分型面浇注系统设计.ppt
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1、第六章分型面的选择与浇注系统设计注射模:注射模:动模、定模(由导向机构导向和定位)动模、定模(由导向机构导向和定位)分型面分型面:成型后,塑件由动、定模成型后,塑件由动、定模接合面接合面之间取出之间取出浇注系统:浇注系统:熔融塑料从熔融塑料从注射机喷嘴注射机喷嘴到到模具型腔模具型腔所流经的所流经的通道。分为普通浇注系统和通道。分为普通浇注系统和热流道浇注系统热流道浇注系统。通常浇注系统的分流道开设在分型面上,所以分型面的通常浇注系统的分流道开设在分型面上,所以分型面的选择与浇注系统的设计密切相关,在设计时应同时考虑。选择与浇注系统的设计密切相关,在设计时应同时考虑。6.1 6.1 分型面及其选
2、择分型面及其选择分型面:模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表分型面:模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面。分型面可能一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面。分型面可能垂直、平行、垂直、平行、倾斜于合模方向。倾斜于合模方向。主分型面:主分型面:脱模时取出塑件的分型面。辅助分型面:辅助分型面:其他的分型面。6.1.1 塑件在模具中的位置塑件在模具中的位置一、型腔数目的确定一、型腔数目的确定 常用确定型腔数目的方法如下:1 按注射机的最大注射量确定型腔数量n 根据式可得 式中 Vg(mg)注射机最大注射量,cm3或g;
3、Vj(mj)浇注系统凝料量,cm3或g;Vn(mn)单个塑件的容积或质量,cm3或g。2.按注塑机的额定锁模力确定型腔数式中 F注射机的额定锁模力,N;p塑料熔体对型腔的平均压力,MPa;注射压力的注射压力的80,An单个塑件的在分型面上的投影面积,mm2;Aj浇注系统在分型面上的投影面积,mm2。型腔数 根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力,得根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力,得 Fp(nAn+Aj)成成型型高高精精度度制制品品时时,型型腔腔数数不不宜宜过过多多,通通常常推推荐荐不不超超过过4腔,因为多型腔难于使各型腔的成型条件均匀一致。腔,因为多型腔难于使各型腔的成
4、型条件均匀一致。模具费用为模具费用为 Xm=nC1+C2式中式中 C1每一型腔的模具费用;每一型腔的模具费用;C2与型腔数无关的费用。与型腔数无关的费用。4按经济性确定型腔数 根根据据总总成成型型加加工工费费用用最最小小的的原原则则,并并忽忽略略准准备备时时间间和和试生产原材料费用,仅考虑模具费用和成型加工费。试生产原材料费用,仅考虑模具费用和成型加工费。3按制品的精度要求确定型腔数 生产经验认为,增加一个型腔,塑件的尺寸精度将降低生产经验认为,增加一个型腔,塑件的尺寸精度将降低4。成型加工费为 式中 N需要生产塑件的总数;Y每小时注射成型加工费,元/h;t成型周期。min则得:为使总成型加工
5、费最小,令总成型加工费为 X=Xm+Xj=nC1+C2+二、塑件在模具中的位置二、塑件在模具中的位置对于单型腔模具:塑件可以全部在对于单型腔模具:塑件可以全部在对于单型腔模具:塑件可以全部在对于单型腔模具:塑件可以全部在动模、动模、动模、动模、定模定模定模定模中也可以中也可以中也可以中也可以同同同同时在动模和定模中。时在动模和定模中。时在动模和定模中。时在动模和定模中。对于多型腔模具:型腔的排列与浇注系统密切相关,设计对于多型腔模具:型腔的排列与浇注系统密切相关,设计对于多型腔模具:型腔的排列与浇注系统密切相关,设计对于多型腔模具:型腔的排列与浇注系统密切相关,设计时应综合考虑。时应综合考虑。
6、时应综合考虑。时应综合考虑。型腔排列应力求使每个型腔所受压力相等,以保证塑料熔型腔排列应力求使每个型腔所受压力相等,以保证塑料熔型腔排列应力求使每个型腔所受压力相等,以保证塑料熔型腔排列应力求使每个型腔所受压力相等,以保证塑料熔体同时均匀地充填每一个型腔。体同时均匀地充填每一个型腔。体同时均匀地充填每一个型腔。体同时均匀地充填每一个型腔。图图a为为非平衡式布置非平衡式布置:主:主流道到各型腔浇口分流道流道到各型腔浇口分流道长度不同。长度不同。图图b、c为为平衡式布置平衡式布置:主:主流道到各型腔浇口分流道流道到各型腔浇口分流道长度相同长度相同多型腔的排列设计时应注意如下几点:多型腔的排列设计时
7、应注意如下几点:尽可能采用平衡式排列,以便构成平衡式浇注系统,确尽可能采用平衡式排列,以便构成平衡式浇注系统,确保塑件质量的均一和稳定。保塑件质量的均一和稳定。型腔布置和浇口开设部位应力求对称,以防止模具承受型腔布置和浇口开设部位应力求对称,以防止模具承受偏载而产生溢料现象。偏载而产生溢料现象。尽尽量量使使型型腔腔排排列列紧紧凑凑一一些些,以以减减小小模模具具的的外外形形尺尺寸寸。图图7-2(b)的的布布局局优优于于图图(a)的的布布局局,(b)的的模模板板总总面面积积小小,可节省钢材,减轻模具质量。可节省钢材,减轻模具质量。6.1.2 6.1.2 分型面的选择分型面的选择 分型面分型面:模具
8、用以取出塑件和(或)浇注系统凝料模具用以取出塑件和(或)浇注系统凝料的可分离的接触表面。的可分离的接触表面。分型面的表达方法分型面的表达方法:如如图图所示用短,粗实线标出分所示用短,粗实线标出分型面位置,箭头表示分离动作方向。型面位置,箭头表示分离动作方向。一、分型面的形式平面平面斜面斜面阶梯面阶梯面曲面曲面垂直分型面(瓣合分型面)二、分型面的选择原则 1、基本原则基本原则:必须选择塑件断面轮廓最大的地方断面轮廓最大的地方作为分型面,作为分型面,这是确保塑件能够脱出模具的基本原则。2、有利于塑件脱模:图图(a),由由于于凸凸模模固固定定在在定定模模,开开模模后后塑塑件件收收缩缩包包紧紧凸凸模模
9、使使塑塑件件留留于于定定模模,增增加加了了脱脱模模难难度度,使使模模具具结结构构复复杂杂。图图(b)的的形形式就较为合理。式就较为合理。图(a),当塑件带有金属嵌件时,因嵌件不会因收缩而包紧型芯,型腔若仍设于定模,将使模件留在定模,使脱模困难,故应将型腔设在动模图(b)。塑塑件件外外形形较较简简单单,而而内内形形带带有有较较多多的的孔孔或或复复杂杂的的孔孔时时,塑塑件件成成型型收收缩缩将将包包紧紧在在型型芯芯上上,型型腔腔设设于于动动模模不不如如设设于于定定模模脱脱模模方方便便,后后者者仅仅需需采采用用简简单单的的推推板板脱脱模模机机构构便可便可使塑件脱模使塑件脱模。对对带带有有侧侧凹凹或或侧
10、侧孔孔的的塑塑件件,应应尽尽可可能能将将侧侧型型芯芯置置于于动动模部分,以避免在定模内抽芯。模部分,以避免在定模内抽芯。同时应使侧抽芯的抽拔距离尽量短。同时应使侧抽芯的抽拔距离尽量短。3、分分型型面面应应尽尽可可能能选选择择在在不不影影响响外外观观的的部部位位(保保证证表表面质量)面质量)分分型型面面处处不不可可避避免免地地要要在在塑塑件件上上留留下下溢溢料料或或拼拼合合缝缝痕痕迹迹,分分型型面面最最好好不不要要设设在在塑塑件件光光亮亮平平滑滑的的外外表表面面或或带带圆圆弧弧的的转转角角处处。带带有有球球面面的的塑塑件件,若若采采用用图图(a)的的形形式式将将有有损损塑件外观,改用图塑件外观,
11、改用图(b)的形式则较为合理。的形式则较为合理。图图示示塑塑件件,D和和d两两表表面面有有同同轴轴度度要要求求。选选择择分分型型面面应应尽尽可可能能使使D与与d同同置置于于动动模模成成型型,图图(b)。若若分分型型面面选选择择图图(a)所所示示,D与与d分分别别在在动动模模与与定定模模内内成成型,由于合模误差不利于保证其同轴度要求型,由于合模误差不利于保证其同轴度要求。4、分型面的选择应保证塑件尺寸精度分型面的选择应保证塑件尺寸精度要满足塑件的精度要求,比如同心度、同轴度、平行度等等要满足塑件的精度要求,比如同心度、同轴度、平行度等等 分型面分型面、哪个更能保证双联齿轮的同轴度要求?哪个更能保
12、证双联齿轮的同轴度要求?图中塑件为双联齿轮,要求大小齿轮的直径与其轴孔有良好图中塑件为双联齿轮,要求大小齿轮的直径与其轴孔有良好的同心度,为实现此要求,应将大小齿轮凹模和型芯均设的同心度,为实现此要求,应将大小齿轮凹模和型芯均设在动模边,故图在动模边,故图a合理,图合理,图b不合理。不合理。ab图图图图中所示塑件成型模具的分型面若按中所示塑件成型模具的分型面若按中所示塑件成型模具的分型面若按中所示塑件成型模具的分型面若按a a a a中的确定,塑件最中的确定,塑件最中的确定,塑件最中的确定,塑件最大外形尺寸和孔心距属受模具活动部分影响的尺寸,提高大外形尺寸和孔心距属受模具活动部分影响的尺寸,提
13、高大外形尺寸和孔心距属受模具活动部分影响的尺寸,提高大外形尺寸和孔心距属受模具活动部分影响的尺寸,提高精度较困难,若按精度较困难,若按精度较困难,若按精度较困难,若按b b b b所示确定,易保证成型高精度所示确定,易保证成型高精度所示确定,易保证成型高精度所示确定,易保证成型高精度。ab5、分型面选择应有利于排气、分型面选择应有利于排气 应应尽尽可可能能使使分分型型面面与与料料流流末末端端重重合合,这样这样才有利于排气。才有利于排气。图图(b)。分型面的位置要有利于模具的排气分型面的位置要有利于模具的排气 6、分型面分型面选择应选择应便于模具零件的加工便于模具零件的加工图(a)采用一垂直于开
14、模运动方向的平面作为分型面,凸模零件加工不便,而改用倾斜分型面图(b),则使凸模便于加工。练习:练习:尽可能的避免侧向分型或者抽芯尽可能的避免侧向分型或者抽芯 尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧 塑件不止有一个抽芯的时候,在选择分型面时要使较大的塑件不止有一个抽芯的时候,在选择分型面时要使较大的型芯与开模方向一致型芯与开模方向一致 使塑件尽量留在动模一侧使塑件尽量留在动模一侧 实例:灯罩模具设计该该塑塑件件为为灯灯座座,外外形形要要求求美美观观,无无斑斑点点和和熔熔接接痕痕,表表面面质质量量要求较高。要求较高。分型面的选择 在选择分型面时,根据分型面的选择
15、原则,考虑不影响塑件的外在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件,有两种分型面的选择方案。观质量以及成型后能顺利取出塑件,有两种分型面的选择方案。采用采用这这种方案,种方案,侧侧面抽芯机构面抽芯机构设设在在动动模部分,模具模部分,模具结结构也构也较较为简单为简单。所以,。所以,选选塑件大端底平面作塑件大端底平面作为为分型面分型面较为较为合适。合适。图a小端为分型面图b大端为分型面浇注系统:指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。直浇口式浇注系统:主流道垂直于分型面横浇口式浇注系统:主流道平行于分型面分类:普通浇注系统:冷流道 无流道凝料浇注系
16、统:热流道浇注系统一、浇注系统概念6.2普通浇注系统设计普通浇注系统设计二、浇注系统组成浇注系统浇注系统的的设计设计是否是否适当适当,直接,直接影响影响成形品的成形品的外外观观、尺寸精度和成形、尺寸精度和成形周期。周期。三、浇注系统设计原则1、了解塑料的成型性能:了解被成型的塑料熔体的流动性、温度、剪切速率对粘度的影响十分重要,设计的浇注系统一定要适应于所用塑料原材料的成型性能,保证成型塑件的质量。2、尽量避免出现熔接痕 熔接痕的存在主要会影熔接痕的存在主要会影响外观,使得产品的表面较响外观,使得产品的表面较差;而出现熔接痕的地方強差;而出现熔接痕的地方強度也会较差。度也会较差。3 3 3 3
17、、有利于型腔排气、有利于型腔排气、有利于型腔排气、有利于型腔排气浇注系统应能顺利地引导塑料熔浇注系统应能顺利地引导塑料熔浇注系统应能顺利地引导塑料熔浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个部分,使浇注系统及型腔中原有的气体体充满型腔的各个部分,使浇注系统及型腔中原有的气体体充满型腔的各个部分,使浇注系统及型腔中原有的气体体充满型腔的各个部分,使浇注系统及型腔中原有的气体能有序地排出,避免因气阻产生凹陷等缺陷能有序地排出,避免因气阻产生凹陷等缺陷能有序地排出,避免因气阻产生凹陷等缺陷能有序地排出,避免因气阻产生凹陷等缺陷。4 4、防止型芯变形和嵌件位移防止型芯变形和嵌件位移防止型芯变形和嵌件
18、位移防止型芯变形和嵌件位移5 5、应尽量减短流程应尽量减短流程应尽量减短流程应尽量减短流程尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失dH 在确定大型或薄壁塑料制件的浇口位置时,塑在确定大型或薄壁塑料制件的浇口位置时,塑料熔体可能因其流动距离过长或流动阻力太大而无料熔体可能因其流动距离过长或流动阻力太大而无法充满型腔。因此模具设计时,还应考虑塑料所允法充满型腔。因此模具设计时,还应考虑塑料所允许的许的最大流动距离比最大流动距离比(简称流动比简称流动比)。6、流动比校核、流动比校核 最大流动距离比:最大流动距离比:指熔体在型腔内流动的最大长度与相应的型腔厚度指熔体在型腔内流动的最大长度与相应的型腔厚度之
19、比之比。当浇注系统和型腔断面尺寸各处不等时,流动比计算公式为式中 流动比;Li流动路径各段长度,mm;ti流动路径各段的型腔厚度,mm;n流动路径的总段数。对于图中所示的直接浇口,流动比为对于图中所示的直接浇口,流动比为 注意:当计算得到的流动比大于允许值时,这时就需要注意:当计算得到的流动比大于允许值时,这时就需要改变浇口位置,或者增加塑件厚度来减小流动比。防止产生改变浇口位置,或者增加塑件厚度来减小流动比。防止产生充填不足的现象。充填不足的现象。影响最大流动距离比的因素:影响最大流动距离比的因素:熔体的性质、温度和熔体的性质、温度和注射压力注射压力等,需要经过大量实验来确定。表等,需要经过
20、大量实验来确定。表61列出了部分塑料的注射压力与流动距离比。列出了部分塑料的注射压力与流动距离比。主流道通常设计成圆锥形,其锥角=24,对流动性较差的塑料可取=36,便于凝料从主流道中拔出。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.63m。为防止主流道与喷嘴处溢料,主流道对接处应制成半球形凹坑,其半径R2=R1+(12)mm,其小端直径d1=d2+(0.51)mm。凹坑深度取h=35mm(图6-2)。四、主流道设计作用:是连接注射机喷嘴和模具的桥梁,是熔料进入型腔最先经过的部位。在保证塑料良好成型的前提下,主流道L应尽量短,否则将增多流道凝料,且增加压力损失,进而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定
21、,一般取L60mm。为减小料流转向过渡时的阻力,主流道大端呈圆角过渡,其圆角半径r=13mm。由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞,因此常将主流道制成可拆卸的主流道衬套(浇口套),便于用优质钢材加工和热处理。其类型有A型和B型图63(a),其中A型衬套大端高出定模端面H=510 mm,起定位环作用,与注射机定位孔呈间隙配合(图62)。当浇口套与塑料当浇口套与塑料接触面很大时,受到模接触面很大时,受到模腔内塑料的反压增大,腔内塑料的反压增大,易退出模具,这时可设易退出模具,这时可设计成图计成图63(b)右侧所右侧所示结构,将定位环与衬示结构,将定位环与衬套分开设计。使用时,套分开设计。使用时
22、,用固定在定模上的定位用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶防环压住衬套大端台阶防止衬套退出模具。止衬套退出模具。五、分流道设计分流道:主流道与浇口之间的通道。分流道:主流道与浇口之间的通道。分流道:主流道与浇口之间的通道。分流道:主流道与浇口之间的通道。作用:使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔。腔。分流道设计时应考虑:尽量减小在流道内的压力损失和热分流道设计时应考虑:尽量减小在流道内的压力损失和热分流道设计时应考虑:尽量减小在流道内的压力损失和热分流道设计时应考虑:尽量减小在流道内的压力损失和热量损失量损失量损失量损失。1.分流道的截面
23、形状与尺寸 常用的有:圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等。分流道设计中要减少在流道内的压力损失和热量损失,希望流道的表面积小。所以分流道形状应尽量使其比表面积小(流道表面积与其体积之比)。流道的截面尺寸过大:不仅浪费材料,而且冷却时间增长,成型周期也随之增长,造成成本上的浪费。流道的截面尺寸过小:材料的流动阻力大,易造成充填不足,或者必须增加射出压力才能充填。圆形截面圆形截面圆形截面分流道直径可按表中经验数据选择。其中分流圆形截面分流道直径可按表中经验数据选择。其中分流圆形截面分流道直径可按表中经验数据选择。其中分流圆形截面分流道直径可按表中经验数据选择。其中分流道长度短取较小值,否则,取较大值
24、道长度短取较小值,否则,取较大值道长度短取较小值,否则,取较大值道长度短取较小值,否则,取较大值对流动性很好的聚乙烯对流动性很好的聚乙烯对流动性很好的聚乙烯对流动性很好的聚乙烯PEPE和尼龙和尼龙和尼龙和尼龙PAPA,当圆形分流道很短,当圆形分流道很短,当圆形分流道很短,当圆形分流道很短时,分流道可小到时,分流道可小到时,分流道可小到时,分流道可小到2mm2mm左右;左右;左右;左右;对于流动性差的塑料,如聚碳酸酯对于流动性差的塑料,如聚碳酸酯对于流动性差的塑料,如聚碳酸酯对于流动性差的塑料,如聚碳酸酯PCPC、丙烯酸类,分流、丙烯酸类,分流、丙烯酸类,分流、丙烯酸类,分流道直径接近道直径接近
25、道直径接近道直径接近10 mm10 mm。多数塑料的分流道直径在多数塑料的分流道直径在多数塑料的分流道直径在多数塑料的分流道直径在5 56mm6mm左右变动。左右变动。左右变动。左右变动。梯形截面梯形截面优点是制造简便,且热量损失不大。优点是制造简便,且热量损失不大。较常用较常用 式中式中式中式中 mm制品质量制品质量制品质量制品质量 g g;LL分流道的长度分流道的长度分流道的长度分流道的长度mmmm;h h 梯形高度梯形高度梯形高度梯形高度mmmm。对壁厚小于对壁厚小于3mm3mm,质量,质量200g200g以下的塑料制品,还可用如以下的塑料制品,还可用如下经验公式确定梯形截面分流道尺寸下
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- 分型面 浇注 系统 设计