【正文】 安裝部分的校核 模具外型尺寸校核： 該模具外形尺寸為 160mm 160mm， XSZ60注射機模板最大安裝尺寸為 330 440，所以能滿足模具安裝要求。 設(shè)計原則 ： （ 1） 冷卻水道可設(shè)計成單回路或者多回路 ； （ 2） 冷卻水道應(yīng)盡量多 ,截面尺寸應(yīng)盡量大 ； （ 3） 冷卻水道與型腔表面之間的距離應(yīng)盡量相等 ； （ 4） 冷卻水的入口宜選在澆口附近 ； （ 5） 冷卻水道的出入口溫度溫差盡量小 ； （ 6） 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 。 所以對于冷卻水的設(shè)計也是 我們設(shè)計當(dāng)中的一個重要環(huán)節(jié) 。 排氣槽的截面積可用如下公式進(jìn)行計算： F＝ 25m1(273+T1)1/2/tP0 (51) 式中： F—— 排氣槽的截面面積（ m2） m1—— 模具內(nèi)氣體的質(zhì)量 (kg) P0—— 模具內(nèi)氣體的初始壓力（ Mp）取 T1—— 模具內(nèi)被壓縮氣體的最終溫度 (℃ ) t—— 充模時間 (s) 模內(nèi)氣體質(zhì)量按常壓常溫 20℃的氮氣密度ρ 0＝ ，有 m1=ρ 0V0 (52) 式中： V0—— 模具型腔的體積（ m3） 應(yīng)用氣體狀態(tài)方程可求得上式中被壓縮氣體的最終溫度（℃） T1＝（ 273+T0） (P1/P) (53) 式中： T0—— 模具內(nèi)氣體的初始溫度（℃） 由 V＝ 4560mm3 充模時間 t=1s 被壓縮氣體最終排氣壓力為 P1＝ 20MPa 由 (53)式得： T1＝ (273+20)(20/)=℃ 模具內(nèi)的氣體質(zhì)量由②式得： m1=V0ρ 0= 106 = 105kg 將數(shù)據(jù)代入 (51)式得：所需排氣槽的截面面積為： F=[25 105(273+)1/2]/(1 106)= 查取排氣槽高度 h=，因此排氣槽的總寬度為： W=F/h= 31 為了便于加工和有利于排氣，運用鑲拼式的型芯結(jié)構(gòu)，與整體式型芯相比，鑲拼型芯使加工和熱處理工藝大為簡化。 在注射成型中 ,若模具排氣不好 ,型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓 ,阻止塑料熔體 ,使之 正?？焖俪淠?,同時氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦 .在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會進(jìn)入到塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。抽芯力的計算同脫模力計算相同。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選用。 查文獻(xiàn) 得 ABS 的收縮率為 ～ ％ ， 根據(jù)塑件尺寸公差要求， 模具的制造公差取δ Z＝△ /4，取 X=。 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的計算 25 由此產(chǎn)品可知型腔采用的矩形型腔，為了使型腔不發(fā)生溢料，查文獻(xiàn) 【 4】 ，可知 ABS 最大的溢料間隙為 ～ [δ ]/ mm 1． 型腔側(cè)壁厚度的計算 根據(jù) 矩形 整體式型腔的側(cè)壁厚度計算公式： S≥ [CPh4/E(δ )]1/3 (35) 式中： S—— 側(cè)壁厚度 (mm) C—— 常數(shù) ，隨 l/h而變化 P—— 型腔壓力 (Mpa) h—— 型腔 內(nèi)壁受壓部分的高度 (mm) E—— 模具材料的彈性模量 (MPa) [δ ]—— 剛度條件，即允許變形量 (mm) E= 105 δ = h= 15 P=40 將以上各數(shù)代入式得： S≥ [(40 154)/( 105 )]1/3 ≈ 2． 底板厚度的計算公式如下： hs≥ (CPh4/E[δ ])1/3 (36) 將各參數(shù)代入式中得： hs≥ 型腔的厚度 h 腔 =hc+h=+15= S可取 10mm 26 4 注射模設(shè)計的尺寸計算 型腔、型芯、高度的計算 將其中的標(biāo)注尺寸分為兩類：一類是標(biāo)注有公差的尺寸，也就是塑件上進(jìn)度相對比較高，有配合要求得尺寸。用于動模與定模間的定位與導(dǎo)向。模具設(shè)計時為了考慮節(jié)省材料降低 成本，去掉了以為常見的支撐板，動模板直接與墊塊了解，采用支撐柱的目的就是替代支撐板的作用。 2． 動定模座板 設(shè)計時必須保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的動定固定模板相匹配，開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)也必須與注射機定模固定板安裝螺孔的大小和位置相適應(yīng)。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應(yīng)注射機模具安裝厚度要求的作用。模架類型如下圖所示： 24 圖 39 模架 模架尺寸為： 定模板厚度： A=70 mm 動模板厚度： B=60 mm 墊塊厚度： C=80 mm 模具厚度： H=50+70+60+80=282 mm 模具外型尺寸： 300mm 350mm 260mmmm 模架的精度直接決定著模具的精度和質(zhì)量，一般對于模架生產(chǎn)要保證的工藝條件有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度與側(cè)面的垂直度、導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板配合的松緊程度、相對運動板件間的開合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角等。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支承板、墊塊、動模座板、推桿固定板、推板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。 模架 及其他結(jié)構(gòu)零件 注射模具由成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件組成。以免與側(cè)抽芯發(fā)生干澀； （ 5） 對于開有冷卻水的模具，應(yīng)盡量避免穿過冷卻水道，否則會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。全部采用推桿推出。 （ 4） 良好的塑件外觀 推出塑件的位置 應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。 （ 2） 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保 證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計時應(yīng)仔細(xì)分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。另外，不需另設(shè)復(fù)位機構(gòu)，在合模過程中，待分型面一接觸，推件板即可在合模力的作用下回到初始位置。 脫模機構(gòu)的設(shè)計與計算 推出機構(gòu)的分類和原則 推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大 元件組成，推出機構(gòu)設(shè)計的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量。 （ 2） 零件更換方便。 凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。一般在塑件形狀及模具結(jié) 構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸 相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 19 （ 6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 （ 2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 具體到這套模具，澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗值。 從圖 35中可看出，我們采用的是側(cè)澆口。 （ 2） 型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。 （ 3） 澆口位置的選擇 ,應(yīng)有利于排除型腔中的空氣 。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。 主分流道長度 分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失，將分流道設(shè)計成直的。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。由于注射機的噴嘴半徑為 12 mm，所以唧咀的為 R14 mm。 球面凹坑半徑 R1=噴嘴半徑 R2+3mm=12+3=15mm 圖 33 主流道襯套 (2) 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具 16 主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理。 帶有錐度的流動通 道。 主流道的設(shè)計 (1) 主流道尺寸 主流道位于模具的入口處， 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段。 （ 4）防止型芯的變形和嵌件的位移。 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)模具類型、型腔數(shù)目、塑件的原料尺寸等設(shè)計。我們通常用的澆注系統(tǒng)一般為普通流道澆注系統(tǒng)。但不少用家都會誤解熱澆道系統(tǒng)是將 塑料溫度再度提升，但事實上，塑料經(jīng)過螺桿的剪切加熱，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)后，其成型溫度已經(jīng)確立，而熱澆道系統(tǒng)的作用正是要將塑料的成型溫度一直維持，而性能卓越的熱澆道系統(tǒng)，能夠在熔融塑料的溫度出現(xiàn)變化時，即時作出補償。因此，需要利用溫度控制器，精確及迅速地對溫度的波動作出補償，以防止溫度過高或過低，使?jié)部谫|(zhì)量變化。如果熱嘴的安裝不穩(wěn)固，用不了多久便產(chǎn)生磨損，引致注塑質(zhì)量下降，同時也增加維修費用。它與普通多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具有相同的結(jié)構(gòu)，另外還多了一套閥針傳動裝置控制閥針的開、閉運動。單頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)較簡單，將熔融狀態(tài)的塑料由注射機注入噴嘴連接板，經(jīng)噴嘴到達(dá)噴嘴頭后，注入型腔。 流道系統(tǒng)的分類 熱 噴嘴一般分兩種：開放式熱噴嘴和針閥式熱噴嘴。材質(zhì)通常采用 P20或H13。 13 熱流道系統(tǒng)的設(shè)計 常見的熱澆道系統(tǒng)，主要由分流板、熱咀 和溫度控制器三大部份組成。 優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡單，便于分型，符合分型面選擇在最大輪廓處。 方案一：選擇的是 31圖， AA面做分型面 。 （ 7）增強排氣效果，即設(shè)計時使得熔體料 流末端在分型面上，有利于增強排氣效果。 （ 3）保證塑件的留模方式盡量留在動模一側(cè)，便于塑件順利脫模。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。因此設(shè)置一定的脫模斜度很有必要。因此我們設(shè)計的模具為 兩 型腔的模具。注射模具的設(shè)計一般包括成型部件的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、導(dǎo)向部件的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計、調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計、排氣槽的設(shè)計、側(cè)抽芯的設(shè)計以及模架的選擇等等。 注射模均可分為定模和動模兩部分。 2． 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機的額定鎖模力其關(guān)系按下式校核： P 腔 F≤ P 鎖 （ 24） 式中 P 腔 表示模具型腔壓力 ,一般取 (400～ 500)X105Pa F 表示塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總和 (厘米 2) P 鎖 表示注射機額定鎖模力 (10N),見注射機技術(shù)規(guī)格 計算 : F=76 60+[ л л 1+(602) 1+ 2 2+(31) (102) +4 3+ 1 1 2] 2 =4560+( +58+1813) 2 = mm2 所以 PF=40 2= 查文獻(xiàn) [17]國產(chǎn) 柱塞式注射機： XSZ60 的注射參數(shù)可知 : P 鎖模力 =500KN P 腔 F≤ P 鎖 即 PF= 小于 P 鎖模力 =500KN 故 鎖模力可以滿足要求。 利用 PRO/E 軟件進(jìn)行三維實體建模，并可直接通過軟件進(jìn)行分析，查詢到 單個 塑件的質(zhì)量為： M= = 塑件 和澆注系統(tǒng)的 總 質(zhì)量 為 : W 總 =2 M （ 22） 9 = 2 = 注 塑機的初選擇 根據(jù)前述的 ABS的成型性能及制件的形狀特點， 結(jié)合生產(chǎn)的實際需要，采用一模 兩 腔的模具結(jié)構(gòu)。 （ 3） 保壓壓力：可達(dá) 100Mpa 3． 時間 8 完成一次注射成型過程所需的時間稱為成型周期。其中料筒溫度、噴嘴溫度主要影響塑料的塑化和流動，模具溫度主要影響塑料的流動和冷卻定型。 根據(jù)以上的分析，我們對塑件 和其使用 材料性能 都 有了一定的了解，從 而有利于我們更好的設(shè)計模具。 （ 2） 制品塑料分型面的選擇：塑件的分型面取在最大 截面 處 ,十分有利于分模。 （ 3） 由于塑件邊上有孔型結(jié)構(gòu) ,所以我們采用側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。 （ 4）要求材料的焊 接性能、鍛造工藝性能良好。 5. 塑料模具鋼的性能要求 （ 1）要求材料有較高的硬度、好的耐磨性，其型面硬度應(yīng)為 30～ 60HRC，淬硬性 55HRC，有足夠的硬化深度，材