【文章內容簡介】 注射量的校核 注射機一個注射周期內所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的 80%以內。 在一個注射成形周期內，需注射入模具內的塑料熔體的容量或質量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質量之和，即 V = n Vz + jV (32) 或 m = n zm + jm (33) 式中 V （ m ） —— 一個成形周期內所需射入的塑料容積或質量 (cm179?；騡）； n —— 型腔數(shù)目 Vz （ zm ） —— 單個塑件的容量或質量 (cm179?；?g）。 jV （ jm ） —— 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質量 (cm179。或g）。 故應使 n Vz + jV ≤ Vg 或 n zm + jm ≤ mg 式中 Vz （ zm ） —— 注射機額定注射量 (cm179?；?g）。 XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 14 根據(jù)容積計算 n Vz + jV = ≤ Vg 1 1 3 5T 0 .5 4 L p E 0 .5 4 1 2 0 3 5 3 1 1 5 .6 7 2 0 0 0 .0 2 1 2 .1 1 0 3 2 . 28A l p?? ? ? ? ? ? ? ? ?／﹙／ ﹚ ﹙ ／ ﹚㎜ 可見注射機的注射量符合要求 注射壓力的 校核 查表可知聚甲醛所需的注射壓力為 75125 aMP ，這里去 0p =100 aMP 該注射機的公稱注射壓力為 150 aMP ，注射壓力安全系數(shù) 1k = ，這里去 ，則 1k 0p = 100=130 aMP p (34) 所以注射機注射壓力合格。 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 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。因此，設計注射模時必須滿足下面關系： 1nA + 2A ﹤ A (35) 式中 A —— 注射機允許使用的最大成型面積 (mm2） 其他符號意義同前。 注射成型時，模具所 需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力，即： XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 15 ( 1nA + 2A )p ﹤ F (36) 式中符號意義同前。 1A = 2mm 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A2， A2 可按照多模型腔的統(tǒng)計分析來確定， A2是每個塑件在分型面上的投影面積的 倍。由于本例流道設計簡單，采用一模一腔，流道在分型面上的投影重合于塑件在分型面上的投影，所以 A2取零。模具型腔里的脹型力為 F漲 , F漲 =( 1nA + 2A )p = 30= (37) 式中 p 是型腔的平均計算壓力值， p 是型腔內的壓力，通常取注射壓力的20%~40%，查表取 30Mpa。 查表可得該注射機的公稱鎖模力 F 為 900kN，鎖模力的安全系數(shù)為k=~，這里取 k=，則有 k F漲 = F漲 =F (38) 所以注射機鎖模力合格。 XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 16 4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)設計時應從多方面考慮，結合塑料，澆注系統(tǒng)需按一模一腔分布設計， POM 的成型特性而知，進料口應取厚盡量避免死角積料。在保證工作順利的條件下，容積應取最小，以充分利用材料，減小材料損耗。 主澆道（澆口套）的設計 主澆道是與注射機噴嘴直接連接部分，它是最先進入模具的通道，它與噴嘴在同一軸心線上，故熔料在主流道內并不改變流動方向。主流道的形狀大多為圓錐形，也呈 圓形或扁形。為了便于拉出流道中的冷料，通常將主流道設計成圓錐形，錐角為 2～ 7℃，內壁粗糙值等于或小于 。圓錐孔小頭直徑為 4～ 8mm，但必須比注射機噴嘴大 ～ 1mm。主流道的長度由定模板厚度確定。 確定主澆道各部分尺寸： 圖 五：主澆道各部分尺寸 ①確定噴嘴處孔徑ｄ ,由 XSZY60型注射機查得： 嘴噴孔徑為 4mm, 從聚甲醛成形特性看嘴噴處孔徑應取大些 ,并采用直通式噴嘴。 d=噴嘴孔徑＋ 1mm XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 17 d=5 mm ②確定澆口處噴嘴球半徑 ,由 XSZY60 型注射機查得： 球半徑 R為 12mm, R=噴嘴球半徑＋（ 2～ 3） mm 可取 3mm。 R=12＋ 3=15mm ③其他尺寸 , ? =2176?！?5176。 , 可取 ? =2176。 r=13mm, 可取 r=2mm。 H=（ 1/32/5） R=5～ 10mm, 可取 H=R/3=5mm。 ④確定主澆道直徑，可由經(jīng)驗公式得： D= 4V /π R (41) D—— 主澆道大頭直徑 V—— 流經(jīng)主澆道熔體體積 K—— 常數(shù)（ POM 可取 ） 代入得： D= 4V / R? ＝ ? ?4 42 10? /? ＝ ≈ 6mm 即只需大于 6mm 即可。 / d tg L??? =5+ =≥ 6mm。 (42) 因此符合要求 ,D 可取 6mm。 澆口的設計 澆口的位置尺寸、形狀、直接關系塑件的內在質量與外在質量。如果采用不當，容易招致填充不良、氣泡、融合痕、翹變形、密度不均勻的弊病。聚甲醛塑料其結晶速度快，流速增高，并且摩擦使料溫也增高，有利于其填充型腔。且還可 以縮短成型周期，殘余應力小，可防止塑件破裂，翹曲，變形易進行澆口痕跡的后加工。 選擇澆口對塑件的質量有直接關系，主要從塑件形狀和要求來確定。由于塑件是一工程塑件，長筒形，外形有齒輪，內孔要與軸相互配。因此，不可能XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 18 在內壁外側開澆口，因此選擇圓薄片狀澆口較適合。因此其流程短，排氣條件好，不易產(chǎn)生熔接痕，且對筒形中間通孔塑件更適合，只能適用于型腔，但澆口去除困難。其進料口厚度一般取 毫米。 澆口的主要作用是： (1)型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，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； 最常用的澆口形式有： 第一是側澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需加大澆道尺寸，但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時，又損壞了周圍的美觀。 第二是點澆口。塑料注射時，在點澆口以高速注入型腔，一部份動能轉變?yōu)闊崮埽虼怂芰显跁蠒r的熱量損耗比側澆口少，所以會合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點是塑件的正面將留下點燒口的痕跡，影響 塑件的美觀，并且為了取出點澆口的澆道剩料，型腔必須移動。由于型腔重量較大，所以不方便移動。 第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點，采用剪切澆口。因為塑件側壁距離橫澆道較遠，因直接在側壁進料是很難實現(xiàn)的，因此又增設了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機床自動化。從 塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個剪切澆口處都設有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。 澆口的面積通常為分流道面積的 ～ 。澆口的截面有矩形和圓形兩種。澆口長度約為 ～ 2 mm 左右。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗公式確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。 XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 19 澆口尺寸的 計算 澆口結構尺寸可由經(jīng)驗公式，并由《塑料模具技術手冊》之《輕工模具手冊之一》中圖 331 查得，澆口深度 nt? 可得側澆口的深度為 nt? = 5 ㎜ = (43) 式中， t是塑件壁厚，這里 t=5mm 。n是塑料成型系數(shù)，對于聚甲醛，其成形系數(shù)為 n=. 注：其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢驗與改進。 澆口位置的 確定 澆口位置的選擇對塑件質量的影響極大。選擇澆口位置時應遵循如下原則： ① 避免塑件上產(chǎn)生缺陷； ② 澆口應開設在塑件截面最 厚處； ③ 有利于塑料熔體的流動； ④ 的利于型腔的排氣； ⑤ 考慮塑件受力情況； ⑥ 增加熔接痕牢度； ⑦ 流動定向方位對塑件性能的影響； ⑧ 澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響； ⑨ 校核流動比； ⑩ 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。 此外，在選擇澆口位置和形式時，還應考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質量，流動凝料少等因素。 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 20 證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度 相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 本例采用直接盤形澆口，澆注系統(tǒng)是平衡的。 澆注系統(tǒng)斷面尺寸的計算 對工業(yè)上使用較合理的 30 多副注射模具，根據(jù)所用注射機的技術規(guī)格，作了幾種塑料熔體的充模計算，結果認為主流道和分流道的剪切速率γ=5 ?10178。～ 5?10179。s1，澆口剪切速率 γ=10 4~105 s1，平衡系統(tǒng)的充模過 程近似于等溫流動。 γ=f （ Q， Rn）的關系式可用如下的經(jīng)驗公式表達： 2nRQ??? (44) 式中 γ —— 熔體在流道中的剪切速率（ s1） Q—— 熔體在流道中的體積流率（ cm3/s） nR —— 澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（ cm） 澆口的面積通常為分流道面積的 ～ 。澆口的截面有矩形和圓形兩種。澆口長度約為 ～ 2 mm 左右。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗公式確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。 澆口結構尺寸可由經(jīng)驗公式，并由《塑料模具 標準件及設計應用 手冊》中 表 65查得，澆口 直徑 d = 6. 注：其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢驗與改進。 XXX 大學 20xx 屆畢業(yè)設計論文 21 5 成型零件的 結構 設計 成型零件的結構設計主要是指構成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。 在工作狀態(tài)中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著力。在上萬次、甚至上 幾十萬次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質量及其穩(wěn)定性，決定了塑件制品的相對質量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強度和剛度必須在容許范圍內。成型零件的結構，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。 5． 1 成型零件的選材 對于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點要求： 1. 機械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。 2. 拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面，Ra≤ 。要求鋼材硬度在 HRC35～ 40為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應均勻致密，極少雜質，無疵斑和針點。 3. 耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采用。所選鋼種應使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。 4. 具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 根據(jù)塑件表面質量比較高決定模具表面質量更高這一事實，再依照上述標 準， 考慮該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構成型腔的凹模鋼材選用 45，對于大型芯來說，由于脫模時與塑件磨損嚴重，因此鋼材選用高合金鋼 Cr12MoV。對于鑲件，小型芯來說型芯較小，磨損也比較嚴重，因此也