【文章內(nèi)容簡介】 長度和體積相同的情況下流動阻力和熱量損失最小的斷面形狀。圓形斷面流道比表面積最小，故熱量損失小，阻力亦小，但是需要同時在定模和動模上同時加工，而且要相互吻合，故制造比較困難，費用高，梯形斷面分流道只切削加工在一個模板上，節(jié)省機(jī)械加工費用，故為最常用形式，其具體尺寸如下圖 210：圖 210 分流道形狀及尺寸 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計（1）脫模機(jī)構(gòu)注塑模必須有準(zhǔn)確可靠的脫模，以便在每一循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)。此制件特殊的形狀和點澆口形式?jīng)Q定了脫模機(jī)構(gòu)必須是順序分型機(jī)構(gòu)。采用拉鉤壓棒順序分型機(jī)構(gòu)。如圖 211 所示，由于拉鉤夠緊擋塊，使主分型面 BB 不能打開，開模時先從 AA 處拉開，定模型芯從制件中拉出，拉開一段距離后，壓棒使拉鉤擺動，擋塊脫鉤，限位螺釘起定距作用，模具從 BB 面分型。圖 211 拉鉤壓棒式順序分型機(jī)構(gòu)(2)澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)采用針點澆口的三板式模具常用以下辦法使?jié)沧⑾到y(tǒng)自動脫出，其中最常用的最簡單的就是利用斜孔拉斷澆口脫出澆注系統(tǒng)凝料。在針點澆口對面定模底板上的分流道盡頭穿一個斜孔，分型時由于斜孔內(nèi)凝料的限制，使分流道凝料拉向定模地板一邊。具體尺寸要求如圖 212。圖 212 利用斜孔拉斷針點澆口 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計對于大批量生產(chǎn)的制件來來說，分型機(jī)構(gòu)的抽芯動作均采用機(jī)動式分型抽芯機(jī)構(gòu)來完成，常用的機(jī)構(gòu)有彈簧，彎銷，斜導(dǎo)槽，斜滑塊，斜槽，齒輪齒條等。此手機(jī)殼體的實際抽拔距均在 1~2mm 之間，加上安全距離 2~3mm，抽拔距離仍舊很小。一般來說，抽拔距小，抽拔力不大的側(cè)向抽芯可使用簡單的彈簧側(cè)抽或者斜推桿側(cè)抽。下面將制件的幾個特殊部位作具體分析。（1）手機(jī)殼體前端面此制件的前端面（如圖 24）的兩個孔可以做成一個整體的滑塊進(jìn)行側(cè)向抽芯，由于兩個孔的間距相對較遠(yuǎn)，可采用斜銷抽芯來適度增大平穩(wěn)性和可靠性，又為了不與復(fù)位桿發(fā)生干涉，采用斜銷和滑塊均在定模一側(cè)的抽芯機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式最適用于點澆口雙分型面的注塑模，定模中間板和定模底板之間的分型即可用來抽出側(cè)抽芯，又用來脫出點澆口，做到了一舉兩得。具體尺寸要求及校核計算。斜銷的斜角一般為 15186。~20186。 斜銷與固定板間采用過渡配合，由于斜銷只起驅(qū)動滑塊的作用，滑塊的運動精度由導(dǎo)滑槽和滑塊間的配和精度保證，滑塊與斜銷采用比較松動的配合斜銷的頭部可做成臺錐形，頭部的斜角設(shè)計得大于斜銷的傾斜角，這樣錐形頭部分不再驅(qū)動滑塊。定模側(cè)抽時，只要保證斜銷不離開滑塊，則不需要滑塊定位裝置，如圖 213 所示，抽拔行程為 S=8mm。由于抽拔距小，斜角 α 可以取小些，取為 18186。，間隙 δ=，剛進(jìn)入滑塊部分的倒角 r=2mm,小于契緊塊的倒角 R，錐角處長度在 10~15mm 之間，大端直徑 D=d+5mm=9+5=14mm。導(dǎo)滑槽做成組合式 T 型，滑塊和滑槽上下左右各有一個面配合（動配合 H7/f7）,其余面各留 ~1mm 的間隙?；坶L度應(yīng)是寬度的 倍，滑塊離開滑槽停止運動時，留在滑槽內(nèi)的尺寸不小于其寬度，避免滑塊傾斜發(fā)生復(fù)位困難。圖 213 斜銷的安裝尺寸（2）手機(jī)殼體后端面制件后端面的孔由于在長度方向上比較寬，抽拔距只有 1mm,孔比較接近分型面，在其上打孔容易與復(fù)位桿干涉，因此使用如圖 214 這種簡單的定模彈簧外側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)是簡單方便的。它的結(jié)構(gòu)特點是將斜滑芯用斜導(dǎo)桿裝在型腔板上，并與定模的斜面研合后鎖緊。開模時，在塑件脫離型腔的同時斜滑塊在彈簧的作用下，沿斜導(dǎo)桿隨塑件移動，開始側(cè)抽工作，抽芯完成時，斜導(dǎo)桿的臺肩使斜滑芯限位，并停止移動，并依附于型腔板上。合模時，動模壓動斜滑芯沿斜導(dǎo)桿方向復(fù)位。圖 214 定模彈簧外側(cè)抽模（3）內(nèi)部卡扣內(nèi)部的兩個卡扣的側(cè)向抽芯經(jīng)常采用頂出式抽芯機(jī)構(gòu)，這里采用斜推桿內(nèi)側(cè)抽芯。結(jié)構(gòu)簡單抽芯可靠。其結(jié)構(gòu)如圖 215 所示。圖 215 斜推桿內(nèi)側(cè)抽芯（4）側(cè)邊的小側(cè)抽在側(cè)向的抽芯采用彈簧側(cè)抽，既簡單又方便，在型腔板上開加工一個臺階孔即可。其具體結(jié)構(gòu)如圖 216 所示。開模時，動定模分開，側(cè)型芯在彈簧力作用下進(jìn)行抽拔，最終位置由限位螺釘限位，合模時，契緊塊壓住型芯使其復(fù)位。抽拔距 S 如圖所示。圖 216 彈簧側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，因此冷卻水道的布置以及冷卻時間等對成型出的制品的影響很大。（1）設(shè)計原則 1）優(yōu)先考慮冷卻管道的位置，再綜合考慮脫模機(jī)構(gòu)的零件布置和鑲塊結(jié)構(gòu)。 2）要保證實現(xiàn)管道冷卻水湍流狀態(tài)流速和流量，還要保證足夠的水壓，出水溫度與進(jìn)水溫度相差不能太大，一般 5℃左右。 3）管道直徑一般取 8~25mm，管道過細(xì)加工和清理困難，水垢和鐵屑會使冷卻效率變低一個數(shù)量級，因此需要定期清理，或用軟水把孔壁做磷化處理。 4）冷卻管道一般選在距型腔 12~15mm,過大會使冷卻不均，過小孔壁承受高壓后，由于變應(yīng)力和剪切應(yīng)力及其綜合變形作用，在孔中央會出現(xiàn)型腔壁壓塌的現(xiàn)象。 5）澆注系統(tǒng)需加強(qiáng)冷卻，可以采用較冷的水進(jìn)入的方法。 6）冷卻系統(tǒng)先于推出系統(tǒng)的設(shè)計。 7）注意凹模和型芯的熱平衡。 8）對于簡單的模具，可先設(shè)定冷卻水的溫差，然后計算冷卻水的質(zhì)量、冷卻管道的直徑、以保證急促的流速以維持這一流速所需的壓力降。（2）冷卻系統(tǒng)設(shè)計計算 1）冷卻時間計算（21 ） 式中 S—制品的壁厚， mm —塑料注塑溫度，℃C? —模具型腔壁溫度，℃m —塑件脫模時的平均溫度，℃ —塑料熱擴(kuò)散系數(shù)， sm/2。1a代入數(shù)據(jù)即2）冷卻水體積計算 （22 ）]2[1)(60tCGVi?????式中 V所需冷卻水體積流量， ；min/3]2[212)(8ln[mcast????st )]70826([ ????? G單位時間內(nèi)注入模具內(nèi)塑料熔體的質(zhì)量， ；hKg/ 成型時塑料單位質(zhì)量釋放的熱量， ；??i J C冷卻水的比熱容， ；)/(kgJ? 冷卻水的密度， ；?3m 冷卻水出口溫度， ；1t c? 冷卻水入口溫度， 。2水的比熱容 C 是 ,冷卻水的密度 =1000 ,?)/(KkgJ??3/mkg口溫度差為 3 ，入口溫度為 60 ，出口溫度為 57 ，成型時塑料單位質(zhì)量釋放的熱c?c?c?量 為 ，單位時間內(nèi)注入模具內(nèi)塑料熔體的質(zhì)量i?510.?KgJ/，hKgskgVtG /??????代入數(shù)據(jù)得：。min/??3）計算冷卻水路，導(dǎo)熱總面積 （23 ）]2[)(6QWiTGA?????式中 A冷卻水道導(dǎo)熱總面積， ；3m 冷卻水導(dǎo)熱率；? 模具成型零件表面溫度，WT 冷卻水平均溫度。Q代入數(shù)據(jù)得： 3254 1047.)870(??????4）確定冷卻水路的直徑計算出冷卻水的體積流量后，可根據(jù)冷卻水出于紊流狀態(tài)下的流速與通道的關(guān)系，確定模具冷卻水路直徑 d。查表 82 得，d=8mm。5）冷卻水孔總長度 （24 ）]2[10dAL??式中 A冷卻水道導(dǎo)熱總面積， ；3m d冷卻水路直徑，mm。代入數(shù)據(jù)得: ????6）冷卻水路條數(shù) n （25 ）]2[lLn?計算得 n=2(3) 冷卻水路的結(jié)構(gòu)形式確定冷卻介質(zhì)普遍采用水作冷卻介質(zhì)。溝道式冷卻結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好，冷傳導(dǎo)系數(shù) 。制件的體積小，型芯和型腔板均比較薄，因此為防止漏水，節(jié)省工藝成本，??在定模底板和支撐板上開設(shè)冷卻水通道，冷卻效果相對較好。 模架的選擇基于模具為一模兩腔，制件尺寸為 105x15x45mm，且制件的型腔和型芯結(jié)構(gòu)形式為整體嵌入式，外側(cè)抽機(jī)構(gòu)為斜導(dǎo)柱和彈簧側(cè)抽機(jī)構(gòu)。綜合以上各個因素考慮，選用250 250mm 的模架。其具體尺寸見圖 217。?圖 217 標(biāo)準(zhǔn)模架 模具相關(guān)尺寸計算校核 注射機(jī)的校核（1）注射壓力的校核前邊已選擇注射機(jī)類型為 XSZ60。具體參數(shù)詳見表 23。PC+ABS 要求的注射壓力較大值為 120MPa，注射機(jī)的注射壓力為 150Mpa。注射壓力= 型腔流動阻力+ 澆注系統(tǒng)壓力損耗 +噴嘴壓力損耗 注射機(jī)額定壓力, 可行。 鎖模力校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個很大的力，是模具沿分型面張開，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料的壓力。用在這個面積上的總力，應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 P，否則在注射時會因鎖模不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料壓力，可按下式計算： p＝k *p0 （26 ）]8[ 式中 p——模具型腔及流道內(nèi)塑料溶體的平均壓力，MPa； P0 ——注塑機(jī)料筒內(nèi)注射機(jī)螺桿或柱塞塑料溶體上的壓力，MPa ； k ——損耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機(jī)形式、噴嘴阻力、模具流到阻力而不同，其值在 1/3－2/3 范圍內(nèi)選取。由于影響注射壓力 p 與損耗系數(shù) k 的因數(shù)較復(fù)雜，因此在采用通用塑料生產(chǎn)中、小型制品的時候，模腔內(nèi)塑料壓力常取 20～40 MPa ，取 p=30MPa。F= p A （27 ）]8[ 式中 F——注塑機(jī)的額定鎖模力， KN；A——制件加澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， ；2cm計算 A =； F = 30=結(jié)論，注射機(jī)的額定鎖模力為 500KN＞，滿足安全要求。反之，也要考慮是否對模具的鎖模力過大，如果模具和機(jī)器模板的接觸面積過小，在高壓下合模則可能使模具壓入模板，使模板遭受損壞，模具屈服變性碎裂，或在循環(huán)壓力下疲勞斷裂。 對于低碳鋼模板，安全許可壓應(yīng)力 為 100MPa，必須滿足??? （28 ）FAS?][21 式中 ——支架與動模底板接觸面積， ；1SA2cm F——模板所受合模時壓力,KN。 計算 = 2 100 250 48 =24000KN＞。][1?S?? 因此安全可行。 噴嘴尺寸 注塑機(jī)噴嘴球頭的球面半徑與其接觸的模具主流道始端的球面半徑必須吻合，應(yīng)取注射模主流道襯套始端凹坑的球面半徑 R 大于或等于注塑噴嘴球頭半徑 r，取 R = 16㎜。主流道孔小端直徑 D 應(yīng)大于注塑機(jī)噴嘴直徑 d,通常，取 D = d+ =4㎜。 定位圈尺寸為了使模具主流道的中心線和注塑機(jī)噴嘴的中心線重合，注塑機(jī)定模板上設(shè)有定位孔，定位圈外徑應(yīng)與注塑機(jī)定位孔內(nèi)徑呈間隙配合，定位圈高度應(yīng)小于定位孔深度。由注射機(jī)定位孔的定位圈基本尺寸 248。55㎜，深度為 11㎜。 模具厚度 各種規(guī)格的注塑機(jī)對安裝模具的最小壁厚和最大壁厚均有限制，模具厚度應(yīng)在最大和最小壁厚之間。 模具高度是 205mm，在注塑機(jī)的最大模厚 210mm 到最小模厚 70mm 之間，合理，能夠正常使用。 模具的外形尺寸很大，查得所用注塑機(jī)動模板尺寸，定模板的尺寸都大于模具模板的尺寸，模具可以正常安裝，符合安裝要求。 模具固定尺寸模具動模和定模底板尺寸應(yīng)與注塑機(jī)尺寸相適應(yīng)，以便緊固在相應(yīng)的模板上。因用壓板固定時有較大的靈活性，故采用壓板式固定方法。 開模行程的校核本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的模具為雙分型面注塑模，XSZ60 注射機(jī)開模行程180mm，開模行程可下式校核： （29 ）10~521??aHSK式中 H1 ——脫模距離（頂出距離） ； H2 ——制件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)； ——注射機(jī)最大開模行程（移動模板行程） ；KS a——定模板與澆口板的分離距離。對于模架，基本上采用標(biāo)準(zhǔn)模架，為了安全取安全距離 10mm，脫模距離 H1 為20mm，制件的高度為 15mm，定模板與澆口板的分離距離為 48mm。計算 20＋15＋10+48=93mm結(jié)論 模板的最大開模行程為 180mm93mm，故校核滿足要求。 成型零件壁厚計算（1）矩形型腔側(cè)壁厚度計算 整體式矩形行腔任一邊均可以簡化為三邊固定一邊自由的矩形板，當(dāng)塑料熔體注入時其最大變形發(fā)生在自由邊的中點，變形量 δmax(mm)為： (210)4max3cphE???式中 c——由 L/h 而定的常數(shù)，其值可查表 353［5］ ， L——側(cè)壁內(nèi)側(cè)長，mm。 h——側(cè)壁內(nèi)側(cè)高（型腔深度）,mm。 p——型腔內(nèi)壓力，MPa。 E——模具材料彈性模量； a——側(cè)壁厚,mm 。塑料內(nèi)壓力為 p=40Mpa。按允許 δ 計算側(cè)壁厚度 43cphE???整體式矩形型腔側(cè)壁強(qiáng)度計算較為復(fù)雜，但通過多例計算分析得知，應(yīng)變和應(yīng)力有一定的對應(yīng)關(guān)系，在塑料壓力 p=