畢業論文-塑料底座蓋注塑模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 Pa 70～ 90 時間 /h 2～ 4 （ 4）確定模具溫度及冷卻方式 PC 為非 半 結晶型塑料，流動性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應盡量可能降低模溫，以縮短冷卻時間，從而提高生產率。所以模具應考慮采用適當的循環水冷卻，成型模具溫度控制在 60～ 80℃ 。 （ 5）確定成型設備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模兩 八； 腔分布，因此可計算出一次注射成型過程所用塑料量為 ： W=8w+w 廢料 =+ 20%=。 根據以上一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結構、生產批量及注 射工藝參數、注射模具尺寸大小等因素，參考設計手冊，初選 SX— ZY500 型 螺桿 式注射機。記錄下 SX— ZY500 型柱塞式注射機的主要技術參數，見 下表： SX— ZY500 型柱塞式注射機的主要技術參數 序號 主要技術參數項目 參數數值 1 最大注射量 /cm179。 500 2 注射壓力 /MPa 1040 3 鎖模力 /kN 1400 4 動、定模模板最大安裝尺寸 /（ mm mm） 620x520 5 最大模具厚度 /mm 450 6 最小模具厚度 /mm 300 7 最大開模行程 /mm 500 8 噴嘴前端球面半徑 /mm 12 9 噴嘴孔直徑 /mm 4 10 定位圈直徑 /mm 125 德州科 技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 7 第三章 分型面及澆注系統的設計 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： （ 1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動 模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （ 2）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。 （ 3）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。 （ 4）分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，此點可以不必考慮。 不論塑件的結構如何以及采用何種設計方法，都必須首先確定分型面，因為模具結構很大程度上取決于分型面的選擇。該塑件為外殼 ，外形表面質量要求較高。在選擇分型面時，根據分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量、便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內的氣體、分模后塑件留在動模一側及便于取出塑件等因素，分型面應選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖所示。 德州科技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 ` 8 澆注系統的設計 澆注系統由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設計澆注系統之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模八腔，澆注系統的設計是注塑模具設計的一個重要的環節，它對注塑成型周期和塑件質量（如外觀，物理性能 ，尺寸精度）都 有直接的影響，設計時必須按如下原則： （ 1）型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現象。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 （ 3）系統流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 （ 4）對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （ 5）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統容積盡量小，以減少塑料的耗量。 （ 6）澆口位置要適當，盡 量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。 考慮到塑件的外觀要求較高，以及一模八 腔的布置、 PC對剪切速率較為敏感等因素，澆口采用分便加工修整、凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側澆口，模具采用單分型面結構兩板模，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內。澆注系統的設計如圖所示。 德州科 技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 9 （ 1）主流道和定位圈的設計 主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形， 便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲入定模板內。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。 塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統聯接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設計成錐形 主流道與注射機的高溫噴嘴反復接觸碰撞，故應設計成獨立可拆卸更換的澆口套，采用優質鋼材制作，并 經熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設計，如圖所示 ： 查資料得到 SZY300 型注射機與噴嘴的有關尺寸：噴嘴前端球面半徑 SRο =12mm，噴嘴孔直徑 d=4mm，定位圈直徑為 Φ 125mm。 為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關系為： SR=SRο +(1～ 2),d=dο +。因此，取主流道球面半徑 SR=14mm（取標準值），主流道的小端直徑 d=。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應將主流道設計成圓錐形，其斜度為 2176。～4176。，計算其大端直徑約為Φ 10 mm；為避免模內的高壓塑料產生過大，取 D=25 mm。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計 R2 的圓弧過渡；為補償在注射機噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長度設計得比模板厚度短 德州科技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 ` 10 mm；澆口套外圓盤軸肩轉角半徑 R宜大一些，取 R=3 mm，以免淬火開裂和應力集中。 主流道的長度 L 一般控制在 60mm 之內，可取 L=57mm。 定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得 SZY300 型柱塞式注射機的定位圈直徑為Φ 125 mm，一般定位圈高出定模座板表面 5～ 10 mm. 由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以設計者應盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。 （ 2）分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小（流道表面積于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫 模，所以在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U形。 分流道設計要點： （ 1） .在保證足夠的注塑壓力使 塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應以圓弧過度。 （ 2） .分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料穴 。對于此模來說在分流道上不須開設冷料穴 。 （ 3） .分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （ 4） .分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發，應力求縮短 。 分流道的斷面尺寸應根據塑件的成形的體 積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。 因 ABS 的推薦斷面直徑為 ～ ，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保 證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內塑料的后續作用，冷卻后快速切除。同時它的效果與 S澆注系統有同樣的效果，有利于補塑。 本塑件采用 U 形斷面的分流道，在一塊模板上，切削容易實現，且比表面積 德州科技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 ` 11 不 大，推薦直徑為 ～ mm，取Φ 8mm，據此，該模具的分流道設計如圖所示： （ 3）澆口的設計 澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統的關鍵部分。其主要作用是： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結 ，防止其倒流。 易于在澆口切除澆注系統的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的 ～，澆口的長度約為 ～ 2mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現象，影響塑件質量。澆口位置的選擇： 1澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允 許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 2澆口設置應有利于排氣和補塑。 3澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。 4澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的德州科 技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 12 料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的 方向，澆口數量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數量。對于大多數框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。 5澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。 因點口在脫開時會傷塑件的內表面在這里是可以的，考慮到點澆口有利澆注系統的廢料和塑件的脫離，所以選取用點繞口 根據塑件 的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖所示的點澆口。從塑件的底側中部進料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。 l=(～ )+b/2,取 l=2 mm。 澆口深度 t=～ mm,取 t= mm。 澆口寬度 b=(～ )A189。 /30 mm,取 b=4 mm. (4)冷料穴的設計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件 質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴，如圖所示，將其設置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側，稍做側向移動便可取出凝料的作用。 德州科技職業學院畢業設計 第三 章 分型面及澆注系統的設計 ` 13 （ 5）排氣系統的設計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件 局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需