塑料碗的注塑模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目: 塑料碗的模具設(shè)計(jì)
專 業(yè):
班 級(jí):
學(xué)生姓名:
學(xué) 號(hào):
指導(dǎo)教師:
答辯時(shí)間:
目錄
摘要
前言
一、塑料的工藝性設(shè)計(jì).................................................... ........... ............................ ...........7
(1)、注塑模工藝.......................................................... ........... .......................... ............7
(2)、化學(xué)和物理特征...................................................... ........... ........................ ..........8
(3)、塑件的尺寸與公差................................................ ........... .....................................7
1、塑件的尺寸與公差......................................... ....................... ..................................8
2、塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn).............................................. ......................................................8
3、塑料的表面質(zhì)量....................................................... .................................................8
二、注射成型機(jī)的選擇.................................................................. ......... ........................... 9
三、型腔布局與分型面設(shè)計(jì)......................................................... ....................... ...............9
(1)、型腔數(shù)目的確定........................................................................ .............................8
(2)、型腔的布局................................................................. ................................. .......10
(3)、分型面的設(shè)計(jì)...................................................... .................................................10
四、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)................................................ ............................................................11
(1)、主流道設(shè)計(jì)......................................... ..................................................................12
(2)、主流道襯套的固定...................... .........................................................................12
(3)、分流道的設(shè)計(jì)........... ............................................................................................13
(4)、澆口的設(shè)計(jì).... .......................................................................................................15
五、成型零件的設(shè)計(jì).................................. ........................................................................18
(1)、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)........... ................................................................................18
1、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)... .......................................................................................................19
2、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)................................................ ..........................................................19
(2)、成型零件工作尺寸計(jì)算...................... .................................................................20
1、外型尺寸...................... ...........................................................................................20
2、內(nèi)腔尺寸...................... ............................................................................................22
六、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)............................................. ................................................23
(1)、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)..................................... ................................................... ................25
(2)、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)............................. .................................. ........... .............................25
七、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)............... .....................................................................................26
(1)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的總體原則...................... .....................................................26
(2)、推桿設(shè)計(jì)............... ............................................................................................26
1、推桿的形狀....... ..................................................................................................27
2、推桿的位置與布局 ........................................................... ................................27
(3)、推件板設(shè)計(jì)的要點(diǎn)....................................... ....................................................27
(4)、開(kāi)模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核..................... ......................................................27
(5)、澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)................. ..................................................................28
八、 塑料成型中缺陷的現(xiàn)象及解決方法.................................... ....................................29
九 、射出成型不良與對(duì)策.................. ..............................................................................36
總 結(jié)............................. ............................. ................... ....... ........................41
參考文獻(xiàn).............................. ....................................................................................42
摘 要
隨著注射成型技術(shù)的不斷發(fā)展,塑料制品已經(jīng)深入到日常生活中的每一個(gè)角落。由于塑料件具有重量輕,生產(chǎn)方便,價(jià)格便宜,大到成人用品,小到兒童玩具,幾乎全部采用塑料件生產(chǎn)。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行該塑料件的注射模設(shè)計(jì)。分別對(duì)澆口形式、分模面的選取、抽芯機(jī)構(gòu)、型芯的設(shè)計(jì)等進(jìn)行了介紹。
在中國(guó),人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位,認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。
許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展,加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α4送?,許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。目前,從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá)30余家,從事模具技術(shù)教育的培訓(xùn)的院校已超過(guò)50余家。其中,獲得國(guó)家重點(diǎn)資助建設(shè)的有華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海交通大學(xué)CAD國(guó)家工程研究中心、北京機(jī)電研究所精沖技術(shù)國(guó)家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心等。經(jīng)過(guò)多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
由于時(shí)間匆促,設(shè)計(jì)中難免錯(cuò)誤,懇請(qǐng)希望老師批評(píng)指正。
關(guān)鍵詞:注射機(jī) 模架 澆注系統(tǒng) 澆口 型腔 型芯 導(dǎo)柱導(dǎo)套 推板推桿
側(cè)型芯 斜導(dǎo)柱
前言
大學(xué)三年的生活就快要結(jié)束了,現(xiàn)在到了最后關(guān)鍵的時(shí)刻。三年中所學(xué)的專業(yè)課,基礎(chǔ)課等知識(shí)都將運(yùn)用到以后的工作實(shí)踐中。畢業(yè)設(shè)計(jì)就是走向社會(huì)的一次小小鍛煉,是對(duì)知識(shí)掌握水平的一次檢驗(yàn)。也是真正能培養(yǎng)和查看一個(gè)人獨(dú)立思考問(wèn)題,分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。我要靈活的運(yùn)用自己所學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)清除面前畢業(yè)設(shè)計(jì)道路上的一切障礙。達(dá)到學(xué)以致用的目的。
實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的來(lái)源,實(shí)際出真知,離開(kāi)人的實(shí)踐活動(dòng),無(wú)論什么人都不可能或得對(duì)客觀事物的正確認(rèn)識(shí)..只從書上學(xué)習(xí)游泳的知識(shí)而不下水,終究還是不會(huì)游泳.毛主席說(shuō)過(guò):”讀書是學(xué)習(xí),使用也學(xué)是習(xí),而且是更重要的學(xué)習(xí).”
總之,即要勇于實(shí)際,又要善于學(xué)習(xí)間接經(jīng)驗(yàn),只有這樣才能豐富和發(fā)展我們的知識(shí).
在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中,模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè),許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術(shù),特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,直接影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。
現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對(duì)模具技術(shù)的要求越來(lái)越高。綜觀現(xiàn)代模具技術(shù),正向如下的方向發(fā)展:
?。?)高精度
現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
?。?)長(zhǎng)壽命
現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出5~10倍。如現(xiàn)代模具一般均可達(dá)到500萬(wàn)次以上,最高可達(dá)6億次之多。
(3)高生產(chǎn)率
由于采用多工位的級(jí)進(jìn)模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進(jìn)模具,可以極大地提高生產(chǎn)率,從而帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如用四工位的注塑模生產(chǎn)塑料汽水瓶,每小時(shí)可生產(chǎn)8000件以上。
?。?)結(jié)構(gòu)復(fù)雜
隨著社會(huì)需求的多樣化和個(gè)性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應(yīng)用,對(duì)現(xiàn)代模具的結(jié)構(gòu)形式和型腔要求也日益復(fù)雜。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法,不僅成本高、生產(chǎn)率低,而且很難保證模具的質(zhì)量要求。
傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造技術(shù),根本不能滿足市場(chǎng)對(duì)模具的要求。因此,研制和開(kāi)發(fā)新的模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)勢(shì)在必行。模具CAD/CAM和RT(RapidTooling)技術(shù)正是在這種形勢(shì)下被開(kāi)發(fā)出來(lái)的,并在現(xiàn)代模具的生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。
隨著近代工業(yè)的發(fā)展,塑料生產(chǎn)及塑料成型的應(yīng)用愈來(lái)愈廣。并且塑料已從代替部分金屬,木材,皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料,并躋身于金屬,纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中,塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了初創(chuàng)階段,發(fā)展階段,飛躍發(fā)展階段,穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。在飛躍發(fā)展階段,塑料的產(chǎn)量和品種不斷增加,成型加工技術(shù)更趨完善。而在穩(wěn)定增長(zhǎng)階段,塑料工業(yè)向著生產(chǎn)工藝自動(dòng)化,連續(xù)化,產(chǎn)品系列化,以及不斷開(kāi)拓功能性塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。
塑料作為一種新的工程材料,由于其不斷被開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,加之成型工藝不斷成熟與完善,極大地促進(jìn)了塑料成型模具的開(kāi)發(fā)與制造。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備,模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。模具設(shè)計(jì)水平的高低,加工設(shè)備的好壞,制造力量的強(qiáng)弱,模具質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響著許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代,影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。
塑料制件應(yīng)用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開(kāi)發(fā),對(duì)塑料成型模具設(shè)計(jì)和制造提出的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品不斷開(kāi)發(fā)和及時(shí)更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求,為了適應(yīng)這些變化,CAD/CAM/CAE技術(shù)越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用。
可以預(yù)言,隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日益提高,并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
一、塑料的工藝性設(shè)計(jì)
(1)、注塑模工藝
干燥處理:如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。
熔化溫度:220~275℃,注意不要超過(guò)275℃。
模具溫度:40~80℃,建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。
注射壓力:可大到1800bar。
注射速度:通常,使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷,那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。
流道和澆口:對(duì)于冷流道,典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的澆口。對(duì)于邊緣澆口,最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半;最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。
成型時(shí)間:注射時(shí)間 20s~60s
高壓時(shí)間 0s~3s
冷卻時(shí)間 20s~90s
總周期 50s~160s
(2)、化學(xué)和物理特性
PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100℃)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高,這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常,采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料,共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶,PP的收縮率相當(dāng)高,一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而,它對(duì)芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒(méi)有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
(3)、塑件的尺寸與公差
1、塑件的尺寸
塑件尺寸的大小受制于以下因素:
a) 取決于用戶的使用要求。
b) 受制于塑件的流動(dòng)性。
c) 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過(guò)程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力。
2、塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)
a) 影響塑件尺寸精度的因素主要有:塑料材料的收縮率及其波動(dòng)。
b) 塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。
c) 模具因素(含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模具設(shè)計(jì)的不合理所可能帶來(lái)的形位誤差等)。
d) 成型工藝因素(模塑成型的溫度T、壓力p、時(shí)間t及取向、結(jié)晶、成型后處理等)。
e) 成型設(shè)備的控制精度等。
其中,塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)及模具制造誤差。
題中沒(méi)有公差值,則我們按未注公差的尺寸許偏差計(jì)算,查表取MT5。
3、塑件的表面質(zhì)量
塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度,其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。
模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對(duì)應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低1-2級(jí)。
二、注射成型機(jī)的選擇
估算V塑=58.5g
制品的正面投影面積S=103.81cm2
V公=82cm3
注射機(jī)為上海橡塑機(jī)廠的XS-ZY-500臥式注塑機(jī)。查表注射壓力為104MPa,合模力為350×104N,注射方式為螺桿式,噴嘴球半徑R為18mm,噴嘴口直徑為7.5mm(一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分,小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過(guò)多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具)。
三、型腔布局與分型面設(shè)計(jì)
(1)、型腔數(shù)目的確定
型腔數(shù)目的確定,應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長(zhǎng)短、注射能力、模具成本等要求來(lái)綜合考慮。
根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力F的要求來(lái)確定型腔數(shù)目n ,即
n
式中 F——注射機(jī)額定鎖模力(N)
P——型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力(MPa)
A1、A2——分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積(mm2)
大多數(shù)小型件常用多型腔注射模,面高精度塑件的型腔數(shù)原則上不超過(guò)4個(gè),生產(chǎn)中如果交貨允許,我們根據(jù)上述公式估算,采用一模二腔。
(2)、型腔的布局
考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計(jì),模具的型腔排列方式如下圖所示:
圖(1)
(3)、分型面的設(shè)計(jì)
分型面位置選擇的總體原則,是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu),分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。
a) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
b) 便于塑件順利脫模,盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。
c) 保證塑件的精度要求。
d) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
e) 便于模具加工制造。
f) 對(duì)成型面積的影響。
g) 對(duì)排氣效果的影響。
h) 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
圖(2)
四、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)、主流道設(shè)計(jì)
主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸,可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù),另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。形狀結(jié)構(gòu)如圖(3)所示,其設(shè)計(jì)要點(diǎn):
圖(3)
a) 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其錐角可取2°~6°,流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm,且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。
b) 主流道如端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)的、噴嘴球半徑R1大1~2 mm;球面凹坑深度3~5mm;主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.5~1mm;一般d=2.5~5mm。
c) 主流道末端呈圓無(wú)須過(guò)渡,圓角半徑r=1~3mm。
d) 主流道長(zhǎng)度L以小于60mm為佳,最長(zhǎng)不宜超過(guò)95mm。
e) 主流道常開(kāi)設(shè)在可拆卸的主流道襯套上;其材料常用T8A,熱處理淬火后硬度53~57HRC。
(2)、主流道襯套的固定
因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件,外徑為Φ150mm,內(nèi)徑Φ31.5mm。
具體固定形式如圖(4)所示:
圖(4)
(3)、分流道的設(shè)計(jì)
a) 分流道是脫澆板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模,分流道大多設(shè)置在分型面上,分流道截面形狀一般為圓形梯形U形半圓形及矩形等,工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好,且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大,一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸:
(式1)
(式2)
式中 B―梯形大底邊的寬度(mm)
m―塑件的重量(g)
L―分流道的長(zhǎng)度(mm)
H―梯形的高度(mm)
質(zhì)量大約58.5g,分流道的長(zhǎng)度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成190mm長(zhǎng),且有2個(gè)型腔,
所以
取B為15mm
=10 取H為10mm
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),PP塑料分流道截面直徑為4.8~9.5。
所以我們可以選擇截面直徑為9.5mm,H=6.3mm。
梯形小底邊寬度取8mm,其側(cè)邊與垂直于分型面的方向約成7°。另外由于使用了水口板(即我們所說(shuō)的定模板和中間板之間再加的一塊板),分流道必須做成梯形截面,便于分流道和主流道凝料脫模。
b) 分流道長(zhǎng)度
分流道要盡可能短,且少?gòu)澱?,便于注射成型過(guò)程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗,減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計(jì)成直的,總長(zhǎng)190mm。
c) 分流道表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想,因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取1.6μm左右既可,這樣表面稍不光滑,有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定,從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差,以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。
d) 分流道表面粗糙度
分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān),有多種不同的布置形式,但應(yīng)遵循兩方面原則:即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸;另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。
本模具的流道布置形式采用平衡式, 如圖(1)所示。
(4)、澆口的設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的通道,除直接澆口外,它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分,但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。
a) 澆口的選用
它是流道系統(tǒng)和型腔之間的通道,這里我們采用點(diǎn)澆口:
2 澆口在成形自動(dòng)切數(shù)斷,故有利于自動(dòng)成形。
2 澆口的痕跡不明顯,通常不必后加工。
2 澆口之壓力損失大,必須高之射出壓力。
2 澆口部份易被固化之殘錙樹(shù)脂堵隹。
它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中,也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。
b) 澆口位置的選用
模具設(shè)計(jì)時(shí),澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格,初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸,無(wú)論采用何種澆口,其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大,因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)??傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表,一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇,如圖(6)所示。
通常要考慮以下幾項(xiàng)原則:
2 盡量縮短流動(dòng)距離。
2 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處。
2 必須盡量減少熔接痕。
2 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。
2 考慮分子定向影響。
2 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。
2 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。
2 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。
圖(6)
c) 澆注系統(tǒng)的平衡
對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式,設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同(型腔布局為平衡式)的形式,否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致,這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然,我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的,即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等,形狀及截面尺寸都相同。
d) 排氣的設(shè)計(jì)
排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí),排除模腔內(nèi)的空氣;二是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品,越是遠(yuǎn)離澆口的部位,排氣槽的開(kāi)設(shè)就顯得尤為重要。另外對(duì)于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開(kāi)設(shè),因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?,還可以消除制品的各種缺陷,減少模具污染等。那么,模腔的排氣怎樣才算充分呢?一般來(lái)說(shuō),若以最高的注射速率注射熔料,在制品上卻未留下焦斑,就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。
適當(dāng)?shù)亻_(kāi)設(shè)排氣槽;可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模壓力,使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?,從而提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,降低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計(jì)往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過(guò)試模與修模再加以完善,此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。
五、成型零件的設(shè)計(jì)
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件,包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí),直接與塑料接觸,塑料熔體的高壓、料流的沖刷,脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,此外,成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計(jì)成型零件時(shí),應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求,確定型腔的總體結(jié)構(gòu),選擇分型面和澆口位置,確定脫模方式、排氣部位等,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算成型零件的工作尺寸,對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
(1)、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn):隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。
鑲拼的組合方式的優(yōu)點(diǎn):
對(duì)于形狀復(fù)雜的型腔,若采用整體式結(jié)構(gòu),比較難加工。所以采用組合式的凹模結(jié)構(gòu)。同時(shí)可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的材料,避免了整體式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟(jì),由于凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)可以通過(guò)間隙利于排氣,減少母模熱變形。對(duì)于母模中易磨損的部位采用鑲拼式,可以方便模具的維修,避免整體的凹模報(bào)廢。
組合式凹模簡(jiǎn)化了復(fù)雜凹模的機(jī)加工工藝,有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù),有利于采用鑲拼間隙來(lái)排氣,可節(jié)省貴重模具材料。
圖(7)
2、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
整體嵌入式型芯,適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入裝配方法是臺(tái)肩墊板式,其他裝配方法還有通孔螺釘聯(lián)接式,沉孔螺釘聯(lián)接式。
圖(8)
(2)、成型零件工作尺寸計(jì)算
所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸,其直接對(duì)應(yīng)塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜,塑件本身精度也難以達(dá)到高精度,為了計(jì)算簡(jiǎn)便,規(guī)定:
? 塑件的公差
塑件的公差規(guī)定按單向極限制,制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“”,制品叫做腔尺寸公差取正值“”,若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符,則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對(duì)稱分布原則計(jì)算,即取。
? 模具制造公差
實(shí)踐證明,模具制造公差可取塑件公差的~,即δz=,而且按成型加工過(guò)程中的增減趨向取“+”、“-”符號(hào),型腔尺寸不斷增大,則取“+δz”,型芯尺寸不斷減小則取“-δz”,中心距尺寸取“”。現(xiàn)取。
? 模具的磨損量
實(shí)踐證明,對(duì)于一般的中小型塑件,最大磨損量可取塑件公差的,對(duì)于大型塑件則取以下。另外對(duì)于型腔底面(或型芯端面),因?yàn)槊撃7较虼怪?,故磨損量δc=0。
? 塑件的收縮率
塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān),通常按平均收縮率計(jì)算。
=%=2%
? 模具在分型面上的合模間隙
由于注射壓力及模具分型面平面度的影響,會(huì)導(dǎo)致動(dòng)模、定模注射時(shí)存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時(shí),塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般應(yīng)小于是0.02~0.1mm。
1、 外型尺寸(mm)
圖(9)
根據(jù)公式 : LM=
D1M=
=
=116.445
D2M=
=
=56.45
根據(jù)公式 : HM=
H1M=
=
=57.65
H2M=
=
=2.93
2、 內(nèi)腔尺寸(mm)
根據(jù)公式 : M=
1m=
=
=
2m=
=
=
根據(jù)公式 : M=
1M=
=
=51.43
2M=
=
=4.24
六、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn):
? 小型模具一般只設(shè)置兩根導(dǎo)柱,當(dāng)其元合模方位要求,采用等徑且對(duì)稱布置的方法,若有合模方位要求時(shí),則應(yīng)采取等徑不對(duì)稱布置,或不等徑對(duì)稱布置的形式。大中型模具常設(shè)置三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱,采取等徑不對(duì)稱布置,或不等徑對(duì)稱布置的形式。
? 直導(dǎo)套常應(yīng)用于簡(jiǎn)單模具或模板較薄的模具;Ⅰ型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于復(fù)雜模具或大、中型模具的動(dòng)定模導(dǎo)向中;Ⅱ型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向中。
? 導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位;導(dǎo)柱中心到模板邊緣的距離δ一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的1~1.5倍;其設(shè)置位置可參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)模架系列。
? 導(dǎo)柱常固定在方便脫模取件的模具部分;但針對(duì)某些特殊的要求,如塑件在動(dòng)模側(cè)依靠推件板脫模,為了對(duì)推件板起到導(dǎo)向與支承作用,而在動(dòng)模側(cè)設(shè)置導(dǎo)柱。
? 為了確保合模的分型面良好貼合,導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑槽;一般都是削去一個(gè)面,或在導(dǎo)套的孔口倒角,
? 導(dǎo)柱工作部分的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出6~8mm,以確保其導(dǎo)向作用。
? 應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線平行,以及同軸度要求,否則將影響合模的準(zhǔn)確性,甚至損壞導(dǎo)向零件。
? 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7(低精度時(shí)可采用H8/f8或H9/f9);導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用H7/k6(或H7/m6)。導(dǎo)套與安裝之間一般用H7/m6的過(guò)渡配合,再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。
? 對(duì)于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具,導(dǎo)柱可直接與模板上加工的導(dǎo)向孔配合。通常導(dǎo)向孔應(yīng)做志通孔;如果型腔板特厚,導(dǎo)向孔做成盲孔時(shí),則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)通氣孔,或在導(dǎo)柱柱身、導(dǎo)向孔開(kāi)口端磨出排氣槽;導(dǎo)向孔導(dǎo)滑面的長(zhǎng)度與表面粗糙度可根據(jù)同等規(guī)格的導(dǎo)套尺寸來(lái)取,長(zhǎng)度超出部分應(yīng)擴(kuò)徑以縮短滑配面。
(1)、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)
帶頭導(dǎo)柱如圖(10)所示:
圖(10)
(2)、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)
帶頭導(dǎo)套如圖(11)所示:
圖(11)
七、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
(1)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則
a) 要求在開(kāi)模過(guò)程中塑件留在動(dòng)模一側(cè),以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè),從而簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
b) 正確分析塑件對(duì)模具包緊力與粘附力的大小及分布,有針對(duì)性地選擇合理的推出裝置和推出位置,使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致;推出力作用點(diǎn)應(yīng)靠近塑件對(duì)凸模包緊力最大的位置,同時(shí)也應(yīng)是塑件剛度與強(qiáng)度最大的位置;力的作用面盡可能大一些,以防止塑件在被推出過(guò)程中變形或損壞。
c) 推出位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位,以力求良好的塑件外觀。
d) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠(即:推出到位、能正確復(fù)位且不與其他零件相干涉,有足夠的強(qiáng)度與剛度),遠(yuǎn)動(dòng)靈活,制造及維修方便。
(2)、推桿設(shè)計(jì)
1、推桿的形狀
如圖(12)所示
圖(12)
2、推桿的位置與布局
a) 應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的部位,均勻布置。
b) 應(yīng)保證塑件被推出時(shí)受力均勻,推出平衡,不變形;當(dāng)塑件各處脫模阻力相同時(shí),則均勻布置;若某個(gè)部位脫模阻力特大,則該處應(yīng)增加推數(shù)目。
c) 推桿應(yīng)盡可能設(shè)在塑件厚壁、凸緣、加強(qiáng)等塑件強(qiáng)度、剛度較大處;當(dāng)結(jié)構(gòu)特殊,需要推在薄壁處時(shí),可采用盤狀推桿以增大接觸面積。
d) 推桿的設(shè)置不應(yīng)影響凸模強(qiáng)度與壽命。當(dāng)推在端面則距型芯側(cè)壁δ10.13mm;當(dāng)推桿設(shè)置在型芯內(nèi)部推在塑件內(nèi)部時(shí),推桿孔距型芯側(cè)壁δ23mm。
e) 在模內(nèi)排氣困難的部位應(yīng)設(shè)置推桿,以利于用配合間隙排氣。
f) 若塑件上不允許有推桿痕跡時(shí),可在塑件外側(cè)設(shè)置溢料槽,從而靠推桿推在溢料槽內(nèi)的凝料上而帶塑件。
(3)、推件板設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
a) 推件板與型芯應(yīng)呈3°~10°的推面配合,以減少遠(yuǎn)動(dòng)摩擦,并起輔助定位以防止推件板偏心而溢料;推件板與型芯側(cè)壁之間應(yīng)有0.20~0.25mm的間隙,以防止兩者間的擦傷而或卡死,推件板與型芯間的配合間隙以不產(chǎn)生塑料溢料為準(zhǔn),塑料的最大溢料間隙可查表,推件板與型芯相配合的表面粗糙度可以取Ra0.8~0.4μm。
b) 推件板可用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45鋼制造,對(duì)要求比較高的模具,也可以采用T8或T10等材料,并淬硬到53~55HRC,有時(shí)也可以在推件板上鑲淬火襯套以延長(zhǎng)壽命。
c) 當(dāng)用推件板脫出元通孔的大型深腔殼體類塑件時(shí),應(yīng)在型芯上增設(shè)一個(gè)進(jìn)氣裝置,以避免塑件脫模時(shí)在型芯與塑件間形成真空。
d) 推件板復(fù)位后,在推板與動(dòng)模座板間應(yīng)留有為保護(hù)模具的2~3mm空隙。
(4)、開(kāi)模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核
對(duì)雙分型面注射模,開(kāi)模行程為:
S機(jī)H=H1+H2+a+(5~10)mm
式中,H1——為塑件推出距離
H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度
S機(jī)——注射機(jī)移動(dòng)板最大的行程
H——所需開(kāi)模行程
a——中間板與定模分開(kāi)距離
其開(kāi)模行程H應(yīng)小于動(dòng)模移動(dòng)板與定模固定板之間的最大距離S0減去模具厚度H1,即,HS0-H1
對(duì)于雙分型面注射模
HS0-
(5)、澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)
流道凝料的脫模方式,這里采用三板式脫模,點(diǎn)澆口時(shí)料的澆注系統(tǒng)能夠利用開(kāi)模動(dòng)作實(shí)現(xiàn)塑件與流道凝料的自動(dòng)分離,同時(shí)利用塑件對(duì)凸模的包緊力將塑件與流道凝料拉斷。
八 塑料成型中缺陷的現(xiàn)象及解決方法
1.? 龜裂
龜裂是塑料制品較常見(jiàn)的一種缺陷,產(chǎn)生的主要原因是由于應(yīng)力變形所致。主要有殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力變形。
(-)殘余應(yīng)力引起的龜裂
殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況,即充填過(guò)剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過(guò)剩的情況下產(chǎn)生的龜裂,其解決方法主要可在以下幾方面入手:
(1)由于直澆口壓力損失最小,所以,如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近,則可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。
(2)在保證樹(shù)脂不分解、不劣化的前提下,適當(dāng)提高樹(shù)脂溫度可以降低熔融粘度,提高流動(dòng)性,同時(shí)也可以降低注射壓力,以減小應(yīng)力。
(3)一般情況下,模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時(shí),即使模溫低一些,也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。
(4)注射和保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行Th次保壓切換效果較好。
(5)非結(jié)晶性樹(shù)脂,如 AS樹(shù)脂、 ABS樹(shù)脂、 PMMA樹(shù)脂等較結(jié)晶性樹(shù)脂如聚乙烯、聚甲醛等容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力,應(yīng)予以注意。
脫模推出時(shí),由于脫模斜度小、模具型膠及凸模粗糙,使推出力過(guò)大,產(chǎn)生應(yīng)力,有時(shí)甚至在推出桿周圍產(chǎn)生白化或破裂現(xiàn)象。只要仔細(xì)觀察龜裂產(chǎn)生的位置,即可確定原因。
在注射成型的同時(shí)嵌入金屬件時(shí),最容易產(chǎn)生應(yīng)力,而且容易在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才產(chǎn)生龜裂,危害極大。這主要是由于金屬和樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)相差懸殊產(chǎn)生應(yīng)力,而且隨著時(shí)間的推移,應(yīng)力超過(guò)逐漸劣化的樹(shù)脂材料的強(qiáng)度而產(chǎn)生裂紋。為預(yù)防由此產(chǎn)生的龜裂,作為經(jīng)驗(yàn),壁厚7”與嵌入金屬他的外徑
通用型聚苯乙烯基本上不適于宜加鑲嵌件,而鑲嵌件對(duì)尼龍的影響最小。由于玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂材料的熱膨脹系數(shù)較小,比較適合嵌入件。
另外,成型前對(duì)金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱,也具有較好的效果。
(二)外部應(yīng)力引起的龜裂
這里的外部應(yīng)力,主要是因設(shè)計(jì)不合理而造成應(yīng)力集中,特別是在尖角處更需注意。由圖2-2可知,可取R/7”一0.5~0.7。
(三)外部環(huán)境引起的龜裂
化學(xué)藥品、吸潮引起的水降解,以及再生料的過(guò)多使用都會(huì)使物性劣化,產(chǎn)生龜裂。
2、充填不足
充填不足的主要原因有以下幾個(gè)方面:
1.?樹(shù)脂容量不足。
2. 型腔內(nèi)加壓不足。
3.樹(shù)脂流動(dòng)性不足。
4排氣效果不好。
作為改善措施,主要可以從以下幾個(gè)方面入手:
1)加長(zhǎng)注射時(shí)間,防止由于成型周期過(guò)短,造成澆口固化前樹(shù)脂逆流而難于充滿型腔。
2)提高注射速度。
3)提高模具溫度。
4)提高樹(shù)脂溫度。
5)提高注射壓力。
6)擴(kuò)大澆口尺寸。一般澆口的高度應(yīng)等于制品壁厚的1/2~l/3。
7)澆口設(shè)置在制品壁厚最大處。
8)設(shè)置排氣槽(平均深度0.03mm、寬度3~smm)或排氣桿。對(duì)于較小工件更為重要。
9)在螺桿與注射噴嘴之間留有一定的(約smm)緩沖距離。
10)選用低粘度等級(jí)的材料。
11)加入潤(rùn)滑劑。
3、皺招及麻面
產(chǎn)生這種缺陷的原因在本質(zhì)上與充填不足相同,只是程度不同。因此,解決方法也與上述方法基本相同。特別是對(duì)流動(dòng)性較差的樹(shù)脂(如聚甲醛、PMMA樹(shù)脂、聚碳酸酯及PP樹(shù)脂等)更需要注意適當(dāng)增大澆口和適當(dāng)?shù)淖⑸鋾r(shí)間。
4、縮坑
縮坑的原因也與充填不足相同,原則上可通過(guò)過(guò)剩充填加以解決,但卻會(huì)有產(chǎn)生應(yīng)力的危險(xiǎn),應(yīng)在設(shè)計(jì)上注意壁厚均勻,應(yīng)盡可能地減少加強(qiáng)肋、凸柱等地方的壁厚。
5、溢邊
對(duì)于溢邊的處理重點(diǎn)應(yīng)主要放在模具的改善方面。而在成型條件上,則可在降低流動(dòng)性方面著手。具體地可采用以下幾種方法:
1)降低注射壓力。
2)降低樹(shù)脂溫度。
4)選用高粘度等級(jí)的材料。
5)降低模具溫度。
6)研磨溢邊發(fā)生的模具面。
7)采用較硬的模具鋼材。
8)提高鎖模力。
9)調(diào)整準(zhǔn)確模具的結(jié)合面等部位。
10)增加模具支撐柱,以增加剛性。
ll)根據(jù)不同材料確定不同排氣槽的尺寸。
6、熔接痕
熔接痕是由于來(lái)自不同方向的熔融樹(shù)脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合而產(chǎn)生
的。一般情況下,主要影響外觀,對(duì)涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時(shí),對(duì)制品強(qiáng)度產(chǎn)生影響
(特別是在纖維增強(qiáng)樹(shù)脂時(shí),尤為嚴(yán)重)??蓞⒖家韵聨醉?xiàng)予以改善:
l)調(diào)整成型條件,提高流動(dòng)性。如,提高樹(shù)脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速
度等。
2)增設(shè)排氣槽,在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。
3)盡量減少脫模劑的使用。
4)設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處,成型后再予以切斷去除。
5)若僅影響外觀,則可改變燒四位置,以改變?nèi)劢雍鄣奈恢??;蛘邔⑷劢雍郛a(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等,予以修飾。
七、燒傷
根據(jù)由機(jī)械、模具或成型條件等不同的原因引起的燒傷,采取的解決辦法也不同。
1)機(jī)械原因,例如,由于異常條件造成料筒過(guò)熱,使樹(shù)脂高溫分解、燒傷后注射到制品中,或者由于料簡(jiǎn)內(nèi)的噴嘴和螺桿的螺紋、止回閥等部位造成樹(shù)脂的滯流,分解變色后帶入制品,在制品中帶有黑褐色的燒傷痕。這時(shí),應(yīng)清理噴嘴、螺桿及料筒。
2)模具的原因,主要是因?yàn)榕艢獠涣妓?。這種燒傷一般發(fā)生在固定的地方,容易與第
一種情況區(qū)別。這時(shí)應(yīng)注意采取加排氣槽反排氣桿等措施。
3)在成型條件方面,背壓在300MPa以上時(shí),會(huì)使料筒部分過(guò)熱,造成燒傷。螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí),也會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱,一般在40~90r/min范圍內(nèi)為好。在沒(méi)設(shè)排氣槽或排氣槽較小時(shí),注射速度過(guò)高會(huì)引起過(guò)熱氣體燒傷。
8、銀線
銀線主要是由于材料的吸濕性引起的。因此,一般應(yīng)在比樹(shù)脂熱變形溫度低10~15C的條件下烘干。對(duì)要求較高的PMMA樹(shù)臘系列,需要在75t)左右的條件下烘干4~6h。特別是在使用自動(dòng)烘干料斗時(shí),需要根據(jù)成型周期(成型量)及干燥時(shí)間選用合理的容量,還應(yīng)在注射開(kāi)始前數(shù)小時(shí)先行開(kāi)機(jī)烘料。另外,料簡(jiǎn)內(nèi)材料滯流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生銀線。不同種類的材料混合時(shí),例如聚苯乙烯和ABS樹(shù)脂、 AS樹(shù)脂,聚丙烯和聚苯乙烯等都不宜混合。
9、噴流紋
噴流紋是從澆口沿著流動(dòng)方向,彎曲如蛇行一樣的痕跡。它是由于樹(shù)脂由澆口開(kāi)始的注射速度過(guò)高所導(dǎo)致。因此,擴(kuò)大燒四橫截面或調(diào)低注射速度都是可選擇的措施。另外,提高模具溫度,也能減緩與型腔表面接觸的樹(shù)脂的冷卻速率,這對(duì)防止在充填初期形成表面硬化皮,也具有良好的效果。
10、翹曲、變形
注射制品的翹曲、變形是很棘手的問(wèn)題。主要應(yīng)從模具設(shè)計(jì)方面著手解決,而成型條件的調(diào)整效果則是很有限的。翹曲、變形的原因及解決方法可參照以下各項(xiàng):
1)由成型條件引起殘余應(yīng)力造成變形時(shí),可通過(guò)降低注射壓力、提高模具并使模具溫度均勻及提高樹(shù)脂溫度或采用退火方法予以消除應(yīng)力。
2)脫模不良引起應(yīng)力變形時(shí),可通過(guò)增加推桿數(shù)量或面積、設(shè)置脫模斜度等方法加以解決。
3)由于冷卻方法不合適,使冷卻不均勻或冷卻時(shí)間不足時(shí),可調(diào)整冷卻方法及延長(zhǎng)冷卻時(shí)間等。例如,可盡可能地在貼近變形的地方設(shè)置冷卻回路。
4)對(duì)于成型收縮所引起的變形,就必須修正模具的設(shè)計(jì)了。其中,最重要的是應(yīng)注意使制品壁厚一致。有時(shí),在不得已的情況下,只好通過(guò)測(cè)量制品的變形,按相反的方向修整模具,加以校正。收縮率較大的樹(shù)脂,~般是結(jié)晶性樹(shù)脂(如聚甲醛、尼龍、聚丙烯、聚乙烯及PET樹(shù)脂等)比非結(jié)晶性樹(shù)脂(如PMMA樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹(shù)脂及AS樹(shù)脂等)的變形大。另外,由于玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂具有纖維配向性,變形也大。
11、白化
白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在ABS樹(shù)脂制品的推出部分。脫模效果不佳是其主要原因??刹捎媒档妥⑸鋲毫?,加大脫模斜度,增加推桿的數(shù)量或面積,減小模具表面粗糙度值等方法改善,當(dāng)然,噴脫模劑也是一種方法,但應(yīng)注意不要對(duì)后續(xù)工序,如燙印、涂裝等產(chǎn)生不良影響。
12、氣泡
根據(jù)氣泡的產(chǎn)生原因,解決的對(duì)策有以下幾個(gè)方面:
1)在制品壁厚較大時(shí),其外表面冷卻速度比中心部的快,因此,隨著冷卻的進(jìn)行,中心部的樹(shù)脂邊收縮邊向表面擴(kuò)張,使中心部產(chǎn)生充填不足。這種情況被稱為真空氣泡。解決方法主要有:
a)根據(jù)壁厚,確定合理的澆口,澆道尺寸。一般澆口高度應(yīng)為制品壁厚的50%~60%。
b)至澆口封合為止,留有一定的補(bǔ)充注射料C)注射時(shí)間應(yīng)較澆口封合時(shí)間略長(zhǎng)。d)降低注射速度,提高注射壓力,e)采用熔融粘度等級(jí)高的材料。
2)由于揮發(fā)性氣體的產(chǎn)生而造成的氣泡,解決的方法主要有:
a)充分進(jìn)行預(yù)干燥。b)降低樹(shù)脂溫度,避免產(chǎn)生分解氣體。
3)流動(dòng)性差造成的氣泡,可通過(guò)提高樹(shù)脂及模具的溫度、提高注射速度予以解決。
九 射出成型不良與對(duì)策
常見(jiàn)射出成型不良主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行考慮其引起原因﹕
1. 原材料的性能及狀況。主要是指工藝性能和材料的干燥狀態(tài)﹐對(duì)于熱塑性材料應(yīng)注意是否回收料。
2. 模具設(shè)計(jì)及制造工藝。
3. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性。
4. 注塑成型條件。
以下是常見(jiàn)的主要成型不良及其處理對(duì)策。
序號(hào)
問(wèn)題點(diǎn)
原因分析
改善對(duì)策
1
熔合線
(1) 料溫過(guò)低
(2) 原料流動(dòng)性差
(3) 排氣不良
(4) 模溫過(guò)低
(5) 澆口位置不合理
(6) 注射速度過(guò)低
l 提高料筒溫度
l 選擇合適的材料或涂上適量潤(rùn)滑齊
l 改善排氣系統(tǒng)
l 提高工模溫度間
l 選擇合理的水口位置
l 提高注射速度
2
射膠不足
(1) 材料流動(dòng)性差
(2) 料溫過(guò)低
(3) 壓力不夠
(4) 膠道太小
(5) 注射機(jī)最大注射量太小
(6) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身缺陷
(7) 模具內(nèi)有贓物或油污
(8) 注射速度太低
(9) 工件本身壁厚
l 選擇合適的材料
l 提高熔膠筒溫度
l 增大壓力
l 加大膠道和膠口
l 選擇合適的注射機(jī)
l 改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)
l 清潔模具
l 提高注射速度
l 改進(jìn)工件本身尺寸
3
表面粗糙
不平(皺紋)
(1) 模溫過(guò)冷
(2) 注射壓力和速度過(guò)低
(3) 模腔壁含水份或脫模齊過(guò)多
(4) 模具制造精度不高
l 提高工模溫度
l 提高注射壓力和速度
l 抹凈模腔壁
l 改進(jìn)模具制造精度
4
塑件面
表面呈
銀紋
(1) 料溫過(guò)高
(2) 膠料混合﹐大小不一
(3) 模腔內(nèi)壁脫模齊過(guò)多
(4) 模具本身內(nèi)壁光潔度不夠
l 提高料溫
l 使用大小均一的膠料
l 抹凈模腔內(nèi)壁
l 省模拋光
5
塑件粘模
頂出困難
(1) 注射壓力或熔膠筒溫度過(guò)高
(2) 模具本身頂出機(jī)構(gòu)不夠
(3) 模具冷卻不夠
(4) 脫模斜度不夠
(5) 保壓時(shí)間太長(zhǎng)
(6) 塑件縮水而粘住陽(yáng)模
(7) 注射時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
l 降低注射壓
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