【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 腔壁厚的鋼度計(jì)算是要滿足三個(gè)要求：注射成型過程中不發(fā)生溢料；保證塑件尺寸精度要求；保證塑件順利脫模。當(dāng)高壓熔體注入型腔時(shí)，型腔的某些配合面產(chǎn)生間隙，間隙過大則出現(xiàn)溢料。因此，根據(jù)塑料的粘度特性，在不產(chǎn)生溢料的前提下，將允許的最大間隙值作為型腔壁厚剛度計(jì)算條件。比如，對(duì)于低粘度的塑料（PE）；某些塑件尺寸要求較高的精度，這就是說，要達(dá)此目的，模具型腔的剛度必須很好。此時(shí)型腔的允許變形量由塑件尺寸L和公差值來確定=/式中： ——與塑件精度等級(jí)相對(duì)來說應(yīng)的塑件尺寸公差值有關(guān)， ； ——塑件尺寸系數(shù)，當(dāng)L＞200500時(shí)，K=10 ；，因?yàn)镻E材料尺寸變形度大，精度不容易控制，所以選擇一般精度6級(jí)精度。，把數(shù)據(jù)代入上式得：=許用剛度值，即型腔的最大允許變形但不能超過此值。為保證塑件順利脫模的條件是型腔允許的彈性變形量小于塑件壁厚的收縮值，即： ＜ 式中： ——保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量， 。 —— 塑件厚度，3mm ； S —— 塑料的收縮率。把數(shù)據(jù)代入上式，上式不等式成立。 矩形型腔結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算矩形型腔是指截面呈矩形結(jié)構(gòu)的成型型腔，可分為組合式和整體式兩類。整體式可以得到良好的表面外觀質(zhì)量，不會(huì)產(chǎn)生飛邊流延等缺陷，所以本設(shè)計(jì)采用整體式型腔。整體式矩形型腔底面由于不存在間隙，不會(huì)出現(xiàn)溢料，因此其壁厚計(jì)算主要是保證塑件精度和順利脫模。 整體型腔示意圖(a)、 整體式矩形型腔側(cè)壁厚的計(jì)算整體式矩形型腔任一側(cè)壁均可看做是三邊固定、一邊自由的矩形板，因此最大變形發(fā)生在該自由邊的中心，則有式中： c —— 由/ = ， 取 ； ——側(cè)壁的彈性變形量； P —— 型腔內(nèi)熔體的壓力，15 mpa ； —— 承受熔體壓力的側(cè)壁度度，150 mm； ——　型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊長(zhǎng)　，　mm； —— 許用變形量的， mm ； E —— 模具材料的彈性模量的，45 號(hào)鋼 。 S —— 矩形型腔側(cè)最小側(cè)壁厚度， mm；把上述數(shù)據(jù)代入上式 得： = = mm ≤ mm ；側(cè)壁最大應(yīng)力可用下式計(jì)算： / ≥ 時(shí)=≤式中： —— 型腔側(cè)壁的最大彎曲應(yīng)力； ——彎截面系數(shù)， ； —— 矩形成形型腔的邊長(zhǎng)比， = b/ =1 。把上述數(shù)據(jù)代入上式： = = Mpa ＜ 235 Mpa 所以符合強(qiáng)度校核條件。(b)、整體式矩形型腔底板厚度的計(jì)算整體式矩形型腔底板的后面沒有支承板，直接支撐在模腳上，中間是懸空的，由于熔體的高壓，底板中心產(chǎn)生最大變形量，按剛度，則有式中： h —— 型腔底板厚度； —— 由型腔邊長(zhǎng)比/b 決定的系數(shù) ，b、 。、 把數(shù)據(jù)代入式： =mm (c)、矩形型腔動(dòng)模支承板厚度的計(jì)算矩形型腔動(dòng)模支承板（或稱為型芯支承板）在成型壓力作用下發(fā)生變形時(shí)，導(dǎo)致塑件高度方向超差，分形面發(fā)生溢料。對(duì)于整體式型腔，只要它的底板厚度已校核了，則動(dòng)模墊板厚度的選擇就不是很嚴(yán)格。 分型面的設(shè)計(jì)模具上用于取出塑件 和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面通稱為分型面。 分型面的選擇原則選擇分型面總的原則是保證塑件質(zhì)量，且便于制品脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，下面說明分型面選擇應(yīng)考慮的基本原則：(a) 分型面選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，選擇分型面應(yīng)盡可能使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模。這樣便于利用注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)中的頂出裝置帶動(dòng)塑件脫模機(jī)構(gòu)工作。若塑件留在定模，將增加脫模機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。由于凸模固定在定模，開模后塑件收縮包緊凸模使塑件留于定模，增加了脫模難度，使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。然而當(dāng)塑件帶有金屬嵌件時(shí)，因嵌件不會(huì)因收縮而包緊型芯，型腔若仍設(shè)于定模，將使模件留于定模，使脫模困難，故應(yīng)將型腔設(shè)在動(dòng)模。在另外的情況，如內(nèi)形帶有較多的孔或復(fù)雜的孔時(shí)，塑件成型收縮將包緊在型芯上，型腔設(shè)于動(dòng)模不如設(shè)于定模脫模方便，后者公需采用簡(jiǎn)單的推板脫模機(jī)構(gòu)便可使塑件脫模。對(duì)一聲不吭這有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，選擇分型面應(yīng)盡可能將側(cè)型芯置于動(dòng)模部分，以避免在定模內(nèi)抽芯，同時(shí)應(yīng)使側(cè)抽芯的抽拔距離盡量短。 (b) 分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消除或修整 由于分型面處不可避免地要在塑件上留下溢料痕跡或拼合縫痕跡，因此分型面最好不要設(shè)在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。此外分型面還影響塑件飛邊的位置，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件使用要求和塑件性能合理選擇分型面。(c) 分型面的選擇應(yīng)保證塑件尺寸精度塑件中有配合精度要求的D 和d 兩表面有同軸度要求時(shí)，選擇分型面應(yīng)盡可能使D 和d同置于動(dòng)模成型；若分型面選擇使D 和d分別在動(dòng)模與定模內(nèi)成型，這將由于合模誤差不利于保證其同軸度要求。(d) 分型面選擇應(yīng)有利于排氣分型面選擇應(yīng)盡可能使分型面與料流未端重合，這樣才有利于排氣(e) 分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工采用一垂直于開模運(yùn)動(dòng)方向的平面作為分型面，凸模零件加工不便而改用傾斜分型面則使凸模便于加工。(f) 分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格當(dāng)塑件在分型面上的投影面積接近注射機(jī)最大成型面積時(shí)，將可能產(chǎn)生溢料，若將分型面改變形式，則把投影到分型面的塑件面積減小，則可克服溢料現(xiàn)象。對(duì)于塑件高度較大時(shí)，當(dāng)取出塑件所需開模行程超過注射機(jī)的最大開模行程時(shí)，可改用平行于開模方向的瓣合模分型面，但這將使塑件上留下分型面痕跡，影響塑件外觀。由此可見，在應(yīng)用上述原則選擇分型面時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)相悖，當(dāng)對(duì)制品外觀要求高，不允許有分型痕跡時(shí)的分型面與塑件較高時(shí)采用的分型面兩者截然不同，總之選擇分型面應(yīng)綜合考慮各種因素的影響，權(quán)衡利弊，以取得最佳效果。 分型面的形式 按分型面的位置來分，分型面有垂直于注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向，平等于開模運(yùn)動(dòng)方向和傾斜于開模方向。按分型面的形狀來分，有平面分型面、曲面分型面和階梯分型面。一副模具可以有一個(gè)或一個(gè)以上的分型面，常見單分型面模具只有一個(gè)與開模運(yùn)動(dòng)方向垂直的分型面。有時(shí)為了取出澆注系統(tǒng)凝料，如采用針點(diǎn)澆口時(shí)，需增設(shè)一個(gè)取出澆注系統(tǒng)凝料的輔助分型面；有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯，也需要另增設(shè)一個(gè)取出澆注系統(tǒng)凝料的輔助分型面。對(duì)于有側(cè)凹或側(cè)孔的制品，則可采用平行于開模方向的瓣合模式分型面，開模時(shí)先使動(dòng)模與定模從1分開面分開，然后再使瓣合模從2分型面分開。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大影響，按決定了模具的結(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)在根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出方式、排氣方式及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇。 型腔總體布置與分型面選擇形腔總體設(shè)計(jì)包括分型面的選擇、型腔數(shù)目的確定及其配置、進(jìn)澆點(diǎn)與排氣位置的選擇、脫模方式等，型腔數(shù)目的確定，由于塑件板凳比較大，一個(gè)板凳就得350克塑料，若一個(gè)模具太多的型腔，則對(duì)注塑機(jī)的要求就很高，因此本設(shè)計(jì)采用一模兩腔，即經(jīng)濟(jì)又可以提高加工效率。多型腔的排列 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)量的均一和穩(wěn)定。型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。盡量使型腔排列得緊湊一些，以便減小模具的外形尺寸。型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工較麻煩，除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下常用直線排列和H形排列，從平衡的角度來看應(yīng)盡量H形排列。本設(shè)計(jì)采用H形排列，一個(gè)模具就兩個(gè)型腔，： 模具型腔分型面的選擇分型面的選擇可以有好多種方案，但是在這么多方案中應(yīng)該選擇一個(gè)開模容易、取塑件不麻煩、模具制造相對(duì)簡(jiǎn)單的一個(gè)分型面。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的是點(diǎn)澆口，所以就得用兩個(gè)分型面：一個(gè)主分型面，取板凳；一個(gè)輔助分型面，取澆注流道中的凝料。 澆注系統(tǒng)圖由圖可知在型腔上部的分流道處是一個(gè)輔助分型面，為了取出主流道、分流道、澆口處的凝料；而型腔下方，凸模固定板上方的聯(lián)接面是主分型面，此處是為了取出塑料板凳。 三板模分型、復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)保證模具的開模順序和開模距離的結(jié)構(gòu)，叫定距分型機(jī)構(gòu)。定距分型機(jī)構(gòu)有很多種，主要可分成內(nèi)置式定距分型機(jī)構(gòu)和外置式定距分型機(jī)構(gòu)兩種。 三板模的開模順序（1）、在彈簧、開閉器和拉料桿的綜合影響下，模具首先流道據(jù)推板和定模板分開，流道凝料和制品分離。（2）、其次是流道推板和面板分開，澆口拉料桿從流道凝料中強(qiáng)行脫出，流道凝料在重力和振動(dòng)的作用下自動(dòng)脫落。（3）、注射機(jī)動(dòng)模板繼續(xù)后移，模具從定模板之間打開，最后推桿將制品推離模具。這樣的開模順序，可以讓制品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間與流道推板和動(dòng)模板打開時(shí)間及流道推板和面板打開時(shí)間重疊，從而縮短了模具的注射周期。如果定模板和動(dòng)模板之間不用彈簧開閉器，而是用拉條，則開模順序通常是：流道推板和定模板還是先打開，其次是定模板和動(dòng)模板之間打開，最后動(dòng)模板通過拉條拉動(dòng)定模板，定模板通過拉條拉動(dòng)流道推板，使流道推板和面板打開。 彈簧（a）、彈簧的作用和類型在注塑模具中彈簧作用主要有以下幾方面。（1）、推桿固定板自動(dòng)復(fù)位：裝在復(fù)位桿旁邊，制品推出后，將推桿拉回原位，恢復(fù)型腔的形狀，它有先復(fù)位功能。（2）、定位：用于側(cè)向抽芯中的滑塊定位，與擋塊一起使用。（3）、活動(dòng)板、流道推板等活動(dòng)零件的輔助動(dòng)力。彈簧沒有沖擊力，且易疲勞失效，在模具中不允許單獨(dú)使用。模具所用的彈簧一般為圓形彈簧和矩形彈簧兩種，相對(duì)于圓彈簧，矩形彈簧彈力較大，壓縮比也較大，且不易疲勞失效。模具中當(dāng)用壓縮彈簧，且截面為扇形，即矩形藍(lán)彈簧。（b）、推桿復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧的作用是在注射機(jī)的推桿退回后，模具的定模板和動(dòng)模板合模之前，就將推桿板推回原位。有些制品必須推數(shù)次才能安全失落，或者在全自動(dòng)化注射時(shí)，為安全起見，將程序設(shè)計(jì)為多次頂出，如果注射機(jī)的推桿沒有拉回功能，這兩種情況中都是靠彈簧來復(fù)位。模具中常用的彈簧是輕載的矩形藍(lán)彈簧。如果模具較大，推桿數(shù)量較多時(shí)，必須考慮使用重載彈簧。選用輕荷彈簧時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。（1）、預(yù)壓量和預(yù)壓比當(dāng)推桿退回原位時(shí)，彈簧依然要保持對(duì)推桿板有彈力的作用，這個(gè)力來源于彈簧的預(yù)壓量，預(yù)壓量一般要求為彈簧自由長(zhǎng)度的10％左右。預(yù)壓量除以自由長(zhǎng)度就是預(yù)壓比，直徑較大的彈簧選用較小的預(yù)壓比，直徑較小的彈簧選用較大的預(yù)壓比。在選用模具推桿板回位彈簧時(shí)，一般不采用預(yù)壓比，而直接采用預(yù)壓量，這樣可以保證在彈簧直徑尺寸一致的情況下，施加于推桿板上的預(yù)壓力不受彈簧自由長(zhǎng)度的影響。預(yù)壓量一般取1015mm。（2）、壓縮量和壓縮比模具中常用壓縮彈簧，推桿板推出制品時(shí)到壓縮，壓縮量等于制品的推出距離。壓縮比是壓縮量和自由長(zhǎng)度之比，一般根據(jù)壽命要求，矩形藍(lán)彈簧的壓縮比在30％ 40％之間，壓縮比越小，使用壽命越長(zhǎng)。 復(fù)位桿復(fù)位復(fù)位桿復(fù)位是比較簡(jiǎn)單的復(fù)位方式，但增加了加工制造的麻煩，因?yàn)閷?duì)復(fù)位桿的要求是比較高的，特別是長(zhǎng)度方向的精度，若太長(zhǎng)無法復(fù)位，太短復(fù)位不完全。若采用彈簧復(fù)位，雖然簡(jiǎn)單但彈簧的壓縮、拉伸都會(huì)增加注塑機(jī)的額外動(dòng)力，所以在一定程度上浪費(fèi)了能量。因此本設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位。3 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)模具澆注系統(tǒng)的作用是讓高溫熔體在高壓下高速進(jìn)入模具形腔，實(shí)現(xiàn)形腔填充。模具的進(jìn)料方式、澆口的形式和數(shù)量，往往決定了模架的規(guī)格型號(hào)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，將直接影響成型品的外觀、內(nèi)部質(zhì)量、尺寸精度和成型周期，故其重要性不言而喻。模具的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到形腔入口為止的一段熔體通道，它可分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類型，本設(shè)計(jì)采用普通型流道。普通流道澆注系統(tǒng)又分為側(cè)澆口澆注系統(tǒng)和點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，它們都江堰市由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成。熱流道澆注系統(tǒng)沒有主流道及分流道，熔體經(jīng)過熱流道板和熱射嘴直接由澆口進(jìn)入形腔。熱流道澆注系統(tǒng)一般用于塑料流動(dòng)性差的且要求注塑模溫度較高的模具。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循如下原則。 保證產(chǎn)品外觀質(zhì)量保證制品的外觀質(zhì)量，任何澆口都會(huì)在制品表面留下痕跡，從而影響其表面質(zhì)量。為不影響產(chǎn)品外觀，應(yīng)盡量將澆口設(shè)置于制品的隱蔽部位。若無法做到，則應(yīng)使?jié)部谌菀浊谐?，切除后在制品上留下的痕跡最小。、 保證制品上的內(nèi)部質(zhì)量，保證塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失，使制品內(nèi)部組織細(xì)密。、縮痕、飛邊、熔接痕位置不理想、殘余應(yīng)力、翹曲變形、收縮不勻、蛇紋、抽絲、樹脂降解等缺陷。，使型腔內(nèi)氣體能順利排出，避免制品內(nèi)形成氣泡。，防止其進(jìn)入型腔，影響制品質(zhì)量。，以便熔融塑料能平衡地充填各型腔，使各腔收縮率均勻一致，提高塑件的尺寸精度，保證其裝配的互換性。 流道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)阻力最小，流道設(shè)計(jì)要盡量短，并盡量減少?gòu)澱?，流道截面積要盡量合理，宜小不宜大。原因是：小了加大簡(jiǎn)單，大了減小很難；減少了由于流道產(chǎn)生的廢料比例，以縮短成型周期，提高模具的勞動(dòng)生產(chǎn)率；熔體可以在最快的時(shí)間內(nèi)填滿型腔，以縮短成型周期，提高模具的勞動(dòng)生產(chǎn)率；澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣少，減輕了模具的排氣負(fù)擔(dān)；熔體在流道內(nèi)的溫度和壓力損失小，容易保證制品的成型質(zhì)量。（4）、不影響自動(dòng)化生產(chǎn)，若模具要采用自動(dòng)化生產(chǎn)，則澆注系統(tǒng)凝料應(yīng)能自動(dòng)脫落，這一般是大批量生產(chǎn)時(shí)用到。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)、大小、形狀以及制品批量大小，分析其填充過程，確定是采用側(cè)澆口澆注系統(tǒng)，點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，還是無流道澆注系統(tǒng)。進(jìn)而確定是采用點(diǎn)澆口模架，還是側(cè)澆口模架。，根據(jù)