将注射成型模具安装于成形机、通过注射喷嘴将熔融树脂注入模具内部时,型腔内部会产生很高的填充压力。这个填充压力方向与合模力相反,所以必须有足够的合模力保证分型面不被瞬间撑开。
可以想象,即使分型面仅仅有一道缝,成形品也会产生飞边。 这种将模具锁紧的力被称为"必备合模力"。必备合模力的单位采用力学单位N(牛顿)或kgf或者tf。
在设计全新模具时,需要通过计算来确定该模具适于多大必备合模力的注射成型机。如果将该必备合模力为100tf的模具安装于75tf的成形机上,成形品就会遍布飞边,甚至无法完全成型。如果安装于300tf的成形机,虽然也能够完成成形加工,但由于300tf成形机的使用成本比100tf的要高得多,会增加成型成本。
模具的必备合模力可通过下述计算式求得。
F=p×A/1000 |
p值在300〜500kgf/cm2左右的范围内。根据树脂的种类及成形品的壁厚、型腔表面温度、成形条件的不同,p值也会发生变化。为了更加精确计算,推荐在型腔内设置压力传感器,来采集实测值的标准数据。A为型腔和流道在分型面上的投影面积的总和。相应地,当出模数量或流道排布发生变化时,A的数值也会发生变动。
■计算示例
计算PBT树脂含玻璃纤维30%、一次成形4件时的必备合模力。
作为计算的前提条件,
假设型腔内压力 P=300kgf/cm2 。
1个型腔的投影面积 A1=15.3cm2
流道的投影面积 A2=5.5cm2
F=p×A/1000
=300×(15.3×4+5.5)/1000
=20.01(tf)
由以上可知,需要20t左右的必备合模力。考虑一定余量,最佳选择是25~30tf级的成形机。