【正文】 等，成為各個工業(yè)部門 里 不可缺少的材料。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對 注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、 模具的 分型面 、 澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、 推出 系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng) 進行了設(shè)計 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到 13000億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值 9000億日元。近幾年來由于工程塑料制件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴大，預計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應用將覆蓋國民經(jīng)濟所有部門，尤其在國防和尖端科學技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。對 于大型、精密、復雜、長壽命模具需求的增長將遠超過每年 10%的增幅。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和3 抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。 近年來，國內(nèi)己較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20， 3Cr2Mo， PMS， SM I， SM II 等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。 (4) 頂 （推）出 脫 模機構(gòu)： 將 塑料 制品推出模腔的 裝 置。 (4) 按總體結(jié)構(gòu)分：單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的注射模、帶有活動成形零部件的注射模、帶有自動卸螺紋機構(gòu)的注射模 ? ?3229? 。 3. 選擇 成型 設(shè)備 模具與注射機必 須 配套使用，根據(jù)塑件的具體情 況 ， 選選擇 注射機并 進行模具 設(shè)計 。 5. 頂出 機構(gòu)的確定 定模 動 模分型 后，側(cè) 抽芯也完成了抽芯 動 作。 1. 化學性質(zhì) 聚碳酸酯耐酸，耐油。 由 參考文獻 5 得， 表 15 得 PC 的性能參數(shù)如表 21 和 表 22所示。 表 22 PC 注射成型 工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 通用型 ABS 注射機 類 型 螺桿式 料桶后部 溫 度 /℃ 210~240 料桶中部 溫 度 /℃ 230~280 料桶前部 溫 度 /℃ 240~285 噴嘴溫 度 /℃ 240~250 模具 溫 度 /℃ 90~110 注射 壓力 /MPa 80130 保 壓力 /MPa 3050 注射 時間 /s 2090 保 壓時間 /s 05 冷 卻時間 /s 2090 成型 時間 /s 1530 備 注 紅外 線燈、鼓風烘箱后處理 10 注射成型機的 選擇 注射量的計算 在 pro/E 軟件中計算 其單個 制 件 體積 為 ?塑V ， 所以注射量為 ， 兩腔的注射量為 ???塑V 。 min1 14200 注射速率 /g (3) 有利于保證制品的尺寸精度。 (7) 長型芯應置于開模方向。三維圖見圖 25 所示 。 模具結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計 凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件 ， 如圖 28 所示 。構(gòu)成模具型腔的所有零部件成為成型零部件。使用 Z 行拉料桿，凹模和凸模都使用整體嵌入式。 (3) 澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮。 主流道的設(shè)計 主流道形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主 流道凝料的順利拔出。對材料要求嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來 設(shè)計，以便于拆卸更換。 3. 分流道的當量直徑 分流道截面形狀和尺寸也對塑料熔體的流動和模具的制造難 易和脫模有影響。 側(cè)澆口又稱邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，澆口流程短、截面小 ，去處容易，模具結(jié)構(gòu)緊湊，加工維修方便。澆口的理想尺寸很難計算，一般可根據(jù)經(jīng)驗估 算，澆口截面積約為分流道截面積的 3%9%，斷面形狀常分為矩形或圓形，澆口的長度約為 1~。當前 方 冷料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的凹槽內(nèi)，開模時便可將凝料從主流道中拉出。其中，動定模板間用導 向柱導向。支撐板的長度和寬度 也 分別 12380。 圖 38 墊塊的三維圖形 28 導向機構(gòu) 導柱的表面應具有較好的耐磨性，而芯部堅韌，不易折斷。采用斜導柱抽芯機構(gòu)。 (2) 斜導柱的傾斜角 ? ，一般 取 15176。直徑：取 決于其承受的彎曲力，抽拔力，傾斜角和工作長度等，其直徑 d 按照標準參照選用，定為 10mm。 (3) 力求良好的制品外觀，在選擇推出位置時，應盡量選擇制品的內(nèi)部或?qū)χ破吠庥^影響不大的部位。機構(gòu)包括： 1) 推出零件：推桿。 推出力的計算 塑件注射成型后在模內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件從模具中就必須先克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。 2. 推桿固定板厚度 推桿固定板受力狀態(tài)可簡化為中間受 力 集中載荷的簡支梁的力學模型，最大 程 度 的作用 在 推 板的中心 位置 ， 由《中國模具工程大典》 ]16[ 式 (83)可知推件板的厚度計算式為： 31P ??????????EBQLh (38) 式中 h—— 推件板的厚度 ,mm； L0—— 兩推桿作用在推 件 板長度方向的距離 ， mm； 設(shè)計中為 8mm； B—— 推件板寬度 ， mm； 設(shè)計中為 80mm； eQ —— 脫模力 ， N； 上式計算得為 710 N； E—— 推件板材料彈性模量 ； 取 510 MPa； P? —— 推件板中心允許變形量 ， P? =（ 1/5～ 1/10） i? ； i? —— 制品在 被 推出方向上的尺寸公差 ， mm； 根據(jù)塑件尺寸和精度等級（ 7 級），確定公差為 ,得 P? =。 模具冷卻方式一般是在型腔、型芯等部位合理地設(shè)置冷卻管道，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量計 算 流速來控制模溫。 (3) 推桿位置選擇是應注意塑件的強度和剛度。 經(jīng)計算 ： 7t ??F 。 4) 定位零件：當塑料熔體注入型腔時，它將推出機構(gòu)限制在正確位置上。 (3) 雙脫模機構(gòu) 。 如圖 310 所示。? 應大于 ? ，一般 39。為承受 塑件 成型時 側(cè)向型芯所受的 側(cè)向力，機構(gòu)上還 應設(shè)有楔 塊。合模導向機構(gòu)主要由導柱導向和錐面定 位 兩種 方式組成 。墊塊一般用中碳鋼制造，也可以用 Q235 鋼制造，或用 HT200、球墨鑄鐵等。支撐板的選擇，必須保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的定模固定板相匹配，另外，在支撐板上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)（如螺栓孔、導向柱孔）也必須與注射機定模固定板上的安裝螺栓孔的大小和位置相適應。為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應具有一定的厚度和足夠的剛度和強度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，當對工作條件要求較為嚴格或 對 模具壽命要求較長時，可采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。其作用是收集熔體前 端 的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品質(zhì)量。潛伏澆口的模具在開模時，不僅能自動切斷澆口，而且澆口可設(shè)在制品的側(cè)面、斷面和背面等隱蔽處，不影響塑件外觀，同時模具可采用兩板式結(jié)構(gòu)，因而得到較廣泛應用。澆口形式有直接澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式 澆口、點澆口和潛伏式澆口幾種。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 動狀態(tài) 比較 理想，因此分流道的表面粗糙度值不要太低 ， 一般取 aR =，此處取 aR 為 。 (2) 主流道小端直徑 為 了使凝料 順 利拔出，主流道的小端直 徑 D 應 稍大于注射機 噴嘴直徑 d，通常 為 ~ ????? ）（注塑dD (3) 主流道大端直徑 主流道的半 錐 角 α通常為 3176。 (7) 盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料熔料用料。 19 第 3 章 部件的設(shè)計計算 澆 注系 統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具 有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對制品質(zhì)量影響很大。 推桿端面應和塑件成型表面在同一平面或比塑件成型表面高出 ~。由于 對講機模具 尺寸較小，故本模具設(shè)計選擇整體式。 由計算結(jié)果可 知 設(shè)計 的 模具為一模兩腔。當安排制品在型腔中方位時，應盡可能避免側(cè)向分型或抽芯，特別應避免在定模一側(cè)的側(cè)向抽芯。 (5) 盡可能滿足制品的使用要求。第一種類型是制品全部在動模內(nèi)成型；第二種類型是制品全部在定模內(nèi)成型；第三種類型是制品同時在動、定模內(nèi)成型；第四種類型是制品在多個瓣合模塊中成型。 根據(jù)第二步計算出來的一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 ?總V ，并結(jié)合教材公式 ??? 總公 VV .。 m1但是聚甲 基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低，并可通過本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。 塑件分析 本設(shè)計的任務之一是設(shè)計對講機 后蓋 注塑模具，圖 2圖 22 分別為塑件的外表面和內(nèi)表面形狀。在選用時 ，成型 設(shè)備 的 兩個參數(shù)應 略大于 這個 模具所用塑料的體 積以 及他的投影面 積 ，只 有這樣 才能 順 利成型。 澆 口位置 則是 在保 證塑 件表面不受 損傷 的前 提下，確定 澆 口主流道和分流道冷料穴的位置形 狀 、大小及排氣方法等，使注射 時 物料流 暢 ，易于成型。 (6) 排氣機構(gòu)：在塑料熔體 沖 模 過 程中排除模腔中的空氣和塑料本身 揮發(fā) 出的各種氣體，以避免它 們 造成成型缺陷。 定模部分通 過 定位圈定位，安 裝 固定在注射機的固定模板（定模固定板）上，在注射成型 過 程中始 終 保持 靜 止不 動 ； 動 模部分 則 安 裝 固定在注射機的移 動 模板（ 動 模固定板）上，在注射成型 過 程中可 隨 注塑機 上的合模系 統(tǒng)運動 ? ?2826? 。但總體上熱流道的采用率不到 10%,與國外的 50~80%相比，差距較大。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場很大。塑料模具的現(xiàn)代 化 設(shè)計與制造和現(xiàn)代 化 塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。 通過對塑件進行工藝的分析和比較 ,最終設(shè)計出一副注塑模。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至超過了新興的電子工業(yè) 。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。 我 國 塑料模具 工業(yè) 的發(fā)展概況 在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要地位，認識到模具技術(shù)水準的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司等 商 家成功地在29~34 英寸電視 機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 CMOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。 塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)組件。 (5) 側(cè) 向分型與 側(cè) 向抽芯機構(gòu)：塑件上的 側(cè) 向如有凹凸形 狀 及孔或凸臺，這 就需要有 側(cè) 向的凸?；虺尚?塊來 成型。 塑件成型工藝分析 注射模的設(shè)計方法與研究現(xiàn)狀 模具的 設(shè)計應 先 從繪制裝配圖 入手，根據(jù)塑件的具體情 況 ， 經(jīng)過認 真考慮 、比 較 、初步確定出各部分的 結(jié) 構(gòu)情 況 ，最大限度地 滿 足塑件的技 術(shù) 要求和模具的合理 工藝 性。成型 設(shè)備有兩個 重要 參數(shù) 。塑件落在 動 模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障 礙 ， 然后 頂出 機構(gòu)在注射機 頂 桿的 驅(qū)動 下將 成型塑 件從動 模中 頂出。 聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強堿 ， 耐化學腐蝕 2. 物理性質(zhì) 聚碳酸酯無色透明， 絕緣 ， 耐熱， 尺寸穩(wěn)定性 ， 高強度 ， 抗沖擊，阻燃，自熄 ， 無 毒， 可著色等優(yōu)點 。 表 21 PC 的性能 參數(shù) 密 度 (g/cm3) ~ 收 縮 率 ( % ) ~ 熔 點 (176。 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不是能準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按塑件 體積的 ~1 倍來估算。 s1 60 塑化能力 /g (4) 有利于保證制品的外 觀質(zhì)量 。當制品在相互垂直的兩個方向上都需要設(shè)置型芯時，應將較短的型芯置于側(cè)抽芯方 向，有利于減小抽拔距。 13 圖 25 主分型面三維圖 2. 左右分型面（側(cè)抽芯分型面） 左右模具塊的外表面（在 pro/E 中用兩次拉伸分型面，合并分型面等方法獲得）三維圖見圖 26 所示 。 凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件 ， 如圖 29 所示 。 從以上的分析可知，本模具設(shè)計為一模兩腔， 采用對稱布置 ，根據(jù)塑件18 結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)擬采用推桿推出形式。 模具材料 的 選用 考慮到對講機 后蓋 是表面質(zhì)量要求高的外觀件，所選 材料 應易于切削，加工后能得到高精度；注射模成形零件的工作表面需要拋光達到粗糙度~， 這時鋼 材硬度范 圍 在 35~40HRC 之間為 宜。 (4) 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件