【文章內(nèi)容簡介】 論文） 15 等）螺桿后退的應(yīng)用能改善注射過程的 穩(wěn)定性。一般來說，需要螺桿后退時，數(shù)值在 4— 10mm 范圍內(nèi)，但不是所有的塑料生產(chǎn)都需要該動作的。 10．背壓 當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，受熱塑化的塑料在螺桿作用下被向前推，經(jīng)過止流閥而到達螺桿的前面。由于熔料的想前推進，熔料也產(chǎn)生反作用力，作用在螺桿和止流閥上，使螺桿向后退，以便更多的熔料向前推進，這時，如設(shè)置背壓就使得油缸有一定壓力作用在螺桿上，提供了螺桿后退的阻力，背壓越大，螺桿復(fù)往時間長，螺桿前端熔料產(chǎn)生的壓力必須大于背端才可以使螺桿后退。必須指出，不是所有的注塑生產(chǎn)都必須用背壓的，但若是采用，即使塑料充分熔化 及混合均勻，并有以下優(yōu)點： 1）有利于熔料內(nèi)揮發(fā)性氣體排出。 2）使附加劑（如白粉，阻燃劑，增強劑等）和熔料混合更均勻。 3）使用塑化更均勻，以獲得精確的成品控制，背壓的調(diào)節(jié)不宜太 長，熔料要有適當(dāng)?shù)木鶆蛐?，能完成塑化并且沒有氣泡便可以了。在實際操作中，可以上述工藝參數(shù)設(shè)定方法為基礎(chǔ)并綜合考慮各影響因數(shù)，確定產(chǎn)品的質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。 表 1— 1 ABS 性能 性能特點：成型性能好，機械加工性好，耐沖擊性好，韌性和機構(gòu)強度好，有一定的耐磨性，耐濕性，尺寸穩(wěn)定性都好，但耐熱性較差，吸水性較大，價格較便宜，要求表面光澤的塑件應(yīng)長時間預(yù)熱干燥。 型腔數(shù)目的確定 最經(jīng)濟數(shù)目的確定，實質(zhì)上是注塑件生產(chǎn)成本懂得經(jīng)濟核算，但在注塑設(shè)計初始方案階段，由于澆注系統(tǒng)等技術(shù)參數(shù)尚不可知，下述型腔數(shù)的確 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定 ABS 熱塑性塑 線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于 70 較好，比較穩(wěn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 定是一種估算的預(yù)測方法，一些參數(shù)要憑經(jīng)驗來假定，在模具設(shè)計完成后，可根據(jù)這個方法再細(xì)化，進行生產(chǎn)成本和每個塑件成本的核算。影響最經(jīng)濟型腔的因素，有 技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟指標(biāo)兩個方面技術(shù)參數(shù)有鎖模力，最小和最大注塑量，塑化能力，模板尺寸的和流速參數(shù)，這里只考慮注射機鎖模力和最大注射量兩個參數(shù)。技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)是從制品尺寸精度和經(jīng)濟效果考慮，對一模多腔整體嵌入式的注射模，影響型腔的重要因素有如下四個： 1．注射劑鎖模力 2. 注射劑注射量 3. 塑件精度 4. 經(jīng)濟習(xí)慣的限制 在此考慮生產(chǎn)成本和模具復(fù)雜程度采用一模兩腔。 塑件體積計算 按塑件圖所示尺寸進以計算。 1）塑件體積 Vs≈ 2）塑件重量 查表 61 塑件 ABS 密度為 ～ （注射密度為 g/cm3） 單件塑件重量 ms= = 型腔型芯尺寸確定 查表 ABS 收縮率是 %~% 平均收縮率 s=(+)/2=% 行腔工作部位尺寸 行腔徑向尺寸 Lm Z??0 =[(1+S)LSx△ ] Z??0 行腔深度尺寸 Hm Z??0 =[(1+S)HS x△ ] Z??0 型心徑向尺寸 Lm 0Zz??=[(1+S)ls+ x △ ] 0Zz?? 型心高度尺寸 hm167。 z=[(1+S)hs+ x△ ] 0Zz?? 式中 LS塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（ mm） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 ls塑件外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塑件外型高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） X修正系數(shù) 取 ～ △ 塑件公差（ mm） δ z模具制造公差取（ 1/31/4）△ 各部件尺寸如下圖 1— 2 所示 圖 1— 2 型芯尺寸圖 初選設(shè)備及工藝參數(shù)確定 1)注射量：該塑件制件單件重量 Ms≈ 澆注系統(tǒng)重量的計算可根據(jù)圖澆注系統(tǒng)尺寸先粗略計算澆注系統(tǒng)體積Vj≈ 粗略計算澆注系統(tǒng)重 量 Mj≈ Vj*密度 = 總體積 V 塑件= 總質(zhì)量 M 塑件 =， ABS 材料密度為 ～ 足注射機注射量 V 機 V 塑件 / 式中 V 機 —— 額定注射量 V 塑件 ——塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（ cm3） V 塑件 /=洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 滿足注射量 M 機 ≥ M 塑件 式中 M 機 額定注射量（ g） M 塑件 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積的重量 2）注射壓力 P 注 ≥ P 成型： 查表 65ABS 塑料成型時的注射壓力 p 成型 =7090Mpa 3）模力 p 鎖模力≥ pf： 式中 p 塑料城形時型腔壓力， ABS 塑料型腔壓力 p=30Mpa F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F= 9=1032mm2 Pf=30 1032= 根據(jù)以上分析計算查表 624 初選注射劑型號為 Xsz60 Xszy125 注射機有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 最大開合模行程 s 300mm 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 4mm 動定模板尺寸 428mm 458mm 拉桿空間 260mm 290mm 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 2 章 塑件在型腔中的位置確定 分型面設(shè)計 在注塑中，用于取出塑件澆注系統(tǒng)，凝料的面通稱為分型面。常見的取出塑件的分型面有開模方向垂直，也有采用開模方向垂直，也采用開模方向一致 的側(cè)向分型面。分型面大都是平面，也有傾斜面，曲面或者臺階面。 分型面的選擇不僅關(guān)系塑件的正常成型和脫模，而且涉及到模具結(jié)構(gòu)與制造成本。在選擇分型面時，應(yīng)遵循以下原則： 1. 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處，后則，可能會無法脫模和加工型腔。無塑件以何方位布置型腔，都應(yīng)將化坐為首要原則。 2．盡可能的將塑件留在動模一側(cè)，因為在動模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機構(gòu)簡單易行。 3．有利于保證塑件的尺寸精度。 4．有利于保證塑件的外觀質(zhì)量，分型面上的型腔壁面稍有間隙，熔體就會在塑件上產(chǎn)生飛邊，飛邊影響塑件的外觀質(zhì)量。因此在 光滑平整表面或弧曲面。避免選擇分型面。 5．考慮滿足塑件的使用要求，注塑機在模型過程中，有一些很難避免的工藝缺陷，如拔模斜度，分型面上的飛邊以及頂桿與澆口痕跡。在分型面設(shè)計時，應(yīng)從應(yīng)用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。 6．盡量減少塑件在合模平面上的投影面積。以減少所需要鎖模力。 7．長型薪應(yīng)置于開模方向。當(dāng)塑件在互相垂直方向都需設(shè)置型薪時，將轉(zhuǎn)短的型薪置于側(cè)抽薪方向，有利于減少抽拔距 8．有利于排氣，應(yīng)將分型面置于熔體充模流動的末端 9．應(yīng)利于簡化模具結(jié)構(gòu) 確定分型面位置如圖 2— 1 所示 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 2— 1 分 型面位置 該塑件的結(jié)構(gòu)如圖所示，需遵循分型面設(shè)計基本原則，故將模上設(shè)計凸起部分，采用單分型面。 型腔排布 型腔位置排布，該件采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)式。那么主澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量采用以主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即型腔平衡式布置的形式型腔強度和剛度的計算為了方便加工和熱處理 其型腔鑲件可分為兩部分 如下圖所示，從下圖 2— 2 可以看出，型腔為整件試，因此型腔的強度和剛度按型腔為整件式計算 查書 616 型腔側(cè)壁厚S=15 mm（查模具設(shè)計指導(dǎo)書表 616） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 2— 2 型腔布置 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 3 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計是注塑模具設(shè)計中最重要的問題之一。澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送通道，它具有傳質(zhì)，傳壓和傳熱的功能。對塑件質(zhì)量有決定性的影響，它的設(shè)計合理與否，影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易程度。澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利地充滿到模腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。因此要求充模過程快而有序， 壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于制品分離或者切除。 澆注系統(tǒng)的組成： 1．主流道：指由注射機噴嘴出口起到分流道入口為止的一段流道，它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機噴嘴在同一抽線。 2．分流道：指主流道末端至澆口的整個通道，分流道的功能是使熔體過渡和轉(zhuǎn)向，多型腔注射模中分流道中為了分配物料，通常有一級分流道和二級分流道，甚至多級分流道組成。 3．澆口：指分流道末端入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序地填滿行腔，且對外縮具有控制作用。 4．冷 料井：通常設(shè)置在主流道和分流道拐彎處的末端，其功能是捕捉和儲存熔料的冷料，冷料井也起勾料作用。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 ，應(yīng)有壓降，流量和溫度分布的均衡布置。 ，以降低壓力損失，縮短充模時間。 ，防止變形和位移。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 ，應(yīng)避免產(chǎn)生端流和渦流，及噴射和蛇行流動，并有利于排氣和收縮 ，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀損傷。 ，必要時配置冷料并或益料槽 系統(tǒng)的用料量。 ，其中澆口必須有 IT8 以上精度。 澆注系統(tǒng)包括主流道，分流道、澆口結(jié)構(gòu)及其尺寸設(shè)計。 主流道設(shè)計 直澆口式主流道呈截錐體。主流道入口直徑為 d，應(yīng)大于注射機噴嘴直徑 1mm 左右，這樣便于兩著能同抽對準(zhǔn)，也使得主流道噴嘴能順利脫落，主流道入扣的凹坑球面直徑為 R，應(yīng)該大于注射劑噴嘴求頭半徑約 2— 3mm。否則可能會讓塑料熔體反噴，出現(xiàn)溢邊致使脫模困難錐孔壁粗造度 Ra 2176。 — 4176。 ,過大的錐角會產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣。過小錐角會使凝 料脫模困難，充模時流動阻力大，表面積增加，熱量損失增加。流道的長度 L，一般按模板厚度確定。但為減少充滿時減壓降和減少物料損失，以短為好。 主流道要裝流道襯套，且直徑為 12mm，從定模板貫穿到分型面，襯套頭部安裝止轉(zhuǎn)銷。襯套和型腔的配合為 H7/n6，主流道襯套用定位固定在模板上，定位直徑。 初步設(shè)計主流道形狀尺寸，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角 2176。～ 6176。 ,內(nèi)壁粗糙角 Ra取 澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主流道部分在成型過程中 ,其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件 ，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。此澆口套采用碳素工具鋼 T8A 加工，熱處理要求淬火 53~57HRC。其應(yīng)設(shè)置在模具的對稱中心位置上，并盡可能洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴為同一軸心線。 為了 便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形 。 一般 錐角 取 2176。~ 4176。粗糙度 Ra≤ 與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng)。 澆口套的尺寸確定 如圖所示，經(jīng)計算，澆口套的尺寸如下圖 3— 1 所示。 ?8086033R13 53176。 36 0 0.1 圖 3— 1 澆口套 分流道設(shè)計 分流道的截面形狀有圓形、半圓形、梯形、 U 形、正方形、正六邊形等。從增大傳熱面積考慮，截面最好采用正方形；從減少散熱面積考慮，截面最好采用圓形；從壓力損失上考慮，截面亦最好采用圓形。實驗證明，對多數(shù)塑料來說，分流道在 5～ 6mm 以下時，對流動性影響較大，但直徑在 8mm 以上時，對流動性的影響不大。 初步設(shè)計分流道形狀和尺寸，分流道截面設(shè)計成半圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，半圓形截面分流道的直徑，可 根據(jù)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用 ABS，流動性為中等，所以選用半圓形截面，根據(jù)經(jīng)驗分流道的直徑， d 取 5mm。 澆口設(shè)計 澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則： （ 1）澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使起流程最短。 （ 2）澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬暢、厚壁部位，以便塑料順利地流入。 （ 3）避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁、型心或鑲件，使塑料能盡快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件變形。 （ 4）盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕 ,或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不需要的部位。 （ 5）澆口位置及其流入方向，應(yīng)使塑料在流入型腔時，