【正文】 the mold greatest thickness39。 Feed system。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。中國(guó)摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車共有 14 種排量 80 多個(gè)車型，1000 多個(gè)型號(hào)。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。還能生產(chǎn)厚度僅為 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到 70%80%相比，仍有很大差距。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC 塑料管材管接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“ 十五 ”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。根據(jù)風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的功用，要求塑件有一定的耐磨性和耐熱性，尺寸需要相對(duì)的穩(wěn)定。它無(wú)毒，無(wú)味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì) ABS 幾乎無(wú)影響，但在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。根據(jù)應(yīng)用要求的不同，ABS 可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱性等。參閱《塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程》 ，初選注射機(jī)型號(hào)為：SZ—60/450。初步型腔數(shù)目后再校核注射機(jī)是否符合要求，按容量校核： 件注 V?]5[ 澆 注注 ??.所以有： 729?注式中 —注射機(jī)最大注射容量（厘米 ） ；注V3 —成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量（厘米 ） ；件3 —為系數(shù)，一般要求成形塑件的容量不得超過(guò)注射機(jī)容量的 80%。按照分型面的選取要求，選擇最大投影面作為分型面。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、和冷料穴等四部分組成。（3）有利于型腔中的氣體排出 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)部分、使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序地排出，避免充填過(guò)程中產(chǎn)生紊流或渦流，也避免因氣體存在而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。為此，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中除了考慮采用較短的流程外，還應(yīng)對(duì)其注射成型時(shí)的流動(dòng)距離比或流動(dòng)面積比進(jìn)行校核，這樣就可以避免型腔充填不足現(xiàn)象的產(chǎn)生。流道的表面粗超度 Ra ；大?m?8 / 53端口圓角 r 取 2mm。主流道襯套的進(jìn)口端在注射時(shí)承受很大的噴嘴壓力，同時(shí)，其出口端與分流道、澆口也承受型腔的反壓力，因此，主流道襯套應(yīng)帶凸緣，使之固定在定模上。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔。（1） 分流道的截面和水力半徑為減少分流道內(nèi)的壓力損失，希望分流道截面面積要大，為了減少散熱，則希望分流道表面積要小。但是圓形截面不易加工，而梯形截面和 U 形截面較易加工，水力半徑又不太小，所以為常用形式。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般 取 。根據(jù)塑件的特點(diǎn)選用側(cè)澆口，因?yàn)樗芨鶕?jù)塑件的形狀特征選擇位置，加工和修整方便，改變澆口的寬度和厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間，且由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，不留明顯痕跡。 A—塑件的外側(cè)表面， 。對(duì)于中小型塑件 t=～2mm,取 t=1mm,澆30/)(?口的長(zhǎng)度 l=～,取 l=，粗糙度 。 澆注系統(tǒng)的平衡在一模多腔的機(jī)構(gòu)形式中，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使所有的型腔能同時(shí)得到塑料熔體均勻的填充，也就是說(shuō)，應(yīng)盡量采用從主流道到各個(gè)型腔分流道的形狀及截面尺寸相同的設(shè)計(jì)，即型腔平衡式布置的形式。該處為相同塑件的多型腔結(jié)構(gòu)，根據(jù)相同塑件多型腔的 BGV 值計(jì)算公式 ：]2[ grLABGV?式中 —澆口的截面積；gA —從主流道中心至澆口流動(dòng)通道的長(zhǎng)度；rL —澆口的長(zhǎng)度。拉料桿的作用是在注射結(jié)束模具分型時(shí)，主流凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。由于采用強(qiáng)制頂出，只適用與韌性較好的塑料。14 / 53圖②.縮痕縫隙分析15 / 53（4）熔接痕和氣泡：熔接痕是在填充期間，流經(jīng)兩個(gè)或更多流道的流體會(huì)合后，所生成弱處或可見(jiàn)的缺陷。圖③.澆口位置與成型質(zhì)量分析——位置 1圖④.澆口位置與成型質(zhì)量分析——位置 2圖⑤.交口位置與成型質(zhì)量分析——位置 316 / 53 成型零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。為了便于裝配，則將相應(yīng)部分做成小型芯，為通孔臺(tái)肩式。分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕可知，凹模和主型芯采用 20Cｒ，小型芯采用 T10A。]1[ zz xHSsm???00]因?yàn)?=1mm,公差值 =，有：H? ； 95]125.)93.[()( ??? ????z?，公差值 mm，有：m2?2 ； 6.%.zm?，公差值 mm，有：53 4? ； 98])[()( ?? ????zH?，公差值 mm，有：m14?8 ； 1..zm?（2） 型芯尺寸的計(jì)算 圖 ①型芯徑向尺寸的計(jì)算 根據(jù)公式 ： ； x=； ]1[ 00])1[()(zz xlSlsm??????? 因?yàn)?，公差值 ，有：l6m6. ； 16].%)93[()( ??? ??zl?18 / 53，公差值 ，有：ml42??? ； 124]6.%)93[()( ??? ???zl? ，公差值 ，有：lm53 . ； 3].5)1[()( ????zml? ，公差值 ，有：l4?4.? ； 124]6.)93[()( ??? ???zl? 又 =13mm,公差值 ， 有：3mL18.?； 3]8.%)[()( ???z?②型芯高度的計(jì)算 根據(jù)公式 ： ； x=1/2；]1[ 0])[()( zz xhShsm?????? 因?yàn)?，公差值 ，有：5?m2.? ； 2315])93[()( ??? ??z? ，公差值 ，有：hm72 6.? ； ]%)[()( ?????zmh? ，公差值 mm，有：H85?1. ； 97])93[()( ?? ??z?③中心距尺寸的計(jì)算根據(jù)公式 ：]1[ 2)1(2)(zszmCSC????； ；所以 ，有： s25??=（1+%）25177。?旁邊的兩個(gè)小型芯，如圖 9 所示，配合取 H7/m6,有：8?孔 H7 為標(biāo)準(zhǔn)孔，IT7=15 ,下偏差為 0，所以上偏差 es=ei+IT7=0+=+,因m?而孔為 。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其是對(duì)于精度要求高的或大型的模具型腔，更不能單純地憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔側(cè)壁和底板的厚度。由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的型腔為不規(guī)則型腔，因此，在計(jì)算中，把它分別簡(jiǎn)化為規(guī)則的圓形型腔、矩形型腔進(jìn)行大概的計(jì)算。??pbh由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕型腔上部為圓形，下部為矩形，所以整體底板厚度需求為且 ，綜上，???7.?。模架厚度與閉合距離的關(guān)系為： minaxL? 式中 H—模架厚度； —注射機(jī)最大閉合距離；max23 / 53 —注射機(jī)最小閉合距離。根據(jù)中小型模架標(biāo)準(zhǔn)（GB/T ）,分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的模具型腔結(jié)構(gòu)，選用 型模架。定、動(dòng)模板安裝孔的位置和孔徑與注射機(jī)固定模板及移動(dòng)模板的一系列螺孔相匹配，以便安裝、壓緊模具。 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定模或在上、下模合模時(shí)，正確地定位和導(dǎo)向的零件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種形式，這里采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。此處采用帶頭導(dǎo)柱。導(dǎo)aRm? mRa?~8?柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的 1～ 倍） 。如果模板較厚，導(dǎo)孔必須作成盲孔時(shí)，可在盲孔的側(cè)面打一個(gè)小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣孔。mRa?? mRa?~8? 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)26 / 53推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向三大部件組成。 推出力的計(jì)算塑件注射成型后，塑件在模內(nèi)冷卻定形，由于體積收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其從模具中推出時(shí)，就必須先克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。?A—塑件包絡(luò)型芯的面積；P—塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力。 推出機(jī)構(gòu)一次推出機(jī)構(gòu)又稱簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)，它是指開(kāi)模后在動(dòng)模一側(cè)用一次推出動(dòng)作完成27 / 53塑件的推出。在此采用尾部為臺(tái)肩式的直通式推桿。直徑為 d 的推桿，在推桿固定板上的孔應(yīng)為 d+1mm,推桿臺(tái)肩部分的直徑常為d+5mm,推桿固定板上的臺(tái)階孔為 d+6mm。推桿的結(jié)構(gòu)及其尺寸見(jiàn)圖 16。在推桿固定板上設(shè)有復(fù)位桿，一般為四根，均采用圓形截面，根據(jù)所選模架，取 Φ20 的復(fù)位零件。注射模通常有三種排氣方式：利用配合間隙排氣、在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽、利用排氣塞排氣。6?m?孔、軸的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔 H8 EI=0；ES=EI+IT8=0+18=18基準(zhǔn)軸 f7 es=－10 。過(guò)高的模溫會(huì)使制品在脫模后發(fā)生變形，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，使生產(chǎn)率下降。水冷，即在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開(kāi)設(shè)水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有：（1） 實(shí)驗(yàn)表明冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)制品的冷卻也就越均勻。（5） 凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。 冷卻計(jì)算（1）冷卻時(shí)間的計(jì)算制品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間是指塑料熔體充滿型腔到開(kāi)模取出制品所需的時(shí)間。在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間 3S，開(kāi)模時(shí)間 3S，頂出時(shí)間 2S，冷卻時(shí)間 92S，保壓時(shí)間 8S，總周期為 110S。有：mT ????)]5082(4[?t② 制品截面平均溫度達(dá)到出模時(shí)間所需的冷卻時(shí)間 )](ln[22mcTgSt其中 —制品界面內(nèi)平均溫度（ ） ?，F(xiàn)僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的散熱，而忽略其他傳熱因素。0?0②冷卻時(shí)所需冷卻水量： （Kg ）)()(43214311 TnmTQM?????式中 —通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（Kg） ；1 —出水溫度（ ） ；3TC? —進(jìn)水溫度（ ） ；4 —導(dǎo)熱系數(shù)（J/m?3/mkg所以， （mm）。臺(tái) 1Q?總⑤冷卻系統(tǒng)的計(jì)算（1）每次需要的注射量（Kg）由前面的計(jì)算得每次需要的注射量 G= ；310??（2）確定生產(chǎn)周期 t=110s（3）塑料單位熱流量 =310~400，取 =350（KJ/h ） ；sQs（4）每小時(shí)的注射次數(shù) n=90；（5）型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（KJ/h）Q = n G 總 s =90 35 =??34 / 53⑥凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算體積流量的計(jì)算：=40% == q =v60)(1??進(jìn)出 凹 TC? )203(???= 10 m /min3式中 —水的密度 10 KG/m ； 3C —水的比熱容 10 J/KG ；1 AC? —水管出口溫度， 取 30 ；出T出T —水管入口溫度， 取 20 。? ?C?其中 =50－（20+30 ）/2 =25/)(進(jìn)出M? ?35 / 53冷卻水孔總長(zhǎng) L：L= =)()?????TdVQ?平 均 凹（ )250()(3???= m模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù)：n=L/B=247。但由于模具型腔的布局為圓形，所以冷卻回路較難設(shè)置，且由軟件分析知道塑件冷卻質(zhì)量最差的部分是旋鈕手握處的中部，和圓形部分邊緣，如圖 18 所示，黃色部分冷卻質(zhì)量較差，紅色部分冷卻質(zhì)量最不好，所以為了達(dá)到一定的冷卻效果，防止翹曲等由于冷卻不均勻而引起的缺陷，按照分析結(jié)果適當(dāng)布置冷