塑胶模具排气槽的设计探讨.doc

塑胶模具排气槽的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 探讨.doc 塑模排氣槽的設計探討 摘 要: 注塑模先閉模後進料,從某種意義而言,它也是一種置換裝置。即塑膠融體注入模腔內的同時,必須置換出型腔內的空氣以及從物料中逸出的揮發性氣體,才能使充模順利進行。如果某一局部排氣不良,則該局部的氣體就會被壓縮升溫,導致融體分解變色,如果滯留在型腔內的氣體過多,還會形成空洞和填充不足等缺陷。 事實上,我們在模具設計時,對排氣設計沒有引起足夠的重視,同時也沒有形成一個良好一致的設計理念。大家通常認為,由於產品小,隻需在模仁分割時件數多一些,就起到了排氣的作用,因而不必開專門的排氣槽。這種做法沒有詳細考量塑膠融體在型腔內的流動情況。因為融體在模腔內流動時,由於受到模仁的阻擋,各個通道的阻力不一致,塑膠融體最易充滿的是阻力小的空間,最後充滿的地方往往是產品最薄弱處,這些地方的排氣恰恰是模仁分割不能解決的,如果沒有適當的排氣槽,就會造成封閉的氣囊,形成包風,燒焦等不良狀況。 基於上述,本文主要從以下幾個方面來討論排氣的設計, 1.排氣不良的危害性。 2.生產中常見排氣不良 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,並在此基礎上歸納出開排氣的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 3.排氣的理論分析與計算,目的在於提供一個設計參考的量的計算方法。 4.排氣槽的做法。 關鍵詞, 排氣槽 排氣槽截面積 排氣槽寬度 多變指數 一 排氣不良的危害性 根據生產過程中反應,排氣和排氣間隙不良通常產生下述不良狀況, 1, 增加塑膠融體充模的阻力, 使型腔不能充滿,塑件輪廓不清。 2, 產品上呈現明顯可見的流動痕和融合線,使產品的力學性能降低, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 現在強度不足,容易開裂,折斷等方面。 3, 滯留氣體使產品表面產生銀紋,氣孔,剝層等表面質量缺陷。 4, 型腔內氣體受到壓縮後產生局部高溫,使塑膠融體分解變色,甚至老 化,燒焦。 5, 降低了充模速度,增加了成型周期。 二 常見排氣不良狀況分析 在新模量試過程中,經常會遇到排氣不良造成產品包風,燒焦,不飽模等不良狀況,嚴重的情況還會造成停機修模,或者重新設計圖面。以下就是幾個比較典型的列子, ,1, 未考慮排氣造成產品不飽模,或拉斷的情況, 圖示產品為一HOUSING,在試模中發現箭 頭所指處幾乎每做一模都填充不足,形成不飽 模狀態,通過加大注射壓力與注射速度後,雖 能填飽,但頂出時又將該處拉斷。經分析原因 是,肉薄處為最後填充區,且沒有開排氣槽, ,2, 考慮了排氣,但因不合理造成產品包風,燒焦的情況, POST處排氣不合理 圖示產品為一COVER,兩處POST在 設計時考慮了排氣,做法是將POST處拆 成PIN與PIN孔配合,利用配合間隙進 行排氣,但量試一段時間後,發現配合間 隙容易被異物堵死而起不到排氣作用。在 填充時形成燒焦、包風的情況。改善方法 是在POST處增加活動頂針,或在模仁 PIN周邊開設排氣槽與排氣溝。這樣就可 以比較順利地排除氣體。 ,3, 產品上有加強筋的地方,對應的模仁處往往為放電凹坑,通常排氣不 良,容易形成填充不足,包風的狀況, 圖示產品為一HOUSING,箭頭指示 處為加強筋,由於受到外圓弧的限加強筋 制,模仁單獨拆出比較困難,因而與 外圓弧件拆在一起,這樣就形成了一 放電凹坑,使得注射時該處形成積,產 品, 熱,高壓區,從而導致填充不足。改 善方法是沿著徑向拆出一件與凹坑 等寬的模仁,鑲掛在外圓弧件上,利 放電凹坑 用其配合間隙進行排氣。 ,模 仁, ,4, 細長產品遠澆口的地方,由於沒有考慮開排氣, 造成填充不足?不飽 模的狀況, 澆 口 遠澆口處 圖示產品為一AGP HOUSING,該產品的特點是PIN多,體長,塑膠融體在型腔的 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 相對較長,如果在遠澆口的地方未考慮排氣,就會因此導致填充不足?不飽模的狀況。通常的做法是在遠澆口的地方加開溢料井進行補縮,排氣,但若受模仁的約束,不能做溢料井,就得開專門的排氣槽。 ,5, 產品結構倒角多,而倒角處通常為放電加工,這樣也會造成排氣不良,造成產品缺陷。如下圖所示, 圖示產品結構上倒角多,在模仁分產品多處倒角 割時由於受到倒角結構的限制,為了 保証倒角的光整性,一般將倒角拆成 整體,這樣就提供了很多放電小凹 三 排氣槽位置選擇的一般原則 坑,成為積熱,高壓區。因而需要開 根據典型不良狀況分析,排氣槽位置的選擇,主要考慮以下幾個方面, ,1, 產品的薄壁處,這裡通常為塑膠融體最後填充區域。 專門的排氣槽。 ,2, 流程的最終點;PIN多,體長的產品尤其要考慮這一點。 ,3, 兩股料流的匯合處。 ,4, 型腔中容易滯留氣體的部位。 ,5, 型腔中盲孔的底部;如,POST處,倒角處。 ,6, 產品的結構限制了澆口的布置,而澆口的布置又正好不利於排氣,這 時需要綜合考量排氣的位置。 四 排氣的理論分析與計算 (一) 理論分析 事實上,我們在塑模設計時,對排氣的認識和理解缺乏理論的探討,導致設計時很大程度上忽略了排氣面積不足對產品的影響,給生產埋下了隱患。所以有必要從理論上分析排氣的做法,以形成對設計的良好指導。 ,1,理論分析 模具型腔內的氣體必須能夠排除,這樣注入型腔的塑膠才可能充 滿整個空間。任何一種氣體都遵守下面的規律, (1) P*V=n*R*T ----- 式中, P-----氣體壓強,Pa, 2 V-----氣體體積,m, n-----氣體摩爾數,ml, R----氣體摩爾常數(N*m/ml*K) T----氣體溫度,K, 0 通常取一摩爾理想氣體在0C,標準大氣壓時來計算氣體摩爾常數 R,一摩爾氣體在標準狀況時體積為22.4升,,由(1)式變換得, 5-3 R=P*V/n*T=1.013*10*22.4*10/1.0*273.15 000 = 8.31(N*m/ml*K) 根據V.V.sushkov實驗,型腔內的氣體,可以引用以下的氣體計算 公式, -1/2 Vmax=1.15*S*P*(R*T) -----(2) 01 式中, Vmax----氣體排除的最大質量速度,kg/s, 2 S--------排氣槽截面積, m, 5 P-------型腔內氣體的初始壓力,1.013,10Pa, 0 R-------摩爾氣體常數,前面已介紹, T------型腔內氣體最終溫度,K, 1 如果以G0表示型腔內氣體的重量,kg,,以t表示氣體的排除時 間,排出時間即為塑模的充模時間,,因此: t=G /Vmax ------(3) 0 代入氣體摩爾常數,由,2,,,3,式合並得, 1/2 S = G*(R*T)/1.15*P*t 010 1/21/2 =G,(8.31)*(T)/1.15*P*t 010 0.5 = G,2.883*(T)/ 1.15*P*t 010 0.5=2.5* G*(T)/ P*t -------(4) 010 2式中, S--------排氣槽截面積, m, G------型腔內氣體的質量,kg, 0 T------型腔內氣體最終溫度,K, 1 5P-----型腔內氣體的初始壓力,1.013,10Pa, 0 t-----氣體的排除時間(即充模時間s) (2) 根據V.V.sushkov實驗, 當未開排氣槽時, 通常型腔內流程終端的空氣 壓力為20Mpa,如果型腔內融體的靜壓力小於20Mpa,則不可能充滿型腔. 未充滿型腔的空間通常為百分之一(1/100),並以此來計算型腔內氣體的最終溫度T;考慮到環境溫度,模具冷卻系統的作用,型腔內氣體溫度是多變的,為1 了獲得一個相對合理,穩定的氣體最終溫度,引入多變指數n,目的在於對氣體最終溫度進行補償和修正。公式(引用V.V.sushkov模具排氣實驗公式,可參考<<模具設計手冊>>第二冊相關章節)如下, n=Lg(P/ P)/Lg(V/V) 1010 =Lg(20/0.1)/Lg(100/1.0)=1.15 則型腔內氣體最終溫度, (1.15-1.0)/1.150.13 T=T*( P/ P)= T*( P/ P)-----(5) 1110000 式中, P-----型腔內氣體的初始壓力,0.1Mpa, 0 T0---模具內氣體的初始溫度,T0=20+273=293K P----型腔內氣體的最終壓力,20Mpa, 1 ,3, 綜上所述。計算公式如下, 0.5 S =2.5* G*(T)/ P*t ----(6) 010 0.13 T = T*( P/ P) -----(7) 1100 。 (二) 常用塑膠排氣槽深度參考表 1. 排氣孔的截面尺寸,以有利於排氣但又不產生毛邊為原則.這 就要求針對不同的塑膠,不同形狀的產品,計算出一個所需的當量總截面 積.然後根據排氣原則確定產品哪些地方需要排氣,再合理分配這些排氣 槽面積.以下是常用塑膠排氣槽深度參考表: 排氣槽 分模面 充填不良,成品外觀接合線,燒焦等 不良現象都與排氣不良有關,除了 應做好排氣設置外,其次要依成型 材料操作規定,減少氣體的產生. 2. 對於結構復雜,薄壁,細長的產品;可以借助模流分析,找出容易積 熱的地方,再利用上述公式計算出當量總截面積,結合不同塑膠 的排氣槽深度,合理分配這些面積,從而起到良好排氣. (二) 計算實例 3.充模時間t=0.5s,計算排氣槽所某一PS2產品模內型腔體積Vc=25.5cm 需最小截面積和排氣槽最小寬度尺寸: 通常被壓縮氣體最終排氣壓力取P=20MPa,則由,7,式得, 0.13 T = T*( P/ P) 1100 0.13 =293*(20/0.1) =583(K) 3 型腔內氣體密度通常按氮氣密度計算,q=1.16kg/m 模內氣體質量, -6 -6 G0=Vc*q=25.5*10*1.16=29.58*10 kg 由公式(6)得, 0.5 Smin =2.5* G*(T)/ P*t 010 五 氣槽的做法 -6 0.56=2.50*29.58*10*583 /(0.5*0.1*10) 結合我們的設計,排氣槽的做法可以歸納為以下幾個方面;但是,對於 方形,圓形POST,細深凹坑等排氣不良,需要尋求不同於常規的方法來解決. -622 =0.0357*10m=0.0357mm1. 利用分型面排氣 如用PBT成型,取排氣槽生深度h=0.015mm;則排氣槽最小總寬 分型面上開度, 排氣槽L Wmin=S/h=0.0357/0.015=2.38mm 排氣槽總寬W=4*L 澆 口 實際排氣槽總寬度W必需>Wmin=2.38mm 分型面 考慮生產實際取安全系2.5,排氣槽總寬度W必需>2.5*Wmin 2. 利用頂針排氣 這是設計中最常用的方法.主要利用頂針與孔的配合間隙排氣. 活動頂針 排氣槽總寬度 W=2*3.14D 頂針直徑D 3. 利用模仁分割排氣 以下是是一個典型的列子: 模仁寬度L 將模仁分開, 並開排氣溝 排氣槽總寬度W=L 肉薄處未開排氣 4.方形,圓形POST的排氣 a. 以post外形尺寸為界,將其拆成pin與主體模仁配合,利用配合間隙 排氣. 模仁寬度L1,L2 銳邊易損傷 排氣槽總寬度W=2*(L1+ L2) b. 以post倒角後部尺寸為界,將其拆成pin與主體模仁配合,利用配合 間隙排氣. 模仁寬度L1,L2 能否拆出受倒 角尺寸限制 排氣槽總寬度W=2*(L1+ L2) c. 二者的共同缺陷是:新模排氣尚可,但生產一段時間後,配合間隙容易 被異物堵死,而起不到排氣作用;同時對於頭部為圓形,半球形的post使 用受到限制. d. 以上缺陷可以利用下述方法解決: 方法一: 在以POST外形尺寸為界的PIN上,四周開排氣槽,並使上下面高低差為0.01~0.02,防止異物堵死,排氣效果相對好些. 模仁寬度L 排氣槽總寬度=4*L 此面低 0.01-0.02 四周排氣槽 方法二: 將POST按圖示方法拆成兩部分,並在鑲件上開排氣槽,使中間與兩邊面高低差為0.01~0.02;這樣排氣效果良好.可以解決頭部為半球形post的成型不良問題.該方法容易使post錯位,設計時公差控制較嚴格. 此面低0.01~0.02 排氣槽總寬度=4*L 兩邊排氣槽 5. 利用成型機台排氣;如FANUC機可以實現二次合模,進行排氣. 總之,隻要我們理論聯系實際,大膽嘗試,勇於創新;對於生產中的問題,設計中的難點,總會找到解決問題的方法. 主要參考文獻 一 <<模具設計手冊>> 第二冊 機械工業出版社 二 <<塑膠模具優化設計手冊>> 機械工業出版