【正文】 不可替代的地位?？傊?，模具具有結構復雜、型面復雜、精度要求高、使用的材料硬 度高、制造周期短等特點 ，因此 傳統(tǒng)的模具設計方法已無法適應當今的要求 ， 與傳統(tǒng)的模具設計相比，計算機輔助工程（ CAE）技術無論是在提高生產率、保證產品質量 方面，還是在降低成本、減輕勞動強度方面，都具有極大的優(yōu)越性 。 塑料模具的分類 按照塑料制件的成型方法不同可以分為以下幾類。 (2) 壓注模 又稱傳遞模。 (4) 壓縮 模 又稱壓塑模。 除了上述介紹的幾類常用的塑料成型模具外，還有泡沫塑料成型模 、 氣動成型模 、澆鑄成型模 、 滾塑成型模 、 壓延成型模以及聚四氟乙烯冷壓成型模等 [56]。 表 21 打印機支架的工藝參數(shù) 材料 脫模斜度 尺寸精度 壁厚 圓角 (mm) 收縮率 PP 1176。 下面將對 PP 加以介紹 [14]： 廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 5 1．基本特性 聚丙烯無味，無毒，無色。聚丙烯的屈服強度，抗拉，抗壓強度和硬度及彈性比聚乙烯好。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且由于其不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。 4． PP 的注射工藝參數(shù) PP 的注射工藝參數(shù)如表 22所示。 由于此塑件體積小，如果采用單型腔模具，雖然可以保證制品的質量，但不適合大批量生產 [1]。 常見的分型面有水平分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面 [23]。如果型腔內因各種原因產生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、產生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產生反壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。 (2) 在分型面上開設排氣槽 分型面上開設排氣槽是注射模排氣的主要形式。 (3) 應設在主分型面凹模一側：①便于加工和修整。 (7) 其深度與塑料流動性及注射 壓力、溫度有關。 成型零部件 的 設計 構成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱成型零部件。 成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，通常包括：凹模 、 型芯 、 鑲塊 、 成型桿和成型環(huán)等 [1]。 組合式凹模結構 是指型腔是由兩個以上的零部件組合而成的。 所以本設計采用整體嵌入式凹模，由于塑件表面有通孔形狀，固需要在凹模上鑲嵌鑲件使其成型。 如果按結構來分主型芯可以分為 整體結構的凸模 、 整 體鑲入結構的凸模和鑲拼組合結構的凸模。 本次設計的塑件的結構并不是很復雜，所以選擇整體鑲入結構的凸模最為合適。 所以： L 模具 =[ (1+%)(3/4) ]+ =+ 對于塑件高度最大 H=，因為 H 模具 =[H 塑料 （ 1+k） 2/3Δ] + δ (32) 公式中 H 塑料 —— 塑件高度方向的最大尺寸。 它 的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個部位，并在充填保壓過程中，將注塑壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、內在質量優(yōu)良的塑料制品。 （ 4)盡可能消耗較少的塑料 。 澆注系統(tǒng)的基本組成是四部分：主流道，分流道，澆口，冷料穴 [12,56]。 主流道的小端直徑應比 注射機噴嘴孔徑 大 ～ 1mm， 由于小端的前面是球面，其深度為 3～ 5mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且帖合， 本次設計的主流道小端直徑為 。 ，且流道的表面粗糙度不大于 m 。 澆口套一般采用碳素工具鋼如廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 13 T8A、 T10A 等材料制造，熱處理淬火硬度 53～ 57 HRC， 設計澆口襯套如 圖 41 所 示： 圖 41 澆口襯套示意圖 分流道的設計 在設計多型腔或者多澆口的單型腔的澆注系統(tǒng)時，應設置分流道。 分流道開設在動定模分型面的兩側或任意一側，其截面形狀應盡量使其比表面積小，在溫度較高的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。為了使各個型腔同時均衡進料，各個型腔的澆口尺寸必定不相同。 在本設計中，分流道采用平衡式布置，截面為圓形，且截面半徑為 2mm。限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體產生突變的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，使其成為理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。 澆口設計要 注意以下幾個方面 ： 1. 選擇在不影響塑件外觀的部位。 5. 盡量縮短流程，減少變向，以降低壓力損失。 10. 應便于清除凝料，如盤形，輪輻或爪形，潛伏式。 1．直接澆口 直接澆口又稱主流道型澆口，它屬于非限制性型澆口，這種形式的澆口截面 大，去除澆口較困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的外 觀。這樣的澆口形式，使塑件和澆注力均勻。 3．側澆口 側澆口國 外又稱標準澆口。這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對深型腔塑件排氣不利。這類澆口在生產中比環(huán)形澆口應用廣泛，多用于底部有大孔廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 16 的圓筒形或殼形塑件。 且 b= t= 。選擇澆口的位置時，需要根據(jù)塑件的結構與工藝特征和成型的質量要求，并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模體內的流動 狀態(tài)、成型的工藝條件，綜合進行考慮。 4． 考慮分子定向的影響。 如圖 43所示。 圖 45 定位圈 的示意圖 廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 19 5 標準模架的選擇 模架是設計制造塑料注射模的基礎部件， 此 設計中是以 上海海華輪船公司 龍記模架公司”提供的模架， 型號為 SCType， 其結構、布局完全按照其當前標準為準則的。模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定，對塑料熔全的充模流動、固化定型、生產效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。由于樹脂本身的性能特點不同，所以不同的塑料要求有不同的模具溫度。絕大多數(shù)塑料的熱導率 和熱擴散率都很低，但可通過加入添加劑、改性劑加以改善。 2. 冷卻水道離模具型腔表面的距離 當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相當，但當塑件壁厚不均勻時，厚處冷卻水道到型腔表面的距離則應近一些，間距也可適當小些，一般水道孔邊至型腔表面距離為 10～ 15mm。 5. 冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位，塑件易產生熔接痕的地方，廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 22 本身的溫度就比較低，如果在該處再設置冷卻水道，就會更加促使熔接痕的產生。手動推出機構是指模具開模后，由人工操作的推出機構推出塑件，它可分為模內手工推出和模外手工推出兩種。正是由于這種原因，在考慮塑件 在模具中的位置和分型面的選擇時，應盡量能使模具分型后塑件留在動模一側，這就要求 動模部分所設置的型芯被塑件包 絡的側面積之和要比定模部分的多。 3. 合模時應使推出機構正確復位 設計推出機構時，應考慮合模時推出機構的復位，在斜導柱和斜導柱側向抽芯及其他特殊情況下，還應考慮推出機構的先復位問題等。 6. 推桿位置選擇應注意，當塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻 ，塑件推出平穩(wěn)和不變形。 在本模具 設計 當中， 通過 具體分析后，采用了頂桿推出機構脫模，因為推桿制造簡單，更換方便，滑動阻力小，脫模效果好，設置的位置自由度大，且容易實現(xiàn)標準化。 廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 25 使推出機構復位最簡單最常用的方法是在推桿固定板上同時安裝上復位桿， 復位桿為圓形截面，每副模具一般設置四根復位桿，其位置應對稱設在推桿固定板的四周，以便推出機構在合模時能平衡復位。彈簧設置在推桿固定板與支承板之間，設計時應防止推出后推桿固定板把彈簧壓死，或者彈簧已被壓死而推出還未到位。其設 在本模具設 計當中，采用了彈簧復位機構，將彈簧直接套在復位 桿上，利用彈簧力使推桿復位 ,設計 效果如 圖 72 所示 。在工作時，模具安裝在移動模板及固定模板上，由合模系統(tǒng)合模并將模具鎖緊，注射系統(tǒng)將塑 料原料送到料筒中加熱到塑化溫度，將熔融的塑料注入模具。 注射機主要由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及機架等組成。 根據(jù)塑件的體積與 質量， 查《 注塑模 設計與和產應用 》一書中 附錄 E 部分國產注射機技術規(guī)格，最終選定注射機型號為： SZ100/80， 是浙江塑料機械廠生產的產品。 廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 27 注射最大量的校核 塑件的質量或者體積必須與所選擇的注射成型機的最大注射量相 適應。為了保證正常的注射成型，注射機的最大注射量應稍大于塑件的質量或者體積。 注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、 注射機類型、噴嘴形式、塑件形狀和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因此決定的。 即需滿足： （ ~ ） pj chp (82) 式中 jp — 注射機額定最大注射壓力 Mpa chp — 模具成型時所需的注射壓力 Mpa 廣東揭陽 學院本科生畢業(yè)設計 28 根據(jù)《塑料模具技術手冊》提供的經驗數(shù)據(jù)， PP 熔體需注射壓力在 70～ 120Mpa范圍內。 其中 H1 =12mm H2 =52mm Hm =185mm 代入上式得 H1 ＋ H2 ＋ Hm＋ (5～ 10)=12＋ 52＋ 185＋ 10＝ 259＜ S＝ 305mm 因此 符合要求。代入 式 （ 8－４） 得： P=120 ＝ 96 MPa Fz＝ P (n A＋ A1)＝ 96 (2 ＋ 137)＝ KN＜ Fp =800 KN 因此符合標準。 模具的厚度必須滿足以下條件： Hmin＜ Hm＜ Hmax (85） 式中 Hm —— 模具的實際厚度為， Hm＝ 185mm； Hmax—— 注射機的最大模具厚度， Hmax＝ 300mm； Hmin—— 注射機的最小模具厚度， Hmin＝ 170mm。 合模時，在導柱和導套的導向定位下，動模和定模閉合。 模具裝配圖如圖 91所示。 因此說，我們要掌握理論知識的同時，一定要注重實踐，注重與別人交流。