【正文】 (c) 圖 1 螺桿式注射機注射成型圖Figure 1 Screw of injection molding machine1 — 料斗； 2 — 螺桿傳動裝置； 3 — 注射液壓缸； 4 — 傳動系統(tǒng)5— 加熱器； 6— 噴嘴； 7— 模具； 8— 料筒； 9— 螺桿； 10—活塞圖2 塑料制件的注射工藝過程Figure 2Plastic parts of injection process澆注模具一般由定模和動模兩大部分組成。一般情況下，定、動模是按鑄型的分型面來劃分的。如在立式澆注機上進行澆注時，在分型面上方，固定在注射機固定模板上固定不動的半模稱為定模；而在其下部分是固定在注射機的移動模板上，隨移動模板的運動而前推或后移，從而實現(xiàn)與定模合?；蜷_模狀態(tài)，此半模稱為動模；在臥式澆注機上，左半模通常設(shè)計為定模，右半模設(shè)計為動模。澆注模具的組成，按其功能結(jié)構(gòu)來劃分，一般包括8個部分：成型部分；側(cè)面分型與抽芯部分；澆注部分；導向與定位部分；推出與復位部分；固定模板與支撐緊固部分；冷卻與加熱部分；排溢部分。（1）成型部分：包括定模型芯，定模型腔板，動模型芯和動模型腔鑲套。動、定模型腔鑲套的成型面是制品外表面形狀的復制，而動、定模型芯的成型面則是制品內(nèi)表面形狀的復制。因此，制品的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸精度以及各部結(jié)構(gòu)的相互位置精度、表面質(zhì)量，完全由上述各成型件來成型和保證。（2）側(cè)面分型與抽芯部分：包括側(cè)型芯以及限位裝置、彈簧等零件。側(cè)型芯用以成型制品側(cè)面的孔或凹和凸，是正面分型無法成型的部分，要借助斜導柱、彈簧等其他構(gòu)件的相互配合才能成型。制品側(cè)面部分的這些孔、凹或凸出部分完全由這些側(cè)面的零件來成型和保證其質(zhì)量要求。（3）澆注部分：由包括澆口套和動模鑲套固定板上的中心冷料穴和分流道以及動模型腔鑲件上的澆口共同組成，是引導從注射機噴嘴射入的熔融塑料順利的進入并充滿各型腔的通道。（4）導向及定位部分：主要包括導柱和導套，同時也包括定位圈，限位板和壓板。導柱和導套是保證動、定模合模后，動、定模的型腔和型芯能夠?qū)φ?，保證其同軸，免于發(fā)生錯位，造成制品報廢。導柱、導套屬間隙配合。（5）推出與復位機構(gòu)部分：包括推桿、拉桿、推桿固定板、推板和復位桿。推桿是用以將冷卻固化定型后的成型制品在開模后平穩(wěn)的推出型腔。拉料桿是在開模后將澆口套中的主流道凝料拉住，令其從澆口套的小端出斷開留在動模，以便在推出制品時，連同凝料一起推離模具，為下一循環(huán)的進料、儲料、輸送，準備其空間。復位桿是將已完成推出制品和澆口凝料的推桿、拉料桿、連同推桿固定板和推板一起，一同推回原來的合模位置，以便下一循環(huán)的再次推出。（6）固定板與支承、緊固件：這一部分是模架的主體。包括各板件和二塊墊塊，以及螺桿件和螺釘。（7）冷卻部分：包括動、定模的冷卻水道，密封圈和進水口，水口的管接頭。其主要作用是調(diào)節(jié)模具溫度，保證成型質(zhì)量和提高效率。（8）排溢部分是指排氣和溢料部分，是保證鑄件質(zhì)量、防止產(chǎn)生鑄造缺陷的重要組成部分。3 提帶連接扣注射模的設(shè)計n ≤(K)/ （1）式中:n 鑄型型腔數(shù)；K 最大注射量的利用系數(shù)，一般取：； 注射機最大注射量，單位：g； 單件制品的質(zhì)量，單位：g； 澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量，單位：g 。 n ≤（F PA）/ PA （2）式中:n 鑄型型腔數(shù)； F 注射機的額定鎖模力，單位：N；P 單位面積所需的鎖模力，單位：Mpa； A 單件制品在模具分型面上的投影面積，單位：㎜；A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，單位：㎜。（1）當制件質(zhì)量較小、精度要求較低時，鑄型適宜選于多型腔結(jié)構(gòu)；（2）當制件復雜或精度要求較高時，采用多型腔鑄型設(shè)計，鑄型制造困難、鑄件一致性較差，因此鑄型宜采用單型腔結(jié)構(gòu)；（3）在大批量生產(chǎn)中，鑄型采用多型腔結(jié)構(gòu)可大大提高生產(chǎn)效率。（1）塑件原材料分析提帶連接扣塑件的材料采用ABS，屬熱塑性塑料。從使用性能上看該塑料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚的高聚物，丙烯腈使ABS具有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，丙乙烯使它有良好的加工性和染色性，因此ABS具有良好的力學性能，是一種優(yōu)良的工程塑料。ABS外觀為粒狀或粉狀，呈淺象牙色、不透明，但成型的塑料件有較好的光澤。他無毒、無味，易燃燒、無自息性，幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機化合物的影響，溶于醛、酯等中，不溶于大部分的醇類?！?g/。ABS具有較高的強度、硬度和高的沖擊韌性，且在低溫下以上性能也不會迅速下降；同時ABS具有一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電絕緣性。ABS制件的硬度和尺寸穩(wěn)定性較高，并易于成型加工，易于著色。此外，ABS的熱穩(wěn)定性差，熱變形溫度為93℃，脆化溫度為27 ℃，使用溫度范圍為40℃～100℃，而且在紫外線的作用下容易降解，從而導致制件變硬變脆 。綜上由于ABS具有良好的成型性和綜合力學性能，易表面電鍍，因此被廣泛應用于家用電器，箱包、儀表盤、齒輪、管道及教體育用品、玩具及食品包裝容器等生活用品。ABS從成型性能看，屬非結(jié)晶型塑料、吸濕性強、要充分干燥；流動性中等；澆注時適宜用高料溫、較高的注射壓力；模具的澆注系統(tǒng)對料流的阻力較小，但應注意澆口的位置和形式。脫模斜度一般取30′～1176。；％～％；熔點為130℃～160℃。（2）塑件的結(jié)構(gòu)及加工精度分析① 結(jié)構(gòu)分析：圖31為提帶連接扣塑件零件圖，分析該零件圖，零件的總體形狀為臺階圓柱形；在頂部有一SR50mm的球面；在下部分有Φ8mm的中空體，且有一貫穿的4mm10mm的槽；在Φ12mm的圓柱面上有兩層凸耳，外徑為Φ15mm。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，提帶連接扣的模具設(shè)計必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，該模具設(shè)計屬于中等難度。圖3 提帶連接扣零件圖Figure 3 carry connection buckle② 尺寸精度分析：該零件的重要尺寸如：Φmm、Φmm、Φmm等精度為5級（SJ1372—78）。尺寸精度中等，對應模具相關(guān)零件的尺寸精度通過合理的加工工藝可以保證。分析提帶連接扣塑件的壁厚，最小為2mm，；零件壁厚總體較均勻，對鑄件的成型不會造成太的影響。③ 表面質(zhì)量的分析：提帶連接扣塑件的零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺及零件的上球面無澆注點外，無其他的特別表面質(zhì)量要求，故比較容易保證。綜上分析可以看出，提帶連接扣塑件在澆注時，只要較好的控制工藝參數(shù)，零件的加工要求均可以得到保證。計算塑件的質(zhì)量是為了合理選用注射機及確定鑄型型腔的數(shù)目。經(jīng)計算塑件的體積約為：V=。根據(jù)《模具設(shè)計手冊》查得ABS的密度約為：ρ=～ g/。據(jù)此，計算塑件的質(zhì)量W為：W=Vρ=≈102g。根據(jù)計算得出的制件的質(zhì)量，其澆注模具采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)比較合理。根據(jù)制件的外形尺寸、注射時所需的壓力等，初步選用注射機的型號為：PD118型。根據(jù)《模具設(shè)計手冊》及有關(guān)熱塑模具設(shè)計的相關(guān)資料，ABS澆注時的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：成型溫度為260℃～ 290℃；注射壓力為70～90Mpa。必須說明的是，上述參數(shù)在試模時可根據(jù)實際情況作適當?shù)恼{(diào)整。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水道以及澆口位置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計、制件推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。提帶連接扣模具的設(shè)計方案的擬定，應重點確定以下主要內(nèi)容: （1）確定鑄模的分型面，有側(cè)抽芯的模具應充分考慮合理選用抽芯機構(gòu)；（2）確定型腔數(shù)及排列形式以及型腔型芯的結(jié)構(gòu)；（3）確定澆、冒口位置、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；（4）確定鑄件合理的冷卻系統(tǒng)；（5）確定導向元件和定位元件的結(jié)構(gòu)；（6）確定合理的鑄件的推出結(jié)構(gòu)及鑄型的復位結(jié)構(gòu)；（7）確定模架的大小及相關(guān)標準件的選定；（8）選定注射機型號規(guī)格?？偝尚头桨傅拇_定：從塑件的結(jié)構(gòu)形狀分析，因零件的下部分有Φmm與Φmm形成的凸耳，在成型時無法采用垂直分型進行成型，須采用側(cè)抽芯哈夫塊式成型方式及推桿脫模方式，即用一根推桿推在塑件的中心部位，推桿固定在推桿固定板與推板之間，由注射機的頂出系統(tǒng)推動，使推桿運動實現(xiàn)脫模動作，并用復位桿復位。分型面對制品表面質(zhì)量，尺寸精度和形位精度，脫模，型腔型芯結(jié)構(gòu)和排氣以及進料澆口和模具制造都有著直接影響。因此在選擇和確定分型面時，應全面分析，比較和考慮，選定較為有利的方案。1）分形面應選在制品的最大外形尺寸處，否則，制品無法脫模。同時分形面還應選在能使制件留在動模上的結(jié)構(gòu)，這樣有利于脫模；2）分形面不能影響制件外觀尤其是對表面質(zhì)量有要求的制件；3）分形面應便于澆口進料，利于成型，易于排氣；4）分形面應有利于鑄型型腔的加工，從而使制件的精度易于保證；5）分形面應有助于避免側(cè)抽芯或必須采用側(cè)抽芯時便于型芯的取出；6）分形面應利于鑄型型腔或型芯結(jié)構(gòu)的裝拆，以實現(xiàn)一型多鑄；7）分形面應利于嵌件的安裝。2. 提帶連接扣模具分型面的選擇 圖4分型面選擇 Figure 4 points of choice模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。分形面的合理確定應充分考慮上述分型面的確定要點及提帶連接扣塑件的成型要求。由于該塑件為水杯提帶連接扣，表面質(zhì)量無特殊要求，但上球面暴露在外，與人手接觸很多，因此上球面圓周處最好采用圓角過渡，且應無澆注點；同時該鑄件因有Φmm的凸耳及4㎜10㎜的槽，所以選擇如圖4所示的分型面較為合理。本塑件在注射時采用一模四件的成型方法，即模具需要四個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具的復雜程度等因素，可以采取如圖圖4所示的兩種型腔排列方式。 比較兩種型腔排列方式，圖3排列方式的最大優(yōu)點是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，其缺點是此型腔和分流道為非平衡排列，熔料不能同速而又均勻的進入各型腔，不能保證平衡進料并且流道較長。 圖5 鑄模型腔排列方式1Figure 5 mold cavity arrangement但若采用圖4所示的型腔排列方式（圖為簡化，僅供參考），則需左、右兩個方向抽芯，相當困難，模具的結(jié)構(gòu)將非常復雜，既增加成本，又不易保證鑄件質(zhì)量，因此此結(jié)構(gòu)不合理。綜合考慮，本鑄模設(shè)計方案擬采用圖3所示的型腔排列方式。圖6鑄模型腔排列方式2Figure 6 mold cavity arrangement鑄模的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。1）澆注系統(tǒng)應力求距型腔距離近及距每一型腔的距離較一致；2）為了避免澆不足跡便于補縮，澆注系統(tǒng)一般應設(shè)在制件的厚壁部位；為了減小熔液對型腔及型芯的沖擊，澆注系統(tǒng)中應設(shè)計橫澆道道，避免熔液直沖型芯（尤其是細小型芯）；3）澆注系統(tǒng)應避免使制件上產(chǎn)生溶接痕，并應利于排氣。4）澆注系統(tǒng)的位置應力求在分型面上，以便于加工并易于快速、均勻、平穩(wěn)的引導熔液充滿鑄型型腔；主流道入口應在模具的中心位置；5）澆注系統(tǒng)應有利于制品的外觀，并易于清除；6）在大批量制品的生產(chǎn)中，澆注系統(tǒng)應便于自動脫落并與制件分離，以利于實現(xiàn)制件的自動化生產(chǎn)；7）澆注系統(tǒng)還應考慮制件的后續(xù)加工，應利于制件后續(xù)工序的加工、裝配等。主流道的基本參數(shù)：主流道是連接注射機噴嘴與分流道的塑料熔體通道，其基本參數(shù)包括：主流道小端直徑、主流道長度、主流道錐度。1）主流道小端直徑d：主流道小端直徑d =（注射機噴嘴直徑+ ～1）㎜ 。2）主流道長度L：主流道長度L應根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)確定，越短越好。3）主流道錐度R：主流道錐度R對于小型鑄件一般取2176?！?4176。；主流道的設(shè)計計算：根據(jù)《模具設(shè)計手冊》查得PD—118型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸為：噴嘴前端孔徑：= Φ3㎜；噴嘴前端球面半徑為：= 10㎜。根據(jù)模具的主流道尺寸與噴嘴直徑之間的尺寸關(guān)系式