项目6--分型面的确定与浇注系统的设计

项目6分型面的确定与浇注系统的设计项目导入一相关知识二项目实施三一、项目引入本任务以成型灯座（如图1-1所示）和电池盒盖（如图5-1所示）为载体，训练学生合理选择选择分型面和设计浇注系统的能力。图1-1灯座二维图形图5-1电池盒盖二、相关知识（一）型腔数量的确定及布置1．型腔（cavity）数量的确定njkmmnm(1)按注射机的最大注射量确定型腔数量。式中n―型腔数量；m―单个塑件的体积或质量，cm3或g;mj―浇注系统凝量，cm3或g;k―注射机最大注射量利用系数，一般取0.8;mn―注射机最大注射量，cm3或g;(切记算出之数值不能四舍五入,只能取小)mmkmnjn二、相关知识（一）型腔数量的确定及布置1．型腔（cavity）数量的确定(2)按注射机的额定锁模力确定型腔数量。pApAFnjnnjFAnAp)(式中―注射机的额定锁模力，N;A―单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2;Aj―浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2,;p―塑料熔体对型腔的成型压力（MPa)查表;型腔压力一般是注射压力的30~40％。注射压力大小见表5-3nF二、相关知识（一）型腔数量的确定及布置1．型腔（cavity）数量的确定（3）按塑件的精度要求确定型腔的数目实践证明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度约降低4％。成型高精度塑件时，型腔不宜过多，通常不超过4腔，因为多型腔难以使型腔的成型条件一致。设塑件的典型尺寸（基本尺寸）为L(mm)，塑件尺寸偏差为(mm），单型腔时塑件可能达到的尺寸公差为％(POM为士0.2%,PA为士0.3%,PC、PVC、ABS等非结晶形塑料为士0.05%)，则有n242500Lx≤对于高精度塑件，通常最多采用一模四腔。x二、相关知识160'CNYtn（一）型腔数量的确定及布置1．型腔（cavity）数量的确定（4）按经济性确定型腔数目式中N―需要生产塑件的总数；Y―每小时注射成型加工费；t―成型周期；Cl―每一型腔的模具费用，元。注：模具型腔数目必须取中的最小值(切记算出之数值不能四舍五入,只能取小)，可供参考。若型腔数目接近时，则表明可以取得较佳的经济效益。此外，还应注意模板尺寸、脱模结构、浇注系统、冷却系统等方面的限制。'nn二、相关知识（一）型腔数量的确定及布置2．一模多腔模具的排列①尽可能采用平衡式②型腔布置防止模具受偏载而出现溢料现象③尽可能使型腔排列得紧凑，以减小模具的外形尺寸④型腔布置模板尺寸较小，容易加工图6-1型腔布置力求对称图6-2型腔布置力求紧凑二、相关知识（二）分型面1．分型面的形状图6-4分型面的不同形状在图纸上表示分型面的方法是在分型面的延长面上画出一小段直线表示分型面的位置。为更清楚地表示出开模方向，可用箭头表示开模方向或模板可移动的方向。若其中一方不动，另一方移动，用符号表示；若双向移动，用表示（如图6-4所示）。如果是多分型面，则用大写字母（如“A—A”、“B—B”、“C—C”，也可用罗马数字）表示开模的前后顺序。二、相关知识（二）分型面2．分型面的选择原则（1）分型面必须在塑件断面轮廓最大的地方，才能保证塑件顺利地从模腔中脱出。（2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量（4）分型面的选择应有利于模具的加工（5）分型面的选择应有利于排气（6）长型芯作主型芯，短型芯作侧型芯（7）投影面积大的作主分型面（8）采用机动式侧向分型抽芯机构时应尽量采用动模边侧向分型抽芯二、相关知识（三）浇注系统1．普通浇注系统的组成及设计原则（1）普通浇注系统的组成浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等部分组成浇注系统的作用是将塑料熔体充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。二、相关知识（三）浇注系统1．普通浇注系统的组成及设计原则（2）浇注系统的设计原则（1）首先应了解塑料熔体的流动行为（2）尽量避免或减少产生熔接痕（3）有利于型腔中气体的排出（4）防止型芯的变形和嵌件的位移（5）尽量采用较短的流程充满型腔（6）流动距离比的校核（7）修整方便，保证制品外观质量（8）应考虑储存冷料的措施二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计1）尺寸（mm）（mm）内壁表面粗糙度一般为Ra0.8μm；主流道未端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半角r=1～3mm；主流道长度L60mm。定位圈高度H=5～10mm,大型模具15mm。注射机固定模板定位孔与模具定位圈取较松动的间隙配合h11/b11或0.1mm的小间隙6~2可拆卸的主流道衬套（俗称浇口套）内，衬套一般选用碳素工具钢如T8A、T10A等热处理要求53~57HRC，衬套与定模板的配合可采用H7/m6或H7／k6。可在此处增设局部镶块。定位圈设计要易于加工、连接可靠并消除反压脱模现象。)2~1(rR)1~5.0(dD图主流道衬套及其与注射机喷嘴的关系（1）主流道设计二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计（2）冷料穴与拉料杆的设计1）作用：用来储存前锋冷料，防止冷料进入型腔；分模时兼起拉凝料的作用。2）位置:主流道、分流道未端3）形状（与拉料杆对应）一种是推杆形式的拉料杆，固定在推杆固定板上；另一种是仅适于推件板脱模的拉料杆，固定在动模板上。图6-15卧式注射机用模具的冷料穴①底部带有拉料杆的冷料穴二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计（2）冷料穴与拉料杆的设计②底部带有推杆的冷料穴图6-16模具的冷料穴1—制品2—螺纹型芯3—拉料杆4—推杆5—动模6—推件板③底部无拉料杆的冷料穴图6-17底部带有推杆的冷料穴二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计图6-19分流道的截面形状（3）分流道２）分流道的形状与尺寸1）原则物料热量、压力损失尽可能小。均衡进料（同时充满，同时凝固）。1）分流道断面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比（流道效率=））小，以减小热量损失和压力损失；其形状顺序为：圆、正、梯、矩；还需考虑加工难度。内表周截SVLS二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计（3）分流道表6-2常用分流道横截面及其尺寸（mm）d56（7）8（9）101112R2.53（0.5）4（4.5）55.56H67（8.5）10（11）12.513.515x156（7）8（9）101112R1～51～5（1～5）1～5（1～5）1～51～51～5h3.54（4.5）5（6）6.578二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计布置形式在多型腔模具中，分流道的布置有平衡式和非平衡式两类二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计（4）浇口的设计浇口是浇注系统中最关键的部分，按对流体的约束作用,浇口的特征可分：直接浇口（非限制性浇口或主流道浇口）限制性浇口（点浇口、潜伏浇口、侧浇口、扇形浇口等）按位置：中心浇口、边缘浇口按形状：扇形、环形、盘形、轮辐式、薄片式、点浇口按特殊性：潜伏式、护耳式。按浇口宽度大小：窄浇口和宽浇口浇口的形式及特点序号名称简图尺寸/mm说明1直接浇口(主流道型浇口)塑料流程短，流动阻力小，进料速度快，适用于高粘度类大而深的塑件。浇口去除不便。2侧浇口(边缘浇口、矩形浇口、标准浇口)B=1.5~5h=0.5~2L=0.7~2浇口流程短、截面小、去除容易，模具结构紧凑，加工维修方便，适用于各种形状的塑件。4~2浇口的形式及特点序号名称简图尺寸/mm说明3扇形浇口h=0.25~1.0B为塑件长度的1/4L=(1~1.3)hL1=6适用于宽度较大的薄片塑件。4平缝浇口h=0.20~1.5B为型腔长度的1/4至全长L=1.2~1.5适用于大面积扁平塑件,进料均匀，流动状态好，避免熔接痕。浇口的形式及特点15~6190~60d=0.5~1.5l=1.0~1.55盘形浇口（环形）h=0.25~1.6L=0.8~1.8适用于圆筒形或中间带孔的塑件。6轮辐浇口h=0.5~1.5宽视塑件大小而定L=1~2浇口去除方便，适用范围同环形浇口，但塑件留有熔接痕。7点浇口（橄榄形或菱形浇口）截面小，塑件剪切速率高，开模时浇口可自动拉断，适用于盒形及壳体类塑件。浇口的形式及特点8潜伏式浇口（隧道式或剪切式浇口）L=2~3属点浇口的变异形式，容易脱模，塑件表面不留痕迹，模具结构简单。９护耳式浇口1-耳槽2-浇口3-主流道4-分流道H=1.5倍分流道直径b0=分流道直径t0=(0.8～0.9)壁厚l0=(150～300)mm具有点浇口的优点，可有效地避免喷射流动，适于热稳定性差、粘度高的塑料。20~1045~30表6-4常用塑料所适应的浇口形式二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计②浇口位置的选择原则a．浇口位置的设置应使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少。b．浇口位置的设置应避免熔体破裂。显的熔接痕。c．应有利于排气和补缩。d．避免塑件变形。e．减少或避免产生熔接痕，提高熔接痕的强度。f．应考虑高分子取向对塑料制品性能的影响。g．考虑塑件受力状况。h．防止型芯变形。i．校核流动比K。二、相关知识（三）浇注系统2．普通浇注系统设计②浇口位置的选择原则二、相关知识（四）排气与引气系统设计（1）危害阻止快速充模，烧焦，造成气孔、组织疏松等缺陷（2）来源：空气；原料中的水分；分解气体；添加剂挥发或化学反应所产生的气体。（3)分布最后充满的部位；分布在整个塑件上；从气泡的分布状况，可以判断气体的来源，从而选择合理的排气部位。（4）排气方式注射模的排气方式：分型面;配合间隙;排气槽或排气孔;烧结金属排气1.排气系统设计二、相关知识（四）排气与引气系统设计2.引气系统设计是制品脱模的需要，其目的消除真空负压。常见的引气形式有：(1)镶拼式侧隙引气(2)气阀式引气三、项目实施（一）基本训练—灯座模具设计初步成型塑料制件—灯座（如图1-1所示），结合项目5训练，继续完成以下内容：①确定型腔数及布置；②选择分型面；③设计浇注系统；④设计排气系统；⑤设计引气系统。三、项目实施（一）基本训练—灯座模具设计初步1nmaxji0.8500101.95200.2kmmmk1.确定型腔数及布置根据项目5初选螺杆式注射机，选择XS—ZY—500型号，注射机主要技术参数如表5-4所示。（1）按注射机的最大注射量确定型腔数n1≤式中：—最大注射量的利用系数，一般取0.8；mmax—注射机的最大注射量，cm3；mj—浇注系统及飞边体积或质量，cm3；mi—单个塑件的体积或质量，cm3。三、项目实施（一）基本训练—灯座模具设计初步1.确定型腔数及布置（2)按注射机的锁模力大小确定型腔数n2式中：F0—注射机的额定锁模力；p—塑料熔体对型腔的平均成型压力，p=39.2MPa，见表5-3；A—单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2；Aj—浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2。2n0j2/350000039.203.9853.14FpAA≤结合项目5分析结论：大型薄壁塑件、深腔类塑件、需三向或四向长距离抽芯塑件等，为保证塑件成型，通常只能采用一模一腔。所以成型塑料制件—灯座模具的型腔数量我们选用一模一腔，型腔布置在模具的中间，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。三、项目实施（一）基本训练—灯座模具设计初步2．选择分型面图6-39分型面的选择三、项目实施（一）基本训练—灯座模具设计初步3．浇注系统的设计（1）主流道设计根据项目5计算结果（如表5-4所示）可得XS—ZY—500型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴球半径：R=18mm，喷嘴孔直径：d=5mm。根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0＋(1～2)mm，d=d0+0.5mm。取主流道球面半径：R=20mm。取主流道的小端直径：d0=5.5mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥角为=2°～6°，表面粗糙度Ra≤0.4μm，抛