【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖35 分流道的設(shè)計(jì) 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接分流道和型腔之間的一段細(xì)短的通道，是樹(shù)脂進(jìn)入型腔的入口，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。普通澆注系統(tǒng)雙層模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是解決各層塑件和流道凝料的脫模問(wèn)題。采用側(cè)澆口或主流道型澆口可使各層流道凝料和塑件在同一分型面脫出，但塑件需后加工去除流道凝料，發(fā)揮不了疊層模高效的優(yōu)勢(shì)，不適于自動(dòng)化生產(chǎn)。采用點(diǎn)澆口進(jìn)澆，雖可在開(kāi)模時(shí)實(shí)現(xiàn)塑件與流道凝料的分離，但需專設(shè)分型面及脫料機(jī)構(gòu)脫出流道凝料，增大對(duì)開(kāi)模行程的要求，使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。為此，將潛伏式澆口用于疊層模，以實(shí)現(xiàn)在開(kāi)模時(shí)制品與澆道凝料的自動(dòng)切斷，從而提高自動(dòng)化程度是非常有必要的。鑒于此，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了如圖36所示的潛伏式澆口的設(shè)計(jì)[11]。圖36 潛伏式澆口的設(shè)計(jì)如圖所示，，這主要是為了便于在開(kāi)模時(shí)澆口能夠自動(dòng)切斷，另外，PS屬于假塑性非牛頓型流體，其熔體黏度隨剪切速率的增加而明顯下降，這樣設(shè)計(jì)也是為了降低熔體黏度，便于充模。 制品及澆道凝料的留模分析為了使制品和澆道凝料留在設(shè)有推出機(jī)構(gòu)的一側(cè)（定模板和動(dòng)模板上），作了如下設(shè)計(jì)：1．中間板上的型腔僅為成型制品上表面的曲面，而成型制品側(cè)邊、下表面和筋的部分則設(shè)置在了定、動(dòng)模板上的型芯上，由于制品成型冷卻后的包緊力，制品會(huì)留在型芯上。2．設(shè)置在定、動(dòng)模板上的潛伏式澆口也會(huì)在一定程度上保證制品及澆道凝料留在定、動(dòng)模板上。3．拉料桿的設(shè)置能夠確保澆料凝料留在定、動(dòng)模上。 分型面及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 分型面的設(shè)計(jì)在模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。選擇分型面的原則是[13]：(1)分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔，這是分型面的首要原則；(2)有利于保證塑件尺寸精度。若塑件有孔的同軸度要求，臺(tái)階間尺寸精度要求，應(yīng)使塑件相關(guān)的部分全部在動(dòng)模部分成型，一滿足精度要求；(3)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。塑件熔體容易在分型面上產(chǎn)生飛邊，從而影響塑件的外觀質(zhì)量，因此在光滑平整表面或圓弧曲面上應(yīng)盡量避免選擇分型面；(4)有利于保證塑件的使用要求。注塑件在成型過(guò)程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度，推桿及澆口痕跡等，選擇分型面時(shí)，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能；(5)考慮注塑機(jī)的技術(shù)要求，使模板間距大小適中；(6)考慮鎖模力，盡量減少塑件在分型面上的投影面積；(7)盡可能將塑件留在動(dòng)模一側(cè)，易于設(shè)置和制造簡(jiǎn)便易行的脫模機(jī)構(gòu)；(8)考慮側(cè)向抽拔距，一般機(jī)械分型面抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都很小，因此選擇的分型面應(yīng)使抽拔距盡量短；(9)盡量方便澆注系統(tǒng)的布置；(10)有利于排氣，模具零件易于加工。綜合考慮以上各種因素，本套模具設(shè)計(jì)利用SolidWorks的延展曲面功能設(shè)計(jì)的分型面如圖37a、b所示。圖37 a圖37 b 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的作用是把模具型腔內(nèi)的空氣、熔料所產(chǎn)生的氣體排放到模具之外，保證熔體在充模過(guò)程中正常流動(dòng)。(1)排氣不良的危害性：①充填不足。排氣不良增加熔體的流動(dòng)阻力，會(huì)使表面輪廓不清，甚至不能充滿；②影響表面質(zhì)量。型腔內(nèi)的滯留氣體會(huì)形成氣泡、銀紋、霧狀等表面質(zhì)量問(wèn)題；③產(chǎn)生高溫，使塑料熔體分解，甚至炭化、燒焦；④形成流動(dòng)痕和熔痕，使塑件的力學(xué)性能降低；⑤降低充模速率，影響成型周期，降低生產(chǎn)效率。(2)常用排氣方式：①對(duì)于大中型模具，排氣槽通常開(kāi)在凹模的一邊，處于熔體流動(dòng)的末端；②對(duì)于小型模具，利用分型面排氣，分型面須位于熔體流動(dòng)末端；③利用推桿和模板的間隙排氣；④利用模板和鑲塊的縫隙排氣；⑤利用側(cè)抽芯和型腔板的間隙排氣；⑥利用定?；顒?dòng)型芯和定面板的間隙排氣；⑦利用模板和型芯的定位孔排氣；⑧利用粉末燒結(jié)合金塊排氣，但燒結(jié)合金要有足夠的承壓能力。本套模具采用的排氣方式有兩種：可以利用分型面、推桿和模板的間隙排氣。 成型零部件設(shè)計(jì)與尺寸計(jì)算[16~18] 成型零部件設(shè)計(jì)成型零件主要包括凸模、凹模、型芯、鑲嵌件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件的形狀和尺寸精度表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在允許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。凹模是成型塑料件的外表面的成型零件。凸模和型芯是成型塑料件的內(nèi)表面的成型零件。本設(shè)計(jì)采用整體鑲?cè)胧酵拱寄?，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有：，型腔形狀、精度重現(xiàn)性好；，制品精度易保證、表面無(wú)拼縫線等整體式型腔的優(yōu)點(diǎn)得以保留；，受力由結(jié)構(gòu)件承擔(dān)，可節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材；，便于模具維修，可做成用一副模架成型大小相近、形狀不同的多種制品的成套模具。另外，采用整體鑲?cè)胧酵拱寄ＴO(shè)計(jì)可以使型芯、型腔的加工變得容易一些，像餐叉這種由圓弧、曲線和直線銜接而構(gòu)成的制品，可以利用數(shù)控加工中心進(jìn)行仿形加工，否則很難通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械加工來(lái)完成。本設(shè)計(jì)的整體鑲?cè)胧酵鼓５墓潭ǚ绞讲捎脡喊迨?，如圖38a所示：型芯鑲塊的一側(cè)帶有凸肩，可以方便裝配時(shí)型芯鑲塊的右側(cè)面與模板的右側(cè)面重合，而另一側(cè)開(kāi)槽，用壓板固定，可防止在充模時(shí)脹模力將鑲塊從模板右側(cè)頂出，鑲塊的四個(gè)側(cè)面與模板間的裝配采用較緊的過(guò)渡配合H7/m6。圖38 a整體鑲?cè)胧酵鼓５墓潭ǚ绞?（動(dòng)or定）模板；2型芯鑲塊；3型芯壓板；4內(nèi)六角圓柱頭螺釘。型腔鑲塊的裝配如圖38b所示：型腔鑲塊的上下兩側(cè)帶有凸肩，沒(méi)有設(shè)計(jì)壓板來(lái)固定鑲塊，這是因?yàn)樵诔淠r(shí)，動(dòng)、定模將型腔板夾在中間，型腔鑲塊不可能出現(xiàn)合模力將其頂出的問(wèn)題，鑲塊的四個(gè)側(cè)面與型腔板的裝配仍采用較緊的過(guò)渡配合H7/m6。這一部分在出圖時(shí)將工程圖做成了部裝，這樣做的目的是：1．簡(jiǎn)化主裝配圖；2．在利用SolidWorks做復(fù)雜裝配圖時(shí)，系統(tǒng)變得極其緩慢。圖38 b整體鑲?cè)胧桨寄５墓潭ǚ绞?型腔板；2型腔鑲塊。 成型零部件尺寸計(jì)算由于型芯和型腔是采用仿形加工，而且餐叉制品對(duì)精度也沒(méi)有要求，因此成型零件尺寸不再進(jìn)行計(jì)算。 成型零部件強(qiáng)度的校核 餐叉制品屬于薄殼制品。而且型芯、型腔采用的是整體鑲?cè)胧?，與模板上的安裝孔之間采用的是H7/m6的配合，可以將整個(gè)模板組件視為整體式。因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，型芯、型腔在強(qiáng)度上滿足要求，不再進(jìn)行計(jì)算校核。 模架的選擇為了降低模具制造成本，縮短模具的設(shè)計(jì)、加工制造周期，本模具的各個(gè)板件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，而且本設(shè)計(jì)也是在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模架改裝的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。根據(jù)單層型腔布局和分流道的設(shè)計(jì)，綜合考慮頂桿布局和模具外形尺寸與注射機(jī)的關(guān)系，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架系列中的4050系列（標(biāo)準(zhǔn)模架中并沒(méi)有疊層模架，選擇此系列僅作為設(shè)計(jì)時(shí)的參考），其中各板的厚度取值如圖39所示。圖39模架各模板尺寸的確定：1．A板尺寸A板是定模板，本設(shè)計(jì)中作為型芯鑲塊的固定板，還要設(shè)置型芯壓板，考慮到強(qiáng)度問(wèn)題，A板厚度取40mm。2．Z板尺寸Z板是中間板，是型腔鑲塊的固定板，厚度取值為40mm。3．C墊塊尺寸墊塊厚度=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+限位釘帽高度=25+30+25+10=90mm 本設(shè)計(jì)中的各個(gè)板件除定模推板(WLH=40050030)外，都是根據(jù)4050系列標(biāo)準(zhǔn)模架選用的。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模具的型腔由動(dòng)模和定模共同構(gòu)成，為保持塑件形狀尺寸的一致性，必須保證動(dòng)定模能順利開(kāi)合且每次開(kāi)合模后型腔形狀和尺寸能準(zhǔn)確重現(xiàn)。為此，注射模具上通常設(shè)置具有一定精度的、引導(dǎo)動(dòng)模和定模按設(shè)定方向平穩(wěn)開(kāi)合并使之相互定位的合模導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)[13]。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作為注塑模具的功能部件，主要有以下作用：(1) 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，導(dǎo)柱在型芯進(jìn)入型腔前，認(rèn)入導(dǎo)向孔。引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，保證合模方向的準(zhǔn)確性和模具運(yùn)行過(guò)程的平穩(wěn)性，避免成型零件的沖擊、碰撞。(2) 定位作用：合模后，靠導(dǎo)向零件間的配合，限定分屬動(dòng)、定模的成型零件方向和相對(duì)位置，使型腔結(jié)構(gòu)尺寸具有良好的重現(xiàn)性。(3) 承載作用：承受由于型腔側(cè)壁面積分布不對(duì)稱及側(cè)面進(jìn)澆產(chǎn)生的側(cè)壓力，和推板、中間模板等浮動(dòng)零件的重力作用。防止模具零件產(chǎn)生側(cè)向位移。模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)選型：根據(jù)模具模架規(guī)格，本模具采用帶頭導(dǎo)柱、直導(dǎo)套，具體設(shè)計(jì)如下：導(dǎo)柱為標(biāo)準(zhǔn)件的Φ35mm帶頭導(dǎo)柱，與所選模板厚度尺寸結(jié)合選長(zhǎng)度為160mm，導(dǎo)套選為與導(dǎo)柱配合的Φ35mm直導(dǎo)套，一個(gè)導(dǎo)柱配用三個(gè)直導(dǎo)套（浮動(dòng)板、動(dòng)模板、動(dòng)模墊塊各用一個(gè)），長(zhǎng)度選用分別為：40mm、40mm、90mm。導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為動(dòng)配合H7/f6，外表面與模板孔為較緊的過(guò)渡配合H7/n6，在導(dǎo)柱上開(kāi)設(shè)油槽，以減小導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的摩擦。 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為使保證制品能順利脫出，并盡可能減少脫模過(guò)程對(duì)制品質(zhì)量構(gòu)成的影響和損害，模具上的脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求[13]：(1) 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在留模邊 ；(2) 脫模時(shí)制品受力應(yīng)盡可能的小而勻；(3) 避免推出痕跡對(duì)制品的影響；(4) 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活可靠動(dòng)作平穩(wěn)；(5) 結(jié)構(gòu)零件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中各問(wèn)題分述如下：(1) 機(jī)構(gòu)形式選擇從制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與留模情況等方面加以考慮。由于制品對(duì)外觀的要求不高，制品對(duì)型芯的包緊力也不大，故選定采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)。(2) 推出行程的確定根據(jù)制品脫模所需的推出距離決