【文章內(nèi)容簡介】 壓力，MPa； P ——注射壓力，MPa；　　　 K ——壓力損耗系數(shù)?！！　　　　　c＝70＝　MPa則注射機(jī)的鎖模力： T＞KPcA (32)式中：　T——注射機(jī)額定鎖模力，KN；A——塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積㎜2；K——安全系數(shù)，～。所以 T＞7106＝137　KN根據(jù)以上條件，選用螺桿臥式注射機(jī)SZ300/160,其技術(shù)規(guī)范與技術(shù)特性為：螺桿直徑　 45㎜　　　　　　　　　 理論注塑容量　300㎝3注塑壓力　 150MPa 鎖模力　　　　160KN模具最小厚度　250㎜　　　　　　　 模具最大厚度　450㎜噴嘴球半徑　 20㎜　　　　　　　　 噴嘴伸出量　20㎜模板行程　 380㎜　　　　　　　　　 定位孔直徑　160㎜頂出力　　 33KN　　　　　　　　　 定位孔深度　20㎜ 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)通常分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)。首先要對(duì)塑料制品所采用的塑料品種，制品的幾何形狀、尺寸使用的機(jī)床設(shè)備，注塑時(shí)可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件等作全面分析。同時(shí)模具的分型面的選擇與澆注系統(tǒng)也有密切關(guān)系。 主流道設(shè)計(jì)1. 澆口套進(jìn)料口直徑 D＝4＋（～1）㎜ (33)式中:　d——注塑機(jī)噴嘴直徑。所以D＝4＋1＝5　㎜2. 球面凹坑半徑R　　　　　 　R＝r+(～1)㎜ (34)式中：r——注射機(jī)噴嘴半徑。所以　　　　R＝21＋1＝21㎜3. 冷料井設(shè)計(jì)冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 　圖32 分流道設(shè)計(jì)分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等。圓形和正方形截面流道的比表面積最小，塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。在本文的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)成U形截面。分流道的尺寸由塑料品種、塑料件的大小及流道長度確定。在此設(shè)計(jì)中，取分流道的半徑R＝8㎜，H= 。其形狀如圖32所示：圖33 澆口設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口可分為直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、護(hù)耳式澆口等，在此設(shè)計(jì)中選用點(diǎn)澆口。 模具材料的選擇現(xiàn)代注塑成型技術(shù)必須能以低廉的成本滿足對(duì)質(zhì)量的要求，日益提高產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。為此，必須控制成型工藝，合理選擇注射材料，并根據(jù)產(chǎn)品要求控制模具成型尺寸精度及表面質(zhì)量。由于塑料尺寸精度的高低，要求模具必須按相應(yīng)的精度或更高的精度進(jìn)行制造。模具在制造過程中，必須能承受巨大的注射壓力進(jìn)而可靠地完成重復(fù)動(dòng)作，同時(shí)使模具的工作壽命盡可能的高，補(bǔ)償一次性的巨額投資。模具的可靠性及使用壽命除與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用過程中的保養(yǎng)關(guān)系外，主要取決于模具所選用的材料、熱處理方法及制造的加工方法。幾乎所有的注射模具都是金屬材料（主要是剛材料）制造，其原因是該材料價(jià)格低廉，易于購買。而鑲嵌鋼或型腔嵌件有時(shí)也用其他的材料。注射模具通常有幾個(gè)部分組裝而成，這些部件在模具內(nèi)有自己的獨(dú)特功能，這些部件在選材和熱處理方面有各自的要求，我們主要討論選材方面。材料的選擇及要求：1． 型腔、型芯材料的選擇 主要性能要求：除了要求有較強(qiáng)的耐磨性以外，還要有較高的強(qiáng)度，在加工某些材料時(shí)，還要求有較好的熱應(yīng)性或耐蝕性。此外，由于制件的形狀、大小、精度和批量各不相同，因此模具中同類的零件也應(yīng)該根據(jù)具體情況選材。綜合本設(shè)計(jì)要求，選材為：45鋼。其熱處理方法為調(diào)質(zhì)淬火，切HRC43～HRC48。2． 導(dǎo)柱、導(dǎo)套材料的選擇主要性能要求：較高的硬度和耐磨性。中心有一定的韌性。導(dǎo)柱 材料：20 鋼 導(dǎo)套 材料：T10A鋼 3． 澆口套的材料選擇主要性能要求：表面耐磨，有時(shí)還需要耐腐蝕性和熱硬性。澆口套材料：T8A 熱處理方法：淬火加低溫回火 HRC≥554． 頂出的材料及要求主要性能要求：一定的強(qiáng)度及耐磨性頂料桿材料：45 鋼 熱處理方法：端部淬火 HRC≥555． 拉料桿的材料及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度及耐磨性 拉料桿的材料：T10A。 熱處理方法：端部淬火　50HRC～55HRC6． 各種模板、頂出板、固定板、模腳等材料的選擇及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度。 材料：45鋼 熱處理方法：調(diào)質(zhì)處理。 HB≥2007． 螺栓、螺釘、定位環(huán)等材料的選擇及要求主要性能要求：一般強(qiáng)度 材料：Q235 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件稱為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹模、凸模模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．凹、凸模的結(jié)構(gòu)凹、凸模在結(jié)構(gòu)上有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體嵌入式、局部鑲拼式、四壁拼合式等。根據(jù)本文的設(shè)計(jì)零件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用整體式凹、凸模。所謂整體式，就是指直接在選購的模架上開挖型腔。其優(yōu)點(diǎn)是加工成本低。但是，通常模架的模板材料為普通的中碳鋼，用作型腔，使用壽命短，若選用好材料的模板制作整體型腔，則制造成本相對(duì)較高。2．模具分型面注射模具一般由動(dòng)模和定模兩部分組成，其動(dòng)模和定模的接觸表面即模具分型面。每套模具可能有一個(gè)或多個(gè)分型面。在選擇分型面一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：1）塑料制品的形狀、尺寸和壁厚。2）塑料性能及填充條件。3）澆注系統(tǒng)的布局。4）成型效率及成型操作。5）排氣及脫模。6）模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造容易。模具分型面可能垂直于合模方向，有可以傾斜于合模方向或平行于合模方向。分型面的選擇很重要，它對(duì)塑料制品的質(zhì)量、模具操作和模具制造等均有較大的影響。 成型零件工作尺寸的計(jì)算1．成型收縮率影響收縮率的因素很多，在確定收縮率時(shí)主要根據(jù)塑件品種、塑件形狀、及壁厚來考慮。聚乙烯 成型收縮率 %～5%平均收縮率為====% (34)2．件脫模斜度為了使塑件容易脫模，在凹、凸模上沿塑件塑件脫模方向上都應(yīng)設(shè)有脫模斜度和較低的粗糙度。 型腔35`~1176。30` 型芯 30`~1176。3．成型零件尺寸計(jì)算成型零件尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型芯高度尺寸，型腔深度尺寸和中心距尺寸等。進(jìn)行成型零件尺寸計(jì)算時(shí)，考慮以下三個(gè)方面的影響因素，即成型零件本身的制造公差，成型零件在使用過程中的磨損和成型收縮率的波動(dòng)。成型零件的尺寸計(jì)算如下：1） 型腔有關(guān)尺寸的計(jì)算徑向尺寸 取= =[30(1+)－]=㎜深度尺寸 =[(1+)－]=肋徑向尺寸 =[18(1+)－]=㎜ =[5(1+)－]=㎜深度尺寸 =[15(1+)－]= =[9(1+)－]=徑向尺寸 =[50(1+)－]=㎜ =[40(1+)－]=㎜ =[213(1+)－]=219㎜ =[125(1+)－]=㎜型芯的有關(guān)工作尺寸：=[18（1+）+]=㎜=[22（1+）+]=23㎜=[10（1+）+]=㎜ =[18(1+)+]=㎜ =[45(1+)+]=㎜ =[85(1+)+]=㎜ =[18(1+)+]=㎜八角型芯位置： =35（1+）177。（1/6）/2=177。㎜圓形型芯位置： =（1+）177。（1/6）/2=177。㎜ 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1．抽芯機(jī)構(gòu)分類：抽芯機(jī)構(gòu)可分為：機(jī)動(dòng)抽芯 、手動(dòng)抽芯 、液壓抽芯等。2．抽芯距和脫模力的計(jì)算1）抽芯距的計(jì)算：S=Htanα (35)式中： S抽芯距 H斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的行程（mm） α斜導(dǎo)柱的傾斜角176。 H=80所以： S=80tan20176。+（2～3） =32㎜2) 脫模力的計(jì)算：F=Lhp（μcosαsinα） (36)式中：F脫模力 （N）； L活動(dòng)型芯被塑料制品包緊的斷面形狀的周長； h成型部分的深度（mm）。 p單位面積包緊力，一般取8~12MPa； μ摩擦系數(shù)，~； α脫模斜度（176。）；所以：F=Lhp（μcosαsinα）=1621210（）= N3. 斜導(dǎo)柱的各項(xiàng)參數(shù)：　　　　　　　 1）導(dǎo)柱的直徑根據(jù)材料力學(xué)可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算公式： d=(F彎L/[σ]彎cosα)1/3 (37)式中：α—— 斜導(dǎo)柱的傾斜角； F彎—— 斜導(dǎo)柱所受彎曲力，N； L —— 斜導(dǎo)柱的有效工作長度，m； d —— 斜導(dǎo)柱直徑，m。[σ]彎——彎曲許用應(yīng)力，對(duì)于碳鋼可取140MPa。所以：d=(F彎L/[σ]彎cosα)1/3 =（F/cos20176。32/140）1/3=㎜由于要同時(shí)考慮剛度和強(qiáng)度，為安全保險(xiǎn)起見取： d=20㎜ 圖 342) 斜導(dǎo)柱總長L總=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=D/2tanα+H1/cosα+d/2tanα+H2/cosα+d/2tanα+s/sinα+(5～10)=15tan20176。+50/cos20176。+10tan20176。+35/cos20176。+10tan20176。+176。+5=135 ㎜ 強(qiáng)度計(jì)算型腔要承受高壓熔體的壓力，因此應(yīng)具有足夠的壁厚。如壁厚不夠則表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形，也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即型腔發(fā)生塑型變形甚至破壞。型腔壁厚計(jì)算以最大壓力計(jì)算為主，理論分析和實(shí)踐證明，對(duì)大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度計(jì)算；而小尺寸型腔則以強(qiáng)度不足為主要矛盾，因此需按強(qiáng)度計(jì)算。線性帶輪的模具設(shè)計(jì)屬于小尺寸型腔因此按強(qiáng)度計(jì)算凹模壁厚及底板厚度。 ==16mm （38）[]—許用壓力，Mpa（45鋼為160106pa）—側(cè)壁厚度 p—熔料對(duì)型腔的壓力 ==16mm （39）——底板厚度 模具零件的三維設(shè)計(jì) 模具零件設(shè)計(jì)1．凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、大面積鑲嵌組合式和四壁拼合的組合式五種。本設(shè)計(jì)采用整體式凹模，它系由一整塊金屬加工而成，其特點(diǎn)是牢固，不易變形。其結(jié)構(gòu)形式如圖35所示：2.　凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模是用來成型塑料內(nèi)表面的的零件，型芯有整體式合組合式之分，形狀簡單的型芯和模板可以做成整體的。根據(jù)本設(shè)計(jì)特征要求，由于塑料件是程中心對(duì)稱，故采有整體式模體，且根據(jù)零件的處形特征，其三維形狀如圖36所示：定位圈的三維設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，定位圈的設(shè)計(jì)形狀如圖37所示：圖35圖36 圖373． 澆口套的三維設(shè)計(jì) 澆口套的三維形狀如圖38所示： 圖385． 型芯和滑塊滑塊用來側(cè)抽芯的，使模件形成側(cè)孔，且使斜導(dǎo)柱沿其孔運(yùn)動(dòng)。如圖39所示： 圖394．導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)向