0436-冰箱調溫按鈕注射模具設計【全套16張CAD圖】,全套16張CAD圖,冰箱,調溫,按鈕,注射,模具設計,全套,16,cad
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一、產品介紹
1、 產品名稱:冰箱調溫按鈕
2、 產品用途:用于各種電氣系統(tǒng)的控制按鈕鍵
3、 產品結構尺寸(見產品圖[1])
4、 生產量:月產量150萬只。
5、 產品性能及使用要求:
(1) 外觀為原料本色,透明美觀;無其它雜色或斑點,表面平滑無裂紋、銀絲,無氣泡,無形變等缺陷;質量輕,可減輕設備自重。
(2) 性能要求:收縮率不大于0.5%,吸水性不高于0.8,沖擊強度> 15 KG?cm2,彎曲強度>70 KG?cm2 .表面電阻系數<1×1013Ω;體積電阻系數<1015Ω?cm,馬丁耐熱溫度>70℃。
(3) 使用條件:使用溫度:室溫,220V用電場所;使用負荷:人工手指操作按壓力。
二、產品材料的選擇與配方設計
根據產品的使用要求和性能要求,選擇PSH-GN-095-06的樹脂作主原料,PS是所有塑料當中最輕的一種,能減輕設的自重。透光率不低于88%,霧度約3%,折射率比較大具有特殊的光亮性。PS的拉伸、彎曲常規(guī)力學性能皆高于其它聚烯烴,是屬于硬而脆的材料,所以必須加入一些增韌劑以改善制品的柔韌性,加入量為15份。由于制品屬于透明塑件,無需加染色劑。如表—1
表2—1 PSH-GN-095-06樹脂性能參數表
項目
參數值
項目
參數值
相對密度
吸水性%
收縮率%
比體積率%
拉伸屈服強度Mpa
沖擊韌性KJ?m-2
1.05
0.04
0.7
0.95
48
20.6
拉伸彈性模量Mpa
馬丁耐熱溫度℃
熱變形溫度(1.82MPa)℃
體積電阻率Ω?cm
熔點℃
軟化溫度℃
2.8×103
52
92
1×1016
165
120
PS中文名:聚苯乙烯
英文名:Polystyrene
2.1、基本特性
聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無色透明、無毒無味,落地時發(fā)出清脆的金屬聲,密度為1.054g/cm3。聚苯乙烯的力學性能與聚合方法、相對分子質量大小、定向度和雜質量有關。相對分子質量越大,機械強度起高。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能(尤其是高頻絕緣性能)和一定的化學穩(wěn)定性。能耐堿、硫酸、磷酸、10﹪~30﹪的鹽酸、稀醋酸及其他有機酸,但不耐硝酸及氧化劑的作用。對水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗蝕能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮類和脂類等。聚苯乙烯的著色性能優(yōu)良,能染成各種鮮艷的色彩。但耐熱性低,熱變形溫度一般在70~98 oC,只能
在不高的溫度下使用。質地硬而脆,有較高的熱膨脹系數,因此限制了它在工程上的應用。近幾十年來,發(fā)展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯為基體的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點,又保留了它的優(yōu)點,從而擴大了它的用途。
2.2、成型特性:
1.無定形料,吸濕性小,不易分解,性脆易裂,熱膨脹系數大,易產生內應力
2.流動性較好, 溢邊值0.03mm左右,防止出飛邊。
3.塑件壁厚應均勻,不宜有嵌件,(如有嵌件應預熱),缺口,尖角,各面應圓滑連接
4.可用螺桿或柱塞式注射機加工,噴嘴可用直通式或自鎖式。
5.宜用高料溫,模溫、高注射壓力,延長注射時間有利于降低內應力,防止縮孔、變形(尤其對厚壁塑件),但料溫高易出銀絲,料溫低或脫模劑多則透明性差。
6.可采用各種形式澆口,澆口與塑件應圓弧連接,防止去除澆口時損壞塑件,脫模斜度宜取2度以上,頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開裂、變形,可用熱澆道結構。
2.3、綜合性能:
熱變形溫度: 65oC ---- 96oC
屈服強度: 35~63 MPa
抗拉強度: 35~63 MPa
斷裂伸長率 1.0%
拉伸彈性模量: 2.8~3.5 GPa
抗彎強度: 61~98MPa
抗壓強度: 80~112 MPa
2.4、PS的成形條件:
注射機類型: 螺桿式
預熱: 溫度 60~75 oC
時間 2h
料筒溫度: 前段 170~190oC
后段 140~160oC
模具溫度: 32~65 oC
成形時間: 注射時間 15~45s
高壓時間 0~3s
冷卻時間 15~60s
總 周 期 40~120s
注射壓力: 60~110Mpa
螺桿轉速: 48(r/min)
參照樹脂性能對照產品性能與使用要求可知, PSH-GN-095-06能滿足要求,故除加增強劑外不需加其它助劑配方,即可生產產品。
三、工藝參數的確定
3.1、注射量計算
根據一次注射出的產品和澆注系統(tǒng)的體積進行計算
V實=6(V塑+ V分)+ V主
V塑=?πd12×2+?π(d22- d32)×1+ ?πd22×0.5
=?π(13.5)2×2+?π(102- 62)×1+ ?π102×0.5
=316㎜3
V分=π×(d/2)2×h=3.14×4×10=12.56㎜3
V主=?πh(r2+Rr+R2)=?π×35(1.752+1.75×3+32)=634.2
V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56㎜3=2.966㎝3
3.2、鎖模力計算:
根據[3]:F=K P A
根據PS的流動性和模具結構特點選取K=0.6;注射壓力考慮采用多型腔注射,壓力應高些,取P=60MPa/cm2。A表示表示成型面積
A的計算:A= ?πd2=0.25×13.52=1.4316cm 2
F=K P A=0.6×60×1.4316=51.696KN
3.3、保壓時間的計算:
T保=0.3(S+2S2)=0.3×(2+2×32)=3s
3.4、冷卻時間的計算:
T冷=[S2/π2k]×in[8(Ts-Tm)/π(TE-Tm)]=3s
3.5、塑化時間的計算:
T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23s
Ts—成型溫度[5] Tm—模具溫度
TE—脫模溫度 α—熱擴散系數(㎡/h),取 3.2×1
表3—1注射工藝控制參數
項目
控制部位
控制參數
備注
溫度(℃)
干燥
60
[5]P237附D
料筒后段
150±5
料筒中段
180±5
料筒前段
160±5
噴嘴
150±5
模具
60±5
壓力(Map)
塑化背壓
<20
注射壓力
60
保壓壓力
30~40
鎖模力(噸)
52
時間(秒)
干燥時間
2h
注射時間
0.2
保壓時間
3
冷卻時間
3
開合模時間
5
成型周期
12
四、設備的選擇
4.1、注射機的選擇
(1)注射量的確定
由工藝參數的確定中已知一次注射量為2.4cm3
射機的公稱注射量Q為:Q=2.4×1.2=2.88cm3
取注射機的公稱注射量為~~3 cm3
(2)鎖模力的計算
由工藝參數的確定中已知為( 0.6)噸,成型面積為( 1.4316 )cm2
(3)所需注射機臺數的計算
由月產量和注射機的生產能力(成型周期)及考慮設備利用率求出:
本產品生產工作制度設計為24h三班工作制,設備24小時連續(xù)運轉,設備利用率設為0.85,根據如前初設的工藝控制參數成型周期約為12秒,生產模具一模六件,則所需注射機臺數為:
÷(×6×0.85) =1.36(臺) 取整數值2臺
根據以上計算出的公稱注射量( 3)cm3, 鎖模力( 0.6 )噸,成型面積選用 SYS-10型號注射機)數量為(2 )臺。
表4—1注射機技術性能參數表
項目
單位
參數
備注
理論注射量
cm3
10
注射壓力
Map
150
最大注射面積
cm2
90
鎖模力
KN
15
最大模具厚度
㎜
180
最小模具厚度
㎜
100
模板行程
㎜
120
噴嘴球半徑
㎜
12
噴嘴口半徑
㎜
2.5
五、模具設計
5.1選擇制品的分型面[5]
分型面應設置在零件截面最大的部位,塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上,故從塑件脫模件精度要角度考慮,應有利于塑件滯留在動模一側,以便于脫模,而且不影響塑件的質量和外觀形狀,以及尺寸精度。如A-A面,箭頭的朝向代表動模的位置,塑料包整動模天型芯而留在動模,模分型如下圖:
分型如下圖:
圖5-1 分型面
5.2、型腔布置
已知的體積V塑或質量W塑 ,又因為此產品屬大批量生產的小型塑件,綜合考慮生產率和生產成本及產品質量等各種因素,以及注射機的型號選擇,初步確定采用一模六腔平衡式排列;根椐制品的形狀,在模板上的的排列形式為圓形。以確保制品的均一和穩(wěn)定,而且型腔布置與澆口開設部位也非常對稱,這樣防止了模具承受偏載而產生的溢料現象。
排布圖如下圖所示:
圖5—2型腔布置
5.3、澆注系統(tǒng)的設計
澆注系統(tǒng)的設計主要包括主流道、分流道、澆口、冷料井和拉料桿的設計。澆注系統(tǒng)的設計應保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應盡量短、防止型芯變形、整修應方便、防止制品變形和翹曲、應與塑件材料品種相適用、冷料穴設計合理、盡量減少塑料的消耗。
根據塑件的形狀采用推桿推出。
5.3.1主流道及主流道襯套[5]
主流道的主要設計要點:
a、 在模具結構的允許的情況下,L盡量短,一般小于60mm,過大則會影響熔體的順利充型。
b、 主流道大端呈圓角,以減少料流轉向過渡時的阻力,
c、 大多數情況下,將主流道和定位圈設計成兩個零件,然后配合固定在模板上,主流道襯套采用H7/m6過渡配合,與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。
d、 主流道襯套選用T8、T10制造,熱處理強52~56HRC。
e、 定位環(huán)固定螺釘一般取M6~M8,螺釘一般選用兩個以上。
R =噴嘴球面半徑+2~3=12+3=15mm d=噴嘴孔徑+1=2.5+1=3.5mm
a=4° r=1mm D=6mm
圖5—3 主流道及主流道襯套的結構
5.3.2分流道[3]
a:分流道截面和尺寸
選用U形分流道截面,表面積/體積比小,冷卻速度慢最低,熱量及摩擦損失小,進料流中心冷凝慢,有利于保壓
尺寸的確定:根據經驗公式確定分流道的直徑[5]
D=0.2654×(m)?(L)? m—流經分流道的塑料量(g)
L—分流道的長度(mm) D—分流道直徑(mm)
查資料得部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍:苯乙烯是3.5~10之間
根據實際情況取D=5mm
圖5—4 分流道截面形狀
b:分流道布置
根據型腔的布置,分門巴道貌岸然也是選用平衡式布置,其長度、形狀和斷面尺寸都必須對應相等,以保證塑件在強度、性能及質量上的一致性。
分流道表面粗糙度Ra一般為1.6um
圖5—5 分流道的布置
C、澆口[5]:各澆口的尺寸計算[1]
α=2° l=1㎜ r=2㎜
經驗公式計算h=nt=0.6×2.5=2.5 n—塑料系數,PS為3.6
b=n(A) ?/30=0.2
圖5—6 澆口尺寸
D、冷料井[6]
結構及尺寸:
圖5—7 冷料井
d=6㎜ H1=(5/4)d=8㎜
H2=(3/4)d=5㎜ α=20°
E、拉料桿[3]
拉料桿的結構:
圖5—8 拉料桿的結構
下圖為主流道的拉料桿組合形式,同時還具有脫除主流道凝料的作用。一般拉料桿安裝在主流道的對面,開模時,拉料桿將主流道凝料拉出。
d= 6 公差為0.015 ,與拉料桿配合的型板孔
配合長度M1=(1.5~2)d =10 D= 10 H=4 M根據模板尺寸確定
圖5-9 拉料桿的組合形式
5.4、成型零件的設計
5.4.1成型零件的工作尺寸的計算
根據塑件形狀簡單,體積較小,適宜采用整體式型腔,見圖[2]和圖[3],組合式型芯見圖[4]。這種形式的型腔形狀簡單,牢固可靠,不易變形,成型塑件的質量較好。、本產品為PS制品,屬于大批量生產的小型塑件,此產品采用6級精度,屬于一般精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數x取值可在0.5~0.75的范圍之間,凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT7~IT8級,綜合參考,相關計算具體如下:
收縮率Sax=0.8% Sin=0.6%
平均收縮率為S=0.7%,
圖5—10 塑件成型尺寸
如上圖所示塑件尺寸單位/mm
已知D=13.50-0.24 D1=100-0.16 H1=1.50-0.16
H2=20-0.16 H3=1.50-0.16 d=6+0.20 h=1+0.160
①型腔尺寸: Dm=[D(1+S)-0.75Δ]0+δz
=[13.5(1+0.007)-0.75×0.24]0+0.043
=13.40+0.043
Dm1=[D m1(1+S)-0.75Δ]0+δz
=[10(1+0.007)-0.75×0.16]0+0.036
=9.99540+0.036
Hm1=[H 1(1+S)-0.667Δ]0+δz
=[1.5(1+0.007)-0.667×0.16]0+0.025
=1.4040+0.025
Hm2=[H 2(1+S)-0.667Δ]0+δz
=[2(1+0.007)-0.667×0.16]0+0.025
=1.9070+0.025
Hm3=[H3(1+S)-0.667Δ]0+δz
=[1.5(1+0.007)-0.667×0.16]0+0.025
=1.4040+0.025
②型芯尺寸
dm=[d (1+S)+0.75Δ] 0-δz
=[6(1+0.007)-0.75×0.2]-0.0360
=6.19-0.0360
hm=[h(1+S)+0.667Δ] 0-δz
=[1(1+0.007)-0.667×0.16]-0.0250
=1.017-0.0250
5.4.2型腔壁厚和底板厚度計算
注射成型過程中,型腔主要承受塑料熔體的壓力, 如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等,因此模具的型腔必須具有足夠的強度和剛度,如果型腔壁厚和底板厚度不夠,當型腔中產生的內應力超過型腔材料的許應力時,型腔將導致塑性變形,甚至開裂。與此同時,若剛度不足將導致過大的彈性變形,從而產生型腔由外膨脹或溢料間隙,從而導致整個模具失效或無法達到技術質量要求,因此必須對型腔進行強度和剛度的計算。
型腔板采用調質鋼45,彈性模量E=2×105MPa 強度計算的許用應力σ=160MPa
型腔壓力=50 Map 型腔半徑r=6.75㎜ h=3.5㎜
由表3.4-16對于中粘度塑料PS,模具制造精度IT9級時,有許用變形量[δ]
[δ]=25i 且W=H=3.5㎜
I 2 = 0.45w0.2 +0.001w=0.58㎜
所以[δ]=25×0.666=14.54um=0.0145㎜
圖5—11 圓形整體型腔
①整體式圓筒型腔壁厚[6]
A 按鋼度計算:
按強度計算:
①整體式圓筒型底板厚度
B 按鋼度計算
按強度計算
公式分別計算出相應的值為:
按強度計算得: S=4.27㎜ hs=3.28㎜
按剛度計算得:s=1.55mm hs=0.76mm
比較強度和剛度條件計算結果,取整體式圓筒形型腔壁厚為15㎜。
按強度的剛度分別計算取底板厚度為18㎜。
5.4.3支承板的強度
常規(guī)結構凹模做在定模上,型芯固定在動模上。支承板與墊塊構成橋形,承受型芯投影注射壓力,因此支承彈性變形量必須控制在允許的范圍之內。
支承板的受力狀態(tài)可以簡化為受均布荷重的簡支梁
圖5—12 支承板的變形
支承板的厚度計算如下[2]:
=9[5×50×3.14×292/32×2.1×105×20×0.005]
=1.927㎝=20㎜
H---支承板的厚度 L---支承板在墊塊之間的跨度
P---型腔內壓力表 R---凹模型腔半徑
B---支承板的寬度 E---鋼材的彈性模量一般為2.1×105
y---支承板允許最大彎曲變形量,一般取0.005㎝
其整體形狀與尺寸見圖[5]
5.4.4墊塊的設計[2]
墊塊設在支撐板與動模座板之間,可以減少動模座板的變形,或可減少動模座板的厚度.
L=50㎜ D=30㎜
螺釘直徑選用M10, d1=11㎜ d2=16㎜ H=11㎜
5.5、合模導向機構設置
導向機構的主要零件是導柱和導套,主要作用是導向、定位、承受一定的側壓力。,導柱導向機構是保證動定?;蛏舷履:夏r,正確定位和導向的零件。
導柱導套的選擇:
一般在注射模中,動、定模之間的導柱既可設置在動模一側,也可設置在定模一側,視具體情況而定,通常設置在型芯凸出分型面最長的那一側。導柱的直徑應根據模具的尺寸選用,必須保證足夠的強度、剛度和足夠的抗彎強度。
導柱設計要點:①長度:導柱導向的長度應該比凸模端高出10㎜。
②形狀:導柱前端應做成錐臺,以使導柱能順利進入導向孔。
③材料:導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌不易折斷的內芯。因此多采用T8、T10鋼(經淬火處理),硬度為50—55HRC。
④數量及分布:導柱應合理均勻分布在模具的分型面上,根據此模具形狀,數量為四根。固定部分粗糙度Ra=0.8um,導向部分Ra=0.5um
⑤配合精度:固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合,導柱導向部分采用H7/m6的間隙配合.
導柱尺寸
圖5—13 導柱
導套設計要點:
(1) 形狀 為使導柱順利進入導套,在導套的前端應倒圓角。導柱孔最好做好通孔,以利于排出孔內空氣及殘渣廢料。
(2) 材料 導套用導柱相同的材料或銅合金耐磨材料制造,其硬度一般低于導柱硬度。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8um。
(3) 固定形式及配合精度 直導套用H7/r6的配合鑲入模板,為了增加導套鑲入的牢固性防止導套被拉出來。
圖5—14 導套
5.6、脫模機構的設計[6]
5.6.1脫模機構設計:
為了保證塑件在頂出過程中不變形或不損壞,必須正確分析塑件對模腔粘附力的大小及所在部位。以便選擇合適的頂出方式,和頂出裝置。頂出位置應設在頂出阻力大的地方,根據此塑件的形狀,零件的推出阻力不大,將推桿設在?6孔的內部,推桿參與成型,此類推桿又稱為成型推桿。
5.6.2脫模力的計算[6]
脫模力Fe由兩部分組成,即:Fe=Fc+Fb
Fc---克服塑料件對型芯包整的脫模力,N
Fb---一端封閉殼體需克服的真空阻力,N
其中 Fb=0.1Ab Ab---型芯的斷面面積,㎜2
Ab=0.25×3.14×d2=28.26㎜2
所以 Fb=2.86N
已知rcp=3㎜ t=2㎜ h=1㎜ β=0
E=2.8×103 MPa f=0.4 v=0.32 s=0.007
λ=rcp/t=3/2=1.5<10為厚壁圓筒塑料件
= 60.4N
所以: Fe=Fc+Fb=60.4+2.826=63N
E—塑料材料的拉伸彈性模量,MPa S—塑料的平均收縮率
ν—塑料材料的泊松比 β—型芯的脫模斜度
h—型芯脫模方向高度 κf—脫模斜度修正系數
κλ—厚壁塑料的計算因子
= 60.4N
所以: Fe=Fc+Fb=60.4+2.826=63N
E—塑料材料的拉伸彈性模量,MPa S—塑料的平均收縮率
ν—塑料材料的泊松比 β—型芯的脫模斜度
h—型芯脫模方向高度 κf—脫模斜度修正系數
κλ—厚壁塑料的計算因子
5.6.3推桿脫模機構[2]
推桿直接與塑件接觸,開模后將塑件推出,此成型推桿除了推出塑件之外還參與塑件局部成型,即作為型芯。
推桿的計算公式:圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡化得
=1.2㎜
d—推桿直徑 E—推桿材料的彈性模量,MPa
L—推桿長度 F脫—塑件的脫模力
κ—安全系數取1.5 ?—為推桿長度系數
n—推桿數量
推桿直徑確定后還應進行強度校核,其計算式為
[σ壓]—為推桿材料許用力,MPa
[σs]—推桿鋼材的屈服極限強度,N/cm2,一般中碳鋼的σs為3200 N/m
=37<3200N/m
所以此材料合符要求,推桿的具體形狀及尺寸見型芯圖[4]
5.6.4推桿位置
推桿應設置于有效部位,根據此塑件形狀,可將推桿設置在凹模內部,從投影面上看,如下圖應在陰影部位范圍之內。
圖5—15 推桿位置布置
推桿的設計要點:
(1)推桿和模體的配合性質一般為H8/f7,以保證同軸度,配合長度一般為走私的(1.5~2)倍,但至少要大于15㎜
(2)推桿材料多用45鋼,T8、T10碳素工具鋼,淬火硬度為HRC50以上,
(3)表面粗糙度在Ra1.6以下.
5.6.5復位機構
為了使推出機構合模后能回到原來的位置,推出機構通常設有復位桿,復位桿在結構上與推桿相似,所不同的是與與模板的間隙比較大,同時復位桿頂面不應高出分型面.復位桿的材料選用一般T8、T10,淬火55-60HRC。
頂桿長度計算如下[6]:H=(H凸+δ1)+H動模+H墊塊-H頂墊
=(1+0.1)+30+50-13=67.1㎜
圖5—16 復位桿的結構與裝配尺寸
5.7、模具調溫系統(tǒng)的設置
基本原則:熔體熱量95%由冷卻介質(水)帶走,冷卻時間占成型周期的2/3。
5.7.1、注射模冷卻系統(tǒng)設計:
1)冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大,型腔表面的溫度與冷卻水道的數量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關。
2)冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等:
當塑件壁厚均勻時,冷卻水道到型腔表面最好距離相等,但是當塑件不均勻時,厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應近一些,間距也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應大于10mm,常用12~15mm.
3)澆口處加強冷卻
塑料熔體充填型腔時,澆口附近溫度最高,距澆口越遠溫度就越低,因此澆口附近應加強冷卻,通常將冷卻水道的入口處設置在澆口附近,使?jié)部诟浇哪>咴谳^低溫度下冷卻,而遠離澆口部分的模具在經過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。
4)冷卻水道出、入口溫差應盡量小 :
如果冷卻水道較長,則冷卻水出、入口的溫差就比較大,易使模溫不均勻,所以在設計時應引起注意。
冷卻水道的總長度的計算可公式:Lw=Aw/π
Lw——冷卻水道總長度 Aw——熱傳導面積 Dw——冷卻水道直徑
5)冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置:
聚苯乙烯的收縮率較小,水道應盡量沿著收縮方向設置。冷卻水道的設計必須盡量避免接近塑件的熔接部位,以免產生熔接痕,降低塑件強度;冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm左右,不小于8mm。根據此套模具結構,采用孔徑為8mm的冷卻水道。
冷卻系統(tǒng)的結構設計:
根據塑料制品形狀及其所需冷卻效果,冷卻回流可選擇直通式既簡單流道式,這是生產過程中最常用的形式。
其具體結構及尺寸如下圖所示:
冷卻水孔直徑d=8㎜,兩水孔的中心距C=20㎜
圖5—17 直通式冷卻系統(tǒng)
5.7.2、加熱系統(tǒng)的設計
需要設置加熱系統(tǒng)的一般是對模具溫度要求在80℃以上、熔融黏度高、流動性差的熱塑性塑料,或者是熱固性塑料。而PS對模溫的要求只需60℃以下,且是屬于熔融黏度低、流動性好的熱塑性塑料,所以此模具對加熱系統(tǒng)的設置可以不予考慮。
5.8、排氣系統(tǒng)的設計
5.8.1排氣槽的設計要點
當塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內因各種原因而產生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面氣體受壓,體積縮小而產生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦(褐色斑紋),同時積存的氣體還會產生反向壓力而降低充模速度,因此設計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中,為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度,還需在塑料最后充填到的型腔部位開設溢流槽以容納余料,也可容納一定量的氣體。
通常中小型模具的簡單型腔,可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣,其間隙為0.03~0.05mm。
5.8.2排氣槽的設置[4]
排氣槽應開設在型腔最后被充滿的地方,最好是在分型號面上,因為分型面上排氣槽產生的毛邊也很容易隨塑件脫出。排氣槽的出口不要正對操作人員,與塑件的深度不應超過塑料的溢料值,其斷面為矩形或梯形。
圖5—18 排氣槽系統(tǒng)
1—分流道 2—澆口 3—排氣槽
4—導向溝 5—分型面
5.9、模具外形尺寸的確定
圖5—19 模具外形尺寸
5.10、注射機有關參數的校核
5.10.1注射量的校核
為了保證正常的注射成型,模具每次需要的實際注射量應該小于本注射機的公稱注射量,既:V實≦V公=0.8×10=8㎝3
V實—實際塑料(包括澆注系統(tǒng)凝料)的總體
所以V實=6(V塑+ V分)+ V主
V塑=316㎜3
V分=π×(d/2)2×h=3.14×4×10=12.56㎜3
V主=?πh(r2+Rr+R2)=?π×35(1.752+1.75×3+32)=634.2
V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56㎜3=2.966㎝3<8㎝3
所以注射量滿足要求
5.10.2鎖模力的校核
鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力,當高壓與塑料熔體充填模腔時,會沿鎖模方向產生一個很大的脹型號力,為此,注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力, 既:
F鎖≧F脹=A分×P型[5]
F鎖—注射機的額定鎖模力
P型—模具型腔內塑料熔體平均壓力表MPa,通常為20~30MPa,在此取25MPa
A分—塑料和澆注系統(tǒng)在分型號面上的投影面積之和,㎜2
A分=?πd2=0.25×3.14×13.52=143.1㎜2
故:F脹=A分×P型=143.1×25=3.58KN< F鎖=15KN
5.10.3注射壓力校核
該項工作是校核所選注射機的公稱壓力P公能否滿足塑成型時所需要的注射壓力Po,成型時所需的壓力一般由塑料流動性,塑件的結構和壁厚,以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定。其值一般為70~150 MPa
通常要求:P公≧Po[5]
聚苯乙烯的Po為100 MPa〈 P公=150 MPa
5.10.4模具厚度校核
模具厚度Hm=160㎜ Hmax=180㎜ Hmin=100
故: Hmin
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