【正文】 入型腔的塑料體積大于冷凝層厚的流道。這就是為什么高壓、高速注射容易將型腔填充飽滿的主要原因之一。 總的來說，澆注系統(tǒng)的功能，就是將熔融 的塑料，經(jīng)過注射機(jī)噴嘴在高溫、高壓、高速狀態(tài)下，通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。它對(duì)制品的質(zhì)量和成型周期，有著極為重要的影響。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的基本原則是在滿足塑料制品的同時(shí)，還應(yīng)有利于提高成型速度來縮短成型周期。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) ，澆道應(yīng)盡量減少彎折，表面粗糙度為 m 畢業(yè)設(shè)計(jì) ： 氣壓瓶蓋注射模設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真 10 澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到模具使一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱。 塑料制品投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的 單面開設(shè)澆口，否則會(huì)造 成注射使受力不均。 ，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑料制品上不留痕 跡，以保證塑料制品的外觀。 ，應(yīng)防止將大小相差懸殊的塑料制品放在同一模具內(nèi)。 6 在設(shè)計(jì)主流道時(shí)，避免熔融的塑料直接沖擊小直徑型芯，以免產(chǎn)生彎曲或折斷。 ，要選取最短的流程，這樣可縮短填充時(shí)間。 ，并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料渦流、紊亂現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排除模外。 ，在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，要縮短冷卻時(shí)間及成 型周期。因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑料制品在這個(gè)部位要求精度較高時(shí)，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道的作用 主流道，它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間的長短有密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品的質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困 難；若主流道太小，則塑料在流動(dòng)過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成型困難。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 澆口套的內(nèi)孔（主流道）呈圓錐形，錐度為 2176。 ~6176。取 3176。 。 澆口套進(jìn)口的直徑 d 應(yīng)比注塑機(jī)噴嘴直徑 d1大 ，通常取 48 mm，查書，此設(shè)計(jì)選 mm。 澆口套內(nèi)孔出料口處應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角 r，一般為 1 ~ 3mm。 澆口套與注塑機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧必須吻合。 襯套的球形凹坑深度常取 35 mm，半徑 R 比機(jī)床噴嘴的的半徑大 12 mm。 澆口套長度應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為 ~ m，保證料流順利，易脫模。 第 五 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進(jìn)入接縫處，造成冷料脫模困難。 澆口套的長度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在分模面上，否則會(huì)造成合模困難，不嚴(yán)密，甚至壓壞模具。 通常主流道長度 L可小于或等于 60 mm。 澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注射工藝順利進(jìn)行和塑料質(zhì)量，要考慮冷卻措施。 主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤，其高度 為 510 mm，并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合。 澆口套結(jié)構(gòu)形式 圖 三 澆口套 澆口套材料為 T8A，淬火硬度為 HRC53~57。 分流道 與澆口的設(shè)計(jì) 分流道的作用 分流道是主流道的連接部分，其基本作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料，以較塊的速度送到澆口處充模。同時(shí)在保證充滿型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。因此，分流道的截面積不能太大，也畢業(yè)設(shè)計(jì) ： 氣壓瓶蓋注射模設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真 12 不能太小。分流道截面積太小，弊病較多， 會(huì)降低單位時(shí)間可輸送的熔融塑料量，使充模時(shí)間增長，塑料制品出現(xiàn)缺料、燒焦、產(chǎn)生波紋及凹陷等；分流道截面積過大，易在模具型腔內(nèi)積存氣體，造成塑料制品上的缺陷，增加冷料回收量，增長了塑料制品的冷卻時(shí)間，因此，增長了成型周期，降低了生產(chǎn)效率。 分流道的類型 常用分流道的類型有四種：圓形、半圓形、矩形和梯形。 澆口的作用 澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔 充滿塑料后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還沒有冷卻的熱料回流。 澆口的設(shè)計(jì)與塑料制品的形狀、塑料制品斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)（壓力等）及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料制品分離，塑料制品的澆口痕跡亦不明顯。 塑料制品質(zhì)量的缺陷，如缺料、縮孔、分解、白斑、翹曲等往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。 、 澆口的類型 根據(jù)模具澆注系統(tǒng)在塑料制品上開設(shè)的位置、形狀不同，澆口的形式是多樣的，但通常用的澆口可分為盤形澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口 、點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、直接澆口、潛伏澆口等。 澆口設(shè)計(jì) 的 基本要點(diǎn)： 澆口應(yīng)開設(shè)在塑料制品斷面較厚的部位，能使熔融的塑料從塑料制品厚斷面流向薄斷面，保證塑料充模完全。 1）澆口位置的選擇，應(yīng)使塑料充模流程最短，減少壓力損失，有利于排除模具型腔的氣體。 2）澆口不能使熔融塑料直接進(jìn)入型腔，否則會(huì)產(chǎn)生漩流，在塑料制品上留下螺旋型痕跡，特別是點(diǎn)澆口、側(cè)澆口等更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 3）澆口位置的選擇，應(yīng)防止在塑料制品表面上產(chǎn)生拼縫線，特別是圓環(huán)或筒形塑料制品，應(yīng)在澆口對(duì)面的熔料結(jié)合處加開冷料井。 4）裝有細(xì)長型 芯的注塑模所開的澆口位置，應(yīng)當(dāng)離型芯較遠(yuǎn)，以防止熔融料流達(dá)到?jīng)_擊而使型芯變形、錯(cuò)位。 5）大型和扁平塑料制品成型可多采用多點(diǎn)澆口。 6）澆口位置應(yīng)開在不影響塑料制品外觀的部位。 7）澆口尺寸的大小，取決于塑料制品的尺寸、幾何形狀、結(jié)構(gòu)和塑料的性能。 8）設(shè)計(jì)多型腔注塑模時(shí)，結(jié)合流道平衡并考慮澆口的平衡，應(yīng)做到熔融塑料同時(shí)第 五 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 均勻充滿型腔。 澆口和分流道的選擇 用 PROE 里面的塑料顧問分析澆口的最佳位置如下圖示： 圖四 澆口位置分析 所以，此設(shè)計(jì) 不設(shè)分流道，澆口為環(huán)型澆口 ， 澆口 尺寸 為 。 定位環(huán)的設(shè)計(jì) 其直徑 D 為與注射機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔確定。直徑 D 一般比注射機(jī)定位孔直徑小 ～ 以便于安裝。定位環(huán) 一般采用 45 或 Q235 鋼。用兩個(gè)以上的 M6M8 的內(nèi)六角螺釘固定在模板上。 定位 環(huán) 是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ 120，內(nèi)徑Φ 36mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì) ： 氣壓瓶蓋注射模設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真 14 圖五 定位環(huán) 冷料穴 的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是防止在注射時(shí)冷料注入型腔從而使制品產(chǎn)生缺陷。 當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴 最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣為了積存這部分的冷料渣，在進(jìn)口的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一洞穴，這個(gè)就是冷料穴。 為了在開模時(shí)，從澆口套內(nèi)拉出進(jìn)料口冷凝料與注塑機(jī)分離，一般在冷料穴的末端位置設(shè)置拉料桿。拉料桿 的尾部是固定在頂桿固定板上的，故在塑件頂出時(shí)凝料也一起被頂出，取塑件時(shí)朝著拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，既可將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一起取下 。 因此這種拉料桿與模具中的頂桿或頂管等頂出機(jī)構(gòu)同時(shí)使用。這種拉料桿除了起到拉住和頂出主流道凝料的作用外，還兼有 冷料穴的作用，但主流道凝料拉出后不能自動(dòng)脫落，需由人工摘掉，因此 不宜于全自動(dòng)機(jī)構(gòu)中。 圖六 拉料桿 第六章 成型部件的設(shè)計(jì) 15 第 六 章 成型部件的設(shè)計(jì) 概述 在塑料成型加工中，型腔是 指合模時(shí)用來填充塑料成型塑件的空間。而成型零件則是構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺紋型芯、螺紋型環(huán)等。由于型腔直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量，因此要求有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力，以達(dá)到足夠的精度和表面粗糙度。在進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，以滿足塑件質(zhì)量要求為前提，還要考慮金屬零件的加工性及模具制造成 本。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 凹模又稱陰模，它是成型塑件外表面的零件。根據(jù)塑件成型的需要和加工以 及 裝配的工藝要求，凹模的基本結(jié)構(gòu)一般可以分為：整體式和組合式凹模 。本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模 。 型芯 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型表面。根據(jù)型芯所成型零件內(nèi)表面大小的不同，通常又有型芯和成型桿之分。型芯一般是指成型塑件中較大的主要類型的成型零件，又稱主型芯，成型桿一般是指成型塑件上較小孔的成型零件，又稱小型芯。 凸模也可以分為整體式和組合式兩類。當(dāng)塑件內(nèi)表面形狀復(fù)雜而不 便以機(jī)加工，或形狀雖不復(fù)雜，但為節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材、減少切削加工量時(shí)，采用組合式凸模，將凸模及固定板采用不同材料制造和熱處理，然后連在一起。從經(jīng)濟(jì)、塑件的形狀和便以機(jī)加工方面綜合考慮，此模具的型芯采用組合式，采用軸肩和底板連接或用螺釘連接，銷釘定位，由 5個(gè)大小不等的型芯組成。為節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材，型芯材料采用國產(chǎn) P20，熱處理硬度為 32— 35HRC。 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)的作用 注塑料填充過程中，模具型腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料中吸附的水分存在。受熱后蒸發(fā)為水蒸氣，以及塑料受熱局部分解，放出某 些低分子揮發(fā)性氣體等。此外，有些塑料在 凝固過程中，由于體積收縮也會(huì)放出氣體，這些氣體如果不能順利地排出 ，將會(huì)影響塑件的成型及脫模后的質(zhì)量。如在注射時(shí)，氣體不能順利排出，則將受到塑料的壓縮，所產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模速度，出現(xiàn)填充不滿或塑件中產(chǎn)生氣泡、緩縫以及表面輪廓不清等缺陷。而且氣體被極度壓縮時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生高溫，將塑件灼傷，形成焦痕畢業(yè)設(shè)計(jì) ： 氣壓瓶蓋注射模設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真 16 和碳化。因此，在設(shè)計(jì)模具型腔結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)時(shí)，必須設(shè)法將這些氣體從型腔內(nèi)順利排出，以保證塑件的質(zhì)量。 排氣結(jié)構(gòu)的確定 在本設(shè)計(jì)中主要利用分型面間隙 自然地排氣，不另設(shè)排氣槽 。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 成型零件的工作尺寸是 指成型零件上直接用于成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬）型腔和型芯的深度尺寸和中心距尺寸等。在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸和精度要求即塑料收縮率來確定成型零件尺寸和制造誤差。 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度， 此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 一、 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)形式 凹模是成型塑料制品外表面的零件，他一般裝在定模板上。其形式有整體和組合式兩種類型。在此選擇整體式凹模，其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡單，在塑料制品上無拼縫痕跡。 二、 凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模 是 成型塑料制品內(nèi)表面的零件，一般裝在動(dòng)模板上。 凸模的結(jié)構(gòu)多數(shù)是整體的，便于加工制造。 凹模（型腔）和凸模工作部分的尺寸計(jì)算 凹模和凸模工作部分尺寸與塑料制品的尺寸和公差、塑料收縮率及模具的磨損和制造公差等因素有關(guān)。 凹模內(nèi)形尺寸 的 計(jì)算 塑料制品的外形 尺寸取決于凹模的內(nèi)形尺寸，凹模內(nèi)形尺寸的計(jì)算公式如下： DM=[ D（ 1 + Scp） XΔ ]+δ M 式中 DM — 型腔的內(nèi)徑尺寸（ mm） D — 制品的最大尺寸 Scp — 塑料的平均收縮率 第六章 成型部件的設(shè)計(jì) 17 Δ — 制品公差 X — 系數(shù)，取 3/4 δ M —— 模具制造公差，一般?。?1/8~1/4） 代入數(shù)據(jù)得 φ 130 ? DM=(130+130 ％ 3/4 ) ? = ? φ ? DM=（ 65+65 ％ 3/4 ） = ? 型芯徑向尺寸的計(jì)算 dm=（ D1+ D1Q+3/4Δ） δ M 式中 dm —— 型芯外徑尺寸 D1—— 制品內(nèi)徑最小尺寸 Δ — 制品公差 δ M —— 模具制造公差，一般?。?1/8~