【文章內(nèi)容簡介】 紅外線燈，烘箱 溫度 70 ℃ 時間 24 h 電視遙控器注射模具設計 11 第 2 章 注射模具設計 確定 模具 的 加工精度 遙控器是一種外殼要能承受一定磨損及要抵抗一定的壓力的日用品。根據(jù)機械加工精度的選用原則，模具的制造加工精度選 IT7 級，根據(jù)要求的不同型芯和型腔的加工精度要比模具低一級為 IT6 級，由于型腔要求更高需對其先采用機械粗加工后，并用電火花或者研磨對其精加工，其它部分則采用正常的機械加工。 確定型腔數(shù)目 確定型腔數(shù)目的原則 在保證塑件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮設備生產(chǎn)潛力的前提下選擇合理的型腔數(shù)目。 確定型腔數(shù)的條件 型腔數(shù)目的確定應從模具制造的成本、塑件的尺寸精度等級、注塑成型的生產(chǎn)效益及制造難度幾方面來考慮 確定型腔數(shù)目的方法 （ 1）通過分析塑件的尺寸結構及需要加工的數(shù)量來確定； （ 2）型腔數(shù)目越多，相對應的精度就越低，而型腔數(shù)目越多，制造難度就越大； （ 3）根據(jù)成型能力：注射量 1 m mGn ?? 其中： G—— 注射機允許的最大注射量 m2—— 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量和體積 m1—— 單個制品的質(zhì)量和體積 鎖模力 1 2PAPAQn ?? 其中： Q—— 注射機的額定鎖模力 A2—— 澆注系統(tǒng)和飛邊在模具水平分型面上的投影面積 A1—— 單個制品在模具分型面上的投影面積 電視遙控器注射模具設計 12 P—— 單位投影面積需用的鎖模力，可近似取值 為熔體對 型腔的平均壓力 （ 4）根據(jù)經(jīng)濟性原則： CNYtn 60? 其中： N—— 制品的生產(chǎn)總量 t—— 成型的周期時間 Y—— 每小時的工資和經(jīng)營費 C—— 制造模具所需的費用 經(jīng)過多方面的考慮，我的設計采用一模兩腔結構形式。我的塑件屬于四級精度，它可以使用一模四腔，但是一模四腔提高了加工模具的難度，難以保證尺寸精度及表面粗糙度；但一模兩腔與單型腔模具相比生產(chǎn)成本有所降低，生產(chǎn)效率也提高很多；而且塑件的注射量比較小。綜合這些條件一模兩腔剛好能解決這一問題，不僅使得模具有了較好的精度，而且便于加工好注塑，適應了現(xiàn) 代化大規(guī)模高效率生產(chǎn)高精密零件的要求。 電視遙控器注射模具設計 13 選定分型面 此次設計的遙控器前蓋的分型面如圖 33 所示： 圖 33：分型面 這是 PRO/E 分模時作的分模面，由于上表面要求較高，必須要求塑件留在動模一側。這樣的分型面設計有以下的特點： 1. 塑料件必須留在動模一側； 2. 分型面的痕跡不會在塑件的上邊緣一圈而且不會影響外觀質(zhì)量； 3. 推桿容易布置也更容易推出塑件； 4. 容易脫模； 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成的由注射機噴嘴到型腔 之間的進料通道的系統(tǒng)。 電視遙控器注射模具設計 14 主流道的設計 主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，由于它的形狀尺寸影響著塑料熔體的流動速度和沖模時間，因此必須使熔體的溫度盡可能降低，把壓力損失降到最小。 主流道還跟塑件的流動性和尺寸大小有關，當流動性好、塑件較小時，主流道會設計小一些，當流動性差、塑件較大，主流道要設計大些。此次所設計的是原料為 ABS 電視遙控器模具，其流動性一般、塑件的尺寸大小一般，綜合考慮以下，應將主流道設計的小些。 主流道設計成圓錐形方便讓主流道凝料能從澆口順利地拔出，有一定的錐角α通常為 2176。 — 6176。（一般 取 3176。），當錐角設計過大時會減慢流速。為減少料流轉向過渡時的阻力將主流道大端面呈圓角，其半徑常取 r＝ 1~ 3（ mm）， (取)；主流道對接處設計成能保證塑料從噴嘴完全進入而不溢出的半球形坑。 2D ＝ 1D ＋ 1? ＝ 4＋ 1＝ 5（ mm） ??? 212 ?RR 10+1=11（ mm） 式中 2D —— 主澆道小端口直徑（ mm） 1D —— 注塑機噴嘴孔直徑（ mm） 1? —— 噴嘴孔直徑接觸富裕量（ mm） 一般為 ~ 1（ mm），取 1? =1（ mm） 1R —— 注塑機噴嘴球半徑（ mm）， 1R =10（ mm） 2R —— 主流道對接處半徑（ mm） 2? —— 噴嘴球半徑接觸富裕量（ mm） 一般為 1~ 2（ mm），取 2? =1（ mm） 其結構如圖 342 所示 電視遙控器注射模具設計 15 圖 342：臥式或立式注射機主流道設計 分流道的設計 由于模具設計成一模二腔，屬于多型腔多澆口的模具，因此要設置分流道。分流道是澆注系統(tǒng) 中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前通過截面積的變化及流向變換來獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)等條件，盡可能減少流動壓力在流動過程的損失，保證各個型腔的塑料熔體均衡分配。 將分流道設置在分型面上便于加工及凝料脫模，將分流道截面形狀設計為 U形，當塑料熔體在流道中流動時，表層冷凝冷結而起絕熱作用熔體僅在流道中心流動。在設計過程中應考慮到注射成型過程中原料的使用和注射機的能耗是否經(jīng)濟，為減少壓力損失和熱量損失將分流道設計成直的 , ABS 塑料的分流道直徑范圍在 4mm～ 10mm 之間，所以取分流道的直徑為。 常用塑料分流道直徑推薦值如表 21： 電視遙控器注射模具設計 16 表 31 常用塑料分流道直徑推薦表 材料名稱 分流道直徑（ mm） 材料名稱 分流道直徑（ mm） ABS,AS ～ 10 PC ～ 10 POM ～ 10 PE ～ 10 PP ～ 10 HIPS ～ 10 CA ～ 11 PS ～ 10 PA ～ 10 PSF ～ 10 PPO ～ 10 SPVC ～ 10 PPS ～ 13 HPVC ～ 16 當分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻時只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)為理想狀態(tài)，所以取分流道內(nèi)表面粗糙度 Ra＝ ，這樣的表面不是很光滑 并且有助于塑料熔體的外層冷卻皮層的固定，為保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱應與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差。 主流道、分流道的分布圖如圖所示： 圖 344：主流道、分流道分布圖 電視遙控器注射模具設計 17 澆口的設計 澆口又稱進料口或內(nèi)流道是澆注系統(tǒng)中最小的部分，澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種，我們將采用限制性澆口，限制性 澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速均衡地充滿型腔，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。 本模具結構澆口位置如圖 345 所示 圖 345：最佳進澆口位置圖 綜上所訴，本設計中的塑件澆口應選在塑件邊緣處。 本套模具采用的是側澆口 ,側澆口開設在分型面上，塑料熔體于型腔的側面充模。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，普遍使 用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。 側澆口尺寸計算公式如下 Ab 30 ~? ?)~(?t 其中： b—— 側交口寬度， mm A—— 塑件的外側表面積， mm2 t—— 側交口的厚度， mm 電視遙控器注射模具設計 18 δ —— 交口處塑件厚度， mm 經(jīng)計算得 ： b=3mm， t=2mm 由于側澆口的長度 l=，所以取測澆口的長度為 。 排氣系統(tǒng)的設計 在注射成型時，如果型腔內(nèi)的氣體不能在充模時順利地排除到模外，將會在制品上形成氣孔、接縫、表面輪廓不清等缺陷；如果塑料熔體內(nèi)有氣體，制品會因壓縮所產(chǎn)生的高溫造成局部燒焦，并且會產(chǎn)生一定的壓力降低充模速度。 注射模的排氣方法通常利用配合間隙排氣、在分型面開設排氣槽和利用排氣塞排氣三種排氣方法。其中在分型面開設排氣槽是注射模排氣排氣的主要形式，且能很好的保證塑件的質(zhì)量，所以此次設計的排氣方式為 在分型面開設排氣槽。 常用塑料排氣槽深度報表如下： 單位： mm 塑料名稱 排氣槽深度 塑料名稱 排氣槽深度 聚乙烯 聚甲醛 聚丙烯 尼龍 聚苯乙烯 尼龍（玻璃纖維填充） ABS 聚碳酸酯 綜上所述，本次設計的材料是 ABS，所以排氣槽的深度上 ，寬度選擇 5mm。 注射模具成型零件設計 成型零件通常指凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)等構成模具型腔的零件，而這些零件直接接觸高溫、高壓的塑料熔體，在脫模時反復與塑件摩擦，所以它們需要有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度值來達到這些要求，要考慮零件的加工性及模具制造的成本。 凹模的結構圖及尺寸計算 261： 電視遙控器注射模具設計 19 圖 261 凹模結構圖 采用平均尺寸法計算凹模的徑向尺寸，公式如下： 式中 ML —— 凹模徑向尺寸（ mm）； cpS —— 塑件的平均收縮率（ ABS 收縮率為 %～ ％，平均收縮率為%）； sL —— 塑件徑向公稱尺寸（ mm）； ? —— 塑件公差值 (mm)（ ? 一般在 ～ 之間會隨塑件精度和尺寸而變化，這里取 ）； z? —— 凹模制造公差（ mm） 凹模長度尺寸計算為： 8 0])1 8 0%)[( ?? ?????ML 凹模寬度尺寸計算為： ]%)[( ?? ?????ML 采用平均尺寸法計算凹模深度尺寸，公式如下： ? ? zscpM LSL ???????? ???? 431? ? zscpM HSH ???????? ???? 321 電視遙控器注射模具設計 20 式中 MH —— 凹模深度尺寸（ mm）； sH —— 塑件高度公稱尺寸（ mm）； 2? /3 項，查資料得該系數(shù)為 ； 其他符號意義同凹模長度計算公式。 ? ?? ? 5 3 % ?? ????? zMH ,公式如下 ML —— 模具中心距尺寸（ mm）； sL —— 塑件中心距尺寸（ mm）。 所以 0 ]1 0 0%)[( ??????ML 凸模的結構圖及計算 凸模 結構如圖 262： 圖 262：凸模結構圖 采用平均尺寸法計算凸模的徑向尺寸，公式如下： ? ?? ? 21 zscpM LSL ????? ?zscpM LSL ???????? ???? 431