【文章內(nèi)容簡介】 定了塑件的質(zhì)量，模具設(shè)計時，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設(shè)計方法中也采用了計算機輔助設(shè)計來解決問題。 d 脫模過程 塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個動作由脫模機構(gòu)來完成。不合理的脫模機構(gòu)對塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機構(gòu)的設(shè)計也是注射模具設(shè)計的一個主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。 12 由 a 至 d 形成了一個循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件 3 注塑設(shè)備的選擇 估算塑件體積質(zhì)量 建模，三維零件設(shè)計 利用 UG 軟件。進行三維實體建模，并可直接通過軟件進行測量 體積說明 13 澆注系統(tǒng)體積證明 V=724mm179。 由于 PA 密度 () 取最大值 . V 澆 =4800mm179。 所以 M= = 注塑機的選擇 注射機的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國產(chǎn)臥式注射機已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機各特點如下： 立式注射機的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)， 鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，這種注射成型機主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模） 安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動操作，但附加機械手取產(chǎn)品后，也可以實現(xiàn)全自動操作，此類注射機注射量一般均在 60 克以下。 臥式注射機是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機，其注射柱塞或螺桿與合模運動均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點是機體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動墜落，故能實現(xiàn)全自動操作，機 床重心較低安裝穩(wěn) 14 妥，一般大中型注射機均采用這種形式。缺點是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機床占地面積較大。 直角式注射機的柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲杠的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動較大。 根據(jù)實際情況，注塑機的實際注塑量是理論注塑量的 80％左右。即有 V s ≦ a V1 式中： V1—— 理論注塑容量， cm3 。 VS—— 實際注塑容量， g 。 a—— 注塑系數(shù)，一般取值為 。 經(jīng)計算可得 實際注塑量 V=4 724mm179。＋ V 流≈ 7700mm179。 根據(jù)以上計算以及一模四腔的設(shè)計理念和《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表 240 選擇注射機 XSZY125 螺桿式注射機，其參數(shù)如下： 額定注射量： 125 3cm 螺桿直徑： ? 42mm 注射壓力： 150Mpa 鎖模 力： 900KN 模板行程： 300mm 模具最大厚度： 300mm 模具最小厚度： 200mm 模板尺寸： 450 420mm 拉桿空間： 260 290mm 定位孔直徑： ? 100mm 合模方式：液壓 — 機械 15 1）、型芯的尺寸計算 a)、型芯的尺寸按以下公式計算 D1=〈〔 1+s 〕 d1+xΔ〉 0　?? 式中 D1 — 型芯外徑尺寸 d1— 塑件內(nèi)形尺寸 Δ — 塑件公差 s — 塑料平均收縮率 ? — 成形零件制造公差 ,取Δ /2。 1）、型腔徑向尺寸按以下公式計算 D2=〈〔 1+s 〕 d2－ xΔ〉 ??0 式中 D2— 型腔的內(nèi)形尺寸 d2— 塑件外形基本尺寸 Δ — 塑件公差 s — 塑料平均收縮率 ? — 成形零件制造公差 ,取Δ /2。 2)、型腔深度尺寸按以下公式計算 MH = ????? 0)( xsHH 式 中 MH — 型腔深度 H — 塑件外形高度尺寸 Δ — 塑件公差 s — 塑料平均收縮率 ? — 成形零件制造公差 ,取 /3? ，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取 ,在機床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過其它的特殊加工。考慮模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型 芯尺寸盡量取大值。而型腔則取大值，型腔的表面粗糟 16 將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取 ～ 。在本次設(shè)計中，型腔取 。 —— 綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時， X 取 1/2；塑件精度高、批量比較大， X 取 3/4，根據(jù)設(shè)計要求取 X 為 。 型腔、型芯工作尺寸的計算 要計算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（ SJ1372— 78）塑件在五級精度下 ，基本尺寸對應(yīng)的尺寸公差如下： 基本尺寸㎜ 公差㎜ 基本尺寸㎜ 公差㎜ ＜ 3 3~6 6~10 10~14 14~18 18~24 24~30 30~40 40~50 50~65 65~80 80~100 100~120 型腔：寬度方向 d2=；取 s =%（以下收縮率都取 %） D2=[（ 1+） － ] ? = ? 長度方向 d2’ =。 D2’ =[（ 1+） － ] ? = ? 型腔深度： H=8 。 X= HM =[(1+) 8+ ]= ? 型芯： 1）寬度方向 d11 =15 17 D11 =[（ 1+） 15+ ]=? 2）長度方向 d21=15 D21 =[（ 1+） 15+ ]=? 型腔壁厚計算 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要求既 不許因強度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對強度和剛度都有要求。 但是，實踐證明，模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強度條件計算即可。（在本設(shè)計中按強度條件來計算 ） 對長方形型腔壁厚和底板厚度的計算 a、型腔底板厚度： 23 bL4 pS B ?? ［ ］ 式中 p —— 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（ MPa），一般取 25~45MPa L—— 型腔側(cè)壁邊長（ mm） b—— 型腔寬度（ mm） B—— 凹模寬度（ mm） [σ ]—— 材料的許用應(yīng)力，一般取 100Mpa L —— 型腔側(cè)壁長邊尺寸（ mm） S = 由于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架查得定模板的厚度為 28mm，綜合各方面考慮，現(xiàn)確定定模板厚為 28mm，可以滿足型腔的強度要求。 18 b、確定型腔的壁厚 型腔寬度 鑲拼式腔壁厚 40 9 ＞ 40～ 50 9～ 10 ＞ 50～ 60 10～ 11 ＞ 60～ 70 11～ 12 ＞ 70～ 80 12～ 13 ＞ 80～ 90 13～ 14 ＞ 90～ 100 14～ 15 ＞ 100～ 120 15～ 17 ＞ 120～ 140 17～ 19 ＞ 140～ 160 19～ 21 澆注系 統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng) 的設(shè)計應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進料。 澆口套的選用 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分 19 流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，對材料要求較嚴(yán)格，因而盡管 小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼（ T8A 或 T10A），熱處理淬火表面硬度為 50～ 55HRC，澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在選夠澆口套時應(yīng)注意：澆口套進料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖所示： 冷料井的設(shè)計 根據(jù)實際 ,采用底部帶有拉料桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上，具體結(jié)構(gòu)見總 20 裝圖。 分流道的設(shè)計 （ 1）分流道截面形狀 分流道截面形狀 可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U形。 （ 2）分流道的尺寸 分流道尺寸由塑料品種、塑件的大小及長度確定。對于重量在 200g 以下，壁厚在 3mm 以下的塑件可用下面經(jīng)驗公式計算分流道的直徑，如式。 D=式中： D分流道的直徑， mm。 W塑件的質(zhì)量， g； L分流道的長度， mm. 此式計算的分流道直徑限于 ～ HPYC 和 PMMA。應(yīng)將計算結(jié)果增加 25％。對于梯形分流道， H=2D/3；對于 U 形分流道， H=， R=。 D 算出后一般取整數(shù)；對于半圓形 H= 對于流動性極好的塑料（如 PE， PA 等），當(dāng)分流道很短時，其直徑可小到 2mm左右；對于流動性差的塑料（如 PC， HPVC 及 PMMA 等），分流道直徑可以大到 13mm。大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為 6mm～ 10mm。 分流道的布置 （ 1）、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過度。 （ 2）、分流道較常時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。 （ 3）、分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動、定 21 模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （ 4）、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。 在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般 都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。從前兩點出發(fā)，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長模塑的周期。而該設(shè)計中使用了梯形斷面形狀的分流道。如圖所示； 澆口設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進行而確定。澆口 分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它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，有利于塑料進入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，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開的作用。 設(shè)計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時還需要修改。 22 因此澆口的位置的開設(shè)，對成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時，需要 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，綜合分析。一般要滿足以下原則： (1) 盡量縮短流動距離。