【文章內(nèi)容簡介】 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積（ mm2） pm—— 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（ MPa），通常模腔壓力為 20～ 40MPa。成型一般制 品為 24～ 34MPa；精密制品為 39～ 44MPa n—— 型腔個數(shù) [5] 經(jīng)計算得： pm(nAs+Aj)=～ 所以符合條件 注射壓力的校核 注射機(jī)的最大壓力應(yīng)大于塑件成型所需要的壓力 [6]，即： Pz≥ Pch 式中 Pz—— 注射機(jī)最大注射壓力（ MPa） Pch—— 塑件成型所需要的注射壓力（ MPa），聚苯乙烯（ PS）所需要的壓力為 60～ 110MPa 經(jīng)計算得： Pz=121≥ Pch 所以符合要求 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 6 塑件模塑成型工藝參 數(shù)的確定 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 PS 的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見表 ： 表 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度 t/℃: 6075 成型時間 /s 注射時間 1545 時間 /h: 2 保壓時間 03 料筒溫度 t/℃ 后段 140160 冷卻時間 1560 中段 總周期 40120 前段 170190 螺桿轉(zhuǎn)速 n/(r min1) 48 噴嘴溫度 t/℃ 后處理 方法 紅外線燈 、鼓風(fēng) 烘箱 模具溫度 t/℃ 3265 溫度 t/℃ 70 注射壓力 p/Mpa 60110 時間 /h 24 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 7 第三章 型腔的布置和分型面的選擇 型腔的布置 型腔的布置應(yīng)注意一下兩點(diǎn) [7]： （ 1） 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。 （ 2） 型腔的排列要緊湊，以免排列分散，浪費(fèi)定、動模型腔的優(yōu)質(zhì)鋼材。 塑件的形狀不是很復(fù)雜，一模四腔，所以采用 H形排列，排列方式如圖 ： 圖 H形排列平衡性非常好，加工較為容易，因此使用比較廣泛。本次設(shè)計采用H形排列。 分型面的選擇 模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。分型面的選擇在注射模設(shè)計中占有相當(dāng)重要的地位，模具整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和塑件的質(zhì)量都與分型面的選擇有關(guān)，分型面選擇的合理與否將決定著模具整體結(jié)構(gòu)和塑件的質(zhì)量。因此分型面的選擇原則與方法如下 [8]： 1） 應(yīng)有利于塑件的脫模與取出。分型面應(yīng)使塑件在開模后留在有脫模機(jī)構(gòu)的部分，一般應(yīng)留在動模部分，以便于脫模。 2） 應(yīng)有利于保證塑件的表面質(zhì)量。選擇 分型面時，應(yīng)選在不影響塑件外觀和塑件飛邊容易修整的部位，以保證塑件表面質(zhì)量。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 8 3） 應(yīng)有利于塑件的質(zhì)量及精度要求。對于同軸度要求的塑件，在設(shè)計時盡可能講型腔設(shè)計在同一個型面上，以保證制品精度。 4） 應(yīng)有利于排氣以確保質(zhì)量及成型。分型面應(yīng)盡量選擇在塑料流動的末端，以便有利于排氣。 5） 應(yīng)有利于模具零件的加工。設(shè)計分型面時，盡量要避開斜面及曲面以便于加工。 6） 應(yīng)有利于嵌件的安裝。由于嵌件一般是金屬件，所以收縮較小，而且在注射成型時一般粘附在型腔內(nèi)，故選擇分型面時要考慮將型腔放在動模部分，而使帶嵌件的塑件不應(yīng)留在定模內(nèi)，以便于嵌 件的安裝。 7） 應(yīng)有利于模具結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的簡化以便于操作。選擇分型面時，應(yīng)盡量采用一個與與開模方向垂直的分型面，并盡量避免側(cè)向抽芯和側(cè)向分型。如塑件有側(cè)凹及側(cè)孔必須采用側(cè)向分型及側(cè)向抽芯時，應(yīng)使側(cè)向抽芯盡可能安放在動模上，而避免在定模抽芯。 8） 應(yīng)有利于制品的成型及模具的制造。如果制件較高，脫模斜度又小的塑件，分型面應(yīng)選在中間位置，盡管動、定模設(shè)在兩邊，但易于脫模，又不產(chǎn)生飛邊。 除了上面的這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機(jī)的最大注射面積而可能 產(chǎn)生溢流現(xiàn)象 [9]。此次塑件模具設(shè)計成雙分型面，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 ： 圖 分型面一 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 9 圖 分型面二 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 10 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔制件的進(jìn)料通道。他的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個部分。并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件內(nèi)在的和外表的質(zhì)量，它的分布和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以，澆注系設(shè)計的好壞是影響生產(chǎn)的一個關(guān)鍵問題 ，也是注塑模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。 由于塑料熔體在模具澆注系統(tǒng)中型腔內(nèi)的壓力、溫度和剪切速率都是隨時隨地變化的，在設(shè)計澆注系統(tǒng)中，應(yīng)加以綜合考慮，以期在充模階段熔體以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充滿整個性強(qiáng)；在保壓階段，又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分地傳遞到型腔的各個地方，同時通過澆口的適時凝固來控制補(bǔ)料時間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小而且無氣泡、縮孔和凹陷的塑料制品 [10]。 主流道 注射機(jī)噴嘴到型腔（或分流道）的進(jìn)料通道，是塑料熔體進(jìn)入模具最先經(jīng)過的部位，其形狀、大小直接影響塑料的流 動速度和填充時間，它通常由主流道襯套和定位圈組成。 主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，其形狀與尺對塑料熔體的流動速度和沖模時間有較大的影響。設(shè)計時應(yīng)使塑料熔體在主流道中的溫度降和壓力損失最小 [11]。 主流道襯套 由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以只有在小批量的注射生產(chǎn)中，注射模的主流道在注射模的定模班上加工，大部分注射模中主流道部分設(shè)計成可拆卸、可更換的主流道襯套 [12]。 本次設(shè)計采用可拆卸、更換的主流道襯套，如圖所示： 圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 11 澆口道襯套 定 位圈 很多注射模具的定位采用單獨(dú)加設(shè)定位圈的方法，本次設(shè)計也采用了加設(shè)定位圈的方法。如圖所示，定位圈要和所選注射機(jī)的噴嘴和定位孔相一致。 圖 定位圈 主流道襯套固定方式如圖 所示： 圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 12 分流道 分流道是連接主流道和澆口的進(jìn)料通道，其作用通過流道截面及方向變化，使熔體平衡地轉(zhuǎn)換流向，進(jìn)入模具型腔。分流道的截面應(yīng)盡量使比表面積小，熱量損失小，摩擦損失小，摩擦阻力小。分流道在多型腔的模具中必不可少。 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U形和六邊形等。流道的截面積越大，壓力 損失越??；流道的截面積越小，熱量損失越小。用流道的截面積與表面積的比值來表示流道的效率，效率越高，流道設(shè)計越合理。 分流道的設(shè)計要點(diǎn) [13]： 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，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。 ②分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。 ③分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 ④分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。 分流道形狀如圖 所示： 圖 分流道截面 分流道的表面要求不高，表面粗糙度 Ra 值通常取 ~ m。這樣，可增加分流道表壁對外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻層固定，形成絕熱層，有利于保溫。分流道的表壁應(yīng)盡量平整，以免對分型和脫模不利。分流道應(yīng)盡量布置均勻，使各澆口處壓力降相等；流程盡量短，排列緊湊，使模具尺寸較??；應(yīng)使塑件投影面積中心與鎖模力中心重合。分流道布置形式有平衡式與非平衡式華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 13 兩種，這與多型腔的平衡式與非平衡式的排布是一致的。本次設(shè)計采用半圓形分流道，分流道半徑 R=4mm。分流道分布如圖 與圖 所示： 圖 分流道分布圖 圖 分流道截面 澆口設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔的進(jìn)料通道，是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分。其作用：使熔料通過澆口時候產(chǎn)生加速度，從而迅速充滿整個型腔；接著澆口處塑料首先冷凝，封閉型腔，防止熔料倒流；成型后澆口處凝料最薄，利于與塑件分離。澆口的形狀、尺寸和位置等對塑件的成型質(zhì)量影響很大，如果設(shè)計不合理容易造成塑件上的一些質(zhì)量缺陷，如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆及翹曲等往往是由于澆口設(shè)計不合理而產(chǎn)生的。澆口設(shè)計與塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工 藝參數(shù)等因素有關(guān)。澆口的形式有很多種，如側(cè)澆口、扇形澆口、評縫式澆口、直接澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳式澆口等 [14]。本次設(shè)計為一模四腔，所以采用點(diǎn)澆口。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 14 點(diǎn)澆口，又名橄欖形澆口和菱形澆口，截面小如針點(diǎn)，適用于盆型及殼體類塑件成型，而不適宜平薄易變性和復(fù)雜形狀塑件以及流動性差和熱敏性塑料的成型。 點(diǎn)澆口在開模時容易自行切斷 ,并且在塑件上留下的殘痕極小 ,不容易覺察 ,所以不需要 修剪澆口的工序 。 點(diǎn)澆口如下圖所示： 圖 點(diǎn)澆口 冷料穴與拉料桿 冷料穴 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料。以防止熔體冷料進(jìn)入型腔，影響塑件質(zhì)量。 冷料穴常常設(shè)計在主流道的末端。當(dāng)分流道較長時，在分流道的末端有時也開設(shè)冷料穴。臥式或者立式注射機(jī)使用的模具的冷料穴設(shè)置在主流道正對面的動模上，直徑稍大于主流道的大端直徑，以利于冷料流入。直角式注射機(jī)使用的模具的冷料穴即為主流道的延長部分 [15]。 冷料穴的設(shè)計如圖 所示： 圖 1主流道 2冷料穴 3拉料桿 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 15 拉料桿 頭部有各種形狀的拉 料桿起到在模具開模時，將凝料從定模部分脫出和將塑件留在動模的作用，拉料桿為模具常用件。 排氣系統(tǒng) 排氣不良容易引起塑件燒焦、短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、表面凹陷、不熔合等。排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)：一是在注射熔融塑料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用 模具零部件的配合間隙和 分型面排氣，所以無需設(shè)計排氣槽 [16]。 因為該塑件無側(cè)孔，所以無需側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 頁 16 第五章 成型 零部件設(shè)計 構(gòu)成模具型腔的零部件稱為成型零部件，如凹模（型腔）、凸模（型芯）、型環(huán)、和鑲件等。因為成型零部件承受塑料熔體的沖刷、塑件脫模摩擦等作用，所以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外，還