【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /3△由于此塑件是小型塑件所以取修正系數(shù)x=3/4，成型零件的制造公差δz＝1/3△。由Ls1=59 mm Ls2=25mm 查表31得 △1= △2= 故： (2)型芯的高度尺寸計(jì)算 式中 Hm——型芯高度尺寸(mm)Hs——塑件高度尺寸（mm） Scp——塑料平均收縮率% 　?——塑件公差（mm） 　 x ——修正系數(shù),一般為1/2～3/4,公差值大取小值，對(duì)于小型塑件一般去3/4　　 δz——成型零件的制造公差，一般取塑件公差的1/3～1/6，對(duì)于中小型塑件取δz＝1/3△由于此塑件是小型塑件所以取修正系數(shù)x=3/4，成型零件的制造公差δz＝1/3△。由Hm1=28mm Hm2= 查表31得 △= 故：表32中的公式是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)計(jì)算型腔壁厚：（表32《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》159頁(yè)表327）塑件的長(zhǎng)、寬分別為62mm，60mm。按表中公式計(jì)算壁厚尺寸：S=62+20=表32型腔側(cè)壁厚度S的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)型腔壓力MPa型腔側(cè)壁厚度S（mm）29 (壓制)49 （壓制） 49 （注射）+12+15+20本次設(shè)計(jì)采取一模兩腔結(jié)構(gòu)估算型腔尺寸： S總=+64+= （mm） 4 注射機(jī)的選擇注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了考慮注射成型工藝過(guò)程外，還要考慮注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。注塑機(jī)又叫注射成型機(jī)，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射機(jī)按塑料在料筒中的塑化方式分，又可以分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。是用于使熱塑性塑料或熱固性塑料經(jīng)加熱熔融，并施加一定壓力，使高溫熔體充入模具，經(jīng)冷卻和固化而制成的有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制品的重要成型設(shè)備。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需了解注射機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力，模具安裝尺寸及開(kāi)模行程等。計(jì)算注射模一次成型的塑件體積和重量（本次設(shè)計(jì)采取一模兩腔結(jié)構(gòu)），V1=，M1= g；估算 VS=V12+ V2=； MS= M12+ M2 =VS——一次澆注所需總的塑料體積；V1——單個(gè)塑件地體積；V2——澆注系統(tǒng)的體積；MS——一次澆筑所需總的塑料質(zhì)量；M1——單個(gè)塑件的質(zhì)量；M2——澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料質(zhì)量； 根據(jù)估算的一次成型塑料重量和所選用的模架外形尺寸，選用注射機(jī)XSZY250型，主要技術(shù)參數(shù)如表41所示：為使注塑成形過(guò)程順利進(jìn)行，須對(duì)以下工藝參數(shù)進(jìn)行校核。表41 注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)單位結(jié)構(gòu)形式臥式理論注射容量250cm3螺旋柱塞直徑φ50mm注射壓力130MPa注射行程160mm注射時(shí)間s注射方式柱塞式合模力1800kN最大成型面積500cm2拉桿空間448370mm最大開(kāi)模行程500mm最大模具厚度350mm最小模具厚度200mm為確保塑件質(zhì)量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）應(yīng)在公稱注射量的35%至75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%。既保證塑件質(zhì)量，又充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選在50%至80%范圍內(nèi)為好。本注射機(jī)的理論注射量為250cm3，=200,因此，所選注射機(jī)滿足此項(xiàng)要求。所選用的注射機(jī)的注射壓力必須大于成型塑件所需的注射壓力。成形所需注射壓力與塑料品種、塑件的形狀及尺寸、注射機(jī)類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，成型所需注射壓力大致如下：（1）塑料熔體流動(dòng)性好，塑件形狀簡(jiǎn)單，壁厚者所需注射壓力一般小于70MPa。（2）塑料熔體粘度較低，塑件形狀一般，精度要求一般者，所需注射壓力通常選為70至100MPa。（3）塑料熔體具有中等粘度（PS、PE、ABS等），塑件形狀一般，有一定精度要求者，所需注射壓力選為100至140MPa。（4）塑料熔體具有較高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均勻，尺寸精度要求嚴(yán)格的塑件，所需注射壓力約在140至180MPa。本塑件材料為ABS，所需注射壓力為70至140MPa，所選注射機(jī)的注射壓力為130MPa，滿足此項(xiàng)要求。（合）模力的校核高壓塑料熔體充滿模腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具沿分型面分開(kāi)的脹模力，此脹力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。脹模力必須小于注射機(jī)額定鎖模力，常用塑料品種及塑件復(fù)雜程度不同，或精度不同，可選用的型腔壓力也不同。型腔壓力可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，常取型腔壓力為20～40 Mpa，常用塑料品種及塑件復(fù)雜程度不同，或精度不同，可選用的行腔壓力列于表4—2（見(jiàn)《注射模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例》3頁(yè)）表42 模內(nèi)的平均壓力制品特點(diǎn)模內(nèi)平均壓力P模/ MPa舉例容易成型制品PE、PP、PS等壁厚均勻的日用品、容器類制品一般制品在模溫較高下，成型薄壁容器類制品中等黏度塑料和有精度要求的制品ABS、PMMA等有精度要求的工程結(jié)構(gòu)，如殼體、齒輪等加工高黏度塑料、高精度、充模難的制品用于機(jī)器零件上高精度的齒輪或凸輪等根據(jù)上表，本塑件的材料為ABS，可選擇型腔平均壓力P=型腔平均壓力P=，可以按下式校核注射機(jī)的額定鎖模力：F≥PAF≥PAK式中：F——注射機(jī)的最大鎖模力； K——壓力損耗系數(shù)（1/3～2/3），本設(shè)計(jì)中K=2/3； P——模具型腔中熔體的平均壓力； A——制品和所有流道、澆口在分型面投影面積之和。 本次設(shè)計(jì)所選注射機(jī)T=250kN；；；A=+≈ PAK=2/3== T=250kN 。 故所選注射機(jī)滿足此項(xiàng)要求。為了使注射模具順利的安裝在注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的制件，在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須校核注射機(jī)上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因?yàn)椴煌吞?hào)和規(guī)格的注射機(jī)，其安裝模具部位的形狀和尺寸各不相同。主要校核的項(xiàng)目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度等。（1）噴嘴尺寸注射模主流道襯套始端凹坑的球面半徑R2應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑R1，以利于同心和緊密接觸，通常取R2= R1+（1～2）㎜為宜，否則主流道內(nèi)凝料無(wú)法脫出。本設(shè)計(jì)中主流道始端直徑為4mm，注射機(jī)噴嘴孔半徑為18mm。所以根據(jù)以上所述主流道襯套始端的尺寸為R=20mm。（2）定位圈尺寸注射機(jī)固定模板臺(tái)面中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注射模端面凸臺(tái)徑向尺寸須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝，并使主流道與噴嘴同心。模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度。定位環(huán)的高度一般小型模具為8～10mm，大型模具為10～15mm。(3)模具外形尺寸注射模外形尺寸應(yīng)小于注射機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)度方向的尺寸要與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝固在注射機(jī)工作臺(tái)面上。本次設(shè)計(jì)所選用模架的長(zhǎng)寬為500355 mm，而所選注射機(jī)的拉桿間距為448370 mm。因此，所選用的注射機(jī)滿足此項(xiàng)要求。(4)模具厚度 模具厚度（閉合高度）必須滿足下式：Hmin≤Hm≤Hmax（mm） 式中：Hm——所設(shè)計(jì)的模具厚度（mm）； Hmin——注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm）； Hmax——注射機(jī)允許的最大模具厚度（mm）。本次設(shè)計(jì)中，Hm=341 mm；Hmin=200 mm；Hmax=350 mm。200≤341≤350因此，所選用的注射機(jī)滿足此項(xiàng)要求。模具開(kāi)模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開(kāi)模距離，而注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，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)于帶有不同形式的鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其開(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)。本設(shè)計(jì)中由于所選注射機(jī)是XSZY250，所以注射機(jī)的開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)。開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程。其最大開(kāi)模行程等于注射機(jī)移動(dòng)模板與固定模板之間的最大開(kāi)距Sk減去模具閉合厚度Hm，故校核式為：Sk≥Hm+S其中：Sk—注射機(jī)移動(dòng)模板與固定模板之間的最大開(kāi)距（mm）；Hm—模具閉合厚度（mm）；關(guān)鍵是求出模具所需的開(kāi)模距離S，本設(shè)計(jì)使用的是單分型面的注射模，所以模具的開(kāi)模距離為；S= H1 +H2+（5~10）mm式中：H1—塑料脫模需要的頂出距離（mm）；H2—塑件的高度（包括澆注系統(tǒng)凝料）（mm）。本設(shè)計(jì)中，塑件H1=35mm，H2=140mm，Hm=110mm根據(jù)校核公式 ： Sk≥Hm+S 得 Sk=500mm≥110+35+140+10=295mm所選注射機(jī)滿足此項(xiàng)要求。通過(guò)對(duì)以上工藝參數(shù)的校核，本設(shè)計(jì)所選用的注射機(jī)滿足要求。5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具從注射機(jī)噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔，并將注射壓力傳遞到模具的各個(gè)部位，已獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確地塑件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對(duì)塑件性能、外觀和成型難易程度影響很大。澆注系統(tǒng)可分為普通（冷）流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩大類。普通流道澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料井。本模具設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)采用普通流道澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，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，設(shè)計(jì)時(shí)需遵循以下原則：（1）流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量，同時(shí)縮短了充模時(shí)間。（2）排起良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔。（3）防止型芯變形和嵌件位移。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件。（4）防止塑件翹曲變性和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應(yīng)減輕澆口附近應(yīng)力集中。（5）合理選擇冷料井。（6）大批量制品，澆注系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)脫落并自動(dòng)與制品分離，以利實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。（7）還應(yīng)考慮到制品的后續(xù)工序，利于后工序的加工、裝配、工序間運(yùn)送和管理，必要時(shí)設(shè)輔助流道，將制品聯(lián)為一體。主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處，它將注射機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于塑料熔體順利地向前流動(dòng)。開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利地被拉出。主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，甚至塑件的內(nèi)在質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)所選用的注射機(jī)為臥式注射機(jī)，主流道垂直于分型面。主流道橫截面形狀通常采用圓形截面。為了便于流道凝料的脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度α一般為2186。～6186。；粘度大的可選3186。～6186。，小端直徑d一般取4～8mm且大于注射機(jī)噴嘴直徑1mm，主流道的長(zhǎng)度L根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定，在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下盡量短，以減少壓力損失和塑料耗量，通常主流道長(zhǎng)度由模板厚度確定，一般L不能超過(guò)60mm。此設(shè)計(jì)采用的主流道結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)見(jiàn)圖51。圖51 澆注系統(tǒng)主流道結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)分流道是主流道與澆口之間的通道。其作用是通過(guò)流道截面及方向變化使熔料平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換流向，并均衡分配給各個(gè)型腔。多型腔模具一定設(shè)置分流道。大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也需設(shè)置分流道。（1）流經(jīng)分流道的熔體溫度和壓力的損失要少。為此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容積要小，四是少?gòu)澱?。?）要使分流道的固化時(shí)間稍慢于制品的固化時(shí)間，以利保壓、補(bǔ)縮和壓力傳遞。（3）要使熔料能迅速而又均勻地進(jìn)入各型腔，故在多型腔設(shè)計(jì)時(shí)，在保證模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度前提下，力求采用平衡進(jìn)料，而且在保證模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度前提下，力求緊湊、集中。（4）便于加工，便于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，免于制造專用刀具。常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U字形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大、流道的表面積小，以減少傳熱損失。因此，可用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。其中，圓形截面的效率最高，由于正方形流道凝料脫模困難，實(shí)際使用側(cè)面有5176?！?0176。的梯形流道。U字形是梯形流道的變異形式。六角形截面可視為兩個(gè)梯形流道的結(jié)合。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低，通常不采用。當(dāng)分型面是平面時(shí)，可采用圓形或六角形截面的分流道，但加工時(shí)對(duì)中困難。常采用U字形截面的分流道。塑料熔體在流道中流動(dòng)時(shí)，表層冷凝凍結(jié)，起絕熱作用，熔體僅在流道中心流動(dòng)，因此分流道的理想狀態(tài)應(yīng)是其中心與澆口中心一致，圓形截面流道可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而梯形截面流道就難以實(shí)現(xiàn)。本塑件的分流道采用如圖52 所示的U形截面的分流道，U形截面的分流道熱量損失僅大于圓形和正方形截面的分流道，但其加工容易，又比圓形和正方形截面流道容易脫模，U形截面的分流道具有優(yōu)良的綜合性能。 圖52 分流道截面形狀因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略的估計(jì)分流道的直徑，常用的分流道直徑如表51所示。表51 常用塑料的分流道直徑塑件品種分流道直徑/mm塑件品種分流道直徑/mmABS AS～聚丙烯～聚乙烯～聚氯乙烯～聚苯乙烯～丙烯酸酯～尼龍6～聚碳酸酯～從表中可見(jiàn)，對(duì)于流動(dòng)性很好的聚乙烯和尼龍，當(dāng)分流道很短時(shí)，分流道可小到2mm左右；對(duì)于流動(dòng)性很差的塑料，如丙烯酸類，分流道直徑接近10mm?！?mm左右變動(dòng)。本設(shè)計(jì)中采用的是U形截面，具體尺寸見(jiàn)模具結(jié)構(gòu)示意圖。 分流道的表面粗糙度分流道表面不需要太光潔，表面粗糙度通常取Ra=～，這可增加對(duì)外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻層固定，形成絕熱層，有利于保溫。但表壁不得凹凸不平，以免對(duì)分型和脫模不利。本設(shè)計(jì)取表面粗糙度Ra=。