【文章內(nèi)容簡介】 型面。其分型面結(jié)構(gòu)圖 如下： 塑料圓盒模具設計 15 如圖 型腔的配置 這是模具結(jié)構(gòu)總體方案的規(guī)劃和確定。因為一旦型腔布置完畢，澆注系統(tǒng)的走向和類型就已確定。在此基礎上可以選擇合適的標準模架。這里采用一模一腔，因此型腔一般在標準模架的中央。 注射機選擇 注射量的計算 通過 pro/e建模分析得塑件質(zhì)量屬性 如圖所示。 塑料圓盒模具設計 16 塑件的體積為： V 塑 = 塑料質(zhì)量： m 塑 =p V 塑 =*= PP塑料的密度為 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 倍～ 1倍來估算。 V 總 = V 塑 =*1*=167 cm3 選用注射機 根據(jù)總體積 V= 167cm3，初步選取 XYZY250型螺桿式注射成型機。 XYZY250型螺桿式注射成型機主要參數(shù)如下表所示 項 目 參 數(shù) 項 目 參 數(shù) 理論注射量 250 cm3 移模行程 500mm 注射壓力 130MPa 定位孔的直徑 Φ 125 鎖模力 1800kN 噴嘴球半徑 SR18mm 最大模具厚度 350mm 噴嘴口孔徑 Φ 4 最小模具厚度 200mm 塑料圓盒模具設計 17 注射機的相關(guān)參數(shù)校核 （ 1） 鎖模力校核，塑件在分型面上的投影面積， A 塑 =13478 mm2 A澆 = =*13478= 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A總 = n（ A塑 +） = F脹 =A塑 *P模 =*30= P 模是型 腔內(nèi)的平均壓力值為 30MPa，可知該注射機的公稱鎖模力 F 鎖 =1800KN，鎖模力安全系數(shù) K1=～ ，這里取 K1=，則 K1F鎖 =*=F鎖，所以注射機鎖模力滿足要求。 （ 2） 開模行程校核 由于該模具是單分型面注射機模具 ， 即 S總 =H1+H2+（ 5 ～ 10） mm，我們這里取最大值 10mm， S 總 =+（ +33） +10=305mm， 又因為 S注 =500mm，所以 S總 S注 所以該注射機開模行程滿足要求。 澆注系統(tǒng)的設計 的簡介 注射模澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴開始到型腔制件的進料通道，其作用如下：將塑料熔體平穩(wěn)地引入型腔，并使之能填充型腔，并把注射壓力傳到型腔的各部分，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸精度的塑件。同事也為了使型腔內(nèi)的氣體能順利地排出。 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。 普通澆注系統(tǒng)的組成： 1. 主流道：連接注射機噴嘴與分流道或型腔的進料通道； 2. 分流道：是主流道與澆口之間的進料通道； 3. 澆口：分流道與型腔之間 窄 小部分； 塑料圓盒模具設計 18 4. 冷料穴：作用是儲存冷料，還有勾 住主流道和分流道的冷凝料，將其保留在動模一側(cè)，便于脫模。 熱流道澆注系統(tǒng)：是指在注射成型的整個過程中，模具澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料一直保持熔融狀態(tài)，澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料并不冷卻和固化，從而避免產(chǎn)生澆注系統(tǒng)凝料物。 澆注系統(tǒng)設計的原則 1. 排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔； 2. 流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量，同時縮短了沖模時間； 3. 防止型芯變形和嵌件位移。應避免料流直沖較小的型芯和嵌件； 4. 防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應減輕澆口附近應力集中； 5. 合理選擇冷料穴。 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入分流道或型腔中。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撥出。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，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中長設計成可拆更換的澆口套。 （一） 主流道的尺寸計算： 依據(jù)選擇的注射機參數(shù)部分尺寸（單位： mm）得： 噴嘴直徑為 Φ 4； 主流道小端直徑 d=注射機噴嘴直徑 +（ ） =； 主流道球面半徑 SR=噴嘴球面半徑 +（ 12） =18+2=20； 球面 配合高度 h=5（一般為 35mm）； 主流道錐角 a=4176。； 主流道長度 L=60； 主流道大端直徑 D=8； (二 )澆口套 塑料圓盒模具設計 19 如圖 推出機構(gòu)設計 推出機構(gòu)就是使塑件從成型零件上脫出的機構(gòu)。它的動作是通過注射機合模機構(gòu)上的頂桿或 液壓缸 來完成的。 脫模機構(gòu)的設計原則與選用 （一） 脫模機構(gòu)的設計原則 （ 1） 盡量使塑料制品留在動模上，結(jié)構(gòu)簡單可靠。 （ 2） 保證制品不變形不損壞 （ 3） 保證制品外觀良好 （ 4） 推出動作要準確、靈活，無干涉現(xiàn)象，且推出零件更換容易。 塑料圓盒模具設計 20 （ 5） 合模時的正確復位 合模導向機構(gòu)設計 合模 導向裝置是保證動模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時正確定位的導向零件，合模導向裝置主要有導柱導向現(xiàn)采用導柱導向裝置。導向裝置的主要作用有： （ 1）導向作用 （ 2）定位作用 （ 3）承受一定的側(cè)向壓力 導柱導向機構(gòu)的設計 (一 )導柱的設計 （ 1）導柱類型的選用 導柱的形式有帶頭導柱、帶肩導柱兩種。 帶頭導柱，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具。小批量生產(chǎn)議案不需要用導套，而是導柱直接與模板中的導向孔配合。生產(chǎn)大批量時，也可在模板中設置導套，導向孔磨損后，只需要更換導套即可。 帶肩導柱，其結(jié)構(gòu)較為復 雜，用于精度要求較高、生產(chǎn)批量大的模具，導柱與導套相配合，導套固定孔直徑與導柱固定孔直徑相等，兩孔可同時加工，確保同軸度的要求。 由于笨塑料模具結(jié)構(gòu)簡單，屬于大 批量生產(chǎn)，故選用帶肩 導柱。 （ 2）導柱的配合精度 導柱、導套與模板制件固定部分采用 H7/k6 的過渡配合，導柱與導套間的滑動部分采用H7/g6 的間隙配合。 （ 3）導柱的數(shù)量及布置 導柱應均勻設置在模具分型面的四周，為確保動模和定模只能按一個方向合模，導柱的不致方式采用對稱布置。本模具屬于中等的注射模，故現(xiàn)定導柱的數(shù)目為 4個。 （ 4）導柱的長度 導柱的長 度比型芯面高出 812mm，以避免出現(xiàn)導柱未導正方向面型芯先進入型腔。 （ 5）材料 塑料圓盒模具設計 21 采用 20鋼經(jīng)滲碳淬火或 T8A鋼經(jīng)淬火處理，本例采用 T8A，熱處理硬度為 5055HRC，抗拉強度為 。導柱固定部分表面粗糙度 Ra 為 ，導向部分表面粗糙度 Ra 為。 （二） 導套的設計 （ 1） 導套結(jié)構(gòu)選擇 —— 選用典型結(jié)構(gòu)直導套，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。 （ 2） 形狀 —— 為使導柱順利進入導套，在導套的前端應倒圓角。導柱孔最好作成同孔，以利于排孔內(nèi)的空氣及殘渣廢料。 （ 3） 材料 —— 導套用與導柱相同的材料或銅 合金等耐磨材料制造，其硬度一般低于導柱硬度，以減輕磨損，防止導柱或?qū)桌?。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般?。 排溢系統(tǒng)的設計 模具型腔在塑料填充過程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有塑料受熱而產(chǎn)生的氣體，尤其是在告訴注射成型時，考慮排氣式必要的。 當塑料熔體填充型腔時，必須順序排除型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固禪僧的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi) 因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廊不清及充填缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高 溫會導致塑件局部炭化或燒 焦 ，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。注射模成型時的排氣有以下四種方式： （ 1） 用配合間隙排氣 （ 2） 分型面上開設排氣槽排氣 （ 3） 利用排氣塞排氣 （ 4） 強制性排氣 從模具結(jié)構(gòu)的設計要求看，對塑料圓盒的設計將采用配合間隙排氣的方式來排除氣體。 成型零件的 結(jié)構(gòu)設計及計算 成型零件的結(jié)構(gòu)設計 塑料圓盒模具設計 22 （ 1）凹模的結(jié)構(gòu)設計。凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設計中采用整體嵌入式凹模，如圖 。 如圖 （ 2）凸模的結(jié)構(gòu)設計（型芯）。凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組成式兩種類型。該塑件采用整體式型芯，如圖所示，因塑件的抱緊力較大，所以設在動模部分。 如圖 。 塑料圓盒模具設計 23 如圖 成型零件鋼材的選用 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同事考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 ，由于脫模時與塑件的磨損嚴重 ，因此鋼材選用 P20鋼，進行滲氮處理。 成型零件工作尺寸的計算 采用相關(guān)公式中的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按找塑件零件圖中給定的公差計算。 （ 1）凹模徑向尺寸的計算 DM1=（ Ds+ Ds * Scp 3/4*△） +△ /40 =(131+131*2%3/4*2) +2/40= + 塑料圓盒模具設計 24 式中： Scp為塑件的平均收縮率，查表得 PP的收縮率為 1%3%，所以其平均收縮率 Scp=（ 1%+3%）/2=2%,△ 為塑件公差， △ /4 為模具制造公差。 （ 2）凹模深度尺寸的計 算 HM1=（ Hs+ Hs * Scp 2/3*△） +△ /40 =(+*2%2/3*2) +2/40= + HM1=（ Hs+ Hs * Scp 2/3*△） +△ /40 =(+*2%2/3*) ++ （ 3）型芯徑向尺寸的計算 dM=（ ds+ ds * Scp +3/4*△） 0△ /4 =(124+124*2%+3/4*2) 02/4= （ 4）型芯高度尺寸的計算 hM1=（ hs+ hs * Scp +2/3*△） 0△ /4 =(128+128*2%+2/3*2) 02/4= 00。 5 （ 5） 模具 中心距 Lm=（ Lm + Lm * Scp） ? △ /8=（ 120+120*2%） ? 2/8=? 按剛度條件計算 側(cè)壁和型腔底配合處間隙值為： 式中 p—— 型腔內(nèi)單位面積熔體壓力； μ —— 型腔材料泊桑比，碳鋼取 ； E—— 型腔材料拉伸彈性模量，鋼彈性模量取 *105Mpa； R—— 型腔外壁半徑； 塑料圓盒模具設計 25 r—— 型腔內(nèi)壁半徑。 應使 δ max ≤ [δ ]，則： =130mm； 按強度條件計算壁厚為： =85mm； 當 p＝ 50Mpa、 [δ ]=、 [σ ]=160Mpa時，剛度條件和強度條件的分界尺寸是 r=86mm，內(nèi)半徑 r86mm時按剛度條件計算型腔壁厚；反之按強度條件計算型腔壁厚。 如圖 支撐零部件的設計 塑料模的支撐零件包括動模板、定模 板、動模固定板、定模固定板、墊塊等。 動模底座和定模底座：是動模和定模的基底，也是固定式塑料模具與成型設備連接的模板。因此，底板的輪廊尺寸和固定孔必須與成型設備上模具的安裝相適應。另外還必須具有足夠的強度和剛度。 1. 動模板和定模板：其作用是固定型腔、導柱等零件； 塑料圓盒模具設計 26 2. 支承板：是墊在固定板背面的模板。作用是防止型腔、導柱的脫出，增強零件的穩(wěn)定性。支承板連接用螺釘緊固； 3. 墊塊：其作用是使動模支承板與動模座板之間形成用于推出機構(gòu)運動空間和調(diào)節(jié)模具總高度以適應成型設備上模具安裝空間對模具總高的要求。 塑料圓盒模具設計 27 第四章 塑料注射模其它設計 選標準模架 根據(jù)選擇的注射機 XSZY250，以及型腔側(cè)壁厚、型腔尺寸及型腔位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格： BI3030125Z2 GB/T 定模板厚度： A=140mm； 動模板厚度： B=40mm； 墊塊厚度： C=160mm； 模具外形尺寸： 300mm*300mm*340mm； 模具厚度： H模 =125+A+B+C=125+140+40+160=465mm 成型零件材料選用 成型零件 材料選用要求 （ 1） 機械性能良好 （ 2） 拋光性能良好 （ 3） 耐磨性和抗疲勞性能好 （ 4） 具有耐磨性 成型零件選用預硬鋼 5NiSCa，不用進行熱處理直接可以進行切削加工。硬度在 3742HRC為宜。因為成型零部件強度高、耐磨性好、熱處理變形小，而且