【文章內(nèi)容簡介】 采用第三種形式。 型腔數(shù)目的確定 考慮的主要因素有：現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件質(zhì)量、塑件成本及交貨期，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，訂貨量大時可選用大型機(jī)，多型腔模具，對小型制件型腔數(shù)量可由經(jīng)驗(yàn)決定。根據(jù)塑 件的形狀特點(diǎn)和成型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求定為一模四腔。 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 模具在閉合時要求有一定的方向和位置 ，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，它主要有三個方面的作用。 （ 1） 定位作用：為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具 ，并用在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪? （ 2） 導(dǎo)向作用：動定模合模時，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合避免凸模或型芯先進(jìn)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(jī)精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受了一定的側(cè)壓力，當(dāng)側(cè)壓力很大時，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需要增設(shè)錐面定位位置。 本模具選用的導(dǎo)柱用軸肩固定在動模板上，與型芯固定板的配合為 H7/k6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合為 H7/f6，導(dǎo)柱的材料為 T8A，表面淬火 HRC55~HRC65，在裝合動定模時，為方便及正確安裝，四根導(dǎo)柱關(guān)于模板中心對稱。 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)對確保塑件成型質(zhì)量起著重要作用，排氣方式有一下幾種。 （ 1） 利用排氣槽 。 （ 2） 利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙 ，以及 利用分型面上的間隙。 （ 3） 對于大、中型深型腔塑件為了防止塑件在頂出時造成真空而變形，需設(shè)置排氣裝置。 9 由于 ABS 的流動性一般而且塑 件尺寸較小 ，因此 利用 上述方式中的（ 2）進(jìn)行 排氣 。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫膜結(jié)構(gòu)的要求 為保證塑件成型后從模腔或型芯上順利脫出，模具結(jié)構(gòu)中必須 設(shè)置可靠有效的脫膜機(jī)構(gòu)。脫膜結(jié)構(gòu)是注塑模主要功能結(jié)構(gòu)之一。 對脫膜機(jī)構(gòu)的基 本要求是 ： 運(yùn)動靈活順暢，無卡剎和過分磨損現(xiàn)象；接觸塑件的配合間隙無溢料現(xiàn)象；具有足夠強(qiáng)度、剛度，工作穩(wěn)定可靠；對塑件推力分布均勻合理，不會引起塑件變形或?qū)⑺芗斄眩粚λ芗庥^無明顯傷害；有利于將塑件和澆注系統(tǒng)凝料帶向動模部分；容易制造和裝配。 脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動的動力，可以是人的手，也要以是壓縮空氣，但兩者較少采用，最普遍采用的是機(jī)動脫膜。即通過動、定模分開時動模的運(yùn)動，借助注塑機(jī)上裝設(shè)的頂出元件（機(jī)械頂桿或頂出油缸），推動模具內(nèi)設(shè)置的脫模 機(jī)械使塑件從型腔內(nèi)或型芯上脫出（或脫下）。機(jī)動脫膜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是注塑模設(shè)計(jì)中關(guān)鍵任務(wù)之一。 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 （ 1）使塑件脫膜時不發(fā)生變形 ； （ 2）推力分布依脫膜阻力的大小要合理安排 ； （ 3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件被推局部產(chǎn)生隙裂 ； （ 4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形 ； （ 5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 ； （ 6）脫膜機(jī)構(gòu)的動力應(yīng)保證靈活，可靠，不發(fā)生誤動作 。 脫膜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 頂桿就設(shè)置在靠近脫膜阻力較大的部位，如塑件側(cè)壁頂部，端面帶凸臺或凹槽部位。 在滿足順利脫件的條件下，力求減少頂桿數(shù)量，容易保證推件時的協(xié)調(diào)并減少對塑件表面的影響。本設(shè)計(jì)頂桿設(shè)在塑件兩側(cè)，每個制件采用 4 根直頂桿。 頂桿接觸塑件的推頂段，與模板上相應(yīng)孔采用過渡配合，就以不超過塑料的溢料間隙為限，一般情況下 H7/f7 可以滿足這一要求，只有對于粘度很小和直徑較大的頂桿才采用 H7/g6 來保證這一要求。頂推段要求上述配合的配合段一般不小于頂桿直徑的二倍，其余部分?jǐn)U大以減小摩擦。 對于最常用的帶安裝凸肩的頂桿，安裝固定時，與固定板上的安裝孔應(yīng)留有充分間隙，一般情況下可取雙邊間隙 左右，使頂桿 推件時有一定浮動作用。 頂桿的全長往往穿過幾塊模板，長度的準(zhǔn)確尺寸受這些模板所組成的尺寸鏈影響，因而設(shè)10 計(jì)長度尺寸時宜注出參考尺寸，其準(zhǔn)確尺寸由最后裝配時調(diào)整。 脫模力的計(jì)算 塑件模具中冷卻定型時，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小，而將型芯或凸模包緊在塑件脫模時必須克服這一包緊力，塑件脫膜力 F 可用下式計(jì)算： 1( c os si n )F Ap qA? ? ?? ? ? （ 1） 式中： A—— 塑料件包絡(luò)型芯的面積； P—— 塑料件對型芯單位面積上的包緊力； ? —— 脫模斜度； q—— 大氣壓力 ； ? —— 制品與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，常取為 ~； 1A —— 根據(jù) PRO/E分析中的測量 所以，可得脫模力： F= 成型零件 的設(shè)計(jì) 構(gòu)成 模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括型芯、型腔、鑲塊、各種成型桿、各種成型環(huán)。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐麿性以承受塑料的擠 壓力和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙龋员ＷC塑料制品表面的光亮美觀，容易脫模。一般來說，成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，或預(yù)硬化處理，使其具有 HRC30 以上的硬度。 成型零件設(shè)計(jì)時應(yīng)注意： （ 1） 當(dāng)型腔全被充滿的瞬間，內(nèi)壓力達(dá)最大值。 （ 2） 大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，以剛度較核為主。 （ 3） 小尺寸型腔以強(qiáng)度不足為主要矛盾，以強(qiáng)度較核為主。 （ 4） 凹模強(qiáng)度較核公式。 成型設(shè)備的選擇 計(jì)算制品的體積和重量 該產(chǎn)品為小 音響 側(cè)蓋，使用材料為丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物（ ABS）， 查《實(shí)用塑料成型工藝》得知其密度為 g/cm179。，收縮率取為 %。利用 Pro/E分析單個 塑 件的體積，如圖14 所示。 11 圖 14 質(zhì)量屬性 由此可知： 體積 =（ cm179。） ， 密度 = (g/ cm179。)， 質(zhì)量 = (g)。 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量約為 個制件的體積，所以，一次注入模具型腔塑料熔融體的總體積為 V=（ 4+） = cm179。 選擇注射機(jī) 根據(jù)分析的結(jié)果 ，以及模具結(jié)構(gòu)尺寸選擇注射機(jī) XSZY125。 名稱： XSZY125 最大 注射量 ： 125cm3 螺桿直徑： 42mm 注射壓力 ： 119 MPa 塑化能力： 325kg/h 鎖模力： 900KN 拉桿內(nèi)間距： 1120 1200mm 開 模行程： 300mm 最大模具厚度： 300mm 最小模具厚度： 200mm 模具定位孔直徑： 248。100mm 噴嘴球半徑： SR12 噴嘴球口徑： 248。4 mm 最大注塑量校核 12 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量為最大注塑量的 80%，本設(shè)計(jì)中選用的注塑機(jī)最大注塑量為四個制件加上澆注系統(tǒng)凝料的重量，其中澆注系統(tǒng) 凝料的重量約為 個制件的重量。 注射機(jī)的額定注射量為 Q，即 Q＞ V／ =70cm179。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查表選擇注塑機(jī)的型號為： XSZY125 臥式注塑機(jī) 澆注 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆 注系統(tǒng)是塑料熔體由注射機(jī)噴嘴流向模具型腔的流動通道。因此它應(yīng)能夠順利地引導(dǎo)熔體迅速有序地充滿型 腔，獲得外觀清晰、質(zhì)量優(yōu)良的塑件。所以澆注系統(tǒng)必須具有以下要求。 （ 1） 對型腔快速的填充； （ 2） 同時 充滿整個型腔； （ 3） 應(yīng)盡可能地消耗較少的材料； （ 4） 對熱量和壓力損失??； （ 5） 能夠使型腔順利地排氣； （ 6） 澆道凝料易與 塑料分享或切除； （ 7） 澆口痕跡對塑件的外觀的影響較??； （ 7） 冷料不會進(jìn)入型腔。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠(yuǎn)”位置的能力。 在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2176。 ～ 6176。 主流道的尺寸 （ 1） 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 +( ～ 1)mm = 4 +( ～ 1) 取 d = （ mm） （ 2） 主流道的球半徑 主流道的球半徑 SR = 12 +( 1 ～ 2)mm， 取 SR = 13（ mm） 。 （ 3） 球面配合高度 球面配合高度為 3 ～ 5 取 5（ mm） 。 （ 4） 主流道長度 主流道長度 L，應(yīng)盡量 的短，根據(jù)所選 標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取 L = 61（ mm） （ 5） 主流道錐度 13 主流道錐角一般應(yīng)在 2176。 ～ 6176。，取 α = 4176。，所以流道錐度為 α/2=2176。 （ 6） 主流道大端直徑 主流道大端直徑 D = d+2Ltg（ α/2）（ α=4176。） ≈ （ mm） （ 7） 主流道大端倒圓角 倒角 D/8 ≈ （ mm） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出主流道如圖 15 所示 。 圖 15 主流道尺寸 主流道襯套的形式 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)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(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A等，熱處理要求淬火 53～ 57 HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。 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(jì)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(jì)成兩個零件，然后配合在固定在模板上。 該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式， 如圖 15 所示。 分流道的設(shè)計(jì) 該模具為一模 四 腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損 失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 （ 1） 澆口位置的確定 由于制件的形狀不規(guī)則，可用 PLASTIC ADVISOR（ 塑料顧問 ） 分析制件的最佳澆口位置 。Plastic Advisor 屬于計(jì)算機(jī)輔助工程 (CAE) 分析軟件 ， 專 門用來仿真塑料射出成型。 在模型設(shè)計(jì)14 階段 ， 輔 助 射出過程仿真 ,能迅速掌握產(chǎn)品生產(chǎn)特性。 根據(jù)前面所說的分析過程，首先在材料表里選用好注塑原料 ABS 和其供應(yīng)商，選用材料為美國通用公司的 CYCOLAC GPM2，然后通過 Plastic Advisor 塑料顧問選取最佳澆口位置， 分析結(jié)果說明圖中藍(lán)色區(qū)域?yàn)樽罴褲部谖恢?，為了便于脫模和注射，選取無側(cè)抽一邊制件中間藍(lán)色位置處為 澆 口位置， 如圖 17 所示。 圖 17 澆口位置分析 （ 2） 澆口 形式 的確定 本設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口 。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，從制件邊緣進(jìn)料。其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工精度，而且試模是澆口的尺寸容易修正，適用于各種塑料品種，其最大的特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時間的剪切速率和澆口封閉時間。 （ 3） 分流道的截面面形狀 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、 U字形和六角形等。 梯形斷面分流道只切削加工在一個模 板 上，節(jié)省機(jī)械 加工費(fèi)用，且熱量損失和阻力損失均不太大，故為最常用形式 。正方形流道凝料脫模困難，實(shí)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 。 從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用 梯形 截面。 1)分流道的截面尺寸 分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。 澆口深度 h，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算如下： hk??? （ 12） 式 中 ? —— 流制件厚度，（ mm）； k—— 材料系數(shù)，對 ABS 為 。 15 計(jì)算得澆口深度為 ,設(shè)計(jì)中取 。 澆口寬度的近似計(jì)算如下： 30kAw? （ 13） A—— 塑件外表面積， 2mm 計(jì)算的澆口寬度為 ，設(shè)計(jì)中取 3mm。 因此，分流道截面形狀及尺寸如 圖 18 所示： 圖 18 分流道截面 形狀及尺寸 2)分流道的長度 分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。 第一級分流道長度 1L =80mm， 第二級分流道長度 2L =28mm。 3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 ～ m，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中 心層具有較高的剪切速率。 4） 分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，該模具為一模 四 腔，采用平衡式布置。 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個型腔的熱平衡和塑料平衡。因此各個型腔的澆口尺寸也可以相同，達(dá)到各個型腔