【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2）主流道澆口套的形式 13 澆口套為可拆卸的澆口套，材料為 T10A 鋼，淬火硬度 38~45HRC。 定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的，如下圖： ? 100++? 35+052 ? 112 ? 71545176。73535 由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。 分流道設(shè)計(jì) 分流 道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔。應(yīng)注意盡量減少流動(dòng)過程中的熱量損失與壓力損失。 分流道的形狀與尺寸。分流道開設(shè)在動(dòng)、定模板分型面的兩側(cè)或任意一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積（流到表面積與其體積之比）小，使溫度較高的塑料熔體和溫度相對(duì)較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量散失。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、 U形、半圓形及矩形等幾種方式。其中梯形截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，而該零件優(yōu)勢(shì)薄壁件， 比較大。所以選擇梯形面比較合適。 分流道的表面粗糙度：分流道內(nèi)表面的粗糙度 Ra 并不要很低，一般 m～ μ m，這樣表面不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處 Ra= m。 14 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量的注射成型。 按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用澆口可分成以下幾種形式：直接澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口和爪形澆口。其中點(diǎn) 澆口又稱針點(diǎn)澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能較大地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表現(xiàn)粘度下降，流動(dòng)性增加，有利于型腔的填充，因而對(duì)于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚丙烯等表觀粘度隨剪切速率變化敏感的塑料成型有利，但不利于成型流動(dòng)性差及熱敏性塑料，也不利于成型平薄易變形及形狀非常復(fù)雜的塑件。所以根據(jù)課題零件的要求，側(cè)澆口符合設(shè)計(jì)要求。 側(cè)澆口深度 t=；寬度 b=2mm；長(zhǎng)度 l=。 無論采取什么形式的澆口，其開設(shè) 的位置對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大，因此，合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。另外澆口位置的不同還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu)。選擇澆口位置時(shí)，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征和成型質(zhì)量要求，并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)、成型的工藝條件，綜合考慮。 （ 1） 盡量縮短流動(dòng)距離。 （ 2） 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 （ 3） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處 （ 4） 考慮分子定向的影響 （ 5） 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(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。 采用帶 Z形頭拉料桿的冷料穴，如圖所示， 15 將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)，稍做側(cè)向移便可取出凝料的作用。 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑 件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需設(shè)計(jì)排氣槽。 、澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 （ 1)分流道的平衡 在多腔模具中，熔體在主流道與 各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會(huì)相同的，但可以認(rèn)為他們的流速是相等的，以此達(dá)到各型腔同時(shí)充滿的目的。為此212121 ddLL ??16 各流道之間應(yīng)以不同的長(zhǎng)度或截面尺寸來達(dá)到流量不等，經(jīng)分析可推導(dǎo)，可用下式進(jìn)行平衡計(jì)算： 式中 Q1， Q2—— 熔融樹脂分別在流道 1和流道 2中的流量， cm3/s； d1,d2—— 分流道 1和分流道 2 的直徑， cm。 L1， L2—— 分流道 1和分流道 2的長(zhǎng)度， cm。 當(dāng)分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等時(shí)，則各流道的長(zhǎng)度變化、長(zhǎng)度尺寸等均應(yīng)相同。 （ 2）澆 口的平衡 在多型腔非平 衡分流道布置時(shí)，由于主流道到各型腔的分流道長(zhǎng)度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融體同時(shí)充滿各型腔。 澆口平衡簡(jiǎn)稱為 BGV（ balanced gate value） ,只要做到各型腔 BGV值相同，基本上能達(dá)到平衡填充。 對(duì)于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下： grgLLABGV ? 式中 AS —— 澆口的截面積， mm2 。 Lg—— 從主中心至澆口分流道的長(zhǎng)， mm。 Lr—— 澆口長(zhǎng)度， mm。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般澆口的截面積與分流道的截面積之比 SG/SZ取~。該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。 第四章 成型零部件的設(shè)計(jì) 模具合模后，在動(dòng)模板和定模板之間的某些零部件組成一個(gè)能充填塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀與尺寸就決定了塑料制 件的形狀與尺寸。構(gòu)成模具型腔的所有零部件成為成型零部件。 17 成型零件工作時(shí)直接與塑料熔體接觸，要承受熔融塑料流的高壓沖刷、脫模摩擦等。因此，成型零部件不僅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值，而且還要求有合理的結(jié)構(gòu)和較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性。 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。 凹模和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺 紋的稱螺紋型環(huán)；凸模也稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件，成型其主圖部分內(nèi)表面的零件稱主型芯或凸模，而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。 凸、凹模按結(jié)構(gòu)不同主要分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。整體式的凸、凹模是指直接在整塊模板上加工出凹形狀的結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是加工困難，熱處理不方便等缺點(diǎn)。所以整體凸、凹模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡(jiǎn)單的單個(gè)型腔中、小型模具或工藝實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?。組合式凸、凹模結(jié)構(gòu)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件組合而成的凸、凹模。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，選擇整體式的凸凹模。 成型零件的工作尺寸是指凹模和型芯直接構(gòu)成塑件的尺寸。例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間距離尺寸、孔或凸臺(tái)至某成型表面的尺寸、螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。 影響零部件工作尺寸因素 影響成型零件工作尺寸的因素有很多，概括的說，有塑料原材料、塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損等因素。塑料原材料方面的因素主要是指收縮率的影響。 ①塑件的收縮率波動(dòng) 18 塑件成型后的收縮變化與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚，成型工藝 條件，模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。確定準(zhǔn)確的收縮率是很困難的。 ②模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成型零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度也愈低，尤其是對(duì)于尺寸小的塑件精度影響更大。一般成型零件工作尺寸制造公差值去塑件公差值的 1/3~1/4 或取 IT7~8 級(jí)作為制造公差。 ③模具成型零件的磨損 模具在使用過程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕、脫模時(shí)塑件與模具的摩擦，以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等原因，均造成 成型零件尺寸的變化。這種變化成為成型零件的磨損。其中脫模摩擦磨損是主要的因素。磨損的結(jié)果使型腔尺寸變大，型芯尺寸變小。磨損大小與塑料的品種和模具材料及熱處理有關(guān)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，凡與脫模方向垂直的表面因磨損小而不考慮，與脫模方向平行的表面應(yīng)考慮磨損。 ④模具安裝配合誤差 型腔和型芯徑向尺寸的計(jì)算 這里首先說明，在型腔、型芯徑向尺寸以及其他各類工作尺寸計(jì)算公式導(dǎo)出過程中，所涉及的無論是塑件尺寸和成型模具尺寸的標(biāo)注都是按規(guī)定的標(biāo)注方法。凡孔都是按基孔制，公差下限為零，公差等于上偏差；凡軸都是按基軸制，公差 上限為零，公差等于下偏差；中心距基本尺寸為雙向等值偏差。 由前可知，本塑件材料為 PC，其收縮率為 ～ %，則該塑料的平均收縮率為 S =（ ） %/2=%=，模具制造公差 z? =Δ /3。 （ 1）型腔徑向尺寸的計(jì)算 zz sm LSL ?? ?? ???? 00 ])~()1[()( 式中 mL —— 模具型腔基本尺寸； sL —— 塑件的基本尺寸； S —— 塑料的收縮率； Δ —— 塑件基本尺寸的公差； 19 z? —— 模具成型零件制造誤差。 （ 2） 型芯徑向尺寸的計(jì)算 00 ])1[()( zz xlSl sm ?? ?? ???? 式中 ml —— 模具型芯徑向基本尺寸； sl —— 塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸； S —— 塑料的收縮率； Δ —— 塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差； z? —— 模具成型零件制造誤差。 型腔深度和型芯高度尺寸的計(jì)算 計(jì)算型腔深度和型芯高度尺寸時(shí)，由于型腔的底面或型芯的斷面磨損很小，所以可以不考慮磨損量，由此可推導(dǎo)出型腔深度公式為 zz xHSH sm ?? 00 ])1[()( ???? 式中 mH —— 模具型腔深度基本尺寸； sH —— 塑件凸起部分高度基本尺寸； x—— 修正系數(shù)， x=1/3～ 1/2，當(dāng)塑件尺寸較大、精度要求低時(shí)取小值；反之取大值。 型芯高度公式為 00 ])1[()( zz xhSh sm ?? ?? ???? 式中 mh —— 模具型芯高度基本尺寸； sh —— 塑件孔或凹槽深度尺寸。 中心距尺寸的計(jì)算 塑件上凸臺(tái)之間、凹槽之間或凸臺(tái)與凹槽之間中心線的距離稱為中心距。由于中心距的公差都是雙 向等值公差，同時(shí)磨損的結(jié)果不會(huì)使中心距尺寸發(fā)生變化，在計(jì)算時(shí)不必考慮磨損量。因此塑件上的中心距基本尺寸 sC 和模具上的中心距的基本尺寸 mC 均為平均尺寸。于是 2/)1(2/)( zszm CSC ?? ???? 式中 mC —— 模具中心距基本尺寸； 20 sC —— 塑件中心距基本尺寸。 則成型零件尺寸計(jì)算如下： 類別 名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 型腔計(jì)算 型腔徑向尺寸 ? zz sm LSL ?? ?? ???? 00 ])~()1[()( ? ? ? ? ? ? ? 型腔深度尺寸 ? zz xHSH sm ?? 00 ])1[()( ???? ? 型芯計(jì)算 型芯徑向尺寸 57 ? 00 ])1[()(zz xlSl sm ?? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 51 ? ? 型芯高度 10 ? 00 ])1[()( zz xhSh sm ?? ?? ???? ? 孔距 中心距 48? 2/)1(2/)( zszm CSC ?? ???? ? 模具型腔壁厚的確定 如果是利用計(jì)算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產(chǎn)中的精確性，我們 可以根據(jù)書中的經(jīng)驗(yàn)值來取的。成型零件材料選擇。 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21 要耐腐蝕性，因?yàn)?PC 沒有腐蝕性。可以采用 Cr12，經(jīng)過調(diào)質(zhì)，淬火加低溫回火，正火。 HRC≥ 55。 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，本模具的凹模采用的是整體嵌入式，因此采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法 查表，依據(jù)短邊長(zhǎng)度b= 查參考手冊(cè)得該型腔側(cè)壁厚厚度 S為 30mm。 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 綜合考慮本塑件采用一模兩腔平衡布置、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項(xiàng)因素，估算型腔模板的概略尺寸，選取標(biāo)準(zhǔn)模架 A3030— 35x35x70(GB/T125552021),模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時(shí)對(duì)大型模具