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2020年12月18日主讲:梁军第1页一、模具在国民经济中的地位和作用:1.模具的概念:(广义模具)在一定的工艺条件下,将其特定的形状和尺寸赋予材料的工具。2.模制法的特点:⑴生产能力高;⑵产品质量的一致性好;⑶原材料的利用率高,成本低;⑷只适用于批量生产。3.模具在国民经济中的地位和作用:第一章绪论2020年12月18日主讲:梁军第2页1.塑料制品:注射、挤出、吹塑、压制、泡沫成型、浇注、热成型、滚塑(搪塑)2.橡胶制品:压制、压铸、挤出、注射二、常用橡胶塑料模具:2020年12月18日主讲:梁军第3页(从成型工艺方面来分析制品结构设计的合理性和可行性)第二章塑料制品的设计2.型腔:3.留模:4.脱模方向:5.侧孔与侧凸(侧凹):1.动模和定模:第一节预备知识2020年12月18日主讲:梁军第4页解决几个问题:1.一套模具可以在任何注射机上成型吗?2.在设计中对塑料制品的要求可以和金属制品一致吗?为什么?3.模具加工后成型的制品有误差,怎么办?第二节塑料注射制品的设计分析2020年12月18日主讲:梁军第5页(一)塑件的尺寸:(体积、外轮廓尺寸、壁厚)1.塑件的体积V制(与注射机的理论注射容积V注):0.2V注≤V制≤0.8V注LDPEPPPSABSPCρ熔/ρ固0.8260.8240.9340.8030.91一、塑件的尺寸和尺寸精度:2020年12月18日主讲:梁军第6页成型面积S投——塑件在模具分型面上的投影面积。F涨=S投×p涨p涨=(20~30)MPaor(30~40)MPa2.成型面积S投和合模力F合:3.塑件的壁厚t:均匀2020年12月18日主讲:梁军第7页4.塑件在脱模方向上的高度h与移模行程Sm:2020年12月18日主讲:梁军第8页1.影响塑件尺寸精度的因素:1)模具的加工精度δz:2)模具的磨损δc:磨损型孔———→尺寸↑—→塑件的外形尺寸↑磨损型芯———→尺寸↓—→塑件的内表面尺寸↓(二)、塑件的尺寸精度:100%)/(SSMLLLSLM--常温下模腔的尺寸LS--常温下制品的尺寸4)成型零件的安装误差:5)活动成型零件的配合间隙变化引起的误差。3)塑料的收缩率波动:2020年12月18日主讲:梁军第9页1)物料:2)制品尺寸:壁厚、表面形状、筋的形状等。3)模具设计:冷却方案、流道和浇口的几何形状和尺寸、浇口的数量和位置等。4)成型条件:温度、压力、成型时间等。5)注射机类型:注射速度、可达到的注射压力、时间、温度和压力的控制精度等。6)注射机和模具的状况。2.影响塑料收缩率波动的因素:2020年12月18日主讲:梁军第10页1)物料温度Tm:Vm同Tm↑—→ρ熔↓———→G制↓—→塑件的尺寸↓2)模具的温度TM:G制同TM↑—→结晶度↑—→ρ固↑———→塑件的尺寸↓3)成型压力p:p↑—→G制↑—→塑件的尺寸↑4)时间:模腔中的注射压力保持时间越长,收缩越小。3.成型工艺条件对塑料收缩率的影响:2020年12月18日主讲:梁军第11页1注射机的选择和所成型的塑件的体积、成型面积、高度等尺寸有关;2对塑料制品,慎提尺寸公差;3通常不能通过提高模具的制造精度来达到严格的制品的尺寸精度;4在生产过程中,可以通过多因素改变制品的实际尺寸,以达到设计要求。结论:2020年12月18日主讲:梁军第12页三、塑件的形状:1.塑件上要尽量减少侧孔、侧凸和侧凹;二、塑件的粗糙度:2020年12月18日主讲:梁军第13页2020年12月18日主讲:梁军第14页2.塑件必须有一个有利于保证其外观质量的结构;~~2020年12月18日主讲:梁军第15页四、塑件上的加强筋和防变形结构:A=t/2B=1.5tα2or=t/42020年12月18日主讲:梁军第16页1.动模侧的A定模侧的A;2.A和塑件的高度选取;h=(0,50)mmA=1/30~1/35h=[50,100]mmA=1/35~1/60h100mmA=1/60五、塑件的脱模斜度A:3.有装配公差要求的塑件,斜度值必须在公差带范围内;4.本身有脱模斜度的制品需考虑留模问题。2020年12月18日主讲:梁军第17页六、塑件上的孔:2020年12月18日主讲:梁军第18页1.通孔:L/d≤102.盲孔:L/d≤42020年12月18日主讲:梁军第19页八、塑件上的螺纹:1.螺纹的断面形状为梯形或半圆形;2.不常拆卸的、d=2.5~6mm采用自攻螺纹;3.螺纹始端和末端应有圆台,螺牙始末端应用过渡长度。九、塑件上的嵌件:1.必须具有防转和防拔脱的结构;七、塑件的圆角:2020年12月18日主讲:梁军第20页十、塑件上的花纹:十一、塑件上的图案、文字:2.包容的物料必须具有足够的壁厚;3.受力的金属嵌件一定要倒圆或倒角。2020年12月18日主讲:梁军第21页第三节橡胶模制品的设计一、壁厚:要求:壁厚均匀,过渡圆滑。通常,t≮1mm二、斜度:三、侧凹:要求:一般水平分型的模具可以压制有侧凹的制品,但应有供制品取出的空间。2020年12月18日主讲:梁军第22页四、孔:五、空腔:要求:选用硬度低、弹性好的胶料,脱模时最大变形应不超过胶料的弹性范围,且壁厚不宜过大。六、棱边和锐角:要求:应尽量避免棱角和凹口,楞边和锐角应做成圆形,且半径不小于0.5mm。要求:d≥(1.2~1.5)H2020年12月18日主讲:梁军第23页八、金属--橡胶制品:1.连接处应避免楞边和锐角;2.橡胶阀门的胶面应凸出不大于0.3mm。要求:若有内腔,应无尖角和显著的凸凹差异。七、承受负荷的橡胶制品:0.32020年12月18日主讲:梁军第24页第一节概述一、模具的基本功能:1.接受熔体,并完成熔体的分布;2.物料的成型与冷却;3.完成制品的脱模。二、模具的基本构成:第三章塑料注射模具设计2020年12月18日主讲:梁军第25页1)浇注系统2)型腔3)热交换系统4)导向系统5)脱模、抽芯系统6)定位固定部分7)承力构件2020年12月18日主讲:梁军第26页第二节塑件在模内成型位置和分型面的选择留模脱模合痕顶痕A1√√无有A2××无×B1√√无无B2××无×结论:A1最好问题:截面为圆形制品怎样成型?一、实例:A1A22020年12月18日主讲:梁军第27页A1A2B1B2留模脱模合痕顶痕侧抽C1有×C2有×A1√√无无无A2√√无无无B1××无/无×B2××无/无×讨论:1.制品有圆角,不可采用A1;2.若制品透明,不允许有顶痕,可采用A2,采用推板顶出;3.扁平状制品采用A1,有一定深度的采用A2;4.有侧芯的制品,采用A1分型面。2020年12月18日主讲:梁军第28页留模脱模合痕顶痕侧抽C1有×A1√×无/无×A2√√无无无B1××无/无×B2××无/无×结论:采用A2方案。A1A2B1B22020年12月18日主讲:梁军第29页A1A22020年12月18日主讲:梁军第30页结论:若移模行程足够,C1方案最佳。先抽留模脱模合痕顶痕A1×√√无无A3√×/有/B2√×/无/B3×√√有有C1×√√无无C3√√√有无D2√×/无/D3×√√有有2020年12月18日主讲:梁军第31页二、确定原则:1.尽量保证制品的外观等要求;2.分型面应取在垂直于脱模方向上的最大轮廓位置;3.确保塑件留在动模一侧;4.当有侧抽时,尽量选择抽拔距较短的方案;5.当制品某些部位有同轴度要求时,应把相应部分设在模具的一侧。2020年12月18日主讲:梁军第32页第三节浇注系统的设计一、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。2020年12月18日主讲:梁军第33页2.浇注系统的基本结构:主流道:引料入模,将熔料引入模具的分型面;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;浇口:熔料由分流道流入型腔的通道;冷料井(端):容纳两次注射间歇中喷嘴头部的冷料。2020年12月18日主讲:梁军第34页1)物料通过浇注系统时,压力损失要小;2)热损失要小;3)便于模具的加工、脱模及清除料把;4)在制品上产生的工艺缺陷要少;5)用料要少。3.浇注系统的设计要求:2020年12月18日主讲:梁军第35页主讲:梁军(一)主流道和主流道衬套(浇口套)的设计:二、普通浇注系统的设计:设计要求:1)进口端要与喷嘴端密合,不能漏料;R=R1+1;d=d1+12020年12月18日主讲:梁军第36页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)4)工作时不能出现轴向窜动.0.22020年12月18日主讲:梁军第37页dhHdhD2HHh2020年12月18日主讲:梁军第38页r=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,HRC50~555)其它:R=R1+1;d=d1+1α=(2o~4o)2020年12月18日主讲:梁军第39页截面积SπD2/4πD2/8D2/2D2周长L’πdπD/2+D3D4DS/L’0.25D0.153D0.167D0.25D1.设计要求:1)2)3)4)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)截面形状和尺寸:取决于塑件大小、模具结构和物料。(二)分流道的设计:2020年12月18日主讲:梁军第40页常用截面形状:(圆形)、梯形W:塑件重量(g)L:分流道长度(mm)尺寸:D=smax+1.52)长度:在结构允许的前提下,尽量短;3)布置:总的要求型腔同时充满,且用料要少。3.7LWD42020年12月18日主讲:梁军第41页均衡布置非均衡布置:iiiiii222111hbScLScLScLSii2211i21i21LhLhLhcccbbb2020年12月18日主讲:梁军第42页(三)浇口的设计:1.浇口的位置选择:选择标准:1)有利于型腔的排气;2020年12月18日主讲:梁军第43页2)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,首先应分析制件的受力方向,设计时让料流方向与其一致。2020年12月18日主讲:梁军第44页1)直浇口:2.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)。2020年12月18日主讲:梁军第45页2)侧浇口(边缘浇口):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。设计:面长:小制品0.5~0.8大制品1~2~~~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+1.003.002020年12月18日主讲:梁军第46页A:模具凹模的表面积例如:盒形制品,PE,计算浇口尺寸。解:取c=0.8材料PE,PSPOM,PC,PPCA,PA66,PMMAHPVCn0.60.70.80.930Anbh=n.th=n.t=0.6×1.3=7.83643047500603047500150130213050215050..AnbA2020年12月18日主讲:梁军第47页3)搭接式浇口:特点:可防止粗大制品的重摸喷射现象,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/2hc12020年12月18日主讲:梁军第48页4)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:0.75~1tn
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