磁性輪箍注塑模設計.pdf

24D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 3 2 0 0 5 0 引言 磁性混合塑料材料已廣泛應用在汽車儀器 儀表但對磁性塑料的注塑成型的研究還很少 由于磁性材料收縮率不是一個固定值所以在設 計之前應測出在一定的參數(shù)下的收縮率另外這 種材料的流動剪切應力大流動性不好型腔不 易充滿本文通過對磁性輪箍注塑成型這一實際 例子研究了磁性材料在注塑過程中收縮率與主 要參數(shù)的變化規(guī)律得出了它們之間的變化關 系在模具設計中考慮到以上諸多因素的影響 設計出合理的注塑模具生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 1 零件的工藝分析 從磁性輪箍零件圖1 可知它是有兩部 分組成而且是兩種材料中間是磁性套它的 材料有磁粉與A B S 以一定的比例混合而成由于 內(nèi)孔有尺寸公差要求所以在設計模具時應按照 磁性塑料的收縮率來計算成型凸凹模的尺寸但 是不同比例的材料不同的注塑壓力不同的注 塑溫度不同的壁厚其收縮率是不同的按照一 定的參數(shù)選出收縮率然后進行計算四周是有 尼龍 6 6 材料制成的輪輻相對于輪輻來說中 文章編號1 0 0 1 - 4 9 3 4 - ( 2 0 0 5 ) 0 3 - 0 0 2 4 - 0 3 磁性輪箍注塑模設計 姚曉靜 1 鄧玉山 2 付文智 2 孫剛 2 1 一汽教育培訓中心吉林長春1 3 0 0 1 1 2 吉林大學輥鍛工藝研究所吉林長春1 3 0 0 2 5 摘要通過對磁性輪箍零件的分析探索了磁性材料在不同成型參數(shù)影響下其變化的規(guī) 律按照實驗所得混合材料的收縮率對主要零部件進行計算設計出其成形的合理結構 并制造了磁性材料的注塑模具通過實際生產(chǎn)驗證設計參數(shù)合理模具結構正確 關鍵詞輪箍磁性材料注塑模具設計 中圖分類號T G 2 4 1文獻標識碼B A b s t r a c tB y t h e a n a l y s i s o f m a g n e t i s m t y r e t h e v a r i a t i o n a l r u l e i n t h e i n f l u e n c e o f t h e d i f f e r e n t p r o c e s s i n g p a r a m e t e r s o f m a g n e t i s m m a t e r i a l h a s b e e n s t u d i e d A c c o r d i n g t o t h e s h r i n k a g e r a t e o f m i x e d m a t e r i a l g a i n e d f r o m t h e e x p e r i m e n t t h e c a l c u l a t i o n h a s b e e n g i v e n o n t h e k e y p a r t s T h e r e a s o n a b l e s t r u c t u r e o f i t s m o u l d i n g i s d e s i g n e d T h e i n j e c t i o n m o l d o f m a g n e t i s m m a t e r i a l i s m a n u f a c t u r e d T h e d e s i g n p a r a m e t e r s a r e r e a s o n a b l e a n d t h e m o u l d s t r u c t u r e i s r i g h t b y t h e v e r i f y o f t h e p r o d u c t i o n K e y w o r d st y r e m a g n e t i s m m a t e r i a l i n j e c t i o n m o u l d d e s i g n 收稿日期2 0 0 4 - 1 1 - 2 5 作者簡介姚曉靜1 9 6 4女工程師 圖 1磁性輪箍零件圖 模 具 技 術 2 0 0 5 . N o . 325 圖 2收縮率與溫度增量的關系 圖 3收縮率與注塑壓力的關系 圖 4收縮率與壁厚的關系 間磁性套為埋沒件首先成型磁性套然后以磁 性套為埋沒件二是注塑成型輪輻輪輻是有六 條上下通長的筋連接直徑 1 6 0 m m的外圈和直徑 5 0 m m的內(nèi)圈組成 2 磁性材料的收縮率試驗 實驗材料取自混合后的生產(chǎn)材料假設它們 的混合比為A B S : 磁粉= 1 測定實驗收縮率 和模具溫度之間關系溫度測量用溫度傳感器 將溫度傳感器放置于離模具型腔 2 m m處加熱 模具根據(jù)不同溫度注塑試驗件測得冷卻后實 驗件的尺寸計算出收縮率將這些試驗點描繪 在T 坐標系中圖22 溫度一定改 變注塑壓力注塑出試驗件測出冷卻后的尺 寸然后將相應的收縮率描繪在 P 坐標系 圖 3分析圖 3 隨著注塑壓力的變化收縮率 變化不大也就是說當產(chǎn)品公差要求較低時可以 不考慮注塑壓力的影響但當產(chǎn)品公差要求較嚴 時要考慮注塑壓力對收縮率的影響3 更換凸 模使壁厚改變同樣道理可得收縮率和壁厚B 之間的關系圖 4當壁厚小于 3 . 0 m m時對 收縮率的影響不大當壁厚大于3 . 0 m m 時隨著 壁厚的增加收縮率變化較大從以上實驗和分 析可確定在一定的生產(chǎn)參數(shù)下的收縮率 3 主要零部件的設計計算 由于磁性混合材料的流動性差制件尺寸較 大故確定為一模一腔而輪輻注塑模具為一般 模具在此就不再說明 3 . 1凸凹模的設計 主要包括型腔型芯成型桿其設計和加 工精度不僅影響制件的尺寸精度而且關系到注 塑模具成型的成敗下面介紹模具主要型腔尺寸 的設計計算 1 凸凹模及型芯尺寸的設計計算 由已知型腔或型芯的計算公式再加上制造公 差即可得出它們的標注尺寸計算標注如下 BM= BS+ BSSC P + z m m LM= LS+ LSSC P + - zm m 式中BMLM型腔周邊和型芯徑向的 標注尺寸m m BSLS制件的名義尺寸m m SC P制件的平均收縮率m m 制件的公差值m m z型腔或型芯的制造公差m m HM= HM+ HSSC P + z m m hM= hM+ hSSC P + - zm m 式中HMhM型腔深度和型芯高度的 標注尺寸m m HMhS制件的名義尺寸m m SM= SS+ SSSC Pm m 式中SM中心距的標注尺寸m m SS制件的名義尺寸m m 2 模具型腔壁厚的剛度計算 26D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 3 2 0 0 5 圖5模具結構圖 1導套2導柱3定位環(huán)4澆口套5靜模 6復位桿7動模凹模8動模墊板9型芯 1 0型芯墊板1 1推管1 2推管固定板 1 3推管墊板1 4拉料鉤1 5動模板 圖6推管和型芯 模具型腔的厚度應能承受注射壓力和合模壓 力計算應用如下公式 t3 式中t型腔的厚度m m p成形壓力M P a l型腔的邊長m m a型腔的深度m m E楊氏模量取 E = 2 . 1 1 0 5M P a b型腔板的厚度m m 允許變形量m m 模具型腔壁厚的確定根據(jù)所計算出的數(shù)據(jù) 取整數(shù)值這樣才能使模具滿足承受成型壓力和 注射機的合模力另外在加工方面應需要對型腔 進行熱處理或表面處理延長模具壽命提高產(chǎn) 品質量 3 . 2澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)在制件注射成型中是最關鍵的一個 系統(tǒng)它對制件的性能外觀質量和成型的難易 都有很大的影響考慮到磁性混合樹脂塑料的流 動性不是很好要盡可能降低表面粘度增加流 動速度確保塑料通過澆口充分地充滿到型腔各 個部位澆注系統(tǒng)由主澆道分流道和澆口組 成主澆道采用直澆式澆口采用點澆口分流 道采用U 型截面這樣塑料流動過程中溫度降低 盡可能小阻力盡可能小 3 . 3冷卻系統(tǒng)的設計 由于收縮率和模具的溫度有關所以模具不 僅要有均勻的冷卻系統(tǒng)而且還要有溫度控制系 統(tǒng)冷卻設置在凹模周圍模具溫度的控制有熱 電偶來控制 4 模具設計 模具的結構圖5 主要有導套導柱定 位環(huán)澆口套靜模復位桿動模動模墊板 型芯型芯墊板推管推管固定板推管墊板 拉料鉤動模板組成由于收縮率較小制件可 能包在凸模上也可能含在凹模里為使制件留在 動模上凸模在制造時不設計拔模角度凹模也 設計在動模上由推管將制件頂出型芯固定在 型芯墊板上由于推管要推出制件而型芯是固 定的在模具上增加一件型芯墊板所以推管和 型芯的結構如圖 6所示推管下面設置 6 m