【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 算 凹模 287 L m +δ z 0 = [（ 1+ Scp） LS – 3/4△ ]+δ z0 170 Hm+δ z0 = [（ 1+ Scp） HS – 2/3△ ]+δ z0 型芯的計(jì)算 凸模 200 lm0 – δ z = [（ 1+ Scp） lS + 3/4△ ]δ z0 166 hm0 – δ z = [（ 1+ Scp） hS + 2/3△ ] δ z0 第四章 成型件設(shè)計(jì) 17 按照下列公式計(jì)算型腔、型芯工作部位尺寸： 型腔徑向尺寸 L m +δ z 0 = [（ 1+ Scp） LS – 3/4△ ]+δ z0 型腔深度尺寸 Hm+δ z0 = [（ 1+ Scp） HS – 2/3△ ]+δ z0 型芯徑向尺寸 lm0 – δ z = [（ 1+ Scp） lS + 3/4△ ]δ z0 型芯高度尺寸 hm0 – δ z = [（ 1+ Scp） hS + 2/3△ ] δ z0 中心距尺寸 Cm177。δ z/2=(1+ Scp)CS177。δ z/2 式中： LS — 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（ mm）； lS — 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ mm）； HS — 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ mm）； hS — 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（ mm）； CS — 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ mm）； △ — 塑件制品公差（ mm），可查塑件制品尺寸公差數(shù)值表（ SJ137278）獲得； △δ z — 模具制造公差，按制品公差的 1/41/3 選取。根據(jù)制品的精度要求，確定模具的制造公差為制品公差的 1/4，即δ z=1/4△。通常，制品中 1 mm 和小于 1 mm并帶有大于 mm 公差的部位以及 2 mm 和小于 2 mm 并帶有大于 mm 公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計(jì)算。 壁厚的計(jì)算 塑料注射模具的成型零件必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，如壁厚度不夠表現(xiàn)剛度不足，即型腔產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形，可能會(huì)發(fā)生溢料或使制品精度降低；也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即型腔發(fā)生塑性變形甚至破裂。理論分析 和實(shí)踐證明，對(duì)于大尺寸的型腔，主要為剛性不足為主，應(yīng)按剛度條件計(jì)算；而小尺寸型腔則以強(qiáng)度不足為主，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。剛度計(jì)算的條件則由于模具特殊性，可以從以下幾方面加以考慮： （ 1）要防止溢料： （ 2）應(yīng)保證塑件精度； （ 3）要有利于脫模。 上述要求在設(shè)計(jì)模具時(shí)其剛度條件應(yīng)以這些項(xiàng)中最苛刻者（允許最小的變形值）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但也不宜無(wú)根據(jù)地過(guò)分提高標(biāo)準(zhǔn)，以免浪費(fèi)材料，增加制造困難。型芯的強(qiáng)度、剛度計(jì)算相當(dāng)于桿類零件的校核計(jì)算。 型腔壁和底版厚度的計(jì)算比較復(fù)雜且繁瑣，為了簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，一般采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或查有關(guān) 的模具設(shè)計(jì)手冊(cè)。 根據(jù)矩形型腔壁厚尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出矩形型腔短邊尺寸 b102 時(shí)，整體式型腔底壁厚為 T=（ ~） b=*20mm≈ 。型腔壓力 /Mpa49(注塑 )時(shí)型腔側(cè)壁厚度 S/mm=+17， L 為型腔大尺寸，其側(cè)壁厚度取 S/ mm=+17 ≈ 74mm。 廣東石油化工學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)：摩托車(chē)頭盔模具設(shè)計(jì) 18 第五章 分型面的設(shè)計(jì) 制品在分型面的位置 制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具分型面的確定、澆口的設(shè)置、制品的尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開(kāi)始制定模具方案時(shí)，首先必須正確考慮制品在其中 的位置，然后再考慮具體生產(chǎn)條件（包括模具制造的）、生產(chǎn)批量所需的機(jī)械化和自動(dòng)化程度等其他設(shè)計(jì)問(wèn)題。 分型面的形式 分開(kāi)模具以便能取出制品和澆注系統(tǒng)冷料的面，稱為分型面。 模具設(shè)計(jì)開(kāi)始的第一步，就是選擇分型面的位置。分型面的選擇受到塑件形狀，壁厚，成型方法，后處理工序，塑料外觀，塑件尺寸精度，塑件脫模方法，模具類型，型腔數(shù)目，模具排氣，嵌件，澆口位置與形狀以及成型機(jī)的結(jié)構(gòu)等的影響。 在模具制造不良或鎖模力不足的情況下，模內(nèi)熔融塑料會(huì)通過(guò)分型面濺出，在塑件上形成較厚的飛邊，經(jīng)修整后還會(huì)留下明顯的殘痕。 分型面有多種形式，常見(jiàn)的有： （ 1）水平分型面； （ 2）斜分型面； （ 3）曲面分型面； （ 4）階梯分型面； （ 5）垂直分型面。 本次設(shè)計(jì)采用曲面分型面。 分型面的選擇原則 確定分模面的一般原則： （ 1） 分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處，否則無(wú)法脫模和加工型腔，無(wú)論塑料以何方位布置型腔，都應(yīng)將此作為首要原則。 （ 2）盡可能將塑件留動(dòng)模一側(cè) , 因?yàn)閯?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便易行，為了讓塑件留在動(dòng)模一側(cè)，將型芯設(shè)在動(dòng)模邊，依靠薄壁塑件對(duì)型芯足夠的包緊力，但遇到厚壁塑件或沒(méi)有型芯，將塑件型腔設(shè)在動(dòng)模側(cè)。 （ 3）有利于保證塑件精度。 第五章 分型面的設(shè)計(jì) 19 （ 4）有利于保證外觀質(zhì)量。 （ 5）考慮滿足塑件的使用要求。 （ 6）盡量減小塑件在合模平面上投影面積，以減小所需鎖模力。 （ 7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向。 （ 8）有利于排氣，應(yīng)將分型面置于熔體充模流動(dòng)的末端。 （ 9）應(yīng)有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，為此在按排制件在型腔中方位時(shí)，盡可能避免側(cè)向分型或抽芯。特別是避免在定模部分側(cè)向抽芯。 （ 10）非平面分型面的選擇應(yīng)有利于型腔加工和脫模方便。應(yīng)注意分型面上力的平衡。 （ 11）便于加工：能平面分模不斜面分模，能斜面分模不曲面分模。一般不取在裝飾外表面 或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 （ 12）斜面分模或曲面分模時(shí)，分模面要定位。 分型面的選擇 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)，為了凝料的取出及制件的合理落料，分型面一般選在塑件的最大截面處。 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：摩托車(chē)頭盔模具設(shè)計(jì) 20 第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到模具型腔內(nèi)，并在填充及凝固過(guò)程中將注射壓力傳遞到塑料個(gè)部位，而得到所要求的塑件。注射模的澆注系統(tǒng)和熱塑性擠塑模相似，一般由主澆道（澆口） 分流道（澆道） 進(jìn)料口 冷料穴 4四部分組成。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 型腔 ，且不影響制品質(zhì)量 主流道設(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)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形。 主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) ，主流道的小端直徑 D應(yīng)稍大于注射機(jī)噴嘴直徑 d，通常為 D=d+（ ~1） mm； 以下，拋光時(shí)沿軸向進(jìn)行。主流道的長(zhǎng)度L，一般按模板厚度 確定。為了減少充模時(shí)的壓力損失和物料損耗，主流道長(zhǎng)度，越短越好， L一般控制在 60mm 以內(nèi)； 2176?！?4176。，過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生渦流，卷入空氣。過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大。粘度大的可選 3176?！?6176。（但應(yīng)力第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 求與鉸刀的斜度一致）。 R2也應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑 R1，通常為 R2=R1+（ 1~2） mm。 ，其半徑 r約為 1/8D。 為了便于主流道凝料拔出，初步設(shè)計(jì)主流道形狀尺寸，主流道設(shè)計(jì)成圓錐型，其錐角為2176?！?6176。，因?yàn)?ABS 塑料流動(dòng)性較好，所以錐角取 4176。，內(nèi)壁粗糙度 Ra 取 m。主流道的長(zhǎng)度 L由定模座板厚度確定，一般 L 不超過(guò) 60 mm。 澆口套的設(shè)計(jì) 澆口套的設(shè)計(jì)：為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。澆口套常用鋼材是 T8A、 T10A。熱處理要求： 50～55HRC。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意： （ 1）進(jìn)料口處為球面（ SR）； （ 2）配合要求 H7/J7 或 H6； （ 3）粗糙度： Ra（ ～ ）μ m。 本次設(shè)計(jì)采用澆口套件圖 圖 61 廣東石油化工學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)：摩托車(chē)頭盔模具設(shè)計(jì) 22 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的選擇 澆口按照結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為以下幾種形式：直接澆口 ,中心澆口 ,側(cè)澆口 ,環(huán)形澆口 ,輪幅式澆口點(diǎn)澆口。 由于側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充滿模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。并根據(jù)本次設(shè)計(jì)塑件選用的材料，及制品的使用環(huán)境與性能要求，且分型面將模具分成動(dòng)模和定模兩部分，采用 側(cè)澆口，一模兩腔，一次成型兩個(gè)塑件制品?？蓱?yīng)用在立式或臥式注射機(jī)上。 澆口位置選擇 合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的一個(gè)重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。另外，澆口位置的不同還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu)。因此，在開(kāi)設(shè)澆口時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 、排氣和補(bǔ)縮 ，各個(gè)型腔澆口方位必須保持一致 整 綜上所述，本次設(shè)計(jì)澆口采用的形式是側(cè)澆口，其位置設(shè)置在制品的凹邊中間處且澆口槽開(kāi)在定模上。 第七章 注塑機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 23 第七章 注塑機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 注塑機(jī)簡(jiǎn)述 注射成型機(jī)（簡(jiǎn)稱注射機(jī)或注塑機(jī)）是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。 注塑機(jī)的類型 注塑機(jī)的類型有 :立式、臥式、全電式，但是無(wú)論那種注塑機(jī)，其基本功能有兩個(gè)： （ 1）加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)； （ 2）對(duì)熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。 注塑機(jī)的組成 注塑機(jī)通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳達(dá)動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。 注塑機(jī)的參數(shù) 由 MOLDFLOW 分析得出注塑機(jī)參數(shù) 最大注塑機(jī)鎖模力 = +03 tonne 最大注射壓力 = +02 MPa 最大注塑機(jī)注射率 = +03 cm^3/s 注塑機(jī)液壓響應(yīng)時(shí)間 = s 注塑機(jī)規(guī)格 : 最大壓力 : MPa 螺桿增強(qiáng)比率 : 注塑機(jī)響應(yīng)時(shí)間 : s 注塑機(jī)最大鎖模力 : tonne 溫度設(shè)置 熔體溫度 : C 模具型腔側(cè)溫度 : C 模具型芯側(cè)溫度 : C 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：摩托車(chē)頭盔模具設(shè)計(jì) 24 注射設(shè)置 注射控制方法 : 注射時(shí)間 注射時(shí)間 : s 名義流動(dòng)速率 : cm^3/s 保壓時(shí)間 壓力 (s) (MPa) 冷卻時(shí)間 : s 模架是設(shè)計(jì)、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。 根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔 尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。 模板厚度： A=230mm B=65mm 動(dòng)模板厚度： B=40mm 墊塊厚度： C=180mm 模架厚度： H 模 =(230+65+40+180+80) mm =595mm 模架外形尺寸： 450mm*400mm*595mm=107100000mm^3 模具厚度滿足關(guān)系式： Hmin ≤ H ≤ Hmax 式中： Hmin — 允許使用的模具最小厚度； Hmax — 允許使用的模具最大厚度。 第八章 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 第八章 推出結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向是保證動(dòng)、定模或在上、下模合模時(shí)，正確地定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)