【正文】 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第 七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證注塑模準(zhǔn)確合模和開模，在注塑模中必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5～ 10） mm=55+25+20+（ 5～ 10） =（ 100～105） mm，根據(jù)以上計(jì)算，初步選定墊塊厚度 C 為 100mm。 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 六章 模架的確定 以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。 由于塑件其外形大體是矩形，故采用矩形整體式的計(jì)算強(qiáng)度公式來計(jì) 算。 x 是系數(shù)，由 參考文獻(xiàn) [1]表 415 可知： x 一般在 — 之間，此處取 x=； ? 是塑件尺寸公差值； ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 z? 是制造公差，取 ? /3。因此成型零件要求有正確的形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度，剛度，較好的耐磨性和良好的拋光性。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。 設(shè)計(jì)成型零件 時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 （ 1） 計(jì)算主流道的體積流量 scmt nVVq /1 1 . 2 5 9 72 . 0 1 1 0 . 9 3?????? 塑主主 ┄┄┄（ ） （ 2） 計(jì)算主 流道的剪切速率 133 33 . 1 4 10953 . sR q ??????? 主主主 ?? ┄┄┄┄┄┄（ ） 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5? 10 132 s105?— 之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。 輪輻式澆口是盤型澆口的變異，它是將盤型澆口的圓周進(jìn)料改為輪輻式幾小股澆口進(jìn)料，輪輻澆口除了有盤型澆口的特點(diǎn)外，澆口較小，易于消除澆口凝料，同時(shí)還克服了盤型澆口的因形成真空以及塑件難以脫模的問題。 （ 2）分流道體積流量 /????? 塑分分 ┄┄┄┄┄┄ （ ） （ 3） 剪切速率 由 參考文獻(xiàn) [1]式 420 可得剪切速率 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 121333 283 . 1 4 . ?? ????????????? ssRq分分分 ?? ┄┄┄┄┄┄（ ） 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在 510178。分流道的布局是圍繞 澆口的 布局而設(shè)置的 ，也就是 分流道的布局形式取決于 澆口 的布局 形式 ，兩者應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，相互制約。平衡式分流道能滿足這點(diǎn)。對材料的要求較嚴(yán)格。 （ 4）主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑 +（ 1~2） mm=（ 18＋ 2） mm=20mm （ 5）球面的配合高度 h=4mm （ 6） 主流道的凝料體積 V主 = 3? L主 （ R178。 對于其他的安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn) 行。 鎖模力的校核 第一步：塑件在分型面的投影面積 22 7 4 5 28192 mmmmA ???塑 第二步：澆注 系統(tǒng)在分型面上的投影面積 澆A ，即澆道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 澆A 的數(shù)值可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析來確定。由于 這次設(shè)計(jì)流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來計(jì)算，同時(shí)由于該模具采用一模一腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為： V2= V塑 ＝ = cm3┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄（ ） 該模具一次注射所需要的 ABS: 體積 V0= V塑 + V2 = cm3 質(zhì)量 M0=ρ?V0= g 式中， ρ 由參考文獻(xiàn) [1]P226 表 444 可取 g/cm3。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選為推件板推出或者推桿推出。 該塑件在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了上述原則，通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在截面積最大且有利于開模取出塑件的底平面上，分型面的選擇如圖 所示 。由于該塑件屬于中等大小尺寸，所以模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)， 由于材料表面不允許有較大的痕跡，所以選擇用點(diǎn)澆口的形式 。 時(shí)間 完成一次注射成形所需要的時(shí)間，稱為成 型 周期。 他們 直接影響到 到 塑料的 塑化和 塑件 質(zhì)量。 注射 成形 的 工藝參數(shù) 在塑料注射成型過程中，工藝條件的選擇和控制是保證成型順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。 根據(jù)各材料的注塑性能及加工使用性能，綜合市場價(jià)格，選擇材料為 ABS。 成型性能 （ 1）無定型塑料 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。塑件內(nèi)部 含有 兩個(gè)倒鉤 ， 并且倒鉤兩端有凸臺擋住，只能 采用內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu) ，內(nèi)抽芯行程較短 。（ 5）雖然近幾年模具出口增幅每年大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對量仍是進(jìn)口大于出口，致使模具外貿(mào)逆差一年比一年大。（ 4）模具技術(shù)含量不斷提高，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品的模具越來越多。隨著各地之間交流活動(dòng)的日益頻繁，相信對模具工業(yè)發(fā)展有利的政策，及因此而帶來的良好的發(fā)展環(huán)境將有進(jìn)一步發(fā)展。 今 后一段時(shí)期，對模具的需求主要集中在四個(gè)行業(yè)：汽車行業(yè)、家用電器行業(yè)、汽車行業(yè)、建材行業(yè)和電子及通訊行業(yè)。模具是 “效益放大器 ”，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價(jià)值要比模具自身的價(jià)值高幾十倍。 有利因素：（ 1）模具行業(yè)內(nèi)部體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換加速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)漸趨合理，并且加強(qiáng)了管理，提高了水平。（ 5）國際模具資本向我國轉(zhuǎn)移的趨勢十分明顯，模具出口前景很好。 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 CAD 即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文簡稱 (Computer Aided Design)。塑料熔體流程 長 ，材料 是 熱塑性塑料， 通常用 注射成型。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。 ABS 的主要性能指標(biāo) ABS 其性能指標(biāo) 如 表 所示 ： 表 ABS 的性能指標(biāo) 性 能 數(shù)值 性能 數(shù)值 密度 /（ g/cm3 ） ～ 抗拉屈服強(qiáng)度 /MPa 50 質(zhì)量體積 /（ cm3 /g） ～ 拉伸彈性模量 /MPa 103 吸水率 /%（ 24h） ～ 抗彎彈性模量 /MPa 103 收縮率 /% ～ 沖擊韌度（缺口） / 58 熱變形溫度 /℃ 54 熔點(diǎn) /℃ 130～ 160 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良。 溫度 注射成形過程控制需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等，前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng)，而后一種溫度主要影響塑料的充模和冷卻定形。 （ 1）塑化壓力 塑化壓力是指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部塑料熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)所受的壓力，亦稱 背 壓， 所代表的是塑料塑化過程中承 受的壓力。它包括以下幾部分： （ 1）注射時(shí)間 充模時(shí)間（柱塞或螺桿前進(jìn)的時(shí)間） 保壓時(shí)間（柱塞停留在前進(jìn)位置的時(shí)間）； （ 2） 合 模冷卻時(shí)間 柱塞后退的時(shí)間； （ 3）其它時(shí)間 指開模、脫模涂拭脫模劑、安放嵌件和模具等。 化學(xué)性能要穩(wěn)定，絕緣性要好，要宜于成形加工等，閉彎折不容易產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn) 象。 圖 分型面的選擇 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 分型面設(shè)計(jì)有以下的特點(diǎn) （ 1）這樣的設(shè)計(jì)保證了分模時(shí)塑件留在動(dòng)模一側(cè)； （ 2）模具結(jié)構(gòu)相對簡單，塑件成型精度可靠； （ 3）便于塑件脫模。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，流道設(shè)置在中心位置，澆口采用 直身點(diǎn) 澆口，處在 塑件突出圓的頂端 位置。 注射機(jī)型號的選定 近年來我國引進(jìn)的注射機(jī)型號很多，國內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。 澆A 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 塑A 的 倍。 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第四章 澆注系統(tǒng) 形 式和澆口的設(shè)計(jì) 主流道的設(shè)計(jì) 主流道常常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)的噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分離到或者型腔中。主 ＋ r178。本設(shè)計(jì)中澆口套采用碳素工具鋼 T10A，熱處理淬火表面硬度為 50HRC55HRC。當(dāng)一模成形幾個(gè)不同形狀及大小或不同重量的塑件時(shí)，各分流道的截面積及長度 應(yīng)與塑件相適應(yīng)，大多通過平衡計(jì)算確定。 為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡， 滿足充模充分， 因此 本 設(shè)計(jì)采用 輪輻式澆口 ， 分流道布置形式 如 圖 所示 ， 分流道設(shè)計(jì)在定模板上 。 510179。 輪輻式 澆口尺寸的確定 輪輻式澆口就是由 4 個(gè)點(diǎn)澆口環(huán)形排列而成，如圖 所示為其中一個(gè)點(diǎn)澆口。 ****本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 冷料穴位于主流道正對面的動(dòng)模板上，其作用主要是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。在工作狀態(tài)中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。所以綜合考慮之后，對于凹模鋼材選用 P20（美國牌號）。 因?yàn)?塑件在凹模部分投影為圓 ，所以跟凹模的 寬度尺寸和 長度尺寸 是 一樣 的 。整體式矩形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算可根據(jù) 參考文獻(xiàn) [1]表 419 中的剛度公式計(jì)算。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)盡可能地 選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件 可以節(jié)約制造經(jīng)費(fèi) ，隨時(shí)可在市場上 以性價(jià)比比較高的價(jià)格購 買 得 到，這對縮短制造周期，降低制造成本時(shí)極其有利的，提高公司在市場中的競爭力 有很大的促進(jìn)作用 。 經(jīng)上述模架尺寸的計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號為 8 號，板面為315mm ? 315mm，模架結(jié)構(gòu)形式為 ZJAT 型的標(biāo)準(zhǔn)模架。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要起定位、導(dǎo)向以及承受一定側(cè)壓力的作用。 其它各參數(shù)在前面校核均合格，所以本模 具所選注射機(jī)完全滿足使用要求。 B 板是動(dòng)模座板，考慮 到動(dòng) 模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型 芯 應(yīng)有一定的距離，還要設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu) ，拉料桿機(jī)構(gòu)， 按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取 B 板厚度為 80mm。 ?????????? 311pELpALT?┄┄┄┄┄┄┄┄┄（ ） 式中： T 是 動(dòng)模墊板厚度（ mm）； L 凹模的長邊長度，近似等價(jià)于兩墊塊之間的跨度，值為 198mm； P 是模具型腔內(nèi)最大的熔體壓力，一般為 30—50Mpa，這里取 35Mpa； A 是型芯在分型面上的投影面積 ； E 為模具材料的彈性模量，取為 ? 105 Mpa； L1 是模架的長，為 315mm； p? 為模具剛度計(jì)算許用變形量 ，根據(jù)注射塑料品種， p? =25i2 =25? （ 1 0 00 .0 0 11 0 00 .4 5 51 ??? ） m? = m? =； 因此，要想 動(dòng)模墊板滿足剛度要求，其厚度應(yīng)大于 。 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置，模架初選315? 315mm 的標(biāo)準(zhǔn)模架。根據(jù) 參考文獻(xiàn) [1]P126 文字描述：實(shí)踐證明模具制造公差可取塑件公差的6131 — ，對于中小型的塑件取 ?? 61z? ，即 0 . 0 5 m m0 . 5 m m6161z ?????? ? ?? ? ? ?? ? 0 5 1 ???? ?????????? zxLSL scpM ? cpS 是塑件的平均收縮率，查 參考文獻(xiàn) [1]表 12 可得 ABS 的收縮率為 %—%，所以 cpS = 0 ?? ； 1sL 是塑件的外形長度基本尺寸為 。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件發(fā)生摩擦。在本設(shè)計(jì)中成型零件就是成型蓋外表面的凹模，成型內(nèi)表面的型芯（凸模）。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 校核主流道的剪切速率 上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積（澆口的體積大小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。 澆口的設(shè)計(jì) 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一腔注射，因此采用 輪輻式澆口內(nèi)孔進(jìn)料 。 （ 4） 分流道截面尺寸 分流道截面選擇圓形， 再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為 8mm 的圓面積相等，可得： 4? R2= 42分D? 計(jì)算得出： R=2mm 凝料體積 （ 1） 分 流道的長度 mmL 6144 ???分 （ 2） 分流道截面積 22 mmDA ?? ?分 （ 3） 凝料體積 22 cmmmALv ????? 分分分 校核剪切速率 （ 1）注射時(shí)間 查教材表 48，可取 t=。 分流道的布置形式 ： 分流道的布