L=23mm a=2~4
?a1=10 L1=30mm Ra=0.63um,
主流道呈圆角半径r?2mm,以减小料流转向时渡时的阻力。
?3.3.3 浇口的设计
浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体通道。初步试模后还需进一步修改浇口尺寸,无论采用何种浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,浇口的设计与位置的选择恰当与否直接关系到塑件能否完好、高质量的注射成型。同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表,一定要认真考虑浇口位置的选择,通常要考虑以下几项原则:
1) 尽量缩短流动距离。
2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3) 必须尽量减少熔接痕。 4) 应有利于型腔中气体排出。 5) 考虑分子定向影响。 6) 避免产生喷射和蠕动。
7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8) 注意对外观质量的影响。
浇口按结构形式和特点,常用的浇口可分为:直接浇口、中心浇口、侧浇口几种形式。分析以上几种浇口形式,同时结合塑件具体结构特征,本模具采用点浇口形式较为合适。下图是一种适用于一模多件的点浇口形式:
3.3.4型芯、型腔结构的确定 1)型腔
型腔亦称凹模,是成型塑件外表面的主要零件,按结构不同可分为整体式和
17
组合式两种结构形式。 型芯
成型塑件内表面的零件成为型芯和凹模。 主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。按结构不同可分为整体式和组合式两种结构形式。
整体式结构:其优点在于结构牢固,但不便于加工,消耗的模具钢多,主要用于工艺试验或中小型模具上形状简单的型芯。
组合式结构:为了便于加工,形状复杂型芯往往采用镶拼组合式结构。这种结构是将型芯单独加工后,再镶入模板中。凸模采用台阶和模板相连,再用垫板、螺钉紧固,连接牢固,是最常用的的方法。
综上分析,由于卷筒结构简单,塑件较小,因此采用整体式凸模结构。
3.4推件方式的选择 3.4.1推出机构的组成
推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推杆固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。 3.4.2推出机构的设计原则
1、推出机构应尽量设在动模一侧。 2、保证塑件不因推出而变形损坏。 3、机构简单动作可靠,有合适的推出距离。 4、合模时的正确复位。
5、脱模机构应能保证塑件在开模过程中留在设置由顶出机构的动模内。 综合考虑,采用推件板推出机构,因为它的特点是:顶出力均匀,力量大,运动平稳。推件板顶出机构主要用于薄壁容器、壳体以及不允许在塑件表面留有顶出痕迹的情况。 3.4.3推件板的设计原则
1、为防止推件板在顶出过程中脱落,推件板与推板之间采用固定连接。 2、推件板在顶出过程中必须处于被导向状态,通常靠导柱导向,导柱长度应大于推件板的顶出距离。
3、用推件板推出机构中,为了减少推件板与型芯的摩擦,在推件板与型芯间留0.20~0.25mm的间隙,或者在二者之间采用锥面配合,这样可以防止推件
18
板偏心溢料,锥面的单边斜度约取100,且配合间隙值应小于塑料溢边值。
4、推件板顶出机构中不必另设复位机构,因为在合模过程中推件板能在合模力的作用下复位。
5、对于软质塑料制件,若其内侧凸凹形状很浅,则可利用材料的弹性用推件板进行强制脱模,此设计就采用强制脱模。
3.5冷却系统的设计
3.5.1冷却系统设计原则
1.冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大、型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。
2.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等,当塑件壁厚均匀时,冷却水道到型腔表面最好距离相等,但是当塑件不均匀时,厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些,间距也可适当小一些。根据经验,一般冷却管道中心线与型腔的距离应为冷却管道直径的1~2倍,冷却管道的中心距约为管道直径的3~5倍。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于10mm,常用12~15mm.
3.浇口处加强冷却 塑料熔体充填型腔时,浇口附近温度最高,距浇口越远温度就越低,因此浇口附近应加强冷却,通常将冷却水道的入口处设置在浇口附近,使浇口附近的模具在较低温度下冷却,而远离浇口部分的模具在经过一定程度热交换后的温水作用下冷却。
4.冷却水道出、入口温差应尽量小,应不超过50C ,如果冷却水道较长,则冷却水出、入口的温差就比较大,易使模温不均匀,所以在设计时应引起注意。查阅《塑料模具技术手册》P219知, 冷却水道的长度的计算公式: L=A/ndπ
L——冷却水道开设方向上模具的长度或宽度(m) A——冷却水道总传热面积 (m2) d ——冷却水道直径(m) n——模具上开设冷却管道的孔数
5. 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置 聚乙烯的收缩率大,水道应尽量沿着收缩方向设置。冷却水道的设计必须尽量避免接近塑件的熔接部位,以免产生熔接痕,降低塑件强度;冷却水道要易于加工清理,一般水道孔径为10mm左右,不小于8mm。 3.5.2冷却系统的结构设计
此塑件是采用点浇口进料的中等深度的壳形塑件,在型腔表面采用等距离
19
直通槽冷却的形式。
根据牛顿冷却定律,冷却介质从模具带走的热量为 Q?k?A????t/3600
式中 Q ——模具与冷却系统所传递的热量 (J);
20(m?h?C)]; k ——冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数 [J/
2 A —— 冷却介质的传热面积(m);
?? ——模具温度与冷却介质温度之差(0C);
t ——冷却时间(s);
由上式可知,当需传递热量Q不变时,可通过
1.提高传热系数K ,而通过提高冷却介质的流速便可达到提高传热系数的目的;
2.提高模具与冷却介质间的温差;
3.增大冷却介质的传热面积A,而通过开设水管的尺寸尽可能大,数量尽可能多就可以增大传热面积。
都能够缩短冷却时间,提高生产效率。同时,降低熔体温度,减少传递热量,也是缩短冷却时间的途径之一。 3.5.3冷却水孔直径d的计算
假设塑料在模内释放的热量全部由冷却水所带走,查阅《塑料模具设计手册》P222知,模具冷却时间所需冷却水的体积流量可按下式计算:
V=WQ1/60?C1(?1??2)
3?m/min?; 式中 V ——冷却水的体积流量
W ——单位时间内注入模具的塑料熔体质量(kg/h); Q1 ——单位质量的塑料熔体在凝固时所释放的热量
5??6.9~8.2?10kJ/kg; 查得
C1 ——冷却水的比热容(KJ/kg .0C) 查表得:C1=4.187×103;
3?m ——冷却水的密度(kg/); ?1 ——冷却水的出口温度(0C); ?2 ——冷却水的进口温度(0C)。
26.28?7?105?7.3?10?3m3/min 经计算得V=360?4187?1?10??28?18???所以根据冷却水的体积流量可以查表得: 冷却水管的直径为d=12mm
20