【正文】 澆口設(shè)計 澆口是主流道、分流道和型腔之間的連接部分，是澆注系統(tǒng)的最終端，很短，截面積很小。澆口分為限制性澆口和非限制性澆口，一般采用限制性澆口，限制性澆口特點： 第一，所受剪切速率大，使熔體粘度降低。確定恰當(dāng)?shù)臒峤粨Q（冷卻）時間，是模具設(shè)計者的重要任務(wù)。絕大多數(shù)塑料的熱導(dǎo)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。 冷卻回路的設(shè)計 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則： （ 1）冷卻水道數(shù)量盡量多、截面尺寸盡量大，以盡快使塑件凝固，防止產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔壁厚不均勻時，應(yīng)在厚壁處強化冷卻。 （ 3）頂出裝置均勻分布，頂出力作用在塑件承受力最大的部位。 22176。 （ 3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性。導(dǎo)柱固定部分、導(dǎo)套與模板之間的配合為過盈 配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合為間隙配合。 （ 3）短導(dǎo)柱：用于深型腔注射模具，并于凹凸模的斜面定位聯(lián)合使用，也用于大型塑料注射模以增加剛度。導(dǎo)套的形式如圖 所示。如頂桿、頂管、頂塊等。 （ 4）與動模的配合精度 H7/e6,配合長度盡量大些以保證復(fù)位移動的穩(wěn)定性。 9． 2 凸模的設(shè)計 凸模：分為主型芯和內(nèi)側(cè)抽，由于凸模的加工比較簡單，結(jié)構(gòu)牢固，并且手機外殼的內(nèi)形簡單，采用整體嵌入式主型芯；采用八個斜滑頂桿來對手機內(nèi)部進行側(cè)抽。 通過比較，本設(shè)計利用彈簧進行推桿的復(fù)位。 （ 2）復(fù)位桿對頂桿固定板兼起導(dǎo)向作用，故復(fù)位桿間距、跨度盡量大，直徑盡量大。具體布置參看裝配圖。帶頭導(dǎo)套軸固定容易，而直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)。 （ 2）有儲油槽導(dǎo)柱：用于大型模具，大批量生產(chǎn)。此課題模具導(dǎo)向柱設(shè)在動模部分，以便于塑件順利脫模卸出。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)主要包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其設(shè)計原則如下： （ 1）導(dǎo)柱應(yīng)合理的均布于分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強度，防止模板變形。本次設(shè)計主要采用下面的頂出形式，頂桿端部的端面要求拋光以符合塑件的粗糙度的要求。 頂出機構(gòu)的設(shè)計原則 頂出設(shè)計的設(shè)計原則： （ 1）頂出機構(gòu)應(yīng)設(shè)置在動模一側(cè)：因塑件一般均留在動模一側(cè)以便頂出。冷卻通道之間也可采用內(nèi)部鉆孔法溝通，用堵頭使之形成規(guī)定的冷卻回路。 K） C—— 冷卻水的比熱容 (J/kg冷卻水在通道中的流速，以盡可能高為好，其流動狀態(tài)以湍流為佳，即雷諾系數(shù) Re104為宜。 注射模具的澆口形式較多，其形式和安放位置有直接澆口、盤形澆口（或中心澆口）、側(cè)澆口、點澆口等，具體采用的形式可以綜合各種影響因素，本設(shè)計采用扇形澆口?？偟囊笫鞘谷哿弦暂^快的速度進入并充滿型腔，同時在充滿后能適時的冷卻封閉，因此，澆口的截面要小，長度要短，這樣可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。其設(shè)計尺寸是：直徑稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 （ 1）平衡式布置 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。 1． 分流道的設(shè)計要點 分流道的設(shè)計要點是： （ 1）流經(jīng)分流道的熔體溫度和壓力的損失要少。 本設(shè)計采用 α= 3176。 本次設(shè)計中的材料 ABS屬于非牛頓流體，在流動過程中，其表觀粘度隨剪切速率的變化而發(fā)生顯著的變化，對假塑性流體而言，剪切速率增大時，表觀粘度會降低，溫度對 ABS的表觀粘度也有很大影響，跟普通液體相比， ABS又具有很大的可壓縮性，當(dāng)壓力增高時，其表觀粘度增加，由于塑料在注射模澆注系統(tǒng)中和型腔內(nèi)的溫度、壓力和剪切速率是隨時變化的，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，綜合加以考慮， 以期在充模以盡可能低的表觀粘度和較快的速度充滿型腔，在保壓階段，又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分傳遞到型腔各部分，此外，制件的外形、尺寸和對外觀的要求也影響整個澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸，本制件上表面要求光滑，所以，不宜在表面開設(shè)澆道，而應(yīng)采用內(nèi)澆口。 注射機的最大開模行程必須大于開模取出塑件所需的開模距離。 4．塑料熔體具有較高粘度（ PMMA、 PPO、 PC、 PSF 等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均勻，尺寸精度要求嚴格的塑件，所需注射壓力約在 140至 180 MPa。 故 V 機 ≥（ V 塑件 +V 澆 ） /=（ +） /=179。 注射量（ cm179。如圖 ，工作時模具的動、定模分別安裝于注射機的移動模板和定模固定板上，由合模機構(gòu)合模并鎖緊，由注射裝置加熱、塑化、注射、待融料在模具內(nèi)冷卻定型后由合模機構(gòu)開模，最后由推出機構(gòu)將塑件推出。 M總 =M塑＋ M澆 = 3 選擇塑件的分型面 選擇分型面時，應(yīng)考慮到使模具結(jié)構(gòu)簡單，分型容易，并且應(yīng)不影響塑件的外觀及使用。計算其平均密度為 179。 模具溫度 ABS 的模具溫度相對較高，一般調(diào)節(jié)在 75～ 85℃ 。 聚乙烯制件最顯著的特點是收縮率大，這與材料的可結(jié)晶性和模具溫度有關(guān)。從整體工藝性分析：根據(jù)制品外觀要求與結(jié)構(gòu)特定要求選擇澆口位置在零件內(nèi)部，制品薄而大要求冷卻必須均勻而充分，脫模力合理要求頂出機構(gòu)頂出均勻。再次，必須對成型材料的成 型特性有足夠的了解；最重要的是掌握注塑模具的設(shè)計特點和結(jié)構(gòu)特點。能按 ISO標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說明等。 UG 面向過程驅(qū)動的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù) ,在面向過程驅(qū)動技術(shù)的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品 以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實現(xiàn)了并行工程。 2021年， Unigraphics發(fā)布了新版本 UG 。 模具技術(shù)集合了機械、 電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應(yīng)有的重視，以及多數(shù)國有企業(yè)機制不能適應(yīng)市場經(jīng)濟之外，還有下列幾個原因： （ 1） 國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠 。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。工程塑料比金屬材料輕，易成型加工，成型能耗少，可以代替某些金屬做結(jié)構(gòu)材料使用。一臺電冰箱約需模具 350副，價值約 4000萬元；一臺全自動洗衣機約需模具200副，價值 3000萬元；一臺空調(diào)器僅塑料模具就有 20副，價值 150萬元；單臺彩電大約共需模具約 140副，價值約 700萬元，僅彩電模具每年就有約 28 億元的市場。 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場的需要，要求模具向著制造周短 ,成本低的快速經(jīng)濟的方向發(fā)展。除產(chǎn)量迅速猛增外，其特點是：① 由單一的大品種通過共聚或共混改性，發(fā)展成系列品種。這是第一個完全合成的塑料。其發(fā)展歷史可分為三個階段。本設(shè)計 是手機后蓋 塑 料模具的 設(shè)計，對零件結(jié)構(gòu)進行了工藝分析 ，采用 ABS作為塑件的材料 。 1872 年在美國紐瓦克建廠生產(chǎn)。主要用于電器、儀表、機械和汽車工業(yè)。如聚甲醛、聚碳酸酯、 ABS 樹酯、聚苯醚、聚酰亞胺等。在 2021年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到 30％左右，未來幾年中，塑料模具還將保持 較高速度發(fā)展。汽車工業(yè)近年來增長速度驚人，因此汽車模具潛在市場巨大。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，造成極低的利潤率。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有 50%左右。 （ 4） 專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn) 化、商品化程度低，協(xié)作能力差 。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較 高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。 2021年， Unigraphics發(fā)布了新版本的 UG ，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計與加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。具體來說，該軟件具有以下特點： l）具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了 CAD/CAE/CAM等各模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實施并行工程。目前著名 CAD/CAE/CAM軟件均以此作為實體造型基礎(chǔ)。還應(yīng)掌握零 件尺寸和公差與零件的設(shè)計的幾何要求關(guān)系，因為 在設(shè)計模具時，必須根據(jù)制件的尺寸和精度要求來確定相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級， 得到零件的工作尺寸；模具的制作是在高溫進行的，所以應(yīng)了解模具的各種材料屬性 （要求其綜合性能良好，沖擊韌性，力學(xué)強度較好，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電化學(xué)性能良好）， 特別是它的收縮率。 熱塑性塑料還分為很多種，如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和 ABS等等 ，為了選到合適的塑件材料，通過對塑件的分析和查閱有關(guān)資料可選擇以下材料見表 。 聚乙烯的注射溫度一般在120～ 310℃ 之間，溫度超過 300℃時，收縮率會明顯增大。由于材料的吸濕性強，含水量應(yīng)小于 % ，所以原料應(yīng)充分干燥。當(dāng)然也可根據(jù)形狀手動幾何計算得到該零件的體積。 4． 1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 模架是設(shè)計制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件，其他部件的設(shè)計與制造均依賴于它，選擇模架要根據(jù)制品的尺寸及大小，同時考慮注射機的參數(shù)，本次設(shè)計因參照生產(chǎn)實例，工廠中多采用上海龍記公司的模架，因此，本次設(shè)計也選用該公司產(chǎn)品，其模架標(biāo)記為： AI 型，外觀尺寸 315 300 290如圖 。取出塑件后又再閉模，進行下一個循環(huán)。 最大注塑量校核 我們通過學(xué)習(xí)知道注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制件的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好為注塑機的最大注塑量的 80%，所以，本次設(shè)計選用注塑機最大注塑量應(yīng) 機 ≥ V 塑件 +V 澆 式中： V 機 — 注塑機的最大注塑量 cm179。 注射壓力校核 . 所選用的注射機的注射壓力必須大于成型塑件所需的注射壓力。脹模力必須小于注射機額定鎖模力 ，常用塑料品種及塑件復(fù)雜程度不同，或精度不同，可選用的型腔壓力也不同 。 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 概述 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，由主流道、分流道、進料澆口和冷料穴組成。其澆口選擇不能太大和太小。 H— 球面配合高度 4） R=R1+（ 1～ 3） 式中 R1— 注射機噴嘴球面半徑（ mm）， R1為 6mm， R取為 8mm。 （ 4）便 于加工，便于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，免于制造專用刀具。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。當(dāng)熔融的料流在高壓下經(jīng)過澆口時，因截面積小而流速加快，因摩擦作用而溫度升高，黏度降低，流動性提高，有利于充滿型腔。 第二，熔體通過時受到摩擦力，可以提高自身溫度。為此，首先分析影響冷卻時間的因素。 根據(jù)表 61確定冷卻時間（表 61見《塑料模具技術(shù)手冊》 221頁表 342） 表 61塑件壁厚與冷卻時間的關(guān)系 制件厚度（ mm） 冷卻時間 `? （ s） ABS PA HDPE LDPE PP PS PVC 根據(jù)上表，本塑件材料為 ABS，壁厚為 ，故冷卻時間為 。 （ 2）澆口處加強冷卻，因為澆口附近溫度最高，距離澆口越遠溫度越低。 合理確定冷 卻水接頭位置，進出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)面。以防變形和損傷。 ） 頂出行程 本設(shè)計的斜頂桿角度為 15176。 （ 4）最好裝在定模上以便脫模（特殊情況如推板由導(dǎo)柱導(dǎo)向推出塑件時，裝在動模）。 （ 10）動模板和推桿之間也要設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 （ 4）直通式導(dǎo)柱：用于小型模具單件生產(chǎn)。 圖 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在模板上的布置 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在模板上的布置一般遵循以下幾點： （ 1） 二導(dǎo)柱（用于小型模具）：合模無方位要求時：二導(dǎo)柱直徑相同對稱分布；有方位要求時：二導(dǎo)柱直徑不同或直徑相同不對稱分布。但因其端部一般并不