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1、叮叮小文庫水杯模具設(shè)計(jì)專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生:陳洪振指導(dǎo)教師:高征兵完成日期:2012年5月22日揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院叮叮小文庫摘要近年來,我國的模具發(fā)展迅速,尤其是塑料模具提出了越來越高的要求,最近幾年,塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)所占的比例上升到30批右,相信在未來的時(shí)間里,中國塑料模具工業(yè)還將保持年均增長速度達(dá)到10犯上較高速度的發(fā)展,國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。將來注射模具發(fā)展的方向向更精密、更高效、復(fù)合和多功能、更大型、更精密、更復(fù)雜、更綠色及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展,模具產(chǎn)品的技術(shù)含量將不斷提高,模具制造周期將不斷縮短。注射成型是塑料成型的一種重要的方法,它主要適用于熱塑料的成型
2、,可以一次成型簡單或復(fù)雜的精密塑件。本課題是將水杯作為設(shè)計(jì)模型,將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù),闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)過程。介紹塑件結(jié)構(gòu)形狀,塑件的材料選擇,及塑件的結(jié)構(gòu)工藝性,注射機(jī)成型的設(shè)備組成分類及型號規(guī)格。本文詳細(xì)介紹了水杯注塑模具的設(shè)計(jì),從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性分析,具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā),選擇模具型腔的分型面,型腔的數(shù)量,以及對模具的澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),模具成型零件的分析計(jì)算,合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),推出機(jī)構(gòu),使用EMX(模架設(shè)計(jì)專家)進(jìn)行模架的設(shè)計(jì),最后對三維造型使用Pro/Engineer形同轉(zhuǎn)出dwg文件進(jìn)行出圖。關(guān)鍵詞:注塑模具;注射機(jī);Pro/Engineer;EMX(模架設(shè)計(jì)專家)叮叮小文庫
3、Abstract.Inrecentyears,China'srapiddevelopmentofthemold,especiallytheplasticmoldoftheincreasinglyhighdemand,inrecentyears,theplasticmoldinthemoldindustrytheproportionofupto30%jobs,Ibelieveinthecomingyears,Chinaplasticmoldindustrywillmaintainanaverageannualgrowthrateofmorethan10%highspeeddevelopm
4、ent,thedomesticmarkettoplasticmoldinjectionmoldgreatestdemand.Thefuturedevelopmentdirectionofinjectionmoldtomoresophisticated,moreefficient,complexandmulti-purpose,larger,moresophisticated,morecomplex,moregreenandmoreeconomicdevelopment,moldthetechnicalcontentoftheproductwillcontinuetoimprove,theman
5、ufacturingcycleofthediewillshortenceaselessly.Plasticmoldinginjectionmoldingisanimportantmethod,whichismainlyappliedtothethermalplasticmolding,moldingcanbeasimpleorcomplexprecisionplasticparts.Thistopicisthecupasadesignmodel,theinjectionmoldrelatedknowledgeasthebasis,elaboratesthedesignprocessofplas
6、ticinjectionmold.Introductiontothestructureofplasticpartsplasticpartsshape,materialselection,andthestructureprocessofplasticproducts,injectionmoldingmachineequipmentcompositionclassificationandspecifications.Thispaperintroducesindetailthecupinjectionmolddesign,fromproductstructuremanufacturabilityan
7、alysis,thespecificstructureofthemold,moldcavitypartingsurface,cavitynumber,aswellastomold'sgatingsystemdesign,analysisandcalculationofmoldingparts,moldguidemechanismdesign,theintroductionofinstitutions,theuseofEMX(molddesignexpert)formolddesign,finallythe3DmodelingusingPro/EngineerDWGfileistrans
8、ferredoutofamap.Keywords:Injectionmolding;injectionmachine;Pro/Engineer;EMX(formworkdesignexpert)叮叮小文庫目錄摘要Abstract第一章緒論1.1 模具及模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀11.2 塑料成型模具及分類11.3 注射模具的發(fā)展趨勢1第二章塑料成型工藝2.1 塑料制品的結(jié)構(gòu)和工藝性能設(shè)計(jì)22.1.1 塑件結(jié)構(gòu)形狀22.1.2 塑件材料選擇22.1.3 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性22.2 塑料注塑成型32.2.1 注塑成型工藝過程42.2.2 塑料成型工藝參數(shù)52.2.3 注塑成型特點(diǎn)82.3 注塑成型設(shè)備
9、82.3.1 注塑機(jī)機(jī)構(gòu)組成82.3.2 注塑機(jī)的工作過程92.3.3 注塑機(jī)的分類102.3.4 注塑機(jī)的基本參數(shù)112.3.5 注塑機(jī)的型號規(guī)格13第三章水杯注射模設(shè)計(jì)3.1 注射模具分類及典型結(jié)構(gòu)143.1.1 注射模分類143.1.2 注射模典型結(jié)構(gòu)14叮叮小文庫3.2 水杯模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.2.1 分型面位置的確定163.2.2 型腔數(shù)量的確定173.2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)173.2.4 成型零件設(shè)計(jì)193.2.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)213.2.6 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)223.2.7 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)233.2.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用243.3 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系243.3.1 選擇注塑
10、機(jī)253.3.2 最大注射量的校核263.3.3 注射壓力的校核263.3.4 鎖模力的校核273.3.5 模具高度與注射機(jī)閉合后高度關(guān)系的校核273.3.6 開模行程的校核273.3.7 推出裝置的校核273.3.8 噴嘴的校核28第四章水杯模具三維設(shè)計(jì)4.1 Pro/Engineer功能描述計(jì)294.2 水杯三維造型及其模具設(shè)計(jì)294.2.1 水杯三維294.2.2 水杯模具設(shè)計(jì)294.3 模架設(shè)計(jì)314.3.1 定義模具模架314.3.2 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)324.3.3 設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)334.3.4 設(shè)計(jì)限位機(jī)構(gòu)34叮叮小文庫4.3.5 設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)344.3.6 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)354.2.5動(dòng)
11、畫模擬開模36第五章小結(jié)與展望5.1 小結(jié)375.2 展望37參考文獻(xiàn)38致謝39附錄40叮叮小文庫第一章緒論1.1 模具及模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,沖壓模具約占50%塑料模具約占33%壓鑄模具約占6%其他各類模具約占11%在模具生產(chǎn)方面,國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn)精度達(dá)21m的精密多T位級進(jìn)模、新轎車的部分覆蓋件模具、48in(約122cmj)大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具,還有照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模等精密塑料模具。雖然我國模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,模具水平也有很大提高,但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日
12、、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。國內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足30%,而國外在50%以上。2004年,模具進(jìn)出口量之比為3.7:1,進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元,為世界模具凈進(jìn)口量最大的國家。所幸的是,近年來,我國模具進(jìn)出口結(jié)構(gòu)得到持續(xù)的改善,模具制造水平不斷提升。1.2 塑料成型模具及其分類塑料模具分為:注塑模,擠出模,吹塑模及注吹模如:可樂瓶那種。以注塑模具為最大的份額占70%,說有市場上面見到的塑料成型件絕大多數(shù)是注塑出來的產(chǎn)品。吹塑模,主要生產(chǎn)瓶子,水箱等中空產(chǎn)品。擠出模,生產(chǎn)管材類,門窗,塑料板材,塑料瓦等截面為連續(xù)線型產(chǎn)品。注吹模比較特別,由于材料不能一次成
13、型,要先注塑瓶胚后再加熱把它吹成瓶子。以飲料瓶為代表如:可樂瓶,茶飲料等底部有個(gè)點(diǎn)的。1.3 注射模具的發(fā)展趨勢模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要有如下幾類:(1)車覆蓋件模具:屬于沖壓模具,主要為汽車配套的覆蓋件模具。大都是大中型,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高。(2)大型精密塑料模具:包括為汽車和家電配套的大型注塑模具,為電子信息產(chǎn)業(yè)和機(jī)械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模等。(3)其他高技術(shù)含量的模具:占模具總量給8%的壓鑄模具中,大型薄壁精密壓鑄技術(shù)含量高,難度大。鎂合金壓鑄模具目前雖然剛起步,但發(fā)展前景好,有代表性。子午線橡膠輪胎模具也是發(fā)展方向,其中活絡(luò)模技術(shù)難度最大。與快速成型技術(shù)相結(jié)合的一
14、些快速制模技術(shù)及相應(yīng)的快速經(jīng)濟(jì)模具具有很好的發(fā)展前景。模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展趨勢:模具設(shè)計(jì)與制造:向更精密、更高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展模具產(chǎn)品:更大型、更精密、更復(fù)雜、更綠色及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展,模具產(chǎn)品的技術(shù)含量將不斷提高,模具制造周期將不斷縮短模具軟件:CAD/CAE/CAM向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,快速原型制造技術(shù)和快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)及逆向工程技術(shù)得到越來越多的重視。叮叮小文庫第二章塑料成型工藝塑料成型是將塑料原材料轉(zhuǎn)變?yōu)樗栊螤詈托阅艿乃芗囊婚T工程技術(shù)。在設(shè)計(jì)模具時(shí)不僅要了解塑料制作的技術(shù)要求和注射成型的工藝過程,還必須了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注
15、射機(jī)相適應(yīng)。2.1 塑料制品的結(jié)構(gòu)和工藝性能設(shè)計(jì)2.1.1 塑件結(jié)構(gòu)形狀制品的整體外形尺寸與塑料的流動(dòng)性有關(guān)。在注射成型與傳遞成型中,當(dāng)塑料流動(dòng)性能差時(shí)(如玻璃纖維或石棉纖維增強(qiáng)塑料)以及制品壁厚較薄時(shí),其整體外形尺寸不能設(shè)計(jì)過大。止匕外,整體外形尺寸受到成型設(shè)備的制約。2.1.2 塑件材料選擇結(jié)合相機(jī)面殼壁薄的特點(diǎn),本課題選流動(dòng)性較好的材料:丙烯月青-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。1、使用性能綜合性能好,沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高,尺寸穩(wěn)定,耐化學(xué)穩(wěn)定性,電氣性能良好;易于成型和機(jī)械加工,具表面可渡銘,適合制作一般機(jī)械零件、減磨零件、傳動(dòng)零件和機(jī)構(gòu)零件。2、ABS的主要性能指標(biāo)見表2-1。2.
16、1.3 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性要想獲得合格的塑料制件,除合理選用塑件的原材料外,還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計(jì)有直接關(guān)系,只有塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足成型表2-1ABS的性能指標(biāo)密度/(g-cm3)1.28-1.08屈服強(qiáng)度/MP50比體積/(cm3-g-1)0.86-0.98拉伸強(qiáng)度/MP38吸水率/%0.20.4拉壓強(qiáng)度/MP53熔點(diǎn)/C130160拉彎強(qiáng)度/MP80計(jì)算收縮率/%0.30.8拉伸彈性模量/MP1.4X103比熱容/J(kg-C)-11470彎曲彈性模量/MP1.4X103工藝要求,才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu),以防止成型時(shí)產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷及開叮叮小文庫裂等缺
17、陷,達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形狀、壁厚、斜度、加強(qiáng)筋、支承面、圓角、孔、螺紋、齒輪、嵌件、文字、符號及標(biāo)記等。1、脫模斜度查表2-2可知ABS型腔的脫模斜度為35'145',型芯的脫模斜度為30'-40'表2-2常用塑件的脫模斜度塑料名稱脫模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、氯化聚醴25'45'25'45'硬聚氯乙烯、聚碳酸酯35'45'30'50'聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、ABS、聚甲醛35'-145'30'
18、40'熱固性塑料25'40'20'50'2、壁厚制品最小壁厚的確定原則:(1)脫模時(shí)受頂出零件的推力不變形;(2)能承受裝配時(shí)緊固力。壁厚因制品大小和塑料品種的不同而異。熱塑性塑料制品的最小壁厚可達(dá)到0.25mm,但一月在(0.60.91)mm之間。常用壁厚為(24)mm。本課題水杯的壁厚為1mm。(3)制品的精度對塑料制品的精度要求不能過高,應(yīng)在保證使用性能的情況下,盡可能選用低精度等級。本課題采用一般精度MT3,對應(yīng)公差為0.55mm。(4)制品的表面粗糙度一般情況下,模具型腔表面的粗糙度要比所成型制品的表面粗糙度低1-2級本課題可選用Ra(1.60
19、.2)叩。2.2 塑料注塑成型塑料注塑成型,又稱注射成型,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一,除用于熱塑性塑料成型外,近年來,也用于部分熱固性塑料的成型加工。注塑成型生叮叮小文庫產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化、并能制造外形復(fù)雜、尺寸精確的塑料制品,大約60%70%的塑料制件用此方法生產(chǎn)。 .2.1注塑成型工藝過程1、注塑成型過程注塑過程如圖2-1,首先將準(zhǔn)備好的塑料加入注塑機(jī)的料斗,然后送進(jìn)加熱的料筒中,經(jīng)過加熱熔融塑化成粘流態(tài)塑料,在注塑機(jī)的柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下經(jīng)噴嘴壓入模具型腔,塑料充滿型腔后,需要保壓一定時(shí)間,使塑件在型腔中冷卻、硬化、定型,壓力撤消后開模,并利用注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)使
20、塑件脫模,最后取出塑件。這樣就完成了一次注塑成型工作循環(huán),以后是不斷重復(fù)上述周期的生產(chǎn)過程。由上面的說明可以知道,注塑成型過程包括加料、塑化、注射、脫模等幾個(gè)步驟。塑化是顆粒狀塑料在注射機(jī)料筒中經(jīng)過加熱達(dá)到粘流狀態(tài)并且具有良好可塑性的過程。對塑料的塑化要求是:塑料熔體在進(jìn)入型腔之前,既要達(dá)到規(guī)定的成型溫度,并要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提供足夠量的熔融塑化料各處的溫度盡量均勻一致,不發(fā)生或極少發(fā)生熱分解以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。螺桿式注塑機(jī)對塑料的塑化比柱塞式注塑機(jī)好得多。不管是何種形式的注塑機(jī),注射過程均可分為充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。圖2-1注塑成型原理示意圖1-料斗2-螺桿3-注塑模具
21、。充模階段是從柱塞或螺桿開始向前移動(dòng)起,到塑料熔體經(jīng)過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)充滿型腔時(shí)為止。塑料熔體充滿型腔后,熔體開始冷卻收縮,但柱塞或螺桿繼續(xù)保持施壓狀態(tài),料筒內(nèi)的熔料會向模具型腔內(nèi)繼續(xù)流入進(jìn)行補(bǔ)縮,以形成形狀完整而致密的塑件。這一階段稱為保壓階段。倒流階段是柱塞或螺桿開始后退保壓結(jié)束時(shí)開始的,這時(shí)型腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)的高,因此會發(fā)生塑料熔體的倒流,從而使型腔內(nèi)的壓力迅速下降,直到澆口處熔料凍結(jié)倒流才結(jié)束。如果保壓結(jié)束之前澆口已經(jīng)凍結(jié)或者在噴嘴中裝有止逆閥,則倒流階段就不會存在。叮叮小文庫澆口凍結(jié)后的冷卻是從澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)開始,這一階段型腔內(nèi)塑料繼續(xù)進(jìn)行冷卻,沒有塑料從澆口處流進(jìn)或流出,
22、但型腔內(nèi)還可能有少量的流動(dòng)。應(yīng)該指出,塑料從注入型腔后即被冷卻,直至脫模時(shí)為止。脫模是塑件冷卻到一定溫度后開模,在推出機(jī)構(gòu)的作用下將塑料制件推出模外的過程。2、塑件的后處理為改善和提高塑件的性能和尺寸穩(wěn)定性,塑件經(jīng)脫?;驒C(jī)械加工后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?。后處理主要是指退火和調(diào)濕處理。(1)退火處理退火處理是將塑料制件放在定溫的加熱液體介質(zhì)中(如熱水、熱的礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間,然后緩慢冷卻的過程。目的是減少或消除塑件的內(nèi)應(yīng)力。(2)調(diào)濕處理調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放在熱水中隔絕空氣進(jìn)行防止氧化的退火,同時(shí)加快達(dá)到吸濕平衡的一種后處理方法。目的是使塑件的顏色、
23、性能、尺寸得到穩(wěn)定。聚酰胺類塑料制件通常需要進(jìn)行調(diào)濕處理。 .2.2注塑成型工藝參數(shù)1、溫度在注塑成型時(shí)需控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度等。(1)料筒溫度料筒溫度應(yīng)控制在塑料的粘流溫度Tf(對結(jié)晶型塑料為熔點(diǎn)Tm)和熱分解溫度Td之間。料筒溫度直接影響到塑料熔體充模過程和塑件的質(zhì)量。料筒溫度高,有利于注射壓力向模具型腔內(nèi)傳遞,另外,使熔體粘度降低,提高流動(dòng)性,從而改善成型性能,提高生產(chǎn)率,降低制品表面粗糙度。但料筒溫度過高,時(shí)間過長時(shí),塑料的熱降解量增大,塑件的質(zhì)量會受到很大影響。(2)噴嘴溫度選擇噴嘴溫度時(shí),考慮到塑料熔體與噴孔之間的摩擦熱能使熔體經(jīng)過噴嘴后出現(xiàn)很高的溫開,為防止熔
24、體在直通式噴嘴可能發(fā)生的“流涎現(xiàn)象”通常噴嘴溫度略低于料筒的最高溫度。但對于熱固性塑料一般都將噴嘴溫度的取值高于料筒溫度,這樣一方面使其自身具有良好的流動(dòng)性,另一方面又能接近硬化溫度的臨界值,即保證了注射成型,又有利于硬化定型。叮叮小文庫(3)模具溫度模具溫度主要影響塑料在型腔內(nèi)的流動(dòng)和冷卻,它的高低決定于塑料的結(jié)晶性、塑件的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其他工藝條件(熔料溫度、注射壓力及注射速度、成型周期等)。如對于熔體粘度高的非結(jié)晶型塑料應(yīng)采用較高的模溫;塑件壁厚大時(shí)模溫一般要高,以減小內(nèi)應(yīng)力和防止塑件出現(xiàn)凹陷等缺陷。對于熱固性塑料模具溫度一般較高,通??刂圃?50220C度范圍,另外動(dòng)模溫度有
25、時(shí)還需要比定模高出1015C,這樣會更有利于塑件硬化定型。模具溫度根據(jù)不同塑料的成型條件,通過模具的冷卻(或加熱)系統(tǒng)控制。對于要求模具溫度較低的塑料,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚氯乙烯等應(yīng)在模具上設(shè)冷卻裝置;對模具溫度要求較高的塑料,如聚碳酸脂、聚碉、聚甲醛、聚苯醴等應(yīng)在模具上設(shè)加熱系統(tǒng)。2、壓力注塑成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種。(1)塑化壓力塑化壓力又稱背壓,是注塑機(jī)螺桿頂部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)受到的壓力。增加塑化壓力能提高熔體溫度,并使溫度分布均勻,但增加塑化壓力會降低塑化速率、延長成型周期,甚至可能導(dǎo)致塑料的降解。一般操作中,塑化壓力應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下
26、越低越好,具體數(shù)值隨所選用的塑料品種而變化,通常很少超過6MPa。如聚酰胺塑化壓力必須較低,否則塑化速率將很快降低。注射熱固性塑料時(shí)一般塑化壓力都比熱塑性塑料取的小,約為3.45.2MPa,并在螺桿啟動(dòng)時(shí)可以接近于零。但要注意的是,背壓力如果過小,物料易充入空氣,使計(jì)量不準(zhǔn)確,塑化不均勻。(2)注射壓力注射壓力是指柱塞或螺桿頭部注射時(shí)對塑料熔體所施加的壓力。它的作用:一是克服塑料熔體從料筒流向型腔時(shí)的阻力,保證一定的充模速率;二是對塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)。注射壓力的大小,取決于塑料品種、注射機(jī)類型、模具澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、尺寸與表面粗糙度、模具溫度、塑件的壁厚及流程大小等多種因素。近年來,采用注塑流動(dòng)模
27、擬的計(jì)算機(jī)分析軟件,可對注射壓力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)??偟膩碚f,確定注射壓力的原則是: 對于熱塑性塑料,注射壓力一般在40130MPa之間。熔體粘度高,冷卻速度快的塑料以及成型薄壁和長流程的塑件,采用高壓注射有利于充滿型腔;成型玻叮叮小文庫璃纖維增強(qiáng)塑料時(shí)采用高壓注射有利于塑件表面光潔。其他均應(yīng)選用低壓慢速注射為宜。但要提醒的是,如果注射壓力過高,塑件易產(chǎn)生飛邊使脫模困難,另外使塑件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,甚至成為廢品。注射壓力過低則易產(chǎn)生物料充不滿型腔,甚至根本不能成型等現(xiàn)象。 對于熱固性塑料,由于熔料中填料較多,粘度較大,且在注射過程中對熔體有溫升要求,注射壓力一般要選擇大一些,常用范圍約為100170
28、MPa。 在其他條件相同的情況下,柱塞式注塑機(jī)作用的注塑壓力應(yīng)比螺桿式的大,因?yàn)樗芰显谥阶⑺軝C(jī)料筒內(nèi)的壓力損失比螺桿式的大。為了保證塑件的質(zhì)量,對注射速度(熔融塑料在噴嘴處的噴出速度)常有一定的要求。一般高壓注射時(shí)注射速度高,低壓注射時(shí)速度低。塑件的壁厚對注射速度取值的影響很大,一般厚壁塑件采用較低的注射速度,反之則相反。型腔充滿后,注射壓力的作用在于對模內(nèi)熔料的壓實(shí)。在生產(chǎn)中,壓實(shí)時(shí)的壓力等于或小于注射時(shí)所用的注射壓力。如果注射和壓實(shí)的壓力相等,往往可使塑件的收縮率減小,尺寸波動(dòng)較小,但會造成脫模時(shí)的殘余應(yīng)力較大,成型周期過長。對結(jié)晶型塑料如聚甲醛,壓實(shí)壓力大可以提高塑料的熔點(diǎn),使脫模提
29、前進(jìn)行,因而成型周期不一定增長。如壓實(shí)壓力小于注射壓力,則塑件的性能及脫模與上述情況相反。3、時(shí)間(成型周期)完成一次注塑過程所需的時(shí)間稱為注塑成型周期。它包括以下幾部分:(1)注射時(shí)間注射時(shí)間包括充模時(shí)間、保壓時(shí)間和合模冷卻時(shí)間。其中保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間合計(jì)為總的冷卻時(shí)間。充模時(shí)間直接反比于充模速率,生產(chǎn)中約為35so保壓時(shí)間就是對塑料的壓實(shí)時(shí)間,在整個(gè)注射時(shí)間中所占比例較大,約為20120so冷卻時(shí)間以保證塑件脫模時(shí)不引起變形為原則,一般約為30120so生產(chǎn)中注射時(shí)間一般在0.52min,厚大件可達(dá)510min。(2)其他時(shí)間(輔助時(shí)間)包括開模、脫模、涂脫模劑、安放嵌件、合模等時(shí)問。成型
30、周期直接影響勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備的利用率,因此,在生產(chǎn)中,在保證塑件質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡量縮短成型周期中各階段的時(shí)間。其中,注射時(shí)間和冷卻時(shí)間叮叮小文庫對塑件質(zhì)量起著決定性的作用,要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇(3)常用塑料的注塑成型工藝參數(shù)見表2-3。表2-3常用塑料的注塑工藝條件塑料品種注射溫度/C注射壓力/MPa成形收縮率/%聚乙烯18028049硬聚氯乙烯15020078.5聚丙烯20026068.7117.71.02.0聚苯乙烯16021549.0聚甲醛18025058.8聚酰胺(尼龍66)24035068.711
31、ABS23626054.9聚碳酸酯25030078.5 .2.3注塑成型特點(diǎn)注塑成型是塑料模塑成型的一種重要方法,生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用。它具有以下幾方面的特點(diǎn):1、成型周期短,能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑件。2、對成型各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)。目前,除氟塑料外,幾乎所有的熱塑性塑料都可用此種方法成型,某些熱固性塑料也可采用注塑成型。3、生產(chǎn)效率高,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。4、注塑成型所需設(shè)備昂貴,模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,制造成本高,所以注塑成型特別適合大批量生產(chǎn)。2.3 注塑成型設(shè)備注塑機(jī)是利用塑料成型模具將熱塑性塑料或熱固性
32、塑料原料制成塑料制件的注射成型設(shè)備,也是應(yīng)用最廣的塑料成型設(shè)備。2.3.1 注塑機(jī)結(jié)構(gòu)組成注射成型機(jī)通常由注射裝置、合模裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成,如圖2-2所示。注射裝置使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài),并以足夠的速度和壓力將一叮叮小文庫定量的熔料注射進(jìn)模具型腔。合模裝置也稱鎖模裝置,保證注射模具可靠地閉合,實(shí)現(xiàn)模具開、合動(dòng)作以及頂出制件。液壓和電器控制系統(tǒng)保證注射機(jī)按預(yù)定工藝過程的要求(如壓力、溫度、速度和時(shí)間)和動(dòng)作程序準(zhǔn)確有效工作。圖2-2注塑機(jī)的基本組成1-合模裝置2-注射裝置3-液壓傳動(dòng)系統(tǒng)4-電器控制系統(tǒng)2.3.2 注塑機(jī)的工作過程1、合模與鎖緊注射成型機(jī)的成型周期一般從模
33、具開始閉合時(shí)算起。模具首先以低壓快速進(jìn)行閉合,當(dāng)動(dòng)模與定模很接近時(shí),合模的動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)切換成低壓(即試合模壓力)低速,在確認(rèn)模內(nèi)無異物存在時(shí),再切換成高壓低速而將模具鎖緊。2、注射裝置前移在確認(rèn)模具達(dá)到所要求的鎖緊程度后,注射液壓缸工作,使注射裝置前移,保證噴嘴與模具主澆套入口以一定的壓力貼合,為注射階段做好準(zhǔn)備。3、注射與保壓完成上述兩個(gè)工作過程后,便可向注射液壓缸接入壓力油。于是與液壓缸活塞桿相接的螺桿,便以高壓高速將頭部的熔料注入模腔,并將模腔中的氣體從模具分型面驅(qū)趕出去。此時(shí)螺桿頭部作用于熔料上的壓力為注射壓力,又稱一次壓力。注入模腔的熔料由于低溫模具的冷卻作用而產(chǎn)生收縮,為了生產(chǎn)出質(zhì)
34、量致密的制件,還需對熔料保持一定的壓力以進(jìn)行補(bǔ)縮,直到澆注系統(tǒng)的塑料凍結(jié)為止。此時(shí),螺桿作用于熔料的壓力稱為保壓壓力,又稱二次壓力。保壓時(shí),螺桿因補(bǔ)縮會有少量的前移。4、制件冷卻與預(yù)塑化叮叮小文庫當(dāng)保壓進(jìn)行到模腔內(nèi)熔料失去從澆口回流的可能性時(shí)(即澆口封閉),注射液壓缸內(nèi)的保壓壓力即可卸去(此時(shí)合模液壓缸內(nèi)的高壓也可撤除),使制件在模內(nèi)冷卻定型。為了縮短成型周期,在制件冷卻的同時(shí)螺桿傳動(dòng)裝置工作,帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),使料斗內(nèi)的塑料落入料筒經(jīng)螺桿向前輸送,在料筒加熱系統(tǒng)的外加熱和螺桿的剪切、混煉作用下,使塑料逐漸依次熔化,由螺桿輸送到料筒的前端,并產(chǎn)生一定的壓力。這個(gè)壓力是根據(jù)所加工的塑料、調(diào)節(jié)注射機(jī)液
35、壓系統(tǒng)的背壓閥和克服螺桿后退的運(yùn)動(dòng)阻力建立的,統(tǒng)稱為預(yù)塑背壓,其目的是保證塑料的塑化質(zhì)量。由于螺桿不停地轉(zhuǎn)動(dòng),故熔料也不斷地向料筒前端輸送,螺桿端部產(chǎn)生的壓力迫使螺桿連續(xù)向后移動(dòng),當(dāng)后移一段距離,料筒端部的熔料足以滿足下次注射量時(shí),壓下行程開關(guān)7,螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)和后移,這就是常說的計(jì)量。由于制件冷卻和預(yù)塑同時(shí)進(jìn)行,故一般情況下,要求螺桿預(yù)塑時(shí)間要少于制件冷卻時(shí)間,以免影響成型周期。5、注射裝置后退注射裝置是否后退可根據(jù)所加工塑料的工藝而定。有的在預(yù)塑化后退回,有的在預(yù)塑化前退回,有的注射裝置根本不退回。注射裝置退回的目的主要是避免噴嘴與冷模長時(shí)間接觸,維持噴嘴內(nèi)料溫,確保下次順利注射。另一方面,
36、有時(shí)為了便于清料,常使注射裝置退回。6、開模與頂出制件模具內(nèi)的制件冷卻定型后,合模機(jī)構(gòu)就開啟模具。在注射機(jī)的頂出系統(tǒng)和模具的推出機(jī)構(gòu)的聯(lián)合作用下,將制件自動(dòng)推出,為下次成型做好準(zhǔn)備。2.3.3 注塑機(jī)的分類注塑機(jī)的分類方法很多,目前使用較多的是按注塑機(jī)外形特征分類,這種分類方法主要是根據(jù)注塑機(jī)的合模裝置和注射裝置的相對位置進(jìn)行分類的。1、臥式注塑機(jī)合模裝置與注射裝置的運(yùn)動(dòng)軸線呈一線水平排列,具有機(jī)身低,操作、維修方便,自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。所以這種形式應(yīng)用最廣,對大、中、小型都適用,是目前注塑機(jī)最基本的形式。2、立式注塑機(jī)合模裝置與注射裝置的運(yùn)動(dòng)軸線呈一線并垂直排列,具有占地面積小,模具拆裝容易
37、,模具內(nèi)安放嵌件方便等優(yōu)點(diǎn)。但制品頂出后不易脫落,不叮叮小文庫易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作,且機(jī)身高,加料、維修不方便。目前小型注塑機(jī)常采用這種形式。3、角式注塑機(jī)合模裝置和注射裝置的運(yùn)動(dòng)軸線互成垂直排列,其優(yōu)缺點(diǎn)介于立式和臥式之間,使用也較普遍,大、中、小型注塑機(jī)均有。2.3.4 注塑機(jī)的基本參數(shù)注塑機(jī)的基本參數(shù)是其設(shè)計(jì)、制造、選擇與使用的基本依據(jù)。描述注塑機(jī)性能的基本參數(shù)有:注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置基本尺寸等。1、公稱注射量公稱注射量指機(jī)器對空注射條件下,注射螺桿作一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能給出的最大注出量,是注塑機(jī)的主要參數(shù)之一,單位為g或cm3。注射量標(biāo)志了注
38、塑機(jī)的注射能力,反映了機(jī)器能生產(chǎn)制品的最大重量或體積。注射量有兩種表示法,一種是以加工PS原料為標(biāo)準(zhǔn)(密度1.05g/cm3),用注射出熔融物料的重量(g)表示。加工其他物料時(shí),應(yīng)進(jìn)行密度換算。另一種方法是采用注射容量表示,即用一次注出熔融物料的容積(cm3)表示。我國注塑機(jī)標(biāo)準(zhǔn)系列規(guī)定注射量的規(guī)格為16、25、30、40、60、100、125、160、250、350、400、500、630、1000、1600、2000、2500、3000、4000、6000、8000、16000、24000、32000、48000、64000(cm3)。2、注射壓力注射壓力指注射過程中螺桿頭部的最大壓強(qiáng)。注
39、射壓力的作用是克服注射過程中熔料流經(jīng)噴嘴、流道和模腔的阻力,同時(shí)對注入模腔的熔體產(chǎn)生一定的壓力,以完成物料補(bǔ)充,使制品密實(shí)。注射壓力的理論計(jì)算公式為:P(D0/Ds)2B式中,P為注射壓力;D。為注射活塞內(nèi)徑;Ds為注射螺桿直徑;B為注射缸中的油壓。上式表明,實(shí)際生產(chǎn)可通過調(diào)整注射缸的進(jìn)口壓力B而獲得工藝所要求的注射壓力p1。目前國產(chǎn)注塑機(jī)的注射壓力一般在105150Mpa。設(shè)備選擇時(shí),應(yīng)考慮所需叮叮小文庫的注射壓力是否在機(jī)器的理論壓力范圍以內(nèi)。3、注射速度、注射速率和注射時(shí)間注射速度指注射螺桿或注射柱塞注射時(shí)移動(dòng)速度;注射速率指注射過程中單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴注出熔體的容積;注射時(shí)間指完成一次公稱
40、注射行程所用的時(shí)間。注射速度一般依成型條件、模具結(jié)構(gòu)、塑料性能、制品形狀、壁厚等確定。通常注射速度為0.81.2m/s,注射時(shí)間為410s。4、鎖模力鎖模力指合模機(jī)構(gòu)施于模具上的最大夾緊力,單位為kNo鎖模力的作用是與注射時(shí)模腔熔體的壓力相平衡,保證在注射及保壓操作時(shí)模具不被撐開。選擇設(shè)備時(shí)必須核算設(shè)備鎖模力是否足夠。鎖模力的選取相當(dāng)重要,鎖模力不夠會使制品產(chǎn)生飛邊,不能成型薄壁制品;鎖模力過大,又易損壞模具。6、合模裝置的基本參數(shù)合模裝置的基本參數(shù)決定了模具的安裝尺寸,因而也決定了所能加工制件的平面尺寸。合模裝置的基本參數(shù)包括動(dòng)、定模固定板尺寸、拉桿間距、動(dòng)定模固定板問最大開距、模具高度及動(dòng)
41、模固定板行程與移動(dòng)速度等。圖2-3所示為合模裝置的基本參數(shù)。圖2-3合模裝置基本參數(shù)a)模具與模板及拉桿間距的尺寸關(guān)系b)模板間的尺寸1-動(dòng)模固定板2-動(dòng)模3-塑件4-定卞H5-定模固定板叮叮小文庫(1)動(dòng)、定模固定板尺寸BXH與拉桿間距B0XH0:動(dòng)、定模固定板的尺寸是指固定板上螺釘孔在長和寬方向的最大中心間距;拉桿間距是指固定板上拉桿孔在長和寬方向的最大中心間距。模具平面尺寸必須限制在固定板尺寸及拉桿間距規(guī)定的范圍內(nèi)。(2)動(dòng)、定模固定板間最大開距Sk:動(dòng)、定模固定板間的最大開距指動(dòng)、定模固定板之間所能達(dá)到的最大距離,包括調(diào)模行程在內(nèi)。最大間距是否滿足要求,主要看成形制品能否方便地從開模后
42、的模腔中取出以及安放嵌件等輔助操作是否便利等。(3)模具最大高度Hmax、最小高度Hmin及調(diào)模行程:模具最大(?。└叨仁侵负夏C(jī)構(gòu)閉合后,達(dá)到規(guī)定的鎖模力時(shí),動(dòng)、定模固定板之間的最大(小)距離,分別用Hmax與Hmin表示,差值HmaxHmin稱為調(diào)模行程。模具設(shè)計(jì)時(shí),必須使模具實(shí)際高度H滿足Hmin<H<Hmax。因此,在某種程度上可以說,模具最大(?。└叨纫?guī)定了制件在高度方向上的尺寸范圍。(4)動(dòng)模固定板行程S:動(dòng)模固定板行程指動(dòng)模固定板能移動(dòng)的最大距離。對液壓機(jī)械式合模裝置,此值是常數(shù),對全液壓式合模裝置,此值隨模具高度不同而不同。動(dòng)模固定板行程應(yīng)大于制件高度的2倍,以便取
43、件。2.3.5 注塑機(jī)的型號規(guī)格注塑機(jī)型號規(guī)格是用來表示注塑機(jī)加工能力的,而反映注塑機(jī)加工能力的主要參數(shù)是公稱注射量和鎖模力。公稱注射量是指注塑機(jī)在注射螺桿(或柱塞)作一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的對空注射量。鎖模力是由合模機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力決定的,它反映了注塑機(jī)成型制品面積的大小。一般用注塑機(jī)的公稱注射量和鎖模力同時(shí)來表示注塑機(jī)的加工能力,并以此作為注塑機(jī)的系列規(guī)格。國產(chǎn)注塑機(jī)的型號表示為:XS-ZY-125/90,型號中:X表示(成)形(機(jī)),S表示塑料,Z表示注射,Y表示預(yù)塑式,125表示公稱注射量為125cm3,90表示最大鎖模力為90X10kN。叮叮小文庫第三章水杯
44、注射模設(shè)計(jì)3.1 注射模具分類及典型結(jié)構(gòu)3.1.1注射模分類注射模具的分類方法很多。按其所用注射機(jī)的類型可分為臥室注射機(jī)用的模具、立式注射機(jī)用的模具、角式注射機(jī)用的模具;按所成型的塑料制品材料分,可分為熱塑性塑料注射模和熱固性塑料注射模。按注射模的整體結(jié)構(gòu)分,可分為單分型面注射模、雙分型面注射模、垂直分型面注射模、有側(cè)面分型和抽芯結(jié)構(gòu)的注射模、定模有定距推板結(jié)構(gòu)的注射模、直角注射成型機(jī)上用的專用注射模、有活動(dòng)向鑲件的注射模等。按澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分,可分為澆注系統(tǒng)為熱流道結(jié)構(gòu)的注射模、澆注系統(tǒng)為絕熱流道結(jié)構(gòu)的注射模、澆注系統(tǒng)為溫流道結(jié)構(gòu)的注射模。3.1.2注射模典型結(jié)構(gòu)1、單分型面注射模單分型面注
45、射模也稱二板式注射模。它是注射模中最簡單的一種結(jié)構(gòu)形式。這種模具只有一個(gè)分型面。單分型面注射模具可以根據(jù)需要,既可以設(shè)計(jì)成單型腔注射模,也可以設(shè)計(jì)成多型腔注射模,應(yīng)用十分廣泛。其工作原理為:合模時(shí),在導(dǎo)柱的導(dǎo)向定位下,動(dòng)模和定模閉合。型腔由定模板上是凹模與固定在動(dòng)模板上的凸模組成,并由注射機(jī)合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。然后注射機(jī)開始注射,塑料熔體經(jīng)定模板上的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔,待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補(bǔ)縮和冷卻定型后開模。開模時(shí),注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模后退,模具從分型面分開,塑料件包在凸模上隨動(dòng)模一起后退,同時(shí)拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出。當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)一定距離后,注射機(jī)的頂桿接觸推板
46、,推出機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作,使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從凸模推出,塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下,至此完成一次注射過程。推出機(jī)構(gòu)靠復(fù)位桿復(fù)位并準(zhǔn)備下一次注射。2、雙分型面注射模雙分型面注射模具有兩個(gè)分型面。第一個(gè)分型面A-A是定模板與中間板的分型后澆注系統(tǒng)凝料由此脫出,第二個(gè)分型面B-B是中間板與推件板之間的分型,分型后塑件由此脫出。與單分型面注射模具比較,雙分型面注射模具在定模部分增加了叮叮小文庫一塊可以局部移動(dòng)的中間板,所以也叫三板模(動(dòng)模板、中間板、定模板)注射模具。雙分型面注射模常用于點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔或多型腔的注射模具,開模時(shí),中間板在定模的導(dǎo)柱上與定模板作定距離分離,以便在
47、這兩模板之間取出澆注系統(tǒng)凝料。其工作原理為:開模時(shí),注射機(jī)開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移。由于彈簧的作用,模具首先在A分型面分型,中間板隨動(dòng)模一起后移,主流道凝料隨之拉出。當(dāng)動(dòng)模部分移動(dòng)一定距離后,固定在中間板上的限位銷與定距拉板左端接觸,使中間板停止移動(dòng)。動(dòng)模繼續(xù)后移,B分型面分型。因塑件包緊在型芯上,這時(shí)澆注系統(tǒng)凝料在澆口處自行拉斷,然后在A分型面之間自行脫落或由人工取出。動(dòng)模部分繼續(xù)后移,當(dāng)注射機(jī)的推桿接觸推板時(shí),推出機(jī)構(gòu)開始工作,推件板在推桿的推動(dòng)下將塑件從型芯上推出,塑件在B分型面之間自行落下。3、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模當(dāng)塑件側(cè)壁有通孔、凹穴或凸臺時(shí),其成型零件必須制成可側(cè)向移動(dòng)的,
48、否則塑件無法脫模。帶動(dòng)型芯滑塊側(cè)向移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的注射模,其中的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)是由斜導(dǎo)柱和側(cè)型芯滑塊所組成的,此外還有楔緊塊、擋塊、滑塊拉桿、彈簧等一些輔助零件。其工作原理為:開模時(shí),動(dòng)模部分向后移動(dòng),開模力通過斜導(dǎo)柱作用于側(cè)型芯滑塊,迫使其在動(dòng)模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外滑動(dòng),直至滑塊與塑件脫開,完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移,直到注射機(jī)頂桿與模具推板接觸,推出機(jī)構(gòu)開始工作,推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí),復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位,斜導(dǎo)柱使側(cè)型芯滑塊向內(nèi)動(dòng)復(fù)位,最后由楔緊塊鎖緊。斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯結(jié)束后,側(cè)型心滑塊應(yīng)有準(zhǔn)確的位置,以便在合模時(shí)斜導(dǎo)柱能順利插
49、入滑塊的斜導(dǎo)孔中使滑塊復(fù)位。定位裝置是由擋塊、滑塊拉桿、螺母和彈簧組成的。楔緊塊是防止注射時(shí)熔體壓力使側(cè)型芯滑塊產(chǎn)生位移而設(shè)置的,其上面的斜面應(yīng)與側(cè)型芯滑塊上斜面的斜度一致,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的修正余量,以便裝配時(shí)修正。4、帶有活動(dòng)鑲件的注射模有些塑件上雖然有側(cè)向的通孔及凹凸形狀,但還有更特殊的要求,如模具上需叮叮小文庫要設(shè)置螺紋型芯或螺紋型環(huán)等。這樣的模具有時(shí)很難用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來滿足側(cè)向抽芯的要求。為了簡化模具結(jié)構(gòu),將不采用斜導(dǎo)柱、斜滑塊等機(jī)構(gòu),而是在型腔的局部設(shè)置鑲件。開模時(shí),這些活動(dòng)鑲件不能簡單的沿開模方向與塑件分離,而是必須在塑件脫模時(shí)連同塑件一起移出模外,然后通過手工或?qū)iT的工具將它
50、與塑件分離,在下一次合模注射之前,再重新將其放入模內(nèi)。采用活動(dòng)鑲件結(jié)構(gòu)形式的模具,具優(yōu)點(diǎn)不僅省去了斜導(dǎo)柱、滑塊等負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造,使模具外形縮小,大大降低了模具的制造成本,更主要的是在某些無法安排斜滑塊等結(jié)構(gòu)的場合,必須使用活動(dòng)鑲件形式。這種方法的缺點(diǎn)是操作時(shí)安全性差,生產(chǎn)效率較低。開模時(shí),塑件包在型芯和活動(dòng)鑲件上,隨動(dòng)模部分向左移動(dòng)而脫離動(dòng)模板,分型到一定距離,推出機(jī)構(gòu)開始工作,設(shè)置在活動(dòng)鑲件上的推桿將活動(dòng)鑲件連同塑件一起推出型芯脫模,由人工將活動(dòng)鑲件從塑件上取下。合模時(shí),推桿在彈簧的作用下復(fù)位,推桿復(fù)位后動(dòng)模板停止移動(dòng),然后人工將活動(dòng)鑲件重新插入定位孔中,再合模后進(jìn)行下一次的注射動(dòng)作。
51、3.2 水杯模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.5水杯應(yīng)用Pro/E中拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒圓角、掃描等相關(guān)命令生成的水杯,如圖3.5所示。在注射模具的設(shè)計(jì)中,必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、形狀,首先確定塑件在模具中的位置,也即是確定分型面;再根據(jù)成型塑件的生產(chǎn)批量,來確定一模成型件數(shù)(及一模幾腔)、澆口形式、脫模方式等。3.2.1 分型面位置的確定分型面是模具上用于取出塑件和(或)澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。根據(jù)分型面的選擇原則:便于塑件脫模;在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模;外觀不遭到損壞;有利于排氣和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),該制件應(yīng)有兩個(gè)分型面,一個(gè)是動(dòng)模定模之間的水平分型面,如圖3.6所示,另一個(gè)則是便于手柄
52、部分脫模的垂直分型面;如圖3.7所示:叮叮小文庫圖3.6主分型面圖3.7側(cè)分型面A-A面為最佳的主分型面,杯內(nèi)的成型件固定在動(dòng)模側(cè),整個(gè)制品的輪廓形狀完全留在定模腔內(nèi),保證了在外輪廓方向上不產(chǎn)生飛邊。B-B面為側(cè)抽芯的分型面,位于制品的中心位置,模架的兩側(cè)設(shè)置滑塊機(jī)構(gòu),在動(dòng)模移動(dòng)時(shí)將型腔向兩側(cè)拉出。3.2.2 型腔數(shù)量的確定注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮幾個(gè)有關(guān)因素:塑件的尺寸精度、模具制造成本、注塑成型的生產(chǎn)效益、模具制造難度。采用一模一腔(如圖3.8),模具制造成本不高,采用點(diǎn)狀進(jìn)料口,塑料流程短,塑件質(zhì)量好,澆口容易去除。但不能夠滿足大批量
53、生產(chǎn)需求,還需要兩個(gè)滑塊機(jī)構(gòu)。采用一模兩腔(如圖3.9),生產(chǎn)效率高,點(diǎn)澆口進(jìn)料,適用于外形要求較高、薄壁及熱固性塑料件,澆口容易去除,但塑料流程較大,模具制造成本相對較高。3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中塑料熔體由注射機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道。具作用是將塑料熔體充滿型腔并將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位,以獲得組織致密、輪廓清晰、表面光潔、尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理與否將直接影響到塑件的質(zhì)叮叮小文庫量、成型工藝調(diào)整難易。1、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則:澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它對注射成型周期和塑件質(zhì)量(如外觀、物理性能、尺寸精度等)都有直接影響,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循如下原則:1)結(jié)合型腔
54、布局考慮應(yīng)注意以下三點(diǎn)盡可能采用平衡式布置,以便設(shè)置平衡式分流道;型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱,防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象;型腔排列盡可能緊湊,以減小模具外形尺寸。2)熱量及壓力損失要小,為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡量短,斷面尺寸盡可能大,盡量減少彎折,表面粗糙度要低;3)確保均衡進(jìn)料,盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落,即分流道盡可能采用平衡式布置。4)塑料耗量要少,在滿足各型腔充滿的前提下澆注系統(tǒng)容積盡量小以減小塑料的耗量。5)消除冷料,澆注系統(tǒng)應(yīng)能捕集溫度較低的“冷料”,防止其進(jìn)入型腔,影響塑件質(zhì)量。6)排氣良好,澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料塑料熔體充滿型腔各個(gè)角落,使型腔
55、的氣體能順利排出。7)防止塑件出現(xiàn)缺陷,避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。8)塑件外觀質(zhì)量,根據(jù)塑件大小、形狀及技術(shù)要求,做到去處澆口方便,澆口痕跡無損塑件地美觀和使用。9)生產(chǎn)效率,盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工,成型周期短效率高。10)塑料熔體流動(dòng)特性,大多數(shù)熱塑性塑料熔體地假塑行為,應(yīng)予以充分利用。根據(jù)本塑件的特征,綜合考慮以上幾項(xiàng)原則,型腔設(shè)計(jì)成中心澆口,流道開在型腔板上。2、澆注系統(tǒng)組成d_IQ叮叮小文庫澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、進(jìn)料澆口和冷料穴組成3、主流道設(shè)計(jì)1)主流道如圖3.10是連接注
56、射機(jī)噴嘴與分流道的塑料熔融體通道。d:主流道小端直徑=(注射機(jī)噴嘴孔徑+0.5-1)mm,在此主流而田引再的嬰選圖3.11澆口套用8mm。L:主流道長度,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定。a:主流道錐度。一般2。4。,本課題選用的4。2)澆口套設(shè)計(jì)澆口套如圖3.11為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。澆口套常用鋼材是T8A、T10熱處理要求:(50-55)HRC。主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm,在此選用SR=19mm,3.2.4成型零件設(shè)計(jì)注射模的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件,通常包括定模、動(dòng)模,以及各種成型桿和成型鑲件(塊)。1、定模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定模是成型制品外表面的成型零件,是制品外表面形狀、結(jié)構(gòu)的復(fù)制。由零件結(jié)構(gòu)確定該定模為兩個(gè)半個(gè)的滑動(dòng)定模塊結(jié)構(gòu)(如圖3.12)。圖3.12定模圖3.13動(dòng)模2、動(dòng)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)叮叮小文庫動(dòng)模即成型塑料制品內(nèi)表面的型芯。由零件結(jié)構(gòu)確定動(dòng)模結(jié)構(gòu)(如圖3.13)成型零件平均收縮率由表2.4知Smax=0.8%Smin=0.2%SSmaxSmin100%2=0.5%成型零件工作尺寸計(jì)算如圖3.14凹模徑向尺寸計(jì)算+ZAM2=(1+Scp)Ls3/4=(1+0.0055)X70-0.75X0.430+0.07
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