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17-三板式注射模具设计与制造


a为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出,主流道设 计成圆锥形,锥度为2°-6°,在本设计中取3°
b小端的直径比注射机喷嘴的直径大0.5-1 mm,因此小 端的直径取为5mm,
c小端的前面是球面,其深度为3-5mm,在本设计中深 度取为4mm,
d注射机喷嘴的球面在此与浇口套接触并且贴合,因此 要求浇口套上主流道前端面为球面,并且半径比喷嘴 的半径要大1-2mm。取为14mm,
行车零件;可作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道,化工容器和其他设备 的衬里、表面涂层;可制造盖和本体合一的箱壳,各种绝缘零件,并用于 医药工业中。 1.3.成型特点 1、结晶性料,吸湿性小,可能发生熔融破裂,长期与热金属接触易发生 分解; 2、流动性极好,溢边值0.03mm左右; 3、聚丙烯热容量大,注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路; 冷却速度快,浇注系统及冷却系统应散热缓慢; 4、成形收缩范围大,收缩率大,易发生缩孔、凹痕、变形,方向性强; 5、注意控制成形温度,料温低方向性明显,尤其低温高压时更明显,模 具温度低于500C以下塑件不光泽,易产生熔接不良,流痕;90℃以上时易 发生翘曲、变形,因此,适宜模温为800C左右,不可低于500C; 6、塑件应壁厚均匀,避免缺口、尖角,以避免应力集中。
合模方式; 液压机械式
拉杆间距;235mm
注射压力:
119MP
注射形成;130mm
锁模力:
250KN
注射时间;0.7s
开模行程:
160mm
喷嘴球半径12mm
孔半径;φ4
注射方式;螺杆式
定位孔直径;φ63.50+0.064mm
推出两侧孔径 20mm 孔距170mm
4.模架的确定和标准件的选 用
根据成型零件尺寸,结合标准模架,选用 结构为p2型,模架尺寸为180*180的模架 (图为龙记的AI 大水口 模架)
螺钉直接固定时,模具固定板与注射机上的螺钉完全吻合,而用
压板固定板时,只要在模具固定板附近有螺孔就可以了,因此。 压板固定板有较大的灵活性。
故选注射机型号XZ-Z-30其主要技术参数规格如下表;
最大理论注射量:30g
模板尺寸
250*280mm
螺杆直径; 28mm 最小70mm
模具高度最大200 mm
分型面的位置必须开设在制件断面轮廓最大的地方, 才能使制件顺利地从型腔中脱出。
5.2. 浇注系统选择和设计 浇注系统是塑料熔体由注射机喷嘴流向模具型腔的流动通道,
因此它应能够顺利引导熔体迅速有序的充满型腔,获得外观清晰, 质量优良的塑件,这就使得浇注系统必须具备以下要求:
(1).对型腔的迅速有序的填充; (2)能同时充满整个型腔: (3)应尽可能的消耗较少的原料; (4).对热量和压力的损失少; (5).能够使型腔顺利的排气; (6).浇道凝料容易与塑件分离和切除; (7).浇口痕迹对塑件的外观的影响较少; (8).冷料不会进入型腔。
PP的工艺参数:
压力
温度 料筒温度
密度
计算收缩率
成型压力 注射压力
注射时间 冷却时间 总周期 喷嘴温度 模具温度 成型温度
前 中 后
0.9~0。91
1.0~2。5%
70~140 70~100 20--60 20~90 50~160
200 80~90 230~290 160--180 180--200 200--220
e材料采用T10A,淬火后的表面硬度达到53----57HRC。 f主流道的端面尺寸D=d+2*L*tanα/2=5+30*2*tan3
/2 º=6.57mm
6.2.分流道的设计 a分流道的作用是改变熔体的流向,使其以平稳的流态均衡地分配
到每个型腔,设计时应尽量减少流动过程中的热量和压力损失, 并且分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。因此 采用平衡式分流道,为了便于模具的加工和安装,分流道的形状 采用U型截面分流道,因些U型截面分流道的宽度取为6,半径 R=0.5×b=0.5×6=3,浓度h=1.25R=1.25×3=3.75,斜角取6°。 b分流道的长度: 为了减少热量和压力损失,分流道的长度尽可能短且少弯折,因 此在本设计中一级分流道的长度取L1=1.5D=1.5×100=150。二 级分流道L2=10。如下图所示:(仅供参考)
6.3、浇口的设计
根据塑件的外部结构,要求表面质量比较高,应看不 到明显的浇口痕迹,为了便模具的结构简化,又要满 足塑件外部表面质量的要求,因此本设计选用点浇口 的形式。
点浇口尺寸的确定
点浇口的直径可由经验公式算得:
d (0.14 ~ 0.20)4 ( 2 A) =1.5mm,
式中 为塑件在浇口位置的厚度,
A1=3.14*22.5*22.5-3*3.14*2*2=1551.945mm2 所以A=2172.723mm2
查塑件所需要的注射压力为70—100MPa 而型腔的平均压力是注射压力的30%--65% 因为塑件是薄壁塑件,且是点交口,压力损失比较大,取大一点
P型=85*60%=51MPa F=A*P型=2172.723*51=110.8kN<250Kn 符合条件 校核合格
板之间的距离都具有一定的调节量,因此,对安装使用的模具厚
度有一定的限制。一般情况下,实际模具厚度必须在注射机允许 下安装的最大厚度Hmax及最小厚度Hmin之间。即
Hmin<Hm<Hmax
D、螺孔尺寸 动模和定模固定板上的螺孔尺寸应分别与注射
机动模板和定模板上的螺孔尺寸相适应,模具常用的安装方法有
螺钉直接固定和压板固定两种,螺钉或压板数目常为2-4个。当用
故满足要求 b、注射压力校核
因为pp的注射压力是70-100MPa,而XS-Z-30注塑 机的压力为119Mpa,显然注塑机的注射压力满足要 求。
c、锁模力与注射压力的校核 高压塑料熔体充满型腔时,会产生很大的,使模具沿分型面涨开,该压力等
于制品与浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔体的压力PM(PM常取 20~40MPa ),即为作用在这个面积上的总力FL,该力称为工艺锁模力,它必须小于 注射机的额定锁模力F,否则在注射成型过程中会因锁模不紧出现涨模溢料现象.对 于三板式模具,由于浇道系统与型腔不在一个分型面,则不应计入流道面积,流 道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2,根据经验公式;A2=(0.2—0.5) A1 A1 为每个塑件在分型面上的投影面积, 设A2=0.4nA1 则;A=nA1+A2=1.4n A1
6.浇注系统的设计
6.1. 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套
接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是 熔体最先流经模具的部分,它的形状与尺寸对塑料熔 体的流动速度和充模时间有较大的影响,因此,必顺 使熔体的温度降和压力损失最小。 在卧式注射机上使用的模具中,主流道垂直分型面, 主流道通常设计在模具的浇口套中,但在本设计中, 为了便于加工和安装,就把主流道和浇口套设计成整 体式,如下图所示,(仅供参考)
则:平均收缩率为:
εscp=(2.5%+1%)/2=1.75%
型腔平均尺寸:
LMcp= LPcp+εscp·LPcp +εscp2·LPcp
塑件平均尺寸:
LPcp=LP-△/2=45-0.68/2=44.66mm
所以 LMcp=44.66+0.0175×44.66+0.01752×44.66=45.46mm
A为型腔的表面积;
浇口台阶长度0.5~0.8mm 取0.6mm
7、成型零件的设计
查表得该塑件为4级尺寸精度
查表得尺寸工差;45 8.5 11
41
的公差分别为0.68 0.40 0.44 0.68
Pp的最大成型收缩率为2.5% 最小成 型收缩率为1.0%
7.1、型腔径向尺寸计算
按平均收缩率计算:
设计模具是必须校验注射机上与模具安装有关的尺寸,因为不同 的型号和尺寸的注射机,其安装模具部位的形状和尺寸各不相同。 下面分别对喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具厚度以及模板上的螺孔 尺寸等进行校核。
A、喷嘴尺寸 注射机喷嘴头的球面半径R1与模具主流道始端 的球面半径R2必须吻合,以防止高压塑料熔体从缝隙中溢出。一 般R2应比球嘴头半径R1大1-2mm,否则主流道内的凝料无法脱出。
1000=0.905*5500/1000g=4.9775g 则;m总=m塑+m注=4*m塑=19.91g 注射机最大注射量G=m/80%=24.88g 根据手册,初选注射机型号为XS-Z-30
3、注射机有关参数的校核
3.1、注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核: a、注射量的校核
有前面每次注射所需塑料两为19.91g 注射机最大注射量300.905=27.15>19.91g
2、制件体积计算与注射机的选 取
塑件的体积;V1=2.5×3.14×22.5×22.5+3.14× (22.5×22.5-20.5×20.5)- 3×3.14×2×2×2.5=5500mm3
根据经验,则有浇注系统的体积 V2=2V1=11000mm3
查表得;pp的密度为ρ=0.905g/cm3 塑件的质量m1=ρ*V/
3.2、开模行程的校核: S=h1+ h2+(5+10)+a
式中:注塑机最大开模行程S H----制品所需的脱模距离(顶出距离),mm; H2----制品高度,mm; H1+ h2+(5+10) +a=8.5+11+35+7=61.5mm≤130mm 故满足要求。
3.3、模具安装尺寸校核 为了注射模能顺利安装在注射机上,并产生合格的塑料制品,
B、 定位圈尺寸 为了使模具主流道中心线与注射机喷嘴中心 线配合,注射机固定板上设有定位孔,模具定模板上设计有凸出 的与主流道同心的定位圈,定位孔与定位圈之间成较松动的间隙 配合,定位圈高度取 10mm。
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