【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 5）分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格。 分析 該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) ,分型面 可設(shè)計(jì)為以下幾種位置， 如圖 41所示 。 （ a） 11 （ b） 圖 41 分型面的位置方案 比較兩種分型方法，第一種分型方法塑件通過推出很容易從模具體中出來，而且模具型腔設(shè)計(jì)起來簡(jiǎn)單，而第二種方法要把模具設(shè)計(jì)成有哈夫塊的形式，由于該模具有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，這樣模具設(shè)計(jì)起來就很困難，所以本設(shè)計(jì)采用第一種分型方法。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是塑料熔體從注射機(jī)的噴嘴進(jìn)入模具開始到型腔為止所流經(jīng)的通道。它的作用是將熔體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填充和固化定型過程中，將型腔內(nèi)氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確與否直接關(guān)系到注射成型的效率和塑件質(zhì)量。 澆注系統(tǒng)是由主流道、分流道、澆口、冷料穴等組成。在設(shè)計(jì)模具澆注系統(tǒng)時(shí)，首先考慮使得塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失。其次，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)上考慮，盡量減少由于流道產(chǎn)生的廢料比例。最后，應(yīng)容易修除制品上的澆口痕跡。 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵守如下基本原則： （ 1）了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性。 （ 2）采用盡量短的流程，以減小熱量與壓力損失。 （ 3）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。 （ 4）防止型芯變形和嵌件位移。 （ 5）便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。 基于 Pro/E 的氣壓瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)及型腔仿真加工 12 （ 6）澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。 （ 7）流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 （ 8）盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工，成型周期短，效率高。 （ 9）大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，應(yīng)予以充分考慮。 澆口的位置、數(shù)量的確定 澆口 是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間以及防止倒流等作用。澆口 的類型很多，一般常見的有側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、扇形澆口、薄膜澆口等多種，根據(jù)其特性不同使用在不同場(chǎng)合 。一般情況澆口采用長(zhǎng)度很短（ ～ 2mm）而截面很狹 窄的小澆口， 因此流動(dòng)阻力很大，細(xì)微的變化都會(huì)對(duì)塑料熔體的充填產(chǎn)生很大的影響。澆口設(shè)計(jì)主要包括澆口的數(shù)目、位置形狀和尺寸的設(shè)計(jì)。澆口的數(shù)目和位置主要影響充填模式，而澆口的形狀與尺寸主要影響熔體流動(dòng)性質(zhì)。澆口設(shè)計(jì)該保證提供一個(gè)快速、均勻、平衡、單一方向流動(dòng)的充填模式，另一方面應(yīng)該避免射流、滯流、凹陷等現(xiàn)象的發(fā)生。 澆口位置的選擇將 影響塑料件的 填充行為 、 制品的最終尺寸（公差） 、 收縮行為 、 翹曲 和 機(jī)械性能水平 、 表面質(zhì)量（外觀） 。 澆口的設(shè)計(jì)需要遵循以下 基本設(shè)計(jì)原則： （ 1）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免熔體破裂而產(chǎn)生 噴射和蠕動(dòng)。 （ 2）澆口的位置應(yīng)有利于流動(dòng)排氣和補(bǔ)料。 （ 3）澆口位置應(yīng)使流程最短，料流變向少，防止型芯變形。 （ 4）澆口位置及數(shù)量應(yīng)有利于減少熔接痕和增加熔接強(qiáng)度。 （ 5）澆口的位置應(yīng)考慮定位作用和對(duì)塑件性能的影響。 （ 6）澆口的位置應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位。 一方面應(yīng) 通過分析，本模具的澆口設(shè)計(jì)為側(cè)澆口，與點(diǎn)澆口的優(yōu)勢(shì)為這里可以用兩板模，而點(diǎn)澆口要用三板模，簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。這里澆口的的斷面形狀設(shè)計(jì)為圓角梯形，其截面厚度 h通常取澆口處壁厚的 1/3～ 2/3,這里取 h=1mm；其截面寬度 b取8h,b=8mm；澆口長(zhǎng)度取 l=1mm。 下面我就利用 Moldflow 分析零件的澆口位置： 最佳澆口位置圖，如下圖 42所示。 13 圖 42 最佳澆口區(qū)域 但是，這只是給出一個(gè)澆口范圍，并沒有確定澆口數(shù)量和具體的澆口位置。所以，我們繼續(xù)進(jìn)行下面的分析。由于采用一模一腔，同時(shí)又采用側(cè)澆口，側(cè)澆口一般開設(shè)側(cè)面并且表面要求不高的面上，所以采用方案如圖 43： 圖 43 最佳澆口位置 基于 Pro/E 的氣壓瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)及型腔仿真加工 14 圖 44 冷卻圖 圖 45 分析氣拋 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)的作用是 在注射過程中，將型腔中的氣體有序而順利的排出，以 15 免塑料件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷。如果排氣不良有以下危害性： （ 1）在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接痕，使表面輪廓不清； （ 2）嚴(yán)重時(shí)在塑件表面產(chǎn)生焦痕； （ 3）降低沖模速度，影響成型周期； （ 4）形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。 因此，及時(shí)有序的將氣體排出是十分必要的。一般有以下幾種排氣方式： （ 1）排氣槽排氣； （ 2）分型面排氣； （ 3）拼鑲件縫隙排氣； （ 4）推桿間隙排氣； （ 5）粉末燒結(jié)合金塊排氣； （ 6）排氣井排氣； （ 7）強(qiáng)制性排氣。 本塑件是小型塑件 ，結(jié)合塑件特點(diǎn)，可以采用分型面排氣方式足以排氣，因而不采用排氣槽排氣。 成型零部件設(shè)計(jì) 成型零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的設(shè)計(jì)。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。本設(shè)計(jì)中采用平均值法計(jì)算，其中：塑件的尺寸精度取 IT4 級(jí)精度。塑件尺寸的公差值可由參考文獻(xiàn) [5] 表 31 可得出。模具制造精度取 ? =13 ? 。具體的設(shè)計(jì)如下。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的零部件，其結(jié)構(gòu)類型有整體式和組合式。本塑料若采用整體式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、不容易變形，塑件無拼縫痕跡，但將造成加工困難，浪 費(fèi)材料，更換不便，增加成本等一系列問題。所以采用組合式。這樣可以改善加工工藝性，減少熱變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。將四壁加工，熱處理、研磨拋光后壓入模套。為使內(nèi)壁接 縫緊密，其連接處外側(cè)留有 。 配合 H7/f7，具體見總裝配圖。 凹模按其結(jié)構(gòu)可分為六種， ； ；； ； ； 。對(duì)于有側(cè)凹的圓形塑件（如骨架類塑件和帶有嵌件的塑件），為了塑件順利地從凹模里取出來，凹模常用相同的兩塊或多塊拼成，所以本產(chǎn)品采用組合式凹模。 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是用來成型塑件的內(nèi)表面，本產(chǎn)品采用組合試型芯，上型芯連接方式為凸肩與 A 板連接，下型芯連接方式為螺釘連接。 基于 Pro/E 的氣壓瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)及型腔仿真加工 16 模架的選用 注塑 模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即 GB/T12556—— 1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和 GB/T12555—— 1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為 BL≤560mm900mm；后者的模板尺寸 BL 為（ 630mm630mm）～（ 1250mm2021mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用 非 標(biāo)準(zhǔn)模架。 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對(duì)合精度。 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。 這里用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向開合模，用復(fù)位桿來導(dǎo)向 脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有： 1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的 1/3 處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。 2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 mm，以確保 其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。 3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的 ~2 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。 4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 為了保證模具的平穩(wěn)性及協(xié)調(diào)性，順利滑動(dòng)，采用 4 對(duì)導(dǎo)柱導(dǎo)套對(duì)稱布置。材料為 T8A。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的裝配關(guān)系圖 46。 17 1推桿 2導(dǎo)柱 3導(dǎo)套 4復(fù)位桿 5推桿固定板 6推板 圖 46 導(dǎo)向以及脫模裝配關(guān)系圖 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有遵循以下原則： ，以便于借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 ，正確分析塑件對(duì)模腔的黏附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性地選擇適當(dāng)?shù)拿撃Ｑb置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。 ，在選擇頂出位置時(shí)候，應(yīng)盡量設(shè)在對(duì)塑件外觀影響不大的位置。在采用推桿脫模尤 其要注意這個(gè)問題。 ，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 脫模機(jī)構(gòu)分類有多種方法，但主要以脫模裝置結(jié)構(gòu)特征分類較實(shí)用和直觀，參考同類型零件的脫模機(jī)構(gòu)，本塑件產(chǎn)品的脫模機(jī)構(gòu)采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖 46。 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可動(dòng)的，稱為活動(dòng)型芯，在塑件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出然后再從模中取出塑件。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向 分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類。機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)傳動(dòng)零件的不同，由可分為斜導(dǎo)柱、彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件的特點(diǎn)，本模具采用斜滑塊驅(qū)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，通常斜滑塊由錐行模套鎖緊，能承受較大的側(cè)向力。 基于 Pro/E 的氣壓瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)及型腔仿真加工 18 斜滑塊和套模都設(shè)計(jì)在動(dòng)模一邊，以便用頂出力同時(shí)達(dá)到推出塑件和側(cè)向分型抽芯的目的。為了防止塑件對(duì)定模型芯的包緊力大于塑件對(duì)動(dòng)模型芯的包緊力以及損傷，主型芯設(shè)于動(dòng)模，這樣有利于塑件順利推出?；?塊推出高度一般不超過導(dǎo)滑槽的 2/3，否則會(huì)影響復(fù)位?；瑝K斜角以不超過 30 度為宜。主型芯設(shè)于動(dòng)模邊有利于塑件脫出導(dǎo)向，并防止損失的作用。 為了確保凹模斜滑塊閉合鎖緊，注射成型時(shí)不至于溢料，模具閉合后斜滑底部與模套之間應(yīng)該有 間隙，同時(shí)斜滑塊還應(yīng)該高出模套 。斜銷固定段與模板的配合為 6/m7H ，與滑塊呈松動(dòng)配合，通常為 11/a11H ，有時(shí)需要保持~1mm 的間隙。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射成型的過程是將溫度較 高的熔融塑料，通過高壓注射進(jìn)入溫度較低的模具中，經(jīng)過冷卻固化，從而達(dá)到所需要的制品。首先從提高生產(chǎn)效率的角度看，成型過程中的成型周期是個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。由于在整個(gè)成型周期中 50%60%的時(shí)間用于對(duì)制品的冷卻，因此，在成型過程中冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短的重要意義是不言而喻的。模具溫度控制系統(tǒng)包括冷卻和加熱兩個(gè)方面，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具的溫度要求也不一樣。對(duì)于要求較低模溫的材料，只需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)即可，本塑件采用的 ABS 就屬于此類材料，因此只要開設(shè)冷卻系統(tǒng)就可以，即在模具內(nèi)通入冷卻水將熱量帶走， 并通過調(diào)節(jié)水的流量來調(diào)節(jié)模溫。對(duì)于要求較高模溫的材料，且模具較大時(shí)，需要設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 冷卻系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 應(yīng)遵循以下 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(duì)塑件的冷卻效果越好； 3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距 B 大約為 ~，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 ~。最小不要小于 10。 4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； 5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的 溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過 5℃ 6）冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉 。 因?yàn)閷?duì)塑件進(jìn)行冷卻質(zhì)量分析的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)冷卻質(zhì)量不佳的位置位于塑件的上方，在開模前，塑件上方要完全凝固，所以冷卻系統(tǒng)設(shè)在 A板以及動(dòng)模板上，形狀就是打成通孔的形式 ,如圖 47所示 19 圖 47 水道布置 本模具采用的水嘴類型如下圖 48 所示：選用黃銅材料，所有冷卻水道水嘴與模具冷卻水道孔都采用螺紋連接。在其螺紋部位，應(yīng)纏繞生 膠帶以防止冷卻水泄漏。 圖 48 水嘴 模具成型零部件材料的選擇 由于標(biāo)準(zhǔn)模架的座板、墊塊、推件板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)零件可查找設(shè)計(jì)手冊(cè)確定，故此處只對(duì)成型零件的材料進(jìn)行選擇。由于 各種模具用鋼并不可能具備所有應(yīng)該具備的條件，依模具的使用情況不同而合理的選擇鋼材，這是重要的。作為塑料模具的使用情況，有種種的不同條件，模具用鋼大致應(yīng)滿足如下的要求： ； ； ； 4.既要 耐磨損，而且又有韌性； ，變形?。? ； ； 。 在選擇模具鋼材時(shí)，要依以下條件而逐次考慮之，最后作出結(jié)論。