【文章內(nèi)容簡介】 力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPa A 每個制件在分型面上的面積（㎜ 2 ） A=80 72=5760 ㎜ 2 B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ 2 ） B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析 B 為（ ～ ），常取B=，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 25～ 40MPa 實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 則 N1=（個） （ 2）注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2 N2=（ G－ C） /V 其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜ 3 ） V 單個制件體積 （㎜ 3 ） C 流道和澆口的總體積（㎜ 3 ） 生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 ～ 倍，取 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 ～ 1 倍，現(xiàn)取 C= N2= 27 =（個） 從以上討可以看到模具的型腔個數(shù)必須取 N1， N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 個，我們所設(shè)計的 工作燈后蓋 注塑模具采用一模 2腔的方案，即 N=2 型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模 2 腔 ,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖 22所示的型腔排列方式。采用 22 的型腔排列方 式的最大優(yōu)點是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，其缺點是熔料進入型腔后到另一端的料流長度較大 ： 11 圖 22 型腔的排列方式 澆注系統(tǒng)設(shè)計 主流道與澆口套的設(shè)計 根據(jù)型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端孔徑： d0= 噴嘴前端球面半徑： R0=14mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 (如圖所示 )： R=R0+（ 1～ 2） mm 12 D=d0+(～ 1)mm 取主流道的球面半徑： R=16mm 取主流道的小端直徑： d=Ф 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道 設(shè)計為圓錐形式其斜度取 1～ 3度經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=Ф 6mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計半徑 r=3mm 的圓弧過渡。 分流道設(shè)計 分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長度。由于塑件的形狀比較簡單， ABS 的流動性好，沖型能力比較好，且主流道較長，所以分流選擇較大的直徑便于快速流入型腔。根據(jù)主流道大端直徑 D=Ф ，則分流道直徑 D=6mm。 截面形狀為 O型，在流道設(shè)計中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積 小。因此可用流道的面積與周長的比值來表示流道的效率。則 效率為 分流道的尺寸： ABS 分流道直徑 /mm ，故選取 6mm 分流道表面粗糙度： 分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 — μ m，這可增加對外層塑料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對分型不利。 澆口設(shè)計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。澆口進膠點的設(shè)計如下圖： 圖 230 澆注口的位置與設(shè)計 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 13 在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于按鍵座注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。（ ABS 塑料的最小不溢料間隙為 ，間隙較小，再加上 ABS 的流動性較好，也不宜開排氣槽 . 主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命 在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為 T8A，熱處理以后的硬度為 53～ 57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為 H7/m6 的過渡配合。 脫模 機構(gòu) 的 設(shè)計 在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)或頂出機構(gòu)。脫模機構(gòu)由頂桿、頂桿固定板、頂出板、復(fù)位桿、拉料釘組成，其中，拉料釘?shù)淖饔檬鞘節(jié)沧⑾到y(tǒng)自動脫離塑件，并從模具中順利脫落，頂桿用來頂制品，推桿固定板用來固定頂桿，回程桿起復(fù)位導(dǎo)向作用。 脫模機構(gòu)可按動力來源分類也可按模具結(jié)構(gòu)分類： （ 1） 按動力來源分類。分為手動脫模、機動脫模、液壓脫模、氣動脫模，本設(shè)計采用液壓脫模。即在注射機上設(shè)有專用的頂出油缸，并開模到一定距離后，活塞的動作實現(xiàn)脫模。 （ 2）按模具結(jié)構(gòu)分類。分為簡單脫模機構(gòu)、雙脫模機構(gòu)、順序脫模機構(gòu)、二級脫模機構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機構(gòu)等。 該設(shè)計 采用 多 頂桿 與斜頂配合 頂出 ,頂出平穩(wěn) ,塑件不會變形。 頂桿直徑為 6，斜頂結(jié)構(gòu)如下圖所示： 14 圖 24 斜頂 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 模具導(dǎo)向機構(gòu)對于塑料模具是不可少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，必須導(dǎo)向。導(dǎo)柱安裝在動模或者定模一邊 均可。有細長型芯時，以安在細長型芯一側(cè)為宜。通常導(dǎo)柱設(shè)在模板四角。 導(dǎo)向機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，因為模具在閉合時有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用一般包括定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓等。其中具體的作用主要如下： （ 1）定位作用 為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 （ 2）導(dǎo)向作用 動定模合模時，首先導(dǎo)向機構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸模或型芯先進入型腔以保證不損壞成型零件。 （ 3）承受一定側(cè)壓力 塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機精度的限制使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力，此時，導(dǎo)柱能承擔一部分側(cè)壓力。若側(cè)壓力很大時，不能單靠導(dǎo)柱來承擔，需設(shè)錐面定位機構(gòu)。 （ 4）承載作用 當采用推件板脫?；螂p分型面模具結(jié)構(gòu)時，導(dǎo)柱有承受推件板和型腔板重量的作用。 15 （ 5）保持機構(gòu)運動平穩(wěn)對于大中型模具的脫模機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)有使機構(gòu)運動靈活平穩(wěn)的作用。 導(dǎo)柱 在對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須考慮以下要求： （ 1）長度 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面要高出一些。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進入型腔與其相碰而損壞。在 這里我設(shè)計的是把導(dǎo)柱裝在定模那邊。 （ 2）形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進入導(dǎo)柱孔。 （ 3）材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理?；蛱妓毓ぞ咪摚?T T10）經(jīng)淬火處理硬度 HRC5055。 （ 4）配合精度 導(dǎo)柱裝入模板多用七級精度過渡配合。 （ 5）光潔度 配合部分光潔度要求 7 級，此外，導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來確定。 由于本設(shè)計模架部分是運用 UG 中的 模具設(shè)計 模塊進行的，選用的是龍記標準模架，因此模架相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計可直接從模 架庫中套取。 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 91 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 （ 1）分類 導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合；帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場合，導(dǎo)套的固定孔便于 16 與導(dǎo)柱的固定孔同時加工。也可以直接在模板上開設(shè)導(dǎo)向孔，而不用獨立的導(dǎo)套，這種形式的孔加工簡單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的模具。在設(shè)計中兩種導(dǎo)套都有用到。 （ 2）形狀 為了使導(dǎo)柱進入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進入未打通的導(dǎo)柱孔時，孔內(nèi)空氣無法逸出而 產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進入造成阻力。 （ 3）長度 導(dǎo)套的長度應(yīng)根據(jù)模板的厚度確定，其長度一般比板厚少 23mm （ 4）材料 可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來確定，材料為 T8A, 硬到HRC50～ 55,或采用 20 鋼滲碳 ～ ，淬硬到 HRC56～ 60。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為 m。 （ 5）導(dǎo)套的選擇 導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度和以上各個因素來確定，本設(shè)計在脫澆道板、定模板和動模板以及頂針板 上各設(shè)置一套導(dǎo)套，典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合，帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場合，由于導(dǎo)套配合導(dǎo)柱使用其具體結(jié)構(gòu)與布局如圖所示 ： 17 圖 92 導(dǎo)柱導(dǎo)套布局 材料：導(dǎo)套與導(dǎo)柱均采用 T8 制造，且導(dǎo)套硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?，?dǎo)套固定部分合導(dǎo)滑部分的表面粗糙度選取 ? 。 固定形式及配合精度：導(dǎo)套的固定采用側(cè)面開環(huán)形槽，緊固螺釘固定， 帶頭導(dǎo)套用 H7/k6 配合， 無頭導(dǎo)套采用 H7/n6 配合鑲?cè)肽０?。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用 由于模具的結(jié)構(gòu)不同，選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式也不同，本設(shè)計采用H7/f7 配合 。 導(dǎo)柱布置 根據(jù)模具的形狀的大小，在模具的空閑位置開設(shè)導(dǎo)柱孔和導(dǎo)套孔，常見的導(dǎo)柱有 2 至 8 不等，其布置原則必須保證定模只能按一個方向合模，本設(shè)計導(dǎo)柱的布置圖見模架中的俯視圖。 第三章 注塑模具的有關(guān)計算 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、 18 成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料 熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 型腔的設(shè)計 由于模具采用一模 2 穴的布局形式，考慮加工難易程度和材 料的價值利用等因素，故采用 整體 式型腔。 由于塑料模具在成型過程中受到熔體高壓的作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如型腔側(cè)壁和板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形或破壞，還可能因為剛度不夠而產(chǎn)生過大變形，導(dǎo)致溢料形成飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。 型腔結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 31 型腔 型芯 的設(shè)計 因塑件有 一 側(cè)面需要做 斜頂 ，以致在一模 2穴的布局形式下，型芯的 2邊會有 斜 19 頂 結(jié)構(gòu)，故為了使型芯有足夠的強度和剛度，采用 組合 式型芯的結(jié)構(gòu)，側(cè)壁厚S=25~30mm, 材料選用 T8A, 硬度 在 50HRC 以上。 型腔結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 32 型芯 成型零件工作尺寸的計算 型腔工作尺寸的計算 徑向尺寸計算公式：（ Lm） z??0 =[(1+s )LSχΔ ] z??0 深度（高度）尺寸計算公式：（ Hm） z??0 =[(1+s )HS+χΔ ] z?