【文章內容簡介】 5/2） 2－ （ 20/2） 2 =－ － 314= Fp=900KN P=120179。 80%=96MPa n=(90000096328)/96 = 由以上可知所選注射機比較合適，因為工件的生產批量大且精度要求一般，據此及經濟 條件考慮設計時采用一模二腔的模具結構，這樣制件精度也會得到保證。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 9 3 擬定 模具 結構的 設計 型腔 數(shù)目的確定及排列方式 該套模具采用的時一模兩腔的型腔平衡平衡分布的模具結構，采用平衡結構有以下特點：從主流道到各個型腔澆口的分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應相同，可實現(xiàn)各型腔均勻進料和達到同時充滿型腔的目的，從而能更好的保證制件的精度要求。其布局示意圖如圖 31 所示： 圖 31 型腔布局 分型面 位置 的確定 根據分型面的設計原則： （ 1）：分型面應選在塑件外形最大輪廓處； （ 2）：分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模； （ 3）：分型面的選擇應保證塑件的精度要求； （ 4）：分形的選擇應滿足塑件的外觀質量要求； （ 5）：分型面的選擇要便于模具的加工制造； （ 6）：分型面的選擇應有利于排氣； 除了這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小，以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 10 生溢流現(xiàn)象，由于此塑件的形狀比較簡單，由以上原則設計時選擇了塑件外形最大輪廓處。其示意圖如圖 32 所示： 圖 32 分型面示意圖 澆注系統(tǒng)的設 計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它有主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內在和外表質量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的主要內容之一。 澆口的確定 PS 料流動性很好，模具設計時應注意選擇澆口位置、形式。 澆口的位置與塑件的質量有直接影響。在確定澆口時應考慮盡可能使熔體在模具內部內流動時，動能損失最小。要做到這一點必須使 1） 流程（包括分支流程）為 最短； 2） 每一股分流都能大致同時到達起遠端； 3） 應從壁厚較厚的部位進料； 4） 考慮各股分流的轉向越小越好； 5）有效地排除型腔內的氣體 ； 6）型腔內如有成型孔的型芯時，澆口應避免沖擊小型芯，并且應考慮河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 11 到熔體的壓力損失 ； 7）型腔如有金屬嵌件時，澆口應遠離嵌件，以避免沖擊嵌件 ； 由以上原則，加上 PS 推薦的澆口方式，以及模具結構方面考慮確定使用側澆口。該澆口的特點是它一般開設在分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結 時間。這類澆口可以根據塑件的形狀特征選擇其位置，加工修整方便，它是一種應用比較廣泛的澆口形式，普遍用于中小型塑件的多形腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，且不留明顯痕跡。但其也有缺點，這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對深型腔塑料件排氣不利。 主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經模具的部分，它的形狀和尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此 必須使熔體的溫度將和壓力損失最小。 由于主流道的尺寸，完全依賴于所選擇的澆口套的尺寸，而澆口套的選擇，主要取決于與注射機噴嘴球頭半徑相適應的主流道球面半徑，所以主流道的設計，實質上便是澆口套的合理選擇。澆口套的選擇原則為：主流道的球面半徑 SR 比噴嘴球面半徑大 12mm,以使注射時，噴嘴頭面能與模具緊密貼合。 由選定的壓力機的相關參數(shù)可知， XSZ125 型號注射機的噴嘴球頭半徑為 SR=12mm,因此所選擇的澆口套的球面半徑應該大于 料書，依據標準澆口套的尺寸，選擇 SR=16，基本尺寸 D=16 的澆口套。再根據澆口套的小端直徑應比噴嘴直徑大 的一般原則，選擇澆口套小端直徑 d=，再選取錐角 a=2176。 ,如此澆口套便基本定下尺寸了，只需到后來模架選取后，根據模架的相關部分厚度和其他相關要求，合理的選擇出澆口套的總長度即可。 由于澆口套按其結構形式，又分為兩種：一種為澆口套與定位圈設計河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 12 成一體式，另一種為二者分別設計選擇后再搭配使用。鑒于后者更為常用，因此在此處，選擇澆口套與定位圈設計成兩個零件的形式。查閱相關書籍，選擇定位圈的基本尺寸為外徑為 D=120mm 的型號。定位圈、澆口套的配合示意圖如下所示： 圖 33 澆口套與定位圈配合示意圖 主要參數(shù)：錐角 α=2176。； 內表面粗糙度 Ra=。 小端直徑 D=； 半徑 R=16mm； 材料： T8A； 分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡量短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。要減少流道內的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小以減少傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 13 效率最高，但正方形的凝料脫模較困難，所以一般制成梯形流道。該模具采用的是圓形流道，而且各處的截面面積不相等，這種流道有利于脫模。在這里，選取應用較廣且易于加工的半圓形流道，單獨開在定模一側。查相應手冊，可得材料 PS 對應的半圓形的分流道的合理取值范圍是： ，在這里，取分流道直徑為 D=8，完全開在定模一側。 主流道 冷料穴的設計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，起作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型 腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。依據課本所學，根據各種形式冷料穴及搭配的拉料桿的具體作用范圍和適用場合，加入對本制件形狀結構的考慮，選定如圖所示的拉料桿和冷料穴結構，其示意圖如下所示： 圖 34 冷料穴示意圖 其相應的兩個主參數(shù)也隨之確定，角度 a=5。 冷料穴的深度取值為 10. 在該種形式的冷料穴與拉料桿結構中，冷料穴既起冷料穴的作用，又在開模時起到拉料桿的作用，冷料穴下邊的桿為拉料推桿，為推出機構的一部分，在制件 推出時，制件推桿推出制件的同時，拉料推桿推出流道凝河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 14 料，從而實現(xiàn)制品的脫模。 澆口設計 澆口是連接流道與型腔之間的一般細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部位。澆口的形式、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。 澆口截面積通常為分流道截面積的 ~ 倍，澆口的截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為 ~。澆口的具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。 澆口的類型及位置的確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時從所提供的塑件中可以看出，在中部 ￠ 33 的圓 周上設置側澆口比較合適。側澆口開在垂直的分型面上，從型腔（塑件）外側面進料，側澆口是典型的矩形截面澆口，能方便的調整沖模時的剪切速率和澆口的封閉時間，因而又稱為標準澆口。這種澆口加工容易，修整方便，而且可以根據塑件的形狀特征靈活的選擇進料位置，因此它是廣泛應用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具中。 澆口結構尺寸的經驗計算 經驗公式為 h=nt （ 31） =2=， w= 30An? = ≈； 綜合實際因素取： h=， w=； 式中 h—— 側澆口深度； w—— 澆口寬度； A—— 塑件外表面積； 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 15 t—— 塑件厚度（平均厚度約為 2mm）； n—— 塑件系數(shù)，由表 查得 n=。 表 31 塑料材料系數(shù) n 塑料系數(shù) PE、 PS POM、 PC、 PP PA、 PMMA、 PVAC PVC n 注：源自參考文獻 [1]表 由于側澆口的種類較多，現(xiàn)將常用的經驗數(shù)據列于表 32 表 32 側澆口的推薦尺寸 塑件壁厚 /mm 側澆口尺寸 /mm 澆口長度 L/mm 深度 h 寬度 w 0~ 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 注：源自參考文獻 [4] 綜上得側澆口尺寸 ：深度 h= 寬度 w= 長度 l= 其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢驗與改進。 澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，因此整個澆注系統(tǒng)理論上是平衡的。 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 V主 = 32222 mm?????? ?? ； 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 16 流道凝料體積 V梯 = 35505)56(2120 mm?????； V 澆 很小，可取為零。 V總 = V主 + V梯 + V澆 =+550+0= 3mm ； 由于該值小于前面對澆注系統(tǒng)凝料 的估算，所以前面的有關澆注系統(tǒng)的各項計算與校核符合要求，不需要從新計算。 流過澆注系統(tǒng)各截面熔體的體積計算 V3=V塑 = 3cm ； V2 =V塑 + V梯 = 3cm ； V 1 =2V2 + V主 = 3cm ； 普通澆注系統(tǒng)截面尺寸的計算與校核 根據經驗澆注系統(tǒng)各段的γ取以下值，所成型塑件質量較好。 1） 主流道 γS = 12105 ?? S ～ 13105 ?? S 2）分流道 γR = 12105 ?? S 3）側澆口 γG = 13105 ?? S ～ 14105 ?? S 2 確定體積流率（澆注系統(tǒng)中各段的 q 值是不相同的） 1） 主流道體積流率 qS 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 17 因塑件小，即使是一模 兩腔的模具結構，所需注射塑料熔體的體積也不是很大的，而主流道的尺寸并不小（和注射機噴嘴孔直徑相關聯(lián)）因此主流道體積流率并不大，取γ S = 13101 ?? S 代人得 qS =SSR ?? 34= 33 4 ???= 3cm /s； 2） 澆口體積流率 qG 側 （矩形）澆口用適當?shù)募羟兴俾师?G = 14101 ?? S 代人得 qG = 62 GWh? = 42 ??? = 3cm /s； （充模時間）的計算 1）模具充模時間 tS =sSqV = =； 式中 qS —— 主流道體積流率； tS —— 注射時間， s； VS —— 模具成型時所需塑料熔體的體積， 3cm ； 2）單個型腔充模時間 tG =GGqV = =； 3）注射時間 根據經驗公式求得注射時間 t= tS /3+2 tG /3≈ 根據 模具設計手冊確定 所選時間合理。 1）澆口剪切速率 γG =26WhVG= ????? s 合理； 2）分流道剪切速率 γR = nRRq?= 123 ???? s?，基本合理。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 18 式中 qR =tV2= 3cm /s， Rn= 3 22LA?=。 3）主流道剪切速率 γS =3nSRq?= 123 ???? s?，合理。 式中 Rn=RS = 至此為止，模具澆注系統(tǒng)的設計便完成了 。 成型零部件的結構設計 成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，通常包括型腔，型芯，鑲塊，成型桿和成型環(huán)等。在此，先確定凸凹模的結構形式。 型腔的結構設計 型腔是成型塑件外表面的主要零件，按結構不同可分為整體式的和組合式的，整體式的是在整塊金屬模版上加工而成，其特點是牢固，不易變形，不會使塑件產生拼接線痕跡，但缺點是加 工困難，熱處理不方便，而故常用于形狀簡單的中小型模具上。組合式型腔結構是由兩個以上的零部件組合而成。根據以上分析：由于塑件的形狀比較簡單，型腔加工起來比較容易，制件外表面要求盡量光滑，并且批量不大，所以本套模具采用整體式的型腔。型腔加工時要保證其精度要求，并選擇合理的熱處理方式。