【正文】 33 7 模具的試模與修模 試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的 一個(gè)全面反映。 （ 2） 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在分型面上并盡量設(shè)在凹模； （ 3） 排氣槽 應(yīng)盡量設(shè)在料流末端和塑件較厚處； （ 4） 排氣槽的方向不應(yīng)朝向操作工人，并做好呈曲線狀，以防止注射時(shí)燙傷工人。這樣可以有 效的保證整個(gè)模具壽命周期內(nèi)得 產(chǎn)品尺寸精度 。本設(shè)計(jì)采用模架庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)件， M12 螺栓連接，高度為 50mm。 α —— 脫模斜度； q—— 大氣壓力 ； μ —— 塑件對(duì)鋼得摩擦系數(shù)，約為 ～ A1—— 塑件垂直于脫模方向的投影面積， mm2 A 總 =A1 +A2+A3 （ 32） 其中 A1—— 圖 36 所示截面的面積 A2—— 圖 37 所示截面的面積 A3—— 圖 38 所示截 面的面積 計(jì)算： 圖 36 制件部分圖形 22 A1=76 60=4560 mm2 圖 37 制件部分圖形 A2=[1/4л4 1/4л1+(602)1+22+(31)(102)43+1/2112] 2 =[3/4л+58+1813] 2 = mm2 圖 38 制件部分圖形 A3=2[1/4л44+(76642)4]+2[1/4л33+(76702)4] = mm2 所以 Ft=AP （ μcosα－ sinα） +qA1 =107（ － sin40） /106 = =(N) 推桿直徑的 計(jì)算 推桿推頂推件板時(shí)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，其受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為一端固定、一端鉸支的壓桿穩(wěn)定性模型，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導(dǎo)推桿直徑計(jì)算式為： d=K(l2Qe/nE)1/4 （ 33） 推桿直徑確定后，還應(yīng)用下式進(jìn)行強(qiáng)度校核： ? c=4Qe/nπ d2≤ [? s] （ 34） 式中： d—— 推桿直徑 (mm) K—— 安全系數(shù)，通常取 K=－ 2 l—— 推桿的長(zhǎng)度 (mm) Qe—— 脫模力 (N) E—— 推桿材料的彈性模量 (MPa) n—— 推桿根數(shù) ? c—— 推桿所受的壓應(yīng)力 (MPa) [? s]—— 推桿材料的 許用應(yīng)力 (MPa) 23 K =2 l=127 Qe= 103 E= 105 n =8 [? s]= 50 將以上各數(shù)據(jù)代入 （ 33） 式 得： d= 圓整取 8mm 將以上各數(shù)據(jù)代入 （ 34） 式進(jìn)行校核： ? c=4Qe/nπ d2=30 MPa≤? s=50 MPa 所以此推桿符合要求。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。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。 （ 5） 考慮分子定向影響。 其基本作用為： （ 1） 使從流道來(lái)的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入充滿型腔。具體固 定形式如下圖所示： 圖 34 主分流道分布圖 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。 15 塑件的形狀決定采用 側(cè) 澆口式澆注系統(tǒng)，其主流道垂直于模具分型面，塑料直接進(jìn)入型腔。 成型溫度 的維持 熱澆道系統(tǒng)上的溫度控制是十分重要的一環(huán)。 單頭熱流道系統(tǒng)主要由單個(gè)噴嘴、噴嘴頭、噴嘴連接板、溫控系統(tǒng)等組成。 方案二 ：選擇的是 32圖， BB面做分 型面。它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素。 11 3 盒塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模是成型塑件的一種重要的工藝裝備，它主要用于成型熱塑性塑料制件，近年來(lái)也用于成型熱固性塑料。根據(jù)該設(shè)塑件的一些要求我們選擇成型設(shè)備如下： 圖 21 注塑機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1． 溫度 在注射成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。 （ 3）要求材料具有一定的耐腐蝕性。 5 塑料制品的分析 零件 圖 樣 圖 11 零件圖樣 塑件的綜合性能 1. 塑件尺寸精度分析 塑件厚度為 ，且各處壁厚均勻，以利于零件的成型，防止變形。水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì) ABS 幾乎無(wú)影響。 注塑成型作為一種重要的加工方法，在加電行業(yè)，汽車工業(yè)機(jī)械工業(yè)等都有廣泛應(yīng)用，而且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點(diǎn)。用模具生產(chǎn)制 件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗 .是其它加工方法所不能比擬的。 新興的模具 CAD 技術(shù)很大程度上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的愿望。 ～ 背壓 5～ 15MPa 殘料量 mm 2～ 8 計(jì)量行程 mm (～ 4)D 熔料溫度 220～ 250℃ 射機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30～ 60 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度 ℃ 190～ 200 料筒溫度 ℃ 前段 中段 后段 210～ 200 210～ 230 180～ 200 注射時(shí)間 /S 3～ 5 保壓時(shí) 間 /S 15～ 30 冷卻時(shí)間 /S 15～ 30 成型周期 /S 40～ 70 塑件使用材料的分析 該塑件材料選用 ABS（丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物）。 ABS 在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大； ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚 、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。壁厚過(guò)小，會(huì)造成充填阻力增大 ,特別對(duì)于大型、復(fù)雜制件將難于成型 .塑件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下要求：具有足夠的剛度和強(qiáng)度 ,脫模時(shí)能經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊，裝配時(shí)能承受緊固力。 （ 2） 制品塑料分型面的選擇：塑件的分型面取在最大 截面 處 ,十分有利于分模。 利用 PRO/E 軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過(guò)軟件進(jìn)行分析，查詢到 單個(gè) 塑件的質(zhì)量為： M= = 塑件 和澆注系統(tǒng)的 總 質(zhì)量 為 : W 總 =2 M （ 22） 9 = 2 = 注 塑機(jī)的初選擇 根據(jù)前述的 ABS的成型性能及制件的形狀特點(diǎn)， 結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際需要，采用一模 兩 腔的模具結(jié)構(gòu)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為 兩 型腔的模具。 （ 7）增強(qiáng)排氣效果，即設(shè)計(jì)時(shí)使得熔體料 流末端在分型面上，有利于增強(qiáng)排氣效果。材質(zhì)通常采用 P20或H13。如果熱嘴的安裝不穩(wěn)固，用不了多久便產(chǎn)生磨損，引致注塑質(zhì)量下降，同時(shí)也增加維修費(fèi)用。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)模具類型、型腔數(shù)目、塑件的原料尺寸等設(shè)計(jì)。 球面凹坑半徑 R1=噴嘴半徑 R2+3mm=12+3=15mm 圖 33 主流道襯套 (2) 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具 16 主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。 具體到這套模具，澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗(yàn)值。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 推出機(jī)構(gòu)的分類和原則 推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大 元件組成，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量。全部采用推桿推出。模架類型如下圖所示： 24 圖 39 模架 模架尺寸為： 定模板厚度： A=70 mm 動(dòng)模板厚度： B=60 mm 墊塊厚度： C=80 mm 模具厚度： H=50+70+60+80=282 mm 模具外型尺寸： 300mm 350mm 260mmmm 模架的精度直接決定著模具的精度和質(zhì)量，一般對(duì)于模架生產(chǎn)要保證的工藝條件有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度與側(cè)面的垂直度、導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板配合的松緊程度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)板件間的開(kāi)合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角等。用于動(dòng)模與定模間的定位與導(dǎo)向。抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同。 設(shè)計(jì)原則 ： （ 1） 冷卻水道可設(shè)計(jì)成單回路或者多回路 ； （ 2） 冷卻水道應(yīng)盡量多 ,截面尺寸應(yīng)盡量大 ； （ 3） 冷卻水道與型腔表面之間的距離應(yīng)盡量相等 ； （ 4） 冷卻水的入口宜選在澆口附近 ； （ 5） 冷卻水道的出入口溫度溫差盡量小 ； （ 6） 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 。 （ 2） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)量充模。 在設(shè)計(jì)中我們還要注意一點(diǎn)它的設(shè)計(jì)原則 。 側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置。前者按結(jié)構(gòu)特征分為基本型（ 4 種）和派生型（ 9種），適用的模板尺寸為 B（寬） L（長(zhǎng)）≤ 560mm 900mm；后者也分為基本型（ 2 種）和派生型（ 4種），適用的模板尺寸為 B（寬） L（長(zhǎng)）為 630mm 630mm 至 1250mm 2021mm。推出機(jī)構(gòu)的種類按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。 型芯采用臺(tái)肩固定優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 加工方便。 1． 冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10～ 25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形 狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。 3． 分流道的表面粗糙度 由 于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部 位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。 模具澆口套主流道球面半徑 R與注射機(jī)噴嘴球面半徑 RO的 關(guān)系 為： R=RO+(1～ 2)=12+(1～ 2)=14 mm 模具澆口套主流道小端直徑 d與噴嘴噴嘴出口直徑 do 的關(guān)系為： d=do+=4+= mm 錐度 ? =2～ 6176。澆注系統(tǒng)的作用是使來(lái)自注射模得的塑料溶體平穩(wěn)而順利得 充模、壓實(shí)和保壓。 綜上分析：盒塑料模具設(shè)計(jì)采用的是 單頭熱流道 。熱澆道系統(tǒng)的另一特點(diǎn)，是熱嘴直接將熔融塑料注入模腔內(nèi)，在脫模的過(guò)程中，澆口自然斷開(kāi)，消除了傳統(tǒng)注塑工藝帶來(lái)的澆道廢料，除免去處理澆道廢料的后加工工序外，更消除了廢料所帶來(lái)的附加熱量，縮短冷卻時(shí)間，獲得更快的生產(chǎn)周期。 （ 5）保證塑件的精度要求，如塑件有孔應(yīng)注意同軸度要求。 由于塑件外觀質(zhì)量要求不高， 尺寸精度要求一般，裝配精度要求不高。這直接影響到生產(chǎn)率和注射機(jī)使用率，生產(chǎn)中在保證質(zhì)量的前提下應(yīng)盡量縮短成型周期中各個(gè)階段的有關(guān)時(shí)間，其中以注射時(shí)間和冷卻時(shí)間最重要，它們對(duì)塑件的 質(zhì)量均有決定性的影響。 （ 5） 為了使塑件能 夠順利脫模 ,我們采用頂出機(jī)構(gòu)。 故選一般精度等級(jí)：五級(jí)。C 左右，熱變形溫度為 93186。 的注射工藝參數(shù) 表 11 ABS的注射工藝參數(shù) 收縮率 ～ % 密 度 g/cm179。它具有單件生產(chǎn)和對(duì)特定用戶的依賴特性。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 本書(shū)主要講述的是盒塑料的模具設(shè)計(jì)的總過(guò)程，以及 型芯和型腔加工的工藝等等。力學(xué)性能和熱性能良好， 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。 2. 塑件的表面粗糙度分析