【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第3章 模具設(shè)計(jì) 型腔數(shù)量的確定與配置 型腔數(shù)量的確定確定型腔數(shù)量的方法有很多，如根據(jù)鎖模力、最大注射量、制品的精度要求、模具成本等確定行腔數(shù)量。1．根據(jù)制品的精度要求確定型腔數(shù)量n（1）對(duì)于注射模來說，塑料制件精度為3級(jí)和3a級(jí)，重量為5克，型腔數(shù)取46個(gè)。（2）塑料制件為一般精度（45級(jí)），塑料制件重量 1216克，型腔數(shù)取812個(gè)；而重量為50100克的塑料塑料之間，型腔數(shù)取48個(gè)，當(dāng)再繼續(xù)增加塑料制件重量時(shí)，就很少采用多腔模具。（3）79級(jí)精度塑料制件，最多型腔數(shù)比45級(jí)精度的塑料增多至50%2．根據(jù)注射機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)量n一般注射機(jī)不應(yīng)超過注射機(jī)最大注射量的80%，即: (31)或 式中 ()—注射機(jī)的最大注射量； —成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料重量，g； ()—澆注系統(tǒng)凝料量，或g；()—單個(gè)塑件的容積或質(zhì)量，或g；—塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料容積。根據(jù)方法1確定型腔數(shù)量，制件的制造精度為4級(jí)，所以應(yīng)該選擇多腔模具，故本設(shè)計(jì)選擇一模四腔進(jìn)行加工制件。 型腔的配置 型腔的配置決定了模具結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)。一但型腔布置完成，澆注系統(tǒng)走向和類型便確定。冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)在配置型腔時(shí)也必須統(tǒng)籌考慮。若冷卻通道布置與推桿孔、螺孔發(fā)生沖突時(shí)要在型腔配置中進(jìn)行協(xié)調(diào)。當(dāng)型腔、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的初步位置確定后，模板的外行尺寸也基本確定。多型腔在模具上通常采用圓形排列、H形排列、直線形排列以及復(fù)合排列等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，確保塑件質(zhì)量的均一穩(wěn)定。型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，如圖31（b）的布局就比31（a）的布局合理。盡量使型腔排列得緊湊一些，以便減小模具的外形尺寸。如圖32所示，圖（b）的布局優(yōu)于圖（a）布局，因?yàn)閳D（b）的模板總面積小，可節(jié)省鋼材，減輕模具質(zhì)量。 （a） （b） 圖31 型腔的配置力求對(duì)稱 （a） （b） 圖32 型腔的配置力求對(duì)稱 注射機(jī)的選擇 注塑機(jī)簡(jiǎn)介1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%。注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。根據(jù)塑料注射成型過程,一般可將注射機(jī)分為以下幾個(gè)部分：；；。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,注射機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)換代很快。微型計(jì)算機(jī)控制的注射機(jī)已較常見。其控制系統(tǒng)由CPU、存儲(chǔ)器、顯示器等組成，并有初始化和調(diào)試、注射和模具動(dòng)作、壓力和速度控制、數(shù)字PID調(diào)節(jié)、油路和診斷等功能軟件。注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。常用的說法有::臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。其中臥式注射機(jī)是注射機(jī)中最普通、最主要的形式。臥式注射機(jī)的注射裝置和定模板在設(shè)備的一側(cè)，而鎖模裝置、動(dòng)模板、推出機(jī)構(gòu)均設(shè)置在另一側(cè)。臥式注射機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較矮，容易操作加料，制件推出后能自動(dòng)落下，便于實(shí)線自動(dòng)化操作，缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大，模具安裝比較麻煩。其結(jié)構(gòu)如圖33所示。 圖33 臥式注射機(jī)外形1鎖模液壓缸；2鎖模機(jī)構(gòu)；3動(dòng)模板；4推桿；5定模板6控制臺(tái)；7料筒及加熱器；8料斗；9定量供料裝置；10注射缸 注塑機(jī)基本參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,制造,購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。：指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。：為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。常用的注射速率如表31所示。表31 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時(shí)間/S 1 3 5：,若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。：注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。：包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動(dòng)模板的行程,。：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快在到停。：在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。 塑件的的參數(shù)計(jì)算由以上可知塑件的體積為V=179。179。塑件質(zhì)量為m==塑件總質(zhì)量為V總=4= cm179。即： ≧V (32)V實(shí)= V總/=247。=；結(jié)合上面的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為XSZY125，主要技術(shù)參數(shù)如下：注射機(jī)XSZY125技術(shù)參數(shù)：型號(hào)：XSZY125額度注射量(cm)：125螺桿(柱塞)直徑(mm)：42注射壓力(MP)：120注射行程(mm)：115注射方式：螺桿式鎖模力(KN)：900最大成型面積：320最大開合模行程(mm)：300模具最大厚度(mm)：300模具最小厚度(mm)：200噴嘴弧半徑(mm)：12噴嘴口直徑(mm)：4頂出形式：兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出。動(dòng)、定模固定板尺寸(mmmm)：428458合模方式：液壓—機(jī)械機(jī)器外形尺寸(mmmmmm)：33407501550 分型面的確定模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面統(tǒng)稱為分型面。分型面選擇是否合理對(duì)于塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能均有很多影響，它決定了模具的結(jié)構(gòu)類型，是模具設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出形式、排氣形式及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇。 分型面的選擇原則： ； ； ；。本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，應(yīng)該采取二次分型。 模具材料的選擇 現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時(shí),設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。 在選擇模具鋼時(shí),首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能,從使用性能考慮:硬度是主要指標(biāo)之一,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變,必須有足夠的硬度,當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷,崩刃問題,所以韌性也是一重要指標(biāo),耐磨性是決定模具壽命的重要因素,從PS特性看,這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的,此外還有紅硬性,抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。 從工藝性能考慮:要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能如切削,銑削,拋光等加工性能好,此外還要考慮淬透性和淬硬性,要求材料來源廣,價(jià)格低。 查手冊(cè)選擇型芯的材料是4Cr13。屬馬氏體類型不銹鋼,該鋼機(jī)械加工性能較好,經(jīng)熱處理(淬火及回火)后,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,拋光性能,較高的強(qiáng)度和耐磨性,適于制造承受高負(fù)荷,高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具,透明塑料制品模具等。有關(guān)參數(shù)如下:物理性能：臨界溫度（℃）AC1：820 ； AC3： 1100；線膨脹系數(shù)：(在20～100℃)熱導(dǎo)率：.()1 (在20℃左右)彈性模量（MPa）210000~223500 (20℃左右) 模架的確定 標(biāo)準(zhǔn)模架簡(jiǎn)介美國(guó)、德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都很重視模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，標(biāo)準(zhǔn)模架已被模具行業(yè)普遍采用。我國(guó)于1990年頒布并實(shí)施GB/《塑料注射模中小型模架技術(shù)條件》和GB/《 塑料注射模大型模架技術(shù)條件》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。模架周界尺寸范圍≤560mm900mm。按結(jié)構(gòu)特征可分為基本型和派生型基本型有A1 、AA3和A4，派生型有P1～P9。以導(dǎo)柱和導(dǎo)套安裝方法為特征可分為正裝型（代號(hào)為Z）和反裝型（代號(hào)為F）。又以腳碼3分別代表帶頭導(dǎo)柱、有肩導(dǎo)柱和有肩定位導(dǎo)柱的種類。中小型模架全部采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/）組成。以模板寬度B長(zhǎng)度L為系列主參數(shù)。按同品種、同系列所選用的模板厚度A、B和墊板厚度C組成作為每一系列的規(guī)格，供設(shè)計(jì)者任意組合和選用。周界尺寸范圍（630mm630mm）～（1250mm20000mm）。模架品種有A型和B型兩種基本型，還有P1～P4的派生型，共有6個(gè)品種。無導(dǎo)柱安裝方式的表示，與中小型模架一樣，以模板寬度為系列主參數(shù)，以模板厚度為每一系列的規(guī)格，供設(shè)計(jì)者組合和選用。 本設(shè)計(jì)選用的為A4型250mm315mm的