间)。第二节介绍的是塑料制 品的设计及设计中应考虑的因素。塑料制品设计的主要内容包括塑料制品 的几何形状、尺寸精度和表面质量。 在第三章塑料模具的设计中介绍了塑料模具设计的基础知识包括:注 射模具的分类、注射模具与注射机的关系(基本技术参数和选用注射成型 机时基本工艺参数的校核)、浇注系统的设计、成型零件的结构设计(模具分型面的选择和凹模、凸模、型芯的设计及组合形式)。后三节是由三个零件的注射模具的设计 过程。 设计成型零部件时,应根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求,确定型腔的总体布局,选择分型面,确定脱模方式,设计浇注系统、排溢系统等,然后根据加工工艺和装配工艺的要求进行成型零部件的结构设计,计算成型零部件的工作尺寸,对关键的成型零部件进行强度和刚度校核。 关键词 塑料; 注塑成型工艺; 塑料模具;注射机 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 3 料模具的发展状况 . 4 射模具设计简要 . 5 第 2 章 塑料的成型工艺 . 7 塑成型工艺 . 7 射成型 . 7 射成型工艺 . 7 料制品的设计 . 8 料制品的几何形状 . 错误 !未定义书签。 料制品的尺寸精度 . 9 料制品的表面质量: . 9 第 3 章 塑料注射模具设计 . 10 料注射模具设计基础知识 . 10 射模具分类 . 10 射模具与注射机的关系 . 11 注系统设计 . 11 型零件的结构设计 . 17 料注射模具设计 . 19 射机的选择 . 20 具材料的选择 . 23 型收缩及尺寸计算 . 24 芯机构设计 . 25 度计算 . 28 料注射模具零件设计 . 28 具零件设计 . 28 具装 配图 . 32 第 4 章 . 32 G 介绍 . 33 G 特点 . 错误 !未定义书签。 G 的工作界面 . 33 画创建的一般过程 . 34 结 论 . 38 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 致谢 . 40 参考文献 . 39 附录 . 41 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 第 1 章 绪论 塑料模具的发展状况 塑料模具作为塑料工业的基础,随着市场经济的飞速发展受到了极大的挑战。汽车的内饰件、灯具反光镜等塑制品的复杂外形,而钟表、 短的制模周期、相当的寿命是模具制造的又一重要指标,例如有的只需几十、几百模次(可用简易快速制模法),有的如制瓶用吹塑模却需要上千万模次,制造周期要求越来越短。各种特殊的成型方式的出现等等,都要求塑料模具技术有相应的提高。而计 算机技术的飞速发展,适时的给模具技术配上了腾飞的翅膀,彻底改变了手工作坊式的模具设计和制作。在模具设计中广泛的运用算机辅助设计),不但抛弃了沿用上百年的图板,而且由于计算机的快速运算和大容量的内存,使得复杂曲面的生成、快速的作图以及丰富制模技术经验的综合、推广成为可能,不少 件已具有某些智能化的功能。例如,有些 件可以运用人机对话的形式,输入塑料制品的某些外形特征(外形主要尺寸、分型面位置、抽心位置、脱模方向等)即可以画出模具总图。各种模具零件的标准化机器数据库的运用更缩短了模具设计周 期和制造时间。而对某些无法用数学方式描述的形状,则可以运用计算机反向(求)工程的方法获得,即首先将一些需要复制的样件进行仿形三坐标测量,计算机在获得有关数据之后,通过相应的软件运算得到与原形相同的三为曲面图形机器数据,而运用这些获得的图形和数据进行模具设计和制作,从而大大提高模具制作水平。在模具设计中、为了更加准确,缩短试模、调整、修模的周期和降低费用,常常运用 算机辅助分析)进行模内塑料流动、压力场、温度场的分析,对模具设计中的流道、浇口等浇注系统设计、冷却系统设计以及模具强度校验提供了十分有 力的参考意见。在模具制作过程中更是离不开计算机技术,模具的计算机辅助制造( 推广使用已经有数十年的历史,近年来已经趋于普及,而其技术也日益完善,复杂型面的加工,编程和加工周期的大幅度降低,加工精度的提高等待可以用日新月异来形容也不为过,不少 件,不但有快速、复杂的造型功能,而且可提供大量切削经验数据,以便编程和操作者参考使用。加工过程中的测量、计划编制、生产准备、工具管理、生产调度等等也都有计算机技术参与其中。模具设计,制作过程中的经验、教训的记录、统计、分析机器智能软件的编制也同样离不开计算 机技术。当然这丝毫不能代替机械加工、电加工等传统加工工艺的重要性,这工艺也有很大的发展,例如高速切削工艺及机床、低损耗高效电加工工艺及机床以及一些全心观念的机械成型工艺,如买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 三为等离子堆积成型、三为激光成型等等。因此可以这样说,当今的模具技术是不断发展的传统技术和现代计算机技术的完美结合。因此只有将二者融合在一起,运用自如,尽力发挥,才能不断将塑模技术推向新的高度。 塑料模自身的成型技术也在不断得到发展。例如高速高精度挤塑工艺及模具、高速吹塑成型工艺及模具、注压成型工艺及模具、模内反应成型工艺和模具、多色注塑 成型模、气体辅助注塑成型工艺和模具等等。为了获得满意的外形,一是要求加工精良的型腔、型心,二要有合适的浇注系统和冷却系统的设计,例如大型平板状塑制件模具的进料浇口位置考虑到塑料流纵横收缩的不一致性,就应采用侧面薄膜式,而冷却亦必须均匀。一些带有肋的塑制件,由于收缩的不一致,就应采用气体辅助注塑成型工艺,这类模具又有其特殊的设计。机密塑件注塑模,则无论是模具零件的加工精度,还是浇注系统、型腔型心尺寸的计算等等都要有特殊的处理。冷却系统的计算和设计也显得由为重要, 冷却的速率必然影响到塑制品的生产率,而冷却的均匀 性则影响到塑料件 的精度,尤其是型心的冷却已有多种形式的出现,热管冷却也已在模具冷却系统中得到应用。排气系统的设计也是十分重要的一环,可以防止塑件的缺陷和烧焦,有些特殊场合已使用多孔金属排气,其通气孔直径为 310m,厚度为 压成型模具已被广泛应用于激光唱片,激光打印机等光学塑性零件的压制,其工作过程是注塑前模具先进行闭合且留有适当的距离,然后注射熔融料进入密封的型腔(型腔设计成阶梯形)而后进一步推进动模达到完全闭合,塑件成型、冷却后开模,塑件脱模取出,塑制件在成型过程中,由于减小了模腔 内压力,即消除了注射压力,减小了塑件的残余应力,且之后的压制又减小了塑件的分子取向,从而达到了光学零件对复映的要求。 模具技术是一种综合型技术,要求从事模具技术工作者,密切注意和学习相关知识,并运用到实际工作中为模具行业的发展而努力。 注射模具设计简要 塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具,能够成型复杂的高精度的塑料制品。这里只是粗略介绍一下。 设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解,塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的 料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚 合法生产,使其具有三种单体的优越性能和可模塑性,在一定的温度和压力下注射到模具型腔,产生流动变形,获得型腔形状,保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构,线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料,可反复加热冷却加工,而经过加热多个分子发生交联反应,连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 性的,不能重复注射加工,也就是所说的热固性塑料。 既然是链状结构,那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关,在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形 状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广,在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。 一般产品如果没有芯子支撑,收缩相应要大些。 塑料注塑模具基本分为静模和动模。 在注塑机的注射头一边的带浇口套的为定模,定模一般有浇口套、靠板、模板组成,简单模具(特别是静模没有芯子的模具)也可以不使用靠板,直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件,除非特殊原因,不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便,不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可 用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须定模脱模时,还得加上定模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。 脱模机构中除了脱料杆,还有复位杆,部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然,斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。 当为一产品设计模具时,首先要设定模具的基本结构尺寸以备料,来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图,再定好模具的尺寸。现在的模具基本上要进行热处理,加高模具的硬度,提高模具使用寿命。在热处理前,先 对模板进行初步加工:钻好导柱孔、复位孔(动模)、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔(静模)、拉料孔(动模)、冷却水孔等,铣好流道、型腔,有些模具还应 铣好斜 导柱等。现在的普通精密模具的模板一般用 一些专业模具钢 ,硬度不能太高,在 时经常开裂,模板的常用硬度一般为 左右。芯子的硬度可在 上。如果材料为 3造后再氮化处理表面硬度,硬度应为 上,氮化层应越厚越好。 浇口直接关系到塑件的美观,浇口设计不好的话,容易产生缺陷。在没有任何阻挡的 情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品,还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆,不要在模板上留有溢流飞边,才不至于影响模具寿命。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 第 2 章 塑料的成型工艺 注塑成型工艺 注射成型 注塑成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法,除个别热塑性塑料外,几乎所有的热塑性塑料都可以用次方法成型。近年来,注塑成型还已成功地用来成型某些热固性塑料制品。 注塑成型可以成型各种形状的塑料制品。它的特点是成型周期短,能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制品,生产效率高,易于实现自动化生产,所以应用广泛 。 注射成型用设备是各种类型的注射机,注射机的主要作用是将料筒内的塑料加热,使其熔化(塑化),然后对熔融塑料施加高压,使其经喷嘴高速注入模具型腔。 注射成型工艺 注塑成型工艺过程 注塑成型工艺过程是注塑成型工艺制订的中心环节,它包括:成型前的准备,注塑过程和制品的后处理。 1 成型前的准备 为使注射过程顺利进行,保证塑料制品质量,在注塑成型前应做好如下准备工作: 1) 原料的检验和预处理 在成型前对原料进行外观和工艺性检验,检验内容包括对色泽、粒度及均匀性、流动性(熔体指数、粘度)、热稳定性、收缩性的检验 等。 2) 嵌件的预热 为了满足装配和使用的强度要求,塑料制品内常需要嵌入金属嵌件。由于金属嵌件和塑料的热性能、收缩率存在较大差别 3) 脱模剂的选用 常用的脱模剂有三种:硬脂酸锌、液体石蜡(白油)和硅油。在使用脱模剂时,涂抹要均匀适量。 2 注塑过程 注塑过程包括加料、塑化、注塑、保压、冷却和脱模等步骤。但实际上说主要是塑化和流动与冷却定型两大过程。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 3 制品的后处理 由于塑料的塑化不均匀或在型腔内冷却不均匀,常会使塑料制品的收缩不均匀,形成一定的内应力。内应力的存在会导致塑料制品在使用过程中产生变形和开裂 。为了消除内应力长须对塑料进行后处理。 塑料制品的后处理包括:退火和调湿处理。 注塑成型工艺参数的选择 注射成型的主要工艺参数是温度、压力、时间。 温度 : 注射成型工艺过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度 和模具温度,前两种主要影响塑料的塑化和流动,后一种温度主要影响塑料的流动和冷却定型。 压力 : 注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力。 1 塑化压力 增加塑化压力可以提高熔体温度和使温度均匀,但会减少塑化速率,延长成型周期,可导致塑料降解。在满足塑料制品的前提下,塑化压力低一点为好,通常不超过 2 2注射压力 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,使塑料具有一定的充模速率并对熔体进行压实。注射压力的大小与塑料品种、注射机类型、塑料制品和模具结构及其他工艺参数有关。为保证塑料制品的质量,对注射速率有一定的要求,而注射速率又主要取决于注射压力,注射压力高则注射速率高。在满足塑料制品成型前提下,一般应尽量采用低的注射压力。 时间 : 完成一次注射成型过程所需要的时间称为成型周期。 在整个成型周期中,注射时间和冷却时间是基本组成部分,注射时间和冷却时间的多少对塑料制品的质量有决定性影响。 。 塑料制品的设计 塑料制品的设计不仅要满足使用要求,而且要符合塑料的成型工艺特点,并且尽可能使模具结构简化。这样,可使成型工艺稳定,保证塑料制品的质量,又可使生产成本降低。 塑料制品的设计必须考虑以下几个因素: 1. 塑料的性能 : 塑料制品的设计与塑料的物理力学性能和工艺性能有密切关系。 2. 成型方法 : 塑料制品的设计要求视成型方法而异。 3. 模具结构和制造工艺性 : 塑料制品的设计应有利于模具结构 简化买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 和制造。 塑料制品设计的主要内容包括塑料制品的几何形状、尺寸精度和表面质量。 料制品的尺寸精度 影响塑料制品尺寸精度的因 素很多,其主要因素是材料收缩和模具的制造误差。 影响塑料制品尺寸精度因素有以下几个方面: 1成型材料 : 塑料本身的收缩性,原料内含水分及挥发物量,原料的配置工艺,生产批量大小,保存方法和保存时间等因素,均会造成收缩不稳定。 2成型条件 : 塑料制品的成型温度、压力、时间等成型条件都直接影响成型收缩。 3塑件形状 : 塑料制品的形状和壁厚会影响成型收缩,脱模斜度大小直接影响尺寸精度。 成型收缩: 塑料制品的收缩值一般用收缩率表示。 收缩率的计算公式如下: %100/ .( 2 式中 S 收缩率( %); A 模具型腔在室温下的尺寸; B 塑料制品在室温下的尺寸。 由式( 2得: 塑料制品的表面质量: 塑料制品表面质量包括 无斑点、条纹、凹痕、气泡、变色等缺陷,还有表面光泽性和表面粗糙度。表面缺陷必须避免,表面光泽性和表面粗糙度视塑料制品的使用要求而定。 章小结 本章主要介绍了注塑成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法,除个别热塑性塑料外,几乎所有的热塑性塑料都可以 用次方法成型。塑料制品的几何形状包括形状、壁厚、脱模斜度、加强肋、支承面、圆角、孔、螺纹、嵌件等。塑料制品的设计不仅要满足使用要求,而且要符合塑料的成型工艺特点,并且尽可能使模具结构简化。这样,可使成型工艺稳定,保证塑料制品的质量,又可使生产成本降低。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 第 3 章 塑料注射模具设计 塑料注射模具设计基础知识 注射模具分类 注射模具的分类方法很多,按塑料品种可分为热固性塑料和热塑性塑料注射模具;按注射机类型可分为卧式、立式和角式注射模具;按安装方式可分为移动式(在立式注射机上用)和固定式注射模具;按型腔数 目可分为单型腔和单型腔注射模具等。 根据注射模具各部分的功用,注射模具一般由以下几部分组成: 1) 浇注系统 2) 成型零件。包括凹模(型腔)、凸模和型芯等。 3) 脱模系统。包括推出和抽芯机构等。 4) 导向系统。 5) 控温系统。 6) 固定和安装部分等。 下面按照模具分型面特征介绍几种类型的注射模具 : 1. 单分型面注射模具 它是注射模具中、最简单的一种模具,它由定模和动模两块板组成,只有一个分型面,开一次模即可取出塑料制品。 这种模具可以设计成多型腔,但对型腔在模板上的布局应注意以下几点: 1)型腔排列紧凑 这样可以减少模具的外形尺寸,节 省制模材料。 2)流道长度要求最短。 3)要求熔料充模时,模具内压力分布均衡 除应注意浇口开设位置外,型腔布局力求对称,以防止模具受偏载而产生溢料。 2. 双分型面注射模具 双分型面注射模具除了有两块模板外,中间还有一块活动板,这块活动板设有浇口、流道及动模所需要的其他零件和部件,还有两个互相平行的分型面,所以叫做双分型面注射模具。当模具开启时,中间这块活动板与其他两快模板分离,塑料制品与浇口冷料分别从该板两侧取下。 双分型面注射模具用途广泛,主要用于: 1)中心进料的点浇口单型腔模具。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 2)中 心进料的多型腔模具。 3)表面进料复式点浇口模具。 4)边缘进料的不平衡多型腔模具。 双分型面注射模具结构复杂,制造成本高,零件加工困难,模具重量增加,一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。 3. 活动镶块式注射模具 这类注射模具主要应用于成型有侧孔或内凹的塑料制品。活动镶块的动作方向和动模开模方向相垂直。 按模具结构特征分为四大类: 1)靠楔块形拉板操作的活动镶块。 2)靠定模(或动模)上斜导柱操作的活动镶块。 3)靠推出机构操作的活动镶块。 4)靠手动操作的活动镶块。 注射模 具与注射机的关系 射成型机的基本技术参数: 注射成型机的基本技术参数包括最大注射量,最大注射压力、塑化能力、锁模力、模板行程、模板最大开距、模板最大厚度和最小厚度、模板尺寸和安装螺钉孔位置尺寸、定位孔尺寸、喷嘴球面半径等。 射成型机基本工艺参数的校核 注射成型机基本工艺参数的校核包括: 1. 最大注射量的校核。 2. 注射压力的校核 3. 锁模力的校核及型腔数的确定 4. 模具闭合高度和平面尺寸的校核 浇注系统设计 浇注系统通常分为普通浇注系统和无流道浇注系统。首先要对塑料制品所采用的塑料品种,制品的几何形状、尺寸使用 的机床设备,注塑时可能产生的缺陷及填充条件等作全面分析。同时模具的分型面的选择与浇注系统也有密切关系 计浇注系统基本要点 1. 设计浇注系统时,流道应尽量减少弯折,表面粗糙度为 2. 设计浇注系统时,应该考虑模具是一模一腔还是一模多腔,浇注系统应该按型腔布局设计,尽量与模具中心线对称。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 3. 塑料制品投影面积较大时,在设计浇注系统时,应避免在模具的单面开设浇口,否则会造成注射时受力不均。 4. 设计浇注系统时,应考虑去除浇口方便,修正浇口时在塑料制品上不留痕迹,以保证塑料制品的外观。 5. 一模多件时,应防 止将大小相差悬殊的塑料制品放在同一付模具内。 6. 在设计主流道时,避免熔融的塑料直接冲击小直径型芯及嵌件,以免产生弯曲或折断。 7. 在满足塑料成型和排气良好的前提下,要选取最短的流程(流道),这样可以缩短填充时间。 8. 能顺利的引导熔融的塑料填充各个部位,并在填充过程中不至于产生塑料涡流、紊乱现象,使型腔内的气体顺利排除模外。 9. 在成批塑料制品生产时,在保证质量的前提下,要缩短冷却时间及成型周期。 10. 因主流道处有收缩现象,若塑料制品在这个部位要求精度较高时,主流道应留有加工余量或者修正流量。 流道设计 1. 主流道的作用 主流 道(也叫进料口)它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁,也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方,主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大,其主流道塑料体积增大,回收冷料多,冷却时间增长,是包藏的空气增多,如果排气不良,易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷,影响塑料制品质量,同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足,主流道外脱模困难;若主流道太小,则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加,热量损失增大,粘度提高,流动性降低,注射压力增大,易造成塑料制品成形困难。 在一般情况下,主 流道不直接开设在定模板上,而是制造成单独的浇口套,镶在定模板上,小型注射模具,批量生产不大,或者主流道方向也锁模方向垂直的注射模具,一般不用浇口套,而直接开设在定模板上。 浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的坐垫,在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而压入模具内,浇口套的结构上要增加台肩,并用螺钉紧固在定模板上,这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。 2. 主流道设计要点 1)套内孔(主流道)呈圆锥形,锥度为 2 6,若压力过大造成压力减弱,流速减慢,塑料形成涡流,熔体前进 时易混进空气产生气孔;买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 锥度过下,会使流速增大,热量损失大,表面粘度上升,造成注塑困难。 2)浇口套进口的直径 d 应比注塑机喷嘴孔直径大 1 2小于或等于注塑机喷嘴直径,在注塑成型时或造成死角,并存积塑料,注塑压力下降,塑料冷凝后脱模困难。 3)浇口套内孔出料口处(大端)应设计成圆角 r,一般为 4)浇口套也注塑机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设浇口套球面半径为 R,注塑机球面半径为 r,其关系式如下: R=r+1口套球面半 径比注塑机喷嘴球面半径大,接触是圆弧度刚好吻合。 5)浇口套长度(主流道)长度应尽量缩短,可以减少冷料回收量,减少压力损失和热量损失。 6)浇口套锥度内壁表面粗糙度为证料流顺利,易脱模。 7)浇口套不能制成拼块结构,以免塑料进入接缝处,造成冷料脱模困难。 8)浇口套长度应与定模板厚度一致,它的端部不应凸在分型面上,否则会造成合模困难,不严密,产生溢料,甚至压坏模具。 9)浇口套部位是热量最集中的 地方,为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量,要考虑冷却措施。 流道设计 1. 分流道的作用 分流道是主流道的连接部分,其基本作用是在压力损失最小的条件下,将来自主流道的熔融塑料。以较快的速度送到浇口出充模。同时,在保证在充满型腔的前提下,要求分流道中残留的熔融塑料最少,以减少冷料的回收,因此分流道的截面积不能太大,也不能太小。分流道截面积太小弊病较多,会降低单位时间可输送的熔融塑料量,使充模时间增长,塑料制品出现缺料、烧焦、产生波纹及凹陷等;分流道截面积过大,易在模具腔内积存气体,造成塑料制品上的缺陷,增加冷料回 收量,延长了塑料制品的冷却时间,因而延长了成型周期,降低了生产率。 对于粘度大和透明度要求高的塑料应采用较大的分流道。 在设计分流道时,为减少在分流道中的压力损失,必须保证分流道的表面积与其体积之比值应最小,也就是在分流道长度一定情况下,要求分流道的表面积或者侧面积与其截面积的比值为最小。 2. 分流道的类型 常用的分流道的类型有四种:圆形,半圆形,矩形及梯形。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 分流道拉料杆 : 因为在分流道中所存的塑料不易脱落,便采用分流道拉料杆。 3. 分流道设计基本要点 1)在保证正常的注射成型工艺条件下,分流道的截面应尽量最小,长 度尽量短。 2)较长的分流道应在末端开设冷料穴,以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模具型腔内。 3)在多型腔注射模具中,各分流道的长度均应一致,长度应尽量缩短,以保证熔融的塑料同时均匀的充满各个型腔,主流道的截面积应大于各分流道的总和。如当一模同时成型几个不同重量和形状各异的塑料制品时,要求各分流道的截面积和塑料制品大小形状相适应。 4)当分流道开设在定模的侧边,并在浇口处延伸很长时,要加设分流道拉料杆,便于开模时棱料易脱落。 5)间经验证明,对分流面表面粗糙度的要求,应根据实际情况而定,如一模多件,分流道又长,则表面粗糙度应相应降低。 6)设计分流道时,应选取较小的尺寸,以便于试模后根据实际情况进行修正。 7)多型腔注射模具的分流道布局取决于型腔布局,要保持相对平衡。 8)如果分流道较多时,应加设分流锥,分流锥是注射模具及传递模具上的一个重要零件。它的作用是避免熔融塑料直接进入模具型腔而冲击型腔,同时也避免塑料从主流道到分流道急转 90。采用分流锥使塑料逐渐而平稳的转变 90方向,并且能缩短分流道长度,使熔融的塑料 顺利的充满型腔。 口设计 1. 浇口的作用 浇口是分流道和型腔之间的连接部分,也是注射模具浇注系统的最后部分,通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔,浇口能顺利冷却封闭,防止型腔内还未冷却的热塑料回流。 浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸,模具结构,注射工艺参数(压力等)及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小,长度要短,这样才能增大料流速度,快速冷却封闭,便于使塑料制品分离,塑料制品的浇口痕迹亦不明显。 塑料制品质量的缺陷,如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、 分解、白班、翘曲等,往往都是由于浇口设计不合理而造成的。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 2. 浇口的类型 根据模具浇注系统在塑料制品上开设的位置、形状不同,浇口的形式的多种多样的,但通常的家口,其种类大致分为以下几种:盘形浇口、扇形浇口、环行浇口、点浇口、侧浇口、直接浇口、潜伏浇口。 3. 浇口设计基本要点 1)浇口应开设在塑料制品断面较厚的部位,能使熔融的塑料从塑料制品厚断面流向薄断面,保证塑料充模完全。 2)浇口位置的选择,应使塑料充模流程最短,减少压力损失,有利于排除模具型腔中的气体。 3)不能使熔融塑料直接进入型腔,否则会产生漩流,在塑料制 品上留下螺旋形痕迹,特别是点浇口、侧浇口等,更容易出现这种现象。 4)位置的选择,应防止在塑料制品表面上产生拼缝线,特别是环行或筒形塑料制品,应在浇口对面的熔料结合加开冷料穴。 5)装有细长型芯的注射模具所开设的浇口位置,应当离型芯较远,以防止熔融料流的冲击而使型芯变形、错位和折断。 6)大型和扁平塑料制品成型时,为了防止塑料制品翘曲、变形、和缺料,可采用多点形浇口。 7)浇口位置应尽量开设在不影响塑料制品外观的部位,如开设在塑料制品的边缘和底部等。 8)浇口尺寸的大小,应取决于塑料制品的尺寸、几何形状、结 构和塑料的性能。 9)设计多行腔注射模具时,结合流道平衡并考虑浇口的平衡,应作到熔融塑料同时均匀充满型腔。对于同一塑料制品的多型腔注射模具来说,可按浇口与主流道的距离,逐渐加大浇口的截面,减少较远浇口的阻力。采取保持个浇口大小相等、改变其长度或保持浇口宽度和长度一定、改变其深度两种办法,来使浇口平衡。对于不同塑料制品的多型腔注射模具来说,常把最大塑料制品的型腔布置在最靠近主流道的部位。 10)为了在开模时从浇口套内拉出主流道凝料使与注射机喷嘴分离,一般在冷料穴的尽端设置拉料杆。拉料杆的直径等于浇口内孔大端的 直径,以便钩住冷料。开模时,塑料制品脱模,主流道凝料由拉料杆拉出。 料穴 当注射机未注射塑料之前,喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低,形成冷料渣,为了积存这部分冷料渣,在进料口的末端动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴,这个洞穴就是冷料穴。 气槽 塑料注射模具的型腔,在熔融塑料填充过程中,除了模具型腔内有空买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 气外,还有因塑料受热而产生的气体,尤其在高速注射成型时产生的气体更多,因此在模具设计时必须设计排气槽。 选择排气槽的位置是很重要的,一般在塑料填充的同时,必须把气体排出模外。否则被压缩的气体变成高温 燃烧,使熔融的塑料焦化或使熔接线处强度降低以及不成型,影响塑料制品质量,尤其对于大型注射模具,开设合理的排气槽显得尤为重要。 开设排气槽应注意以下几点: 1)根据进料口的位置,排气槽应开设在型腔最后充满的地方。 2)尽量的把排气槽开设在分型面上,如直接浇口排气的位置。 3)对于流速较小的塑料制品,可利用模具的分型面及顶杆零件配合的间隙进行排气。 4)排气槽不要开设在工人操作的一方,以防止塑料在注射时溢出模外,发生烧伤事故。 5)对于大型塑料注射模具,为了防止溢料,排气槽应开设在模具的分型面上,并成为曲线形。 6)排气槽的尺寸,应根据塑料的流动能够性能来选择。 流道 热流道这项新技术的开发,是塑料模具的重大发展它使用于大型模具制品成型工艺的要求。热流道又叫做无流道。它的含义可以从以下两方面理解: 1)在塑料注射模具的浇注系统中取消了流道,使熔融塑料直接由注射机喷嘴经过粗短的进料口到达浇口,然后进入模具型腔内。它是靠塑料本身的热量使进料口中的塑料保持熔融状态。 2)在模具的浇注系统中仍然有流道,只不过这种流道比通常的流道大,或者采用喷嘴式流道,而这种流道还采用内部或外部加热的方法来保温,使流道中的塑料始终保持熔 融状态。 在大型塑料注射模具中,热流道浇注系统的应用愈来愈广泛,热流道模具,热流道模具,是大型塑料注射模具设计的发展方向。 热流道注射模具的优点如下: 1)缩短成型周期,提高生产率。 2)减少材料消耗,没有冷料。 3)因严格控制了温度,有利于提高塑料制品质量,减少了废品。 4)热流道有利于压力传递,从而可降低注射压力。 5)缩短开模行程,有利于保护模具,延长模具使用寿命。 缺点:热流道塑料注射模具结构复杂,要求严格控制温度,需装有温度控制装置,制造成本高,它不适合于小批量生产。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 成型零件的结构设计 具分型面 注射模具一般由动模和定模两部分组成,其动模和定模的接触表面即模具分型面。每套模具可能有一个或多个分型面。 在选择分型面一般应考虑以下几个因素: 1)塑料制品的形状、尺寸和壁厚。 2)塑料性能及填充条件。 3)浇注系统的布局。 4)成型效率及成型操作。 5)排气及脱模。 6)模具结构简单,使用方便,制造容易。 模具分型面可能垂直于合模方向,有可以倾斜于合模方向或平行于合模方向。 分型面的选择很重要,它对塑料制品的质量、模具操作和模具制造等均有较大的影响。 成型零件的结构设计 成型零件是直接成型 塑料制品的零件。它主要包括凹模(型腔)、凸模、型芯等。 成型零件形状复杂、精度高,表面粗糙度低。一般用工具钢制造,需要经过热处理。 凹模是成型塑料制品外表面的零件,它一般装在定模板上。其形式有整体式和组合式两种类型。 1. 凹模(型腔)结构形式 1)整体式凹模 凹模由整块加工而制成。 其优点是模具结构简单,是塑料制品上无拼缝痕迹;缺点是对于形状复杂的凹模,其加工工艺性较差。它适用于中、小型且形状简单的模具。 2)组合式凹模 凹模由两个以上零件组合而成。 优点是改善了加工工艺性,减少了热处理变形 ,节省了模具材料;缺点是塑料制品表面可能有拼缝痕迹。它适用于形状复杂的模具。 3)框架组合式模具 大型或复杂的凹模采用框架组合式凹模。 2. 组合式凹模的设计原则如下 : 1)拼块件数应少,以减少加工量和塑料制品上过多的拼缝痕迹。 2)拼缝接线应尽量与塑料制品脱模方向一致,一面渗入的塑料妨碍塑料制品脱模。 3)拼块应无锐角,在允许的情况下,拼块的角度应尽量成直角,或者钝角(大于 90)。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 4)拼块之间应采用凹凸槽嵌接,防止模具在注射时拼块发生位移。 5)个别凹凸模易磨损部分,应制造成独立件,便于加工和 更换。 6)设计拼块和镶件时,尽量把复杂的内形变为外形加工。 7)为使接合面正确配合,并减少磨削加工量,应减少接逢面的长度。 8)塑料制品上的外形圆弧部分应单独制成一块,拼缝的接合线应位于塑料制品的外形部分。 3. 凸模结构形式 : 凸模是成型塑料制品内表面的零件,它一般装的动模板上。凸模的结构多数是整体的,便于加工制造。 凹模和凸模的工作部分尺寸与塑料制品的尺寸和公差、塑料收缩率及模具的磨损个制造公差等因素有关。 凹模和凸模工作部分尺寸计算方法如下: 1) 模内形尺寸计算公式如下: 0111 )( . ( 3 2) 凸模外形尺寸计算公式如下: 0111 )( .( 3 3) 凹模高度尺寸计算公式如下: 0)( &n
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