【文章內(nèi)容簡介】 式 主流道襯套的形式有兩種：一是主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，一般用于小型模具；二是主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合在固定在模板上。主流道為標準件可以選擇。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），對材料的要求很嚴格，小型模具可以將主澆口套和定位圈設(shè) 計成一個整體。澆口套一般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53 ～ 57 HRC，保證足夠的硬度，但是其硬度應(yīng)低于與注射機噴嘴的硬度，以防止噴嘴被破壞，附錄 D 列出了常用的澆口套結(jié)構(gòu)形式和推薦尺寸。主流道澆口套圖見下圖： 澆口套圖 41 主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流速和沖模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的交口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。 分 流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，多型腔模具必須設(shè)置分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個點澆注時也要設(shè)置分流道，分流道是塑料熔體進入型腔前的通道，可通過優(yōu)化設(shè)置分流道橫截面的形狀，尺寸大小和方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證最佳的成型效果。 影響分型面設(shè)計的因素 1） 制品的幾何形狀，壁厚，尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量要求。 2） 塑料的種類，亦即塑料的流動性，熔融溫度和熔融溫度區(qū)間，固化溫度以及收縮率。 3） 注射機的壓力，加熱溫度及注射速度。 4） 主流道及分流道的脫 落方式 5） 型腔的布置，澆口位置及澆口形式的選擇。 分流道的設(shè)計原則 1） 塑料經(jīng)分流道時的壓力損失及溫度損失要小。 2） 分流道的固化時間應(yīng)稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3） 保證塑件迅速而均勻的進入各個型腔。 4） 分流道的長度應(yīng)該盡量短，其容積要小。 5） 型腔的布置，澆口位置及澆口形式的選擇。 澆口道橫截面的形狀選擇 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、 U 字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的 效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實際使用側(cè)面具有斜度為 5176。～ 10176。的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當分型面為平面時，可采用梯形或 U字型截面的分流道。從上述分析，該模具分流道截面采用圓形截面，其加工性能好，而且塑料熔體的熱量散失，流動阻力均不大。 分流道的布置形式 在設(shè)計時應(yīng)盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡量避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 1） 一級分流道的長度 由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)兩個個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時盡量選小一點的，單邊分流長度 L 分 =50mm。 （ 2）分流道尺寸具體計算 2）分流道的長度 根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道長度適中，暫取 mm50?分L 。 3)分流道的當量直徑 因為塑件的質(zhì)量 20 0g89 . 05 x4 9. 42Vm ????? 塑? ，根據(jù)式 (416)，分流道的當量直徑為 9 6 5 6 5 44 ??????? 分塑分 LD 故取 ?分D 4)分流道的截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道多設(shè)計在分型面上。本設(shè)計采用梯形截面，其加工工藝性好，熔體的熱量散失和流動阻力均不大。 5）分流道界面尺寸 設(shè)梯 形的下底寬度為 x，底面的圓角為半徑 R=1mm，并根據(jù)表 46設(shè)置梯形的高? ，則該梯形的截面面積為 an(2 )8t ( ??????? ）。 xhxx 再根據(jù)該面積與當量直徑為 的 圓 面 積 相 等 ， 可 得4 22 ????? 分）（ 。 D? 即得 ? ，則梯形的上底約為 ，如下圖所示 : 分流道截面圖 42 6）凝料體積 （ 1）分流道的長度為 mm030650L ???分 （ 2）分流道截面積 22 6 . 55 . 5A ????分 （ 3）凝料體積 32 002130 0 ?????? 分分分 ALV 考慮圓弧影響取 ?分 7）校核剪切速率 （ 1）確定注射時間為 S ? 。 （ 2）計算分流道體積流量： 分 ?????? 塑分 V （ 3）由公式 RqVπ?? 可得到 133 6 5 6) 3分 ??????? （分分R? 該分流道的剪切速率處于澆口主流道和分流道的最佳剪切塑料132 s105~105 ??? 。故分流道的熔體剪切速率合格。 分流道表面粗糙度和脫模斜度 分流道表面不必很光滑，表面粗糙度可以設(shè)計在 ～ 之間，這是因為相對較粗糙的表面能增加外層塑料流動的阻力，使與其表面相接觸的塑料熔體凝固并形成一層絕熱層，從而利于內(nèi)部的塑料熔體的保溫。有以上可得，此處取Ra=，另外脫模斜度一般在 1～ 2o之間，這里取脫模斜度 1o。 澆口的設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、 尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大。 澆口的主要作用是 1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； 2)易于切除澆口凝料； 3)對于多型腔的模具，用以平衡進料； 該塑件要求顏色均勻一致，無黑點、雜質(zhì)等缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一腔注射，為便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正。 點澆口尺寸的確定 在工廠進行設(shè)計時，澆口深度常常先取小值，以便今后在試模的時候可以調(diào)整，并根據(jù)課本 P102 中推薦的 ABS 點澆口的厚度為 ～ ，故此處的深度取h=。 上面分別求出了塑件體積、主流到的體積、分流道的體積（澆口的體積太小可以忽略不計）以及主流到的當量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。 1）計算主流道的體積流量 /scm1 2 8 nVq 3主 ???????? 塑分主 VV 2)計算主流道的剪切速率 133 3 s101 1 101 2 3 ??? ???主主主 R?? 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口和分流道最佳剪切速率 132 s105~105 ???之間。所以主流道剪切速率校核合格。 、冷料穴的設(shè)計及計算 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴，由于該制件要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，采用球頭拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對球頭的抱緊力使凝料從 主流道襯套中脫出。冷料穴如下圖所示： 冷料穴圖 43 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 （ 1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模用以形成制品的外表面，注塑件的結(jié)構(gòu)比較簡單，可采用整體式凹模，直接在定模板上加工。其優(yōu)點是牢固、接縫少、結(jié)構(gòu)簡單，常用于中、小型模具。 （ 2）凸模（型心）的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模式成型零件內(nèi)表面的成型零件。通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型心只有兩個：是成型零件的內(nèi)表面大型心，因塑件抱緊力較大，所以設(shè)在動模部分。 根據(jù)對成型塑件的綜合考慮，該塑件的成型零件要有足夠的剛度，強度，耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮機械加工性能。又該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成凹模鋼選用 P20（美國牌號）。 采用相應(yīng)公式的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差安塑件零件圖給定的公差計算。 （ 1） 凹模徑向尺寸計算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換 mm1 5 0 .2 2mm1 5 0 0 0. ?? ?L ，相應(yīng)的塑件制造公差 ?? mm9 0 .2 2mm90 00 .4 ?? ?L ，相應(yīng)的塑件制造公差 ?? ；mm4 8 .8 6 .2 0 ?? ?L ，相應(yīng)的塑件制造公差 ?? ； mm2 1 7 .3 0 0 .4 ?? ?L ，相應(yīng)的塑件制造公差 ?? ；mm9 0 .2 2mm90 00 .4 ?? ?L ，相應(yīng)的塑件制造公差 ?? ；mm5 0 .2 2mm50 00 .4 ?? ?L ，相應(yīng)的塑件制造公差 ?? 故 ： mmmmx 7 8 5 0] 5 0)0 0 5 [(])lS[(1L z111s1cpM1 ?????????? ? ?； mmmmx 4 5 ])0 0 5 [(])lS[(1L z222s2cpM2 ?????????? ? ?； mmmmx 8 6 ])0 0 5 [(])lS[(1L z333s3cpM3 ?????????? ? ?； mmmmx 1 8] 1 7)0 0 5 [(])lS[(1L z444s4cpM4 ?????????? ? ?； mmmmx 4 5 ])0 0 5 [(])lS[(1L z555s5cpM5 ?????????? ? ?； mmmmx 2 3 ])0 0 5 [(])lS[(1L z666s6cpM6 ?????????? ? ?式中， cpS 是塑件的平均收縮率，查表 12 可得 ABS的收縮率為 ％ ~％，所取平均收縮率 0 . 0 0 80 . 0 0 3cp ???S ； x1 是系數(shù)，查表 415 可知 x一般在 ~之間，此處取 ? ； 21 ??、 分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）； 1z? 是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差，對于中小型塑件取 （下同）?? 61z? （ 2） 凹模深度尺寸計算 塑件高度尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸 0 ?? ?H ，相應(yīng)的 ?? 。 ])[( ]x)HS+[ ( 1H z11s1cpM1 ???????? ?。式中， x1是系數(shù)，有查表 415 可知一般在 ~ 之間，此處取 ? 。 （ 3） 型芯徑向尺寸計算 塑件內(nèi)部徑向尺寸可以轉(zhuǎn)換為： 0 . 3 8 m mmm1 4 7 . 4 1mm1 4 7 . 2 2L s1s1 0 0 .3 80 .1 90 .1 9 ???? ? ， ； 0 . 3 8 m mmm8 6 . 1 9mm86L s1s2 0 0 .3 80 .1 90 .1 9 ???? ? ， ； 0 . 3 8 m mmm4 5 . 1 7mm4 4 . 9 8L s1s3 0 0 .3 80 .1 90 .1 9 ???? ? ，；0 . 3 8 m mmm2 1 1