生产批量为中批量,为了节约生产成本,可采用固定式单型腔模具。
2.2 计算塑件的体积和重量 预选注射机
查表ABS的密度ρ=1.13g/cm3
塑件体积:使用UG建模后自动分析塑件,得出其体积为108cm3 塑件重量M=ρV=1.13×108=124.7g
本次设计考虑多种因素采用一模一件的模具结构,考虑其外形尺寸,注射时所需要的压力,浇到凝料约为5cm3 ,熔融塑料总体积约为130cm3 ,初选注射机为XS-ZY-1000型。
主要参数:螺杆直径 85mm 注射容量 1000cm3 注射压力 121MPa
注射行程 260mm
锁模力 4500KN 最大成型面积 1800cm2 最大开合模行程 700mm
模具最大/最小厚度 700mm/300mm 喷嘴球半径 R18mm 孔直径 7.5mm
顶出形式:四侧设有顶出,机械顶出
动定模固定板尺寸: 拉杆空间: 650*550 合模方式: 液压—机械 电动机功率: 5.5kW
900*1000mm
2.3 塑件工艺参数的确定
查手册,ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时,可根据实际情况作适当调整。
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注塑机类型:螺杆式 喷嘴形式: 通用式
料筒一区 150——170 料筒二区 180——190 料筒三区 200——210 喷嘴温度 180——190 模具温度 50——70 注塑压 60——100 保压 40——60 注塑时间 2——5 保压时间 5——10 冷却时间 5——15 周期 15——30 后处理 红外线烘箱 温度(70) 时间(0.3——1)
3 确定模具结构
3.1 分型面的选择
塑料在模具型腔凝固形成塑件,为了将塑件取出来,必须将模具型腔打开,也就是必须将模具分成两部分,即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则:
(1)分型面的选择有利于脱模:分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分,由于推出机构通常设置在动模的一侧,将型芯设置在动模部分,塑件冷却收缩后包紧型芯,使塑件留在动模,这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大,内孔较小或者有嵌件时,为了使塑件留在动模,一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时,为了便于脱模,可将分型面选在塑件中间的部位,但此塑件外形有分型的痕迹。
(2)分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。
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(3)分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。
(4)分型面应有利于侧向抽芯,但是此模具无须侧向抽芯,此点可以不必考虑。
该塑件为盒盖类零件,表面质量要求较高。考虑开模和模具制造的难易程度, 应选择分型面如下,以降低模具制造难度。
图3.1分型面
3.2 形腔数目的确定和形腔的排列方式
该塑件为中批量生产,且精度要求较高。考虑塑件形状和尺寸,可设计为一模一件,即模具需要一个型腔。
3.3 浇注系统设计
3.3.1主流道设计
浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节,设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量、外在质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时,一般应遵循以下基本原则:
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(1).了解塑料的成型性能; (2).尽量避免或减少产生熔接痕; (3).有利于型腔中气体的排出; (4).防止型芯的变形和嵌件的位移; (5).尽量采用较短的流程充满型腔; (6).还应对流动距离比进行校核; (7).修整方便,保证到制品外观质量; (8).防止塑件变形
主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位,它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔,其形状为圆锥形,便于熔体顺利的向前流动,开模时主流道凝料又能顺利拉出来,主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间,由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞,通常不直接开在定模上,而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕,又考虑取料顺利,对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口,为了方便于拉出流道中的凝料,将主流道设计成锥形,锥度为1,内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。
主流道的设计要点如下:
(1)为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀,主流道设计成圆锥形,因ABS的流动性为中性,故其锥度取2度,过大会造成流速减慢,易成涡流,内壁粗糙度为R0.8um。
(2)主流道大端呈圆角,其半径取r=1~3mm,以减少流速转向过渡的阻力,r=1.5mm.
(3)在保证塑件成形良好的情况下,主流道的长度应尽量短,否则会使主流道的凝料增多,且增加压力损失,使塑料熔体降温过多影响注射成形。
根据设计手册查XS-ZY-1000型注射机喷嘴的有关尺寸: 喷嘴前端孔直径d0 =?7.5 mm 喷嘴前端球面半径R0 =18 mm 根据模具主流道与喷嘴之间的关系
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R = R0+(1--2)mm (3-1) D = d0 + (0.5--1)mm (3-2)
取主流道球面半径R =20mm
取主流道的小端直径d =?8mm
为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其斜度为10—30, 经换算,主流道大端直径为?10.8mm。主流道内壁粗糙度应在Ra0.8以下,抛光时应沿轴向进行。为了使熔料顺利进入分流道出料端设计半径为r =5mm的圆弧过渡。
具体形状如下:
图3.2主流道
3.3.2 浇口设计
浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道(除直接浇口外),它是浇注系统的关键部分。其主要作用是:
(1)型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流。
(2)易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.03~0.09,浇口的长度约为0.5mm~2mm,浇口具体尺寸一般根据经验确定,取其下限值,然后在试模是逐步纠正。
当塑料熔体通过浇口时,剪切速率增高,同时熔体的内磨檫加剧,使料流的温度升高,粘度降低,提高了流动性能,有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大,凝料加快,补缩困难,甚至形成喷射现象,影响塑件质量。浇口位置的选择:
(1)浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小,易
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