脱模力计算
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第七周第一讲目的和要求:了解注射模具导向机构设计(导柱导向机构、锥面和合模销精定位装置),初步了解脱模机构设计的内容(方式、原则),脱模力的计算,一次脱模机构。
重点难点:导柱导向机构、锥面和合模销精定位装置、一次脱模机构类型4.8 注射模具导向机构设计—每套塑料模具必备。
注射模具导向机构的作用:(1)在模具工作时,导向机构可以维持动模与定模的正确合模然后保持其型腔的正确形状;(2)导向机构可以引导动模按顺序合模,防止型芯在合模过程中损坏,并能承受一定的侧向力;(3)对于三板式结构的模具(双分型面注射模),导柱可承受卸料板和定模型腔板(点浇口的浇口板)的重载荷作用;(4)对于大型模具的脱模机构,或脱模机构中有细长推杆或推管时,导向机构可以保持其机构运动的灵活平稳。
4.8.1导柱导向机构导柱导向是指导柱与导套采用间隙配合,使导套在导柱上滑动,配合间隙有一定级别,主要零件有导柱和导套。
1. 导柱如图4-127所示,导柱主要有两种结构形式,一种是带头直通式导柱,用于简单小型模具。
小批量生产时,一般不需要导套,导柱直接与模板导向套配合;而在大多数情况下,导柱需要与导套配合。
另一种是有肩导柱,用于大型模具。
所有的导柱都必须具有足够的抗弯强度,且表面要耐磨,心部要坚韧,因此导柱材料多采用低碳钢渗碳淬火,或用碳素工具钢淬火处理,硬度大。
另外导柱的端部常设计成锥形或半球形,便于导柱顺利进入导套。
2. 导套导套的几种结构形式如图4-128所示,其中有直导套、I型带头导套和II型带头导套。
为使导柱进入导套比较顺利,在导套的前端倒一圆角。
导向孔最好打通,否则导柱进入未打通的导柱孔时,孔内气体无法逸出,产生反压力,给导柱的进入造成阻力。
当结构需要开不通孔时,就要在不通孔的侧面增加通气孔,或在导柱的侧壁磨出排气槽。
导套可用淬火钢或铜等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱硬度,这样可以改善摩擦,防止导柱或导套被拉毛。
导柱、导套的相关结构形式和尺寸,可由设计模具时选定的标准模架对应的导柱、导套结构形式和尺寸决定。
数码相机盖模具设计说明书班级:10材料专业:材料成型及控制工程姓名:刘树飞学号:100118019指导老师:引言 (2)一.产品工艺性分析 (3)1.1设计产品概述 (3)1.2产品工艺性分析 (3)二、注塑机的选择 (3)1、塑件的质量、体积计算 (4)2、浇注系统凝料体积的初步估算 (4)3、注射容量与锁模力校核 (4)(1)注射容量校核 (4)(2)锁模力的校核 (4)4.利用UG软件,设置工件尺寸。
(4)三、分型设计 (5)四、标准模架的选用 (6)(1)先定系列。
(6)(2)看型芯固定方式是否需要加支撑板。
(6)(3)确定模板尺寸。
(6)(4)模架厚度 (6)五、模具滑块设计 (6)(1)抽芯距离和抽芯力的计算 (6)(2)斜导柱设计 (7)①斜导柱倾斜角的确定 (7)②斜导柱的直径计算 (7)③斜导柱长度的计算 (7)④滑块其他零部件设计 (7)六、导向与顶出机构设计 (8)(1)顶出机构设计 (8)①脱模力计算 (8)②推出零件尺寸计算 (8)③创建顶管 (8)④创建拉料杆 (8)(2)导向机构的设计 (8)①导柱的选取 (8)②复位杆的选取 (9)七、浇注系统设计 (9)1.浇注系统整体方案确定 (9)2.主流道设计 (9)3、分流道、浇口和冷料穴设计 (9)八、冷却系统设计 (10)1、冷却水道的尺寸计算 (11)(1)计算单位重量的塑料熔体在凝固时所放出的热量Q1(kJ/kg) (11)(2)求冷却水的体积流量qv(m³/min) (11)(3)查表使冷却水处于紊流状态,取d (11)九、画模具装配图 (12)引言虽然受到全球金融危机影响,但是我国模具整体实力还是得到进一步加强。
近两年来中国的模具制造技术水平又有了新的提高。
从模具产品进出口的地域来看,华东地区的江苏、浙江、上海、山东均位列中国进口和出口模具的十大省市之中。
长江三角地区在模具制造整体水平的数量和质量上均已在国内处于行业重要位置。
南京农业大学工学院课程设计课题名称:塑料模塑成型技术题目名称:衬套注塑模具设计专业班级:材料成型及控制工程04班学号:学生姓名:指导教师:聂信天夏荣霞史立新徐秀英2013年10 月28 日目录一.塑件成型工艺性分析 (3)1.1 塑件的分析 (3)1.2 PP的性能分析 (3)1 .3 PP的注射成型过程及工艺参数 (3)二.拟定模具的结构形式 (4)2.1 分型面位置的确定 42.2 确定型腔数量和排列方式 42.3 注塑机型号的确定4三.浇注系统的确定 63.1 主流道设计 63.2 浇口的设计7 四.成型零件的结构设计和计算94.1 成型零件的机构设计94.2 成型零件的钢材选用94.3 成型零件工作尺寸的计算94.4 模架的确定和标准件的选用11五.脱模推出机构设计11六.模架的确定13 七.排气槽的设计14 八.冷却系统的设计 (14)九.导向和定位结构的设计.........................................................错误!未定义书签。
十.总装图错误!未定义书签。
总结 (18)参考文献 (18)一.塑件成型工艺性分析1.1.塑件的分析(1)外形尺寸:壁厚6mm,结构对称,适合注射成型。
(2)精度等级:MT5,查表确定每个尺寸的公差。
(3)脱模斜度:PP 为无定型塑料,流动性好,选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为45分。
(4)圆角过渡:半径1.5mm.1.2.PP 的性能分析(1)使用性能:密度小,强度高耐热性均优于聚乙烯,可在100°C 左右使用,具有优良的耐腐蚀性高频绝缘性,不受湿度影响,(2)但低温时变脆,不耐磨,易老化。
(3)成型性能:1.结晶料,吸湿性小,易发生熔体破裂,长期与热金属接触易分解。
2.流动性好,但收缩范围和收缩大,易发生缩孔,凹痕,变形。
3.冷却速度快,浇注系统和冷却系统应缓慢散热。
4.塑料壁厚需均匀,避免缺口,尖角。
第八节:抽芯机构设计一`概述当塑料制品侧壁带有通孔凹槽,凸台时,塑料制品不能直接从模具内脱出,必须将成型孔,凹槽及凸台的成型零件做成活动的,称为活动型芯。
完成活动型抽出和复位的机构叫做抽苡机构。
(一)抽芯机构的分类1.机动抽芯开模时,依靠注射检的开模动作,通过抽芯机来带活动型芯,把型芯抽出。
机动抽芯具有脱模力大,劳动强度小,生产率高和操作方便等优点,在生产中广泛采用。
按其传动机构可分为以下几种:斜导柱抽芯,斜滑块抽芯,齿轮齿条抽芯等。
2.手动抽芯开模时,依靠人力直接或通过传递零件的作用抽出活动型芯。
其缺点是生产,劳动强度大,而且由于受到限制,故难以得到大的抽芯力、其优点是模具结构简单,制造方便,制造模具周期短,适用于塑料制品试制和小批量生产。
因塑料制品特点的限制,在无法采用机动抽芯时,就必须采用手动抽芯。
手动抽芯按其传动机构又可分为以下几种:螺纹机构抽芯,齿轮齿条抽芯,活动镶块芯,其他抽芯等。
3.液压抽芯活动型芯的,依靠液压筒进行,其优点是根据脱模力的大小和抽芯距的长短可更换芯液压装置,因此能得到较大的脱模力和较长的抽芯距,由于使用高压液体为动力,传递平稳。
其缺点是增加了操作工序,同时还要有整套的抽芯液压装置,因此,它的使用范围受到限制,一般很小采用。
(二)抽芯距和脱模力的计算把型芯从塑料制品成型僧抽到不妨碍塑料制品脱出的僧,即型芯在抽拔方向的距离,称为抽芯距。
抽芯距应等于成型孔深度加上2-3MM.一.抽芯距的计算如图3-102所示。
计算公式如下:S=H tgθ (3-26)式中S------ 抽芯距(MM)H------ 斜导柱完成抽芯所需的行程(MM)θ----- 斜导柱的倾斜角,一般取15·~20·2.脱模力的计算塑料制品在冷却时包紧型芯,产生包紧力,若要将型芯抽出,必须克服由包紧力引起的磨擦阻力,这种力叫做脱模力,在开始抽芯的瞬间所需的脱模力为最大。
影响脱模力因素很多,大致归纳如下;(1)型芯成型部分表面积和断面几何形状:型芯成型部分面积大,包紧力大,其模力也大;型芯的断面积积形状时,包紧力小,其脱模也小;型芯的断面形状为矩形或曲线形时,包运费力大,其脱模力也大。
脱模力的大小需根据具体情况具体计算,对于小型制品脱模力很小,可能只有几十牛顿,甚至仅仅几牛顿;而对于较大型制品会大的多,达到几十千牛,甚至更大。
如福建华橡自控技术股份有限公司的45寸轮胎定型硫化机中,脱模力F=27.43KN 。
因此对于不同的制品脱模力的计算需根据具体的公式进行计算,计算公式如下: 计算简单形状制(如圆筒)的脱模力计算方法是:Ac Pc f Fe ⨯⨯=
Pc 为型芯的接触压力;
Ac 为型芯与塑件的接触而积;
f 为制品顶出时塑料与型芯之间的摩擦系数。
针对圆筒其中m r s d T E Pc ⨯∆⨯=)(,)(T E 为塑料在顶出温度下的弹性模量,r d ∆为制品脱模后的直径相对变化量,m s 为制品厚度。
L Ac π2=,其中L 为制品与型芯接触部分的长度。
一个使用较为普遍的脱模力计算模型:
公式中定义接触压力为:
m T 为材料软化温度,t 为制品厚度,μ为泊松比。
以此为依据,脱模力计算式为:
针对空心薄壁锥体,并考虑了拔模角及真空力对脱模力的影响,其公式为:
ε为塑料的拉伸应变,B 为垂直于脱模方向型芯的投影而积。
该公式中,第一部分代表总包紧力,通过对于薄壁中空锥形体的力和应力分析获得;第二部分代表摩擦因数;第三部分代表真空力。
圆形制品和矩形制品的脱模力计算模型分别为:
其中ε为材料收缩率,E 为弹性模量,μ为泊松比,t 为材料厚度,L 为制品与型芯接触部分的长度,θ为脱模斜度。
《塑料成型模具》一书,在推导脱模力计算公式时,受力分析如图1所示,其推导过程是: ααsin cos 1P Q F +=(1)
上式中摩擦阻力F 为:
()αsin 1Q P f F -=(2)
将(2)式带入(1)式得:
其中1Q ——脱模力(1Q 未考虑不带通孔塑件脱出时需克服的大气压力所造成的阻力) P ——正压力(即型芯上沿锥面全面积上的总压力)
f ——摩擦因数
α——脱模斜度(型芯锥角的一半)
杠杆式脱模机构(轮胎硫化机)受力分析:
杠杆式脱模机构在推动中心机构时,为滚子传递推力。
由于滚子与中心机构下部为滚动接触,中心机构受力为滚子法线作用力F (即脱模力)和滚动摩擦阻力f ,见图2所示。
p ——动力水压力。