磁性輪箍注塑模設(shè)計(jì).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(yīng)用在汽車儀器 儀表但對(duì)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(gè)固定值所以在設(shè) 計(jì)之前應(yīng)測(cè)出在一定的參數(shù)下的收縮率另外這 種材料的流動(dòng)剪切應(yīng)力大流動(dòng)性不好型腔不 易充滿本文通過對(duì)磁性輪箍注塑成型這一實(shí)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(guān) 系在模具設(shè)計(jì)中考慮到以上諸多因素的影響 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)按照 磁性塑料的收縮率來計(jì)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(jìn)行計(jì)算四周是有 尼龍 6 6 材料制成的輪輻相對(duì)于輪輻來說中 文章編號(hào)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(shè)計(jì) 姚曉靜 1 鄧玉山 2 付文智 2 孫剛 2 1 一汽教育培訓(xùn)中心吉林長(zhǎng)春1 3 0 0 1 1 2 吉林大學(xué)輥鍛工藝研究所吉林長(zhǎng)春1 3 0 0 2 5 摘要通過對(duì)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(shí)驗(yàn)所得混合材料的收縮率對(duì)主要零部件進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)出其成形的合理結(jié)構(gòu) 并制造了磁性材料的注塑模具通過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)合理模具結(jié)構(gòu)正確 關(guān)鍵詞輪箍磁性材料注塑模具設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào)T G 2 4 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jiǎn)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(shù) 2 0 0 5 . N o . 325 圖 2收縮率與溫度增量的關(guān)系 圖 3收縮率與注塑壓力的關(guān)系 圖 4收縮率與壁厚的關(guān)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(zhǎng)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(yàn) 實(shí)驗(yàn)材料取自混合后的生產(chǎn)材料假設(shè)它們 的混合比為A B S : 磁粉= 1 測(cè)定實(shí)驗(yàn)收縮率 和模具溫度之間關(guān)系溫度測(cè)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(yàn)件測(cè)得冷卻后實(shí) 驗(yàn)件的尺寸計(jì)算出收縮率將這些試驗(yàn)點(diǎn)描繪 在T 坐標(biāo)系中圖22 溫度一定改 變注塑壓力注塑出試驗(yàn)件測(cè)出冷卻后的尺 寸然后將相應(yīng)的收縮率描繪在 P 坐標(biāo)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(dāng)產(chǎn)品公差要求較低時(shí)可以 不考慮注塑壓力的影響但當(dāng)產(chǎn)品公差要求較嚴(yán) 時(shí)要考慮注塑壓力對(duì)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(guān)系圖 4當(dāng)壁厚小于 3 . 0 m m時(shí)對(duì) 收縮率的影響不大當(dāng)壁厚大于3 . 0 m m 時(shí)隨著 壁厚的增加收縮率變化較大從以上實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)計(jì)算 由于磁性混合材料的流動(dòng)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(shè)計(jì) 主要包括型腔型芯成型桿其設(shè)計(jì)和加 工精度不僅影響制件的尺寸精度而且關(guān)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(shè)計(jì)計(jì)算 1 凸凹模及型芯尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 由已知型腔或型芯的計(jì)算公式再加上制造公 差即可得出它們的標(biāo)注尺寸計(jì)算標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(jì)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(jié)構(gòu)圖 1導(dǎo)套2導(dǎo)柱3定位環(huán)4澆口套5靜模 6復(fù)位桿7動(dòng)模凹模8動(dòng)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(dòng)模板 圖6推管和型芯 模具型腔的厚度應(yīng)能承受注射壓力和合模壓 力計(jì)算應(yīng)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(zhǎng)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(jì)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(jī)的合模力另外在加工方面應(yīng)需要對(duì)型腔 進(jìn)行熱處理或表面處理延長(zhǎng)模具壽命提高產(chǎn) 品質(zhì)量 3 . 2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)在制件注射成型中是最關(guān)鍵的一個(gè) 系統(tǒng)它對(duì)制件的性能外觀質(zhì)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(dòng)性不是很好要盡可能降低表面粘度增加流 動(dòng)速度確保塑料通過澆口充分地充滿到型腔各 個(gè)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(diǎn)澆口分流 道采用U 型截面這樣塑料流動(dòng)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(shè)計(jì) 由于收縮率和模具的溫度有關(guān)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(shè)置在凹模周圍模具溫度的控制有熱 電偶來控制 4 模具設(shè)計(jì) 模具的結(jié)構(gòu)圖5 主要有導(dǎo)套導(dǎo)柱定 位環(huán)澆口套靜模復(fù)位桿動(dòng)模動(dòng)模墊板 型芯型芯墊板推管推管固定板推管墊板 拉料鉤動(dòng)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(dòng)模上凸模在制造時(shí)不設(shè)計(jì)拔模角度凹模也 設(shè)計(jì)在動(dòng)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(jié)構(gòu)如圖 6所示推管下面設(shè)置 6 m