【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 7 3 注射設(shè)備的選擇 估算塑件體積 估算塑件體積和質(zhì)量： 該塑件材料為 ABS，密度為 ，收縮率為，取平均密度為 g/cm3，平均收縮率為 ﹪。 使用 PRO/E 軟件畫出三維實(shí)體圖，如圖 所 示，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。另預(yù)置澆道凝料為 2 cm3因此估算塑件體積為 cm3。 選擇注射機(jī) 圖 塑件 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量， 可選定注塑機(jī)型號(hào)為 SZ100/60 注塑機(jī)的參數(shù)如表 。 表 注塑機(jī)的有關(guān)參數(shù) 注塑機(jī)最大注塑量 注 塑 壓 力 注 塑 速 率 塑 化 能 力 鎖 模 力 注塑機(jī) 拉桿間距 100 cm3 150 Mpa 85(g/s) 40(Kg/h) 600KN 320x320mm 頂 出 行 程 最 小 模 厚 最 大 模 厚 模 板 行 程 注塑機(jī)定位孔直徑 噴嘴球 半徑 300mm 170mm 300mm 300mm 125 mm R10 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 模架的選定 根據(jù)塑件選定模架為： S2030— B— I— 35— 35— 70。見圖 圖 模架 本章小結(jié) 本章主要根據(jù)塑件的三維造型算出了塑件的體積， 從而 選定了注射機(jī)的 型號(hào)及注射機(jī)最大注射量、注塑壓力、 注塑速率、 塑化能力、鎖模力、注射機(jī)拉桿間距等 參數(shù)，并且選定了標(biāo)準(zhǔn)模架，確定了相關(guān)尺寸。 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 4 分型面設(shè)計(jì)與型腔布局 分型面的設(shè)計(jì) 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來(lái)，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： （ 1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件 留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （ 2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （ 3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 （ 4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無(wú)須側(cè)向抽芯，此點(diǎn)可以不必考慮。 綜合考慮，最后確定分型面的位置如圖 。 圖 分型面的選擇 型腔數(shù)的確定 為了使模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。常用如下四種方法。 （ 1） 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi) 。 設(shè)型腔數(shù)目為 n，塑件總 數(shù)目為 N,每一個(gè)型腔所需要的模具費(fèi)用為 C1，與型腔無(wú)關(guān)的模具費(fèi)用為 C0,每小時(shí)注塑成型的加工費(fèi)用為 Y，成型周期為 t，則 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 模具費(fèi)用 Xm=nc1+c0 （元） 成型加工費(fèi)用 Xj=Nyt/（ 60n） （元） 總成型加工費(fèi)用 X=Xm+Xj （ 2）根據(jù)注塑機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù) 設(shè)注塑機(jī)的額定鎖模力為 F，型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 p，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A1，單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為 A2， 則型腔數(shù)目 n 為 n≤ FpA1/（ pA2） （ 3）根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)目 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，塑件 尺寸精度要降低 4%。設(shè)模具的型腔數(shù)目為 n，塑件的基本尺寸為 L，塑件的尺寸公差為 δ ，單型腔模具注塑生產(chǎn)可能產(chǎn)生的尺寸誤差百分比為 △，不同材料單型腔的尺寸誤差如表 所示 表 不同材料單型腔的尺寸誤差 塑料名稱 聚甲醛 聚酰胺 尼龍 66 ABS 尺寸誤差 △ % % % % （ 4） 根據(jù)注塑機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 設(shè)注塑機(jī)的最大注射量為 G（ g），單個(gè)塑件的質(zhì)量為 W1（ g），澆注系統(tǒng)的質(zhì)量 W2（ g），設(shè)型腔數(shù)目 n為 n≤ （ ） /W1 在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，塑件材料為 ABS，如果采用單型腔模具，尺寸誤差較大，塑件精度不高，由于每增加一個(gè)型腔，塑件尺寸精度都會(huì)降低 4%，綜合考慮，最終設(shè)定型腔數(shù)目為 2. 型腔的布置 模具型腔數(shù)確定以后，應(yīng)考慮型腔的布局。注塑機(jī)的料筒通常置于定模固定板中心軸線上，由此確定了主流道的位置，各型腔到主流道的相對(duì)位置應(yīng)該滿足一下基本要求。 （ 1） 盡量保證各型腔從總的注射壓力中均勻分得所需的型腔壓力，同時(shí) 均勻充 滿，并均衡補(bǔ)料，以保證各塑件的性能、尺寸盡可能一致。 （ 2） 各型腔的流程短，以降低廢料率。 (3)各型腔間 距應(yīng)該盡可能大，以便在空間設(shè)置冷卻水道、推桿等，并具有足夠的面積，以承受注射壓力。 (4)型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的中心應(yīng)該盡量靠近注射機(jī)鎖模力的中心，一般與模板中心重合。 對(duì)各種型腔的布局進(jìn)行比較，最終采用對(duì)稱布置。 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 本章小結(jié) 本章根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則，確定了分型面的位置，根據(jù)選擇型腔數(shù)的四種方法，最終選擇型腔數(shù)為 2,。選定型腔數(shù)之后， 根據(jù)型腔布置的原則，選定型腔的布置形式為對(duì)稱式。 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 5 成型零部件結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 型腔的徑向尺寸 型腔的徑向尺寸 （ LM） 0+δ =[（ 1+S） Ls(～ )△ ] 0+δ =[ △ ] 0+δ 其中 LM為型腔的基本尺寸公差值為正偏差， Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△為負(fù)偏差，S 為塑料的平均收縮率，δ z 為模具成型零件的制造公差取 1/4～ 1/6△，模具型腔按六級(jí)精度制造，型腔如圖 所示 。 圖 凹模型腔 根據(jù)型腔的尺寸，代入數(shù)據(jù)得表 51。 表 凹模型腔的有關(guān)尺寸 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 H1 H2 H3 5 0+ 29 0+ 34 0+ 2 0+ 2 0+ 5 0+ 210+ 50+ 240+03281 250+05 型芯的計(jì)算 型芯徑向尺寸的 計(jì)算 型芯徑向尺寸 LM=[（ 1+S） Ls+3/4△ ]，其各字母的含義與前相同，型芯按六級(jí)精度制造，根據(jù)型芯的基本尺寸，代入數(shù)據(jù)得表 。 表 型芯的徑向尺寸 D1 D2 D3 D4 + 12 0+ 7 0+ + 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 型芯高度尺寸的計(jì)算 HM=[（ 1+S） Hs+3/4△ ] 211。0,按六級(jí)精度制造 Hs=15mm 經(jīng)計(jì)算得： HM=。 模具型腔壁厚的計(jì)算 為實(shí)現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應(yīng)具有 高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。必須具有一定的強(qiáng)度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因?yàn)?ABS 沒有腐蝕性?？梢圆捎?Cr12，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)，淬火加低溫回火，正火。 HRC≥55HRC?？梢匀バ颓槐诤駷椋?+17=33mm。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)成型零部件中凸模、凹模、型芯以及模具型腔壁厚進(jìn)行了設(shè)計(jì)，根據(jù)平均收縮率法公式確定了相關(guān)的參數(shù) 。 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則： （ 1） 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 （ 2） 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 （ 3） 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少?gòu)澱郏砻娲植诙纫?，以使熱量及壓力損失盡可能小。 （ 4） 對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （ 5）滿足 型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 （ 6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 主流道設(shè)計(jì) 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常 又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，錐度為 3176。內(nèi)表面的粗糙度為 微米 ,孔徑為 。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因 ABS 的流動(dòng)性為中性，故其錐度取 3 度，過(guò)大會(huì)造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為 。 主流道大端呈圓角，其半徑取 r=1～ 3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過(guò)渡的 阻力， r=. 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過(guò)多影響注射成形。 為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑為 r2=r1+(1～ 2),其小端直徑 D=d+(～ 1),凹坑深度常取 3～ 4mm。在此模具中取 r2=11～ 12mm。 由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其 大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度 H=5～ 10mm。同時(shí)因蓋板 采用 ABS，需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。 主流道設(shè)計(jì)如圖 圖 主流道 冷料井設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個(gè)拉料桿 構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。利用 Z 形的拉料桿配合冷料井。 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的 形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U形。 武漢科技大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。 （ 2）分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井