【正文】 從幾種方案中優(yōu)選取出較為合理的方案。但不管有幾個分型面， 22 其形狀應(yīng)盡可能簡單，以便于制品成型和模具制造。 綜合各種因素來考慮，本套模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格如下： C15060A50B50C120 解釋如下： C1— 基本型 500600— 模板周界尺寸 500mm 600mm A50— A 板厚度 B50— B 板厚度 C120— C 板厚度 標(biāo)準(zhǔn)為：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 第七章 分型面與排氣系統(tǒng)的設(shè)計 一、分型面的設(shè)計 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可分離 部分的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)的凝料，當(dāng)成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。 在設(shè)計模具時，應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因為標(biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本時極其有用的。在學(xué)校設(shè)計時，模架部分可能要自己進(jìn)行設(shè) 計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中則應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。它控制著澆口內(nèi)熔體的補(bǔ)縮程度。 這里采用側(cè)澆口（又稱邊緣澆口）。 易于切除澆口尾料。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。圓形和正方形流道的效率最高，但是，正方形截面的流道不易于凝料的推出，圓形截面的流道不易加工，故在實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常采用梯形截面的分流道。其結(jié)構(gòu)尺寸如下： 分流道設(shè)計 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1～ 倍。主流道的長度 17 L 定為 L=100mm（根據(jù)模板厚度決定，模板將在 以下章節(jié)給出）。 過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料順利拔出。 盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量。因此，設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)注意與模具的排氣方式相適應(yīng)，使塑件獲得良好的成型質(zhì)量。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性。 一、普通流道的組成及作用 普通流道的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注射模具中最重要的問題之一。除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下，常用直線形排列和 H 形排列。 二、型腔的排列 一模多腔時，應(yīng)遵循下面的原則來安排型腔數(shù)目： 應(yīng)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，來保證制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。 經(jīng)濟(jì)性考慮 模具的型腔數(shù)目必須取 n n n3 中的最小者。據(jù)統(tǒng)計，每個制品所需澆注系統(tǒng)體積是制品體積的 (～ 1)倍。型腔內(nèi)熔體的平均壓力主要取決于注射壓力，一般在 25～ 40Mpa 的范圍內(nèi)。影響 nw 的因素有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個方面。現(xiàn)代注射成型生產(chǎn)中， 11 大多數(shù)小型塑件的成型是多型腔的。型腔數(shù)目及排列方式、分型面的位置確定了塑件在模具中的成型位置。 最大注射量為： 9 Gmax =M?Dg 式中 : M注射機(jī)規(guī)定的注射容積 cm3 Dg在料筒溫度及壓力下熔融塑料的比重， g/cm3 也可用下式進(jìn)行計算 : Gmax=M?D?C 式中 : C料筒溫度下塑料體積膨脹率的校正系數(shù) 對于結(jié)晶性 C= 對于非結(jié)晶性塑料 C= 注射壓力的校核 注射壓力校核是校驗注射機(jī)的最大注射壓力能不能滿足該制件成型的需要，制品成型所需的壓力是由注射機(jī)類型，噴嘴形式，塑料流動，澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的，每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與所用的注射機(jī)關(guān)系密切。 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核： 最大注射量的校核 柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)的標(biāo)定在習(xí)慣上是不相同的。 塑件成型零件制造的初步構(gòu)想：削皮器外形為規(guī)則形狀，可用用電火花加工制造凸凹模，抽芯機(jī)構(gòu)可以鍛造后再打磨即可。對于塑件圖上的提出的塑件行狀，尺寸精度，光潔度等進(jìn)行工藝分析，即從成型工藝，塑料制件的設(shè)計原則，模具結(jié)構(gòu)的合理性等方面進(jìn)行綜合分析，對模具不夠合理的部分提出改進(jìn)意見。內(nèi)腔用于放置刀片，其尺寸精度無特別要求。C 注射壓力： 60～ 100Mpa 成型時間（注射時間）： 20～ 90s 成型時間（高壓時間）： 0～ 5s 成型時間（冷卻時間）： 20～ 120s 成型時間（總周期）： 50～ 220s 螺桿轉(zhuǎn)速： 30r/min 通用注射機(jī)類型：螺桿式、柱塞式均可 后處理方法：紅外線燈、烘箱 后處理溫度： 70186。C 料筒溫度（中期）： 170～ 180186。C 計算收縮率： ～ % 6 比熱容： 1470J/(KgC 馬丁耐熱： 63186。以上。C。 5 ABS 還可以用來制作水表外殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。 耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。丙烯腈使 ABS具有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使 ABS堅韌，苯乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。 4 第二節(jié) 產(chǎn)品的分析 一 、塑料的選擇 成型塑料選擇日常生活中常見的塑料 ABS，即丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物。當(dāng)冷卻時間到達(dá)時，模具打開，模塑制品被移出或被“頂出”（第三步頂出）。在冷卻階段，螺桿仍處于壓力下（保壓），繼續(xù)將模塑物料注入模具， 以補(bǔ)償在冷卻過程中模塑物料體積的減少（第二步冷卻）。 已成顆粒狀的混合物料經(jīng)過料斗進(jìn)入機(jī)筒，旋轉(zhuǎn)著的螺桿將顆粒狀的料向前輸送，由于機(jī)筒加熱和螺槽內(nèi)的捏合作用，粒料熔化并進(jìn)入到螺桿端部的熔體腔。機(jī)械制造商提供了系列的注射成型機(jī)供制品生產(chǎn)者使用，同樣，各種成型配件的選擇范圍也很寬，然而，對于每一種新制品而言，其注射模具必須被特制。隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展，模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開發(fā)已成為當(dāng)前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務(wù)之一。高效全自動化設(shè)備，也只有裝上能全自動化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品不斷開發(fā)和及時更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求，為了適應(yīng)這些變化，先進(jìn)國家的 CAD/CAM/CAPP 技術(shù)在 80 年代中期已進(jìn)入實用階段，市場上已有商品化的系統(tǒng)軟件出售。 1989 年，國務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定”，在重點支持技術(shù)改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要 任務(wù)。目前，塑料制品已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的每一個領(lǐng)域。當(dāng)塑料制品及其成型設(shè)備被確定以后，塑料質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占 80%。 在塑料材料、制品設(shè)計及加工工藝確定發(fā)后，塑料模設(shè)計對制品質(zhì)量及產(chǎn)量，就具有決定性的影響。在一定溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。一般相對分子質(zhì)量都大于 1 萬，有的甚至可達(dá)百萬級。塑料模的優(yōu)化設(shè)計，是當(dāng)今高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。 我國塑料模的發(fā)展極其迅速。近年來，我國各行各業(yè)對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視。塑料制件應(yīng)用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開發(fā)，對塑 2 料成型模具設(shè)計和制造提出的要求越來越高。一副好的注射?？沙尚蜕习偃f次，一副好的壓縮模大約能成型 25 萬次，這與模具的設(shè)計、模具材料及塑料的制造有著很大的關(guān)系。注射成型 制品也向著超薄壁化、輕量化方向發(fā)展，已有國外公司能夠注射成型出小至 壁厚的制品，例如， ～ 的高保真喇叭振動板。用注射成型法加工的制品包括小到在高精密儀器上使用的只有幾毫克重的制品，大到 50Kg 以上的大型制品。它提供開合模的動作，在機(jī)器的注射過程中，保持模具閉合，以免注射過程是模 具內(nèi)熔體產(chǎn)生的內(nèi)壓力頂開模具。由于模具的溫度低于模塑物料的軟化溫度，因此，物料接著會在模具內(nèi)固化。作用在螺桿上的軸向力被縮小到只保持塑化所需要的“背壓”的水平。這個壓力作用在模具壁上，形成一個使模具分離的力，這一分離力必須用機(jī)器的合模力 來抵消。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。 ABS 具有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。C 左右。汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還有用 ABS 夾層板制小轎車車身。C，要求塑件光澤和耐熱時，應(yīng)控制在 60～ 80186。脫模斜度宜取 2186。C、載荷 50N、噴嘴直徑 時， ～ 維卡針入度： 71～ 122186。C 線膨脹系數(shù)： 105/186。C 預(yù)熱時間： 2～ 3h 料筒溫度（后期）： 150～ 170186。C 模具溫度： 50～ 80186。其主要用途是為削除土豆等果、蔬的外表皮，在零件精度上關(guān)鍵部位要求有比較高的配合精度，且其外表面要求光滑美觀， 所以確定外表面的尺寸精度為 IT7 級。 塑件成型工藝分析 首先要了解塑件的用途，使用情況及工作要求。由上述零件圖可以看出，這種結(jié)構(gòu)的削皮器屬于板類零件，無側(cè)空，無需側(cè)抽芯，只需上下合模注塑成型即可。這些數(shù)據(jù)都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不匹配，則模具無法使用。對 于螺桿式注射機(jī)，其最大注射能力通常以螺桿在料筒最大推進(jìn)容積 M（ cm3）表示 ，因此最大注射量就是該體積的塑料熔體在料筒內(nèi)的溫度及壓力下的重量。 對成型 ABS 制品的削皮器，擬采用的注射機(jī)的規(guī)格如下： 規(guī)格： SZY300 型國產(chǎn)注射機(jī)（臥式） 額定注射量： 320cm3 螺桿直徑：φ 60mm 注射壓力： 注射行程： 150mm 注射方式：螺桿式 10 螺桿轉(zhuǎn)速： 30r/min 鎖模力： 1500kN 最大開合模行程： 340mm 模具最大厚度： 355mm 模具最小厚度： 285mm 噴嘴球頭半徑： SR12mm 噴嘴孔直徑： 4mm 頂出形式：中心及上下兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī) 械頂出 動、定模固定板尺寸： 620mm 520mm 拉桿空間： 400mm 300mm 模具定位孔直徑：φ 120H7 螺桿驅(qū)動功率： 料筒加熱功率： 液壓泵電動機(jī)功率： 17kW 外形尺寸（長寬高）： 5300mm 940mm 1815mm 第四章 型腔布置 注射模具每一次注射循環(huán)所能成型的塑件數(shù)量是由模具的型腔數(shù)目決定的。它可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。一般來說，一模多腔時需要確定最經(jīng)濟(jì)的型腔數(shù)目 nw。影響型腔數(shù)目的最重要因素有以下四個： 注射機(jī)的鎖模力 設(shè)注射機(jī)的鎖模力為 F（ N），型腔內(nèi)熔體的平均壓力為 pc（ MPa），每個制品在分型面上的投影面積為 A（ mm2）流道和澆口在分型面上的投影面積為 B（ mm2），則最大的型腔數(shù)目為： A BpFn c ?? /1 流道和澆口在分型面上的投影面積為 B，在模具設(shè)計前是未知值，根據(jù)對多型腔的統(tǒng)計分析，大約 B 為 (～ )A，通?？扇?B=。同樣流道和澆口的總體積是未知量。對于高精度制品，通常取 n3=4，此處，該零件外殼并非高精度產(chǎn)品，所以在此制品精度不作為主要的參考依據(jù)。 通過以上四點分析可得知，在所選定的注射機(jī)下，取型腔數(shù)目為 3，即一模三腔，可以得到比較好的效果，于是確定型腔的數(shù)目為 3。 型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工困難。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。本設(shè)計中采用普通流道的澆注系統(tǒng)。 二、普通流道澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)有利于良好的排氣 澆注系統(tǒng)能夠順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個角落，使型腔及澆注系統(tǒng)中的氣體有序地排出，以保證填充過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，也不會因氣體積存而 15 引起凹陷、氣泡、燒焦等成型缺陷。 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布置綜合考慮 澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關(guān)，應(yīng)在設(shè)計時盡可能保證在同一時間內(nèi)塑料熔體充滿各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模力作用中心相重合，這對于縮模的可靠性及縮模機(jī)構(gòu)受力的均勻性都是不利的。 第二節(jié) 流道及澆口設(shè)計 一、流道設(shè)計 主流道設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中?！?3186。 主流道內(nèi)壁的表面粗糙度取 以下，拋光時沿軸向進(jìn)行。 冷料穴與拉料桿設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或者處于分流道末端。 這里冷料穴設(shè)計成兼有拉料作用的冷料 穴，在圓管形的冷料穴試底部裝有一根Z 形頭的拉料桿，稱為鉤拉料桿，這種兼有拉料作用的冷料穴是最常用的一種。常用的分流道截面形狀一般有圓形、梯形、 U 形、半圓形及矩形等。