【正文】 燈座注射模設(shè)計(jì) 15 第三章 注射成型工藝及注塑機(jī)的選擇 概述 注射成型的原理是將顆粒狀或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射機(jī)柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經(jīng)過一定時(shí)間的保壓、冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。 型腔數(shù)量及排列方式選擇 本設(shè)計(jì)的零件等座屬中小型塑件，為回轉(zhuǎn)體，形狀規(guī)則，精度要求為一般，且為批量生產(chǎn)，但塑件的外筒內(nèi)壁有凸臺(tái)，需要進(jìn)行側(cè)抽芯，考慮到經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益，并結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)，防止模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，初步擬定采用一模一腔，零件尺寸如圖 31 所示： 圖 31 燈座注射模設(shè)計(jì) 16 注射機(jī)選型 注射量計(jì)算 通過 Pro/E 建模，如圖 23 所示，通過“分析” — “模型” — “質(zhì)量屬性”得 塑件體積 v=179。 = v=m/p=247。 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總量 v 總 =，并結(jié)合式（ 418）[1]則有： v 總 /=。 以實(shí)際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號(hào)：為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于或等于某注射機(jī)的公稱注射量的 80%，由 知本設(shè)計(jì)中所選注射機(jī)的原則和方式剛好與此吻合。但考慮到本設(shè)計(jì)中的燈座在日常使用中其功能和性能要求不高，僅起到固定作用。 ① 塑件在分型面上的投影面積 A 塑 ， 則 A 塑 =π（ 170247。這里取 A 澆 = 塑 。 = 燈座注射模設(shè)計(jì) 19 ④ 模具型腔內(nèi)的脹型力 F 脹 ，則 F 脹 =A 總 p 模 式中， p 模 是型腔的平均計(jì)算壓力值。所以 F 脹 =A 總 p 模 =179。 燈座注射模設(shè)計(jì) 20 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在模具設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)流程中是最為關(guān)鍵的一步，也是最 重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其直接影響到設(shè)計(jì)的合理性和設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可執(zhí)行性，因此需要特別重視。分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。所以選塑件大端底平面作為分型面較為合適。注射成型的基本要燈座注射模設(shè)計(jì) 22 求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 主流道的設(shè)計(jì) 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。 圖 42 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 主流道尺寸 ① 主流道小端直徑： d=注射機(jī)噴嘴直徑 d0＋ （ ~1） =＋（ ~1），取 d=8mm ② 主流道球面半徑： SR=注射機(jī)噴嘴球半徑 SR0＋（ 1~2） =18+（ 1~2），取 SR=20mm ③ 球面配合高度： h=3~5mm，取 h=4mm ④ 主流道長(zhǎng)度： 盡量小于 60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，初取 L0=50mm ⑤ 主流道大端直徑： D=d+2Ltanα≈11mm（半錐角 α為 1176。 50179。如 圖 44 所示。本設(shè)計(jì)僅設(shè)計(jì)主流道冷料穴，采用球形拉料桿。 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形、 U 形和正六邊形 等。豎直方向的長(zhǎng)度尺寸暫定為 50mm。 485 燈座注射模設(shè)計(jì) 25 = 對(duì)于流動(dòng)性能差的塑料，比如： HPVC、 PC、 PMMA 等，分流道較長(zhǎng)時(shí)，直徑可達(dá) ? 10～ ? 13mm。正方形流道凝料脫模困難且流道效率低。 13= B==179。 2=? D 分 2/4=179。 ② 分流道截面積： A 分 =（ 15+12）179。 ② 計(jì)算分流道體積流量： q 分 =（ V 分 + V 塑 ） /=（ 23+）247。 (179。 103s1,所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 本設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品因其質(zhì)量和體積相對(duì)較大，考慮到產(chǎn)品的成型條件和脫模，此成型模具采用雙分型面，因此分流道采用平衡式的單排列式，以利于塑件充型。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，其作用是使從分流道流過來的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能迅速地凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。 1． 澆口尺寸的確定 ① 計(jì)算澆口的直徑，據(jù)表 410[1]得經(jīng)驗(yàn)公式： 4 Ankd? 式中 d —— 點(diǎn)澆口直徑 ? ?mm ； 燈座注射模設(shè)計(jì) 27 A —— 型腔的表面積 ? ?2mm ； n —— 塑料材料系數(shù)，見表 410[1]得： n= k—— 制品壁厚的函數(shù)值，見表 410[1]得： k= t ,t=3mm。根據(jù)表 410[1]經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得澆口的長(zhǎng)度 L澆 一般選用 ~，這里取 L 澆 =1mm。 1）確定注射時(shí)間：查表 48[1]知 t=。 179。 105 該點(diǎn)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5179。 ① 計(jì)算主流道的體積流量 q 主 =（ V 主 +V 分 +nV 塑 ） /t=（ +23+1179。（ 179。 103s1之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。 燈座注射模設(shè)計(jì) 29 第五章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型 塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸、型腔和型芯的深度尺寸和中心距尺寸等。前一種計(jì)算方法簡(jiǎn)便，但可能有誤差，在精密塑件的模具設(shè)計(jì)中受到一定限制；后一種計(jì)算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，但計(jì)算比較復(fù)雜。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成形制品外表面的成形零件。整體嵌入式凹模適合用于小型制品的多腔模具。通孔凹模在刀具切割、線切割、磨削、拋光及熱處理時(shí)比較方便。鑲拼式凹模適合于各種結(jié)構(gòu)的凹模 ,這種結(jié)構(gòu)的凹模是將四壁和墊板分別加工研磨后壓入到模框板之中，側(cè)壁之間采用扣鎖連接以保證連接的準(zhǔn)確性。凹模中使用鑲件的局部型腔有較高的精度和耐磨性， 并可方便地更換鑲件。鑲件與?？蛑g應(yīng)設(shè)計(jì)可靠的緊固裝置。 ④ 鑲拼件的結(jié) 構(gòu)應(yīng)有利于加工、裝配和調(diào)換。它分為以下幾種形式： （ 1） 組合式主型芯 （ 2） 整體式型芯 （ 3） 異形型芯結(jié)構(gòu) （ 4） 鑲拼型芯結(jié)構(gòu) 結(jié)合制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)以上的形式進(jìn)行比較，組合式型芯的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材、便于機(jī)加工和熱處理，可節(jié)省貴重模具鋼且修理方便，同時(shí)有利于型芯冷卻和排氣的 實(shí)施。異形非圓形的型芯在固定時(shí)大都采用反嵌法，對(duì)于復(fù)雜的型芯，為了便于加工，可采用鑲拼型芯使機(jī)加工和熱處理工藝大為簡(jiǎn)化，但要注意鑲拼結(jié)構(gòu)的合理性。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的模板采用 Cr12MoV,此種材料有高的淬透性、耐磨性，熱處理變形小。模具的制造公差δ z 取塑件公差Δ的 1/3，模具的磨損量δ c取塑件公差Δ的 1/6，對(duì)于型腔里面或型芯端面因與脫模方向垂直，故取磨損量δ c 為 0。 型芯的徑向尺寸計(jì)算 由表 415[1]知 ,型芯的徑向尺寸計(jì)算公式： lm=[(1+Scp)ls+xΔ ]0δ z (51) 式中： lm—— 型芯徑向尺寸， ls—— 塑件徑向基本尺寸； x：數(shù)值隨塑件精度和尺寸的變化，一般在 ～ 之間，在此取 ，及x=； Δ —— 塑件的公差； δ z：型芯的制造公差取 δ z=Δ /3。 123+179。 ① 尺寸 ? ： hm=[(1+Scp)Hs+xΔ ]0δ z =[(1+)179。 ]0 =0 ③ 尺寸 ? ： hm=[(1+Scp)Hs+xΔ ]0δ z =[(1+)179。 ]0 =0 凹模的徑向尺寸計(jì)算 由表 415[1]知 ,型芯的徑向尺寸計(jì)算公式： Lm=[(1+Scp)LsxΔ ]δ z (53) 式中： Lm—— 凹模徑向尺寸， Ls—— 塑件徑向基本尺寸； x：數(shù)值隨塑件精度和尺寸的變化，一般在 ～ 之間，在此取 ，及x=； Δ —— 塑件的公差； δ z：型芯的制造公差取 δ z=Δ /3。 179。 ① 尺寸 ? ： Hm=[(1+Scp)HxΔ ] δ z =[(1+)179。 ]0+ =+0. 17mm ③ 尺寸 ? ： Hm=[(1+Scp)HxΔ ] δ z =[(1+)179。 105Mpa）； p? —— 模具剛度計(jì)算許用變形量。 315mm,能達(dá)到強(qiáng)度和剛度要求。 = mm2 燈座注射模設(shè)計(jì) 38 L1—— 動(dòng)模墊板的厚度，取 315mm； p? —— 動(dòng)模墊板剛度計(jì)算許用變形量。 燈座注射模設(shè)計(jì) 39 第六 章 模架的確定 按進(jìn)料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點(diǎn)澆口外的其他澆口形式的（二板式模具）所選用的模架，小水口模架指進(jìn)料口采用點(diǎn)澆口模具（三板式模具）所選用的模架。 L=315mm179。分流道的深度為 10mm,暫定脫澆口板的厚度為20mm，考慮到在此板上還要開設(shè)冷卻水道，需留出足夠的距離，因此暫定脫澆口固定板的厚度為 40mm。 （ 3） C 板（墊塊）尺寸。模具高度 H=定模座板高度 +A+B+C+型腔高度 +動(dòng)模墊板高度 +動(dòng)模座板高度 =25+40+30+115+93+60+25=388mm。長(zhǎng)179。 400mm＜ 440mm179。 燈座注射模設(shè)計(jì) 41 第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注塑成形每一循環(huán)中 ,塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出制品的裝置稱為脫模結(jié)構(gòu)也稱推出機(jī)構(gòu)。推桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下少量痕跡，但不影響塑件的外觀和性能。 脫模力的計(jì)算 脫模力是指從動(dòng)模一側(cè)的主 型芯或型腔上脫出制品所需施加的外力，它包括型芯（型芯）包緊力、真空吸力、粘附力和脫模結(jié)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。）； ? =8176。 cos8 = 由式 71知： F = ? ?? ?21ta nc os2 KftE SL ? ??? ? ?+ = ? ?? ? 8t a o s1 3 30 . 0 1 51 4 4 033 . 1 42 ?? ???????+0 =12843（ N） 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上單位壓應(yīng)力 推出面積 由公式 429[1]知： d≥ ? ?壓脫??n4F （ 73） 式中： d—— 推桿直徑（ mm）， F 脫 —— 脫模力（ N）； n—— 推桿數(shù)量，設(shè)為 2； ? ?壓? —— 推桿材料的許用壓應(yīng)力， 一般為 600Mpa； d≥ ? ?壓脫??n4F = 128434 ?? ? = 考慮到加工的方便性，在此選用 d=10mm 的推桿兩根。 201 ?=(mm2) 推出應(yīng)力 ? ==. ?=(MPa) 經(jīng)查閱資料，此推出應(yīng)力在 PC 抗壓強(qiáng)度以下，合格。冷卻系統(tǒng)的計(jì)算相對(duì)較麻煩，需要考慮諸多因素，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及注射機(jī)接