【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 腔數(shù)應(yīng)考慮的以下幾點(diǎn)要求：；；、不集中，易用單腔結(jié)構(gòu)；，多腔一致性差，制造困難，故適宜單腔結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)考慮制品的結(jié)構(gòu)和其生產(chǎn)批量，并方便脫模，零件的表面粗糙度要求不是很高，顧采用一模四腔的多型腔結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率。模具的型腔排列方式如圖54所示： 圖54 型腔分布示意圖第六章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成型零件的鋼材可根據(jù)制品材料和產(chǎn)量以及精度，技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)類型等因素綜合分析并選取。本產(chǎn)品采用的原材料為PP為一般性熱塑性塑料，其使用比較廣泛，并且考慮到本次設(shè)計(jì)的模具是簡(jiǎn)單的型芯和型腔，據(jù)統(tǒng)計(jì)塑料模具的鋼材成本費(fèi)用占整個(gè)模具制造成本不到20%，而切削加工成本占絕大部分（約75%），因此選擇模具材料時(shí)應(yīng)考慮其加工性能，因此，本次模具零件選擇T8和45號(hào)鋼材的同時(shí)運(yùn)用，這兩種鋼材的物理常數(shù)見下表。 常用塑料模具鋼的物理常數(shù)鋼材牌號(hào)密度g/cm179。彈性模量E/MPa溫度/℃線膨脹系數(shù)αx10mm/mm T8A 4520100，而普通的高速鋼和高碳鉻剛制件易于脆斷或折斷，模具需要有高的強(qiáng)韌配合，具體分為兩類：：—%，增加處理后鋼的韌性。如6W6Mo5Cr4V2,具體熱處理工藝為淬火加熱溫度1160—1180℃，冷卻后經(jīng)550—570℃三次回火，硬度為Rc6063，用于冷擠壓沖頭或冷鐓沖頭可成倍的提高使用壽命。：基體鋼是改善高速鋼韌性的另一個(gè)途徑，與高速鋼相比，基體鋼的過剩碳化物很少，碳化物的顆粒細(xì)小，分布均勻所以沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度均好于高速鋼，同時(shí)保持了好的耐磨性。我國(guó)研制成功并推廣應(yīng)用的基體鋼。如65Nb、CG012Al。以上三種基體鋼適於形狀復(fù)雜，沖擊負(fù)荷較大，韌性要求高的冷變形模具。其他還有些特殊的模具鋼，如易切削冷模鋼8Cr2S(8Cr2MnMovS),除于塑料模具較多。技術(shù)要求：；，其熱處理后的表面硬度最低不低于HRC32，一般均應(yīng)達(dá)到HRC45以上，否則難以達(dá)到拋光效果。由于本次選用T8A和45號(hào)鋼作為成型零件的材料，其熱處理選擇如下表：零件類別零件名稱材料牌號(hào)熱處理方法硬度說明成型零件型腔（凹模）型芯（凸模）螺紋型芯螺紋問型環(huán)成型鑲件成型推桿45調(diào)質(zhì)216～260HBW用于形狀簡(jiǎn)單、要求不高的型腔、型芯淬火43～48HRCT8A淬火54～58HRC用于形狀簡(jiǎn)單的小型芯或型腔在注射過程中，模具型腔將受到熔體的高壓作用，所以應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至開裂。因剛度不足而產(chǎn)生擾曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊。降低塑件尺寸精度并影響順利脫模，所以應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚。模具型腔壁厚的計(jì)算，以最大壓力為準(zhǔn)，而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；由于本模具采用“一模四件”結(jié)構(gòu)，總體尺寸較大，故因以型腔的壁厚的剛度為準(zhǔn)。剛度計(jì)算條件一般從下面三個(gè)方面來考慮：成型過程中不發(fā)生溢料證塑件尺寸精度保證塑件順利脫模在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會(huì)超過塑料冷卻時(shí)的收縮值，因此，型腔的剛度要求主要是由不溢料和塑件精度來決定。當(dāng)塑件某一尺寸同時(shí)有幾項(xiàng)要求時(shí)，以最苛刻的條件作為剛度設(shè)計(jì)的依據(jù)。對(duì)于本塑件可以簡(jiǎn)化為整體式矩形型腔進(jìn)行近似計(jì)算。（1）動(dòng)模側(cè)壁厚度的計(jì)算式中 ——由型腔邊長(zhǎng)比h/l決定的系數(shù)； ——型腔內(nèi)溶體的壓力（）； ——型腔深度（）； E——鋼的彈性模量，取 ——允許變形量； mm經(jīng)計(jì)算得：h/l= 查表得 =, p=50MPa，b=45mm。 所以 = 由于考慮到這是近似計(jì)算，為匹配標(biāo)準(zhǔn)模架，取s=34mm。（2）動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算整體式矩形型腔的底板，如果后部沒有支承板，直接支承在模腳上， 中間是懸空的，底板可以看成是周邊固定的受均勻載荷的矩形板，由于溶體的壓力，板中心將產(chǎn)生最大的變形量，按剛度條件，型腔底板厚度為： 式中 ——由型腔邊長(zhǎng)比決定的系數(shù)； ——型腔內(nèi)溶體的壓力（）； ——型腔深度（）；——鋼的彈性模量，??； ——允許變形量； mm經(jīng)計(jì)算得：l/b=查表得 =, p=50MPa，b=45mm。 所以 = 由于考慮到這是近似計(jì)算，為匹配標(biāo)準(zhǔn)模架，取h=10mm。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)力求距型腔距離近、一致，并首先進(jìn)入制品的厚壁部位、不宜直沖型芯（尤其是細(xì)小型芯）鑲嵌件；應(yīng)避免產(chǎn)生熔接痕，利于排氣； 其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均勻、平穩(wěn)地充滿型腔；主流道入口應(yīng)在模具中心位置； 有利于制品的外觀，并易于清除。當(dāng)產(chǎn)生矛盾無法處理時(shí)，可協(xié)商修改制品結(jié)構(gòu)； 對(duì)大型制品和功能性制品，力求用模擬軟件分析填充過程，以保證制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度的要求； 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)； 還應(yīng)該考慮到制品的后續(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。 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、進(jìn)料澆口和冷料穴組成。澆注系統(tǒng)用以將熔融狀態(tài)的塑料粘流體經(jīng)注射機(jī)噴嘴在高溫、高壓和高速狀態(tài)下，通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。 主流到按照外觀形狀大體可以分為：垂直式主流道、傾斜式主流道和弧形主流道。本次設(shè)計(jì)采用的主流道形式為垂直式主流道。主流道的小端直徑等于注射機(jī)噴嘴孔徑加1mm，本次設(shè)計(jì)的主流道小端直徑為4mm。主流道的長(zhǎng)度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定，越短越好，本次設(shè)計(jì)的主流道長(zhǎng)度為45mm。主流道錐度一般為2～4176。，粘度大的可以選擇3～6176。分流道是主流道與澆口的連接通道，是常見的一般分流道，其溫度與模具溫度相同，故也稱為等溫分流道。分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)：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)澱郏灰狗至鞯赖墓袒瘯r(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；要使熔料能迅速而又均勻地進(jìn)入各型腔，故在多腔設(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，而且在保證模具機(jī)構(gòu)強(qiáng)度前提下，力求緊湊、集中；便于加工、便于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，免于制造專用刀具。等溫分流道為便于加工，一般均設(shè)計(jì)在分型面上。常用的等溫分流道的截面形狀一般可以分為圓形、梯形、U形和半圓形四種。由流道的理論分析可知，圓形截面的流道總比其他形狀截面的流道更可取。因?yàn)樵诮孛嫦嗤那闆r下，其比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），即塑料熔體與溫度較低的模具之間呈現(xiàn)的接觸面積最小，壓力降相對(duì)小些。因此圓形截面積的分流道是較理想的截面形狀。但根據(jù)實(shí)踐證明，流道如果是正圓形，則分型面恰好在圓的直徑上，是沒有出模斜度的。應(yīng)該將上、～1mm，這樣出模就容易多了。～ 。因此，本次設(shè)計(jì)分流道的直徑為5mm。其如圖63所示：圖63分流道示意圖 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好地高質(zhì)量地注射成型。澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩大類。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體產(chǎn)生突然的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對(duì)于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的，提高塑件質(zhì)量。另外，限制性交口還起著較早固化防止型腔中熔體倒流的作用。非限制性澆口是整個(gè)澆口系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對(duì)中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。澆口按照結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為以下幾種形式：直接澆口 直接澆口又稱主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。塑料熔體由主流道的大端直接進(jìn)入型腔，因而具有流動(dòng)阻力小、流動(dòng)路程短及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于注射壓力直接作用在塑件上，故容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形。這種形式的澆口截面大，去除澆口比較困難，去除后會(huì)留有較大的澆口痕跡，影響塑件的外觀質(zhì)量。另外，這種澆口只適用于單型腔模具。中心澆口 當(dāng)筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心的部位有通孔時(shí)內(nèi)澆口就開設(shè)在該孔口處，同時(shí)中心設(shè)置分流錐，這種類型的澆口稱中心澆口。中心澆口實(shí)際上是直接澆口的一種特殊形式，它具有直接澆口的一系列的優(yōu)點(diǎn)。側(cè)澆口 側(cè)澆口國(guó)外又稱標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充滿模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應(yīng)用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，而且不留明顯痕跡。這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對(duì)深型腔塑件排氣不利。環(huán)形澆口 對(duì)型腔充填采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱為環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻，圓周上各處流速大致相等，熔體流動(dòng)狀態(tài)好，型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免。點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口。這種澆口由于前后兩端存在較大的