手機(jī)面框的注塑模設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】
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譯文:1、注塑模和注塑機(jī)1.1注塑模盡管成型某些熱固性材料的方法取得了一定進(jìn)步,但注塑模主要還是用來生產(chǎn)熱塑性塑件。這主要是因為熱固性塑料在很短的時間內(nèi)就會固化和硬化,在從料斗向模具型腔注入熱固性塑料熔體的過程中,也會出現(xiàn)這種情況,這個問題一直非常難解決。注塑成型原理和鑄造十分相似。注塑成型的工藝過程包括:首先把料斗中的粉狀或粒狀的塑料混合物依次送到計量區(qū)和熔化區(qū),然后再注射到模具自動及全自動操作。注塑模具有以下優(yōu)點:(1)較高的成型速度,使得大批量生成成為可能;(2)為成型具有不同性能的熱塑性材料提供了較寬的選擇;(3)可以成型帶有螺紋的塑件、側(cè)向凹陷的塑件、帶有側(cè)孔的塑件以及較大的薄壁零件。1.2塑料機(jī)熔融塑料注入模具中通常有幾種方式。在大型注塑機(jī)上常用往復(fù)式螺桿式餓到注入方式,如圖1-1所示。螺桿同時具有注射和塑化的功能。樹脂原料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的螺桿時,要經(jīng)過圖示的三個區(qū)域:進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計量區(qū)。進(jìn)過進(jìn)料區(qū)后,為壓縮樹脂原料,螺桿螺旋部分的深度逐漸降低,同時傳遞樹脂原料間因剪切作用而產(chǎn)生的熱量,使原料呈半流動狀態(tài)。在計量區(qū),螺缸表面的加熱裝置對熔體進(jìn)一步加熱。當(dāng)熔體充滿螺桿前部區(qū)域時,螺桿在熔體壓力的作用下后退,觸動限位開關(guān)使液壓缸工作,在液壓力的作用下推動螺桿向前運動,將熔融塑料注射到閉合的模具型腔中。防倒流閥能夠阻止受壓熔體倒流進(jìn)螺桿的螺旋區(qū)。注塑機(jī)的鎖模系統(tǒng)所提供的鎖模力由塑件在分型面的投影尺寸決定,鎖模力以噸為單位。通??拷?jīng)驗來決定塑件所需要的鎖模力總噸數(shù),一般在塑件投影面積上每平方英寸需要作用兩噸鎖模力。如果熔體流動困難或塑件較薄,鎖模力應(yīng)提高到三到四噸。許多往復(fù)螺桿式注塑機(jī)能生產(chǎn)熱固性塑料。以前熱固性塑料由擠出模具或傳遞模具生產(chǎn)。熱固性塑料熔體在模具內(nèi)固化或發(fā)生聚合反應(yīng),并在溫度375410范圍內(nèi)推出。熱塑性塑料熔體必須在模具內(nèi)冷卻成型,以保證推出時不發(fā)生變形。這種熱固性循環(huán)速度很快。當(dāng)然,生產(chǎn)熱塑性塑件時,模具必須被加熱,而不是冷卻。1.王浩剛,注塑模和注塑機(jī),模具專業(yè)英語,p46,人民郵電出版社譯文:2、閱讀材料3.1引言前面的章節(jié)討論了基本的兩板式模具,注塑成型的原理是,在壓力作用下,塑料熔體通過澆注系統(tǒng)注入模具型腔形成塑件。然而,兩塊模板本身并不構(gòu)成模具的全部設(shè)計內(nèi)容,因為塑件成形后沒有辦法取出塑件,因此(塑件成型后)必須手動脫模。此外,所有熱塑性熔體凝固時都會收縮,這意味著塑件將包緊在型芯上。收縮作用使塑件脫模(存在)困難。生產(chǎn)中,為使塑件脫離型芯,必須使用某種脫模方式。本章中將討論不同的脫模方式。注塑機(jī)為推出系統(tǒng)提供了自動推出力,起推出動力裝置安裝在注塑機(jī)移動板的后面。因此,模具的推出系統(tǒng)安裝在動模部分獲得最大效率,例如,這部分(可以)安裝在移動板上。我們在前面章節(jié)中論述了(開模時)需要從型芯上推下塑件,因此,塑件必須跟隨芯(一同移動),推出系統(tǒng)裝在動模部分最為合適。模具的推出系統(tǒng)將在以下三個標(biāo)題中討論,即:()推出支架;()推板裝配機(jī)構(gòu);()推出方式。3.2推出支架 推出支架是模具的一部分,用來支撐模板,并為推板的裝配和運動提供空間。推出支架通常由動模座板和幾塊支撐組成,支撐塊安裝在動模座板上,且便于加工成型。推出支架有三種設(shè)計形式:()同軸的推出支架()框狀推出支架()圓形支架3.3推板裝配機(jī)構(gòu) 推板裝配機(jī)構(gòu)也是模具的一部分,用來安裝推出零件。推板裝配機(jī)構(gòu)安裝在推板支撐架內(nèi),直接裝在模板后面,裝配機(jī)構(gòu)由推板、推板固定板和注塑頂出桿組成。注塑機(jī)頂出桿一端帶有螺紋,通過螺紋緊固在推板上。在這種結(jié)構(gòu)中,頂出桿的作用不僅是推出零件,而且為推板裝配機(jī)構(gòu)起導(dǎo)向的作用。注意,頂出桿上直徑相等的部分通過頂出桿套筒,套筒安裝在模具座板上。在更加詳細(xì)地討論模具推出方式之前,我們了解一下推板裝配機(jī)構(gòu)時如何工作的。模具安裝在注塑機(jī)的移動臺板上,臺板左側(cè)是注塑機(jī)推動桿。推動桿的位置是可以調(diào)整的,以適應(yīng)不同的“推出力”。當(dāng)移動臺板向左移動時,開模,在推動桿的作用下模具推桿運動。為使推出元件起作用,推板裝配機(jī)構(gòu)和模板之間必須存在相對運動。3.4推出方式 塑件冷卻后,其收縮狀態(tài)取決于塑料熔體的成型過程。對于內(nèi)部不帶有其他形狀的塑件,例如,實芯矩形件,塑件的收縮作用使其脫離型腔壁,因此,可以采用簡單的脫模方式(推出塑件)。然而,若塑件具有內(nèi)部形狀,冷卻收縮時塑件將包緊在型芯上,因此,有必要采用一些適當(dāng)?shù)姆绞酵瞥鏊芗?。設(shè)計推出機(jī)構(gòu)時有幾種方式可供選擇,但是,總的說來,選擇哪種推出方式取決于塑件的形狀?;镜耐瞥龇绞接幸韵聨追N:(1) 推桿脫模;(2)推管脫模;(3)推件脫模;(4)氣動脫模。3.5定模部分的推出機(jī)構(gòu)盡管推出機(jī)構(gòu)通常安裝在模具的動模部分,但這種方式并不總是可行的??紤]到箱行塑件的表面質(zhì)量,澆口必須設(shè)置在塑件內(nèi)部。這種情況下,型芯和推出系統(tǒng)安裝在定模部分,模具具有一定的復(fù)雜性。首先,推出支架和推板裝配機(jī)構(gòu)安裝在定模板后面,這將極大地增加模具高度。因此,熔體從噴嘴射出后要經(jīng)過較長的距離才能進(jìn)入型腔。然而,為縮短這段長度,澆口套必須較深地進(jìn)入模板內(nèi),裝配結(jié)構(gòu)如圖例,這就必須使用特殊的延伸式噴嘴。其次,注塑機(jī)的定模部分并不提供任何驅(qū)動推出系統(tǒng)的動力裝置,這就意味著動力機(jī)構(gòu)必須與模具設(shè)計成一體。盡管3、4節(jié)中討論的所有推出方式都能安裝在模具的定模部分,但是在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方式。3.6拉料桿開模時,流道凝料必然從澆口中拉出。對于單腔模具,熔體沿著主流道直接進(jìn)入模具型腔,開模時,塑件脫離型腔,澆道凝料也一同脫出。對于帶有基本澆注系統(tǒng)的多腔模具,每次開模時澆道凝料很可能滯留在澆口套中,必須用手工去除熔體凝料。為避免這種情況,設(shè)計總會考慮安裝澆道凝料拉出機(jī)構(gòu)。普通的拉料方式是利用推桿頂部加工出的凹陷拉料,或者利用主流道入口處的凹陷拉料,該處與主流道的錐度方向相反。熔體進(jìn)入凹陷后,冷卻凝固,開模時,這部分凝料能夠提供足夠大的阻力以拉出澆道凝料。拉料桿有兩種基本形式。一種是在冷料井底部加工出凹陷,這種方式適合在分型面下部使用。另外一種是在拉料裝置的頂部加工出適當(dāng)?shù)男螤?,該方式適合在分型面上部使用。為區(qū)分兩種基本拉料方式,我們分別用方式A和方式B表示。2.王浩剛,閱讀材料,模具專業(yè)英語,p2426,人民郵電出版社譯文:3、澆口套和定位圈澆口套是指模具中形成主流道的那部分零件。實際上,澆口套是連接注塑機(jī)噴嘴和模具表面的零件,并為熔體提供適當(dāng)?shù)耐ǖ?,使其注入模具型腔,或者在多腔模具中將熔體導(dǎo)入分流道系統(tǒng)。在某些應(yīng)用中澆口套承受相當(dāng)大的壓力,因此應(yīng)使用含1.5%的鎳鉻合金鋼制造,并且需要硬化處理。注意:盡管噴嘴最初已經(jīng)正確安裝,但注射油缸膨脹將引起注射油缸溫度升高,進(jìn)而產(chǎn)生的相當(dāng)高的力施加到澆口套上引起澆口套和噴嘴錯位。澆口套的內(nèi)部錐度同常在24之間,以利于在注塑循環(huán)結(jié)束時,主流道凝料從澆口套中脫出。參見不同標(biāo)準(zhǔn)的部件(澆口套)所用的錐度。澆口套有兩種基本的形式,區(qū)別僅僅是注塑機(jī)噴嘴和澆口套之間的安裝形式不同。澆口套的兩種形式如圖(a)、(c)所示。第一種澆口套帶有球形凹陷,該凹陷用來安放球形端噴嘴(見圖(a)。第二種澆口套的頂面為平面,便于安裝相對應(yīng)的噴嘴(見圖(c)。倘若注塑機(jī)噴嘴和主流道襯套之間找正十分準(zhǔn)確,采用球形面座套就能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接。需要注意是注塑機(jī)噴嘴的半徑要比澆口套球形凹陷的半徑小一些,以確保兩部分完全接觸。然而,如果噴嘴和澆口套之間安裝時稍微偏離同軸線,噴嘴和澆口套之間就會出現(xiàn)縫隙,注塑時將發(fā)生漏料現(xiàn)象(見圖(b)。而對于平面澆口套和噴嘴之間的連接(見圖(d),稍微地偏離同軸線也不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。從圖中也可以看出,如果安裝時兩個孔稍微偏移同軸線,也不會發(fā)生漏料現(xiàn)象,同時即使?jié)部谔椎目讖奖葒娮斓纳晕⒋笮膊粫θ垠w流動產(chǎn)生阻力。通常,直徑允許的偏差值為0.8mm.定位圈定位圈是安裝在模具前面的環(huán)形零件,作用使限制模具在注塑機(jī)中的正確位置。當(dāng)模具安裝在注塑機(jī)的適當(dāng)位置時,模具前面的定位圈正好裝進(jìn)注塑機(jī)平板上精確加工的圓形凹洞中,該凹洞與注塑機(jī)氣缸噴嘴處于同軸線上。這就確保了噴嘴上的小孔徑和澆口套之間的正確配合。澆口套是注塑機(jī)噴嘴和模板面之間的連接件,噴嘴孔徑和澆口套孔的精密配合能夠保證塑料熔體從氣缸通過噴嘴和主流道不間斷地進(jìn)入模具的分流道系統(tǒng)。事實上,定位圈將澆口套和注塑機(jī)平板的注塑入口直接的連接起來。(如圖5-2)3.王浩剛,澆口套和定位圈,模具專業(yè)英語,p3233,人民郵電出版社譯文:4、推出機(jī)構(gòu)塑料熔體在壓力作用下經(jīng)過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔形成塑件,因此塑件成型后必須手動取出。此外,所有熱塑性熔體凝固時都會收縮,這意味著塑件將包緊在型芯上。收縮作用使塑件脫模存在困難。注塑機(jī)為推出系統(tǒng)提供了自動推出力,其推出動力裝置安裝在注塑機(jī)移動板的后面。因此,模具的推出系統(tǒng)安裝在動模部分將獲得最大效率,例如,這部分可以安裝在移動板上。我們在前面章節(jié)論述了開模時需要從型芯上推下塑件。因此,塑件必須跟隨型芯 移動,推出系統(tǒng)裝在動模部分最為合適。模具的推出系統(tǒng)將在以下三個標(biāo)題中討論,即:(1)推出支架;(2)推板裝配機(jī)構(gòu);(3)推出方式。推出支架推出支架(見圖11-1)是模具的一部分,用來支撐模板,為推板的裝配和運動提供空間。推出支架通常由動模座板和幾塊支撐塊組成,支撐塊安裝在動模座板上,且便于加工成型。推板裝配機(jī)構(gòu)推板裝配機(jī)構(gòu)也是模具的一部分,用來安裝推出零件。推板裝配機(jī)構(gòu)安裝在推板支撐架內(nèi),直接裝在模板后面。裝配機(jī)構(gòu)(見圖11-2)由推板、推板固定板和注塑機(jī)頂出桿組成。注塑機(jī)頂出桿一端帶有螺紋,通過螺紋緊固在推板上。在這種結(jié)構(gòu)中,頂出桿的作用不僅是推出零件,而且為推板裝配機(jī)構(gòu)起導(dǎo)向作用。注意,頂出桿上直徑相等的部分通過頂出桿套筒,套筒安裝在模具座板上。推出方式 塑件冷卻后,其收縮狀態(tài)取決于塑料熔體的成型過程。對于內(nèi)部不帶有其他形狀的塑件,例如:實芯矩形件,塑件的收縮作用使其脫離型腔壁,因此,可以采用簡單的脫模方式(推出塑件),然而,若塑件具有內(nèi)部形狀,冷卻收縮時塑件將包緊在型芯上,因此,有必要采用一些適當(dāng)?shù)姆绞酵瞥鏊芗?。設(shè)計推出機(jī)構(gòu)時有幾種方式可供選擇,但是,總的來說,選擇哪種推出方式取決于塑件的形狀。基本的推出方式有以下幾種:()推桿脫模;()推管脫模;()推件板脫模:()氣動脫模。4.王浩剛,推出機(jī)構(gòu),模具專業(yè)英語,p6162,人民郵電出版社譯文:5、模具冷卻系統(tǒng)注塑生產(chǎn)的基本原理是把高溫熔體注入模具型腔,熔體在型腔內(nèi)迅速冷卻到固化溫度,并保持一定形狀。由于模具溫度在一定程度上控制塑件的整個成型周期,因此(在生產(chǎn)中)非常重要。熔體在高溫模具內(nèi)流動順暢,但固化塑件推出前,一定的冷卻階段是必不可少的。另一方面,熔體在溫度較低的模具中固化較快,但有可能造成塑件末端填充不滿。因此必須在這兩種極端條件中選擇一個平衡點,以獲得最佳的成型周期。模具的工作溫度與幾種因素有關(guān),包括成型材料的等級與類型、熔體在型腔內(nèi)的流動路線、塑件壁厚以及澆注系統(tǒng)長度等。使用比充模要求稍高的溫度注塑比較有利,這樣生產(chǎn)的塑件熔接痕少、留痕不明顯,其他缺陷也較少,因此,提高了塑件表面質(zhì)量。為保持模具和塑料熔體之間所需的溫差,水(或其他液體)在模具上的通道或通孔中循環(huán)。這些通道或通孔稱為流道或水道,整個水道系統(tǒng)稱為冷卻循環(huán)系統(tǒng)。在充模階段,溫度最高的熔體位于進(jìn)口,即澆口附近;溫度最低的熔體位于距進(jìn)入口最遠(yuǎn)的地方。冷卻介質(zhì)在模具內(nèi)循環(huán)時,介質(zhì)溫度將升高。因此,為使塑件表面獲得均勻的冷卻速率,冷卻通道的入口應(yīng)開設(shè)在高溫塑件附近,受熱后冷卻介質(zhì)溫度升高,出口開設(shè)在低溫塑件附近。然而由下面討論可知,這種理想狀態(tài)并不總是可行的。為避免不必要的模具費用,設(shè)計者往往憑借經(jīng)驗設(shè)計冷卻通道。冷卻水(或其他冷卻介質(zhì))回路所需的部件在市場上就可以買到。這些部件通過軟管與模具直接連在一起,通過這些部件(形成的冷卻回路)模具溫度便控制在要求的范圍內(nèi)。但是,使用這種直接與冷水相連的冷卻回路是不可能精確地控制模具溫度的。為模具提供適合的冷卻系統(tǒng)是設(shè)計者的責(zé)任。通常,最簡單的冷卻系統(tǒng)是在模板上縱向鉆出通孔。然而,對于精密模具,這不是最有效的冷卻方法。然而,使用鉆孔的方式加工冷卻水道時,冷卻通道與塑件的距離一定不能太近(即距離小于16mm),如果距離太近,有可能引起整個型腔的溫度發(fā)生顯著改變,使塑件出現(xiàn)問題。由于冷卻通道不能距離同一模板上任何其他的孔道太近,這使得冷卻回路的布局通常比較復(fù)雜??梢韵氲侥0迳洗嬖诖罅康目椎阑虬枷荩脕戆惭b推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、澆口套以及鑲件等。冷卻通道與其他孔道之間的安全距離為多遠(yuǎn),很大程度上取決于所需的冷卻通道的鉆入深度。流道深度較深時,鉆頭有偏離預(yù)定(加工)路線的趨勢。常用的規(guī)則是鉆入深度達(dá)到150mm的冷卻水道與其他孔道距離不小于3mm,比這更深的流道所需的距離增加到5mm。為獲得最佳的冷卻回路,設(shè)計初期就考慮冷卻回路的位置不失為一種好辦法。其他模具零件、如推桿、導(dǎo)套等,根據(jù)需要確定安裝位置。5.王浩剛,冷卻系統(tǒng),模具專業(yè)英語,p6566,人民郵電出版社
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