修正带上盖注射工艺与模具设计(编辑修改稿)

修正带上盖注射工艺与模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

之积。 为防止模具分型面被涨模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则 在分型面处产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机的额定锁模力大于涨模力。 在确定型腔的数量后确定注射机的类型，参考教材《塑料成型工艺与模具设计》按注射机的额定锁模力确定型腔数目 n≤FPA2/PA1 式中 F——注射机的额定锁模力（ N）； A1——单个塑件在模具分型面上的投影面积（ mm2）； A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积（ mm2）； P——塑料容体对型腔的成型压力 (MPa)，其大小一般是注射压力大小 由上面的公式得 F≥PA2+PA1n p=80 Mpa， A1=2828mm2， A2=458mm2， 故 F≥80458＋ 8028282 = 查参考设计手册得 XS－ ZY－ 125A 型 螺杆式 注射机锁模力为 900KN； 故注射机的锁模力足够，满足锁模要求。 第四章 分型面的选择 分型面的设计方案 在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。 在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。 分型面的设计是否合理，对塑 件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都由很大影响。 因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键因素。 选择模具分型面时，通常应考虑如下有关问题： （ 1）根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置； （ 2）塑件的生产批量； （ 3）结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置； （ 4）型腔的溢流和排气条件； （ 5）模具加工的工艺性。 16 分型面的选择原则 ： （ 1）有利于保证塑件的外观质量； （ 2）分型面应选择在塑件的最大截面处； （ 3）尽可能使塑件留在动模一侧； （ 4） 有利于保证塑件的尺寸精度； （ 5）尽可能满足塑件的使用要求； （ 6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积； （ 7）长型芯应置于开模方向； （ 8）有利于排气； （ 9）有利于简化模具结构。 基于以上 因素 考虑 ，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处， 如图 41 所示。 图 41 分型面选择 确定型腔数及排列方式 当 修正带上 盖 的分型面已经确定后，便开始对塑件的型腔数进行初步的拟定，以及型腔数的布局，根据型腔数主要由投影面积、批量大小、塑件的质量、塑件的精度、几何形状 (有无抽芯 )以及经济效益等相关因素确定，在确定 时必须进行协调以保证满足其主要条件和使用要求。 此塑件为中等批量，精度等级较高 ， 表面质量要求很高。 所以对型腔数初步拟定为一模二腔，对称排列。 其布局示意图如下 17 图 42 型腔布局 模具结构形式的确定 本 修正带上 盖 塑料 模为一模二腔对称分布，塑件边缘与模仁边缘之间有冷却水道等，故塑件与模仁边缘距离取（ 25— 35） mm ；由于两塑件之间要布置流道，所以塑件与塑件之间距离取 40mm 左右；模仁边缘与模板边缘距离为 75mm 左右。 对塑件检查如果发现制造会留下 飞边，顶白、熔接痕等弊端，则考虑改善制造工艺，实在不行再考虑对模具进行修模，以适应塑件的制造。 第 五 章 浇注系统设计 浇注系统 浇注系统的的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件。 因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。 浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。 浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。 并且由主流道 、分流道、浇口、冷料井等几部分组成。 一副成功的注塑模具其浇注系统应保证在充模阶段塑料熔体能顺利地通过流道，充满型腔，不产生喷射，不夹带入空气，不产生或少产生熔接痕，所以对其进行设计也十分重要。 浇注系统的组成如图 511 所示： 18 图 511 浇注系统的组成 设计浇注系统应满足以下原则： （ 1）应考虑模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统应按型腔布局设计，应尽量与模具中心线对称。 （ 2）设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑件上不留痕迹，使塑件达到外观审美要求。 （ 3）在满足成型排气良好 的前提下，要选取最短的流程，这样可以缩短充填时间、冷却时间及成型周期。 （ 4）浇口的位置应保证熔体顺利流入型腔，既对着型腔中宽敞、厚壁部位。 （ 5）在成批生产塑件时，在保证产品质量的前提下，要缩短冷却实践及成型周期。 （ 6）设计浇注系统时，流道应尽量少弯折，表面粗糙度为 Ra ～。 （ 7）单型腔塑件投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开设浇口，不然会造成注射时模具受力不均。 （ 8）一模多腔时，应防止将大小悬殊的塑件放在同一副模具内。 （ 9）在设计浇口时，避免塑料熔体直接冲击小直 径型号芯及嵌件，以免产生弯曲、折断或移位。 （ 10）能顺利地引导塑料熔体填充各个部位，并在填充物过程中不致产生塑料熔体涡流、紊流现象，使型腔内的气体顺利排出模外。 图 512 可以看得出主流道，分流道，冷料井及其结构设计。 19 图 512 浇注系统平衡式布置 主流道设计 直浇口式主流道呈截锥体。 主流道入口直径为 d，应大于注射机喷嘴直径 ～ 1mm左右，这样便于两着能同抽对准，也使得主流道喷嘴能顺利脱落，主流道入扣的凹坑球面直径为 R，应该大于注射剂喷嘴求头半径约 2～ 3mm。 否则可能会让塑料 熔体反喷，出现溢边致使脱模困难锥孔壁粗造度 Ra m。 主流道锥角  ＝ 2176。 ～ 4176。 ， 过大的锥角会产生端流或涡流，卷入空气。 过小锥角会使凝料脱模困难，充模时流动阻力大，表面积增加，热量损失增加。 流道的长度 L，一般 由定模座板和定模板厚度确定。 但为了 减少充满时减压降和减少物料损失，以短为好。 主流道要装流道衬套，且直径为 12mm，从定模板贯穿到分型面，衬套头部安装止转销。 衬套和型腔的配合为 H7/n6。 注： ① 由于主流道需要与 高温塑料和喷嘴频繁接触，设置主流道衬套是很有必要的。 ② 定位圈安装孔及主流道衬套安装结构如图 52 所示。 20 图 52 主流道尺寸计算 主流道小端直径 D=注射机喷嘴直径 +（ ～ 1） =4+（ ～ 1），取 D= 主流道球面半径 SR0=注射机喷嘴球头半径 +（ 1～ 2） =12+(1～ 2)，取 SR0=14mm 球面配合高度 h=3～ 5mm，取 h=3mm 主流道锥角  ＝ 2176。 ～ 4176。 , 取  ＝ 2176。 主流道长度 L=（根据本塑件实际情况而定） 主流道大端直径 D′=D+2Ltan 2/ =+2tan 2/2 =，取 D′=7mm 主流道衬套形式 主流道部分在成型过程中 ， 其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式，以 便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。 此浇口套采用碳素工具钢 T8A 加工，热处理要求淬火 53~57HRC。 其应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。 定位圈和衬套设计成分体式，如图 522 所示 图 522 主流道衬套 主流道衬套的固定 主流道衬套的固定形式一般以内六角螺钉进行紧固，其需要与定模座板紧密配合， 21 在衬套上一般设置 两 个螺钉进行紧固，其形式简单，连接可靠。 这里 采用 2 个 M5 的内六角螺钉均匀布置固定。 图 523 定位圈 从下图 524 中可以 看出主流道衬套的基本的固定形式，定位环由 两 个内六角螺钉紧固在定模座板上并与浇口衬套连接。 主流道衬套 与定模座板紧密配合。 整个结构简单实用，为 常用 结构。 图 524 主流道衬套固定形式 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口 (塑件尺寸大 )时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。 它是浇注系统中塑料熔体由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。 因此，分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 沿分型面引入 各个型腔的那一段流道，因此它开设在分型面上。 1）对分流道设计的要求 （ 1）要便于刀具的加工和选择 ； （ 2）塑料流经分流道时，压力损失要小 ； （ 3）分流道的长度应尽可能短，其容积小 ； （ 4）能保证塑料熔体能均匀的填充各个型腔 ； 22 （ 5）分流道的固化时间表应大于塑件的固化时间，以利于压力的传递及保压 ； （ 6）每节分流道要比下一节分流道大 10%~ 20%。 2）影响分流道设计的因素 （ 1）主流道及分流道的脱落方式 ； （ 2）注塑机的压力、加热温度及注射速度 ； （ 3） 型腔布置、浇口的位置及浇口的形式选择 ； （ 4）塑料的流动性、收缩率、熔融温度及固化温度 ； （ 5）塑件的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸稳定性，内在质量及外观质量的要求。 3）分流道的布置 对于该副模具只有两腔所以无需考虑分流道的布置，只是简单的平衡式分布，并且截面形状为 U 形，其具体值会在以后的设计与校核中可见。 其表面粗糙度为—。 长度根据塑件布局来确定，其具体数值可以在资料中查出。 其直径根据经验得小于主流道的 10﹪－ 20﹪。 对于该副模具只有两腔所以无需考虑分流道的布置，只是简单的平衡式 分布，并且截面形状为 U 形，其具体值会在以后的设计与校核中可见。 其表面粗糙度为—。 长度根据塑件布局来确定，其具体数值可以在资料中查出。 其直径根据经验得小于主流道的 10﹪－ 20﹪。 图 531 分流道 截面 多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置为佳，所谓平衡式的布置，就是从流道到各个腔的分流道其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的，这种设计可达到各个型腔均衡地进料。 在本设计中分流道采用平衡式分流道如下图所示： 23 图 53 分流道布置形式 浇口设计 本次设计中取型腔的数目 n=2，即为多型腔。 根据外部特征，本塑件外观要求较高，考虑各方面要求，本次设计采用 扇形浇口形式 ，它的位置在模具中间，设在塑件的底部，此部位在产品的实际使用过程中看不到。 这种浇口的特点是熔体进入型腔速度较为均匀，可降低制品的内应力和减少带入空气的可能性，去除浇口方便。 浇口 的 形式 如图 54所示 图 54 浇口形式 冷料井设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是冷料、拉料和顶料。 冷料穴直径应大于主流道大端直径主要有以下几类： ① 底部带有推杆的冷料穴 这类冷料穴的地步由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上。 因此它常与推杆或推杆脱模机构连用但仅适用于韧性塑料。 24 ② 底部带有拉料杆的冷料穴 这类冷料穴的底部有一根拉料杆组成，装于型芯固定板上，常见结构有球头型，菌头型，倒锥头型，圆锥头型 等。 ③ 底部无杆的冷料穴 对具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料一起去 除 ，冷料穴底部不用设置杆件。 冷料井主流道末端 本设计采用带 Z 形头拉料杆的冷料穴冷料穴，起到拉料作用 ，一般情况下，主 流道冷料穴圆柱体的直径为 6～ 12mm，这里 直径取 8mm，长度取为13mm。 如图 55 所示， 图 55 冷料井 第 六 章 成型零件 的 设计 构成型腔的零件统称为成型零件，它主要包括模，凸模、型芯、镶块各种成型杆，各种成型环由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流的磨擦力和足够的精度和表面光洁度，以保证塑料制品表面光高美观，容易脱模，一般来说成型零年都应进行热处理，使其 具有 HRC40 以上的硬度，如成型产生腐蚀性气体的塑料如聚氯已烯等。 还应选择耐腐蚀的钢材。 考虑到加工的工艺性，型芯、型腔采用整体式， 因为采用的是整体式 型腔 和整体式 型芯 模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最终是传递到 型腔、型芯上 ，从节约材料和见效模具尺寸出发，模仁的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁的大小为 160200 mm 25 成型零件工作尺寸的计算 常用型腔成型尺寸的计算方 法主要有两种：平均收缩率法和公差带法，两种计算方法的区别在于平均收缩率法计算公式是建立在塑件的成型。