【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 m L? 23hb? 式中 b 一梯形大底邊寬度， mm； m 一塑件的質(zhì)量， g； L 一分流道的長(zhǎng)度， mm； h 一梯形的高度， mm。 在這里 b 取 9mm，所以 h=6mm 分流道的長(zhǎng)度根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可以分為一次南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 15 分流道、二次分流道甚至三次分流道。分流 道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。下圖 所示為分流道長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)參數(shù)尺寸，其中 L1=6～ 10mm， L2=3～ 6mm，L3=6～ 10mm， L 的尺寸已由上式算出 L=116mm。 圖 分流道的長(zhǎng)度尺寸 ⑵ 分流道在分型面上的布置形式 分流道的布置形式與型腔的排列形式相一致，遵循排列盡量緊湊，縮小模板尺寸；盡量使流程短，對(duì)稱布置，使?jié)q模力的中心與注射機(jī)鎖模力的中心相一致的原則。 ⑶ 分流道的表面粗糙度 由于分流道中 與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般 Ra 取 左右，這可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，使南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 16 外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。 本案例中采用 U 形斷面分流道，在一塊模板上，切削加工容易實(shí)現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不太大。查有關(guān)經(jīng)驗(yàn)表格得 ABS的分流道推薦直徑為 ～ ，取φ 7mm，據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計(jì)如下圖 所示。 圖 分流道的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。 按澆口截面尺寸大小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，通過(guò)截面積的突然變化，使分流道送來(lái)的塑料熔體產(chǎn)生突變的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，獲得理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對(duì)于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的，提高塑件的均一質(zhì)量。另外，限制性澆口還起著較早固化，防止型腔中熔體倒流的作用。非限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要對(duì)大 中型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。 本課題中根據(jù)塑件外觀要求及型腔分布情況，選用如下圖 所示的側(cè)澆口。從塑件的底側(cè)中部進(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 17 側(cè)澆口的形式 側(cè)澆口國(guó)外稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口，側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或者外側(cè)充填模具型腔，起截面形狀多為矩形，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。這種澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修正方便，因此它是應(yīng)用較 廣泛的一種澆口形式，普遍使用與中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性強(qiáng)。由于澆口截面小，去除澆口較容易，且不留明顯痕接。 側(cè)澆口寬度和側(cè)澆口深度尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下： b= A t=（ ～ ） δ 式中 b— 側(cè)澆口的寬度， mm； A— 塑件外側(cè)表面面積， 2mm ； t— 側(cè)澆 口深度， mm； δ— 側(cè)澆口處塑件的壁厚， mm。 上圖側(cè)澆口的形式圖中， L1 取 ～ ，取 L1=； L=（ ～） +b/2，取 L=2mm；澆口深度一般取 t=～ ，故取 t=；澆口寬度 b= A mm，故取 b=4mm。 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。多型腔模具模具冷料穴在分型面的設(shè)置形式如下圖 所示。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 18 圖 多型腔模具分型面上的冷 料穴 ； ； ； ； ； 次分流道 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔注入型腔，既影響熔體充填的速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。注射結(jié)束模具分型時(shí)，在拉料桿的作用下，主流凝料從定模澆口套處被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料以其推出模外。 主流道拉桿，是推桿形式的拉料桿，固定在推桿固定板上，其中 Z 字形拉料桿是其典型結(jié)構(gòu)為本課題所選擇的，如下圖 中所示，工作時(shí)依靠 Z 字形鉤將主流道凝料拉出澆口套，推出時(shí)，推出 機(jī)構(gòu)帶動(dòng)拉料桿將主流道凝料推出模外，推出后由于鉤子的方向性而不能自動(dòng)脫落，需要人工取出。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 19 圖 主流道冷料穴和拉料桿的形式 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本課題中冷卻方式選擇水冷卻，凹模冷卻水道采用環(huán)繞型型腔布置的兩層式冷卻回路，水道開(kāi)設(shè)時(shí)要避開(kāi)安裝在定模上的小型芯及側(cè)向抽芯滑快；大型芯冷卻采用隔板式管道冷卻，在型芯上開(kāi)設(shè)兩個(gè)空，孔內(nèi)插上縱向隔板，與開(kāi)在動(dòng)模支撐板上的橫向管路想成循環(huán)冷卻回路，冷卻通路的設(shè)計(jì)如下圖 所示。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 20 圖 冷卻通路設(shè)計(jì) 部件的設(shè)計(jì) 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為 ABS 工程塑料，對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還要進(jìn)行熱處理以使其具備 50～ 55HRC 的硬度。 1． 凹模（型腔）設(shè)計(jì) 采用組合式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼 材料 、方便熱處理、方便日后的更換維修方面考慮。如下圖 所示 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 21 圖 組合式凹模結(jié)構(gòu) （型芯）設(shè)計(jì) 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也采用組合式，可節(jié)省 貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動(dòng)模板上，成型 24 、 φ12 孔的小型芯裝在定模板上，方便型芯的制作安裝、塑件的飛邊去除以及塑件內(nèi)部冷卻水道的排布。如下圖 所示。 圖 組合式凸模結(jié)構(gòu) 成型零部件的 工作尺寸計(jì)算 成型零件工作尺寸指直接用來(lái)構(gòu)成塑件型面的尺寸，如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間尺寸、孔或凸臺(tái)至某成型表面的距離尺寸、螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。 塑件成型后的收縮率變化與塑件的 品種、塑件的形狀、尺寸、壁厚、成型工藝條件、模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，所以確定準(zhǔn)確的收縮率是很難的。工藝條件、塑料批號(hào)發(fā)生的變化會(huì)造成塑件收縮率的波動(dòng)，其塑料收縮率南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 22 波動(dòng)誤差為 ? ?m ax m inssS S L? ?? 式中 s? 一 塑料收縮率波動(dòng)誤差 ； maxS 一 塑料的最大收縮率； minS 一 塑料的最小收 縮率； sL 一 塑件的基本尺寸， 實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率會(huì)有誤差，按照一般的要求，塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的 1/3。 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成型零件的制造精度越低，塑件尺寸精度就越低。一般成型零件工作尺寸制造公差值 取塑件公差值△的 1/3～ 1/4 或取 IT7～ IT8 級(jí)作為制造公差。 模具在使用過(guò)程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)與塑件 的摩擦、成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的腐蝕氣體的銹蝕以及由于以上原因造成的模具成型零件表面粗造度值提高而要求從新拋光等，均造成模具成型零件尺寸的變化，型腔的尺寸會(huì)變大，型芯的尺寸會(huì)減小。 模具的成型零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。如型芯按間隙配合安裝安裝在模具內(nèi)，塑件孔的位置誤差要受到 配合間隙值的影響；若采用過(guò)盈配合，則不存在此誤差。模具安裝配合間隙的變化而引起塑件的尺寸誤差用 來(lái)表示。 綜上所述，塑件在成型過(guò)程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即 z s c j a? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 式 中 ? 一 塑件的成型誤差 ； z? 一 模具成型零件的制造公差； s? 一 塑料收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差； c? 一 模具成型零件 的 磨損 引起的誤差； j? 一 模具 成型零件的配合間隙引起的誤差 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 23 a? 一 模具裝配引起的誤差。 塑件的成型誤差應(yīng)小于塑件的公差值，即 ??? 在一般情況下，塑料收縮率波動(dòng)、成型零件的制造公差和長(zhǎng)興零件的磨損是影響塑件尺寸和精度的只要原因。對(duì)于大型塑件，其塑料收縮率對(duì)塑件的尺寸公差影響最大，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件，并選擇波動(dòng)較小的塑料來(lái)減小塑件的成型誤差；對(duì)于 中、小型塑件，成型零件的制造公差及磨損對(duì)塑件的尺寸公差影響最大，應(yīng)提高模具精度等級(jí)和減小磨損來(lái)減小塑件的成型誤差。 本課題中塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算，查有關(guān)手冊(cè)得 ABS的收縮率為 ％～ ％ ， 故 平 均 收 縮 率( 0 .4 0 .7 ) / 2 =0 .5 5 =0 .0 0 5 5 CPS ?? ％ ％，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取 z= /3? ? ，成型零件尺寸計(jì)算如下表 所示 。 表 成型零件尺寸計(jì)算 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 24 成型零部件的 強(qiáng)度與剛度計(jì)算 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，理論分析和實(shí)踐表明，大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)（即型腔的彈性變形不超過(guò)允許變形量（ ? ?max??? ）；而對(duì)于小尺寸的型腔，強(qiáng)度不足是主要矛盾，型腔應(yīng)以滿足強(qiáng)度條件為準(zhǔn)（即型腔在各種受力形式下的應(yīng)力值不得超過(guò)模具材料的許用壓力（ ? ?max??? ）。 強(qiáng)度不足，會(huì)使模具發(fā)生塑性變形，甚至破碎，因此，強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿足受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力。 而剛度不足，導(dǎo)致型腔尺寸擴(kuò)大，其結(jié)果會(huì)使注射時(shí)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，會(huì)使塑件的精度降低或脫模困難。剛度計(jì)算的條件可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮： ⑴ 防止溢料 當(dāng)高壓熔體注入型腔時(shí)，型腔的某些配合面產(chǎn)生間隙，間隙過(guò)大則會(huì)產(chǎn)生溢料，如下圖所示。在不產(chǎn)生溢料的前提下，將允許的最大間隙值 ???作為型腔的剛度條件。各種塑料的最大不溢料間隙值如下表 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 25 圖 型腔彈性變形與溢料的產(chǎn)生 表 部分塑料不發(fā)生溢料的間隙 黏度特性 塑料 品種 允許變形值 低黏 度 塑料 尼龍（ PA）、聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚甲醛 (POM) ? ? ? 中黏 度 塑料 聚苯乙烯 (PS)、 ABS、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) ? 高黏 度 塑料 聚 碳酸酯 (PC) 、聚砜 (PSF)、聚 苯醛(PPO) ? ? ? ⑵ 保證尺寸精度 當(dāng)塑件要求整 體或部分有較高精度要求時(shí)，模具就必須要有好的剛度，以保證塑料熔體在注入型腔時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。下表 為保證塑件尺寸精度的剛度條件的經(jīng)驗(yàn)公式。 表 保證塑件尺寸精度 ??? 值 塑件尺寸 經(jīng)驗(yàn)公式 ??? 10? 3i? 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 26 10 50? ～ ? ?31i i??? 50 200? ～ ? ?51+i i?? 200 500? ～ ? ?10 1+i i?? 500 1000? ～ ? ?15 1+i i?? 1000 2021? ～ ? ?20 1+i i?? ⑶ 保證塑件順利脫模 如果凹模的剛度不足，在熔體高壓作用下會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形，當(dāng)變形量超過(guò)塑件的收縮量時(shí)，塑件被靜靜包住而難以脫模，強(qiáng)制頂出易使塑件劃傷或破裂，因此型腔的允許彈性變形量應(yīng)小于塑件壁厚的收縮值，即 ? ? tS? ? 式中 ??? 一 保證塑件順利 脫模的型腔允許彈性變形量； t 一 塑件壁厚 ； S 一 塑料的平均收縮率。