【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。 型腔的結構設計 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，所對應的型腔結構也比較簡單，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構，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 型芯的結構設計 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，所對應的型腔結構也比較簡單，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構，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)，由于實際應用中影響模具磨損的因素復雜多變，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 合模導向機構的設計 當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置時，則需設計人員根據(jù)模具結構進行具體設計。 導向機構的總體設計 （ 1）導向零件應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有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后變形。 （ 2）該模具采用 4 根導柱，為不使在裝配和維修時出錯，在均勻分布的基礎上把其中一根導柱偏移 2mm。 （ 3）該模具導柱安裝在動模板上，后面有墊塊支撐，導套安裝在定模板上，后面有定模座板支撐。 （ 4）為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應制有承屑槽，即可削去一個面或在導套的孔口倒角，該模具采用后者。 （ 5）在合模時，應保證導向零件先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞。 （ 6）動定模板采用合并加工，可保證同軸度要求。 導柱設計 （ 1）該模具采用帶頭導柱，加油槽，如圖 14所示。 （ 2）為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或球形先導部分。 （ 3）導柱的直徑應根據(jù)模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該模具導柱參照所選模架可知為Φ 20和Φ 30）。 （ 4）導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按 H7/k6的過渡配合，導柱滑動部分按 H7/g7或 H8/g7的間隙配合。 （ 5）導柱工作的部分的表面粗糙度為 Ra＝ m? 。 （ 6）導柱應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 導套的設計 導套與安裝在另一半模上的導柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導向精密的圓套形零件。導套常用的結構有兩種形式：直導套（ GB/－ 1984）、帶頭導套（ GB/－ 1984）。 [12] （ 1）結構形式分別采用帶頭 導套（ T型），如圖 15所示。 （ 2）導套的端面應倒圓角，導套孔最好做成通孔，有利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 （ 3）導套孔的滑動部分按 H8/g7或 H7/g7的間隙配合，表面粗糙度為 m? 。導套外徑與模板一端采用 H7/k6 的過渡配合。 （ 4）導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 脫模頂出機構的設計 推出機構的組成：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向及合模時推回零件復位的零件。推出機構應使塑件脫模時不發(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；推出機構的結構力求簡單，動作可靠，合模時要正確復位。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稱為脫模推出機構。 [11] 本次設計采用圓柱型頂桿，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。本次設計采用 12跟頂針頂出塑件，其結構和位置如下圖 16所示。 ` 36 ` 37 圖 16. 頂針推出結構示意圖 ` 38 第八章 冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻回路的尺寸確定 冷卻回路的設計應做到回路系統(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，即為用冷卻水擴散的模具熱量。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，℃ 。 冷卻水管的結構設計 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?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熱，預熱溫度設定為 8085℃，預熱時間 23小時； （ 3）將 ABS塑料粒倒入注塑機，對塑料進行預塑化，對注塑機設置以下參數(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