【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、易于切除澆口尾料。 19 對(duì)于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。非限制性澆口起著引料、進(jìn)料作用；限制性澆口一方面通過截面積突然變化使分流道輸送來的塑料熔體的流 速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑料分離的作用。 這里采用側(cè)澆口（又稱邊緣澆口）。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面多為矩形狹縫（也有用半圓形的注入口），調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活 地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但有澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，且注射壓力大，對(duì)深型腔塑件不便。 側(cè)澆口的設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖 (示意圖 )： 20 在上述尺寸中，以澆口深度 h 最為重要。它控制著澆口內(nèi)熔體的補(bǔ)縮程度。澆口寬度 W 的大小對(duì)熔體的體積流量有直接影響。澆口長(zhǎng)度 L 在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下以短為好。 第六章 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。在學(xué)校設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分可能要自己進(jìn)行設(shè) 計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中則應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件等。 在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時(shí)可在市場(chǎng)上買到，這對(duì)縮短制造周期，降低制造成本時(shí)極其有用的。 21 模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度校核，看所選模架是否可以，尤其對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要 。 設(shè)計(jì)模具時(shí)，開始就要選定模架。當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式等因素。 綜合各種因素來考慮，本套模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格如下： C15060A50B50C120 解釋如下： C1— 基本型 500600— 模板周界尺寸 500mm 600mm A50— A 板厚度 B50— B 板厚度 C120— C 板厚度 標(biāo)準(zhǔn)為：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 第七章 分型面與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可分離 部分的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)的凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面位置，然后才能選擇分型面的結(jié)構(gòu)。 分型面的形式 注射模具有的只有一個(gè)分型面，有的有兩個(gè)多個(gè)分型面。但不管有幾個(gè)分型面， 22 其形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，以便于制品成型和模具制造。分型面的形狀可以是平面、階梯面 或曲面。在一般情況下，只采用一個(gè)與開模方向相垂直的分型面，在特殊情況下才采用較多的分型面。 分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工、嵌件位置、形狀及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選取出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)基本原則： 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形尺寸的最大輪廓處 這里通過該方向上塑件的截面積最大，否則塑件無法從型腔中脫出。 2） 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動(dòng)模一側(cè)，這樣有助于動(dòng)模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)往往會(huì)增加模具整體的復(fù)雜性。 3）保證塑件的精度要求 與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具型腔內(nèi)。如果塑件上精度要求較高的成型表面被分割，就有可能由于合模精度的影響引起形狀和尺寸上不允許的偏差，塑件達(dá)不到所需要的精度要求而成為廢品。 4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 選擇分型面時(shí)應(yīng) 避免對(duì)塑件的外觀質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)考慮分型面處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除，當(dāng)然，在可能的情況下，應(yīng)避免分型面外產(chǎn)生飛邊。 23 5）便于模具加工制造 為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面。 6）對(duì)成型面積的影響 注射機(jī)一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大成型面積及額定鎖模力，注射成型過程中，當(dāng)塑件（包括澆注系統(tǒng)）在合模分型面上的投影面積超過允許的最大成型面積時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，這時(shí)注射成型所需的合模力也會(huì)超過額定鎖模力，因此，為了可靠地鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，選 擇分型面時(shí)應(yīng)盡量減少塑件（型腔）在合模分型面的投影面積。 7）對(duì)排氣效果 分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合。 8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響 當(dāng)塑件需要側(cè)向抽芯時(shí)，為保證側(cè)向型芯的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，在選定分型面時(shí)，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在合模方向，并盡量把側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)放置在動(dòng)模一側(cè)。 實(shí)際設(shè)計(jì)中，盡可能全部滿足上述原則。但根據(jù)以上原則，選擇分型面，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 由削皮器外形的特點(diǎn)可以看出： 24 優(yōu)先選水平面分型面分型， 零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、最大橫截面位于制件中間、分型面唯一，可以順利地脫模，故可以適用。 二、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的各種低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡，另一方面氣體受壓力，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或（褐色斑紋），同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。有時(shí)在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料 最后充填到的部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定的氣體。 注射模成型時(shí)的排氣方式通常以如下四種方式進(jìn)行： 1）利用配合間隙排氣 2）在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 3）利用排氣塞排氣 4）強(qiáng)制性排氣 通常在中小型模具中，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 ～ 。 因?yàn)楸局破返呐艢饬坎淮?，這里采用模具分型面之間的間隙進(jìn)行自然排氣。排氣間隙可認(rèn)為取 。 第八章 成型零件的設(shè)計(jì) 型腔是模具中直接用以成型制品的部分。成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凸模、凹模、成型桿等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用 25 要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)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(shí)需要克服于塑件的粘著力。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，它的強(qiáng)度和剛度必須在許可范圍內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，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。 一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模，凸模、型芯、鑲塊各種成型桿，各種成型環(huán)由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力和足夠的精度和表面粗糙度，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(yīng)進(jìn)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(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材 。 凹模 凹模是用來成型塑件的外表面的主要零件 。按其結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種形式。 1）整體式凹模 整體式凹模由整塊材料加工而成。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡。缺點(diǎn)是加工困難，需用電火花機(jī)床和立式銑床加工，熱處理也不方便，僅適合于形狀簡(jiǎn)單的中小型制品。 2）整體嵌入式凹模 26 整體嵌入式凹模適用于小型制品的多型腔模具。通常將多個(gè)整體凹模嵌入到凹模固定板中。整體凹模的外形多采用帶臺(tái)階的圓柱體，從下部嵌入到凹模固定板中。整體嵌入式凹模裝在凹模固定板中，需要用銷釘式螺釘定位帶臺(tái)階的嵌入式凹模能有效地防止脫 出固定板，但需要墊板壓固，凹模和固定板之間采用過渡配合甚至過盈配合，以便使凹模固定牢靠。 3）組合式凹模 組合式凹模一般用于形狀復(fù)雜的凹模。它的強(qiáng)度和剛度較差。在高壓熔體作用下易造成墊板變形。 4）鑲嵌式凹模 設(shè)計(jì)中采用整體式凹模，主要原因是型腔是不規(guī)則形狀，但是又類似扇形，若采用其它方式，固定時(shí)有一定的困難。型腔的結(jié)構(gòu)形狀也決定了它的加工方法必須用電火花加工，所以設(shè)計(jì)中采用整體式凹模。 凸模 凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指 成型零件上較小孔槽的零件。 主型芯按結(jié)構(gòu)分可分為整體式和組合式兩種。由于削皮器的主型芯結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，故采用整體型芯的形式，但其中小型芯較細(xì)，易磨損，不適宜做成整體式，應(yīng)作成鑲拼式，故動(dòng)模板應(yīng)做成兩部分合為一體的形式。其具體的形式參見圖紙。 成型零件的鋼材選用 用作注射成型零件的鋼材，應(yīng)具備以下性能： 1）機(jī)械加工性能良好。 2）拋光性能優(yōu)良。 3）耐磨性和抗疲勞性能好。 27 4）具有耐腐蝕性能。 具備以上特點(diǎn)的注射模常用鋼種有以下幾種： 1）碳素鋼 2）合金鋼 小型芯和鑲件常以棒料的形式供應(yīng)，采用淬火變形 小、淬透性好的高碳合金鋼，經(jīng)熱處理后在磨床上直接研磨至鏡面。常用 9CrWMn、 Cr12MoV 和 3Cr2W8V 等鋼種。 3）塑料模具鋼 它包括了預(yù)硬鋼、耐腐蝕鋼、鏡面鋼等幾種。 在此凸模選用預(yù)硬鋼 P20，即 3Cr2Mo 來作為成型零件。這種鋼材是將模板預(yù)硬化后以硬度 36~38HRC 供應(yīng)，其抗拉強(qiáng)度為 133Mpa。模具制造中不必?zé)崽幚怼Ｄ鼙ＷC加工后獲得較高的形狀和尺寸精度，也易于拋光，適用于中小型注射模具的成型零件。 凹模采用鏡面鋼 PMS(10Ni3CuAlVS)，它的供貨硬度為 30HRC，易于切削加工。而后在 真空環(huán)境下經(jīng) 500~550186。C，以 5~10h 時(shí)效處理，鋼材彌散析出復(fù)合合金化合物，使鋼材具有 40~45HRC 的硬度，耐磨性好且變形小。 成型零件工件尺寸的計(jì)算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸精度的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求高。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度要求。影響塑件 尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。主要因素有以下方面： 28 1)塑件收縮率的影響 塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚、模具的結(jié)構(gòu)，成型的工藝條件等因素有關(guān)。 2)成型零件的制造誤差 實(shí)踐表明，成型零件的制造公差約占塑件總公差的 1/3~1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差時(shí)可取塑件公差的 1/3~1/4，或取 IT7~IT8級(jí)作為模具制造公差。 ABS成型的土豆削皮器制品取一般精度 IT3級(jí) ,取 IT9 級(jí)作為模具的制造公差。 3)模具成型零件的磨損 4)模 具安裝配合的誤差 在一般情況下，收縮率的波動(dòng)、模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。而且并不是塑件的任何尺寸都與以上因素有關(guān)。 以下計(jì)算中，塑料的收縮率均為平均收縮率。并規(guī)定：塑件外形最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，與之相對(duì)應(yīng)的模具型腔的最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；塑件內(nèi)形最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值，與之相對(duì)應(yīng)的模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值；中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。 1)型腔徑向尺寸 zM xLssL ?0])1[( ???? = 0])[( ????? = ? = ?? 其中： ML 型腔的徑向尺寸 sL 塑件的外形尺寸（ 40 ? ） 29 s 塑件的平均收縮率（ % maxS =%； minS =%） x系數(shù) δ z取Δ /