【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較大，故確定型腔數(shù)目為一模一腔。 （ 2） 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)要求，該塑件采用主流道直接澆口系統(tǒng)，粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積 V 澆 =4cm3，質(zhì)量 M 澆 =4=。 （ 3）計(jì)算一次注射所需的總體積 V=V 塑 +V 澆 =+4= cm3，計(jì)算一次注射所需的總質(zhì)量 M=M 塑 +M 澆 =225+=。 （ 4）根據(jù)計(jì)算出的一次注射所需總體積和總質(zhì)量，初步選擇注射機(jī)的型號(hào)為 SZY— 1000。 查閱模具設(shè)計(jì)課程書(shū)，得到注射機(jī)參數(shù)如表 21[5]所示 。 表 21 注射機(jī)參數(shù) 型號(hào) SZY— 1000 模板最大行程 /mm 700 注射方式 螺桿式 噴嘴圓弧半徑 /mm 18 鎖模力 /kN 4500 最小模具厚度 /mm 300 注射壓力 /MPa 121 最大模具厚度 /mm 700 噴嘴孔直徑 /mm 理論注射容積 /cm3 1000 合模方式 兩次動(dòng)作液壓式 拉桿空間 mmmm 650550 注射行程 /mm 260 動(dòng)、定模固定尺寸 /mmmm 9001000 本章小結(jié) 本章確定了塑料制品的材料為 PP，注射機(jī)的型號(hào)為 SZY— 1000，并確定了制品 壁厚應(yīng)為 2 mm，為了便于脫模采用 1176。的拔模斜度，為 了減少轉(zhuǎn)折 及 尖角處的應(yīng)力集中，所以在轉(zhuǎn)折 及 尖角處均采用圓弧過(guò)渡。 哈爾濱理工大學(xué)專(zhuān)科生畢業(yè)論文 8 第 3章 模具各部零件的方案選擇與設(shè)定 分型面的確定 塑料制品在成型模具中的位置，是由模 具的分型面決定的。在注射模具的設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、形狀，首先確定成型時(shí)塑件在模具中的位置，也即是確定分型面；再根據(jù)成形特點(diǎn)、塑件的生產(chǎn)批量，來(lái)確定一模成型件數(shù) (即一模幾腔 )、澆口形式、排氣系統(tǒng)及脫模方式等。 分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。分型面決定著塑料制品在成型模具中的位置。按形狀分類(lèi)分型面可分為：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面，斜面分型面。按其位置與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為：分型面垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，平行于開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向傾斜。 分型面 的選擇設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、精度要求、澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素，進(jìn)行全面考慮，做出合理選擇。 分型面選擇設(shè)計(jì)的基本原則是，選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時(shí)還要考慮以下因素： 1．分型面的選擇應(yīng)便于脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。因此盡可能使塑件在動(dòng)模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。如塑件有側(cè)孔或側(cè)凹，選擇分型面應(yīng)盡可能將側(cè)型心置于動(dòng)模，以避免定模抽心，并使抽拔距離盡量短。 2．分型面的選擇應(yīng)考慮技術(shù)要求。當(dāng)塑件的表面有同軸度、平行度等要求時(shí)，應(yīng)盡可能將其置于同于半模內(nèi)，否則， 將會(huì)由于合模誤差影響塑件精度。 3．分型面應(yīng)盡量選擇不在影響塑件外觀(guān)的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整 。 由于分型面處不可避免地要在塑件上留有飛邊和拼合縫的痕跡，因此分型面最好不要設(shè)在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，以免影響塑件外觀(guān)。 4．分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 。 為此應(yīng)盡量使分型面與充模時(shí)型腔料流末端重合，以利于排氣。 5．分型面的選擇應(yīng)便于模具零件加工。 6．分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)，注射成型時(shí)所需的鎖模力與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向 上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。 綜合以上因素紙簍的分型面選擇階梯型 ， 取該處作為分型面，可使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也可以脫模順利。 哈爾濱理工大學(xué)專(zhuān)科生畢業(yè)論文 9 此制品的分型面選擇如圖 31 所示，粗實(shí)線(xiàn)所在的面為分型面。 圖 31 分型面示意圖 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影響，是模具設(shè)計(jì)者重視的技術(shù)問(wèn)題。 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則： 1．采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失； 2．澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的 排氣； 3．便于修整澆口以保證塑件外觀(guān)質(zhì)量； 4．澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。 從給出的塑料制件看，既要保證塑件的外觀(guān)要求，又要考慮澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)原則。綜上所述，選擇主流道直接澆口形式。 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開(kāi)在定模上，而是將 它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。澆口套通常用高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，錐角取 4176。 主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆哈爾濱理工大學(xué)專(zhuān)科生畢業(yè)論文 10 口套分開(kāi)設(shè)計(jì)，如圖 32 所示 。 圖 32 定位圈與澆口套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 查資料 [1]得到 SZY— 1000 型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端 的球面 半徑為 R0=18mm，噴嘴前端 的 孔徑 d0=，定位圈 的 直徑為90? mm。為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系 應(yīng) 為： R=R0+(1～ 2)， d=d0+。因此， 這里 取主流道球面半徑 R=20mm（取標(biāo)準(zhǔn)值），主流道的前端孔徑 d=8mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為 2～ 5 度的傾角，此模具選擇 4 度的傾斜角，澆口套外圓盤(pán)軸肩轉(zhuǎn)角半徑 R 宜大一些，取 R=3 mm，以免淬火開(kāi)裂和應(yīng)力集中。 定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的，查資料得 SZY— 1000 型式注射機(jī)的定位 圈直徑為 125? mm，一般定位圈高出定模座板表面 5～ 10 mm。由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充模不滿(mǎn)等缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。注射模成型時(shí)排氣通常以如下四種方式進(jìn)行： 哈爾濱理工大學(xué)專(zhuān)科生畢業(yè)論文 11 1．利用配合間隙排氣 ； 2．在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 ； 3．利用排氣塞排氣 ； 4．強(qiáng)制排氣 。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利 用分型面排氣，所以無(wú)需設(shè)計(jì)排氣槽。 型腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ， 可以是一模一腔 ， 也可以是一模多腔。 一般確定型腔數(shù)目有以下幾種方法： 1．按注射機(jī)的最大注射量確定型腔個(gè)數(shù)； 2．按注射機(jī)額定鎖模力確定型腔個(gè)數(shù)； 3．按制品的精度要求確定型腔個(gè)數(shù)； 4．按經(jīng)濟(jì)性確定型腔個(gè)數(shù)。 型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： 1．塑件的尺寸精度； 2．模具制造成本； 3．注塑成型的生產(chǎn)效益； 該塑件屬于大批量生產(chǎn)，精度要求一般，塑件尺寸較大。每增加一個(gè)型腔，由于型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺寸精 度要降低約 4％ ～ 8％ ，因此多型腔模具一般不能生產(chǎn)高精度的塑件。故考慮以上因素選擇一模一腔較合理。 模具成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑料間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確幾何形狀，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，有較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設(shè)計(jì)，包括凹模、型芯、鑲塊、凸模和成型桿等。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，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(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 模具材料的選擇 根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和模具的工作條件需要，結(jié)合模具材料的基本性能和相關(guān)的因素，來(lái)選擇適合模具需要的，經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上先進(jìn)哈爾濱理工大學(xué)專(zhuān)科生畢業(yè)論文 12 的模具材料。對(duì)于一種模具，如果單純從材料的基本性能考慮，可能幾種模具材料都符合要求，然而必需綜合考慮模具的使用壽命、模具制造工藝過(guò)程的難易程度、模具制造費(fèi)用 以及分?jǐn)偟街圃斓拿恳粋€(gè)工件上的模具費(fèi)用等多種因素，進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，才能得出符合要求的結(jié)論。 根據(jù)以上原則各成型零件材料的選擇 [6]情況如表 31 所示 。 型腔結(jié)構(gòu)的確定 型芯、型腔可采用整體式或整體嵌入式結(jié)構(gòu)。 整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模 ，其特點(diǎn)是牢固 ， 不易變形 ， 有較高的強(qiáng)度和剛度 ， 成型的塑件表面不會(huì)有模具接縫痕跡。當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單時(shí) ， 制作整體式凹模比較容易 ，塑件形狀復(fù)雜時(shí) ， 整體式凹模的加工工藝性較差 ， 需要采用電火花、電鑄等特殊加工手段 ， 制作周期較長(zhǎng)且費(fèi)用較高 ， 零件尺寸較大時(shí)加 工和熱處理都較困難 ， 消耗貴重模具鋼多。整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡(jiǎn)單的中小型塑件。 整體嵌入式型腔是將凹模做為整體式 ， 再嵌入模具的模板內(nèi) ， 它在單腔和多腔模具中均可應(yīng)用。這種凹模結(jié)構(gòu)的好處是 ： 1．加工單個(gè)型腔的凹模方便 ， 同時(shí)零件的熱處理變形比在一塊材料上制作多個(gè)型腔的小。 2．節(jié)省貴重鋼材 。根據(jù)工作性質(zhì) ， 凹模和固定板可分別采用不同的材料制作。 3．易于維修更換 。采取鑲嵌式安裝形式便于更換失效了的凹模 ，而不影響生產(chǎn)進(jìn)度。 4．各型腔凹模單獨(dú)加工利于縮短制模周期 。 根據(jù)該塑件的外形分析 ， 由于塑件的大部分拐角都有圓弧 過(guò)度 ， 所以為便于模具的加工和減少熔接痕 ， 并考慮凹模側(cè)壁的強(qiáng)度，凹模設(shè)計(jì)成整體式，在不影響使用性能 又節(jié)省貴重材料的考量下，將凸模設(shè)計(jì)成鑲嵌式。凹、凸模結(jié)構(gòu) 分別 見(jiàn) 凹模 圖 和 凸模 圖 。 凹、凸模尺寸的計(jì)算 1．塑件的收縮率 [1] 收縮率的波動(dòng)引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大。在計(jì)算成型零件時(shí)，所用的收縮率均用平均收縮率來(lái)表示 。 00m inm a x 1002 SS ??S （ 31）式中 ， S 塑件的平均收縮率 ； Smax 塑料的 最大收縮率； Smin 塑料的最小收縮率。 該塑件為 PP，查產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)得知其收縮率為 ％ ～ ％ ，代入上哈爾濱理工大學(xué)專(zhuān)科生畢業(yè)論文 13 式中得其平均收縮率為 ％ 。 2．模具成型零件的制造誤差 參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 [7]所列出的經(jīng)驗(yàn)值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的31～61。模具成型零件制造公差用 δz表示。 計(jì)算公式如下： 凹模徑向尺寸計(jì)算公式 ： zz sm LSL ?? ?? ???? 00 ]43)1[()( （ 32）凹模深度尺寸計(jì)算公式 ： zz sm HSH ?? ?? ???? 0