端盖注塑成型工艺分析及模具设计

端盖注塑成型工艺分析及模具设计

作者：俞金江黄添彪

来源：《科技创新导报》2011年第17期

摘要:介绍了端盖注射成型工艺与其注射设备选择及浇注系统的设计过程与结构特点;成型零件工作尺寸的设计计算等,为同类模具设计提供参考。

关键词:端盖注射机分型面浇注系统成型零件注射模设计

中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0078-01

1 塑件结构特点与工艺性分析

图1所示塑件用于儿童玩具,材料为PA,要求塑件外观光滑(其表面粗糙为1.6m),无飞边缩孔等工艺缺陷.塑件具有以下特点:

(1)塑件Φ24.7与Φ3处主要尺寸精度要求均为MT4,其余精度按自由尺寸或MT6级精度处理.(2)根据使用环境要求材料有较好的抗拉强度、抗应力开裂、较大的弹性模量;结构为回转体,下壁壁厚为1.4mm,部分较厚,塑件的属于小件,材料要满足充模流动要求。制品材料定为:PA。

(3)塑件为骨架主体注射成型时需要侧成型动作。(4)塑件开口处斜度大于脱模斜度,此处可不考虑脱模斜度设计。(5)属大批量生产。

2 塑件原料(PA)配方分析

对塑件原料要求熔点较低,工艺温度范围宽(230～260C),成型工艺比较容易操作.为了提高机械特性,可加入合成橡胶EPDM.为使收缩率降低可加入玻璃纤维添加剂.

根据以对热塑生塑料:尼龙PA即聚酰胺的特性分析所得结论,尼龙PA即聚酰胺塑料材料特性完全符合制品工艺性要求.

3 选取适用注射机与模具设计

3.1 计算塑件体积或重量及该模具胀模力,选取适用的注射机

根据制件的三维模型,利用三维软件直接求得塑件的体积为:V1＝5407.24mm3;其中浇注系统凝料体积为:V2=602.18mm3;故一次注射所需要

的塑料总体积为:V＝6009.42mm3

查手册得密度为:r＝1.38g/cm3[1]

塑件的质量为:M1=V1×r=7.46g

浇注系统凝料质量为:M2=V2×r=0.83g

塑件和浇注系统凝料总质量为:M=V1+V2=8.3g

注射成型时注射机合模装置对模具施加的夹紧力即合模力．注射机的合模力应大于模腔内塑料熔体的压力产生的胀开模具的力。即:F≥PqA[1]式中

F-合模力(Ｎ)

Pq-模腔内熔体的压力(MPA),取注射压力的1/3

A-所有塑件及浇注系统在模具分型面上的投影面积之和

塑件的总投影面积为:

3.14×12.352×4=1915.6826mm2 =19.2cm2

浇注系统总投影面积:

3.14×2.422+3.14×0.52+(20.24-2.42)×2×4=16

4.08mm2=1.64cm2。

所有塑件及浇注系统在模具分型面上的投影面积之和为:

19.2+1.64=20.84cm2=20.84×10-4m2

模腔内熔体的压力Pq为160×105Pa/3

模腔内塑料熔体的压力产生的胀模力

PqA=160×105/3×20.84×10-4=11.2kN

由以上计算初步选注射机型号为SZ-63-400

3.2 模具厚度确定

模具的厚度一般应在注射机允许的最大模具厚度和最小模具厚度之间,既:

Hmax≥H≥Hmin[1]

式中H为模具厚度(mm)

Hmin为注射机允许的最小模具厚度(mm)

Hmax为注射机允许的最大模具厚度(mm)

H=170 Hmin=90Hmax=240由此可得与以上公式符合

4 塑件成型位置及分型面的选择

4.1 塑件成型位置

一模四腔,采用正方形分布。

4.2 分型面的确定

从模具结构及成形工艺的角度出发有两种方案方案中,根据设计要求尽可能避免影响塑件外观,并使溢料边易于清除或修整,便于模具零件的加工.综合以上左侧分型不合理.右侧方案有如下优点:(1)该分型面便于于塑件脱模和简化模具结构;(2)有利于排气;(3)便于模具零件的加工。采用如图2右侧分型面。

5 模具重要零部件设计

5.1 成型零件工作尺寸的设计

(1)成型凹模径向尺寸:

LM=(LS+LSSCP-0.75)+δz (1)

LM为成型凹模径向公称尺寸。

LS为塑件径向公称尺寸。

SCP为塑件平均收缩率。

为塑件尺寸偏差。

δz为成型凹模制造公差。

PA平均收缩率为

SCP=0.3% 由式(1)得

LM=24.62+0.06

LM=2.934+0.03

LM=4.95+0.03

(2)成型凹模的深度尺寸计算

HM=(HS+HSSCP-0.66)+δz

(2)

塑件尺寸偏差。

δz为成型凹模制造公差。

由式(2)得

HM=3.5791+0.06

HM=5.5165+0

5.2 开模行程确定

参考注射机的开模行程保证模具开启后能顺利取出塑件。

S按下式校核:

S≥H1+H2+H3+H4+(5～10)mm

(3)

240≥45+15+10+40=110所以符合。

5.3 顶出机构参数确定

根据要求,推件杆的移动行程为45mm 小于注射机的顶出行程(60mm)所以符合注射机工作要求。

5.4 推出机构的设计

推杆的位置选在脱模阻力大的地方;及设在塑件强度较大处,以免塑件变形损坏.推杆的端面高出型腔面0.05～0.1mm,这样不会影响塑件以后的使用。推杆与其配合孔长度取直径的1.6倍,为避免在推出塑件过程中产生中干涉现象。模具采用斜滑块侧向分模;塑件采用机动推出。