【正文】 道對接處制成球形凹坑，其球面半徑 1 (1 ~ 2)m mRR?? ；主流道的進口直徑應(yīng)根據(jù)注射機的噴嘴孔直徑確定，一般 1 (0. 5 ~ 1) m mDD?? 。這里取 h=3mm 。澆口套與澆道板配合為 H7/m6。由于此塑件采用側(cè)澆口，導(dǎo)致主流到的長度加大，所以取 L=100mm 。冷料穴分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道大端直徑。 一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn) 向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 分流道 熔體體積流量 ： 3/ 2 0 0 2 2 2 5 ( c m / s )vq V n t? ? ? ? ? （ ） 式中 vq —— 熔體體積流量， V —— 制件體積，通?？扇?( ~ )V Vg? ， Vg 為注射機的公稱注射量，可知 30 .8 2 5 0 2 0 0 c mV ? ? ?； t —— 注射時間，由參考文獻 [2] 表 62可知 t =2s； n —— 分流道個數(shù)，這里取 n =2 4．澆口的位置、數(shù)量的確定 澆口 是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補料時 間以及防止倒流等作用。澆口的數(shù)目和位置主要影響充填模式，而澆口的形狀與尺寸主要影響熔體流動性質(zhì)。 (2)澆口的位置應(yīng)有利于流動排氣和補料。 (6)澆口的位置應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位。所以，我們繼續(xù)進行下面的分析。 (1)主流道剪切速率校核 0 .8 / 1 0 0Q Q T??公主 V （ 3cm/s ） （ ） [2] 式中 T 為 注射時間， T =2（ s ） ； 12 0 .3 2 54n ddR ???（ cm ） （ ） [2] 式 中 nR —— 主流道的平均當(dāng)量截面半徑 ； 1d —— 主流道小端直徑， 1 5d? mm ； 2d —— 主流道大端直徑 ， 2d ? 8mm ； 31333 . 3 3 . 3 1 0 0 3 . 0 6 1 03 . 1 4 3 . 2 5nQRSR? ??? ? ? ??主主 (2)分流道剪切速率的校核 4 ??主分 25（ 3cm/s ） nR? nQR R?? 分分 =10 3 1S? (3)澆口剪切速率的校核 R當(dāng)n =1mm 摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –20– Q澆 = Q分 =25 3/cm s 433 .3 2 .7 1 0nQR R?? ? ?澆澆1S? 從以上的計算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的 。一般有以下幾種排氣方式： (1)排氣槽排氣； (2)分型面排氣； (3)拼鑲件縫隙排氣； (4)推桿間隙排氣； (5)粉末燒結(jié)合金塊排氣； (6)排氣井排氣； (7)強制性排氣。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。具體的設(shè)計及計算如下。這樣可以改善加工工藝性，減少熱變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。 凹模按其結(jié)構(gòu)可分為六種， ； ； 嵌式凹模； 式凹模； ； 。 (2)型腔的深度尺寸計算 摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –22– 塑件高度尺寸： ? 。 (2)型芯高度尺寸 塑件高度尺寸： ? ， ? ， ? 。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo) 準(zhǔn)，該設(shè)計采用 非 標(biāo)準(zhǔn)模架。 （五）模架的選用 注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即 GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和 GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。 (1)型芯徑向尺寸計算 塑件的內(nèi)形尺寸： ? ， ? ， ? 。 (1)型腔的徑尺寸計算 塑件外形尺寸： ? ， ? 。為使內(nèi)壁接縫緊密，其連接處外側(cè)留有 的間隙。本塑料若采用整體式雖然結(jié)構(gòu)簡單、牢固、不容易變形，塑件無拼縫痕跡，但將造成加工困難，浪 費材料，更換不便，增加成本等一系列問題。塑件尺寸的公差值可由參考文獻 [5] 表 31可得出。 （四）成型零部件設(shè)計 成型零部件的設(shè)計應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。如果排氣不良有以下危害性： (1)在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接痕，使表面輪廓不清； (2)嚴重時在塑件表面產(chǎn)生焦痕； (3)降低沖模速度，影響成型周期； (4)形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。 5． 剪切速率的校核 生產(chǎn)實踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率 R =5102 ~5103 1S? 、澆口的剪切速率 R =104 ~105 1S? 時，所成型的塑件質(zhì)量最好。這里澆口的的斷面形狀設(shè)計為圓角梯形，其截面厚度 h摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –19– 通常取澆口處壁厚的 1/3～ 2/3,這里取 h =1mm ；其截面寬度 b 取 8h ,b =8mm ；澆口長度取 l =1mm 。 (4)澆口位置及數(shù)量應(yīng)有利于減少熔接痕和增加熔接強度。 澆口位置的選擇將 影響塑料件的 填充行為 、 制品的最終尺寸（公差） 、 收縮行為 、翹曲 和 機械性能水平 、 表面質(zhì)量（外觀） 。一般情況澆口采用長度很短（ ～ 2mm ）而截面很狹窄的小澆口， 因此流動阻力很大，細微的變化都會對塑料熔體的充填產(chǎn)生很大的影響。 取斷面 直徑為6mm 。具體見 圖 澆注系統(tǒng)截面圖。其作用是防止在注射 時將冷料注入型腔，而使制品產(chǎn)生缺陷。 (6)為了使主流道與噴嘴和料筒對中，將定位環(huán)與主流道設(shè)計成組合結(jié)構(gòu)，定位環(huán)與注射機定模固定板定位孔相 配合，配合精度為 H11/h11，澆口套總長 0L =100mm 2．冷料穴的設(shè)計 冷料穴的作用：貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動的前鋒冷料，防止熔體冷料進入型腔。 (4)在保證塑料良好成型的前提下， 主流道長度 L應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。通常將主流道襯套在淬火后嵌入模具中，這樣在損壞時便于更換或修磨。所以主流道：球面半徑： R =(12+2) mm =14 mm ,進口直徑：D=(+)= 。合適。第二個是注射機噴嘴幾何參數(shù)與主澆道尺寸的關(guān)系。它與注射機的噴嘴在同一軸線上。 (7)流動距離比和流動面積比的校核。 (3)澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)有利于良好的排氣。其次，應(yīng)從經(jīng)濟上考慮，摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –15– 盡量減少由于流道產(chǎn)生的廢料比例。它的作用是將熔體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填 充和固化定型過程中，將型腔內(nèi)氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。 (3)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。 模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出方式、排氣方式及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇。由于本模具所要達到的生產(chǎn)批量為大批量，為中批量生產(chǎn)，結(jié)合本塑件結(jié)構(gòu)也較復(fù) 雜，因此綜合考慮本模具采用一模一腔比較合理。 由 下面 330 250（ mm ），拉桿間距為 448 370（ mm ），可見拉桿間距符合要求。當(dāng)用螺釘直接固定的時候模具固定 板與注射機模板上的螺孔要完全吻合；而用壓板固定的時候，只要在模具固定板需要安放壓板的外側(cè)附近有螺孔就能固緊，因此壓板方式有較大的靈活性。 (3)最大、最小模具厚度 在模具設(shè)計時應(yīng)使模具的總 厚度位于注射機可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間。 如下 圖 所示： rdDR 噴嘴與澆口套關(guān)系圖 (2)定位圈尺寸 為了保證模具主澆道中心線與注射機噴嘴中心線相重合 ,注射機固定模板上設(shè)有定位孔 ,模具的定模板上應(yīng)設(shè)有凸起的定位圈 ,兩者按 H9/F9間隙配合。它們一般應(yīng)滿足下列關(guān)系 : (1 ~ 2)mmRr?? (0 .5 ~ 1)m mDd?? 如果 R r ,將會出現(xiàn)死角 ,而積存塑料 ,使主流道內(nèi)的塑料凝料將無法脫出。在確定制品成型所需的注射壓力時可利用類比法或參考各種塑料的注射成型工藝參數(shù)等，聚丙烯的成型注射壓力在 MPa 至 150 MPa 的范圍內(nèi)，考慮本塑件平均厚度為 3 mm 所以注射壓力可 P取為 100 MPa ,可見螺桿注射壓力滿足要求。 3．鎖模力的校核 ? ?1zF p nA A F? ? ? 式中： zF —— 熔融塑料在分型面上的漲開力 (N)； n —— 型腔數(shù)目，為 2； A —— 塑件在分型面上的投影面積，為 2mm ； 1A —— 澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積，為 2mm p —— 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，為 40Mpa； 其中 aF Akp? A—— 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，為 2mm ； k —— 壓力損失系數(shù)，隨塑料品種注射機類型噴嘴阻力流道阻力的不同而變化，可在 ～ ； ap —— 注射壓力，即料桶內(nèi)柱塞或螺桿施于熔體上的壓力，為 150 MPa ； 算得 ? ， ? ，滿足 zFF? 。流道凝料（包括澆口）在分型面上的上的投影面積 2A ， 22 = ； 212 1 5 8 9 . 6 2 0 7 9 . 6 3 6 8 9 . 2 m mA A A =? ? ? ?分 查參考文獻 [5] 226==3 6 8 9 .2 m m 3 0 M P a3 6 8 9 .2 m m 3 0 1 0 P a1 1 0 .7 k NF F A P???? ? ??脹 分鎖 型 （ ） 式中 F鎖 注射機的 公稱 鎖模力（ N） ； A分 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 ； P型為 型腔 內(nèi)熔體 壓力， 查參考文獻 [2] 表 51， 取 =30MPaP型 ； 結(jié)合上面兩項的計算， 查參考文獻 [5] 中的表 42， 初步確定注塑機為 XSZY250型注射機。 1．由公稱注射量選擇注射機 利用 CAD 測量工具可以測得塑件體的體積為 (1)單個塑件 體積： 4 5 51 2 .0 8 5 1 0 m m 2 0 .8 5 c mV ? ? ?, 質(zhì)量2 0 .8 5 1 .0 5 4 2 1 .9 8 gm ? ? ? (2)兩個塑件和澆注系統(tǒng)凝料 由于本模具 采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，取澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為塑件質(zhì)量的 80％，則： ? ? ，總質(zhì)量 ? ? 。 表 制品成型工藝參數(shù)初步確定 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 特性 注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 50 噴嘴形式 直通式 模具溫度 (℃) 50 噴嘴溫度 (℃) 175 后段溫度 (℃) 180～ 210 中段溫度 (℃) 210～ 230 前段溫度 (℃) 200～ 210 注射壓力 (MPa) 80 保壓力 （ MPa） 60 注射時間 (s) 4 保壓時間 （ s） 25 冷卻時間 (s) 25 其他時間 （ s） 2 成型周期 (s) 60 成型收縮 (%) 預(yù)熱 干燥溫度 (℃) 80～ 95 預(yù)熱 干燥時間 (h) 4～ 5 1)資料來源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社， 2020年 2月，第 67 頁 摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –9– （ 二 ）注射機型號的確定 注射模具是安裝在注射機上使用的。 3． 時間 完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。 摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –7– 三、塑件成形工藝與設(shè)備 （一）注塑成型工藝 條件 1． 溫度 注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。所以選用塑料的流動性必須與塑件要求、成型工藝及成形條件相適應(yīng)。 5．塑件材料的流 動性 塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動性。 4．塑料的成型收縮率 塑件從模具中取出到冷卻至室溫會發(fā)生尺寸收縮，這種性能稱收縮性。因此，在注射充模時，通過提高注射壓力或注射速度來增大熔體的流動性比通過提高溫度有利。為了容易使大的側(cè)抽芯容易抽出 可以查參考 文獻 中的 表 ， 脫模斜度（型芯）： 1186。最小脫模斜度與塑料性能、塑件幾何形狀有關(guān)。 摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –4– 二、 塑件成型工藝性分析 （一） 摩托 車尾燈罩三維圖及二維圖 注 1） 塑件的材料 PS204 圖 摩托車尾燈罩三維圖及二維圖 摩托車燈罩的注射模具設(shè)計 –5– （二） 結(jié)構(gòu)特征分析及成型工藝性分析 1．結(jié)構(gòu)特征分析 該塑件為燈罩，其二維圖尺寸如圖 所示，塑件的壁厚為 2mm,為大批量生產(chǎn)，材料為聚苯已烯 (PS)，成型工藝性好，可以注射成型。這個課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識，對模具設(shè)計能力有一定的