【文章內(nèi)容簡介】 因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火53 ～ 57 HRC。主流道襯套應設置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴同一軸心線。本設計雖然為小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，圖 主流道襯套零件圖（3）主流道凝料體積（4）分流道凝料體積（5）零件體積通過零件三維圖， 分流道設計該模具為一模四腔的結(jié)構(gòu)，應設置分流道。分流道的設計應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。因此，采用平衡式分流道，圖 分流道布置形式 圖 分流道的形狀及尺寸（1）分流道截面形狀常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U字形和六角形等。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的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實際使用側(cè)面具有斜度為 5176?！?0176。的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當分型面為平面時，可采用梯形或U字型截面的分流道。從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用U型截面。（2）分流道截面尺寸分流道的截面尺寸應根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。(3)分流道表面質(zhì)量由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，～，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。 冷料穴和拉料桿的設計冷料穴作用： 貯存冷料， 因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動的前鋒冷料， 防止熔體冷料進入型腔。臥式或立式注射機用模具的冷料穴，一般在主流道正對面的動模 上，直徑宜稍大于主流道大端直徑，以利冷料流入。 本模具采用采用帶球頭拉料桿的冷料井，這是一種常用的冷料穴。塑件成型后，穴內(nèi)冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定 板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內(nèi)冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機構(gòu)運動，將凝料與塑件 一起推出動模。取塑件時須朝鉤頭的側(cè)向稍許移動，即 可將塑件與凝料一起取下。冷料穴及拉桿形狀如圖 。1—澆口套；2—拉料桿；3—動模板圖 球頭拉料桿的冷料穴 澆口的選擇澆口也稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中尺寸最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺 寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的 速度進入并充滿型腔，型腔充滿塑料以后，澆口應按要求迅速冷卻封閉，防止還 未冷卻的熔體回流。 澆口的位置、 數(shù)量、 形狀、 尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、 尺寸精度、 物理性能和成型效率。澆口過小：易造成充填不足(短射)、收縮凹陷、熔接痕等 外觀上的缺陷,且成型收縮會增大。澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應力, 導致產(chǎn)品變形或破裂,且澆口的去除加工困難等。經(jīng)綜合考慮本次設計，澆口采用點澆口，它具有如下優(yōu)缺點：點澆口，又叫橄欖形澆口，是一種截面尺寸特別小的圓形截面澆口。其優(yōu)缺點分別如下：優(yōu)點：（1）點澆口的位置選擇可根據(jù)工藝要求而定，對制品外觀質(zhì)量影響較小。（2）熔體通過截面積很小的澆口時流速增高，摩擦加劇，熔體溫度升高，流動性增加，這樣能獲得外形清晰、表面光澤的塑件。（3）由于澆口截面積小，開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作。（4）由于澆口在拉斷時用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應力較小。（5）澆口處熔體凝固較快，可減少模內(nèi)剩余應力，又利于制品脫模。缺點：（1）壓力損失大，對塑件的成型不利，也要求提供較大的注射壓力。（2）模具結(jié)構(gòu)復雜，一般要采用三板式模具（雙分型面模具）.（3）對于大型塑件，采用一個點澆口易產(chǎn)生翹曲變形，可采用多個澆口同時送料式中，d為點澆口直徑，mm。為塑件在澆口處的壁厚，mm；A為型腔表面積。 取d = 1mm,，澆口長度為1mm，為防止拉斷澆口凝料時損壞制品表面，、錐角6090度的錐度過渡。 澆口的位置澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應遵循如下原則：（1）避免塑件上產(chǎn)生缺陷；（2）澆口應開設在塑件截面最厚處；（3）有利于塑料熔體的流動；（4）的利于型腔的排氣；（5）考慮塑件受力情況；（6）增加熔接痕牢度；（7）流動定向方位對塑件性能的影響；（8）澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響；（9）校核流動比；（10） 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。此外，在選擇澆口位置和形式時，還應考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素。綜上所述，澆口選者在齒輪軸較短端的軸端處。 成型零部件的設計成型零件的結(jié)構(gòu)設計主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。分析零件可知，本套模具在設計的過程中，只有凹模，沒有凸模的設計，從選擇的分型面可知，模具型腔可分為定模型腔和動模型腔。 成型零件的結(jié)構(gòu)設計凹模也稱型腔，是成型塑件外形輪廓的模具零部件，按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩類。整體式凹模的特點是凹模的結(jié)構(gòu)簡單牢固，強度高，成型的塑件質(zhì)量好?？墒菍τ谛螤钕鄬碗s的凹模，那么它的加工工藝性較差，而且凹模受損后維修也很困難。因此在先進的型腔加工機床尚未應用和普遍之前，整體式凹模緊緊適用于小型且形狀簡單的塑件的成型。一般用在形狀簡單的中小型模具上。組合式凹模不僅是為了機械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結(jié)構(gòu)能滿足大型塑件的成型凸凹形的需要。其優(yōu)點就是簡化了復雜凹模的加工的工藝減少了熱處理的變形，也有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)約了成本。由于制件是一個帶軸的齒輪，且本套模具采用一摸四腔的結(jié)構(gòu)，為減少加工量，本套模具采用組合式結(jié)構(gòu)。 成型零件的鋼材選用對于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點要求：（1）機械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。（2）拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面，Ra≤。要求鋼材硬度在HRC35～40為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應均勻致密，極少雜質(zhì)，無疵斑和針點。（3）耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采用。所選鋼種應使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。（4）具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。根據(jù)塑件表面質(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實，再依照上述標準，故在設計成型零件(凹模)中選用45。 定模型腔工作尺寸的計算 （1）齒輪型腔徑向尺寸計算 定模主要用來成型零件的齒輪，所以相對較為復雜，且對于齒輪型腔，目前尚無比較完善的方法，這里按下面所述的經(jīng)驗公式計算。經(jīng)測量，齒數(shù)為53，精度等級為IT10級產(chǎn)品設計的參數(shù)如下： 齒頂圓直徑 。齒頂圓直徑公差 。 分度圓直徑 。分度圓齒厚 分度圓齒厚公差 齒根圓直徑 齒根圓直徑公差 假設塑料各項收縮均勻，則齒輪型腔各部位的尺寸計算公式如下：分度圓直徑：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：分度圓齒厚式中 ——型腔齒頂圓制造公差，mm,取——型腔齒根圓制造公差，mm,取——型腔分度圓齒厚制造公差，mm,取——塑件品均收縮率，；——塑料齒輪模數(shù)；齒輪型腔空間是一個齒數(shù)不變，模數(shù)為M的假想齒輪。他的溝槽是型腔的齒形。這個假想齒輪不同于內(nèi)齒輪，也不同于變位齒輪，內(nèi)齒輪的齒頂圓、齒根圓正好與齒輪型腔相反，實際上塑料齒輪的齒形收縮各個方向不均勻，這就增加了齒輪型腔尺寸計算的復雜性。(2)按平均值計算方法來計算齒輪軸的型腔尺寸徑向尺寸的計算：凹模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下：式中 —凹模徑向尺寸（mm）；—塑件的平均收縮率（%～％，%）；—塑件徑向公稱尺寸（mm）；—塑件公差值(mm)（3/4項系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，～）由于本產(chǎn)品徑向尺寸較小，該公差可不考慮；—凹模制造公差（mm）(當尺寸小于50mm時δz=1/4Δ；當塑件尺寸大于50mm時，=1/5Δ)；—塑料的最小收縮率（％）。型腔徑向尺寸計算：（1） 型腔深度的計算凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：式中—凹模深度尺寸（mm）； —塑件高度公稱尺寸（mm）；2/3項，；其他符號意義同上。計算可得：故可畫定型模版型腔的零件圖， 圖 定模版型腔零件圖 動模型腔尺寸計算動模板的徑向尺寸與動模板上軸的徑向尺寸相同，故在此只需計算型腔深度即可。型腔深度計算公式同上，即：帶入數(shù)據(jù)計算可得根據(jù)尺寸可畫出動模型腔的零件圖， 凹模的強度和剛度校核塑料凹模在成型過程中受到熔體的壓力作用，應具有足夠的強度和剛度。如果凹模側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不足而產(chǎn)生塑性變形，甚至壓壞，而如果凹模側(cè)壁和底板厚度過大，則會影響模具的總體結(jié)構(gòu)和浪費材料。因此，要通過強度和剛度來確定型腔壁厚