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文檔簡介
注射模澆注系統(tǒng)第一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日澆注系統(tǒng):指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進料通道。
分類:普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)。第二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日第一節(jié)流變學在澆注系統(tǒng)設計中的應用
注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔。影響順利充模的關鍵之一是澆注系統(tǒng)的設計,在澆注系統(tǒng)中又以澆口的設計最為重要,了解流變參量與澆口尺寸的相互影響,對正確設計澆注系統(tǒng)有很大幫助。第三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日1.澆口斷面尺寸澆口斷面積的上限:注射模澆注系統(tǒng)大都由圓形通道或矩形通道組成。從式可知,澆口斷面尺寸增大,熔體流量qv值隨著R或W、H成比例增加。但是,隨著澆口斷面積的增大,熔體在澆口處的流速減慢,表觀黏度ηa相應提高,反使流量qv下降。因此,澆口斷面尺寸的增大有個極限值,這就是大澆口尺寸的上限。第四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日澆口斷面積的下限:小澆口(通常只指點澆口)之所以成功,是因為絕大多數(shù)塑料熔體的表觀黏度是剪切速率的函數(shù),即
ηa=K(n<1)
熔體的流速越快,表觀黏度ηa越低,越有利于充模,流量qv也越大。且由于熔體高速流過小澆口,部分動能因高速摩擦轉變?yōu)闊崮?,澆口處的局部溫度升高,使熔體的表觀黏度進一步下降,流量qv再次得到增加。但這并不意味著“澆口越小越好”,當剪切速率達到極限值(一般為=106
s-1)時,表觀黏度不再隨剪切速率的增高而下降,此時澆口的斷面尺寸,就是小澆口的下限。第五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
澆口長度縮短,熔體流經(jīng)澆口的阻力減小,流速增大,流量qv也隨之增加。由于流速增大,剪切速率也增加,導致熔體的表觀黏度ηa降低,有利于成型。此外,短澆口有利于保壓階段的補縮,在確定澆口長度時,總是以選取最小值為宜。
表觀黏度與剪切速率是冪律函數(shù)關系。由熱塑性塑料熔體的ηa-曲線知,在較低的剪切速率范圍內,的微小波動會引起ηa的很大變化,使注射過程難于控制,制品性能的穩(wěn)定性得不到保證;剪切速率的數(shù)值越大,對黏度的影響越小,故注射過程的剪切速率通常較大,在103~105s—1的范圍內?;谶@種觀點,采用小澆口比采用大澆口有利。2.澆口長度3.剪切速率的選擇第六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日降低熔體的表觀黏度利于充模。其措施:
4.表觀黏度的控制②提高剪切速率,這種方法比提高成型溫度更為有效而適用。如前所述,值不能超過臨界值(105s—1),否則會引起聚合物降解,甚至發(fā)生熔體破裂等。提高剪切速率的途徑既可借助于增大注射壓力,又可縮小澆口尺寸,或者兩者兼施。①提高熔體的成型溫度。但有些塑料對溫度不甚敏感,僅靠提高溫度來降低黏度作用十分有限,且成型溫度又不能高于塑料的分解溫度,溫度升高后還會增加熱量的消耗并增加制件在模具內的冷卻時間,故這種方法通常不宜提倡采用。第七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日第二節(jié)普通流道澆注系統(tǒng)普通流道澆注系統(tǒng)包括:主流道、分流道、澆口、冷料穴。
臥式或立式注射機用的模具中,主流道垂直于分型面,其幾何形式如圖6-2。一、主流道的設計澆注系統(tǒng)的作用:使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)順利的充模、壓實和保壓。第八頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日①主流道通常設計成圓錐形,其錐角α=2~4?,對流動性較差的塑料可取α=3~6?,便于凝料從主流道中拔出。內壁表面粗糙度一般為Ra=0.63μm。
②為防止主流道與噴嘴處溢料,主流道對接處應制成半球形凹坑,其半徑R2=R1+(1~2)mm,其小端直徑d1=d2+(0.5~1)mm。凹坑深度取h=3~5mm(圖6-2)。第九頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日④在保證塑料良好成型的前提下,主流道L應盡量短,否則將增多流道凝料,且增加壓力損失,使塑料降溫過多而影響注射成型。通常主流道長度由模板厚度確定,一般取L≤60mm。③為減小料流轉向過渡時的阻力,主流道大端呈圓角過渡,其圓角半徑r=1~3mm。第十頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日⑤由于主流道與塑料熔體及噴嘴反復接觸和碰撞,因此常將主流道制成可拆卸的主流道襯套(澆口套),便于用優(yōu)質鋼材加工和熱處理。其類型有A型和B型[圖6—3(a)],其中A型襯套大端高出定模端面H=5~10mm,起定位環(huán)作用,與注射機定位孔呈間隙配合(圖6—2)。第十一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日⑥當澆口套與塑料接觸面很大時,受到模腔內塑料的反壓增大,易退出模具,這時可設計成圖6—3(b)右側所示結構,將定位環(huán)與襯套分開設計。使用時,用固定在定模上的定位環(huán)壓住襯套大端臺階防止襯套退出模具。第十二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
冷料穴的作用:貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動的前鋒冷料,防止熔體冷料進入型腔。
二、冷料穴設計常見的冷料穴有以下幾種結構。冷料穴形狀:底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹槽,使冷料穴兼有分模時將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動模一側的作用。
冷料穴的位置:主流道的末端,當分流道較長時,在分流道的末端有時也設冷料穴。第十三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日一種常用的冷料穴,其底部成鉤形,圖6—4(a)。塑件成型后,穴內冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起,拉料桿固定在推桿固定板上。開模時,拉料桿通過鉤頭拉住穴內冷料,使主流道凝料脫出定模,然后隨推出機構運動,將凝料與塑件一起推出動模。此種冷1.帶Z形頭拉料桿的冷料穴
料穴常與模具中的推桿或推管等推出機構同時使用。取塑件時須朝鉤頭的側向稍許移動,即可將塑件與凝料一起取下。第十四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日圖6—4(b)、(c)為倒錐形和環(huán)槽形冷料穴,其凝料推桿也都固定在推出固定板上。開模時靠倒錐或環(huán)形凹槽起拉料作用,然后由推桿強制推出。這兩種冷料穴用于彈性較好的塑料品種,由于取凝料不需要側向移動,較容易實現(xiàn)自動化操作。第十五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日對于有些塑件,由于受其形狀限制,在脫模時無法側向移動,不宜采用Z形頭推料桿(圖6—5),這時可采用倒錐形或環(huán)槽形冷料穴。第十六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日圖6—6,專用于推板脫模機構中。塑料進入冷料穴后,緊包在拉料桿的球形頭或菌形頭上,拉料桿的底部固定在動模邊的型芯固定板上,開模時將主流道凝料拉出定模,2.帶球形頭(或菌形頭)的冷料穴然后靠推板推頂塑件時,強行將其從拉料桿上刮下脫模,這兩種冷料穴和拉料桿也主要用于彈性較好的塑料品種。第十七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日3.帶尖錐頭拉料桿及無拉料桿的冷料穴
尖錐頭拉料桿為球形頭拉料桿的變異形式,這類拉料桿一般不配用冷料穴,而靠塑料收縮時對尖錐頭的包緊力,將主流道凝料拉出定模。顯然其可靠性不如前面幾種,但由于尖錐的分流作用好,在單腔模成型帶中心孔的塑件(如齒輪)時常采用,為提高它的可靠性,可用小錐度或增大錐面粗糙度來增大摩擦力(圖6—7)。第十八頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日圖6—8無拉料桿的冷料穴,特點是在主流道末端開一錐形凹坑,在凹坑錐壁上垂直鉆一深度不大的小盲孔,開模時靠小盲孔內塑料的固定作用將主流道凝料從定模中拉出,脫模時推桿頂在塑件或分流道上,穴內冷料先沿小盲孔軸線移動,然后全部脫出。為使冷料能沿斜向移動,分流道必須設計成S形或類似帶有撓性的形狀。
第十九頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日三、分流道設計
分流道:主流道與澆口之間的通道。分流道設計時應考慮:盡量減小在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低,還要考慮減小流道的容積。1.分流道的截面形狀
常用的有:圓形、梯形、U形和六邊形等。流道設計中要減少在流道內的壓力損失,則希望流道的截面積大;要減少傳熱損失,又希望流道的表面積小。流道的效率可用流道的截面積與周長的比值來表示,該比值大則流道的效率高。第二十頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日各種流道截面的效率如圖6—9:第二十一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日2.分流道的尺寸①各種塑料的流動性有差異,可根據(jù)塑料的品種粗略地估計分流道的直徑。常用塑料的分流道直徑見表6—l,對流動性很好的聚乙烯和尼龍,當分流道很短時,分流道可小到2mm左右;對于流動性差的塑料,如丙烯酸類,分流道直徑接近10mm。多數(shù)塑料的分流道直徑在4.8~8mm左右變動。②對壁厚小于3mm,質量200g以下的塑料制品,還可用如下經(jīng)驗公式確定分流道直徑(該式計算的分流道直徑僅限于在3.2~9.5mm以內)確定方法:第二十二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日式中D——分流道直徑,mm;
m——制品質量,g;
L——分流道的長度,mm。
(6-1)③當注射模主流道和分流道的剪切速率澆口的剪切速率第二十三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日所成型的塑件質量較好。對于一般熱塑性塑料,上面所推薦的剪切速率可作為計算模具流道尺寸的依據(jù)。在計算中可使用如下經(jīng)驗公式式中Re——流道斷面尺寸的當量半徑,cm;
qv
——體積流量,cm3/s。
該式既可用來計算主流道和分流道尺寸,也可用來計算澆口尺寸。(6-2)
第二十四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日④將式(6—2)繪制成曲線圖6-11,得流道尺寸的簡易計算。第二十五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日a、根據(jù)注射機的規(guī)格和制件體積,按下式計算熔體的體積流量(6-3)
式中qv——熔體體積流量,cm3/s;
V——制件體積,cm3,通??扇=(0.5~0.8)Vg,Vg為注射機公稱注射量,cm3;
t——注射時間,s,t可由表6-2查出。
流道當量半徑Re的步驟如下:第二十六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日b、確定恰當?shù)募羟兴俾?,如大型模具,主流道取;分流道??;點澆口取;其它澆口取。
c、求當量半徑Re,由所選定的剪切速率與體積流量qv值在曲線上求的交點,由交點向下作垂線,垂足與原點之間的距離即為Re(mm)。第二十七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日第二十八頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
分流道表面不要求太光潔,表面粗糙度通常取Ra=1.25~2.5μm,這可增加對外層塑料熔體流動阻力,使外層塑料冷卻皮層固定,形成絕熱層,有利于保溫。但表壁不得凹凸不平,以免對分型和脫模不利。3.分流道表面粗糙度第二十九頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日4.分流道與澆口連接形式分流道與澆口通常采用斜面和圓弧連接[圖6—12(a)、(b)],利于塑料的流動和填充,防止塑料流動時產(chǎn)生反壓力,消耗動能。圖6—12(c)、(d)為分流道與澆口在寬度方向連接,(d)圖因分流道逐步變窄,補料階段冷卻較快,產(chǎn)生不必要的壓力損失,以(c)圖形式較好。第三十頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日四、澆口設計原則
影響澆口設計的因素:塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結構及注射工藝參數(shù)等。
澆口:連接流道與型腔之間的一段細短通道。
作用:調節(jié)控制料流速度、補料時間及防止倒流等。
澆口的形狀、尺寸和進料位置等對塑件成型質量影響:澆口設計不合理會使塑件產(chǎn)生缺陷,如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質脆、分解和翹曲等。因此正確設計澆口是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)。第三十一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
使熔料以較快的速度進入并充滿型腔,同時在充滿后能適時冷卻封閉。故澆口面積要小,長度要短,這樣可增大料流速度,快速冷卻封閉,且便于塑件與澆口凝料分離,不留明顯的澆口痕跡,保證塑件外觀質量。1.澆口尺寸及位置選擇應避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動(蛇形流)澆口設計的要求:
澆口設計的原則:第三十二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日噴射和蠕動的產(chǎn)生的缺陷:澆口的截面尺寸如果較小,且正對寬度和厚度較大的型腔,則高速熔體流經(jīng)澆口時,由于受較高的切應力作用,將會產(chǎn)生噴射和蠕動等熔體破裂現(xiàn)象,在塑件上形成波紋狀痕跡,或在高速下噴出高度定向的細絲或斷裂物,它們很快冷卻變硬,與后來的塑料不能很好地熔合,而造成塑件的缺陷或表面疵瘢。噴射還使型腔內的空氣難以順序排出,形成焦痕和空氣泡。
克服噴射和蠕動的辦法:加大澆口截面尺寸,改換澆口位置并采用沖擊型澆口,即澆口開設方位正對型腔壁或粗大的型芯。這樣,當高速料流進入型腔時,直接沖擊在型腔壁或型芯上,從而降低了流速,改變了流向,可均勻地填充型腔,使熔體破裂現(xiàn)象消失。第三十三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
圖6—13中A為澆口位置,圖(a)、(c)、為非沖擊型澆口,圖(b)、(d)、(f)為沖擊型澆口,后者對提高塑件質量、克服表面缺陷較好,但塑料流動能量損失較大。
第三十四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日a、澆口位置應開在塑件壁厚處:當塑件壁厚相差較大時,在避免噴射的前提下,為減少流動阻力,保證壓力有效地傳遞到塑件厚壁部位以減少縮孔,應把澆口開設在塑件截面最厚處,這樣利于填充補料。如塑件上有加強肋,則可利用加強肋作為流動通道以改善流動條件。2.澆口位置應有利于流動、排氣和補料第三十五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
圖6—14塑件,選擇圖(a)的澆口位置,塑件因嚴重收縮而出現(xiàn)凹痕;圖(b)選在塑件厚壁處,可克服上述缺陷;圖(c)選用直接澆口則大大改善了填充條件,提高了塑件質量。第三十六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日b、澆口位置應遠離排氣位置:澆口位置應有利于排氣,通常澆口位置應遠離排氣部位,否則進入型腔的塑料熔體會過早封閉排氣系統(tǒng),致使型腔內氣體不能順利排出,影響塑件成型質量。
圖6—15(a)澆口的位置,充模時,熔體立即封閉模具分型面處的排氣空隙,使型腔內氣體無法排出,而在塑件頂部形成氣泡,改用圖(b)所示位置,則克服了上述缺陷。第三十七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日3.澆口位置應使流程最短,料流變向最少,并防止型芯變形
a、在保證良好充填條件的前提下,為減少流動能量的損失,應使塑料流程最短,料流變向最少。圖6—15(a)澆口位置,塑料流程長,流道曲折多,流動能量損失大,填充條件差。改用圖6—15(b)形式和位置則可克服上述缺陷。
b、圖6—16(b)、(c)為防止型芯變形的進料位置。對有細長型芯的塑件,澆口位置應避免偏心進料,防止料流沖擊使型芯變形、錯位和折斷。圖6—16(a)為單側進料,易產(chǎn)生此缺陷。第三十八頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日4.澆口位置及數(shù)量應有利于減少熔接痕和增加熔接強度
a、接縫強度直接影響塑件的使用性能,在流程不太長且無特殊需要時,最好不設多個澆口,否則將增加熔接痕的數(shù)量,圖6—17(a)(A處為熔接痕);b、對底面積大而淺的殼體塑件,為兼顧減小內應力和翹曲變形可采用多點進料,圖6—17(b);c、對輪輻式澆口可在熔接處外側開冷料穴,使前鋒料溢出,增加熔接強度,且消除熔接痕[圖6—17(a)所示]。熔接痕:熔體在型腔中匯合時產(chǎn)生的接縫。第三十九頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日d、對于熔接痕的位置應注意,圖6—18(a)所示為帶圓孔的平板塑件,其左側較合理,熔接痕(圖中A處)短,且在邊上,右側的熔接痕與小孔連成一線使塑件強度大大削弱。e、圖6—18(b)大型框架塑件,其左側由于流程過長,使熔接處的料溫過低而熔接不牢,且形成明顯熔接痕,而右側增加了過渡澆口,雖然熔接痕數(shù)量有所增加,但縮短了流程,增加了熔接痕接強度,且易于充滿型腔。第四十頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日a、圖6—19帶有金屬嵌件的聚苯乙烯塑件,由于塑件收縮使嵌件周圍塑料層有很大周向應力,當澆口開在A處時,其定向方位與周向應力方向垂直,塑件幾個月后即開裂;澆口開在B處,定向作用順著周向應力方向,使應力開裂現(xiàn)象大為減少。5.澆口位置應考慮定位作用對塑件性能的影響第四十一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日b、在某些情況下,可利用分子高度定向作用改善塑件的某些性能。如,為使聚丙烯鉸鏈幾千萬次彎折而不斷裂,要求在鉸鏈處高度定向。因此,將兩點澆口開設在A的位置上,圖6—19(b),澆口設在A處,塑料通過很薄的鉸鏈(厚約0.25mm)充滿蓋部的型腔,在鉸鏈處產(chǎn)生高度定向(脫模時立即彎曲,以獲得拉伸定向)。c、又如成型杯狀塑件時,在注射適當階段轉動型芯,由于型芯和型腔壁相對運動而使其間塑料受到剪切作用而沿圓周定向,提高了塑件的周向強度。第四十二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日6.澆口位置應盡量開設在不影響塑件外觀的部位在確定大型塑料制件的澆口位置時,還應考慮塑料所允許的最大流動距離比(簡稱流動比)。
7.流動比校核如澆口開設在塑件的邊緣、底部和內側。影響最大流動距離比的因素:熔體的性質、溫度和注射壓力。
最大流動距離比:指熔體在型腔內流動的最大長度與相應的型腔厚度之比。
第四十三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日注意:當計算得到的流動比大于允許值時,這時就需要改變澆口位置,或者增加塑件厚度,或者采用多澆口等方式來減小流動比。
當澆注系統(tǒng)和型腔斷面尺寸各處不等時,流動比計算公式為
(6-4)式中K——流動比;Li——流動路徑各段長度,mm;ti——流動路徑各段的型腔厚度,mm;n——流動路徑的總段數(shù)。第四十四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日當澆口形式和開設位置不同時,計算出的流動比也不相同,對于圖6-20(a)所示的直接澆口,流動比為
圖6-20(b)所示的側澆口,流動比為第四十五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日五、澆口的類型特點:由主流道直接進料。優(yōu)點:熔體的壓力損失小,成型容易。適用范圍:適用于任何塑料,常用于成型大而深的塑件。冷料穴:采用直接澆口時,為防止前鋒冷料流入型腔,常在澆口內側開設深度為半個塑件厚度的冷料穴。缺點:澆口處固化慢,易造成成型周期延長,容易產(chǎn)生較大的殘余應力;超壓填充,澆口處易產(chǎn)生裂紋,澆口凝料切除后塑件上疤痕較大。1.直接澆口直接澆口有時被稱為非限制性澆口,而其他類型的澆口則通稱為限制性澆口。第四十六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日2.矩形側澆口(圖6—22)
適用范圍:廣泛應用于中小型制品的多型腔注射模。
優(yōu)點:截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正。
缺點:在制品的外表面留有澆口痕跡。
大小:由厚度、寬度和長度決定。厚度確定澆口的固化時間,在實踐中通常是在容許的范圍內先將側澆口的厚度加工得薄一些,試模時再進行修正。確定側澆口厚度h(mm)和寬度b(mm)的經(jīng)驗公式如下位置:開設在模具的分型面上,從制品的邊緣進料。第四十七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日式中t——塑料厚度,mm;n——系數(shù)與塑料品種有關,表6-4;A——為塑件外表面面積,mm2。h=nt(6-5)(6-6)
根據(jù)式(6—6)計算所得的b若大于分流道的直徑時,可采用扇形澆口。側澆口寬度與厚度的比例大致是3:1。第四十八頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日3.扇形澆口(圖6-23)
矩形側澆口的一種變異形式。特點:在扇形澆口的整個長度上,為保持斷面積處處相等,澆口的厚度應逐漸減小。適用場合:成型大平板狀及薄壁塑件。第四十九頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日尺寸:a、寬度,按式(6—6)計算。為了能夠充分發(fā)揮扇形澆口在橫向均勻分配料流的優(yōu)點,可以采用比計算結果更大的澆口寬度。b、澆口出口厚度h1,計算與矩形側澆口厚度的計算公式相同[用式(6—5)計算]。澆口入口厚度h2按下式計算(6-7)第五十頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日式中h1——澆口出口厚度,mm;
D——分流道直徑,mm。
注意:澆口的截面積不能大于分流道的截面積,即
扇形澆口的中心部位與澆口邊緣部位的流道長度不同,所以塑料熔體在中心部位和兩側的壓力降與流道也不相同,為了達到一致,在圖6-23(b)中增加了扇形澆口兩側的厚度,這種做法使?jié)部诘募庸ひщy一些,但有助于熔體均勻地流過扇形澆口。(6-8)
c、長度可比矩形側澆口的長度長一些,常為1.3~6.0mm。
第五十一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日特點:將澆口的厚度減薄,而把澆口的寬度同塑件的寬度作成一致,故這種澆口又稱為平面澆口或縫隙澆口。4.膜狀澆口(圖6-24)
適用場合:用于成型管狀塑件及平板狀制品。結構:圖6-24(a)設置澆口,成型后在制品內徑處會留有澆口殘留痕跡,當制品內徑精度要求較高時,可按圖6-24(b)那樣,將膜狀澆口設置在制品的端面處,其澆口重疊長度l1應不小于澆口厚度h。尺寸:膜狀澆口的長度l取0.75~1.0mm,厚度h取0.7nt,其厚度值略低于矩形側澆口的經(jīng)驗值,因為膜狀澆口的寬度較大。第五十二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日特點:將整個圓周進料改為幾小段圓弧進料。優(yōu)點:澆口料較少,去除澆口方便,且型芯上部得以定位而增加了穩(wěn)定性缺點:增加了接縫線,對塑件強度有一定影響。適用場合:它也適于圓筒形塑件。5.輪輻澆口(圖6-25(a))特點:型芯頭部開設流道,分流道與澆口不在同一平面內。適用場合:主要用于塑件內孔較小的管狀塑件和同軸度要求高的塑件。優(yōu)點:型芯頂端伸入定模內起定位作用,避免了彎曲變形,保證同軸度。6.爪形澆口(圖6-25(b))第五十三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日7.點澆口
點澆口又稱針點澆口,是一種在塑件中央開設澆口時使用的圓形限制澆口。適用場合:常用于成型各種殼類、盒類塑件。優(yōu)點:澆口位置靈活,澆口附近變形小,多型腔時采用點澆口容易平衡澆注系統(tǒng)。對投影面積大的塑件或易變形的塑件,采用多個點澆口能夠取得理想的效果。第五十四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日缺點:由于澆口的截面積小,流動阻力大,需提高注射壓力,宜用于成型流動性好的熱塑性塑料。采用點澆口時,為了能取出流道凝料,必須使用三板式雙分型面模具或二板式熱流道模具,費用較高。即
(6-9)式中n——與塑料品種有關的系數(shù),見表6-4;t——塑件壁厚,mm;A——塑件外表面積,mm2。尺寸、結構:一般點澆口的截面積與矩形側澆口的截面積相等,設點澆口直徑為d(mm),則第五十五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日圖6-26(a),點澆口直徑d常為0.5~1.8mm,澆口長度l常為0.5~2.0mm。為防止在切除澆口時損壞制品表面,可采用圖6-26(b)結構,其中R1是為了有利于熔體流動而設置的圓弧半徑,約為1.5~3.0mm,H約為0.7~3.0mm。
注意:成型薄壁塑件時若采用點澆口,塑件易在澆口附近產(chǎn)生變形甚至開裂。為改善這一情況,在不影響使用的前提下,可將澆口對面的壁厚增加并以圓弧R過渡,圖6-27,此處圓弧還有貯存冷料的作用。第五十六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
8.潛伏澆口圖6-28,從形式上看,潛伏澆口與點澆口類似,不同的是采用潛伏澆口只需二板式單分型面模具,而采用點澆口需要三板式雙分型面模具。
特點:①澆口位置一般選在制件側面較隱蔽處,可以不影響塑件的美觀。②分流道設置在分型面上,而澆口像隧道一樣潛入到分型面下面的定模板上或動模板上,使熔體沿斜向注入型腔。
③澆口在模具開模時自動切斷,不需要進行澆口處理,但在塑件側面留有澆口痕跡。第五十七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
④若要避免澆口痕跡,可在推桿上開設二次澆口,使二次澆口的末端與塑件內壁相通,具有二次澆口的潛伏澆口圖6-29,這種澆口的壓力損失大,必須提高注射壓力。尺寸:潛伏澆口與分流道中心線的夾角一般在30~55?左右,常常采用圓形或橢圓形截面,澆口大小可根據(jù)點澆口或矩形側澆口的經(jīng)驗公式計算。第五十八頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日9.護耳澆口(圖6—30)特點:由矩形澆口和耳槽組成,耳槽的截面積和水平面積均比較大。耳槽前部的矩形小澆口能使熔體因摩擦發(fā)熱而溫度升高,熔體在沖擊耳槽壁后,能調整流動方向,平穩(wěn)地注入型腔,因而塑件成型后殘余應力小,另外依靠耳槽能允許澆口周邊產(chǎn)生收縮,所以能減小因注射壓力造成的過量填充以及因冷卻收縮所產(chǎn)生的變形。第五十九頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日缺點:需要較高的注射壓力,其值約為其他澆口所需注射壓力的2倍。另外,制品成型后增加了去除耳部余料的工序。適用場合:如聚氯乙烯、聚碳酸酯等熱穩(wěn)定性差、黏度高的塑料的注射成型。第六十頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日
結構、尺寸:圖6—30,護耳澆口與分流道呈直角分布,耳部應設置在制品壁厚較厚的部分。矩形小澆口可按矩形側澆口公式計算。耳槽的長度可取分流道直徑的1.5倍,耳槽的寬度約等于分流道的直徑,耳槽的厚度可取塑件壁厚的0.9倍。耳槽的位置以距離塑件邊緣150mm以內為宜,當塑件較寬時,需要使用多個護耳澆口,此時耳槽之間的最大距離約為300mm。第六十一頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日第三節(jié)澆注系統(tǒng)的平衡進料因如果各個型腔不是同時被充滿,那么最先充滿的型腔內的熔體就會停止流動,澆口處的熔體便開始冷凝,此時型腔內的注射壓力并不高,只有當所有的型腔全部充滿后,注射壓力才會急劇升高,若此時最先充滿的型腔澆口已經(jīng)封閉,該型腔內的塑件就無法進行壓實和保壓,因而也就得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件,所以必須對澆注系統(tǒng)進行平衡,即在相同的溫度和壓力下使所有的型腔在同一時刻被充滿。一、一模多腔澆注系統(tǒng)的平衡為什么采用一模多腔的模具成型時澆注系統(tǒng)應平衡?第六十二頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日1.平衡式澆注系統(tǒng)平衡系統(tǒng)比較:型腔采用圓周式布置[圖6—31(a)]比橫列式布置[圖6—31(b)]好。因為圓周式布置不僅縮短了流程,而且還減少了流動時的轉折和壓力損失,但這種布置除圓形塑件外,加工比較困難。所以除了精密的塑件外,對于一般的矩形塑件,大多還是采用橫列式布置。特點:從分流道到澆口及型腔,其形狀、長寬尺寸、圓角、模壁的冷卻條件等都完全相同,熔體能以相同的成型壓力和溫度同時充滿所有的型腔,從而獲得尺寸相同、物理性能良好的塑件。第六十三頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日缺點:與非平衡澆注系統(tǒng)相比,平衡式澆注系統(tǒng)的流道總長度要長一些,模板尺寸要大一些,增加了塑料在流道中的消耗量和模具的成本。
分兩種情況:一種是各個型腔的尺寸和形狀相同,只是各型腔距主流道的距離不同而使得澆注系統(tǒng)不平衡;另一種是型腔和流道長度均不相同而使得澆注系統(tǒng)不平衡。圖6-32。
2.非平衡式澆注系統(tǒng)第六十四頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日a、各型腔相同時,澆口平衡公式
式中k——澆口平衡系數(shù),它與通過澆口的熔體質量成比例S——澆口斷面積,mm2;L——澆口長度,mm;a——主流道到型腔澆口的距離,mm。
(6-10)
在非平衡式澆注系統(tǒng)中,為了使各個型腔能同時均衡地充滿,須將澆口做成不同的截面形狀或不同的長度,實行人工平衡。常采用稱之為平衡系數(shù)法的一種近似計算。該法基于各個型腔的平衡系數(shù)相等或成比例,來確定各個澆口的尺寸,其公式為第六十五頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日例對于圖6-33的一模十腔注射模具,若分流道直徑為6mm,澆口長度相同,為0.5mm,為了人工平衡澆注系統(tǒng),試確定各型腔的澆口截面尺寸。解設bi為澆口i的寬度,hi為澆口i的厚度。由對稱性得知S1=S2,S3=S4=S5=S6,S7=S8=S9=S10。根據(jù)經(jīng)驗,澆口斷面積約為分流道斷面積的3%一9%,取澆口l的截面積為分流道截面積的7%,則的3倍,則取澆口的寬度是澆口厚度第六十六頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日b1=3h1=3×0.81=2.43mm
(2)(3)由圖6—33可得a3=(150+50)=200mm由此可得
h3=1.15mmb3=3h3=3.45mm
(4)由圖6-33得a7=(150+150+50)=350mm同理可得S7=5.24mm2,h7=1.32mm,b7=3.96mm.此例可得,S7>S3>S1,即為了使各型腔能同時充滿,應將靠近主流道處的澆口做得小些,較遠的澆口做得大些。第六十七頁,共七十四頁,編輯于2023年,星期日b、各型腔的大小不同時,應采用如下近似公式來平衡澆口
(6-11)
式中M1、M2——分別為
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