【文章內(nèi)容簡介】 需要塑料的質(zhì)量 故可以計算得： n ≤ ( 104－ )/≈ 所以 n=2 符合要求。 鎖模力的校核 注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。 1） 塑件在分型面上的投影面積 A 塑 ，則 22 7 14/ mmRA ?? ?塑 2） 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 澆， 即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A 澆 數(shù)值可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。 A 澆 是每個塑件在分型面上的投影面積 A 型 的 ~ 倍。由于本例流道設(shè)計簡單，分流道想對較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。這里取 A 澆 = 塑 。 3） 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積 A 總，則 ? ? ? ? ???????? 塑塑澆塑總 AAAAA 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 18 4） 模具型腔內(nèi)的脹型力 F 脹，則 KNNPAF 0 0 3 0 0 1 ????? 鎖總脹 式中， P 模是型腔的平均計算壓力值。 P 模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~40%,大致的范圍是 25~40MPa。對于粘度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。 PE 屬于低等粘度塑料及有精度要求的塑件，故 P 模取 30MPa。 查表 3— 3 可得該注射機的公稱鎖模力 F 鎖 =900KN，鎖模力的安全系數(shù)為k2=~ 這里取 k=，則 鎖脹脹 FKNKNFFk ? ??? ，所以，注射機鎖模力合格。 最大注射壓力校核 注射機的額定 注射壓力即為它的最高壓力 P 公，應(yīng)該大于注射機成型時所調(diào)用的注射壓力，即： 注公 PP? 很明顯，上式成立，符合要求。 模具注射機安裝部分的校核 噴嘴尺寸 注射機頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下球面半徑相適應(yīng)。 模具厚度 模具厚度 H（又稱為閉合高度）必須滿足： HminHHmax 式中 Hmin――注射機允 許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距； Hmax—— 注射機允許的最大模具厚度。 注射機允許厚度 200 H 300 符合要求。 開模行程的校核 開模行程 s（合模行程）是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。對于具有液水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 19 壓 — 機械式合模機構(gòu)的注射機，其最大開模行程是由肘桿機構(gòu)的最大行程所決定的，而不受模具厚度的影響，當(dāng)模具厚度變化時可由其調(diào)模裝置調(diào)整。故校核時只需使注射機最大開模行程大于模具所需的開模距離，即： Smax≥ S=H1+H2+5— 10mm； 式中 Smax──注射機最大開模行程，（ mm）； H1──推出距離（脫模距離）（ mm）； H2──澆注系統(tǒng)凝料的高度（ mm）。 脫模距離取 H1 = 澆注系統(tǒng)凝料高度取 H2=55mm 余量取 5mm 則有： Smax≥ s= 滿足要求。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 20 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注射模具的澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口、冷料穴等部 分組成。在注射模具設(shè)計中對澆注系統(tǒng)進行合理的布局和形式的選擇是一個重要的環(huán)節(jié)。因為它的設(shè)計正確與否直接影響著注射工程中的成型效果和塑件質(zhì)量。 主流道的設(shè)計 主流道是熔融塑料由注射機噴嘴噴出時最先經(jīng)過的部位，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料順利拔出。 主流道主要技術(shù)參數(shù)： 主流道的長度：小型 模具 L 主 應(yīng)盡量小于 60mm，本次設(shè)計中初取 50mm 進行設(shè)計。 主流道小端直徑： d=注射機噴嘴尺寸 +（ ~1） mm=（ 4+） mm=。 主流道大端直徑： D=d+2L 主 tanα≈ 7mm，式中α =3176。 主流道球面半徑： SR0=注射機噴嘴球頭半徑 +（ 1~2） mm=（ 12+2） =14mm。 球面的配合高度： h=3mm。 圖 51 澆口套 主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是整體式，即定位圈與澆口套為一體，并壓配于定模板內(nèi)，一般用于小型模具；另一種是分體式，將澆口套和定位圈設(shè)計成兩個零水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 21 件，然后配合在模板上。由于主流道與熔融塑料水管堵頭注射機噴嘴反復(fù)接觸 、碰撞，澆口不直接開設(shè)在定模上，為了制造方便，采用分體式的澆口套，澆口套的材料選為T8 工具鋼制作，經(jīng)淬火洛氏硬度為 53~57HRC。澆口套和定位圈結(jié)構(gòu)如圖 和 所示。 圖 52 定位圈 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 22 分流道的設(shè)計 分流道是將熔融塑料從主流道中通過流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進入單腔中的進料澆口或從主流道進入多個腔模的各個型腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)換方向的作用。通常分流道設(shè)置在分型面的成型區(qū)域內(nèi)。 分流道 的截面設(shè)計 分流道的截面形狀常用的有圓形、梯形和矩形。 通常在選用分流道的截面形狀時，應(yīng)考慮分流道的效率問題、成型區(qū)域的面積以及加工的經(jīng)濟問題，其分流道的效率如表 所示。 流 道截面形狀 使 截面均為π R2 D=2R B= r= 2 R d= 2 D H= B= H= B= 效率 表 分流道的截面形狀與效率 圓形截面的分流道的截面積和周長之比最大，即效率最高，但是制造起來比較麻煩，因為它必須將分流道設(shè)在模板兩側(cè)，在對合時容易產(chǎn)生錯口現(xiàn)象。 梯形截面效率次于圓形和正方形截面，且加工起來比較簡單，所以此次設(shè)計選用梯形截面的分流道。 分流道的長度 由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長度 L 分 取 35mm。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 23 圖 53 分布方式 分流道的當(dāng)量直徑 因為該塑件的質(zhì)量 m 塑 =200g，分流道的當(dāng)量直徑為 44= 0 . 2 6 5 4 m = 0 . 2 6 5 4 2 1 . 8 3 5 3 m mD L m m? ? ?分 塑 分 分流道截面尺寸 設(shè)梯形的下底寬度為 x，底面圓角的半徑 R=1mm，設(shè)置梯形的高 h=，則該梯形的截面積為 )8t a (2 )8t a n2( ????????? xhxxA分 再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑 3mm的圓面積相等，可得 ? ? 4 22 ?????? 分π D 即可得： mm2x? ，則梯形的上底約為 3mm。 凝料體積 分流道的長度 L 分 =35 2=70mm 分流道截面積 22 32 ????分A 凝料體積 33 cm6 1 2 ????? 分分分 ALV 校核剪切速率 確定注射時間：查表 ，可取 t= 計算分流道體積流量： scm9 1 1 2 33 ????? 塑分分 VV 剪切速率為： 131333 2 SSR ??????????????分分?? 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 24 該流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 132 105~105 S?? 之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低， 一般取 ~，此處取 。另外，其脫模斜度一般在 ?? 10~5 之間，這里取脫模斜度為 ?8 。 分流道的分布設(shè)計 分流道的布置形式有平衡式進料和非平衡式進料兩種。 本模具的流道布置形式采用梯形平衡式分流道。 : 澆口的設(shè)計 澆口又稱進料口或內(nèi)流道，它是分流道與塑件之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分。它能使分流道輸送來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，順序、迅速地充滿型 腔，同時還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。 澆口的斷面形狀通常用圓形和矩形，而矩形澆口用得比較廣泛。澆口尺寸一般憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取。澆口斷面積與分流道斷面積之比約為 ~，澆口長度約為~。通常，矩形斷面的 b=~5， h=~2，這里 b 取 ， h 取 1. 圖 54 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 25 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則： ； ； ； ； ； ； ； ； ； 。 此外，在選擇澆口位置和形式時，還應(yīng)該考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素。 本設(shè)計采用側(cè)面進料的側(cè)澆口。結(jié)構(gòu)形式如圖 冷料穴的設(shè)計 冷料穴 冷料穴是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進入型腔而影響塑件的質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔。 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或者出于分流道的末端，其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品質(zhì)量。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、儲存冷料，另外一種除儲存冷料外還兼有拉出流道凝料的作用。 根據(jù)需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道轉(zhuǎn)向的位置，甚至在型腔的末端開設(shè)冷料穴。冷料穴應(yīng)設(shè)置在熔體流動方向的轉(zhuǎn)折位置，并迎著上游的熔體流向，冷料穴的長度通常為流道直徑 d 的 ~2 倍。本設(shè)計開設(shè)的冷料長度為 6 mm。 拉料形式 本次設(shè)計采用圓錐孔帶頂桿頂出的拉料穴，其凝料頂桿在頂桿固定板上，開模時依靠錐孔起拉料作用，然后利用頂桿對凝料強制脫模。由于取下主流道凝料時無需做橫向移動，故容易實現(xiàn)自動化操作，同時拉料穴也起到了冷料穴的作用。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 26 第六章 成型 零件的設(shè)計 成型零件的設(shè)計主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、凸模、各種成型桿和成型環(huán)。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因為強度不夠而產(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(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)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)驗確定型腔壁厚和底板厚度。 凹模用以形成制品的外表面，型 芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成型零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 凹模的機構(gòu)設(shè)計 凹模是成型塑件外表面的成型零件。按凹模結(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。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本次設(shè)計中采用整體嵌入式凹模。如圖 61 所示： 圖 61 凹模 水管堵頭注塑成型工藝及模具設(shè)計 27 圖 62 凸模 凸模的機構(gòu)設(shè)計 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件就一個型芯如圖 62 所示，設(shè)計時將其放在定模部分，選擇組合式凸模，同時有利于分散脫模力和簡化模具結(jié)構(gòu)。