【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 22V ?????????? gjn VVnV 壓蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì) 14 塑件和流道凝料的體積沒(méi)有超過(guò)注射機(jī)的額定注射量，且在其額定注射量的 80%內(nèi)，完全符合要求。 注射壓力 的校核 注射壓力的校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，制件成型所需的壓力是由注射機(jī)類(lèi)型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動(dòng)阻力等因素決定的。 ABS 注射成型壓力為 70~100MPa， SZY300 注射壓力為 125MPa，故滿足要求。 鎖模力的校核 鎖模力又稱(chēng)合模力，是為了克服在注塑充模階段和保壓補(bǔ)縮階段，模腔壓力可產(chǎn)生使模具分開(kāi)的張模力的作用，合模系統(tǒng)必須對(duì)模具施以閉緊力。工藝合模力為額定合模力的 ~ 倍，以保證可靠的合模成型，壁厚均勻的日用品模腔壓力為25MPa， 一般民用 產(chǎn)品 為 30MPa，工業(yè)制品為 35MPa，精度高，形狀復(fù)雜的工業(yè)制品為 40MPa??7 。 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，使模具沿分型面張開(kāi)，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這個(gè)面積上的總力，應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，否則在注射時(shí)會(huì)因鎖模不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊跑料現(xiàn)象。對(duì)于流動(dòng)性差、形狀復(fù)雜、精度要求高的制品，成型時(shí)需要較高的型腔壓力。型腔內(nèi)熔體壓力可按下式計(jì)算： 0PKP ?? （ 4－ 4） P0— 注射壓力 ， MPa K— 壓力損耗系數(shù)，與塑料品種、注射機(jī)形式、噴嘴阻力、流道阻力等因素有關(guān)，其值在 ~ 范圍內(nèi)選取 ，可取 K 為 。 一般小型制品的 型腔壓力為 20~40 MPa，本制件型腔內(nèi)的平均壓力大約為 30 MPa，因此其在型腔內(nèi)產(chǎn)生的推力約為： ? ? KNKNSPKSPF 1 4 0 01 1 6 . 825 5 . ??????????? 故滿足要求。 模具厚度的校核 注射機(jī)規(guī)定的模具最大厚度 Hmax 與最小厚度 Hmin 是指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板和定模板的最大與最小距離，因此，所設(shè)計(jì)模具的厚度 Hm 應(yīng)落在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，即 m axm in HHH m ?? （ 4－ 4） 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 mH — 模具閉合厚度 ， mm minH — 注射機(jī)允許的最小模具厚度，即注射機(jī)動(dòng)、定模固定板之間的最小開(kāi)距 ，mm maxH — 注射機(jī)允許的最大模具厚度 ， mm 否則不能獲得規(guī)定的鎖模力。 本模具的厚度為 264mm，注射機(jī)規(guī)定的最大厚度為 355mm，最小厚度為130mm，滿足要求。 模具的長(zhǎng)度和寬度 模具的長(zhǎng)度和寬度要與注射機(jī)的拉桿間距相適應(yīng)，使模具安裝時(shí)可以穿過(guò)拉桿空間在動(dòng)定模固定板上固定，通常有螺釘固定和螺釘 壓板壓緊兩種固定方式。當(dāng)用螺釘直接固定時(shí)，模具固定板與注射機(jī)模板上的孔必須吻合；用壓板固定，只要模具固定板需要安裝壓板的外側(cè)附近有螺孔就能固定，有很大的靈活性。 本模具長(zhǎng)為 355mm，寬為 250mm，在所選注射機(jī)拉桿內(nèi)距之內(nèi)，滿足要求。本模具選擇壓板固定方式。 開(kāi)模行程校核 ??8 模具開(kāi)模后為了便于取出塑件應(yīng)有足夠的開(kāi)模距離，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行注射機(jī)開(kāi)模行程的校核。對(duì)于帶有不同形式鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開(kāi)模行程有的 與模具厚度有關(guān)，有的則與模具厚度無(wú)關(guān)。 本模具為 單 分型面模具， 開(kāi)模行程可按下式校核 1 0 m m521 ～??? HHS （ 4－ 5） 1H — 塑件脫模（推出）距離， mm 2H — 塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)， mm S — 注塑機(jī)最大開(kāi)模（移動(dòng)模板行程）， mm 由公式 得 mm3 4 0mm1 4 0~1 2 51 0 m m~58040mm10~521 ??????? HH 開(kāi)模行程小于注射機(jī)移模行程，故滿足要求。 壓蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì) 16 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴接觸處到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，其主要作用式輸送流體和傳遞壓力。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置， 此設(shè)計(jì)采用 一模兩腔， 它對(duì)注射成型周期和塑件質(zhì)量（ 如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)型。本設(shè)計(jì)選用的是普通澆注系統(tǒng) ， 由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 （ 1） 考慮塑料的流動(dòng)性，保證流體流動(dòng)順利，快，不紊亂 ； （ 2） 熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少?gòu)澱?，表面粗糙度要?； （ 3） 確保均衡進(jìn)料 ： 盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置 ； （ 4） 塑料耗量要少，在滿足充滿各型腔的前提下，澆注 系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗量 ； （ 5） 消除冷料 ： 澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的冷料，防止其進(jìn)入型腔，影響塑件質(zhì)量 ； （ 6） 排氣良好 ： 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔各個(gè)角落，使型腔的氣體順利排出，防止塑件出現(xiàn)缺陷 ； （ 7） 塑件外觀質(zhì)量 ： 根據(jù)塑件大小，形狀及技術(shù)要求，做到去除修整澆口凝料方便，澆口痕跡無(wú)損塑件的美觀和使用 ； （ 8） 塑料熔體流體特性 ： 大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，予以充分利用。 模具型腔壓力周期分析 將模具型腔壓力對(duì)時(shí)間作圖就可以得到模具壓力周期。模具壓力周期一般分為四青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 個(gè)階段： 充 模階段 — 向模內(nèi)補(bǔ)料階段 — 倒流階段 — 澆口封閉后的冷卻階段。 對(duì)于，模具型腔的壓力周期的分析和研究，有助于選擇型腔能承受的最大壓力，一般來(lái)講，在向模內(nèi)補(bǔ)料階段模腔內(nèi)的壓力將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)峰值，而在充模階段壓力快速上升達(dá)到這個(gè)峰值，在倒流階段模內(nèi)壓力下降，但會(huì)在冷卻階段產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的大小對(duì)脫模產(chǎn)生很大的影響，如果殘余應(yīng)力太大，所需脫模力就較大，在頂出制品時(shí)就會(huì)產(chǎn)生劃傷、卡住或破裂現(xiàn)象，但如果殘余應(yīng)力為負(fù)壓，則會(huì)造成制品收縮率較大或產(chǎn)生凹痕、縮孔等缺陷。 主流道的設(shè)計(jì) ??4 主流道指噴嘴口起到分流道入口處的一段，是緊接注射機(jī)噴嘴到分流道為止的那段流道，與注射機(jī)噴嘴一般在同一軸線上。物料在主流道中不改變流動(dòng)方向，主流道斷面形狀一般為圓形。其設(shè)計(jì)基本原則有： （ 1）為便于流道凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有 2~6176。 的錐角，內(nèi)壁有 以上的粗糙度，其小端直徑常見(jiàn)為 4~8mm，并且小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約 1mm，否則凝料將無(wú)法脫出 。 （ 2）主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進(jìn)口處與噴嘴反復(fù)碰撞，因此主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸 更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)材料單獨(dú)加工和熱處理。一般選用 T T10制造。熱處理硬度為 HRC52~56。有時(shí)將主流道襯套大端的圓盤(pán)突出定模端面5~10mm，并與注射機(jī)定模板的定位孔成為動(dòng)配合，起定位環(huán)作用。 （ 3）主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，以避免高壓的塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑 R2 應(yīng)比噴嘴頭半徑 R1 大 1~3mm，如若相反，則主流道凝料將無(wú)法脫出。 （ 4） 直角式注射機(jī)中，主流道設(shè)計(jì)在分型面上，不需沿軸線上拔出凝料，主流道可設(shè)計(jì)成粗的圓柱形。 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則，本設(shè) 計(jì)采用的主流道長(zhǎng)度為 58mm，錐角取 2176。，主流道進(jìn)料口處的球面半徑 R2 為 14mm，凹入深度 5mm，進(jìn)口處直徑為 5mm； 澆口套的中心孔狀為主流道，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖 51： 壓蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì) 18 圖 51 澆口套 Fig. 51sprue bush 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小（流道表面積于體積之比值稱(chēng)為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且 正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形。 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。 （ 2）分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開(kāi)設(shè)冷料井。對(duì)于此模來(lái)說(shuō)在分流道上不須開(kāi)設(shè)冷料井。 （ 3）分流道的位置可單獨(dú)開(kāi)設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開(kāi)設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （ 4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。 分流道的長(zhǎng)度 分流道的長(zhǎng)度取決 于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。 分流道的斷面 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。 因 ABS 的推薦斷面直徑為 ~，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問(wèn)題，由于采用 的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的份流道，為了保證外形無(wú)澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與 S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。 分流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí) 現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成份流道過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的作用 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口以外），是塑料注入型腔的入口。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的主要作用是： （ 1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； （ 2）易于切除澆口尾料； （ 3）對(duì)于多型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的 ~ 倍，澆口截面形狀多為矩 形和圓形兩種。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。 澆口的設(shè)計(jì)原則 壓蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì) 20 （ 1）澆口能實(shí)現(xiàn)快速、一致性好、單方向性填充的類(lèi)型 ； （ 2）位置能使型腔內(nèi)的空氣在注射時(shí)從型腔內(nèi)釋放 ； （ 3）澆口選取不同的位置會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)合線，應(yīng)適當(dāng)安排澆口的位置 ； （ 4）選擇合適的澆口位置和尺寸以防止激射，可增大澆口或澆口位置放在使熔體直接注射到型腔壁上的位置 ； （ 5）澆口處熔料的凝固時(shí)間是最有效的填充時(shí)間 ； （ 6）位置應(yīng)設(shè)在塑件的最厚處，不影響外觀，盡量避免產(chǎn)生噴射等缺陷，有利于塑料熔體流動(dòng) ； （ 7）長(zhǎng)度應(yīng)盡可能?。?1~15mm； （ 8）澆口直徑是澆口處塑件厚度的 50%~80%，針點(diǎn)式澆口和潛伏式澆口直徑一般選 ~； （ 9）纖維填充材料需較大的澆口以盡可能減少纖維在經(jīng)過(guò)澆口時(shí)的破損 ； （ 10）塑件上有加強(qiáng)筋可作為通道，有利于型腔排氣，減少或避免塑件的熔接痕，考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊憽? 澆口的常見(jiàn)形式 ??8 澆口是指流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分，起著料流速度、補(bǔ)料時(shí)間等的調(diào)節(jié)控制作用。 澆口的常見(jiàn)形式有： （ 1）針點(diǎn)式澆口 ： 是一種尺寸很小的澆口。物料通過(guò)時(shí)有很高的剪切速率，對(duì)于降低牛頓液體中假塑性液體的表觀粘度是有益的，還有摩擦生熱提高料溫的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)尺寸：澆口直徑為 ~2mm，常見(jiàn)為 ~，臺(tái)階長(zhǎng)度為 ~2mm,常見(jiàn)為~。澆口與制件相接處采用圓弧或倒角，使針點(diǎn)澆口拉斷時(shí)不致?lián)p傷制件。與澆口相接的流道下部具有圓弧，增大了此處截面積，減小了熔體的冷卻速度，有利于補(bǔ)料。當(dāng)塑件較大時(shí)，用多點(diǎn)進(jìn)料，可縮短流程，加快進(jìn)料速度，降低流動(dòng)阻力，減少翹曲變形。對(duì)于薄壁 制件，由于針點(diǎn)澆口附近的剪切速率過(guò)高，會(huì)造成分子的高度定向，增加局部應(yīng)力，甚至開(kāi)裂。因而將澆口對(duì)面壁厚增加并呈圓弧過(guò)渡，同時(shí)圓弧還有儲(chǔ)存冷料的作用。模具應(yīng)采用雙分型面（三板式）模，增加的分型面用以脫出流道凝料。 （ 2）潛伏式澆口 ： 又名隧道式澆口、剪切澆口。潛伏式澆口是由針點(diǎn)式澆口演變而來(lái)的。進(jìn)料部位選在制品較隱蔽的地方，以免影響制品的外觀，頂出時(shí)，流道與塑件自動(dòng)分開(kāi)，故需大的頂出力，對(duì)于過(guò)分強(qiáng)韌的塑料，不適合于潛伏式澆口。 （ 3）側(cè)澆口 ： 又名邊緣澆口。一般開(kāi)于分型面上，從塑料