【文章內容簡介】 文 第 2章 模具結構形式的分析 8 腔不是一個好的設計，不過有時為了節(jié)約，特別是成型配套式塑件的模具，在生產實踐中還使用這一方法，但難免會引起一些缺陷，如有些塑件發(fā)生翹曲、有些則有過大的不可逆應變等。 本設計成型同一塑件且壁厚均勻，但考慮到澆口的布置故采用上圖的型腔布局方式 。 金陵科技學院學士學位論文 第 3章 注射機型號的選擇 9 第 3 章 注射機型號的選擇 注射機的 選定 標準 本次設計與實際在工廠中的設計有所不同。工廠中的注塑機是已有固定的，模具設計人員通常都是根據車間內的注塑機來確定最大的之 間產量，即是說廠中的注塑機選擇是有限的。而在本次設計中，我們選擇注塑即的原則則是按我們想象中的產品產量和實際的塑件形狀來選擇任何一款注塑機，最后校核能滿足使用要求即可。這樣同樣也可以達到訓練的目的。 注射模是安裝在注射機上的，因此在設計注射模具時應該結注射機有關技術規(guī)范進行必要的了解，以便設計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。選用注射機時，通常是以某塑件的（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸進行 校核 在模具設計時，根據產品幾何尺寸及模具結構特點，盡可能選用適合的注塑機以充分發(fā)揮設備的內在能力。應該根據以下幾個方面： a 通常影響注塑機選擇的重要因素包括模具、產品、塑料、成型要求等； b 模具尺寸 (寬度、高度、厚度）、重量、特殊設計等； c 使用塑料的種類及數(shù)量（單一原料或多種塑料）； d 注塑成品的外觀尺寸（長、寬、高、厚度）、重量等； e 成型要求，如品質條件、生產速度等。 模具所需注射量的計算 產品的材料為 聚碳酸酯 （ PC），查手冊或產品說明得知 聚碳酸酯 的密度為179。， 平均收縮率為 %。 使用 UG或 Pro/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形的體積，當然也可以根據塑件的形狀手動幾何計算得到實體的體積。 本設計采用了 Pro/E 軟件畫出塑件的實體圖，然后通過 建模 分析可得到 塑件的體積 V塑＝ 179。 ? 179。 塑件的質量 m1=ρ V= 流道凝料的質量 2m 還是個未知數(shù)， 若是流動性好的普通精度塑 件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質量或體積的 15%～ 20%（注射廠的統(tǒng)計資料）。若流動性不太好 或是精密塑件，據統(tǒng)計每個塑件所需澆注系統(tǒng)的質量或體積是塑件的 倍～ 1 倍，當塑料熔體黏度高，塑件愈小、壁愈薄，型腔越多又作平衡式布置時，金陵科技學院學士學位論文 第 3章 注射機型號的選擇 10 澆注系統(tǒng)的質量或體積甚至還要大。在學校做設計時以 來估算， 從上述分析中確定為一模 兩 腔，所以注射量 即 m== 2 = 式中 m—— 一副模具所需塑料的質量（ g）； n—— 初步選定的型腔數(shù)量； m1—— 單個塑件的質量（ g）； 鎖 模力的 計算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 2A 在模具設計前是個未知數(shù)，根據多型腔模的統(tǒng)計分析，大致是每個塑件在分型面上的投影面積的 — 倍。因此可用 來進行估算，所以： 1 2 1 1 10 . 3 5 1 . 3 5A n A A n A n A n A? ? ? ? ? = 2 = mm178。 Fm=（ nA1+A2） p= 35=423188N 式中 型 腔壓力 P 取 35 aMP A—— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面 積 （ mm178。） ； A1—— 單個塑件在 分型面上的投影面積（ mm178。）； A2—— 流道凝料（包括澆口） 在 分型面上的投影面積（ mm178。）； Fm—— 模具說需的鎖模力（ N）； P—— 塑料熔體對型腔的平均壓力（ MPa）； 注射機型號的選定 根據每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值?？蛇x用 XSZY250 注射機，見表 表 31 注射機主要技術 參數(shù) 項目 單位 標稱注射容量 cm179。 250 螺桿直徑 mm 50 注射壓力 MPa 130 注射行程 mm 160 螺桿轉速 r/min 1590 金陵科技學院學士學位論文 第 3章 注射機型號的選擇 11 注射時間 s 2 注射方式 螺桿式 合模力 kN 18 10178。 最大成型面積 cm178。 500 模板最大行程 mm 500 模板最大厚度 mm 350 模板最小厚度 mm 200 模板尺寸 mm 598 520 拉桿空間 mm 448 370 噴嘴球半徑 mm 18 噴嘴孔直徑 mm 4 定位圈直徑 mm 80 合模方式 增壓式 型腔數(shù)量的校核 該制品精度要求不高，屬于小零件，又要大量的生產，為了考慮生產效率和模具制造費用低點，給公司帶來更多的效益，因此本設計初步擬定于一模 兩腔模具的形式生產。 根據注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目，即只要滿足下式，就符合要求 21 W?? 式中： n — 型腔數(shù)目 G— 注射機的最大注射量， g； W1— 單個制品的質量， g； W2— 澆注系統(tǒng)的質量， g； 21? = 70 30— 2 = 金陵科技學院學士學位論文 第 3章 注射機型號的選擇 12 ＞ 2，因此一模 兩 腔符合要求。 注射機工藝參數(shù)的校核 1) 最大注射壓 力的校核 注射機的額度注射壓力即為該機器的最高壓力 Pmax=130MPa(見表 31) 應該大于注射成型是所需調用的注射壓力 p0，即 P≥ k′ p0 式中 k′ —— 安全系數(shù)，常取 k′ =～ 。 實際生產中，該塑件成型時所需注射壓力 p0 為 70MPa～ 100MPa。 代值計算，符合要求。 2) 鎖模力的校核 Fm≥ KAP 型 = 423188= 而 F=1800KN，鎖模力校核合格。 其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結構尺寸確定以后才可進行。 金陵科技學院學士學位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設計 13 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是塑料容體由注射機的噴嘴向模具型腔的流動通道。因此它應該保證容體迅速順利有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內在優(yōu)良的塑料件。對于澆注系統(tǒng)設計的具體要求有： ① 重點考慮型腔布局。 ② 熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應盡可能短，截面尺寸應盡可能大，彎折盡量少，表面粗糙度要低。 ③ 均衡進料，即分流道盡可能采用平衡式布置。 ④ 塑料耗量要少，滿足各型腔 充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗 . ⑤ 消除冷料，澆注系統(tǒng)應能收集溫度較低的“冷料”。 ⑥ 排氣良好。 ⑦ 防止塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應力。 ⑧ 保證塑件外觀質量。 ⑨ 較高的生產效率。 ⑩ 塑料熔體流動特性（充分利用熱塑性塑料熔體的假塑性行為）。 澆注系統(tǒng)一般由四部分組成，即主流道、分流道、澆口冷料穴。 主流道 的 設計 主流道是塑料容體進入模具型腔時經過的部分，它將注射機的噴嘴注出的塑料容體導入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于容體順利地向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來。主流道的尺寸直接影響到塑料容體的流動速度和充填時間。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨設計成主流道襯套鑲入定模板內。 本設計雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設計成分體式，主流道長度約等于定模板的厚度（見模架的確定和裝配圖）。 主流道的設計如下圖 4— 1所示 金陵科技學院學士學位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設計 14 圖 4— 1 主流道 ① 半錐角一般在 1176?！?3176。內選取，主流道帶錐度是為了在模具打開時使主流道凝料容易脫離定模。本設計選取錐度為 3176。 ② 主流道徑向尺 寸的小端（與噴嘴連接的一端）應大于噴嘴口孔徑 ～ ㎜。當主流道與噴嘴同軸度有偏差時，可以防止主流道凝料不易從定模一側拉下來。 D=d+（ ～ 1）㎜ 式中： d— 注射機噴嘴口直徑 D— 澆口套進料口直徑 D=4+1 =5㎜ ③ 凹球面半徑 2R 應比噴嘴球徑 1R 大 1～ 2 ㎜，可以；保證注射過程中噴嘴與模具緊密接觸，防 止兩球面之間產生間隙而使容體充入這間隙中，妨礙主流道凝料順利從定模上拉出。 2R =（ 12） mm =18+2 =20mm ④ 主流道內壁的表面粗糙度 aR 在 以下，主流道的長度 L一 般根據模板的厚度而定，為了減少壓力損失和物料損耗。應盡可能減少主流道的長度，一般控制在 60mm 以內。主流道出口處的圓角半徑較小，一般取 r=18 D r=18 ? 5= ㎜ ⑤ 主流道上開設澆口套。將主流道開設在一個專用零件主流道襯套上而不是直接加工在定模板上的方法較好，因為主 流道的表面粗糙度和硬度要求一般都比定模板高，可以選用較好的鋼材。損壞后也容易更換，一般選用 T8 或 T10制作，淬火硬度為 50～ 55HRC，澆口套的形式如下圖 金陵科技學院學士學位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設計 15 （ a） （ b） （ c） （ e） （ f） （ g） 圖 澆口套的形式 （ a） 是澆口套和定位圈做成一體，僅適用于小型模具； （ b） 采用螺釘將定位圈和定模座板連接，防止?jié)部谔资苋蒹w的反壓力而脫出，是常用結構； （ c） 用定位圈的凸肩將其壓在注射機的固定板下，當澆口套端面尺寸較小時，僅靠注射機噴嘴的推力就能將澆口套壓緊，也是 常用結構； （ d） 通過澆口套上挖出凹坑來減少主流道的長度； （ e） 直接在定模座板上開主流道，適用用于小型模具的小批生產，上述幾種情況適用與注射機為球面的情況。 （ f） 用于噴嘴頭為平面的結構，優(yōu)點是接觸面積大，密封好容體不外溢，缺點是對注射機的精度要求很高； 本設計采用（ b）圖的結構 主流道剪切速率經過校核，合格。 分流道的設計 分流道是指主流道與模具型腔澆口之間的一段流道，用于一模多腔和一腔多澆口（用于較大或形狀復雜的塑料件）的情況，將從主流道流來的容體分配至各個型腔或同一型腔各處，起著對容體的分流和轉向作用。 分流道的截面形狀 分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形梯形和 U 形等，如下圖所視，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比值稱為比表面積），塑料容體的溫度下少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，圓形分流道要求開設在分形面兩側，對稱、分布加工難度大，所以實際生產中常用截面形狀為梯形、半圓形及 U形。 金陵科技學院學士學位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設計 16 圖 33 分流道截面形式 本設計選用分流道截面為 圓形 的截面形式。 分流道尺寸 圖 34 分流道的形式 分流道 1L = 分流道的尺寸由塑料品種，塑件的大小和流道的長短確定。對于重量在 200g以下，壁厚在 3mm 以下的塑件可用下面經驗公式計算分流道的直徑， D= 12 14WL 式中： D— 分流道的直徑， mm； W— 塑件質量， g； L— 分流道的長度， mm； 此式計算的分流道直徑限于 ～ 。對于梯形分流道， H=2D/3；對于 U形的分流道， H=， R=。 D算出一般取整數(shù)。 分流道布置形式 常用塑料的分流道直徑列于下表，由表可見，對于流動性極好的塑料（如