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1、摘要本文介绍了无限长塑料链条(圆截面) 注射模结构特点及其设计中存在的问题,对于无限长链条类塑料制品的注射模设计具有一定的指导意义。关键词：链条注射模型腔 Abstract The structure characteristics of the injection mould for infinitely long plastic chains(with a round section) and the problems existing in the design were described. It has certain instructive significance to the
2、design of the injection mould for plastic products of the infinitely long chain type.Key words chain injection mould cavity引言随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型树脂、注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率、质量及成本。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成
3、型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。塑料模是应用最广泛的一类模具。近年来，我国塑料模有长足的进步。在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。目
4、录1 、无限长塑料链条(圆截面) 结构特点及注射模结构特点12 、模具设计 42.1 计算塑件的体积和重量 42.2选择设备型号、规格、确定型腔数42.3分型面的选择52.4浇口套的选用62.5选择压缩弹簧规格63 、结束语8参考文献 81 、无限长塑料链条(圆截面) 结构特点及注射模结构特点无限长链条类塑件结构特点是相邻链节互相连接(如图1、图2所示) ,其注射模(如图3 所示) 必须采用两个相互垂直的分型面( - 分型面和- 分型面) 及斜滑块式侧向分型和抽芯机构。另外,分流道分别设置在- 分型面和- 分型面上。该斜滑块式侧向分型与抽芯机构的特点是利用压缩弹簧的推力, 驱动斜滑块斜向运动。
5、在塑料链节被顶出同时, 由斜滑块完成侧向分型与抽芯动作, 斜滑块9 (上下左右共4 块) 本身就是瓣合式凹模镶块, 每个链节的型腔都由这4 块斜滑块拼合组成。开模后在压缩弹簧推力作用下, 斜滑块分开动作,依靠斜滑块上的凸耳在模套11 的滑槽斜向运动来实现, 其中限位螺钉6 是为了防止斜滑块从模套中脱出而设置的。4 块斜滑块分别向- 分型面方向运动, 同时也向两侧分开, 使- 分型面首先打开和- 分型面的塑料链节先从型腔脱出,而- 分型面的塑料链节受到斜滑块拉力作用产生拉伸变形, 随着开模距离的增加和弹簧推力的下降, 斜滑块达到受力平衡状态, - 分型面开始分开并使- 分型面上的塑料链节从型腔脱
6、出,如图3所示。为了成型无限长塑料链条,在该模具闭模前,操作者用手柄打开压块2 ,然后利用弹簧7 拉紧压块2 , 将已成型的塑料链条首个链节的部分(约1/ 4) 压紧在斜滑块的圆槽内, 这条圆槽和- 分型面上首个型腔圆槽互相扣接, 这样使已成型的塑料链条和后成型的塑料链段互相连接。图1 塑料链条结构示意图图2 制件三维图1. 定模板 2. 压块 3. 已成型链条首个链节 4. 手柄 5. 凸耳 6. 限位螺钉 7.拉紧弹簧 8. 动模板 9. 斜滑块 10. 压缩弹簧11. 模套图3 模具装配图图4 斜滑块及浇注系统图5 凸耳图6 模套及限位螺钉2 、模具设计2.1 计算塑件的体积和重量体积：
7、通过UG软件的“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为=1998.26mm3=2cm3。质量：材料PP的密度取=0.91g/ cm3，则单个塑件的质量m=V=1.82g。2.2选择设备型号、规格、确定型腔数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。注射机的额定注射量为Vb，每次的注射量不超过它的80%，即 n=(0.8-)/ (2.2-1)式中 n型腔数；Vj浇注系统的体积（g）；塑件体积。估算浇注系统的体积Vj：根据浇注系统初步方案进行估算浇注系统体积。=0.8考虑到工作效率及模具体积大小，初步采用型腔数等于5Vb=(nVg+Vj)/0.8= 12.38 (2.2-2)根据所计算
8、的各项参数，选用J54-S200/400型注塑机，注塑机的参数如下：表4-1注塑机主要参数标称注射量(cm3)400注射行程(mm)160注射压力(Mpa)109合模力/N螺杆直径(mm)55最大成型面积（cm2）645模板厚度/mm最大406螺杆转速(r/min)16,28,48最小165喷嘴球半径（mm）12注射时间(s) 1.8喷嘴孔直径（mm）42.3 分型面的选择选择分型面的原则：(1)有利于脱模；(2)有利于保证塑件的外观质量和精度要求；(3)有利于成型零件的加工制造；(4)分型面数目与形状通常采用平行分型面，即采用一个与注射机开模运动方向垂直的分型面；(5)型腔方位的确定：在决定
9、型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹，以避免采用比较复杂的模具结构；(6)有利于侧向抽芯；(7)考虑侧向抽拔距；(8)应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距作为侧向分型芯或抽芯，并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯；(9)锁紧模具的要求；(10)有利于排气；(11)分型面的选择应考虑注射机的技术参数。综上所述，结合本塑件实际情况，将分型面定为如图3所示2.4 浇口套的选用由于采用直接浇口，在有柄盖底部的花纹需要成型，所以交口套底面必须加工出所需要的花纹，详细数据请参见浇口套零件图，示意图如下4所示图4 浇口套由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷
10、嘴反复接触和碰撞,所以常将主流道设计成可拆卸的浇口套，材料为T10A钢,并淬火处理到洛氏硬度5055HRC.T10A钢适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，可用作不受较大冲击的耐磨零。2.5 选择压缩弹簧规格无限长塑料链条注射模采用斜滑块式侧向分型与抽芯机构, 其侧向分型与抽芯的动力是压缩弹簧的推力,在模具设计时应选择合适规格的弹簧。如图4所示,链条注射模开模后, - 分型面首先打开, - 分型面的塑料链节从型腔中脱出;而在- 分型面上,斜滑块依然相互贴紧,随着开模距离的增加和弹簧推力的下降, 斜滑块达到受力平衡状态, - 分型面开始分
11、开的瞬间,斜滑块在贴紧时的相互作用力F2 = 0 。根据受力分析有:i=15Fix=0 和i=15Fiy=0可得: F4 sin- F3cos- F1 = 0F4cos - F3 sin - F5 = 0F1 = F5 (sin - f cos) / ( f sin + cos) (2.3-1)式中 F1 - 分型面的塑料链节对斜滑块的拉力F5 压缩弹簧对斜滑块的推力F4 模套滑槽对斜滑块的作用力F3 模套滑槽对斜滑块的摩擦力, F3 = fF4 ,其中f 是钢表面摩擦因素,可取f = 0. 1图4在- 分型面开始分开瞬间, - 分型面的塑料链节受到的拉力最大, 为了防止塑料链节受拉力过大产生
12、塑性变形,应满足下列条件:F1 d2 ns / 2根据(1) 式可得:F5(fsin+cos)nd2s2(sin-fcos) (2.3-2)式中 n - 分型面的塑料链节数目d 塑料链节圆断面直径s 塑料屈服极限同理,在- 分型面开始分开瞬间, - 分型面的塑料链节产生变形应为弹性变形,则有y Ls/ 4 (2.3-3)或者:x Lstan/ 4 (2.3-4)式中 L 塑料链节周长 s 塑料屈服伸长率x 在- 分型面开始分开瞬间,压缩弹簧压缩变形恢复值在链条注射模设计时,设计者可根据(2.3-2) 、(2.3-4) 式的计算结果选择合适的压缩弹簧规格。3 、结束语无限长链条类塑料注射模设计和模具实际使用情况表明, 本文所推导的在无限长链条(圆截面) 塑料注射模设计中如何选择合适的弹簧规格的计算方法, 应用于其它非圆截面的无限长链条塑料注射模设计同样是可行的。参考文献1 李思良 刘易凡. 无限长塑料链条注射模设计.模具工业 .20001 曹宏深,赵伟治. 塑料成型工艺及模具设计. 机械工业出版社,1993.2 维苏珊(美) . 塑料测试技术手册. 中国石化出版社,1991.9
