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注塑模具-分型面的选择

更新时间:2019-10-06 20:36
 

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  分型面的选择 分型面为动模与定模的分界面,是取出塑件或浇注系统凝料的面.它的合理选 择是塑件能完好成型的条件,不仅关系到塑件的脱模,而且涉及摸具结构与制造成 本. 合理的分型面不但能满足制品各方面的性能要求 ,而且使模具结构简单,成 本亦会令人满意.选择分型面时有下面一些原则可以遵循: .分型面应选择在塑件的最大截面处(圖二),否则给脱模和加工带来困难(圖一). 此点可说是选择的首要原则. 图一( 無法脫模 ) 图二(順利脫模) .尽可能地将塑件留在公模侧,因在公模侧设置脱模机构简便易行. .在安排制件在型腔中方位时,尽量避免侧向分型或抽芯以利于简化模具结构. 结合以上原则还要综合考虑塑件的尺寸精度、外观质量、使用要求及是否有 利于浇注系统特别是浇口的合理安排, 是否有利于排气。 所设计的模具的塑件电话机的上面板 (图示),由图可以看出,不能将侧面作为 分型面,因为那将导致不合理的模具高度和 模腔深度。对于这一模具,分型面没有太多 的选择。它的侧边是有斜度的,下端面为最 大截面,可考虑将整个外观面作为分型面。 电话机的上面板外观表面质量的要求很高, 顶杆不能在外观面侧顶出,否则顶出痕迹会 影响表面质量,所以外观面最好在母模侧成 产品外观图 型。在结构方面,(如图所示)内侧面有很 多小直径的 BOSS,这些结构宜用顶管(套筒 顶针)成型且便于脱模。那么,这一部分应 在公模侧。如此布置,党制品冷却时,会因 收缩作用而包覆在公模仁上,有利于制品滞 留在公模一側。根据以上分析,分型面的选 择为整个外观面,内部结构在公模侧成型, 外观面成型与母模侧(与图二相似)。这样 易于脱模,使模具结构相对简化,且分型面 有一靠破处可设置浇口亦利于浇注系统的安 内部结构图 靠破 BOSS 排。综上,此选择可行。 型腔数目的确定 注射模可设计成一模一腔也可设计成一模多腔。其数目的确定要从以下几个 方面考虑: .注塑产品的尺寸及结构的复杂性 .塑件的尺寸精度—型腔越多,精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差, 也由于熔体在模具内流动不均所致。 .制造难度—多腔模比单腔模的难度大。 .制造成本—多腔模高于单腔模,但不是简单的倍数关系。从塑单件成本中所占 的费用比例来看比单腔模低。 .注塑成型的生产效益。从表面上看,多腔模比单腔模高的多,单多腔模所使用 的注射极大,每一注射循环期长而维持费用高。 根据以上几方面,一般小尺寸及结构简单的模具适合一模多腔。针对本次所 设计的模具,其塑件的外型尺寸为 271×217×40(mm)为中型且结构复杂,我选 择一模一腔。 注射機的選擇 浇注系统 。 浇注系统指塑料熔体从注射机喷嘴喷出来后达到模腔之前在模具中所流经的 信道,其作用是将熔体从喷嘴平稳快速地引进模腔并在熔体充模和固化定型 过程中将注射压力和保压压力充分传递到模腔各部它的设计合理与否直接对制品 成型起到决定作用,设计浇系统,应从以下几个方面考虑: ① 保证塑料熔体流动平稳; ② 流程尽量短,尽量平直,以减小注射压力和熔体热量的损失,并缩短充 模时间; ③ 防止冲击型芯和崁件; ④ 防止制品变形翘曲,减轻浇口附近残余应力集中现象; ⑤ 应与塑料品种相适应; 尽量减少塑料消耗,尽量设置平衡 七、側面分型與抽芯機構的設計 当塑件上具有於開模方向不同的凸起、凹槽和孔時,模具必須有側向分型或 抽芯機構。側抽機構必須在塑件脫模之前完成抽芯動作,還必須在核模過程中讓 機構負位。我所設計的模具有三處需要設置側抽機構。 側抽機構的種類很多,一般分為機動、液動(氣動)以及手動等三大類型。 機動式分型與抽芯機構利用注射機的開模運動,並對其方向進行變換後,可將模 具側向分型或把側向型芯從製品中抽出。這類機構雖然結構比較複雜,但操作方 便,生產效率高,生產中應用最多。液動(氣動)以液壓力或壓縮空氣為動力, 適於抽拔側向長型芯,其抽拔力大、抽拔距長,多用於管狀結構抽芯,但液動或 氣動裝置成本較高。鴻準公司大多采用機動式。我所設計的模具結構中均采用機 動式側抽機構。下面分別介紹。 (一)插破側抽機構 此插破處附近有三個小型的 BOSS ,由於他 們所在位置的限制,不能在公模側設置斜銷 。 這種情況適於采用側抽芯機構 ,而型芯在母模 側,在公母模分模之前必須將其抽出,否則將 破壞型芯之上的成品部分,這一點公模滑塊是 辦不到的 。 因為三板模在脫料板和母模板之間要進 行第一次分模,可利用這一相對運動將側芯型 抽出,我考慮用母模滑塊來實現。將驅動桿固 圖 7.1.1 定在上固定板上,這樣在脫料板與母模板分離時使滑塊於驅動桿發生相對運動, 將側芯抽出 。 開始考慮采用較常用的斜撐銷 作為驅動桿,但脫料板與母模板分 模行程較長且脫料板也有 8mm 的行 程,所設置的驅動軋桿在完成抽芯 任務後還要不妨碍分模的繼續進 行,與斜撐銷相干涉的模板部分必 須逃空(如圖 7.1.2 示),這樣不僅 破壞了模板的強度,而且是斜銷處 在較差的受力狀態,另外,由於還 必須設置楔緊塊以防止注射是滑塊 因受型腔內熔體壓力發生位移及幫 圖 7.1.2 圖 7.1.3 助滑塊負位,在原設定的模板寬度下難 以設置,所以斜撐銷不可取。改為較適用於這種情況的撥桿作為驅動桿 ,其形狀 如圖 7.1.3 所示。 那麼,此側抽機構由撥桿、滑塊、壓板、固定裝置及定位裝置組成 。 1. 撥桿的設計 撥桿的抽拔距 S 側向型芯從成型位置到不妨碍塑件頂出的脫模位置的距離為抽拔距。為安全起 見,抽拔距應比側孔或側凹的深度大 1.5~3mm。此處側孔的深度為 5.75 mm, 所以抽拔距 S=5.75+(1.5~3)=7.25~8.75 mm 撥桿的傾角α 撥桿與開模方向的傾角α 是決定撥桿側抽機構工作效率 的重要參數,它的大小對撥桿有效工作長度、抽拔距及撥桿 的受力情況有決定性的影響。由圖 7.1.4 可以看出 L=S/sinα H=S*ctgα 其中 L—撥桿有效工作長度 圖 7.1.4 H—與 L 對應的有效抽拔高度 從上可以得出,α 值越大,L、H 值越小,有利於減小注射模的尺寸。 α 角的大小不僅影響 L、H,還與抽芯時撥桿所受的彎曲 力、脫模力有關(如圖 7.1.5 ) Fw=Ft/cosα Fk=Ft*tgα 其中 Fw—撥桿所受的彎曲力 Ft—所需的脫模力 Fk—所需的開模力 從以上公式可以看出,α 值增大,Fw 、Fk 值都隨之增大, 對撥桿和塑模的強度與剛度不利。 圖 7.1.5 由於注射機可提供的開模力都比較大,所以綜合考慮, 一般為了減小撥桿的受力取 α =10°~20°,為了使撥桿處於良好的受力狀態α 最高不超過 15°。此處因抽拔距為 7.25~8.75 mm,初取α 為 12°。 根據以上分析,可知撥桿的尺寸由抽拔距 S、傾角α 及有效工作長度 L 決定。 若初選 S=8 mm,因撥桿與滑塊之間有 0.5 mm 的間隙,所以要取 S=8.5mm,由公 式 H=S*ctgα =8*ctg12°=39.989mm 取 H=40 mm L=H/cos12°=40/cos12°=40.89 mm ??? 初定撥桿的截面尺寸為 24×18 撥桿的固定 因注射過程中注射壓力很大,必須使撥桿牢固定位,否則會因撥桿的位移甚 至變形導致製品的不合格,所以撥桿與和滑塊相接觸的兩塊耐模板之間為緊配合。 這樣使撥桿處與良好的受力狀態也使其更好的定位。為方便裝配,在接觸部位撥 桿有 2°~3°的斜角,此斜角也起到合模複位時的導角作用。另外為減小摩擦使 運動過程順暢,在脫料板和母模板上均逃料。而且,為減小應力集中在撥桿的有 效抽拔的根部須倒圓角。 2. 滑塊和導滑槽 滑塊的設計 滑塊是側抽芯機構中重要的零部件,注射成型和側抽芯的可靠性都需要它的運 動精度保證。它上面裝有側向型芯或成型鑲板 ,它的結構形狀根據具體製品模具 結構設計,可以與型芯作成一個整體 ,也可采用組合裝配結構。整體式在型芯較 小、形狀簡單的情況下比較適用,此處型芯的截面為 13.66mm×13.16mm,且較長, 所以我采用有加工、修理方便等優點的組合式滑塊。組合式結構把型芯與滑塊分 開加工,然後裝配在一起,采用此結構還可以節省優質鋼材(型芯用鋼比滑塊用 鋼要求多)。此處設計的滑塊由滑塊座和側向型芯 組成。 設計過程重要注意滑塊的整體高度 H 不能大於 導滑長度 L,否則在側抽過程中會產生過大的傾側 力距,使導滑面過早磨損。另外,為避免沖擊在滑 塊座與撥桿接觸的端部倒圓角 R=2mm。此處及撥桿 上的圓 角影向了抽拔距,要對實際的抽拔距進行較核。如 圖 7.1.6 示 ,實際抽拔距為 7.52mm ,在 7.25~ 8.75 mm 之間,符合要求 。 圖 7.1.6 導滑槽的設計 側向抽芯過程中,滑塊必須在滑槽內運動,並要求運動 平穩且有一定的精度。滑槽有幾種常見的形式,我選擇圖示 的這一種,由兩塊壓板組成,此種形式其導滑部分易磨削且 精度易保證,另外裝配也比較方便。 圖 7.1.7 定位裝置 為保證合模時滑塊與撥桿之間能夠順利復位,須采用滑塊定位裝置以限定滑 塊的滑動位置。采用設置一定位銷(M6 的螺釘)使其定位,如圖 7.1.6 所示,在 滑塊上端部開一槽,距離定位銷為 7.52 mm,其具體尺寸見零件圖 H011S003。 彈簧的設置 抽芯力的計算 由於塑膠在模具冷卻後,會產生收縮現象,對模仁及型芯產生包緊力,從而產抽 芯的阻力。根據文獻一,可如此計算 Ft=A×F0(μ cosβ –sinβ )(N) 式中 Ft—抽芯力 F0—單位面積包緊力,一般可取 7.85~11.77MPA A—型芯被包緊部分的表面積 μ —塑料對鋼的摩擦系數,一般取 0.2 左右 β —脫模斜度. 此處 A=62.98+62.98+78.5+20.58=225.04m ㎡,????F0 取 11.77 MPA 得 Ft=225.04×11.77×0.2 (由於β 較小,故 cosβ =1,sinβ =0) =529.744N 撥桿的截面尺寸校核 撥桿在與滑塊相對運動的過程中,由於包緊力所產生的抽芯阻力使得撥感受到 跟達德彎曲力作用,有必要對其強度進行校核。計算如下 Fw= Ft/cosα =529.744/cos12°=541.58N M= Fw*L/2=541.58×20.445=11072.6Nmm W=bh?/6=182×24/6=1296mm? M/W=11072.6/1296=8.54N/mm?≦[σ]=13.7KN/cm? 其中 M—撥桿承受最大彎距 W—抗彎截面係數 [σ]—許用彎曲應力(對碳鋼可取 13.7KN/cm?) 從以上結果可以看出,撥桿的將度足夠。 (二) 斜銷的設計 在製品上圖示的位置有一深度僅為 1.21mm 的卡勾,這一結構能夠成型並順利 脫模必須采用側向成型或抽芯的裝置。從卡勾所在位置可以看出,若仍采用滑塊 進行側抽芯,由於卡勾的下面有成品部分無法設置滑塊,那麼側芯必須伸出很長, 設計與加工都很麻煩。像這樣的結構較適合用斜銷(成型斜頂桿)來成型。斜銷 比滑塊所占的體積小,有利於減小模具的體積。 較常見的斜銷是設置在公模側,成型後依靠上下頂出板(或其他動力源)帶 動其沿著斜槽運動,退出有碍脫模的成品部分。但這一卡勾之下仍有成品部分, 斜銷無法從下端插入成型,只能設置在母模側。由於斜銷沿著斜槽滑動,可以隨 公模部分向下運動的同時退出卡勾

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