【文章內(nèi)容簡介】 的設(shè)計 分型面的設(shè)計原則 分型面即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面，在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造有很大的影響。 分型面的設(shè)計原則為： （ 1）便于塑件脫模； a 在開模時盡量使塑 件留在動模內(nèi) 7 b 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯 c 應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位 （ 2）考慮和保證塑件的外觀不遭損壞； （ 3）盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）； （ 4）有利于排氣； （ 5）盡量使模具加工方便； （ 6）有利于嵌件的安裝； （ 7）有利于預(yù)防飛邊和溢料的的產(chǎn)生； （ 8）有利于模具結(jié)構(gòu)的簡化。 該塑件在進行塑件設(shè)計時已充分考慮了上述原則，同時從塑件圖樣可看出該塑件一端頂部有三個方形孔，且對應(yīng)著底部有三個凸起端，同 時在外圓柱面上有側(cè)向的孔，因此在分型時需要有多個型芯和側(cè)向抽芯機構(gòu)進行分型。 分型面選擇方案 （ 1）分型面選擇方案Ⅰ：單分型面注射模 單分型面注射模又稱兩板式模具。它是注射模中最簡單又最常見的一種結(jié)構(gòu)形式。這種模具可根據(jù)需要設(shè)計成單型腔，也可以設(shè)計成多型腔。構(gòu)成型腔的一部分在動模，另一部分在定模。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。開模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應(yīng)收縮包緊在型芯上，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一同留在動模一側(cè)，動模一側(cè)設(shè)置的推出機構(gòu)推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。一般對于塑件外觀質(zhì)量要求 不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。 （ 2）分型面選擇方案Ⅱ：雙分型面注射模 雙分型面又稱三板式注射模。與單分型面注射模相比，在動模與定模之間增加了一個 可移動的澆口板（又稱中間板），塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個不同的分型面取出。雙分型面的種類較多，常見的有以下幾種： a 定距板式雙分型面注射模 b 定距拉式雙分型面注射模 c 定距導(dǎo)柱式雙分型面注射模 d 拉鉤式雙分型面注射模 e 擺鉤式雙分型面注射模 f 尼龍拉鉤式雙分型面注射模 雙分型面對于塑件外觀質(zhì)量要求比較高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可 采用以上各種雙分型面結(jié)構(gòu)。 綜上分析，本設(shè)計擬定采用單分型面注射模。 8 分型面的確定 對于此塑料件，外觀質(zhì)量要求一般，并為防止在塑件外表面出現(xiàn)飛邊而影響外觀質(zhì)量 ,其分型面形式與位置如圖所示： 圖 21 分型面的形式與位置 型腔的設(shè)計 型腔數(shù)目的擬定 為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種： （ 1）根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目； （ 2）根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目； （ 3）根據(jù)注射機的最大注射量 確定型腔數(shù)目； （ 4）根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟性、注射機的額定鎖模力、注射機的最大注射量、制品的精度等。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。 該圓筒接口塑件精度要求不高，生產(chǎn)批量大批量生產(chǎn)，且具有抽芯機構(gòu)，從模具加工成本，制品生產(chǎn)時的成本考慮，故擬定為一模四腔。一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用 一模一腔的結(jié)構(gòu)，對于精度要求不太高的小型塑件，是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。 由此可見，該注塑機正好匹配所對應(yīng)的型腔數(shù)目，所以可確定其型腔數(shù)量為 4個。 型腔的布置 型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料。為此，本模具一模四腔的布置方式如下圖： 9 圖 22 型腔的布局 3 注塑機型號選擇與確定 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模時應(yīng)該詳細了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合規(guī)范的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式。在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外型尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、注射力鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。同時設(shè)計人員還必須對提供的注射機進行校核。 所需注射量的計算 、體積的計算 對于該設(shè)計，用戶提供了塑件圖樣，據(jù)此建立塑件模型并對此塑件分析得： 塑件體積 V1≈ 13000 mm3=13cm3， 10 塑件質(zhì)量 11 Vm ?? = 澆注系統(tǒng)凝料的初步計算、確定 由于該模具采用一模四腔，按塑件體積的 倍計，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為： ?????? 12 VV 則：該模具一次注射所需塑料 PS： 體積 ??? 210 4 VVV 質(zhì)量 ?? 00 Vm ? 塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力 22221 mmAnAA ?????????? ?? KNPAnAF m )( 21 ????? 型 式中 A塑件及流道凝料在分型面上的投影面積； 1A 單個塑件在分型面上的投影面積； 2A 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積； mF 模具所需的鎖模力 /N； 型P 塑料熔體對型腔的平均壓力 /Mpa：由 于該塑件材料為 PS且壁厚均勻，屬于容易成型的塑件，故查表可取 型P =25 Mpa。 注射機型號的選定 一般注射機都有高速、低速兩種特性（或稱高壓時間，低壓時間）并可調(diào)節(jié)選用。 1000 2cm 以下的中、小型注射機，其注射時間常為 4s，大型注射機注射時間在 12s 以內(nèi)，注射速度一般為 5～ 7m/min，常用低速注射。選用低速注射的注射機時，模具設(shè)計應(yīng)注意防止產(chǎn)生冷接縫，型腔充填不足。選用高速注射的或用大注射量、大鎖模力的注射機注射 大面積、小重量的塑件時，模具設(shè)計應(yīng)防止融料內(nèi)充入空氣、排氣不良、融接不良、塑件內(nèi)應(yīng)力增大、塑料易分解、嵌件型芯受沖擊力大及易發(fā)生飛邊等弊病。 根據(jù)上面計算得到的 m和 mF 值來選擇一種注射機，注射機的最大注射量（額定注射量 G）和額定鎖模力 F 應(yīng)滿足 ggmG ??? ? （或 V= 3cm ） 11 式中 ? 注射系數(shù)，無定型塑料取 ，結(jié)晶型塑料取 。 F ＞ mF 根據(jù)以上的初步計算投影面積和鎖模力，選定型號為 SZ125/630 的臥式注射機。其主要技術(shù)參數(shù)見下表： 表 31 SZ125/630注塑機的主要技術(shù)參數(shù) 注塑機各項目 單位 參數(shù) 結(jié)構(gòu)型式 螺桿直徑 螺桿轉(zhuǎn)速 理論注射容量 塑化能力 注射速率 額定注射壓力 鎖模力 拉桿內(nèi)間距 鎖模型式 最大模具厚度 最小模具厚度 移模行程 定位孔直徑 mm r/min cm3 g/s g/s MPa KN mm mm mm mm mm 臥式 40 14～ 200 140 110 126 630 370*320 雙曲肘 300 150 270 125 續(xù)表 31 注射機各項目 單位 參數(shù) 噴嘴球半徑 SR mm 15 噴嘴孔半徑 SR mm 3 型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 12 ???? m mKMtn 上式中 遠大于 4，所以型腔數(shù)量校核符合要求。 式中 K注射機最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取 ； M注射機的額定塑化量（ g/s） ,該注射機為 ； t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取 30s； 1m 單個塑件的質(zhì)量和體積（ g或 3cm ），取 1m =； 2m 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（ g或 3cm ），取 14m? ； 1）最大注塑量的校核 為確保塑件質(zhì)量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）應(yīng) 在公稱注射量的 35%～75%范圍內(nèi)，最大可達 80%，最低不應(yīng)小于 10%。既保證塑件質(zhì)量，又充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選在 50%～80%范圍內(nèi)為好。 最大注射量是指注射機螺栓式柱塞以最大注射行程注塑時，一次所能達到的塑料注射量。 注射量容積表示：最大注射容積為： 3m a x cmVV ???? ? 式中 maxV 模具型腔和流道的最大容積（ 3cm ）； V指定型號與規(guī)格的注射機注射量容積（ 3cm ），該注射機為 140 3cm ； ? 注射系數(shù)，取 ～ ，無定型塑料可取 ，結(jié)晶型塑料可取 ，該處取 。 倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時間就會過長。所以最小注射量容積 3m i n 351 4 cmVV ???? 。故每次注射的實際注射量容積 V? 應(yīng)滿足 minV ＜ V? ＜maxV ，而 V? = 3cm ，符合要求。 2）鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。因此，注射機的鎖模力必須大于該模的脹型力，即： KNAPkF ????? 型 符合要求。 13 式中 型P 型腔的平均壓力，查表到 25MPa； 0k 鎖模力安全系數(shù)，一般取 0k =～ 。 3） 注塑壓力的校核 所選用的注射機的注射壓力必須大于成型塑件所需的注射壓力。成型所需注射壓力與塑料品種、塑件的形狀及尺寸、注射機的類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗，成型時所需注射壓力大致如下： 塑料熔體流動性好，塑件形狀簡單，壁厚者所需注射壓力一般小于 70MPa。 塑料熔體粘度較低，塑件形狀一般，精度要求一般者，所需注射壓力通常選用 70～ 100 MPa。 塑料熔體具有中等粘度（改性 PS、 PE 等），塑件形狀一般，有一定精度要求者，所需注射壓力選用 100～ 140MPa。 塑料熔體具有較高粘度（ PMMA、 PPO、 PC等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均勻，尺寸精度要求嚴格的塑件，所需注射壓力約在 140～ 180MPa 范圍。 注射機的額定注射壓力即為該注射機的最高壓力 maxP =126MPa，應(yīng)該大于注射成型時所需用的注射壓力 0P ，即 M P aPkP a x ????? 符合要求。 式中 k? 安全系數(shù)，常取 k? =～ ，這里為使用安全取用 。 實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需的注射壓力為 70～ 100 MPa，這里取 90 MPa。 注射機安裝部分相關(guān)尺寸的校核 噴嘴尺寸 主流道的小端直徑 D 大于注射機噴嘴直徑 d，以利于塑料熔體流動。通常為 D=d+（ ～ 1） mm 對于該 模具 d=3mm，取 D= 符合要求。 主流道入口的凹球面半徑 0SR 應(yīng)大于注射機噴嘴半徑 SR ，以利于同心和緊密接觸，使主流道內(nèi)的凝料易脫出。通常為 0SR =SR +（ 1～ 2） mm 對于該模具 SR =15mm，取 0SR =16mm，符合要求。 14 定位圈尺寸 注 射機固定模板臺面中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注射模端面凸臺徑向尺寸須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝，并使主流道與噴嘴同心。模具端面凸臺高度應(yīng)小于定位孔深度。 注射機定位孔尺寸為 mm125? ，定位圈尺寸取 mm125? 且兩者之間呈間隙配合，符合要求。 模具總厚度與注射機模板閉合厚度的關(guān)系：兩者之關(guān)系應(yīng)滿足： min maxmH H H?? 式中 mH — 模具閉合后的總厚度 /mm minH — 注射機允許的最小模具厚度 /mm； maxH — 注射機允許的最大模具厚度 /mm； 由上表 31 可知： mmH 150min ? ， mmH 300max ? ； 而該模具的總厚度 H=25+63+20+40+40+80+25=293mm，符合要求。 開模行程是指從模具中取出塑件所需的最小開模距離，它必須小于注射 機的最大開模行程，由于注射機的鎖模機構(gòu)不同，開模行程的效核有三