诺基亚N70手机面板注塑模设计要点.docx
诺基亚诺基亚 N70N70 手机面板注塑模设计手机面板注塑模设计 1 1 概概 述述 1.11.1 塑料模的功能塑料模的功能 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具, 按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具,金属冲压模具,金属压铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在成型中多数是通过模具来制成品,所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后,塑料模具设 计对制品质量与产量,就决定性的影响。首先,模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等,均对制品(或型材)尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等,起着十分重要的影响。其次,在塑件加工过程中,塑料模结构的合理性,对操作的难易程度,具有重要的影响。再次,塑料模对塑件成本也有相当大的影响, 除简易模外, 一般来说制模费用是十分昂贵的, 大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中,合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具,被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求,起着无可替代的作用。高效全自动化设备,也只有装上能自动化生产的模具,才能发挥其应有的效能。此外,塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料摸是塑料制品生产的基础之深刻含意, 正日益为人们理解和掌握。 当塑料制品及其成形设备被确定后,塑件质量的优劣及生产效率的高低,模具因素约占 80%。由此可知,推动模具技术的进步应是不容缓的策略。 尤其大型塑料模的设计与制造水平, 标志一个国家工业化的发展程度。 .2 .2 我国塑料模现状我国塑料模现状 在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的 1/31/5,工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术,已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材 料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高,系列化商品化尚待规模化;CAD、CAE、Flow Cool 软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。 .3 .3 塑料模发展趋势塑料模发展趋势 随着注射成型技术的不断发展, 塑料制品已经深入到日常生活中的每个角落。 由于塑料件具有重量轻,生产方便,价格便宜,放大到成人用品,小到儿童玩具,几乎全部采用塑料件生产。塑料件的模具结构设计,应根据企业实际生产的具体要求来进行模具结构设计。 模具生产水平的高低, 已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志, 因为模具在很大程度上决定着产品成本质量、效益和新产品的开发能力。我国塑模技术近几年取得很大发展。大型塑料模已可生产 34 英寸大屏幕彩电塑壳模具,6 千克容量洗衣机全套塑模及汽车保险杠。精密注射模方面, 已能生产多型腔小模数齿轮模具和 600 腔塑封模具。 汽辅成型技术已得到广泛应用。现在日本有名模具生产企业,如东芝机械、富士 TACHNICA,三精密、名古屋金型和三贵金型株式会社等及我国广州, 东莞, 深圳等地已使用一些先进模具生产与制造技术。 如用 PRO/E或 UG 进行产品的 3D 造型和分模,使用 MASTERCAM 或者 CIMATRON 来做刀路,用日本的FANUC 系统或台湾的加工中心进行模具型腔和型芯的加工,用高速加工中心做铜电极,用三坐标测量仪来检验。 (1)未来塑料模具工业和技术的主要发展方向将是: 模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化、网络化方向发展。进入二十一世纪以后,模具基本上全部采用计算机辅助设计和制造。用户设计的零件图形从互联网输出,先进塑件分析, 再进行三维模具设计。 设计时根据用户的设备条件和成型工艺, 协商讨论确定模具方案。CAD 结束之后,使用 moldflow 软件进行计算机模拟分析(CAE),该软件可以模拟注射过程,并在计算机显示器上用不同的颜色显示出注射时物料流动速度、温度、压力变化,由此判断模具设计的合理性。由于采用 CAE 技术大大减少了制造过程中模具的修整和试模的工作量。设计的模具确定之后,使用 CAM 软件为 CNC 机床或加工中心编制加工用的数控程序。数控程序编制好后,可先在计算机上模拟加工过程,以检验数控程序的正确性。在确认数控程序没有问题时,可通过与厂内局域网连接的直接数控(DNC)计算机将数控程序传送至选定的 CNC 机床或加工中心,在毛坯准备和装卡完毕之后,便可以进行加工。 因此模具企业应大力普及、广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术,逐步走向模具软件功能集成化,模具设计分析制造的三维化,模具软件应用网络化,同时还应强调信息的集成,强调技术、人和管理的集成。 (2)发展中的模具先进制造技术 塑料模具制造中对于一些复杂的型腔,需采用先进的制造技术,如高速数控、加工三坐标测量机,电火花,线切割等,以实现优质、高效、低耗和灵活生产。高速数控加工采用先进的CAD/CAM 集成设计和制造系统,进行图形交互的自动数控编程,这种方法速度快、精度高、直观、使用简便和便于检查。一般高速数控切削的主轴转速比普通数控切削转速高 110 倍。高速数控切削的另一个内涵是采用高的进给速度。维持切削力不变,提高转速就能够提高切除率,减少切削时间;维持进给速度在普通切削水平,提高转速就能够降低切削力,可以加工较细或较薄的模具零件。研制大功率高速主轴,功率100kW,转速100000 转/min,是今后发展的方向。 (3)快速成型与制模技术最新发展 快速经济制模技术与传统的机械加工相比,具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求,是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术,概括起来,有以下几种类别快速原型制造技术简称 RPM,是 80 年代后期发展起来的一种新型制造技术。美国、日本、英国、以色列、德国、中国都推出了自己的商业化产品,并逐渐形成了新型产业。 已经商业化的几种典型快速成型工艺包括:激光立体光刻技术(SLA)、叠层轮廓制造技术(LOM)、熔融沉积成型技术(FDM)、三维印刷成型技术(3D- P)、电弧喷涂成型制模技术、电铸成型技术、型腔表面精细花纹成型的蚀刻技术。 (4)模具研磨抛光向自动化、智能化方面发展 由于抛光对模具制造的重要性,抛光技术发展很快,目前对先进的自动化、智能化抛光技术研究已取得很大进展,主要有:电火花成型加工后的电解质抛光、超声波研磨和抛光、仿形自动抛光、数控抛光。 (5)模具标准件应用广泛 模具标准件是模具基础, 其大量应用可缩短模具设计制造周期, 同时也显著提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于 30%,而先进国家均高于 70%,每年我们要从国外进口相当数量的模具标准件,其费用约占年模具进口额的3%8%。 本设计来自:本设计来自:完美完美毕业设计网毕业设计网 http:/ 登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计 客服客服 QQ:8191040 2 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 2.1 拟定制品成型工艺拟定制品成型工艺 该制品是 N70 手机面板,如图 2- 1 所示,生产批量大。材料为绝缘性能较好的低压聚乙烯,成型工艺性能好,可以注射成型。. 工艺性与结构分析: 精度等级:采用一般精度 5 级 脱模斜度:型腔 25- 40 , 型芯 20- 40 (塑件内孔以型芯小端为准;塑件外形以型腔大端为准) 一般情况下,脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留在型腔内时, 塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。 图 21 塑件 2.2 热塑性塑料低压聚乙烯的注射成型工艺热塑性塑料低压聚乙烯的注射成型工艺 注射成型工艺过程: (1)预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序 (2)预热、清理模具涂脱模剂合模注射 2.2.1 低压聚乙烯的注射成型工艺参数低压聚乙烯的注射成型工艺参数 (1)注射机:螺杆式 (2)螺杆转速(r/min):2050 (3)预热和干燥:温度(C) 90100 时间( h ) 2.53.5 (4)料筒温度(C) 后段 90110 中段 125140 前段 110125 (5)喷嘴温度(C) 110120; 喷嘴形式 自锁式 (6)模具温度(C) 4070 (7)注射压力(MPa) 80130 (8)成型时间( s ) 注射 05 保压 2050 成型周期 50100 冷却 2040 (9)后处理 :方法 水或油 温度(C) 90100 时间( h ) 410 2.2.2 低压聚乙烯材料综合性能分析低压聚乙烯材料综合性能分析 (1)低压聚乙烯属于热塑性材料,耐腐蚀性和电绝缘性良好。 (2)结晶料,吸湿性小,流动性极好,。对压力敏感,成型是需高压注射,不宜采用直接浇口,以防止收缩不均,内应力增大。 (3)收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲。冷却速度宜慢,模具设有冷料穴,并有冷却系统。 (4)加热时间不宜过长,否则会发生分解、烧伤。 (5)软质塑件有较浅的侧凹槽可强制脱模 (6)可能发生熔体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂。 表 21 低压聚乙烯综合性能 性能名称 数 值 性能名称 数 值 密度 g/cm 0.95 弹性模量MPa 0.840.95 比容 cm/g 0.91 弯曲强度MPa 25 吸水率%(24h) 0.01 硬度 HB 邵 D41-46 收缩率% 1.53.6 体积电阻率.cm 1610 熔点C 105-125 击穿电压Kv/mm 18.127.5 热变形温度C 1.86MPa 48 0.46MPa 60-82 冲击强度kJ/m 无缺口 不断 缺口 48 抗拉屈服强度 MPa 7-19 介电系数60Hz 106Hz2.32.4 3 3 拟定模具结构形式拟定模具结构形式 3.1 分型面位置的确定分型面位置的确定 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面, 分型面的位置影响着成型零部件的结构形状,型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 分型面的选择应注意以下几点: A不影响塑件外观,尤其是对外观有明确要求的制品; B有利于保证塑件的精度要求; C有利于模具加工,特别是型腔的加工; D有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计; E便于制件的脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。 (1)多型腔单分型面模具:塑件外观质量要求不高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用此结构。 (2)多型腔多分型面模具:塑件外观质量要求高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用此结构。 该塑件外观质量要求较高,并可以看出:分型面的位置、塑件推出机构的痕迹、浇口为潜伏式浇口。可初步拟定四型腔单分型面的结构。 根据塑件的结构形式,分型面选在手机面板上下配合的面为分型面,如图 3- 1 所示。 图 31 分型面位置 3.2 确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式 一般来说, 精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构, 对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高 塑料手机面板塑件属于小型塑件,大批量生产。该塑件精度要求不高,又是大批大量生产,可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用低一点,设备运转费用小一点,初定为一模四腔的模具型式。 根据塑件的形状, 以及塑件材料低压聚乙烯的综合性能, 本设计采用一模四腔的形式。 4 注塑机型号的确定注塑机型号的确定 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式, 在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机, 倘若用户已提供了注射机的型号和规格, 设计人员必须对其进行校核,若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量调整。 4.1 注射量的计算注射量的计算 通过 PRO/E 建模分析,可得出塑件质量为 21.81 克,塑件体积 m1为 22.963cm,曲面表面积为 3022cm。流道凝料 m2还是个未知数,可按塑件质量的 0.6 倍来计算。从上述分析中确定型腔为一模四腔,所以注射量为: 按体积算: Q=塑件nq6 . 1 =1.696.224 =146.944 3cm 按质量算: M=1.6n m1 =1.6421.81 =139.584 g 曲面面积 S=30151.72mm 4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算 流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积 A 在模具设计前是个未知数,根据多型腔模的统计分析,大概是每个塑件在分型面上的投影的 0.2- 0.5 倍。因此可以采用 0.4nA1 来进行估算。所以 A= nA1+0.4 nA1 =1.4 nA1 =30240 2mm (其中 A15400 2mm) F = AP = 30240 40 = 1209600 N = 1209.6 KN 式中,型腔压力 P 取 40Mpa 4.3 选择注射机选择注射机 塑件成型所需要的注射量应小于所选注射机的注射容量。可按注射容量、锁模力、模具闭合时的厚度等来确定注射机的型号。 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值,确定选用 XS- - ZY- 250 卧式注射机(上海塑机厂)。其参数如表 4- 1 所示: 名 称 单 位 数 值 名 称 单 位 数 值 公称注射量 3cm 250 模板尺寸 mm 598*520 螺杆(柱mm 50 拉杆mm 448*370 塞)直径 空间 注射压力 MPa 130 合模方式 增压式 注射行程 mm 160 油泵流量 L/min 180,12 注射时间 s 2 油泵压力 N/min 650 螺杆转数 R/min 25,31,39, 58,32,89 机器外形尺寸 m 4.7*1.0*1.815 注射方式 螺杆式 螺杆驱动kW 5.5 功率 合模力 kN 1800 加热功率 kW 9.83 最大成型面积 3cm 500 机器重量 t 4.5 模板最大行程 mm 500 电动机功率 kW 18.5 模具最大厚度 mm 350 资料提供单位 上海塑机厂 模具最小厚度 mm 200 表 41 XS -ZY-250 卧式注射机主要技术参数 4.4 有关参数的校核有关参数的校核 1,型腔数量的校核 (1)由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n n= 21/3600mmkMt =0.8 18 30 3600/3600- 0.6 4 22.9622.96 = 16.4 4 所以,所设定的型腔数符合要求,合格。 上式中,k- - - - - - 注射机最大注射量的利用系数,一般取 0.8 M- - - - - - 注射机的额定塑化量,取 18g/s t- - - - - - - 成型周期,取 30s 其它的安装尺寸的校核要待模架选定,结构尺寸确定之后方可进行。 (2)按注射机的最大注射量校核型腔数量 n: 12mmkMnn=8.49 上式右边=8.494(符合要求) 式中 Mn注射机允许的最大注射量(g 或 cm) (3) 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 n: 12pApAFn 上式右边=5.74 (符合要求) 式中 F注射机的额定锁模力(N) A1单个塑件在模具分型面上的投影面积(mm) A2浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm) p塑料熔体对型腔的成型压力(MPa)一般是注射压力的 80% 喷嘴球半径 mm 18 喷嘴孔直径 mm 4 2. 注射机的校核 (1)注射压力的校核:该注射机的注射压力为 130MPa,低压聚乙烯的注射压力为 70110,所以能够满足要求。 (2)注射量以及锁模力在上面已经校核,符合要求。 模具厚度的校核:模具厚度 H 必须满足:Hminmax 该模具厚度为 H=25+50+40+32+100+25+10 =282mm(符合要求) 式中 Hmin注射机允许的最小模厚,即动、定模板之间的最小开距 Hmax注射机允许的最大模厚 (3)开模行程的校核:SmaxS=H1+H2+510 上式右边 S=20+70+10 =100mm(符合要求) 式中 Smax注射机最大开模行程(mm) H1推出距离(脱模距离)(mm) H2包括浇注系统在内的塑件高度(mm) 5 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计 浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。 它分为普通流道浇注系统和无流道凝料(热流道)浇注系统。 该模具采用普通流道浇注系统,其包括:主流道、分流道、冷料井、浇口。 5.1 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统是指从注射机的喷嘴到模具型腔的浇口这一段塑料流动的信道称为浇注系统。浇注系统由主浇道、分流道、冷料穴、浇口等组成。 1.浇注系统设计原则: (1).重点考虑型腔布局。 (2).热量及压力损失要小,为此浇注系统流程应尽可能短,截面尺寸应尽可能大,弯折尽 量少,表面粗糙度要低。 (3).均衡进料,即分流道尽可能采用平衡式布置。 (4).塑料耗量要少,满足各型腔充满的前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料耗量。 (5).消除冷料,浇注系统应能收集温度较低的“冷料”。 (6).排气良好。 (7).防止塑件出现缺陷,避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。 (8).保证塑件外观质量。 (9).较高的生产效率。 (10).塑料熔体流动特性(充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为) 。 5.1.1 主流道设计主流道设计 1主流道是喷嘴熔融状态的塑料进入模具型腔时的首段信道,它的形状和尺寸直接影响塑料的流动速度及填充时间。主流道一般呈圆锥形,锥度一般为 24 度,其小端直径应大于喷嘴直径 0.51mm,以便补偿与喷嘴对中的误差。主流道的最佳长度一般为 2040mm。 根据所选注射机,小端尺寸直径应为: d=注射机喷嘴尺寸+(0.51) = 4 + (0.5 1) = 4.5 5.5 mm 主流道球面半径应为: R=喷嘴球面半径+(12) = 18 + 2 = 20 mm 球面配合高度 h=35 取 h=3(mm) 2主流道衬套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套,以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理,一般采用碳素工具钢,如:T8A、T10A 等,热处理硬度为 5357HRC。主流道衬套和定位圈设计成整体式,用于小型模具。中大型模具设计成分体式。但由于该模具主流道较长,设计成分体式较宜。 为了便于加工和缩短主流道长度,衬套和定位圈设计成分体式。主流道长度取 50,约等于定模板(型腔板)的厚度。(见模价的确定和装配图) 图 51 主流道衬套 主流道衬套材料采用 45 钢,热处理淬火或表面硬度为 5355HRC。本设计中,主流道与定模座板采用 H7/k6 过度配合,与定位圈的配合采用 H9/f9 间隙配合。 图 52 定位圈 主流道的固定见装配图 3. 主流道凝料有关计算 主流道凝料体积为: q=4dL =4 (4.87.862)50 =1572.7 mm =1.573 cm 主流道剪切速率校核: 由经验公式 : 33 . 3nRq=316. 314. 3517.1483 . 3=4946.5 1s在 5001s-50001s之间 式中,塑件浇道qqq+主q =146.944+1.573 =148.517 R=22/ )86. 779. 4( =3.16 mm 生产实践表明,当注射模具主流道的剪切速率在 5001s-50001s之间,所成型的塑件的质量较好。所以本设计的主流道剪切速率符合要求。 5.1.25.1.2 分流道的设计分流道的设计 1. 分流道布置形式: 分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向的作用。本设计属于多型腔模具,必须设置分流道。 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态, 使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔,因此,本设计采用平衡式分流道。 分流道尺寸及各级分流道的尺寸如图 5- 3 所示 2分流道的形状及截面尺寸 为了便于机械加工及凝料脱模,本设计的分流道设置在分型面上,截面形状采用加工工艺比较好的梯形截面。 梯形截面对塑料熔体流动阻力不大, 一般采用下面经验公式来确定截面尺寸: B=0.26544Lm=0.265449 .111281.21=5.7 查资料取 B=6 , H=32B=326=4 ,取标准值 H=4 mm 查资料 3,取标准值,其中深度 H=4 mm, 宽度 L=6mm ,底部宽度取 4mm , 流道截面形状及尺寸如图 5- 4 所示 图 54 流道截面图 从理论上第二级分流道的截面尺寸可比第一级分流道截面尺寸小 10%, 但为了刀具的统一和加工方便,在分型面上和分流道采用一样的截面。 3分流道的有关计算: 分流道凝料体积 分流道长度 L=(111.9+17.982+20.51)2=300.78300 mm 分流道截面积 A=4246=20 2mm 分流道凝料体积 q=20300=6000 3mm=6 3cm 分流道剪切速率校核: 根据经验公式:33 . 3nRq=652.3 1S 在 5001S-50001S,剪切速率校核合理 其中,q= 22.964+6 = 28.96 3cm R=322cF=35.98mm=3.598cm 其中 F 为锁模力,F=1209.6 KN c 为梯形截面周长(2cm) 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取 0.8um1.6um 即可,因此,本设计取 1.5um。 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关, 有多种不同的布置形式, 但应遵循两方面原则:即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸;另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式,采用定模部分与瓣合模上均开有分流道,如图 5。 5.2 浇口的设计浇口的设计 浇口,又称进料口,是分流道与型腔之间的狭窄部分,也是浇注系统中最小部分。它使塑料熔体的流速产生加速度,以利于迅速充满型腔,同时还起封闭型腔防止熔体倒流的作用,并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离。 根据塑件的外部特征,外观表面质量要求比较高,要求看不到浇口的痕迹,塑件的外表面是光滑的,因此本设计采用推切式潜伏式浇口,在开模时浇口自行剪断,从外面看不到浇口。 潜伏式浇口的优点: 进料口设在塑件内侧塑件外表面没有点浇口切断痕迹。 脱模时推杆将流道与塑件推出的同时,推杆切断进料口,可实行注射机的全自动操作,避免了点浇口流道所需要的定模定距分型机构,模具结够简单。 潜伏浇口的缺点:隧道斜孔的加工较困难。为了将斜的点浇口推出,必须是柔韧性较好的塑料。 (本设计中使用的低压聚乙烯具有较好的柔韧性) , 并且要严格掌握塑件在模内的冷却时间,在凝道未完全凝固时推出潜伏浇口。 5.2.1 浇口设计的技术要求浇口设计的技术要求 1浇口位置的选择应遵循的原则: (1)避免制件上产生喷射等缺陷(避免喷射有两种方法:a 加大浇口截面尺寸,降低熔体流速;b 采用冲击型浇口,改善塑料熔体流动状况。)该模具采用方法 a; (2)浇口应开设在塑件截面最厚处; (3)有利于塑件熔体流动; (4)有利于型腔排气; (5)考虑塑件使用时的载荷状况; (6)减少或避免塑件的熔接痕; (7)考虑分子取向对塑件性能的影响; (8)考虑浇口位置和数目对塑件成型尺寸的影响; (9)防止将型芯或嵌件挤歪变形。 2.浇口设计的基本要点: (1) 尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔, 尽量缩短熔体的流动距离,减少压力损失,有利于排除模具型腔中的气体,这对大型塑件更为重要。 (2) 浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时, 若将浇口开设在塑件的薄壁处,这时塑料熔体进入型腔后,不但流动阻力大,而且还易冷却,以致影响了熔体的流动距离,难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑,塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方, 若浇口开设在薄壁处, 则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。 因此为保证塑料熔体的充分流动性, 也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料,一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。 (3) 必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因, 有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合,汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度,并有损于外观质量, 这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。 有时为了增加熔体的汇合, 汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度,并有损于外观质量,这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生,有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度,可以在溶接处外侧设一冷料穴,使前锋冷料引如其内,以提高熔接强度。在选择浇口位置时,还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。 (4)应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足,在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅,虽然有时可用排气系统来解决,但在选择浇口位置时应先行加以考虑。 (5)考虑分子定向影响 充填模具型腔期间,热塑性塑料会在流动方向上 2 呈现一定的分子取向,这将影响塑件的性能。对某一塑件而言,垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的,一般在垂直于流向的方位上强度降低,容易产生应力开裂。 (6)避免产生喷射和蠕动(蛇形流) 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配, 良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。 塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气,如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔,这种流动影响便可能出现。 特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。 通过扩大尺寸或采用冲击型浇口(使料流直接流向型腔壁或粗大型芯),可以防止喷射和蠕动。 (7) 浇口与塑件连接得部位应成 R0.5 的圆角或 0.545的倒角;浇口和流道连接的部位一般斜度为 3045,并以 R1R2 的圆弧和流道底面相连接 5.2.2 浇口尺寸的确定浇口尺寸的确定 1. 由经验公式:d=nk4A=0.60.29430200 = 2.3 mm 其中查资料并计算得, n=0.6 , k=0.29 浇口截面形状如图 55 所示 图 55 浇口截面 在设计模具时,浇口直径先取直径 d=1.5 ,在试模时根据实际情况再进行调整。 2.浇口剪切速率的校核 根据点浇口的经验公式: 34nRq=3075. 014. 396.224=69330 s1 在 10000100000 s1之间,减切速率符合要求。