五注射模具各单元设计

2019年8月16日1第五章注射模具各单元设计问题基本内容重点难点型芯型腔设计思考问题问题：浇注设计导向脱模机构设计温度调节系统设计侧向分型设计排气结构设计1.如何选择注射模的分型面？2.浇注系统的常用形式及选择？3.脱模机构的确定方法？4.在设计注射模时，怎样才能有利于排气？2019年8月16日2五章注射模具各单元设计问题基本内容重点难点型芯型腔设计思考问题浇注设计导向脱模机构设计温度调节系统设计侧向分型设计排气结构设计1.掌握注射模的分型面选择。2.掌握注射模型腔数量的确定和校核方法。3.掌握浇注系统、浇口的设计方法。4.掌握成型零部件及推出结构的设计。基本内容：重点难点：1.重点：单分型面注射模的设计原则。2.难点：读懂注射模具结构图2019年8月16日3第一节浇注系统的设计一、分型面——分开模具能取出塑件的面，称作分型面。分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。1、选择分型面位置的原则〈1〉分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处；〈2〉使塑件留在动模一边，利于脱模；〈3〉将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度；〈4〉轴芯机构要考虑轴芯距离；〈5〉分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。一般在分型面凹模一侧开设一条深0.025~0.1mm宽1.5~6mm的排气槽。亦可以利用顶杆，型腔，型芯镶块排气第五章注射模具各单元设计2019年8月16日4二、概述1.浇注系统的作用①将来自注射机喷嘴的熔料迅速有序地充满型腔；②在浇口冻结之前将成型压力均匀地传到型腔的各个部位，以保证得到质地紧密、外观清晰的制件。第五章注射模具各单元设计2019年8月16日52.浇注系统的基本结构①主流道：引料入模，将熔料引入模具的分型面；②分流道：将来自主流道的熔料进行分流、转向，引导各型腔或型腔的各部分；③浇口：熔料由分流道流入型腔的通道；④冷料井(端)：容纳两次注射间歇中喷嘴头部的冷料。2019年8月16日6（1）熔体流动时尽量减少分流的次数，以减少熔接痕；（2）有利于型腔中气体排出；（3）一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内；（4）防止型芯的变形和嵌件的位移；（5）流程尽量短，以减少成型周期及减少废料。4.浇注系统的设计原则3.浇注系统的分类（1）冷流道浇注系统（2）热流道浇注系统（3）绝热流道浇注系统2019年8月16日7（一）主流道的设计（1）进口端要与喷嘴端密合，不能漏料；对接处设计成半球形凹坑。R=R1+(1～2)mm；d=d1+(0.5～1)mm；（2）出口端要与所在面齐平；（3）流道要有脱模斜度和足够的粗糙度；α=(2o～4o)；Ra≤0.63ｕm。（4）工作时不能出现轴向窜动.2019年8月16日8r=1r2=(1～2)D(H7/m6)：由结构确定；L：由结构确定；材料：T8A，T10A淬火处理，HRC50～55（5）其它：R=R1+1；d=d1+1α=(2o～4o)2019年8月16日9①卧式或立式注射机用的模具中，主流道垂直于分型面。②直角式注射机中，主流道设计在分型面上。（1）主流道设计成圆锥形，其锥角=2~4°，对流动性较差的塑料可取3~6°，内壁表面粗糙度Ra≤0.63ｕm。（2）与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径R2=喷嘴半径R1+(1～2)mm；（3）主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1~3mm。（4）主流道L应尽量短，L由模板厚度确定，一般取L≦60mm；（5）主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选用优质材料单独加工和热处理。1、主流道的设计原则2019年8月16日101.设计要求（1)~（5）同浇注系统的设计要求；（6）力求使各型腔同时充满。2.设计要点（1）尽量减少压力损失；（2）尽可能避免温度降低。(二)分流道的设计3、分流道的截面形式有圆形、梯形、U形和六角形等。①圆形断面：比表面积小（流道表面积与其体积之比），热损失小，但加工制造难，直径5~10mm；②梯形：加工较方便，其中h/D=2/3~4/5边斜度5~15；③u形：加工方便，h/R=5/4；④半圆形：h/R=0.9。2019年8月16日113、截面形状和尺寸：取决于塑件大小、模具结构和物料。截面积SπD2/4πD2/8D2/2D2周长L’πdπD/2+D3D4DS/L’0.25D0.153D0.167D0.25D2019年8月16日12①常用截面形状：(圆形)、梯形W：塑件重量(g)L：分流道长度(mm)流道的深度为梯形截面上端宽度的2/3~3/4,脱模斜度取5～10°.3.7LWD4②一般当分型面为平面时，常采用圆形。③分型面不为平面时，常采用梯形或半圆形截面的2019年8月16日132)中心：最好能与浇口的中心位于同一直线上；长度：在结构允许的前提下，尽量短；3)表面粗糙度通常取Ra=1.25～2.5；4）分流道与浇口连接常采用斜面和圆弧连接。5）多腔模中，分流道的排布总的要求型腔同时充满，且用料要少。2019年8月16日14分流道的尺寸：塑料品种分流道直径/mm塑料品种分流道直径/mmABS4.8～9.5聚丙烯4.8～9.5聚甲醛3.2～9.5聚乙烯1.6～9.5丙烯酸酯8.0～9.5聚苯醚6.4～9.5耐冲击丙烯酸酯8.0～12.7聚苯乙烯3.2～9.5尼龙-61.6～9.5聚氯乙烯3.2～9.5聚碳酸酯4.8～9.52019年8月16日15壁厚小于3mm，质量﹤200克的塑件的分流道的直径式中：D——分流道直径，mm;m——制品质量，g;L——分流道的长度，mm;42654.0LmD分流道直径仅限于在3.2～9.5mm以内.经验公式：2019年8月16日16①均衡布置：分流道的形状尺寸一致。多腔模分流道的排布2019年8月16日17①均衡布置：2019年8月16日18非均衡布置：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。b、分流道不能太细长。c、需多次修复，调理达到平衡。d、要求高的制品不宜采用。e、分流道长度短。f、如分流道较长，可作冷料穴。g、塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。2019年8月16日191.浇口的作用：浇口的设计a、使熔体快速进入型腔，按顺序填充。b、冷却材料作用2.浇口的参数：a、形状一般为圆形或矩形。b、面积与分流道比为0.03~0.09。c、长度一般:0.5~2.0mm。2019年8月16日201.浇口的位置选择(1)选择标准①有利于型腔的排气；2019年8月16日21②尽量选在（或靠近）壁最厚的部位；③尽量设在无损制品外观的位置；④要有利于物料在模内分流后的熔合；⑤要防止产生充模喷射的现象；⑥尽量减小型芯的变形；⑦采用纤维状的填充料时，让料流方向与其一致。2019年8月16日221)直浇口：浇口的形式与尺寸特点：充模速度快、压力损失小、清除浇口难、且制件上留有大块痕迹；适用：用于加工热敏性及高粘度物料,成型大型薄壁容器型制品；常用于一模一件。设计：与主流道的设计一样，同时一定要注意轴向定位(校核螺钉，不要产生轴向窜动)。2019年8月16日232)侧浇口(边缘浇口)一般开于分型面上特点：加工修整简单、去除容易、制件上留有明显痕迹；常用于多型腔或一腔多点进料。适用：所有料；板条类的大型制品。～～～2019年8月16日2430Anb③设计：侧浇口的大小由其厚度、宽度和长度决定：h=n.t式中：t——侧浇口厚度,mm;n——系数，与塑料品种有关；b——侧浇口宽度，mm;A——模具凹模的表面积。材料PE,PSPOM,PC,PPCA,PA66,PMMAHPVCn0.60.70.80.92019年8月16日25一般侧浇口厚度：0.5～1.5mm，宽度：1.5～5mm，长度：1.5～2.5mm；大型复杂的制件侧浇口厚度：2.0～2.5mm（约为塑件厚度的0.7～0.8）；宽度：7.0～10.0mm；长度：2.0～3.0mm；经验宽度与厚度的比例大致是3：1。2019年8月16日26制品尺寸质量(g)高度h宽度b很小0～50.250.75小5～400.501.50中40～2000.752.25大200+1.003.002019年8月16日27例如：盒形制品，PE，计算浇口尺寸。解：取n=0.6h=n.t=0.6×1.3=7.83643047500603047500150130213050215050..AnbA2019年8月16日28平缝浇口浇口的形式与尺寸适用既平坦及大面积、且翘曲要保持最小的设计。典型的浇口厚度：0.25至0.63mm；长度：必须短﹐大約0.63mm。2019年8月16日293)扇形浇口浇口的形式与尺寸适用成型大平板状及薄壁塑件;尺寸宽度：按侧浇口的公式计算；出口厚度：与侧浇口的公式相同；入口厚度：H2=bh1/D式中：h1——浇口出口厚度，mm；D——分流道直径，mm；2019年8月16日304)点浇口(菱形浇口)：特点：①留痕小，不需清除，二次加工少；②位置选择比较自由；③成本高。适用：多型腔中心进料/一腔多点进料；适用于各种壳类、盒类塑件；成型流动性好的热塑性塑料，使用双分型面模具。αβ2019年8月16日315)潜伏浇口(隧道式浇口)：特点：浇口没有位于分型面处，解决了点浇口必须三板的结构和顶部进料的问题。浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。适用：多型腔模具、成型弹性材料。γβα2502.5)(0.76)(3130)(1050)(2020)(5maxmaxyxddooo2019年8月16日326)环形浇口：特点：熔料自由地沿著环状浇口中心部分流动﹐然后熔料向下流动充填模具。典型浇口厚度：0.25至1.6mm。7)轮辐式浇口（四点浇口）：特点：容易去除和节省材料。适用：管状塑料制品；典型浇口厚度：厚度：0.8至4.8mm﹐宽度：1.6至6.4mm。2019年8月16日338)搭接式浇口:特点：可防止粗大制品的喷射现象，但加工、修整、去除困难、制件上留有明显痕迹。设计：面长c：小制品0.5～0.8大制品1～2～～～b/2hc12019年8月16日349)盘形浇口:特点：塑件无熔合线，对强度无影响。适用：单型腔、管状薄壁制品。设计：面长c：0.75～1tnh75.0tnhc12019年8月16日3510）伞形浇口清除麻烦，需用切刀。α=45o～90otnhα2019年8月16日36根据锁模力12AAPQn注射机锁模力，N浇注系统在分型面上的投影面积，㎜2每个塑件在分型面上的投影面积，㎜2型腔内熔体的平均压力，MPa128.0mmGn注射机最大注射量，g单个塑件的质量，g浇注系统的质量，g根据注射量型腔数目的确定2019年8月16日37型腔数目的确定根据塑件精度要求2425sLn塑件的尺寸公差，mm单腔模注射时塑件可能产生的尺寸误差的百分比。塑件基本尺寸，mmN——批量，个C1——每一型腔模具费，元Y——每h加工费，元根据生产经济性t——成型周期，min2019年8月16日382）型腔的分布单型腔模具塑件在模具中的位置型腔一般在模具中心塑件在定模塑件在动模塑件分别在动、定模塑件在单分型面模具中的位置2019年8月16日39多型腔模具型腔的分布平衡式排布非平衡式排布2019年8月16日40一、一模多腔浇注系统的平衡1）、特点：浇注系统的平衡进料分流道到浇口及型腔，其形状、长宽尺寸、圆角、模壁的冷却条件都完全相同。圆周式布置横列式布置2）、布置方法：1、平衡式浇注系统2019年8月16日41浇注系统的平衡进料1）、两种情况：各个型腔尺寸和形状相同，各型腔到主流道的距离不同；型腔和流道长度均不相同。式中：k—浇口平衡系数，它与通过浇口的熔体质量成比例；S—浇口的截面积，mm2；L—浇口长度，mm;a—主流道到型腔浇口的距离，mm。2）、平衡系数法：各个型腔的平衡系数相等或成比例。2、非平衡式浇注系统aLSk2019年8月16日42浇注系统的平衡进料3）、不同塑件的k值用下式表示：式中：W1