塑料杯注射模设计.pdf

82 模具设计 Die Typing Ejection mechanism 83 模具设计 Die Mould Design 2010年 8 月刊 PLASTICS MANUFACTURE 塑料制造 83 系统如图2所示 采用直接浇口 适用于 单型腔模具 其特点 流动阻力小 流动路程短及补缩时间长等 有利 于消除深型腔处气体不易排出的缺点 塑件和浇注系统在分型面上的投影面 积最小 模具结构紧凑 注射机受力均 匀 塑件翘曲变形 浇口截面大 去 除浇口困难 去除后会留有较大的浇口 痕迹 影响塑件的美观 浇口位置设置 在塑料的底端中心 不仅有利于型腔排 气 而且有利充模 更好的增强薄壁塑 件的强度 模具分型面为阶梯面 加工 难度较大 主流道采用圆锥形 配合中 心推杆 可实现浇注系统凝料的顺利脱 模 主流道内壁粗造度Ra 0 63 抛光时 要沿轴向进行 主流道 分流道 浇口 设计如图2 3所示 2 3 推出机构设计 该塑料件内腔较深 型腔和型芯 的脱模力比较大 因此 设计其脱模斜 度 在设计过程中经仔细分析计算 工 件易包紧在型芯 脱模力的计算公式如 下 式中 Ft 脱模力 KN A 塑料件包容型芯的面积 p 塑料件对型芯单位面积上 的包紧力 模内冷却时取 0 8 1 2 107MPa 模外冷却时取 2 4 3 9 109MPa 塑料对钢的摩擦系数 取 0 1 0 3 2 4 冷却系统设计 由于PP是结晶性材料 吸湿性小 长期与金属接触易发生分解 冷却速度 快 成型收缩率大 易发生缩孔 凹 痕 变形 趋向性强 成型时 如果模 具温度过低 则塑料件无光泽 易产生 熔接痕 模具温度过高 塑料件易发生 翘曲变形 生产率降低 成本上升 因 此在成型过程中要特别注意控制成型温 度 2 4 1 模温对生产效率的影响 就注射成形过程讲 可把模具看成 为热交换器 塑料熔体凝固时释放出的 热量中约有5 以辐射 对流的方式散发 到大气中 其余95 由模具的冷却介质 一般是水 带走 因此模具的生产效 率主要取决于冷却介质的热交换效果 据统计 模具的冷却时间约占整个注射 成形周期的2 3至4 5 因此缩短注射成形 周期内的冷却时间是提高生产效率的关 键 故在设计过程中冷却时间应适当控 制 2 4 2 冷却时间的确定 在注射过程中 塑件的冷却时间 通常是指塑料熔体从充满型腔起的可以 开模取出塑件时止的这一段时间 这一 段时间标准常以制品已充分固化定型而 且具有一定强度和刚度为准 这段冷却 时间一般占整个注射生产周期的80 下式可计算 t s a ln 4 Ts Tm TE TM a 塑件热扩散系数 m s 查表1 得的a值为6 2x10 4 s 制品壁厚 mm t 1 72 x6 2x10 4 360 x 4 x 200 50 100 50 5 1S 2 4 3 冷却系统设计 一般注射模具内的塑料熔体温度为 200度左右 而塑件从模具型腔中取出时 其温度在60度以下 所以热塑性塑料在 注射成型后 必须对模具进行有效的冷 却 以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱 模 提高塑件定型质量和生产效率 2 4 4 冷却系统的设计原则 1 尽量保证塑件收缩均匀 维持 模具的热平衡 2 冷却水孔的数量越多 孔径越 大 则对塑件的冷却效果越均匀 根 据经验 一般冷却水孔中心线与型腔 壁的距离应为冷却水孔直径的1 2倍 常位12 15mm 冷却水孔中心距 约为水孔直径的3 5倍 水孔直径约为 8 12mm 3 尽可能使冷却水孔至型腔表面的 距离相等 当塑件壁厚均匀时 冷却水 孔与型腔表面的距离应处处相等 当塑 件壁厚不均匀时 壁厚处应强化冷却 水孔应靠近型腔 距离要小 但也不应 小于10mm 4 浇口处加强冷却 一般在注射成 型时 浇口附近温度最高 距浇口越远 塑料名称TS TM TE PS200 50040 6060 100 AS200 26040 6060 100 ABS200 26040 6060 100 PE150 25050 7070 110 表1 84 模具设计 Die Mould Design 塑料制造 PLASTICS MANUFACTURE 2010年 8 月刊 84 温度越低 因此要加强浇口处的冷却 即冷却水从浇口附近流入 5 应降低进水与出水的温差 如果 进水与出水温差过大 将使模具的温度 分布不均匀 尤其对流程很长的大型塑 件 料温越流越低 对于矩形模具 通 常沿模具宽度方向开设水孔 使进水与 出水温差不大于5 6 合理选择冷却水道的形式 对于 收缩大的塑件 如聚乙烯 应沿收缩方 向开设冷却水孔 7 合理确定冷却水管的接头的位 置 为不影响操作 进出口水管接头通 常设在注射机背面的模具的同一侧 8 冷却系统的水道应尽量避免与 模具上其它机构 如推杆孔 小型芯孔 等 发生干涉现象 设计时要通盘考 虑 9 冷却水管进出接头应埋入模板 内 以免模具在搬运过程中造成损坏 最好在进口和出口处分别打出标志 如 IN 进口 和 OUT 出口 等 2 5 模具结构设计 模具结构如图2所示 型腔采用镶 块组合式 这种结构便于型腔加工和装 配 方便调整中心推杆 2 6 模具工作过程 1 开模时 定模板与动模板10 分开 塑件包在型芯8上 型芯8塑件在 中心推杆4的作用下 推离动模板10 2 合模时 推杆2 推杆固定板 5复位 动 定模合模 进行下一个工作 循环 3 结束语 该模具已投入生产 模具分型面选 择合理 塑件表面光滑 成型质量好 推出机构工作平稳 浇注系统凝料自动 脱出 参考文献 1 屈华昌 塑料成型工艺与模具设计 M 北 京 机械工业出版社 2002 2 胡东升