R=R0+(1~2)mm D=d0+(0.5~1)mm
取主流道球面半径R=13mm,取主流道小端直径d=?4.5mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计圆锥形,其斜度为1°~3°,经换算得主流道大端直径D=?8.5mm,为了使熔料顺利进入分流道,可在主流道出料端设计半径r=5mm的圆弧过度。
主流道部分在成型过程中,其小端入口出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。以便有效地选用优质钢单独进行加工和热处理,采用T10A,热处理要求淬火53~57HRC。主流道衬套设置在模具的对称中心线上,并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。衬套长度应与定模配合部分的厚度一致,主流道出口处的端面不得突出在分型面上,否则不仅会造成溢料,而且还会压坏模具,衬套与定模之间的配合采用H7/m6,其结构所示:
图(3)
2.3.2 分流道设计
在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道。分流道是指主流道未流与浇口之间这段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔之前,通过截面积的变化及流向变换以获得平稳的过度段,因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道,充满型腔,并且流动过程中压力损失尽可能的小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的截面形状一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。分流道截面形状及尺寸应根据塑件的结构,所用塑料的工艺特性,成型工艺条件及分流道的长度、塑件的体积、壁厚形状的复杂程度等因素来确定。由理论分析可知,圆形截面的流道总是比任何其他截面的流道可取,因为在相同截面的情况下,其比表面积最小。因此从流动性、传热性等方面考虑,圆形截面是分流道比较理想的形状。本塑件的形状不复杂,熔体填充型腔比较容易。根据型腔的排列
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方式,可知分流道的长度较短,为了便于加工起见,选用截面形状为半圆形的分流道,查表得R=4mm?7?。
分流道的长度,要尽可能短且少弯折。便于注射过程中最经济地使用原材料和注射机的能耗,减少压力损失和热量损失。一般(1~2.5)D,此分流道取16mm。
分流道的表面粗糙度,由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体较为理想,因而分流道的内表面的粗糙度Ra并不要求很低,一般取1.6um左右即可这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差,以保证熔体流动时具有适宜的剪切速度和剪切热。
2.3.3 浇口设计
浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道,除直接浇口外,它是浇注系统中截面积最小部分,但却是浇注系统的关键部分。
根据塑件的成型要求及型腔的排列方式,选用点浇口较为理想。浇口尺寸一般根据经验确定,取其下限,然后在试模时加以修正,浇口断面积与分流道端面积之比约为0.03~0.09,端面积为圆形,查表可知,直径d一般在0.8~2.0范围内选取,常用直径是0.8~1.5mm,初选尺寸为d=1mm,浇口长度应尽可能短,对减小塑料熔体流动阻力和增大流速均有利,通常浇口长度L 可取0.7~2.0mm,初选1.5mm。浇口与型腔及分流道的连接处应做成R0.5的圆角,以防制品与浇口部分凝料分离时剥伤制品。为有利于熔体流动,浇口与分流道的接合应平稳过渡用小圆弧光滑连接。
有时还需修改浇口的尺寸。无论采用什么形式的浇口,其开设的位置,对塑件的成型性能及成型质量影响均很大,因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的重要环节,同时浇口位置的不同还会影响模具结构。总之,如果要使塑件具有良好的性能和外表,要是塑件的成型在技术上可行,经济上合理,一定要认真考虑浇口位置的选择。一般选择浇口位置时,需要根据塑件的结构工艺及特征成型质量和技术要求,并综合考虑塑料熔体在模内的流动特性,成型条件等因素,综合考虑,该塑件的浇口位置选在塑件的上端面。
2.3.4 冷料穴的设计
冷料穴一般设在主流道末端,其标称直径与大端直径相同或略大一些,深度约为直径的1—1.5倍,最终要保证冷却的体积小于冷料穴的体积。由于该塑件的塑性好,采用带球头拉料杆的冷料穴,它使用于推件板脱模的拉料杆形式的冷料
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穴,拉料杆固定在动模板上。其球头直径为8.5mm,深度为9mm,其冷料穴的作用是收集每次注射成型时流动熔体前端的冷料头,避免了这些冷料进入到型腔影响制品质量,或防止这些冷料堵塞浇口造成制品缺料。
2.3.5 排气系统的设计
当塑料熔体填充型腔时,必须顺序推出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净,一方面会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面气体受压,体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧焦,同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此设计型腔时必须考虑排气问题。排气的方式有利用配合间隙排气、在分型面上开排气槽排气、利用排气塞排气、强制性排气。本模具属小型模具的简单型腔。利用推杆、活动型心与模板的配合间隙进行排气,其间隙为0.04mm?8?。
2.3.6 成型零部件设计
成型零部件在注射过成中,直接与塑料熔体接触,需要受高温、压力及塑料熔体的冲击和摩擦作用,长期工作之后,容易发生磨损,变形和断裂。设计注射模时应针对塑料制品的结构特点,生产批量,使用要求以及模具的使用寿命等,合理确定成型零部件的结构,满足精度、粗糙度、刚度及强度的要求。
2.3.5.1 凹模的结构设计 本模具采用一模两件的结构形式,考虑加工的难易程度和材料的见价值利用等因素。凹模采用整体式结构,该结构的特点是牢固,使用不易发生变形,不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于加工困难,热处理不方便。因此常用在形状简单的中小型模具上,可在型板上直接加工出型腔,模具一般不进行热处理。
根据本模具分流道与浇口的设计要求,分流道与浇口均设在凹模上,凹模上的阶梯孔用于安放型芯。
2.3.5.2 凸模结构设计 凸模主要是与凹模相结合构成模具的型腔,按其结构可分为整体式和组合式两种,该模具中采用整体式结构,结构牢固但不便加工,消耗的模具钢较多。主要用于工艺或试验或小型模具上的形状简单的型芯。此塑件需要两个型芯,一是螺纹型芯,用于成型塑件底部的内螺纹。另一个是小型芯,用于成型塑件顶部的小孔。
螺纹型芯,在设计时必须考虑塑件收缩率,表面粗糙度要小,螺纹始端和末端按塑料螺纹结构要求设计,以防止从塑件上拧下时,拉毛塑料螺纹。安装在模
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具上,成型时要可靠定位,不能因合模振动或料流冲击而移动;开模时能与塑件一道取出并便于装卸,螺纹型芯在模具上安装连接时,采用H8/f8配合。将型芯作成圆柱形的台阶来定位,利用外圆柱面配合,防止塑料注入螺纹型芯下沉,螺纹型芯的非成型端应制成方形,以便在模外用于工具将其旋入。
成型塑件上小孔的型芯,单独制造成台阶式的,再嵌入模板中。安装在模具上时,用台肩固定,上面用垫板压紧,是常用的形式,且牢固可靠。
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