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文档简介
5.1型腔总体布置
型腔是由凸模和凹模组成,用于成型塑件的形状和尺寸。成型零部件是构成模具型腔的零部件,它包括凹模、凸模、型芯、型环和镶件等。成型零部件设计内容与程序如下。①确定型腔总体结构。根据塑件的结构形状与性能要求,确定成型时塑件的位置、分型面,一次成型的数量,进浇点和排气位置、脱模方式等。②确定成型零部件的结构类型。从结构工艺性的角度确定型腔各零部件之间的组合方式和各组成零件的具体结构。③计算成型零件的工作尺寸。④进行关键成型零件强度与刚度校核。下一页返回5.1型腔总体布置1.型腔数目的确定(1)按注射机的最大注射量确定型腔数按注射机的最大注射量所确定的型腔数为式中Vs—注射机最大注射量(cm,g);Vi—浇注系统凝料量(cm3,g);Vn—单个塑件的容积或质量(cm3,g).上一页下一页返回5.1型腔总体布置
(2)按注塑机的额定锁模力确定型腔数根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力F≧D(An十Ai),则型腔数为式中F—注射机的额定锁模力(N);P—塑料熔体对型腔的平均压力(MPa);An—单个塑件在分型面上的投影面积(mm2);Ai—浇注系统在分型面上的投影面积(mm2).上一页下一页返回5.1型腔总体布置
(3)按制品的精度要求确定型腔数生产经验认为,增加一个型腔,塑件的尺寸精度将降低4%,为了满足塑件尺寸精度需要,型腔数目为式中L—塑件基本尺寸(mm)±S—塑件的尺寸公差(mm,为双向对称偏差标注;±△S—单腔模注射时塑件可能产生的尺寸误差的百分比。其数值对聚甲醛为±0.2%,聚酞胺PA66为±0.3%,对PE,PP,PC,ABS和PVC等塑料为±0.05%。上一页下一页返回5.1型腔总体布置
成型高精度制品时,型腔数不宜过多,通常推荐不超过4腔,因为多型腔难于使各型腔的成型条件均匀一致
(4)按经济性确定型腔数根据总成型加工费用最小的原则,并忽略准备时间和试生产原材料费用,仅考虑模具费用和成型加工费。模具费为Xm=nC1+C2上一页下一页返回5.1型腔总体布置式中C1
——每一型腔所需承担的与型腔数有关的模具费用;C2——与型腔数无关的费用;n——型腔数。上一页下一页返回5.1型腔总体布置成型加工费为式中N—制品总件数;y—每小时注射成型加工费(元/h);t—成型周期;n——型腔数。上一页下一页返回5.1型腔总体布置总成型加工费为
X=Xm+Xi为使总成型加工费最小,令则得上一页下一页返回5.1型腔总体布置
2.多型腔的排列设计时应注意如下几点。①尽可能采用平衡式排列,以便构成平衡式浇注系统,确保塑件质量的均一和稳定。②型腔布置和浇口开设部位应力求对称,以防止模具承受偏载而产生溢料现象,如图5-1所示。
③尽量使型腔排列紧凑一些,以减小模具的外形尺寸。图5-2(b)的布局优于图5-2(a)的布局,图5-2(b)的模板总面积小,可节省钢材,减轻模具质量。④型腔的圆形排列所占的模板尺寸大,虽有利于浇注系统的平衡,但加工较麻烦,除圆形制品和一些高精度制品外,在一般情况下常用直线和H形排列,从平衡的角度来看应尽量选择H形排列,图5-3(b),(c)的布局比图5-3(a)要好。上一页返回5.2分型面的设计
分型面是模具上用于取出塑件或浇注系统凝料的可分离的接触表面。按分型面的位置分有垂直于注射机开模运动方向分型面,如图5-4(a),(b),(c),(f)所示;平行于开模方向分型面,如图5-4(e)所示;倾斜于开模方向分型面,如图5-4(d)所示。按分型面的形状分有平面分型面(如图5-4(a)所示);曲面分型面(如图5-4(b)所示);阶梯形分型面(如图5-4(c)所示)。下一页返回5.2分型面的设计1.分型面的数量①常见单分型面模具只有一个与开模运动方向垂直的分型面。
②有时为了取出浇注系统凝料,如采用针点浇口时,需增设一个取出浇注系统凝料的辅助分型面,如图5-4(f)所示。③有时为了实现侧向抽芯,也需要另增辅助分型面。④对于有侧凹或侧孔的制品,如图5-4(e)所示(线圈骨架),则可采用平行于开模方向的瓣合模式分型面,开模时先使动模与定模面分开,然后再使瓣合模面分开。上一页下一页返回5.2分型面的设计
2.分型面选择原则总的原则是保证塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构。
(1)分型面便于脱模和简化模具分型面应便于塑件脱模和简化模具结构,尽可能使塑件开模时留在动模,便于利用注射机锁模机构中的顶出装置带动塑件脱模机构工作。若塑件留在定模,将增加脱模机构的复杂程度。表5-1中例1-例5.
表5-1中例3,塑件外形较简单,而内形带有较多的孔或复杂的孔时,塑件成型收缩将包紧在型芯上,型腔设于动模不如设于定模脱模方便,后者仅需采用简单的推板脱模机构便可使塑件脱模。上一页下一页返回5.2分型面的设计
表5-1中例2图(a),当塑件带有金属嵌件时,嵌件不会因收缩而包紧型芯,型腔若仍设在定模,将使模件留在定模,使脱模困难,故应将型腔设在动模,如表5-1中例2图(b)。表5-1中例4,对带有侧凹或侧孔的塑件,应尽可能将侧型芯置于动模部分,以避免在定模内抽芯。同时应使侧抽芯的抽拔距离尽量短,如表5-1中例5.(2)分型面应不影响外观分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除或修整。上一页下一页返回5.2分型面的设计
分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝痕迹,分型面最好不要设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。表5-1中的例6带有球面的塑件,若采用图(a)的形式将有损塑件外观,改用图(b)的形式则较为合理。分型面还影响塑件飞边的位置,如图5-5所示塑件;图5-5(a)在A-A面产生径向飞边,图5-5(b)在B-B面产生径向飞边,若改用图5-5(c)结构,则无径向飞边,设计时应根据塑件使用要求和塑料性能合理选择分型面。上一页下一页返回5.2分型面的设计
(3)分型面的选择应保证塑件尺寸精度表5-1中例7塑件,D和d两表面有同轴度要求。选择分型面应尽可能使D与d同置于动模成型,(表5一1中例7图(b))。若分型面选择表5一1中例7图(a)所示,D与d分别在动模与定模内成型,这样合模误差不利于保证其同轴度要求。
(4)分型面选择应有利于排气应尽可能使分型面与料流末端重合。这样才有利于排气。表5-1中例8图(b)。上一页下一页返回5.2分型面的设计(5)分型面选择应便于模具零件的加下
表5-1中例9图(a)采用一垂直于开模运动方向的平面作为分型面,凸模零件加工不便,而改用倾斜分型面,表5一1中例9图(b)则使凸模便于加工。
(6)分型面选择应考虑注射机的技术规格
图5-6所示为弯板塑件,若采用图5-6(a)的形式成型,当塑件在分型面上的投影面积接近注射机最大成型面积时,将可能产生溢料;若改为图5-6(b)形式成型,则可克服溢料现象。上一页下一页返回5.2分型面的设计
图5-7杯形塑件,其高度较大,若采用图5-7(a)垂直于开模运动方向的分型面,取出塑件所需开模行程超过注射机的最大开模行程;当塑件外观无严格要求时,可改用图5-7(b)所示平行于开模方向的瓣合模分型面,但将使塑件上留下分型面痕迹,影响塑件外观。
在应用上述原则选择分型面时,有时会出现相悖,图5-8所示塑件,当对制品外观要求高,不允许有分型痕迹时宜采用图5-8(a)成型。但当塑件较高时将使制品脱模困难或两端尺寸差异较大,因此在对制品无外观严格要求的情况下,可采用图5-8(b)的形式分型。选择分型面应综合考虑各种因素的影响,权衡利弊,以取得最佳效果。上一页返回5.3浇注系统
浇注系统是指模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道,其作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中,并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位,以获得组织紧密、外形清晰的塑件。浇注系统的设计好坏会影响塑件性能、外观及成型难易程度。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类,这里主要介绍普通浇注系统。下一页返回5.3浇注系统
1.浇注系统的组成如图5-9所示,浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴4部分组成。普通浇注系统分直浇口和横浇口两种类型,直浇口适用于立式或卧式注塑机,其主流道一般是垂直于分型面的,而横浇口适用于角式注塑机,其主流道平行于分型面。
(1)主流道由注塑机喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道,是熔融塑料进入模具前最先经过的部位。上一页下一页返回5.3浇注系统
(2)分流道主流道与浇口之间的一段流道,它是熔融塑料由主流道入型腔的过渡段,能使塑料的流向得到平稳的转换,对多腔模分流道还起着向各型腔分配塑料的作用。
(3)浇口浇口是分流道于型腔之间的狭窄部分,也是最短小的部分。它的作用有以下几点。①使分流道输送来的熔融塑料在进入型腔前产生加速度,从而能迅速充满型腔。②成型后浇口处塑料首先冷凝,以封闭型腔,防止塑料产生倒流,避免型腔压力过快,使塑件上出现缩孔等。③成型后,便于使浇注系统凝料与塑件分离。上一页下一页返回5.3浇注系统
(4)冷料穴冷料穴的作用是储存两次注塑间隔中产生的冷料头,以防止冷料头进入型腔造成塑件熔接不牢,影响塑件质量,甚至发生冷料头堵塞住浇口,造成成型不满,冷料穴一般设在主流道末端,当分流道较长时,在它的末端也应开设冷料穴。上一页下一页返回5.3浇注系统
2.浇注系统的设计原则
①排气良好。能顺利地引导熔融塑料填充到型腔的各个深度,不产生涡流和紊流,并能使型腔内的气体顺利排出。②流程短。在满足成型的排气良好的前提下,要选取短的流程来充填型腔,且应尽量减少弯折,以降低压力损失,缩短填充时间。③防止型芯和嵌件变形。应尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件,防止型芯弯曲变形或嵌件移位。④整修方便。浇口位置和形式应结合塑件形状考虑,做到整修方便并不损坏塑件外观和使用。上一页下一页返回5.3浇注系统⑤防止塑件变形。在流程长或需开设两个以上浇口时应注意这一点。⑥合理设计冷料穴。因为它可影响塑件质量。
⑦浇注系统的断面积和长度。除满足以上各点外,浇注系统的断面积和长度应尽量取小值,以减少浇注系统产生的塑料量,从而减少回收料。上一页下一页返回5.3浇注系统
3.浇注系统的设计
1)主流道的设计在模具工作时,由于主流道部分的小端人日及注射机喷嘴与具有一定温度、压力的塑料熔体会冷热交替地反复接触,比较容易受损,所以主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套,延长模具的使用寿命。主流道衬套如图5-10所示。
在卧式或立式注射机用的模具中,主流道垂直于分型面,其几何形式如图5-11所示。上一页下一页返回5.3浇注系统
①主流道通常设计成圆锥形,其锥角a=2°~6°,内壁表面粗糙度一般为Ra=0.63um。②为防止主流道与喷嘴处溢料,主流道对接处应制成半球形凹坑,其半径R2=R1+(1~2)mm,其小端直径d1=d2+(0.5~1)mm。凹坑深度取h=3~5mm(如图5-11所示)。③为减小料流转向过渡时的阻力,主流道大端呈圆角过渡,其圆角半径:=1~3mm。④在保证塑料良好成型的前提下,主流道L应尽量短,否则将增多流道凝料,且增加压力损失,使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定,一般取L≦60mm。上一页下一页返回5.3浇注系统
主流道衬套的形式如图5-10中流道衬套1,为主流道衬套与定位圈设计成一体的形式,一般用于小型模具,将主流道衬套和定位圈设计成两个零件,然后配合固定在模板上,这种结构便于拆卸。
2)分流道的设计分流道是连接主流道末端与浇口之间的部分,用于一模多腔或单型腔多浇口的场合。设计分流道时,要考虑熔体在流经过程尽量减少其压力和温度损失。
(1)分流道的截面形状及尺寸分流道的截面形状及尺寸如图5-12所示。上一页下一页返回5.3浇注系统
分流道的尺寸确定方法:①各种塑料的流动性有差异,可根据塑料的品种粗略地估计分流道的直径。常用塑料的分流道直径对流动性很好的聚乙烯和尼龙,当分流道很短时,分流道可小到2mm左右;对于流动性差的塑料,如丙烯酸类,分流道直径接近10mm。多数塑料的分流道直径在4.8~8mm左右变动。②对壁厚小于3mm,质量200g以下的塑料制品,还可用经验公式确定分流道直径(式(5-7)计算的分流道直径仅限于3.2~9.5mm),即上一页下一页返回5.3浇注系统式中D—分流道直径(mm);m—制品质量(g);L—分流道的长度(tntn)。上一页下一页返回5.3浇注系统
③当注射模主流道和分流道的剪切速率r=5x102~5x103m·s-1,浇口的剪切速率r=104~105m·s-1所成型的塑件质量较好。对于一般热塑性塑料,上面所推荐的剪切速率可作为计算模具流道尺寸的依据。在计算中可使用如下经验公式,即γ=3.3αγ/πRe3式中Re—流道断面尺寸的当量半径(cm)c—体积流量(cm3/s)。式(5-8)既可用来计算主流道和分流道尺寸,一也可用来计算浇口尺寸。常用的分流道及尺寸见表5-2。上一页下一页返回5.3浇注系统
(2)分流道表面粗糙度分流道表面不要求太光洁,表面粗糙度通常取Ra=1.25~2.5um,这可增加对外层塑料熔体流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层,有利于保温。但表壁不得凹凸不平,以免对分型和脱模不利。
(3)流道的长度根据型腔在分型面上的布置情况,分流道可分为一次分流道、二次分流道或三次分流道。分流道的长度要尽可能短,且弯折少,以便减少压力损失和热量损失,节约塑料的原材料和能耗。图5-13所示为分流道长度的设计参数尺寸,其中L1=6~10mm,L2为3~6mm,L3为6~10mm,L的尺寸根据型腔的多少和大小而定。上一页下一页返回5.3浇注系统
(4)分流道的布置形式分流道常用的布置形式有平衡式(如图5-14所示)和非平衡式两种(如图5-15所示)。平衡式的浇注系统的特点是,从分流道到浇口及型腔,其形状、长度尺寸、圆角、模壁的冷却条件等都相同,因此熔体能以相同的成型压力和温度同时充满所有的型腔,从而可以获得尺寸相同、物理性能良好的制品。
非平衡式浇注系统中各个型腔的尺寸和形状相同,只是诸型腔距主流道的距离不同而使得浇注系统不平衡。
分流道布置形式遵循两个原则:一个是排列应尽量紧凑,缩小模板尺寸;另一个是流程尽量短,对称布置,使胀模力的中心与注塑机锁模力的中心一致。上一页下一页返回5.3浇注系统
(5)分流道与浇口连接形式分流道与浇口常采用斜面和圆弧连接,如图5-16(a),(b)所示,利于塑料的流动和填充,防止塑料流动时产生反压力,消耗动能。图5-16(a),(b)为分流道与浇口在宽度方向的连接,图5-16(a)因分流道逐步变窄,补料阶段冷却较快,产生不必要的压力损失,图5-16(c)形式较好。上一页下一页返回5.3浇注系统
3)浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道。浇口的形状、尺寸和进料位置等对塑件成型质量有影响,若浇口设计不合理会使塑件产生缺陷,如缩孔、缺料、白斑、熔接痕、质脆、分解和翘曲等。因此,正确设计浇口是提高塑件质量的重要环节。影响浇口设计的因素有塑料性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等。浇口设计的要求:使熔料以较快的速度进入并充满型腔,同时在充满后能适时冷却封闭。故浇口面积要小,长度要短,这样可增大料流速度,快速冷却封闭,且便于塑件与浇口凝料分离,不留明显的浇口痕迹,保证塑件外观质量。上一页下一页返回5.3浇注系统
(1)浇口设计的原则①浇口尺寸及位置选择应避免因熔体破裂而产生喷射和蠕动(蛇形流)。喷射和蠕动的产生:浇口的截面尺寸如果较小,且正对宽度和厚度较大的型腔,则高速熔体流经浇口时,由于受较高的切应力作用,将会产生喷射和蠕动等熔体破裂现象,在塑件上形成波纹状痕迹(如图5-17所示),或在高速下喷出高度定向的细丝或断裂物,它们很快冷却变硬,与后来的塑料不能很好地熔合,而造成塑件的缺陷或表面疵瘫。喷射还使型腔内的空气难以顺序排出,形成焦痕和空气泡。上一页下一页返回5.3浇注系统
解决喷射和蠕动的办法:加大浇口截面尺寸,改换浇口位置并采用冲击型浇口,即浇口开设方位正对型腔壁或粗大的型芯。这样,当高速料流进人型腔时,直接冲击在型腔壁或型芯上,从而降低了料流流速,改变了流向,可均匀地填充型腔,使熔体破裂现象消失。
图5-18中A为浇口位置,图5-18(a),(c)中A为非冲击型浇口,图5-18(b),(d),(f)中A为冲击型浇口,后者对提高塑件质量、克服表面缺陷较好,但塑料流动能量损失较大。上一页下一页返回5.3浇注系统
②浇口位置应开在塑件壁厚处。当塑件壁厚相差较大时,在避免喷射的前提下,为减少流动阻力,保证压力有效地传递到塑件厚壁部位以减少缩孔,应把浇口开设在塑件截面最厚处,这样有利于填充补料。如塑件上有加强肋,则可利用加强肋作为流动通道以改善流动条件。如图5-19所示塑件,选择图5一19(a)的浇口位置,塑件因严重收缩而出现凹痕;图5-19(b)选在塑件厚壁处,可克服上述缺陷;图5一19(c)选用直接浇口,则大大改善了填充条件,提高了塑件质量。上一页下一页返回5.3浇注系统
③浇口位置应远离排气位置。浇口位置应有利于排气,通常浇口位置应远离排气部位,否则进人型腔的塑料熔体会过早封闭排气系统,致使型腔内气体不能顺利排出,影响塑件成型质量。
图5–20(a)浇口的位置,在充模时,熔体立即封闭模具分型面处的排气空隙,使型腔内气体无法排出,而在塑件顶部形成气泡,改用图5-20(b)所示位置,则克服了上述缺陷。上一页下一页返回5.3浇注系统
④浇口位置应使流程最短,料流变向最少,并防止型芯变形。在保证良好充填条件的前提下,为减少流动能量的损失,应使塑料流程最短,料流变向最少。
图5-21(a)浇口位置,塑料流程长,流道曲折多,流动能量损失大,填充条件差。改用图5-21(b)形式和位置则可克服上述缺陷。图5-21(a)为单侧进料,易产生缺陷。图5-21(b),(c)为防止型芯变形的进料位置。对有细长型芯的塑件,浇口位置应避免偏心进料,防止料流冲击使型芯变形、错位和折断。上一页下一页返回5.3浇注系统
⑤浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度。熔接痕指熔体在型腔中汇合时产生的接缝。
a.接缝强度直接影响塑件的使用性能,在流程不太长且无特殊需要时,最好不设多个浇口,否则将增加熔接痕的数量,如图5-22(a)所示(A处为熔接痕)。
b.对底面积大而浅的壳体塑件,为减小内应力和翘曲变形可采用多点进料,如图5-22(b)所示。
c.对轮辐式浇口可在熔接处外侧开冷料穴,使前锋料溢出,增加熔接强度,且消除熔接痕,如图5-22(a)所示。上一页下一页返回5.3浇注系统
d.对于熔接痕的位置应注意,图5-23(a)所示为带圆孔的平板塑件,其左侧熔接痕较合理,熔接痕短(图中A处),且在边上,右侧的熔接痕与小孔连成一线使塑件强度大大削弱。
e.图5-23(b)为大型框架塑件,其左侧由于流程过长,使熔接处的料温过低而熔接不牢,且形成明显熔接痕。而右侧增加了过渡浇口,虽然熔接痕数量有所增加,但缩短了流程,增加了熔痕接强度,且易于充满型腔。上一页下一页返回5.3浇注系统
⑥浇口位置应考虑定位作用对塑件性能的影响。
a.定向方位对应力的影响。
b.聚丙烯铰链盒铰链处的定向。
图5-24(a)为带有金属嵌件的聚苯乙烯塑件,由于塑件收缩使嵌件周围塑料层有很大周向应力。当浇口开在A处时,其定向方位与周向应力方向垂直,塑件几个月后即开裂;当浇口开在B处,定向作用顺着周向应力方向,使应力开裂现象大为减少。上一页下一页返回5.3浇注系统
在某些情况下,可利用分子高度定向作用改善塑件的某些性能。如为使聚丙烯铰链经几千万次弯折而不断裂,要求在铰链处高度定向。因此,将两点浇口开设在A的位置上,如图5-24(b)所示,浇口设在A处,塑料通过很薄的铰链(厚约0.25mm)充满盖部的型腔,在铰链处产生高度定向(脱模时立即弯曲,以获得拉伸定向)。
c.又如成型杯状塑件时,在注射适当阶段转动型芯,由于型芯和型腔壁相对运动而使其间塑料受到剪切作用而沿圆周取向,提高了塑件的周向强度。⑦浇口位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位,如浇口开设在塑件的边缘、底部和内侧。上一页下一页返回5.3浇注系统
(2)浇口的类型①直接浇口。特点:由主流道直接进料。如图5-25所示。优点:熔体的压力损失小,成型容易。适用范围:适用于任何塑料,常用于成型大而深的塑件。缺点:浇口处固化慢,易使成型周期延长,容易产生较大的残余应力;超压填充,浇口处易产生裂纹,浇口凝料切除后塑件上疤痕较大。直接浇口有时被称为非限制性浇口,而其他类型的浇口则通称为限制性浇口。上一页下一页返回5.3浇注系统
②矩形侧浇口。位置:开设在模具的分型面上,从制品的边缘进料。如图5-26所示。适用范围:广泛应用于中小型制品的多型腔注射模。优点:截面形状简单,易于加工,便于试模后修正。缺点:在制品的外表面留有浇口痕迹。浇口的大小由厚度、宽度和长度决定。厚度确定浇口的固化时间,在实践中通常是在允许的范围内先将侧浇口的厚度加工得薄一些,试模时再进行修正。确定侧浇口厚度h和宽度b的经验公式如下。上一页下一页返回5.3浇注系统式中t—塑料厚度(mm);n—系数与塑料品种有关;A—为塑件外表面面积(mm2)
根据式(5-10)计算所得的h若大于分流道的直径,可采用扇形浇口。侧浇口宽度与厚度的比例大致是3:1。上一页下一页返回5.3浇注系统
③扇形浇口如图5-27所示。特点:在扇形浇口的整个长度上,为保持截面积处处相等,浇口的厚度应逐渐减小。扇形浇口可以说是矩形侧浇口的一种变异形式。适用范围:成型大平板状及薄壁塑件。尺寸:a.浇口宽度按式(5-7)计算。为了能够充分发挥扇形浇口在横向均匀分配料流的优点,可以采用比计算结果更大的浇口宽度。上一页下一页返回5.3浇注系统b.浇口出日厚度h、的计算式与矩形侧浇口厚度的计算公式相同,用式(5-9)计算浇口人口厚度h。的计算为式中h1—浇口出u厚度(mm)D—分流道直径(mm)。注意:浇口的截面积不能大于分流道的截面积,即上一页下一页返回5.3浇注系统
扇形浇口的中心部位与浇口边缘部位的流道长度不同,所以塑料熔体在中心部位和两侧的压力降与流道也不相同。为了达到一致,在图5-27(e)中增加了扇形浇口两侧的厚度,这种做法使浇口的加工要困难一些,但有助于熔体均匀地流过扇形浇口。
c.流道长度可比矩形侧浇口的长度长一些,常为1.3~6.0mm上一页下一页返回5.3浇注系统
④膜状浇口如图5-28(a)所示。特点:将浇口的厚度减薄,使浇口的宽度与塑件的宽度一致,故这种浇口又称为平面浇口或缝隙浇口。适用场合:用于成型管状塑件及平板状制品。结构:图5-28(b)设置的浇口,成型后在制品内径处会留有浇口残留痕迹,当制品内径精度要求较高时,可按图5-28(c)将膜状浇口设置在制品的端面处,其浇口重叠长度L应不小于浇口厚度h。尺寸:膜状浇口的长度L=0.75~1.0mm,厚度h=0.7mm,其厚度值略低于矩形侧浇口的经验值,因为膜状浇口的宽度较大。上一页下一页返回5.3浇注系统⑤轮辐浇口如图5-29(a)所示。特点:将整个圆周进料改为几小段圆弧进料。优点:浇口料较少,去除浇口方便,且型芯上部得以定位而增加了稳定性。缺点:增加了接缝线,对塑件强度有一定影响。适用场合:适用于圆筒形塑件。上一页下一页返回5.3浇注系统⑥爪形浇口如图5-29(b)所示。特点:型芯头部开设流道,分流道与浇口不在同一平面内。适用场合:主要用于塑件内孔较小的管状塑件和同轴度要求高的塑件。优点:型芯顶端伸人定模内起定位作用,避免了弯曲变形,保证同轴度。上一页下一页返回5.3浇注系统
⑦点浇口又称针点浇口,是一种在塑件中央开设浇口时使用的圆形限制浇口,如图5-30所示。适用场合:常用于成型各种壳类、盒类塑件。优点:浇口位置灵活,浇口附近变形小,多型腔时采用点浇口容易平衡浇注系统。对投影面积大的塑件或易变形的塑件,采用多个点浇口能够取得理想的效果。
缺点:由于浇口的截面积小,流动阻力大,需提高注射压力,宜用于成型流动性好的热塑性塑料。采用点浇口时,为了能取出流道凝料,必须使用三板式双分型面模具或二板式热流道模具,但费用较高。上一页下一页返回5.3浇注系统
尺寸结构:一般点浇口的截面积与矩形侧浇口的截面积相等,设点浇口直径为式中n—与塑料品种有关的系数。通常PEPS取0.6,POM,PC,PP取0.7,PA,PMMA取0.8,PVC取0.9;t—塑件壁厚(mm);A—塑件外表面积(mm)。上一页下一页返回5.3浇注系统
如图5-30(a)所示,点浇口直径d=O.5~1.8mm,浇口长度L=0.5~2.0mm。为防止在切除浇口时损坏制品表面,可采用图5-30(b)结构,其中R1是为了有利于熔体流动而设置的圆弧半径,R1=1.5-3.0mm,H=0.7-3.0mm)
成型薄壁塑件时若采用点浇口,塑件易在浇口附近产生变形甚至开裂。为改善这一情况,在不影响使用的前提下,可将浇口对面的壁厚增加并以圆弧R过渡(如图5-31所示),此处圆弧还有储存冷料的作用。上一页下一页返回5.3浇注系统⑧潜伏浇口如图5-32所示。从形式上看,潜伏浇口与点浇口类似,不同的是采用潜伏浇口只需二板式单分型面模具,而采用点浇口需要三板式双分型面模具
特点:a.浇口位置一般选在制件侧面较隐蔽处,不影响塑件的美观。
b.分流道设置在分型面上,而浇口像隧道一样潜入到分型面下面的定模板上或动模板上,使熔体沿斜向注入型腔。上一页下一页返回5.3浇注系统
c.浇口在模具开模时自动切断,不需要进行浇口处理,但在塑件侧面留有浇口痕迹。
d.若要避免浇口痕迹,可在推杆上开设二次浇口,使二次浇口的末端与塑件内壁相通,具有二次浇口的潜伏浇口,如图5-33所示,这种浇口的压力损失大,必须提高注射压力。尺寸:潜伏浇口与分流道中心线的夹角一般为30°~55°左右,常采用圆形或椭圆形截面,浇口大小可根据点浇口或矩形侧浇口的经验公式计算。上一页下一页返回5.3浇注系统
⑨护耳浇口如图5-34所示。特点:由矩形浇口和耳槽组成,耳槽的截面积和水平面积均比较大。耳槽前部的矩形小浇口能使熔体因摩擦发热而温度升高,熔体在冲击耳槽壁后,能调整流动方向,平稳地注入型腔。因此,塑件成型后残余应力小,另外依靠耳槽能允许浇口周边产生收缩,所以能减小因注射压力造成的过量填充以及因冷却收缩所产生的变形。适用场合:如聚氯乙烯、聚碳酸酷等热稳定性差、黍占度高的塑料的注射成型。上一页下一页返回5.3浇注系统
缺点:需要较高的注射压力,其值约为其他浇口所需注射压力的2倍。另外,制品成型后增加了去除耳部余料的工序。结构尺寸:护耳浇口与分流道呈直角分布,耳部应设置在制品壁厚较厚的部分。矩形小浇口可按矩形侧浇口公式计算。耳槽的长度可取分流道直径的1.5倍,耳槽的宽度约等于分流道的直径,耳槽的厚度可取塑件壁厚的0.9倍。耳槽的位置以距离塑件边缘150mm以内为宜,当塑件较宽时,需要使用多个护耳浇口,此时耳槽之间的最大距离约为300mm。上一页下一页返回5.3浇注系统
4)冷料穴的设计冷料穴的作用:储存因两次注射间隔产生的冷料及熔体流动的前锋冷料,防止熔体冷料进入型腔。冷料穴的位置:主流道的末端,当分流道较长时,在分流道的末端有时也设冷料穴。冷料穴形状:底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽,使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。塑件成型后,穴内冷料与拉料杆的钩头搭接在一起,拉料杆固定在推杆固定板上,如图5-35(a)所示。开模时,拉料杆通过钩头拉住穴内冷料,使主流道凝料脱出定模,然后随推出机构运动,将凝料与塑件一起推出动模。上一页下一页返回5.3浇注系统
图5-35(b),(c)为倒锥形和环槽形冷料穴,其凝料推杆也都固定在推出固定板上。开模时靠倒锥或环形凹槽起拉料作用,然后由推杆强制推出。这两种冷料穴适用于弹性较好的塑料品种,由于取凝料不需要侧向移动,较容易实现自动化操作。上一页下一页返回5.3浇注系统
(1)带球形头(或菌形头)的冷料穴带球形头(或菌形头)的冷料穴如图5-36所示,专用于推板脱模机构中。塑料进入冷料穴后,紧包在拉料杆的球形头或菌形头上,拉料杆的底部固定在动模边的型芯固定板上,开模时将主流道凝料拉出定模,然后靠推板推顶塑件时,强行将其从拉料杆上刮下脱模,这两种冷料穴和拉料杆也主要用于弹性较好的塑料品种。上一页下一页返回5.3浇注系统
(2)带尖锥头拉料杆及无拉料杆的冷料穴尖锥头拉料杆为球形头拉料杆的变异形式,这类拉料杆一般不配用冷料穴,而靠塑料收缩时对尖锥头的包紧力,将主流道凝料拉出定模。显然其可靠性不如前面几种,但由于尖锥的分流作用好,在单腔模成型带中心孔的塑件(如齿轮)时常被采用,为提高它的可靠性,可用小锥度或增大锥面表面粗糙度来增大摩擦力(如图5-37所示)。上一页下一页返回5.3浇注系统
图5-38为无拉料杆的冷料穴,特点是在主流道末端开一锥形凹坑,在凹坑锥壁上垂直钻一深度不大的小盲孔,开模时靠小盲孔内塑料的固定作用将主流道凝料从定模中拉出,脱模时推杆顶在塑件或分流道上,穴内冷料先沿小盲孔轴线移动,然后全部脱出。为使冷料能沿斜向移动,分流道必须设计成S形或类似带有挠性的形状。上一页返回5.4排气系统设计
排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。排气不良的害处:型腔内的气体受压缩将产生很大的背压,阻止塑料熔体正常快速充模,同时气体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦。在充模速度大、温度高、物料钻度低、注射压力大和塑件过厚的情况下,气体在一定的压缩程度下会渗人塑件内部,造成气孔、组织疏松等缺陷。下一页返回5.4排气系统设计
模内气体主要有4个来源。①型腔和浇注系统中存在空气。②塑料原料中含有水分,在注射温度下蒸发成为水蒸气。③由于注射温度高,塑料分解所产生的气体。④塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。例如,热固性塑料成型时,交联反应常产生气体。塑件上气泡的分布状况:型腔和浇注系统积存空气所产生的
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