外壳塑料成型工艺及模具设计

外壳塑料成型工艺及模具设计内容摘要：

布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。 该塑件为 塑料外壳 ，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示： 图 21 如图 21所示取 AA 向为分型面，不影响零件外观质量，抽芯在动模构简单。 图 22 如图 22 所示取 AA 向为分型面，抽芯在定模，抽 芯机构复杂，应当避免定模抽芯。 从以上两个分型面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法，有利于模具成型。 确定型腔的数目及排列方式 模腔数量的确定 塑件的生产属 中等 批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑 10 化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量。 N1 N1=（ F/PC） /A－ B/A 其中： F 注塑机的锁模力 N PC 型腔内的平均压力 MPa A 每个制件在分型面上的面积（㎜ 2 ） B 流道和浇道在分型面上的投影面积（㎜ 2 ） 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析 B为（ ～ ），常取 B=，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为 25～ 40MPa 实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用 ， 则 ： N1=()/ =(APC)=900000 （ 30 ） =（个） N2 N2=（ G－ C） /V 其中： G 注射机的公称注塑量（㎜ 3 ） V 单个制件体积 （㎜ 3 ） C 流道和浇口的总体积（㎜ 3 ） 生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的 倍，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注 系统是体积的 ～ 1 倍，现取 C= 则 ： N2=（ 125） / =（个） 从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取 N1， N2 中的较小值，在这里可以选取的个数是 1,2， 3，个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于 60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。 我们所设计的端盖注塑模具采用一模 一件 的方案，即 N=1 11 型腔的排列方式 图 2221 本塑件在注塑时采用一模 一件 ,综合考虑浇注系统， 模具结构的复杂程度等因素采取如图 2221所示的型腔排列方式。 采用 2221 的型腔排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构。 浇注系统设计 主流道设计 制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型面的确定，浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。 因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产条件（包括模具制造的），生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。 制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件 (含嵌件 )的正视 图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应将制品的长轴安置在 与模具开模相垂直的 12 方向。 这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。 但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构 (如杠杆的、液压的、气动的等 )；如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求。 最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。 根据 XSZY125 型注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径： d0=Ф 4mm 喷嘴前端球面半径： R0=12mm 根据模具主流 道与喷嘴的关系： R=R0+（ 1～ 2） mm D=d0+(～ 1)mm 取主流道的球面半径： R=13mm 取主流道的小端直径 : d=Ф 为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取 1～ 3度经换算得主流道大端直径 D=Ф ，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径 r=5mm 的圆弧过渡。 分流道设计 由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主 流道转换到模腔，所以，设计时不仅要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小，而且还要求分流道能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔。 从这些要求出发，分流道应设计得短而粗，但过短过粗时又会增加塑料消耗量，并使冷却时间延长，另外还会使模腔布置发生困难。 因此，恰当合理的分流道形状和尺寸应根据制品的体积、壁厚、形状复杂程度、模腔的数量以及所用塑料的性能等因素综合考虑。 分流道的种类和截面形状很多 ,从压力传递角度考虑 ,要求有大的流道截面积 ,从散热少考虑应有小的比表面积 .圆形截面最理想 ,使用越来越多 ,方形截面由于脱模 困难 ,多不采用 ,梯形截面比表面虽然大些 ,但因加工和脱模方便 ,应用广泛 ,所以分流道采用梯形截面分流道。 以其 t/d=2/34/5,梯形侧边斜度 5176。 15176。 为宜 .截面尺寸由经验公式计算 .但计算结果须按现有刀具尺寸圆整，并校核熔料剪切速率在 5 102～ 103S1范围内，方才合理。 经验公式 M L 式中 d— 圆分流道直径或各截面分流道的当量直径 M— 流经的塑料物料质量 L— 该分流道的长度 此长度根据型腔 板尺寸确定 13 96 17 ㎜ 根据刀具圆整为 3 ㎜ 此式适用于壁厚 3㎜以下，小于 200g 的塑料。 对于高粘度物料，适当矿大 25％，一般分流道直径在 3～ 10 ㎜，高粘度物料可达 13～ 16 ㎜，分流道表面粗糙度常取Ra～ ，以增大外层流动阻力，避免熔流表面滑移，使中心层有较高的剪切速率。 取浇道斜度为 10176。 根据几何关系可算出 d1= ㎜ t=3㎜ 截面形状为 U 型，在流道设计中要减小压力损失，则希望流道的面积大。 要减少传热损失，又希望流道 的面积小。 因此可用流道的面积与周长的比值来表示流道的效率。 U型实质上是一种双梯形流道截面。 效率为 分流道的尺寸： 分流道直径 /mm 选取 6mm 分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取 — μ m，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。 有利于保温。 但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。 浇口设计 浇口是流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分 ，其基本作用是： 使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔。 型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。 浇口的设计与塑件形状 ,断面尺寸，模具结构，注塑工艺条件（压力）及塑料性能等因素有关。 浇口截面要小，长度要短，因为只有这样才能满足增料流速度，快速冷却封闭，便于与塑件分离，以及浇口残痕最小等要求。 根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。 设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且在模具结构上采取镶拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排气。 故采用 轮辐式 浇口，查表初选尺寸为（ b l h） 2mm 1mm 1mm,试模时修正。 排气结构的设计 在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使 14 塑料烧焦，从而出现废品。 排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。