【正文】 n=（－υ）247。對于技術(shù)要求高的塑件如光學(xué)件等，一般只能一模一腔。對于精密成型時排列，圓形排列最理想。非平衡式布置如圖327所示。其中：D：流道直徑 (mm) W：制品重量(g) L：流道長度 (mm)c．對梯形分流道截面，其截面深度H可用下面公式計算。（注：計算分流道體積流率時，應(yīng)除以分流道數(shù)。對流動性差的塑料，可大到10毫米。 常用的分流道的斷面形狀與尺寸見表21所示。分流道的形狀有圓形、半圓形、梯形、U形等，從壓力傳遞的角度講：要求流道截面積最大；從熱傳導(dǎo)的角度講：要求流道外周長度最小。圖334 定位環(huán)結(jié)構(gòu)圖325 定位環(huán)的另一種結(jié)構(gòu) 定位環(huán)外徑為注射機(jī)定模板定位孔直徑，定位環(huán)與澆口套的配合一般取間隙配合，常用的有H7/f6。澆口套與定位環(huán)相配合的結(jié)構(gòu)見圖324。大端直徑可由下列公式計算。的錐角，澆口套長度長,其夾角小些,澆口套長度小,其夾角可大些，澆口套內(nèi)壁表面粗糙度值一般在 以下，小端直徑應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑1毫米。澆口套與定模板的配合一般取過渡配合（H7/k6）或過盈配合(H7/m6)。冷料井一般開設(shè)在主流道或分流道的末端。對普通澆注系統(tǒng)而言，它開設(shè)在分型面上。它的作用就是使注射機(jī)噴嘴射出的熔融塑料流入型腔。但剪切速率的提高也不能超過其極限值。4． 表觀粘度的控制在注射過程中，當(dāng)沖模不滿，除增大注射量和提高注射速度等工藝條件外，降低塑料熔體的表觀粘度是比較好的方法。導(dǎo)致制品表面不光滑，沖模不均，密實性差，內(nèi)應(yīng)力高，翹曲變形等缺陷。由上可知，在設(shè)計澆口長度時，選擇其最小值最好。反映在注射螺桿上，螺桿向前推進(jìn)的速度加快，也即注射速度加快。超過此極限值，剪切速率在增加，表觀粘度也不在降低。而小尺寸澆口，由于絕大多數(shù)塑料熔體的表觀粘度是剪切速率的函數(shù)。= 所以 （328） （329）矩形流道：式中：W：矩形流道寬度h：矩形流道深度 由上面的公式可以看出：1． 澆口斷面尺寸增大澆口斷面尺寸，有利于Q值的提高。 當(dāng)塑料在圓形流道內(nèi)作穩(wěn)定流動時，如圖321，設(shè)在長為L半徑為R的圓形流道兩端的壓力差為ΔＰ，其任意半徑r處的熔體所受的剪切力為：τ= （322） 圖321 塑料熔體在圓形流道內(nèi)的流動情況在管壁處其剪應(yīng)力為：τ= （323）矩形流道剪應(yīng)力為：τ =對于牛頓液體在圓管橫截面內(nèi)各點流速呈拋物線分布（圖321 b所示），在中心的流速最大，在管壁處流速為零，其剪切速率在中心為零，在管壁處最大，其值為： （324）式中Q：單位時間的流量，厘米故在管壁處有：η= （325）Q = 但大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，剪應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系不符合式321的正比關(guān)系，恒溫下，在一定的剪切速率范圍內(nèi)，可近似地用下面的指數(shù)定律描述它：τ=K （326）式中n：非牛頓指數(shù)，表示該流體與牛頓流體的偏離程度，對牛頓流體，n=1 非牛頓流體其粘度已不在是一個常數(shù)。設(shè)有剪切力τ于定溫下施于相距dy的兩平行液層，使兩平行液層以du的相對速度移動。第一區(qū)段是塑料在螺桿（柱塞）與料筒壁之間進(jìn)行的輸送、壓縮、熔融和塑化，并將塑化好的塑料熔體存儲在料筒的前端，這方面的理論主要研究塑料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過程；第二區(qū)段是儲存在料筒前端的塑料熔體經(jīng)螺桿（柱塞）作用，經(jīng)注射機(jī)噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔；第三區(qū)段是塑料熔體進(jìn)入模具型腔過程中的流動、相變和固化。 第二節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計一、 概述澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的流動通道，它分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。 （五）、排氣系統(tǒng)在注射過程中把型腔內(nèi)氣體排出模具以外。大型模具或頂出零件比較多的模具在頂出板上也設(shè)有導(dǎo)向部分，目的是保證頂出過程中的準(zhǔn)確性。 （二）、成型零部件 成型制品的部分，它由型腔和型芯組成。圖311 單分型面塑料注射模具 （一）、澆注系統(tǒng) 將塑料熔體由注射機(jī)引向模具成型部分的通道稱為澆注系統(tǒng)。掌握注射模具的基本結(jié)構(gòu)，其它模具也就觸類旁通了。圖325 壓鑄模具結(jié)構(gòu)圖326 塑料真空或壓縮空氣模具（二）、設(shè)備簡介1． 注射成型機(jī)2． 平板硫化機(jī)3． 擠出成型機(jī)4． 塑料中空成型機(jī)第一節(jié) 概述利用塑料注射成型機(jī)成型塑料制品的模具就是塑料注射模具，其結(jié)構(gòu)由制品的形狀及注射機(jī)形式?jīng)Q定的。擠出成型就是將擠出機(jī)擠出的熔融管胚放入模具中，模具閉合夾緊，然后在管胚中通入壓縮空氣，使料胚膨脹貼緊模具定型成型。在擠出機(jī)中的物料經(jīng)螺桿旋轉(zhuǎn)向前輸送，在料筒加熱裝置的作用下，由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，經(jīng)擠出機(jī)機(jī)頭擠出成型。物料在模具中經(jīng)熱和壓力的作用成為熔融狀態(tài)，經(jīng)過物理或化學(xué)變化物料硬化定型。1． 注射成型模具在注射機(jī)的料筒內(nèi)加入物料，物料在注射機(jī)螺桿或柱塞的作用下，向前輸送，經(jīng)螺桿和外部加熱裝置的作用，由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，然后在注射機(jī)螺桿或柱塞的作用經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注入型腔中定型。近幾年來，隨著我國不斷引進(jìn)國外的先進(jìn)的模具加工設(shè)備與計算機(jī)軟硬件，我國模具的設(shè)計制造水平不斷提高。特別是塑料材料已成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四大材料。二、 塑料橡膠模具概述在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如塑料制品使用的塑料模具，橡膠制品使用的橡膠模具，金屬壓力加工使用的金屬模具，陶瓷、玻璃制品使用的陶瓷、玻璃模具，金屬鑄造成型使用的砂型模具等等。沒有模具加工業(yè)，就沒有橡塑制品。以塑料代替金屬材料、木材等材料已經(jīng)成為塑料發(fā)展的趨勢。的確，沒有高水平的模具工業(yè)，就沒有高水平的機(jī)電工業(yè)。 塑料模具設(shè)計緒論一、 橡塑模具在國民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是工業(yè)生產(chǎn)中用來成型制品的重要工業(yè)裝備，是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。化學(xué)反應(yīng)完成的時間隨著反應(yīng)溫度的增加而縮短。支架一般有2～3根支撐筋。排膠口形式見圖3。 對硬度較高的膠料，形狀復(fù)雜且焦燒溫度較低的制品，口型模可薄一些。如圖2所示。復(fù)雜的口型模尺寸的計算目前多由經(jīng)驗確定。但其總擠出量也應(yīng)在螺桿直徑的1/3～3/4。口型模結(jié)構(gòu)見圖2圖2 P215 圓形口型?？趶匠叽缫话銥閿D出機(jī)螺桿直徑的1/3～3/4。對擠出模具的結(jié)構(gòu)要求：模具內(nèi)腔呈流線型為使膠料能沿著模具的流道均勻地擠出，同時避免膠料發(fā)生過熱硫化，模具內(nèi)部不能存在滯留膠料留存的死角。虞P218，221，222圖。按膠料硬度擠出型材膨脹率見表1。膠料通過擠出機(jī)口模時間非常短，膠料在離開口模的瞬間壓力得到釋放，因此膠料具有瞬時應(yīng)力松弛的特點，這種應(yīng)力松弛導(dǎo)致膠料在離開口模后長度方向收縮、斷面方向膨脹，這種變形通常稱為膨脹變形。按提供給擠出機(jī)膠料的不同可分為冷喂料和熱喂料，使用的擠出機(jī)亦分別稱為冷喂料擠出機(jī)和熱喂料擠出機(jī)。4． 膠料本身有缺陷。3． 在新開的模具，盡可能留有修模的余地。 型腔斷面尺寸及公差，可按下列公式計算： W = W （ 1 + S ）177。C＋ (W對一般帶有金屬嵌件的制品，可以按下列經(jīng)驗公式計算其自由收縮值。如：H=W=25時，應(yīng)取H=3相對補(bǔ)償值S= （S－）%。1．厚、薄制品模具型腔內(nèi)外徑尺寸計算 制品厚、薄、斷面寬度對膠料收縮率有一定影響。R X 100%α—橡膠的線形膨脹系數(shù)；β—模具材料的線形膨脹系數(shù)，ΔT—硫化溫度與測量溫度差，R—生膠、硫磺、有機(jī)配合劑在橡膠中的體積百分?jǐn)?shù)（%）。1． 橡膠制品與模腔相應(yīng)尺寸計算公式：C=（L2—L1）/ L1 X 100%C—制品膠料的收縮率：L1—室溫時測得的橡膠制品尺寸；L2—室溫時測得的模具型腔尺寸。)? 硬質(zhì)橡膠（邵氏硬度大于90度），含膠量約在20%時，%；? %～%；%～%；? 帶槽方形制品，由于橡膠壓制時擠壓方向關(guān)系，%～%,如圖。不同類型橡膠的收縮率大小依次為氟橡膠、硅橡膠、三元乙丙膠、天然膠、丁晴膠、氯丁膠 。（高硬度例外，據(jù)實驗測定，膠料硬度超過邵氏90度以上，其收縮率有上升的趨勢）⑤ 填充劑用量越多，收縮率越?。缓z量越高，收縮率越大。C，%～%。③ 制品收縮率隨硫化溫度的變化曲線。① 制品收縮率隨所用膠料量的增加而增大。膠料的線性尺寸成比例縮小。（2） 騎縫螺釘定位 帶方形或異形的型芯要求定位時，可用騎縫螺釘或騎縫圓柱銷定位，如圖所示。 用螺釘調(diào)節(jié)嵌件定位高度，操作比較麻煩。結(jié)構(gòu)形式：特點：能解決加料后型芯的定位問題，從根本上防止上下?；蛐托緣簤牡默F(xiàn)象。技術(shù)要求：（1） 導(dǎo)柱排列方式：三孔丁字形排列（比后者好，因此應(yīng)用較多））；一大一小對角排列?！?5176。特點：雙向定位加料方便、并具有良好的定位性能、制品壁厚均勻、型芯不易歪斜等。（2） 圓柱面定位有單向定位、雙向加強(qiáng)定位結(jié)構(gòu)。三、 模具定位模具型腔一般由多塊模板組成,要確保制品在型腔中獲得準(zhǔn)確的形狀與位置,必須采用不同的方式的定位,不然難以壓制出準(zhǔn)確的制品。如圖所示。如圖所示。也可采用圓片形拼合模芯結(jié)構(gòu)。模芯由多件（5～6塊）鑲塊組合。具體見下圖。常用的鑲嵌深度H=3～6mm。⑷分型面選擇的最大特點 分型面的選擇在制品的非工作面上，或者在制品的邊角、圓弧突出點的面上。⑵模具的分型面應(yīng)盡量閉開制品的工作面具體結(jié)構(gòu)見下圖。制品不同，模具結(jié)構(gòu)不同；制品相同，使用的設(shè)備不同、加工工藝不同，模具結(jié)構(gòu)也不同。結(jié)構(gòu)形式4． 鉸鏈?zhǔn)剑ê享撌剑┻m用于制品件較小或模具中的鑲塊暴露在凸模上，操作時容易碰傷的情況。封閉式模具適用于夾布、及其他織物的制品、膠料硬度較高、流動性差的制品。5． 模具設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)化。 第二節(jié) 橡膠壓制成型模具一、 壓制成型模具的設(shè)計原則為了保證制品有正確的幾何形狀和一定的尺寸精度，在設(shè)計模具時應(yīng)遵循如下原則：1． 掌握和了解橡膠制品所選用的橡膠材料（牌號）硬度（邵氏）和收縮率。（蒸汽硫化機(jī)：～，硫化溫度在158～168范圍內(nèi)。生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。特點：比普通壓模復(fù)雜，適用于制作普通模壓不能壓制或勉強(qiáng)壓制的薄壁、細(xì)長易彎曲的制品，以及形狀復(fù)雜、難以加料的橡膠制品。膠料在加壓、加熱作用下硫化成型。高效率、自動化、精密、長壽命已經(jīng)成為橡膠模具發(fā)展的趨勢。尤其是橡膠生產(chǎn)設(shè)備的不斷提高與生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，橡膠模具越來越多，模具的制造水平與模具復(fù)雜程度也越來越高越精致。它是將混煉過的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過的半成品膠料直接放入模具中，而后送入平板硫化機(jī)中加壓、加熱。它是將混煉過的、形狀簡單的、限量一定的膠料或膠塊半成品放入壓鑄模料腔中，通過壓鑄塞的壓力擠壓膠料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型。特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用于大型、厚壁、薄壁、形狀復(fù)雜的制品。二、 成型設(shè)備模壓法模具使用平板硫化機(jī)。（注射機(jī)工作壓力一般為100～140Mpa，硫化溫度為140～185，硫化時間為1～5分）擠出法模具使用擠出機(jī)。4． 在保證模具強(qiáng)度和剛度情況下力求模具輕便。結(jié)構(gòu)形式2． 封閉式 模具配合高度，壓制過程中膠料不易外溢，能充分。適用于上下帶有型腔、制品同軸度要求較高的單腔模具。模具結(jié)構(gòu)的形式直接關(guān)系到制品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具加工難易、使用壽命等。3． 分型面設(shè)計原則⑴保證制品順利取出與脫模具體結(jié)構(gòu)見下圖。具體結(jié)構(gòu)見下圖。⑸夾布、夾織物制品的分型面 夾布、夾織物制品的分型面的選擇，既要考慮膠料與夾布織物的安放與填充，又要考慮膠料與織物的壓緊和壓實，因此，分型面必須有適當(dāng)?shù)蔫偳兜纳疃?。分型面可分為立式、臥式。 對于波浪形的防塵罩，分型面采用臥式兩瓣模結(jié)構(gòu)。這樣模具加工容易，操作方便。當(dāng)制品高度超過60mm時，模具應(yīng)采用臥式分型面。分型面的結(jié)構(gòu)。分型面一般適用往復(fù)直線、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的動態(tài)密封場合（固定密封也可使用）。 設(shè)計要求：（1） 定位配合長度h應(yīng)大于制品的高度H，否則易壓壞模具。雙向定位：適用于長壁管類的制品。技術(shù)要求：（1） 圓錐面、斜面定位采用6176。3． 導(dǎo)柱、導(dǎo)套定位結(jié)構(gòu)形式：特點：適用于多腔模具。（3） 配合精度：見圖：4． 鑲塊與V形擋板定位：適用于壓制異形膠管、護(hù)套、空芯嵌條等臥式模具，它既解決了模具加工困難，又能拉緊模具。用螺釘調(diào)節(jié)嵌件高度，可以避免壓膠時造成的飛邊增厚、變形、缺膠等現(xiàn)象。如圖所示。四、 膠料收縮率的確定（1） 膠料收縮率的定義膠料在壓制、加熱硫化過程中，膠料內(nèi)部發(fā)生變形和交聯(lián)，由此產(chǎn)生熱膨脹力，硫化膠料在冷卻過程中，應(yīng)力趨于消除。（2） 影響膠料收縮率的因素橡膠的熱膨漲、制品的結(jié)構(gòu)形式如端面壁厚、有無金屬非金屬嵌件、制品的含膠率、硫化溫度、膠料的致密程度、硫化工藝等。如圖所示。在一般情況下，溫度每升高10176。④ 膠料的可塑性越大，收縮率越??；膠料的硬度越高，收縮率越小。⑧ 薄形制品（斷面厚度小于3mm）比厚制品（10mm以上）%～%.⑨ 一般制品的收縮率隨制品內(nèi)外徑和截面的增大而減小。? 襯有金屬嵌件的橡膠制品收縮率小，且朝金屬方向收縮，其收縮率一般在0～%；? ～%；(如骨架油封結(jié)構(gòu)中嵌件粘合部分其收縮率一般在0～%；唇口部分（純膠部分）收縮率為階梯形式，離嵌件一端越近，其收縮率越小，反之越大。常用的橡膠收縮率計算公式如下。）3． 以橡膠硫化溫度計算制品膠料的收縮率的一般公式：C=（