页数:119页文件大小:21.71 MB来源: 塑料成型及模具设计ppt课件
本课件讲解手动、液压气动与机动三类侧向分型抽芯机构,斜导柱、斜滑块、弯销与齿轮齿条抽芯的设计计算,模具冷却与加热系统的计算与回路布置,以及热固性塑料注射模与温流道模的设计要点。
第七节侧向分型与抽芯机构设计一、侧向分型与抽芯机构的分类及特点二、抽芯机构抽拔力、抽拔距的计算三、机动侧向分型与抽芯机构
一、侧向分型与抽芯机构的分类及特点(一)手动抽芯机构图a、b是模内手动抽芯图c是活动型芯与塑件一起取出在模外分离特点:模具结构简单、造价低,生产效率低、劳动强度大,适用于小批量生产或新产品试制。
(二)液压或气动侧向分型与抽芯机构特点:传动平稳、抽芯力大、抽芯距长。
液压抽芯和液压顶出机构
本页为图片内容,展示液压抽芯和液压顶出机构的结构与要点。
(三)机动侧向分型与抽芯机构结构有:斜导柱式、弯销式、斜滑块式、齿轮齿条等。特点:操作方便、劳动强度小、生产效率高、便于实现自动化。但模具结构复杂。
二、抽芯机构抽拔力、抽拔距的计算(一)抽拔力的计算将侧向型芯从塑件中抽出所需的力叫抽拔力。可按下式计算:Q=lhp2(f2cosθ-sinθ)(二)抽芯距的计算一般抽芯距等于侧孔式侧凹深度So加2-3mm的余量,即:S=So+(2-3)mm成型圆形线圈骨架时,抽芯距为:
三、机动侧向分型与抽芯机构(一)斜导柱抽芯机构的设计1、斜导柱抽芯机构的结构下图:是斜导柱侧向分型与抽芯结构的基本结构特点:结构简单、制造方便、工作可靠。动力:斜导柱在开模力带动下,驱动滑块完成抽芯动作;定位:螺钉弹簧限位机构,保证合模时斜导柱准确进入滑块的斜孔;承载注射压力:斜契块
斜导柱抽芯机构
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1、斜导柱抽芯机构的结构根据斜导柱和滑块在模具上的装配位置的不同,可将斜导柱抽芯机构分为以下四种结构形式。
斜导柱在定模,滑块在动模
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斜导柱、滑块同在定模
本页为图片内容,展示斜导柱、滑块同在定模的结构与要点。
斜导柱在动模,滑块在定模
本页为图片内容,展示斜导柱在动模,滑块在定模的结构与要点。
斜导柱在动模,滑块在定模(2)
本页为图片内容,展示斜导柱在动模,滑块在定模(2)的结构与要点。
斜导柱、滑块同在动模
本页为图片内容,展示斜导柱、滑块同在动模的结构与要点。
(一)斜导柱抽芯机构的设计2、斜导柱的设计与计算(1)斜导柱的安装形式斜导柱只起驱动作用与孔须有0.5-1mm双边间隙滑块的运动平稳由导滑槽决定滑块最终位置由限位机构和压紧块决定注射压力由压紧块承受
(一)斜导柱抽芯机构的设计
(一)斜导柱抽芯机构的设计2、斜导柱的设计与计算2)斜导柱的工作参数①斜导柱所受弯曲力的计算:斜导柱所受的弯曲力P主要取决与抽拔力Q和倾斜角α弯曲力P:P=Q/cosα当抽拔力Q一定时,αP②斜导柱的倾角α影响:开模行程H : H=S ctgα斜导柱长度L: L=S/sinα在完成抽芯所需的距离S一定时,αΗ, L有利减少模具尺寸一般取α= 15°-20°最大不超过25°最小开模距H=Sctgα
(一)斜导柱抽芯机构的设计2、斜导柱的设计与计算2)斜导柱的工作参数③斜导柱的直径斜导柱的最大弯矩M = P L由材料力学可知导柱的弯曲应力为σw=M/W≤[σ]w[σ]w——导柱材料的弯曲许用应力W——导柱抗弯截面系数,对于圆形导柱W=πd3/32或因此,导柱的直径与抽芯力、导柱的有效长度、导柱的倾斜角有关。
(一)斜导柱抽芯机构的设计2、斜导柱的设计与计算2)斜导柱的工作参数④斜导柱的长度斜导柱长度由有效工作长度L2和结构长度L1、L3、L4四部分组成。其中有效工作长度L2由抽芯距和导柱倾斜角α确定,即:总长度
最小开模行程
本页为图片内容,展示最小开模行程的结构与要点。
3、滑块设计滑块的端面尽量不要参与形成封闭的型腔,以免在塑件的相应部位产生拼接痕。
(1)滑块与测向型芯的连接
本页为图片内容,展示(1)滑块与测向型芯的连接的结构与要点。
(4)滑块的定位装置设计
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(5)滑块、型芯、导滑槽材料及热处理滑块材料:45、T8、T10,硬度>40HRC型芯材料:T8、T10、45,硬度> 50HRC导滑槽材料:T8、T10、45、硬度> 50HRC(滑块和导滑槽要有较高耐磨性,一般在表面开有蓄油槽)
4、压紧块的设计作用:注射时承受塑料熔体对滑块的推力,以免斜导柱弯曲变形。
斜面压紧机构
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5、先复位装置设计h=s cotα
本页为图片内容,展示5、先复位装置设计h=s cotα的结构与要点。
不出现干涉的极限条件避免干涉的措施有
先复位机构
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楔形滑块复位机构
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杠杆先复位机构
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摆杆复位机构
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定距分型拉紧机构
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摆钩式定距分型拉紧机构
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滑板式定距分型拉紧装置
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导柱式定距分型拉紧装置
本页为图片内容,展示导柱式定距分型拉紧装置的结构与要点。
(二)斜滑块抽芯机构的设计适用:塑件侧孔、侧凹较浅、所需抽芯距不大,但成型面积较大的场合,如周转箱、线骨架、螺纹等。特点:结构简单、制造方便、动作可靠。(1)斜滑块外侧分型机构
斜滑块内抽芯机构
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斜滑杆抽芯机构
本页为图片内容,展示斜滑杆抽芯机构的结构与要点。
(1)斜滑块的组合形式
本页为图片内容,展示(1)斜滑块的组合形式的结构与要点。
(1)斜滑块的组合形式(2)
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(2)斜滑块的导滑形式
本页为图片内容,展示(2)斜滑块的导滑形式的结构与要点。
(2)斜滑块的导滑(2)
本页为图片内容,展示(2)斜滑块的导滑(2)的结构与要点。
内抽芯斜滑块的导滑形式
本页为图片内容,展示内抽芯斜滑块的导滑形式的结构与要点。
(3)斜滑块的推出行程与倾斜角导滑长度应是顶出长度的1.5倍;斜滑块的倾斜角一般不超过30°;内抽芯时,斜滑块端面不得高于型芯端面,最好低于0.05~0.1mm,图4-151的结构应保证滑块滑动距离L
(5)滑块的装配要求
本页为图片内容,展示(5)滑块的装配要求的结构与要点。
(6)正确选择主型芯位置
本页为图片内容,展示(6)正确选择主型芯位置的结构与要点。
(7)开模时斜滑块的止动方法
本页为图片内容,展示(7)开模时斜滑块的止动方法的结构与要点。
斜滑块止动结构
本页为图片内容,展示斜滑块止动结构的结构与要点。
(三)弯销抽芯机构特点
拉板抽芯模具
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弯销内侧抽芯
本页为图片内容,展示弯销内侧抽芯的结构与要点。
齿轮齿条抽芯机构
本页为图片内容,展示齿轮齿条抽芯机构的结构与要点。
弹簧抽芯,螺钉限位机构
本页为图片内容,展示弹簧抽芯,螺钉限位机构的结构与要点。
弹簧抽芯,端面限位机构
本页为图片内容,展示弹簧抽芯,端面限位机构的结构与要点。
简便式弹簧抽芯机构
本页为图片内容,展示简便式弹簧抽芯机构的结构与要点。
内外滑块抽芯机构
本页为图片内容,展示内外滑块抽芯机构的结构与要点。
眼药水瓶盖模具
本页为图片内容,展示眼药水瓶盖模具的结构与要点。
第八节温度调节系统设计
本页为图片内容,展示第八节温度调节系统设计的结构与要点。
一、模具温度调节系统的重要性注射成型是向模具注射200ºC左右的塑料熔体,使熔体在模具内冷却定型,所以模具在成型过程中还起着热交换器的作用。模具温度调节系统直接影响着塑件的质量和生产效率。对于多数的塑料来说,要求的模温不高,则模具仅设置冷却系统即可。
当模温要求超过80ºC时或大型模具,则需设置加热系统。
(一)模具温度调节对塑件质量的影响一般塑件受成型条件影响的质量因素有:尺寸精度、形状精度、表面质量和力学性能。
(二)模具温度调节对生产率的影响模温调节系统对生产效率的影响主要由冷却时间来体现。模具的冷却时间主要取决于冷却系统的冷却效果。据统计,模具的冷却时间约占整个注射周期的2/3,因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产效率的关键。
根据牛顿冷却定律,冷却系统从模具中带走的热量为:(4-76)式中,Q是模具与冷却系统所传递的热量(J);k是冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数[kJ/(kg·℃)];A是冷却介质的传热面积(m2);Δθ是模具与冷却介质之间的温差(℃);t是冷却时间(s)。
从上式可知:当所传递的热量一定时,提高传热系数,提高模具与冷却介质的温度差,增大冷却介质的传热面积,都能缩短冷却时间,提高生产效率。同时,减低熔体温度,减少传递热量,也是缩短冷却时间的途径之一。
(二)模具温度调节对生产率的影响对于大型模具,为提高塑件合格率,在换模或停机后重新开机时,必须将模具预热到合适的温度。例如将1吨重的模具从室温20℃预热到50℃时,取模具的比热容为0.1 kJ/(kg·℃),所需的热量为:如果所需的热量不是由预热获得,而是由注入型腔的熔体传递,若每小时成型20kg、比热熔0.4 kJ/(kg·℃)的塑料,塑料熔体从200℃冷却至70℃时所释放的热量为(不考虑熔解潜热)约需3小时的成型热
二、模具冷却系统的设计与计算(一)冷却系统的计算塑料熔体具有的热量通过辐射、对流约有5%扩散到空气中,而95%由模具传导,假设熔体带入的热量全部由模具传导,则有(4-77)式中:qv是冷却水体积流量(m3/min);W是单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料熔体质量(kg/min);Q1是单位质量的塑料熔体在凝固时所释放出的热量(kJ/kg);ρ是冷却水的密度(kg/m3);c1是冷却水的比热容[kJ/(kg·℃)];θ1是冷却水的出口温度(℃);θ2是冷却水的入口温度(℃)。
Q1可表示为:(4-78)
表4-21 常用塑料的热扩散系数
本页原表为「常用塑料的热扩散系数」,源文件文字层塑料品种与数值已粘连且部分缺失,无法安全还原为真表格,此处不做表格还原,请以原课件图片为准。
说明:该表未还原,属待人工补充项。
(一)冷却系统的计算当求出冷却水的体积流量qv后,可根据冷却水处于湍流状态下的流速v与管道直径d的关系,确定管道的直径d。冷却管道总传热面积A(m2)可用下式计算:(4-79)式中,W是单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料熔体质量(kg/min);Q1是单位质量的塑料熔体在凝固时所释放出的热量(kJ/kg);h是冷却水管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数[kJ/(kg·℃)];Δθ是模具温度与冷却水温度之间的平均温差(℃)。
模具应开设的冷却管道的孔数为:(4-83)式中:L是冷却管道开设方向上模具长度或宽度(m);A是冷却管道传热面积(m2);d是冷却管道的直径(m)。
表4-22 冷却水的稳定湍流速度与流量
| 冷却水道直径 d(mm) | 最低流速 v(m/s) | 流量 qv(m3/min) |
|---|---|---|
| 8 | 1.66 | 5.0×10-3 |
| 10 | 1.52 | 7.2×10-3 |
| 12 | 1.42 | 9.6×10-3 |
| 15 | 1.31 | 1.39×10-2 |
| 20 | 1.17 | 2.20×10-2 |
| 25 | 1.06 | 3.10×10-2 |
| 30 | 0.99 | 4.20×10-2 |
(二)冷却系统的设计原则为提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀,在冷却系统的设计中应遵循如下原则
(二)冷却系统的设计原则
本页为图片内容,展示(二)冷却系统的设计原则的结构与要点。
(二)冷却系统的设计原则冷却管道的直径与间距直接影响模温的分布管道中心与型腔壁的距离为1~2d,冷却管道中心距为3~5 d
(二)冷却系统的设计原则尽可能使冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等(a),当塑件的壁厚不均匀时,应在厚壁处开设间距较小的冷却管道(b)
(二)冷却系统的设计原则冷却系统两端进、出水温度差小,则有利于型腔表面温度分布。图a的排列形式比采用图b所示的排列形式好。
浇口附近应加强冷却
本页为图片内容,展示浇口附近应加强冷却的结构与要点。
冷却系统的密封
本页为图片内容,展示冷却系统的密封的结构与要点。
冷却水接头
本页为图片内容,展示冷却水接头的结构与要点。
(三)冷却回路布置1.型腔冷却回路下图为简单冷却回路,这种单层冷却回路只用于较浅的型腔
1.型腔冷却回路对于大面积的浅型腔,可采用左右两组对称回路冷却,并用堵头或隔板使冷却水沿规定回路流动,如下图所示。
堵塞与导流堵的应用
本页为图片内容,展示堵塞与导流堵的应用的结构与要点。
在圆形镶块外圆开设环行冷却槽,如下图所示。
对于矩形件可分层设置布局相同的矩形冷却回路,如下图所示。
2.型芯冷却回路
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镶件的冷却设计
本页为图片内容,展示镶件的冷却设计的结构与要点。
镶件的冷却设计(2)
本页为图片内容,展示镶件的冷却设计(2)的结构与要点。
镶件的冷却设计(3)
本页为图片内容,展示镶件的冷却设计(3)的结构与要点。
(1)斜交叉式管道冷却回路下图所示的形式主要适用小型芯的冷却。
(2)多型芯冷却回路图a所示,在每个型芯的冷却孔中,均设置有平行于型芯轴线的导流板,导流板与底部横向管道形成串联的冷却回路。图b所示的回路使各型芯的温度较均衡。
(3)深腔型芯冷却回路
本页为图片内容,展示(3)深腔型芯冷却回路的结构与要点。
型芯冷却
本页为图片内容,展示型芯冷却的结构与要点。
冷却棒安装方式
本页为图片内容,展示冷却棒安装方式的结构与要点。
利用铍铜冷却细型芯
本页为图片内容,展示利用铍铜冷却细型芯的结构与要点。
利用铍铜冷却侧型芯
本页为图片内容,展示利用铍铜冷却侧型芯的结构与要点。
三、模具加热系统的设计与计算(一)加热装置设计塑料注射模的加热装置通常采用下面两种方式
(二)加热功率计算
电热功率的计算模具所需要的功率用经验公式计算:p-电功率(W);m-模具质量(kg);f-每千克模具加热到成型温度所需要的功率(W/kg)每根电热棒的功率(并联)Pz-每根电热棒的功率(w)N-电热棒的根数F值(单位:W/kg)电热套电热棒模具类型4035小型模具(1-20kg)5030中型模具(1-200kg)6025大型模具(>200kg)
电热棒的设计计算
第九节热固性塑料注射成型模具设计一、热固性塑料注射模具设计要点由于热固性塑料注射成型工艺与热塑性塑料注射成型工艺有所不同,其成型时有如下特点,在模具设计时必须加以考虑
热固性塑料注射模
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(一)浇注系统设计浇注系统设计时应注意以下一些问题
(一)浇注系统设计3.浇口热塑性塑料注射模中使用的浇口形式,在热固性塑料注射模中均可使用。浇口尺寸较大:深度0.8-1.5,宽2.5-5,长1-3mm其点浇口形状与热塑性塑料注射模的点浇口有所区别.点浇口直径为1.2-2.5mm。
4.排气槽一般排气槽设在浇口对面的分型面上。
一、热固性塑料注射模具设计要点(二)脱模机构设计要求模具的单边间隙达到0.01~0.02mm,所以应尽量避免采用推管和推件板脱模元件。采用推杆比较容易达到要求。(三)分型面设计热固性塑料注射成型时,常常出现溢料和飞边,应减小分型面的实际接触面积,同时增加分型面的锁模压力。
分型面上不应有任何孔洞和凹坑,否则会造成飞边清理困难。模板上的螺丝孔应设计成不通孔,若有通孔,应将其镶填磨平。
减少分型面的接触面积
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(四)成型零部件和滑动零件的设计要求
二、温流道注射模设计(一)成型原理在模具的流道处独立设置一个低温区,温度大致在105-110ºC范围。温流道板采用热水或热油循环保温,经测温和调温系统带走或补充热量。模具型腔是高温区,温度在145-180ºC左右。低温区与高温区之间的绝热是温度精确控制的关键,它们之间通常用石棉水泥板或环氧玻纤板绝热。
同时,还必须对模具定模底板和动模底板绝热。空气隙绝热也是常用的隔热手段。喷嘴的上端需通过调温介质维持低温。温流道注射成型要求物料在流道中保持良好的流动性,并且应对注射压力敏感,进入高温型腔后又能快速固化。
(二)模具设计1、模具设计要点1)流道板与模板之间必须有良好的绝热措施,防止流道板温度升高,引起生产故障。2)模具温度必须准确控制。允许在5ºC范围内波动。流道板和各个喷嘴温度应分别控制。3)流道板应采用圆截面,有利于熔体保温和流动,流道不能有死角和凹槽,不能有料滞留。
4)流道应有与型腔相同的表面粗糙度,最好作镀铬处理以保证耐磨性。5)喷嘴直径一般不小于4mm,带有30´-1º的倒锥,便于拖出浇口柄。6)在温流道板上应设分型面,并配有挂钩式的开闭锁板,以备从流道板内取出固化物的需要7)流道容积应比一次注射塑料的总体积小,防止塑料熔体在流道内停留的时间过长,失去流动性。
塑料熔体在流道内停留时间应小于塑料自身具有的最长塑化时间。热固性塑料在低温条件下的停留时间由下式计算:(4-89)式中t0是塑料须在低温条件下的停留时间(s);t是成型周期(s);G0是注射机料筒贮存的塑料量(g);S是流道内贮存的塑料量(g);G是一次注射的塑料量(g)。
2.模具结构图4-181所示为完全无流道凝料模具。图4-182所示为无主流道凝料模具,其主流道凝料可以更换,常通以温水,并以空气间隙与模板隔热。塑件仍带有分流道凝料。
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