塑膠模具多產(chǎn)品流道設(shè)計(jì)(塑料模具流道種類)
今天給各位分享塑膠模具多產(chǎn)品流道設(shè)計(jì)的知識,其中也會對塑料模具流道種類進(jìn)行解釋,現(xiàn)在開始吧!
塑膠模具的流道和進(jìn)膠應(yīng)該要怎么選擇
1.根據(jù)我們排模的穴數(shù),對于一套塑膠模具中同一產(chǎn)品一多模穴時(shí),流道排布,澆口的配置需流道的平衡,對于一套模具,不同產(chǎn)品多穴時(shí),我們不僅要考慮流道平衡,還要做流道截流,防止一穴打飽跑批鋒,另一穴還沒有走好膠。
2.根據(jù)所用的村料成型特性來選擇流道的大小和截面,和進(jìn)膠口的位置,能自動斷膠口就不絕不用人工加工,因?yàn)楝F(xiàn)人工是最大的成本,能用機(jī)械手就自動化生產(chǎn)。
3.對產(chǎn)品的外觀和裝配有了解,膠品不能位于外觀處,或影響裝配。
4.澆口的形狀及尺寸須依據(jù)產(chǎn)品的形狀和尺寸大小而定,如大的平板澆口開口尺寸須做大,可做到扇形進(jìn)膠。
5.由于產(chǎn)品原因,二板模有時(shí)考慮到射出壓力的平衡及模具在機(jī)臺上裝夾不良和頂出不平衡,此時(shí)我們有時(shí)得考慮三板模細(xì)水口進(jìn)膠。
6.現(xiàn)大多都是自動化生產(chǎn),所以在設(shè)計(jì)進(jìn)膠時(shí)我們得考慮從節(jié)約原料,成型周期,成型后加工難易度,減小人工等 利于高效作業(yè)來考慮。
塑料模具排位 比方一出二 兩產(chǎn)品走流道的方向留多少距離
資料推薦的值屬于常規(guī)要求,具有參考性而不能照搬。
在實(shí)際的模具設(shè)計(jì)中需要考慮多方面的因素,比如進(jìn)料方式、比如產(chǎn)品過大或過小、比如不同的產(chǎn)品共模,以及其它因素。
如果按大水口進(jìn)料,流道位置的產(chǎn)品邊距按推薦值就可以;如果是潛伏澆口就要依據(jù)澆口深度考慮出模角度,適當(dāng)加長邊距;如果采用牛角澆口,則還要加長。
當(dāng)產(chǎn)品過小時(shí),邊距可以縮短,反之,就有可能加大。當(dāng)大小偏差過大的產(chǎn)品共模,邊距也會有相應(yīng)的變化。
其實(shí),總體來說還是要結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、外觀要求、進(jìn)料方式、具體排布、產(chǎn)能要求、選用材料等多方面來結(jié)合考慮。
注塑件的流道如何設(shè)計(jì)?
基本概念
流道是指液壓系統(tǒng)中流體在元件內(nèi)流動的通路。
模具流道系統(tǒng)
普通的流道系統(tǒng)(RunnerSystem)也稱作澆道系統(tǒng)或是澆注系統(tǒng),是熔融塑料自射出機(jī)射嘴(Nozzle)到模穴的必經(jīng)信道。流道系統(tǒng)包括主流道(PrimaryRunner)、分流道(Sub-Runner)以及澆口(Gate)。下圖顯示了典型的流道系統(tǒng)組成。
主流道:也稱作主澆道、注道(Sprue)或豎澆道,是指自射出機(jī)射嘴與模具主流道襯套接觸的部分起算,至分流道為止的流道。此部分是熔融塑料進(jìn)入模具后最先流經(jīng)的部分。
分流道:也稱作分澆道或次澆道,隨模具設(shè)計(jì)可再區(qū)分為第一分流道(FirstRunner)以及第二分流道(SecondaryRunner)。分流道是主流道及澆口間的過渡區(qū)域,能使熔融塑料的流向獲得平緩轉(zhuǎn)換;對于多模穴模具同時(shí)具有均勻分配塑料到各模穴的功能。
澆口:也稱為進(jìn)料口。是分流道和模穴間的狹小通口,也是最為短小肉薄的部分。作用在于利用緊縮流動面而使塑料達(dá)到加速的效果,高剪切率可使塑料流動性良好(由于塑料的切變致稀特性);粘滯加熱的升溫效果也有提升料溫降低粘度的作用。在成型完畢后澆口最先固化封口,有防止塑料回流以及避免模穴壓力下降過快使成型品產(chǎn)生收縮凹陷的功能。成型后則方便剪除以分離流道系統(tǒng)及塑件。
冷料井:也稱作冷料穴。目的在于儲存補(bǔ)集充填初始階段較冷的塑料波前,防止冷料直接進(jìn)入模穴影響充填品質(zhì)或堵塞澆口,冷料井通常設(shè)置在主流道末端,當(dāng)分流道長度較長時(shí),在末端也應(yīng)開設(shè)冷料井。
模具流道設(shè)計(jì)基本原則
模穴布置(CavityLayout)的考慮
盡量采用平衡式布置(BalancesLayout)。
模穴布置與澆口開設(shè)力求對稱,以防止模具受力不均產(chǎn)生偏載而發(fā)生撐模溢料的問題。如圖2的設(shè)計(jì)就以對稱者較佳。
模穴布置盡可能緊湊以縮小模具尺寸。如圖3(b)的設(shè)計(jì)就模具尺寸考量而言優(yōu)于圖3(b)的設(shè)計(jì)。流動導(dǎo)引的考慮
能順利地引導(dǎo)熔融塑料填滿模穴,不產(chǎn)生渦流,且能順利排氣。
盡量避免塑料熔膠正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件,以防止型芯位移(CoreShift)或變形。
熱量散失及壓力降的考慮
熱量損耗及壓力降越小越好。
流程要短。
流道截面積要夠大。
盡量避免流道彎折及突然改變流向(以圓弧角改變方向)。
流道加工時(shí)表面粗糙度要低。
多點(diǎn)進(jìn)澆可以降低壓力降及所需射壓,但會有縫合線問題。
流動平衡的考慮
一模多穴(Multi-Cavity)充填時(shí),流道要平衡,盡量使塑料同時(shí)填滿每一個(gè)模穴,以保證各模穴成型品的品質(zhì)一致性。
分流道盡量采用自然平衡式的布置方式(Naturally-BalancedLayout)。
無法自然平衡時(shí)采用人工平衡法平衡流道。
廢料的考慮
在可順利充填同時(shí)不影響流動及壓力損耗的前提下,減小流道體積(長度或截面積大小)以減少流道廢料產(chǎn)生及回收費(fèi)用。
冷料的考慮
在流道系統(tǒng)上設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦淞暇?ColdSlugWell)、溢料槽以補(bǔ)集充填初始階段較冷的塑料波前,防止冷料直接進(jìn)入模穴影響充填品質(zhì)。
排氣的考慮
應(yīng)順利導(dǎo)引塑料填滿模穴,并使模穴內(nèi)空氣得以順利逃逸,以避免包封燒焦的問題。成形品品質(zhì)的考慮
避免發(fā)生短射、毛邊、包封、縫合線、流痕、噴流、殘余應(yīng)力、翹曲變形、模仁偏移等問題。
流道系統(tǒng)流程較長或是多點(diǎn)進(jìn)澆(MultipleGating)時(shí),由于流動不平衡、保壓不足或是不均勻收縮所導(dǎo)致的成品翹曲變形問題應(yīng)加以防止。
產(chǎn)品外觀性質(zhì)良好,去除修整澆口方便,澆口痕(GateMark)無損于塑件外觀以及應(yīng)用。
生產(chǎn)效率的考慮
盡可能減少所需的后加工,使成形周期縮短,提高生產(chǎn)效率。
頂出點(diǎn)的考慮
需考慮適當(dāng)?shù)捻敵鑫恢靡员苊獬尚纹访撃W冃巍?/p>
使用塑料的考慮
粘度較高或L/t比較短的塑料避免使用過長或過小尺寸的流道。
擠出機(jī)頭流道設(shè)計(jì)
近些年來,隨著異型材制品應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,相應(yīng)的異型材擠出機(jī)頭的需求量也在增加。擠出機(jī)頭是擠出成型的關(guān)鍵設(shè)備,其主要作用是將塑料熔體分布于流道中,以使物料以均勻的速度從機(jī)頭中擠出,形成所需要的端面形狀和尺寸的制品。流道設(shè)計(jì)是擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,其結(jié)構(gòu)的合理性直接影響到擠出制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為滿足市場需求,進(jìn)一步提高型材制品的質(zhì)量,有必要對異型材擠出機(jī)頭內(nèi)流道設(shè)計(jì)進(jìn)行全面深入的研究。
1、典型結(jié)構(gòu)
異型材擠出機(jī)頭流道的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。
異型材模具一般采用此結(jié)構(gòu),整個(gè)流道采用流線型,無任何死角,避免造成物料的滯留分解。按照物料流動過程可分為4個(gè)區(qū)域:
(1)發(fā)散段
將螺桿擠出的熔體由旋轉(zhuǎn)流動變?yōu)榉€(wěn)定的平衡流動,并且通過分流錐,熔體截面形狀由擠出機(jī)出口處的圓形向制品形狀逐漸轉(zhuǎn)變。
(2)分流段
此段中的分流支架將流動分為幾個(gè)特征一致的簡單單元流道,使熔體流動行為更加穩(wěn)定,從而保證制品的均勻性。
(3)壓縮段
使物料產(chǎn)生一定的壓縮比,以保證有足夠的擠壓力,消除由于支撐筋而產(chǎn)生的熔接痕,從而使制品塑化均勻,密實(shí)度良好,內(nèi)應(yīng)力小。壓縮角不能過大,否則容易引起內(nèi)應(yīng)力加大,造成擠出不穩(wěn)定,使制品表面粗糙,降低外觀質(zhì)量。
(4)定型段
口模定型段除了賦予制品規(guī)定的形狀外,還提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)頭壓力,使制品具有足夠的密度,并進(jìn)一步消除由支承筋產(chǎn)生的熔接痕及由于分流變截面等原因一而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
2、設(shè)計(jì)
2.1基本原則
在進(jìn)行流道設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)基本原則:
(1)型材重心軸線應(yīng)位于螺桿的軸線上。
(2)流道應(yīng)漸變,不應(yīng)急劇擴(kuò)大或縮小,不得有“死點(diǎn)”和臺階,并遵守物料流動行為。
(3)應(yīng)有足夠的壓縮比,消除結(jié)合縫。
(4)保證物料從機(jī)頭等速擠出。
(5)熔體進(jìn)入機(jī)頭直至從模唇擠出時(shí),必須盡可能恒定加速,直至在成型區(qū)之前達(dá)到所要求的出口速度。
2.2設(shè)計(jì)方法
2.2.1定型段口模流道
(1)口模間隙:型材壁厚不單單取決于口模間隙,還取決于擠出機(jī)對物料的塑化性能、擠出壓力、擠出溫度、物料性能、熔體離模膨脹和牽引收縮等,這些條件任何一個(gè)發(fā)生變化,都很影響壁厚的變化,很難用理論來計(jì)算。對于異型材制品中經(jīng)常使用的HPVC材料,制品壁厚與口模間隙的關(guān)系為:式中:
hs/hm=1.1~1.2(1)
hs——制品壁厚;
hm——口模間隙。
擠出速度較高時(shí)取小值,反之取大值。
(2)口模流道的外圍尺寸與制品外圍尺寸。對于HPVC材料:
As/Am=0.80.93sm(2)
Hs/Hm=0.90.97(3)式中:
As——制品寬度;
Hs——口模流道外圍寬度;
H?!破犯叨?;
Hm——口模流道外圍高度。
(3)型芯尺寸:根據(jù)口模型腔外圍尺寸及口模間隙,可得到型芯各部分的尺寸。
(4)定型段流道長度:異型材擠出口模定型段主要由寬度、高度不同的矩形狹縫流道組成,可以按照所示經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
主流道:L1=(30-40)1,(4)
內(nèi)筋流道:L2=L1/(1/2)n+1(5)式中:
L1——主間隙定型段長度;
L2——內(nèi)筋定型段長度;
1——主間隙;
2——內(nèi)筋間隙;
n——非牛頓指數(shù)。
2.2.2壓縮段流道
壓縮比。及壓縮角夢:壓縮比是支承板和口模板型腔橫截面的面積比,一定的壓縮比能保證足夠的擠壓力,使塑化均勻,減小內(nèi)應(yīng)力。
一般壓縮比取3-7,壓縮角取15~20度
2.2.3分流段流道
經(jīng)過分流錐的配料后,在支撐板中又由支撐筋分成許多小腔進(jìn)一步分割。此段流道為平直區(qū),長度一般在高速擠出時(shí)取5060mm,型腔尺寸是根據(jù)壓縮比設(shè)計(jì)的最大型腔和型體外圍決定。在強(qiáng)度允許的條件下,支撐筋最大截面尺寸應(yīng)盡量小,從而減少其對料流的影響。2.2.4分流錐
分流錐的作用是將供料區(qū)的材料全部按比例分配到各個(gè)區(qū)域,角度在70度以內(nèi),物料流動性越好,角度取值越大,以便形成背壓,使物、料進(jìn)一步塑化。
分流錐應(yīng)盡量短,從而減少對料流分配的影響。
2.2.5內(nèi)筋流道
前面已經(jīng)介紹了內(nèi)筋定型段長度的計(jì)算公式,下面對內(nèi)筋的供料形式做簡單介紹。
通常內(nèi)筋的壁厚為0.9-1.5mm之間,而外壁一般為1.8-3.0mm之間。對于不同外壁厚的型材,其供料腔的大小也不同,設(shè)計(jì)中應(yīng)保證內(nèi)筋的供料壓力足夠。確定內(nèi)筋供料腔的大小可參照外壁供料的壓縮比,預(yù)設(shè)內(nèi)筋供料壓縮比與外壁相同。根據(jù)內(nèi)筋的成型縫隙和預(yù)設(shè)的壓縮比得到初步的內(nèi)筋供料腔大小,再考慮物料的粘彈性對物料流動的影響,適當(dāng)調(diào)整內(nèi)筋供料腔,保讓內(nèi)筋供料腔的物料流速接近外壁供料腔,通常要稍慢一點(diǎn)。這樣,就得到了內(nèi)筋供料腔的大小。
3、實(shí)例
下面以常用的60平開扇梃為例說明異型材擠出模頭流道的設(shè)計(jì)思路,并用SolidWorks2003軟件建立其三維立體模型。
將整個(gè)流道分為4段:發(fā)散段長為115mm,分流段長60mm,壓縮段長20mm,定型段長60mm。其整體流道尺寸如圖2所示。
按照前文所述的設(shè)計(jì)思路,其關(guān)鍵尺寸的具體設(shè)計(jì)如下。
3.1口模尺寸
由圖4可見,口模流道的外圍尺寸及口模間隙都較原制品尺寸發(fā)生了一定的變化。由于異型材擠出過程中物料流動的復(fù)雜性,其口模尺寸的確定并非單純的擴(kuò)大或縮小,而是要考慮多方面的因素,需要不斷的試模、修模,以便能夠獲得最佳的擠出效果。
3.2定型段流道的長度確定
主流道:L1=(30-40)1,
內(nèi)筋流道:L2=L1/(1/2)n+1
此例中,1=2mm,取L1=60mm
n=0.3,占2=1mm,取L2=24mm
3.3壓縮段流道及分流段尺寸的確定
取壓縮角為15度,壓縮比為4,壓縮段長度為20mm;分流段長度取60mm,適用于高速擠出,其型腔尺寸同壓縮段入口處截面相同,只是增加了幾個(gè)支撐筋,在滿足強(qiáng)度要求的情況下,支撐筋的尺寸盡量小。其截面尺寸圖如圖5。
3.4三維立體模型的建立
本例用SolidWorks2003軟件建立其三維模型,如圖6所示。
SolidWorks2003軟件是美國SolidWorks公司開發(fā)的基于Windows平臺的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件,其最大特點(diǎn)是采用全新的Windows操作界面,草圖繪制靈活,并且有強(qiáng)大的特征建模能力,從而能大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。
通過對流道三維模型的建立,可以將形成的.STEP203文件導(dǎo)入分析軟件,如polyflow軟件,有利于對流道內(nèi)物料的壓力、速度或剪切應(yīng)力做模擬分析,從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
沿物料的擠出方向,截取A、B、C、D四個(gè)流道截面,其截面圖如圖6中a、b、c、b。
從圖6中可以看出,異型材擠出成型機(jī)頭流道是一個(gè)由開始的圓形逐步過渡到擠出制品型坯形狀的過程。其具體尺寸的計(jì)算可參照前文所述內(nèi)容,由于異型材擠出過程的復(fù)雜性,很難用理論來計(jì)算,所以設(shè)計(jì)中存在很多的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),例如前后支撐板長度選為60mm,這樣適用于目前應(yīng)用較為廣泛的高速擠出。
4、結(jié)束語
由于異型材截面的復(fù)雜性及多樣性,其機(jī)頭流道設(shè)計(jì)目前還依賴大量的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從而增加了試模、修模,延長了生產(chǎn)周期,增加了生產(chǎn)成本。在本文總結(jié)的機(jī)頭流道設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上輔以先進(jìn)的模具流道分析軟件,如MOLDFLOW模流分析等進(jìn)行分析,將會使模具產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一個(gè)全新的技術(shù)水平。
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