图3-1 分型面位置
3.3.4 型腔的分布
模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、直线排列、H形排列、对称排列和复合排列等。由于该模具涉及三面抽芯,结构比较复杂,综合考虑将模具设计为一模一腔,模具位于模板上的位于中心位置。
3.4注射机的选择[13]
3.4.1 塑件质量、体积浇注系统凝料体积及所需锁模力的计算 1)塑件质量、体积计算
由于塑件形状不规则,通过UG软件对其进行分析,分析得: 塑件体积V1=179.8cm3 密度ρ=7.83g/cm3
塑件质量m1=ρ×V1=7.83×179.8=1407.93g 2)浇注系统凝料体积的初步估算
可按塑件体积的0.6倍计算,由于该模具采用一模一腔,所以浇注系统凝料体积为
V2=1×0.6×V1=1×0.6×179.8=107.88cm3 3)该模具一次注射所需塑料
体积 V0=1×V1+V2=1×179.8+107.88=287.68cm3 质量 m0=ρ×V0=7.83×287.68=2252.5344g
4)塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2,在模具设计前十个未知数,根据多型腔模的统计分析,A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍~0.5倍,因此可用0.35nA1来进行估算,所以
A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1= 1.35×1×182.11 mm2=245.85485mm2 式中 A1由CAD工具/查询/面积获得,是单个塑件在分型面上的投影面积。 Fm=A×P型=245.85485×35=8604.6975N≈8.604KN 式中 型腔的压力P型取35MPa。 3.4.2注射机的选择
近年来我国引进许多注射机型号,国内注射机生产厂的新机型也越来越多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必须的技术准备。在设计模具时,最好查
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阅注射机生产厂家提供的《注射机使用说明书》上标明的技术参数
[14]
。
根据以上的计算,初步选定注射机型号:SZ-320/1250,是上海第一塑料机械厂所生产的卧式塑料注射机。表3-1所示为SZ-250/1500型注射机主要技术参数:
表3-1 SZ-250/1500型注射机主要技术参数
项目
理论注射容积/ cm3 螺杆直径/mm 注射压力/Mpa 注射速率/(g/s) 塑化能力/(g/s) 螺杆转速/(r/min) 锁模力/KN 拉杆内向距/mm 移模行程/mm 最大模具厚度/mm 最小模具厚度/mm
3.4.3 注射机工艺参数的校核[15] 1)注射量校核
注射量以容积表示最大注射容积为:
Vmax = α × V = 0.85 × 355=283.75 cm3
式中 Vmax —模具型腔和流道的最大容积(cm3);
V—指定型号与规格的注射机注射量容积(cm3),该注射机为255cm3;
α—注射系数,取0.75~0.85,无定型塑料可取0.85,结晶型塑料可取 0.75,该处取0.85。
倘若实际注射量过小,注射机的塑化能力得不得发挥,塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射容积Vmin=0.25×V=0.25×355cm3=88.75 cm3。故每次注射的实际
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参数 335 48 145 140 19 10~200 1250 415×415 360 550 150
V'应满足Vmin<V'<Vmax,而V'=179.8 cm3,符合要求。
2)锁模力校核
注射机锁模力(F锁)的校核关系式应为: F锁=P型 (n A1+A2)/1000 式中 n—型腔数目;n=1;
P型—塑料件熔体对型腔的成型压力(MPa);
A1—单个塑料件在模具分型面上的投影面积(cm2);A1=182.11 cm2 A2—浇注系统在模具分型面上的投影面积(cm2);A2=64.11 cm2。 由资料[15查询可知,ABS的熔体压力为30/MPa。
代入数据得:F锁=30×(182.11+64.11)×102/1000=753.4332 KN 该型号的注射机锁模力为1250 KN>753.4332 KN 故符合要求。 3)最大注射压力校核
注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力Pmax=145MPa(见表3-1),应该大于注射机成型时所需调用的压力P0,即 : Pmax≥KP0
式中 Pmax—注射机的最大注射压力;=
P0—塑料件成型时所需的注射压力。ABS取70~90MPa; K—安全系数,一般取1.25~1.3;。
代入数据得:KP0=1.3×80=104MPa,Pmax=145MPa>104MPa故符合要求 3.4.4 安装尺寸校核 1)模具厚度校核
由于注射机可安装模具的厚度有一定限制,所以设计模具的闭合厚度Hm必须在注射机允许安装的最大模具厚度Hmax及最小模具厚度Hmin之间,即
Hmax≤Hm≤Hmin
式中 Hmin------注射机合模部件允许的最小模厚(mm); Hmax---注射机允许的最大模厚(mm)。 代入数据得:Hm=300 mm
满足 Hmin=150 mm≤Hm=300mm≤Hmax=550mm 故符合要求。 2)开模行程的校核 单分型面注射模 Smax≥S=H1+H2+(5~10)
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式中 Smax—注射机动模板的开模行程(mm); H1—塑件顶出距离(mm);
H2—包括浇注系统凝料在内的塑件高度(mm)。 代入数据得: H=300 mm>50+80+10=140 mm 满足条件。 故可以选择SZ-250/1500型注射机。 3.5模架的选择
以上内容计算确定之后,便可根据计算结果选定模架。确定出标准模架的形式,规格及标准代号,这样能大大缩短模具制造周期,提高经济效益。
由前面的型腔布局以及相互的位置尺寸,再根据成型零件尺寸结合标准模架。确定选用的模架型号为:(AI-4045-A60-B110-C120),模架为AⅠ的形式[16]。标准模架如图3-2所示。
图3-2 标准模架
1) A板尺寸
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