【文章內(nèi)容簡介】 注射裝置 額定注射量 /cm3 500 螺桿直徑 /mm φ 65 注射壓力 /MPa 145 注射行程 /mm 200 注射方式 螺桿式 最大成形面積 /cm178。 1000 噴嘴孔直徑 /mm φ 噴嘴球半徑 /mm 18 合模裝置 鎖模力 /kN 3500 最大開 合 模行程 /mm 500 模具最 大 厚度 /mm 450 模具最小厚度 /mm 300 拉桿空間 /mm 540? 440 動定模固定板尺寸 /mm 700? 850 合模方式 液壓 機械 其他 電動機功率 /kW 22 加熱功率 /kW 14 定位 孔 直徑 /mm φ 150 ? 中心孔徑 /mm φ 150 頂出形式 中心 液壓 頂出， 兩側(cè)頂桿機械頂出 注塑機有關(guān) 工藝 參數(shù)校核 在多型腔模具的實際設(shè)計中，有的是首先確定注塑機的型號，再根據(jù)注塑機的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟要求，計算出要求選取型腔的數(shù)目；也有先根據(jù)生產(chǎn)效率以及制件精度要求確定型腔數(shù)目，然后再選擇注塑機或?qū)ΜF(xiàn)有的注塑機進行校核。本課題正是 采用 了后一種方案 ，既然型腔的數(shù)目已確定，就可據(jù)此校核注塑機的相關(guān)參數(shù)。 1． 按 型腔數(shù)量校核 注塑機的 最大注射量 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 nm1 +m2 ≤ kmn 式 式中 n模具型腔數(shù)量 ， n=2； m1 單個塑件的 體積 （ 1m =179。）； m2 澆注系統(tǒng) 凝料的體積 （ m2 =25 cm179。）； mn 注 塑 機的 最大注射 量 （ mn =500 cm179。）； k注塑機 最大注射量 利用系數(shù)，一般取 。 把上述參數(shù)全部代入 式 中， 2 +25=222≤ 500，所以注塑機的最大注射量符合要求。 2． 按 型腔數(shù)量校核 注塑機的 鎖模力 （ n 1A + 2A ） p≤ nF 式 式中 nF 注塑機 的額定鎖模力（ Fn =3500kN）； 1A 單個 塑件在模具分型面上的投影面積（ 不超過 50000 mm178。）； 2A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ 最大為 500 2mm ）； p塑料熔體對型腔的成型壓力， 對于 ABS 其值取 p=30Mpa。 把上述參數(shù)代入 式 中， （ 2 50000+500） 30=3015kN≤ 3500kN 上述計算中 ， 1A 值是按單個塑件在分型面上 最大投影面積代入 的 ，其實際值是小于 50000 的， 所以注塑機的鎖模力也符合條件。 3． 注塑機 的 注射壓力校核 塑料成型時所需的注射壓力是由塑料品種、注塑機類型、噴嘴形式、塑件形狀 以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。按照經(jīng)驗 ABS 塑料成型山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 時所需的注射壓力為 30Mpa，小于注 塑機的額定注射壓力 145Mpa，因此注塑機的注射壓力也是符合要求的。 4． 注塑機的 開 模行程校核 由于注塑機是液壓和機械聯(lián)合作用的開合模機構(gòu)，所以注塑機的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，其校核方法如下 ： s≥ 1H + 2H +（ 5~10） mm 式 式中 s注 塑 機的 最大開模行程 （ s=500mm）； 1H 推出距離 （ 1H =24+6mm） ； 2H 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 （ 2H =130mm） 。 把所有參數(shù)代入 式 中， 500≥ 30+130+10=170， 所以注塑機的最大開模行程也是符合要求的。 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 澆注系統(tǒng)的設(shè)計是模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，設(shè)計合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大影響。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴 四部分組成。對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應(yīng)遵循以下幾個原則 ： 了解塑料的成型性能 ； 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕 ； 有利于型腔中氣體的排出 ； 防止型芯的變形和嵌件的位移 ； 盡量采用較短的流程充滿型腔 ； 流動距離比的校核。 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注塑成型。 澆口的設(shè)計主要包括澆口形式的選擇和澆口位置的確定 兩部分內(nèi)容 。從塑件的山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 結(jié)構(gòu)特征可知，適用于該塑件的澆口形式有點澆口和側(cè)澆口。選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝 性 和成 型質(zhì)量要求，并 結(jié)合 塑料原材料的特性與塑料熔體在模內(nèi)的流動狀態(tài) 等 ，綜合進行考慮。 由于塑件整體處在定模部分，因此澆口位置只能選在塑件的外表面。但無論采用點澆口還是側(cè)澆口，都難免產(chǎn)生澆注痕跡， 從產(chǎn)品 的美觀性 要求考慮， 澆口位置的選擇應(yīng)盡量減少 澆注痕跡 的影響 。 綜合各方面因素，如圖 所示，現(xiàn)有兩種澆口位置選擇方案： 1. 可以 將澆口 選在 圖中 的 A 位置， 因為塑件出廠時要在此處貼上一層動畫紙，它可以覆蓋住澆口痕跡， 因此澆口去除后不會影響產(chǎn)品的外觀。理論上此處可以設(shè)計點澆口或直接澆口，但塑件壁厚太薄，若采用直接澆口不僅去 除澆口困難，還容易損壞塑件。因此最佳的澆口形式為點澆口，去除容易，痕跡小。 2. 還可以把澆口選在圖中所示的 B 位置，因為此處為塑件側(cè)面，只要控制好澆口大小，也不會對塑件外觀造成太大影響。理論上此處也可以有潛伏澆口和側(cè)澆口兩種選擇，但采用潛伏澆口無疑會增加模具復(fù)雜程度，給加工帶來困難。因此最佳的澆口形式為側(cè)澆口。 采用第一種方案，具有不影響塑件外觀的優(yōu)點，但要使用三板式注射模，而且會增加分流道長度；采用第二種方案，則相對縮短了熔體流程，對后期沖模有利，但塑件尺寸較大，若澆口太小，則把手位置可能會產(chǎn)生澆不到缺陷 。 兩種澆口形式的優(yōu)缺點還可以 通過 計算機有限元模擬 分析 來比較 ，我們可以更加直觀的觀察到產(chǎn)品可能產(chǎn)生氣穴和熔接痕的位置，從而為澆口形式的選擇提供更為充分的參考。本步驟的工作將在第 4 章中詳細闡述。 綜合對比點澆口和側(cè)澆口各自的優(yōu)缺點，本 課題擬采用第二種方案，并選用側(cè)澆口中的扇形澆口，以加大澆口尺寸，以免 充填不足 現(xiàn)象的發(fā)生。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 圖 扇形澆口示意圖 如圖 所示為扇形澆口結(jié)構(gòu)簡圖，澆口長 l=， 深 t=， 寬b=10mm， 整個扇形澆口的長度 L=8mm。 分流道的設(shè)計 分流道 是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體流動通道，其作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。分流道可 開設(shè)在 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（流道表面積與其體積之比）小，使溫度較高的的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。 常用的 分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、半圓形及矩形等幾種形式。本課題采用半圓形截面分流道， 如圖 所示， 由于塑件面積較大，屬于薄壁制品，且 ABS 樹脂 的熔體流動性亦屬中等，故分流道的截面半徑應(yīng)取得略為大些， R=4mm。 分流道平衡式布置，如圖 所示，由于只有兩個型腔，故只有一次分流道，其長度 L=10mm； 為了使靠近流道的熔體迅速冷卻成絕熱層，分流道的表面粗糙度值不可太低，取 Ra=。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 分流道 截面示意圖 圖 分流道 布局 主流道設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀尺寸對塑料熔體的流 動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 在臥式或立式注塑機上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常 開設(shè)在 模具的 澆口套 中，為了使主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流 道 設(shè)計成圓錐形，錐角 ? 為 2~6 。 澆口套有多種結(jié)構(gòu)形式，本課題擬采用貫穿式澆口套，其結(jié)構(gòu)形式如圖 所示： 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 圖 澆口套 結(jié)構(gòu)形式 圖中各參數(shù)確定方法如下： R=R0 +（ 1~2） mm； d=d0 +（ ~1） mm； R0 注塑機噴嘴頭部球面半徑， R0 =18； d0 注塑機噴嘴前端孔徑， d 0 =（ R0 、 d0 為注塑機參數(shù)，詳見 節(jié)） 。 所以澆口 套始端球面半徑 R=20mm， 小端直徑 d=8mm，取主流道大端直徑 D=20mm。澆口套的長度 L 是由定模板厚度、定模座板厚度以及進入定位圈的長度（ 9mm）三部分組成的， L=134mm，詳見 節(jié)。由此便可計算主流道的圓錐角 ? =176。 ，在 2176。 ~6176。 范圍之內(nèi)。 澆口套采用 優(yōu)質(zhì) 碳素具鋼 T10A 制造 ， 熱處理 硬 度 5355HRC， 主 流道表面粗糙度 Ra m?? 。 澆口套以基孔制 H7/m6 與 定模板過渡配合，以基孔制 H9/f9 與 定位圈間隙配合 。 根據(jù)主流道和分流道的設(shè)計結(jié)果可計算出澆注系統(tǒng)凝料總體積澆V =179。,由此可見 節(jié)的估算結(jié)果也在合理范圍之內(nèi)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 拉料桿 和 冷料穴 設(shè)計 主流道拉料桿有兩種基本形式，一種是推桿式的拉料桿，固定在推桿固定板上，其中 Z 字形拉料桿是典型的結(jié)構(gòu)形式，工作時依靠 Z 字形鉤將主流道凝料拉 出澆口 套，推出時，推出結(jié)構(gòu)帶動拉料桿將主流道凝料推出模外，推出后由于鉤子的方向性而不能自動脫落，需要人工取出，其結(jié)構(gòu)形式如圖 所示。還可以在動模板上開 設(shè)反錐度冷料穴，它的后面 設(shè)有推桿，分型時靠動模板上的反錐度穴的作用將主流道凝料拉出澆口套，推出時靠后面的推桿強制 將其推出 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 所示。另 一種是僅適用于推件板脫模的拉料桿，固定在動模板上。其典型結(jié)構(gòu)有球字頭 拉料桿 和 菌字頭拉料桿 兩種，分別 如圖 、 d 所示 。 他們是靠頭部凹下去的部分將主流道凝料從澆口套中拉出來，然后推件板推出時，將主流道凝料從拉料桿上強制脫出。 本課題 采用圖 所示的球頭 拉料桿。 （ a） Z 型 （ b） 倒錐形 （ c） 球頭 形 （ d） 菌頭 形 圖 主流道拉料桿和 冷料穴 的形式 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 組成 之一。冷 料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入 型腔 ，既影響熔體 的 填充 速度，又 影響塑件 的 成型質(zhì)量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿，注射結(jié) 束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套被拉出， 然 后推出機構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。本 課題 采用圖 所示的 球頭冷料穴 形式。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 推出機構(gòu)設(shè)計 每次 注射成型 后 把 塑料制件及澆注系統(tǒng) 凝料從模 具中脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu) 或脫模機構(gòu) 。推出機構(gòu)的動作通常是由安裝在注射機上的頂桿或液壓缸完成的。推出機構(gòu) 設(shè)計的合理性與可靠性直接影響到塑件的質(zhì)量，因此推出機構(gòu)的設(shè)計也是注射模設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。 推出機構(gòu) 的結(jié)構(gòu)組成及 設(shè)計要求 推出機構(gòu) 一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向 等 三大 元 件組成。 推出元件是與塑件和澆注系統(tǒng)凝料直接接觸并將其推出模外的元件，像推桿、推件板、推管、拉料桿均屬于這類元件；復(fù)位元件是為了使推出機構(gòu)能回復(fù)到塑件被推出時的位置而設(shè)置的，復(fù)位桿就是典型的復(fù)位元件； 導(dǎo)向元件是對推出機構(gòu)進行導(dǎo)向，使其在推 出和復(fù)位的 過程中平穩(wěn)地運動的元件，同時它還對推板和推桿固定板等零件起到支承作用，推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套即為典型的導(dǎo)向元件。 推出機構(gòu) 通常按推出元件分為推桿推出、推件板推出、推管推出等幾種典型結(jié)構(gòu)形式。推出機構(gòu) 的 選擇與 設(shè)計通常有以下幾點要求： 1. 推出機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)。 由于推出機構(gòu)的動作是通過注射機動模一側(cè)的頂桿或液壓缸驅(qū)動的，所以推出機構(gòu)應(yīng)設(shè)置在動模一側(cè)。 2. 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞。 由于塑件屬于薄壁制品，而且成型面積較大，若采用推桿推出機構(gòu)則需要設(shè)置 6 根以上推桿，而且容易頂壞塑 件，從這一點考慮比較適合采用推件板推出機構(gòu)。 3. 不損壞塑件的外觀質(zhì)量。即推出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件的內(nèi)表面，結(jié)合 節(jié)的分型方案，塑件的內(nèi)表面應(yīng) 向 動模一側(cè)，方能 符合要求。若采用推件板推出機構(gòu)則不需要考慮這一點。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 4. 合模時應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位。當(dāng)采用推件板推出機構(gòu)時， 推桿可起到 復(fù)位 桿的作用，因此 無需再設(shè)置復(fù)位桿。 5. 推出機構(gòu)應(yīng)動作可靠。這就要求在設(shè)計推出機構(gòu)時應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向元件。 綜合考慮上述各種因素，本研究課題擬采用推件板推出機構(gòu)。 脫模力的計算 塑件 成型后