【文章內(nèi)容簡介】 量小 h=～ （不能大于塑件壁厚的 1/2），長度 L=～，寬度需要根據(jù)具體的情況去確定，但是澆口的總截面積不能大于主流道的截面積。 圖 11 塑件及澆注系統(tǒng)凝料示意圖 第五章 模具成型零部件的設(shè)計 ` 25 在模具中，成型零部件是決定產(chǎn)品塑件的幾何形狀與尺寸的零部件，包括凸模、凹模、凸凹模、成型桿、成型環(huán)和型芯以及鑲塊等。 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的表面形狀大部分為簡單的平面狀，且塑件厚度比較淺，所對應(yīng)的型腔結(jié)構(gòu)也比較簡單，型腔深度也比較淺，因此型腔的加工比較簡單，無需采用型腔組合嵌入式結(jié)構(gòu)，所以將型腔與定模板做成整體式。如下圖 12所示。 [12] ` 26 圖 （型腔）整體式示意圖 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的表面形狀大部分為簡單的平面狀，且塑件厚度比較淺，所對應(yīng)的型腔結(jié)構(gòu)也比較簡單，型腔深度也比較淺，因此型芯的加工比較簡單，無需采用型芯組合嵌入式結(jié)構(gòu)，所以將型芯和動模板做成整體式。如下圖 13所示。 [12] ` 27 ` 28 圖 （型芯）整體式示意圖 成型零部件的工作尺寸的計算 型腔的工作尺寸的計算 ? ? zzz xLSL sm ??? 2/1 2/10 )1()( ??? ???? （公式 ） 式中 mL —— 模具成型零件在常溫下的實際尺寸； S —— 塑件的計算收縮率，由查閱 ABS 塑件的收縮率經(jīng)驗曲線可知，此塑件的平均收縮率為 %； sL —— 塑件在常溫下的實際尺寸； x —— 修正系數(shù)，由于實際應(yīng)用中影響模具磨損的因素復(fù)雜多變，一般不考慮此處修正，所以 X取 0； δ z – 此塑件選用 IT7級，參考表 4。 模具成形零件的制造公差，它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設(shè)計時，成形零件的制造公差δ z 可選為塑件公差△的 1/31/14，或選 IT7級左右公差精度，表面粗糙度 Ra為 。 [12] ` 29 表 4. 模具成形零件制造公差值 類型 塑件尺寸 計算公式 制造公差 計算結(jié)果 型腔長度尺寸 177。 ? ? zzz z xLSL sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型腔寬度尺寸 66 177。 ? ? zzz z xDSD sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型腔深度尺寸 2177。 ? ?zzz z xHSH sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型芯工作尺寸的計算 型芯的工作尺寸的計算同型腔一樣，如下： 類型 塑件尺 計算公式 制造公 計算結(jié)果 ` 30 寸 差 型芯長度尺寸 177。 ? ? zzz z xLSL sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型芯寬度尺寸 66 177。 ? ? zzz z xDSD sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型芯深度尺寸 2177。 ? ?zzz z xHSH sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 ` 31 第六章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時，則需設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。 導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計 （ 1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 （ 2）該模具采用 4 根導(dǎo)柱，為不使在裝配和維修時出錯，在均勻分布的基礎(chǔ)上把其中一根導(dǎo)柱偏移 2mm。 （ 3）該模具導(dǎo)柱安裝在動模板上，后面有墊塊支撐，導(dǎo)套安裝在定模板上，后面有定模座板支撐。 （ 4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者。 （ 5）在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致模具損壞。 （ 6）動定模板采用合并加工，可保證同軸度要求。 導(dǎo)柱設(shè)計 （ 1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖 14所示。 （ 2）為使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形先導(dǎo)部分。 （ 3）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強度（該模具導(dǎo)柱參照所選模架可知為Φ 20和Φ 30）。 （ 4）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱滑動部分按 H7/g7或 H8/g7的間隙配合。 （ 5）導(dǎo)柱工作的部分的表面粗糙度為 Ra＝ m? 。 （ 6）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼 T8A、 T10A 經(jīng)淬火處理，硬度為 50HRC 以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為 50HRC 以上，此處采用 40Cr。 ` 32 圖 導(dǎo)套的設(shè)計 導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精密的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)有兩種形式：直導(dǎo)套（ GB/－ 1984）、帶頭導(dǎo)套（ GB/－ 1984）。 [12] （ 1）結(jié)構(gòu)形式分別采用帶頭 導(dǎo)套（ T型），如圖 15所示。 （ 2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)套孔最好做成通孔，有利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 （ 3）導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8/g7或 H7/g7的間隙配合，表面粗糙度為 m? 。導(dǎo)套外徑與模板一端采用 H7/k6 的過渡配合。 （ 4）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或含油銅（青銅合金）等耐磨材料制成，該模具中采用含油銅。[13] ` 33 ` 34 圖 ` 35 第七章 脫模頂出機構(gòu)的設(shè)計 推出機構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動作的導(dǎo)向及合模時推回零件復(fù)位的零件。推出機構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理安排；推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡單，動作可靠，合模時要正確復(fù)位。推模力的計算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力，脫模力可用下式計算： )s inc os( )s inc os( ??? ??? ?? ?? ApFF t 式中 A—— 塑件 包裹型芯的面積，在 UG 中可以計算得出 A= ? —— 塑件對鋼的摩擦系數(shù)，約為 ～ ，去 ? ＝ ? —— 拔模斜度，本塑件沒有拔模斜度， ? ＝ 1176。 p —— 塑件對型芯單位面積的包緊力，一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件取 107～ 107Pa ，此塑件取 107Pa 。 上式中 Ft=，而該注塑機的頂出力為 2022N，因此符要求。 由于塑件的材料工藝性能好，而且塑件不易變形，所以采用推桿推出機構(gòu)即可。塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個將塑件從模腔中推出的動作，模具上完成這一動作機構(gòu)稱為脫模推出機構(gòu)。 [11] 本次設(shè)計采用圓柱型頂桿，為了使頂桿能較好的將塑件推出，而且又要有成型面的要求，所以需要有一定的形狀和較大的截面積，還要對頂桿進行精加工。本次設(shè)計采用 12跟頂針頂出塑件，其結(jié)構(gòu)和位置如下圖 16所示。 ` 36 ` 37 圖 16. 頂針推出結(jié)構(gòu)示意圖 ` 38 第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻回路的尺寸確定 冷卻回路的設(shè)計應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量 ,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi) ,并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通 ,無滯留部位 . 冷卻回路所需的總面積計算 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 ： ? ? 25 mMqA WM ??? ????? ??? 式中 A 冷卻回路總表面積， 2m M 單位時間內(nèi)注入模具中塑料的質(zhì)量， hkg q 單位質(zhì)量塑料在模具內(nèi)釋放的熱量， KgJ ， q 值可查表； ? 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， ? ?KmW ?2 M? 模具成形表面的溫度，℃ 。 W? 冷卻水的平均溫度，℃ 。 ABS成形時放出的熱量 q = KgJq ??? 5106 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ? 可用下式計算 ? ? ? ? ????d???? 式（ ） 式中 ? 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， ? ?KmW ?2 。 ? 冷卻水在該溫度下的密度， 3mKg ? 冷卻水的流速， sm 。 d 冷卻水孔直徑 ,m ? 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)， 值查表。 ` 39 平均水溫 /℃ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 冷卻回路的總長度的計算 冷卻回路總長度可用下式計算： ????? d AL ? 式中 L 冷卻回路總長度， m 。 A 冷卻回路總表面積， 2m 。 d 冷卻水孔直徑， mm 。 確定冷卻水孔的直徑時應(yīng)注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于 14mm，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為 4mm時，水孔直徑可取 8mm。 冷卻水體積流量的計算 塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機 熱量的差值，即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量則可用下式計算 [14] ? ? ? ? m i 33 521 mc Mqq V ?????? ????? ??? 式（ ） 式中 vq 冷卻水體積流量， min3m 。 M 單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量， hkg 。 q 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量， KgJ 。 c 冷卻水比熱容， ? ?KKgJ ? 。 ? 冷卻水的密度， 3mKg 1? 冷卻水出口處溫度，℃ 2? 冷卻水入口處溫度，℃ 。 冷卻水管的結(jié)構(gòu)設(shè)計 冷卻水管分布在型腔和型芯上，直徑是 8mm。定模板和動模板上分別開有冷卻水道，每個塑件上下各有兩道冷卻水道，實現(xiàn)了最大冷卻效果，如下圖 17所示； ` 40 圖 17 冷卻水管的設(shè)計圖 ` 41 第九章 模具的工作過程原理 模具完成一次注塑塑件產(chǎn)品主要有以下流程： （ 1）對塑料 ABS：對其色澤、粒度及雜質(zhì)檢驗，并進行適當(dāng)?shù)母稍铮? （ 2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機并合模鎖緊模具，對注塑機和模具進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度設(shè)定為 8085℃，預(yù)熱時間 23小時； （ 3）將 ABS塑料粒倒入注塑機，對塑料進行預(yù)塑化，對注塑機設(shè)置以下參數(shù)： 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min）： 30 料筒溫度（℃）后段： 150～ 170 中段： 165～ 180 前段： 180～ 200 噴嘴溫度（℃） 170～ 180 模具溫度（℃）： 50～ 80 注射壓力（ Mpa）： 60～ 100 保壓壓力（ Mpa）： 60～ 100 成型時間（ s）：注射 20～ 90；保壓 0～ 5；冷卻時間 20～ 120； 成型周期： 50～ 100 （ 4）開始注射，注射過程包括充模、保壓、放氣、固化成型、脫模等； （ 5）脫模工作工程及原理 如下圖 18所示，開模時，開合模系統(tǒng)帶動動模右移一段距離，此距離稱為移動模板行程，移動模板行程至少要大于此塑件產(chǎn)品在脫模方向長度的兩倍，以便于塑件產(chǎn)品取出容易，動、定模分型后由于塑件與型芯的包緊力大于與型腔的包緊