【文章內(nèi)容簡介】 孔徑小 mm ，這樣在主流道的頂端不會形成凹槽妨礙主流道凝料的脫出。 (1)為了便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計成圓錐形 ,其錐角 ?3 ～ ?6 。 (2) 為防止主流道與噴嘴處溢料即便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)該緊密對接，主流道進口處應(yīng)制成 球面凹坑。 (3)主流道大端成圓角，半徑 1?r ～ mm3 ,以減小料流轉(zhuǎn)向過度時的阻力 。 (4)在模具結(jié)構(gòu)允許，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于 mm60 ,過長則會影響熔體的順利充型 。 (5)主流道襯套與定模座板采用 67mH 過渡配合，與定位圈的配合采用 99fH間隙配合 。 圖 32 主流道澆口套 分流道的設(shè)計 在模具中，塑料熔體必須通過設(shè)在模具分型面上的分流道注入各型腔。適用于主流道的基本規(guī)律同樣也適用于分流道的橫斷面。還有一個附加的因素必須考慮，分流道橫斷面也是其長度的函數(shù)，因為可以假設(shè)分流道中壓力損失的增大至少是與分流道長度成正比的。而 多半情況壓力損失將更大，因為其橫斷面由于沿流道壁塑料熔體的固化而減小，而且離主流道距離越遠，壓力損失則更大。分流道設(shè)計時的基本原則： (1)在允許條件下，分流道截面積盡量小，長度盡量短。 (2)分流道較長時，在末端設(shè)置冷料穴，以容納冷料和防止空氣進入。 (3)分流道一般采用平衡式布置特殊情況下可以采用非平衡式布置，要求各型腔同時均衡進料，排流緊湊，流程短，以減少模具尺寸。 (4)在多型腔模具中，各分流道盡量保持一致，長度盡量短，主流道截面積應(yīng)大于各分流道截面積之和。 (5)如分流道較多時，應(yīng)考慮加設(shè)分流錐， 可避免塑料熔體直接沖擊型腔，也可避免塑料熔體急轉(zhuǎn)彎使其平穩(wěn)過渡。 (6)分流道表面不要求過分光滑 ( mRa ?? )，這樣有利于保溫。 為了要減少流道內(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?。捎谡叫瘟鞯滥厦撃＠?。圓形截面效率最高（即比表面最小），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 ?5 ～ ?10 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(dāng)分型面為平面時，可采用梯形或 U 字型截面的分流道。 從上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圓型截面。 由于分流道的長度與分布跟型腔的數(shù)量及其排布有密切關(guān)系，并且分流道的直徑要稍大于主流道大端直徑 ，故如圖 。 圖 33 分流道 澆口設(shè)計 澆口是指塑料熔體從分流道末端進入各型腔的一段通道，澆口的形狀和尺寸對塑件的質(zhì)量影響非常大。在注塑模中，常用的澆口截面形狀有有圓形、半 圓形和梯形。澆口截面面積與分流道截面面積之比一般為 ～ ，澆口長度一般為 ～ mm2 。 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則： 避免塑件上產(chǎn)生缺陷 ； 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處；有利于塑料熔體的流動；利于型腔的排氣 ；考慮塑件受力情況 ； 增加熔接痕牢度；流動定向方位對塑件性能的影響；澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響；校核 流動比；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(yīng)考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素 ,綜合以上幾點原則，本設(shè)計采用側(cè)澆口。為了去除澆口方便，澆口長度 l 也可取 ～ mm2 ,所以可取 mml ? 。 澆口的尺寸主要取決于塑件的幾何形狀、壁厚以及所使用的塑料種類。設(shè)計時一般首先根據(jù)塑件的壁厚決定澆口 的厚度，然后再根據(jù)所需塑料的質(zhì)量和種類決定澆口的寬度，推薦的經(jīng)驗公式如下：并 由資料 [7]可 得，澆口深度 ?h ～ 。澆口的形狀如下圖所示： 圖 34 澆口 ??nta 取 mmh 1? 式中 a —— 澆口深度（ mm ） ； n —— 塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定； t —— 塑料件的壁厚（ mm ） 。 澆口寬度 ?b ～ ??? Anb 取 ?b mm 式中 n —— 塑料系數(shù)； A —— 凹模的表面積，亦即塑料件的外表面積。 澆口長度 ?l ～ 為了去除澆口方便，澆口長度 l 也可取 ～ mm2 ， 所以可取 ?l mm 。 綜上得本設(shè)計的澆口尺寸為：深度 mmh ? ， 寬度 mmw ? ， 長度 mml 1? 。 冷料穴 冷料穴一般為于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前鋒的 “ 冷料 ” ，防止 “ 冷料 ” 進入型腔而形成冷接縫 ,在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約 10 ～ mm25 的深度有個溫度逐漸升高 的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井（冷料穴）。 冷料穴的形式有 ： (1)與推桿匹配的冷料穴 ； (2)與拉料桿匹配的冷料穴 ； (3)無拉料桿的冷料穴 [7]、 [8]。 圖 35 冷料井 脫模機構(gòu)的設(shè)計 注射成型的每一個循環(huán)中 ,塑料制品必須準確的從模具的凹?；蛐托旧厦摮?,完成脫出制品的裝置稱為脫模機構(gòu)。脫模機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)遵循以下幾點原則 :盡可能使制件留在動模一側(cè) ,以便借助開。模力驅(qū)動脫模裝置 。防止制品變壞和損壞 。 力求良好的制品外觀 ,推出位置盡量選在制品內(nèi)部或?qū)ν庥^影響不大的位置，機構(gòu)合理可靠，制造方便。 設(shè)計原則： (1) 因為塑料收縮時包緊凸模，所以頂出力的作用點應(yīng)盡量靠近凸模。 (2) 頂出力作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強肋、凸緣、壁厚等處，作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。 (3) 為保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。本次設(shè)計采用一級脫模結(jié)構(gòu)：當(dāng)開模時間時推動推板，使推桿向上移動，頂出塑件 。 圖 36 脫模機構(gòu) 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 由于注塑模是先閉合后進料，所以當(dāng)塑料熔體注入型腔時，型腔及流道內(nèi)原有氣體、成形過程中所產(chǎn)生的廢氣必須能夠完全排出，才能保證模具型腔充填完整。如果出現(xiàn)排氣不良，殘余空氣將被封閉在型腔內(nèi)的某個部位，一方面，在該部位空氣將被壓縮而升溫，可能因此而導(dǎo)致過熱分解、色澤變黃、表面輪廓不清；另一方面如果滯留的氣體過多可能會出現(xiàn)型腔填充不完整；嚴重的情況下，還會由于空氣壓縮 產(chǎn)生高溫而灼傷在制品等。因此設(shè)計型腔必須充分地考慮排氣問題。 排氣槽的作用主要有兩點。一是在注塑熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。別外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品 的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣開設(shè)才算充分呢？ 一般來說，若以最高的注射率注射熔料，在制品上去未留下焦斑，就可以認為模腔內(nèi)的排氣是充分的。 適當(dāng)?shù)拈_設(shè)排氣槽：可以大 降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀祝瑥亩岣呱a(chǎn)高利率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。其設(shè)計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們可以利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定向、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模；模具溫度過低，則熔體流動性差，塑件輪廓不清晰，表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時，型 芯和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會影響塑件的形狀和尺寸精度。 一般注射模具內(nèi)的塑料熔體溫度為 200 ℃ 左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在 60 ℃ 以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性較好的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有機玻璃等，當(dāng)塑件是小型薄壁時，則模具可利用自然冷卻而不設(shè)冷卻系 統(tǒng) [8]、 [9]。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 ： (1)盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡 。 (2)冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻 。 (3)盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng) 處處相等。當(dāng)塑件壁厚不均勻時，壁厚處應(yīng)強化冷卻、水孔應(yīng)靠近型腔 、距離要小，但也不應(yīng)小于 mm10 。 (4)澆口處加強冷卻。一般在注射成型時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低，因此要加強澆口處的冷卻 。 (5)應(yīng)降低進水與出水的溫差。 如果進水與出水溫差過大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對流程很長的大型塑件，料溫越流越低，對于矩形模具，通常沿模具寬度方向開設(shè)水孔，使進水與出水溫度差不大于 5℃ 。 (6)合理選擇冷卻水道的形式。對于收縮大的塑件應(yīng)沿收縮方向開設(shè)冷卻水孔 。 (7)合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進出口水管接頭通常設(shè)在注射機背面的模具同一側(cè) 。 (8)冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時要通盤考慮 。 (9)冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。 模架結(jié)構(gòu)的設(shè)計 各模板尺寸的確定 (1) A 板尺寸 A 板是定模行腔板，塑件高度為 mm9 ，分型面呈梯形，則處于 A 板中的尺寸為 mm5 ，在末班上還開設(shè)冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的距離，因此 A 板厚度取 mm20 。 (2) B 板尺寸 B 板作為推桿，考慮到推桿與型芯的關(guān)系，塑件有 mm20 還處于推桿范圍內(nèi)，因此 B板厚度取 mm32 。 (3 )C 墊塊尺寸 墊塊 ? 推出行程 ? 推板厚度 ? 推桿固定板厚度 ? 5( ～ )10 5(152021 ???? ～)10 50? ～ mm60 ，設(shè)計取 mm54 。 確定模架的外形尺寸：長 ? 寬 ? 高 31 8 61 6 02 5 0 mm??? 模架的確定 根據(jù)型腔的布局可以看出，型腔嵌件分布尺寸為 195115? ，又根據(jù)型腔側(cè)壁的最小厚度為 mm18 、 mm24 ，再考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘應(yīng)占有的位置和采用推桿推出等各方面 的問題，確定模架的板面為 2250160 mm? 選用模架的型號為 GB/。 圖 37 模架 成型零件的設(shè)計 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是指構(gòu)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) 。 注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 設(shè)計時應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進澆點、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細節(jié)尺寸，以及機加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應(yīng)該對關(guān)鍵成型零件進行強度和剛度的校核。 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(zhì)量及其穩(wěn)定性， 決定了塑件制品的相對質(zhì)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(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu) ，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 [10]。 成型零件的選材 成型零件的材料 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， mRa ?? ，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(yīng)均勻致密，極少雜質(zhì)，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(yīng)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(yīng)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(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實，再依照上述標準，故在設(shè)計成型零件 (凹 模 )中選用了鏡面鋼 PMS[11]。 4 基于 PRO/E 下的模具設(shè)計 設(shè)置參照模型 打開 PRO/E 軟件，建立新的文件然后在新的文件中創(chuàng)建參照模型最終確定參照模型方向，然后產(chǎn)生型腔布局的結(jié)果。