【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jī)比較合適，因?yàn)楣ぜ纳a(chǎn)批量大且精度要求一般，據(jù)此及經(jīng)濟(jì) 條件考慮設(shè)計(jì)時(shí)采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)，這樣制件精度也會(huì)得到保證。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 9 3 擬定 模具 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 型腔 數(shù)目的確定及排列方式 該套模具采用的時(shí)一模兩腔的型腔平衡平衡分布的模具結(jié)構(gòu)，采用平衡結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：從主流道到各個(gè)型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度、截面形狀與尺寸均對(duì)應(yīng)相同，可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和達(dá)到同時(shí)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(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則： （ 1）：分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； （ 2）：分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模； （ 3）：分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求； （ 4）：分形的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)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(yīng)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(guò)所選用注射機(jī)的最大注射面積而可能產(chǎn)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 10 生溢流現(xiàn)象，由于此塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，由以上原則設(shè)計(jì)時(shí)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(shè) 計(jì) 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)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(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。 澆口的確定 PS 料流動(dòng)性很好，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意選擇澆口位置、形式。 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口時(shí)應(yīng)考慮盡可能使熔體在模具內(nèi)部?jī)?nèi)流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)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(shí)到達(dá)起遠(yuǎn)端； 3） 應(yīng)從壁厚較厚的部位進(jìn)料； 4） 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好； 5）有效地排除型腔內(nèi)的氣體 ； 6）型腔內(nèi)如有成型孔的型芯時(shí)，澆口應(yīng)避免沖擊小型芯，并且應(yīng)考慮河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 11 到熔體的壓力損失 ； 7）型腔如有金屬嵌件時(shí)，澆口應(yīng)遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)方面考慮確定使用側(cè)澆口。該澆口的特點(diǎn)是它一般開(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(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，加工修整方便，它是一種應(yīng)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(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。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(diǎn)，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(duì)深型腔塑料件排氣不利。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開(kāi)始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀和尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)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(jī)噴嘴球頭半徑相適應(yīng)的主流道球面半徑，所以主流道的設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)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(shí)，噴嘴頭面能與模具緊密貼合。 由選定的壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)可知， XSZ125 型號(hào)注射機(jī)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(yīng)該大于 料書(shū)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)澆口套的尺寸，選擇 SR=16，基本尺寸 D=16 的澆口套。再根據(jù)澆口套的小端直徑應(yīng)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(lái)模架選取后，根據(jù)模架的相關(guān)部分厚度和其他相關(guān)要求，合理的選擇出澆口套的總長(zhǎng)度即可。 由于澆口套按其結(jié)構(gòu)形式，又分為兩種：一種為澆口套與定位圈設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 12 成一體式，另一種為二者分別設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成兩個(gè)零件的形式。查閱相關(guān)書(shū)籍，選擇定位圈的基本尺寸為外徑為 D=120mm 的型號(hào)。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(nèi)表面粗糙度 Ra=。 小端直徑 D=； 半徑 R=16mm； 材料： T8A； 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)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(nèi)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(zhǎng)比值來(lái)表示流道的效率，其中圓形和正方形的河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 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(yīng)用較廣且易于加工的半圓形流道，單獨(dú)開(kāi)在定模一側(cè)。查相應(yīng)手冊(cè)，可得材料 PS 對(duì)應(yīng)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(kāi)在定模一側(cè)。 主流道 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)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(jìn)入型 腔而形成冷接縫，此外，開(kāi)模時(shí)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(zhǎng)度約為主流道大端直徑。依據(jù)課本所學(xué)，根據(jù)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(chǎng)合，加入對(duì)本制件形狀結(jié)構(gòu)的考慮，選定如圖所示的拉料桿和冷料穴結(jié)構(gòu)，其示意圖如下所示： 圖 34 冷料穴示意圖 其相應(yīng)的兩個(gè)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(jié)構(gòu)中，冷料穴既起冷料穴的作用，又在開(kāi)模時(shí)起到拉料桿的作用，冷料穴下邊的桿為拉料推桿，為推出機(jī)構(gòu)的一部分，在制件 推出時(shí)，制件推桿推出制件的同時(shí)，拉料推桿推出流道凝河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 14 料，從而實(shí)現(xiàn)制品的脫模。 澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接流道與型腔之間的一般細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形式、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)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(zhǎng)度為 ~。澆口的具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)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(shí)從所提供的塑件中可以看出，在中部 ￠ 33 的圓 周上設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開(kāi)在垂直的分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能方便的調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和澆口的封閉時(shí)間，因而又稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這種澆口加工容易，修整方便，而且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)公式為 h=nt （ 31） =2=， w= 30An? = ≈； 綜合實(shí)際因素取： h=， w=； 式中 h—— 側(cè)澆口深度； w—— 澆口寬度； A—— 塑件外表面積； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 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(xiàn) [1]表 由于側(cè)澆口的種類較多，現(xiàn)將常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表 32 表 32 側(cè)澆口的推薦尺寸 塑件壁厚 /mm 側(cè)澆口尺寸 /mm 澆口長(zhǎng)度 L/mm 深度 h 寬度 w 0~ 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 注：源自參考文獻(xiàn) [4] 綜上得側(cè)澆口尺寸 ：深度 h= 寬度 w= 長(zhǎng)度 l= 其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，因此整個(gè)澆注系統(tǒng)理論上是平衡的。 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 V主 = 32222 mm?????? ?? ； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 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(duì)澆注系統(tǒng)凝料 的估算，所以前面的有關(guān)澆注系統(tǒng)的各項(xiàng)計(jì)算與校核符合要求，不需要從新計(jì)算。 流過(guò)澆注系統(tǒng)各截面熔體的體積計(jì)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(jì)算與校核 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)澆注系統(tǒng)各段的γ取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。 1） 主流道 γS = 12105 ?? S ～ 13105 ?? S 2）分流道 γR = 12105 ?? S 3）側(cè)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 17 因塑件小，即使是一模 兩腔的模具結(jié)構(gòu)，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?。ê妥⑸錂C(jī)噴嘴孔直徑相關(guān)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(cè) （矩形）澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俾师?G = 14101 ?? S 代人得 qG = 62 GWh? = 42 ??? = 3cm /s； （充模時(shí)間）的計(jì)算 1）模具充模時(shí)間 tS =sSqV = =； 式中 qS —— 主流道體積流率； tS —— 注射時(shí)間， s； VS —— 模具成型時(shí)所需塑料熔體的體積， 3cm ； 2）單個(gè)型腔充模時(shí)間 tG =GGqV = =； 3）注射時(shí)間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得注射時(shí)間 t= tS /3+2 tG /3≈ 根據(jù) 模具設(shè)計(jì)手冊(cè)確定 所選時(shí)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 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(shè)計(jì)便完成了 。 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jié)構(gòu)形式。 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)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(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡，但缺點(diǎn)是加 工困難，熱處理不方便，而故常用于形狀簡(jiǎn)單的中小型模具上。組合式型腔結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)以上的零部件組合而成。根據(jù)以上分析：由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，型腔加工起來(lái)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(shí)要保證其精度要求，并選擇合理的熱處理方式。