【文章內容簡介】 當量半徑 ? ? mmRn 2/63 ??? b)澆口體積流量 側（矩形）澆口用適當?shù)募羟兴俾?14101 ??? sG? 代入得 scmWhq G / 3422 ????? ? ……………… () 式中 W——澆口寬度（ mm）； h——澆口深度（ mm）； (2)注射時間（充模時間）的計算 a)模具充模時間 sqVt sss ??? …………………………… () 式中 sq —主流道體積流率（ scm/3 ）； st —注射時間（ s）； sV —模具成型時所需塑料熔體的體積（ 3cm ）， 1VVs? 。 b)單個型腔充模時間 sqVt GGG ??? ………………………… () 式中 Gt ——單個型腔充模時間（ s）； 本科生畢業(yè)設計（論文） 22 GV ——單個型腔充滿所 需塑料熔體的體積（ 3cm ）， 塑VVG? ； Gq ——澆口體積流量（ scm/3 ）。 c)注射時間 根據(jù)經(jīng)驗公式求得注射時間 sttt Gs ??? ……………………………… () (3)校核各處剪切速率 a)分流道剪切速率 先求出分流道當量半徑 nR cmCAR n 3 23 2 ????? ? ………………… () 式中 A——分流道截面（梯形）面積； C——分流道截面（梯形）周長。 根據(jù)經(jīng)驗公式 nRq???…………………………………… () 可以計算出主流道剪切速率： 133 ?????? sR qn?? ， 合理。 式中 ? ——分流道剪切速率 ； q ——熔體的體積容量 。 b)主流道剪切速率 同理， 由式 ()得 ： 133 ?????? sRqns?? ， 合理。 本科生畢業(yè)設計（論文） 23 第五章 成型零件的結構設計和計算 成型零件是指構成模具型腔的零件，通常包括了凸模、凹模、成型桿、成型塊等。設計時應首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結構、進料口、分型面、排氣位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的結構和其他細節(jié)尺寸，以及機加工工藝要求等。 在工作中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服塑件的粘著力。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，它的強度和剛度必須在許可范圍內。成型零件的結構，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。 構成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，本例的模具成型零件包括凸模、凹模和側抽芯部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質量直接關系到制件質量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和 料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零件都應進行熱處理，使其具有 HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應選擇耐腐蝕的鋼材。 根據(jù)塑件表面質量要求，查《模具材料及熱處理手冊》，本設計成型零件選用 3Cr2Mo 調質處理，硬度一般為 28～ 35HRC,耐磨性號好且處理過程變形小。還有較好的電加工及耐腐蝕性。 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底板厚度過小，可 能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 (1)凹模又稱陰模，他是成型塑件外輪廓的零件，按其結構形式可分為整體式凹模和組合式凹模。整體式凹模是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形，塑件表面光滑平整，沒有鑲拼的痕跡。但由于加工困難，故只用于小型且形 狀簡單的塑件成型。本塑件分型面設置于沒有突出的光滑頂面，凹模深度比較本科生畢業(yè)設計（論文） 24 淺且形狀簡單，易加工，故可采用整體凹模結構。如圖 所示。 (2) 凸模（即型芯）是塑件內表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。該塑件采用組合式凸模。如圖 。 (3)塑件的側面各有一個較長的孔，分模時無法脫出，需要使用側抽芯才能順利脫模。側面型芯做成鑲塊，一般單獨制造，這樣將易于加工成形，并且在生產(chǎn)中方便直接替換。 圖 凹模 圖 凸模 本科生畢業(yè)設計（論文） 25 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 查閱參考文獻《中國模具設計大典第二卷輕工模具設計》，該設計所用的公式如下： 凹模（型腔）徑向尺寸的計算： ? ? zScpM LSL ???????? ????0431 ……………………… () 凸模（型芯）徑向尺寸的計算： ? ? 0431zScpM lSl ???????? ????………………………… () 凹模（型腔）高度尺寸的計算： ? ? zScpM HSH ???????? ????0321 ……………………… () 凸模（型芯）高度尺寸的計算： ? ? 0321zScpM hSh ???????? ????………………………… () 型芯之間或成型孔之間間距的計算： ? ?? ? zScpM CSC ?211 ??? …………………………… () 以上式中， ML ——型腔徑向尺寸（ mm） SL 、 Sl ——塑件徑向尺寸 (mm) Ml ——型芯徑向尺寸 (mm) MH ——凹模的深度尺寸（㎜） SH 、 Sh ——塑件高度尺寸（㎜） MC ——型芯之間或成型孔之間間距（㎜） SC ——塑件內部之間尺寸（㎜） 本科生畢業(yè)設計（論文） 26 cpS ——塑料的平均收縮率（ %） Δ——塑件公差值（㎜） z? ——組合型芯制造公差（㎜） 對于型腔徑向尺寸來說，已知 ,,4321????????????????zSzSzSzSLLLL???? 查得 ABS平均收縮率 %?cpS ∴ 由 式 ()，可得 ]%)[( ??????ML ?? ]%)[( ??????ML ?? ]%)[( ??????ML ?? ]%)[( ??????ML ?? 對于型腔深度尺寸來說，已知 ,,321????????????zSzSzSHHH??? ∴ 由 式 ()，可得 01 ]%)[( ??????MH 本科生畢業(yè)設計（論文） 27 ?? ]%)[( ??????MH ?? 03 ]%)[( ??????MH ?? 對于型芯徑向尺寸來說，已知 ,,4321????????????????zSzSzSzSllll???? ∴ 由 式 ()，可得 ]%)[( ??????Ml ?? 0 ]%)[( ??????Ml ?? 0 ]%)[( ??????Ml 0 ?? 0 ]%)[( ??????Ml ?? 對于型芯高度尺寸來說，已知 本科生畢業(yè)設計（論文） 28 ,8,11,321????????????zSzSzShhh??? ∴ 由 式 () ，可得 0 ]%)[( ??????Mh ?? 0 ]%)[( ??????Mh ?? 0 ]%)[( ??????Mh ?? 、剛度的校核 在注射成型過程中，型腔主要承受塑件熔體的壓力，因此，模具型腔應該有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內應力超過型腔材料本身的許用應力 [δ ]時，型腔將導致過大的塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，必須對型腔的強度和剛度進行一定的設計計算。 在進行剛度計算時應注意以下幾點： (1)保證制品能夠順利脫模；為達到此目的，型腔允許的彈性變形量不能大于制品的壁厚的收縮率。否則，制品成型后，其周期被變形的型腔緊緊包住，無法脫模。 (2)當制品的某部分或某一尺寸同時有幾項要求時，應以其中嚴格的要求來計算剛度。 (3)當型腔尺寸的強度計算和剛度計算分界值（取決于制品結構形狀，模具材料的許用應力，型腔允許的彈性變形量以及型腔內熔時的最大壓力）難以分明的情況下，則應分別進行強度和剛度的計算，并取其最大值作為壁厚和底版的厚度。 、剛度 查參考文獻《模具設計與制造》表 66，由于選用組合式圓形型腔，選擇以下公式： 本科生畢業(yè)設計（論文） 29 按強度條件： ? ?? ???????????????????? ?? 12 21prS ?? ……………………………… () 按剛度條件： ? ?? ? ???????? ??? rpE rpErR ?? ……………………………… () 式中 ， S ——型腔側壁厚度； R ——圓形型腔外半徑（ mm）； r——圓形型腔內半徑（ mm）； E——模具材料的彈性模量（ MPa），預硬化鋼取 ? MPa； p ——型腔壓力（ MPa），一般取 30～ 50MPa； [δ]——剛度條件，即允許變形量（ mm） [σ]——模具材料的許用應力 (MPa)； 通過查資料可得： p 取 40MPa； ??? 取 300 MPa； ? ? ?? 按強度條件計算 , 由 式 (),有 ? ?? ? mmprS 30030122121????????? ??????? ??????????????????????? ?? ? ? 按剛度條件計算 ,由 式 (),有 ? ?? ? mmrpE rpErR 315531 ????????? ????? ??????????????? ??? ?? 根據(jù)上面剛度、強度比較， 符合要求。 、剛度 按強度條件： ? ? 21 ????????? ?prT ………………………………… () 按剛度條件： ? ? 31 ????????? ?EprrT ……………………………… () 按強度條件計算 , 由 式 (),有 本科生畢業(yè)設計（論文） 30 ? ? mmprT 2121??????????????????? ? 按剛度條件計算， 由 式 (),有 ? ? mmE prrT 31531 ??????? ??????????????? ? 本設計所選底板厚度為 40mm，所以上述計算結果符合要求。 本科生畢業(yè)設計（論文） 31 第六章 模架的確定和標準件的選用 由前面型腔的布