【文章內(nèi)容簡介】 總 ＝ 3 （～)V 公 =（～）60 ≈ 50cm 3可見滿足校核式，即所設(shè)計模具注射量滿足 XSZ60 最大注射量要求。②注射機(jī)壓力的校核P 機(jī)≥P 塑 P 機(jī)——注射機(jī)的最大注射壓力，Mpa 或 N/ cm3 P 塑——成型塑件所需的注射壓力，Mpa 或 N/ cm3一般 ABS 取 100～120Mpa，XSZ60 注射機(jī)的最大注射壓力 P 機(jī)=122Mpa，可見 XSZ60 注射機(jī)滿足 ABS 注射壓力的要求。 綜合驗(yàn)證，XSZ60 型注射機(jī)完全能滿足此模具的注射要求。塑件的注射工藝參數(shù)的確定　　　根據(jù)情況，ABS 塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇，在試模時可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度?！　　　×贤矞囟龋汉蠖螠囟?t1 選用 190℃　　　　　　　　　中段溫度 t2 選用 210℃　　　　　　　　　　前段溫度 t3 選用 230℃　　　　噴嘴溫度：選用 200℃　　　　注射壓力：選用 100MP　　　　注射時間：選用 20s　　　　保壓時間：選用 2s　　　　保壓： 80MP　　　　冷卻時間：選用 28s10　　　　總周期： 50s （ABS 旋鈕塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計） 分型面的選擇和確定塑件的分型面應(yīng)取在位于塑件截面尺寸最大的部位，該塑件為旋紐，表面質(zhì)量無特殊要求，按塑件結(jié)構(gòu)，分型面選在塑件的端面,型芯設(shè)在動模，開模后塑件包在型芯上留在動模，符合分型面設(shè)計原則，保證制件的精度，簡化了模具結(jié)構(gòu)。 型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)的確定有多種方法，本題采用注射機(jī)的注射量來確定它的數(shù)目。其公式如下：n2=(GC)/V 式中：G——注射機(jī)的公稱注射量/cm3 V——單個制品的體積/cm3　　　　C ——澆道和澆口的總體積/cm3生產(chǎn)中每次實(shí)際注射量應(yīng)為公稱注射量 G 的（ －）倍，現(xiàn)取 進(jìn)行計算。每件制品所需澆注系統(tǒng)的體積為制品體積的（－1）倍，現(xiàn)取C＝ 進(jìn)行計算。n2=(GV)/V=()/=由以上的計算可知，可采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。3. 型腔的排列由于塑件的特殊(屬于小型塑件且塑件外表無痕)要求,又要滿足大批量生產(chǎn)要求，為使模具設(shè)計制造簡便，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采用下圖所示的型腔排列方式。此模具可采用一模兩腔，平衡布置，塑件型腔設(shè)置應(yīng)設(shè)計在模具的對稱中心方向上成型。11推出機(jī)構(gòu)的選擇澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后，到進(jìn)入模具型腔以前所流經(jīng)的一段路程的總稱。它是由主流道、分流道、進(jìn)料口、冷料穴等組成，主流道為圓錐體，錐度為 3℃，其直徑的決定主要取決于主流道的剪切速率。由于塑件的外行結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推出機(jī)構(gòu)應(yīng)采用用推桿推出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。每個制件同時由4 根推桿推出模外，其結(jié)構(gòu)簡單，推出可靠。推桿工作長度 L 工 = 推桿總長度 L = 推桿推頂推件板時應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，其受力狀態(tài)可簡化為一端固定、一端自由的模型，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導(dǎo)推桿直徑計算式為：D≥K[64Q e(μl) 2/nEπ 3]1/4　　　　　　　 ①σ c=4Qe/nπd 2≤σ s　　　　 ②式中：d——推桿直徑(mm) K——安全系數(shù)，查手冊取 K=2 2Qe——脫模力 (N) 2826 μ——塑料(T8A)材料的泊松比 l——推桿的長度(mm) n——推桿根數(shù) 4 E——推桿材料(T8A)的彈性模量(MP a) 105σ c——推桿所受的壓應(yīng)力(MP a) σ s——推桿材料(T8A)的屈服點(diǎn)(MP a) 360 Qe= Qc + Qb=2πE s t h Kf /(1μ)+ 0=22103%2(1)=2826N Qc—克服塑件對型芯包緊的脫模阻力(N) 12Qb—一端封閉殼體需克服的真空吸力(N) 0E—塑料的拉伸彈性模量(N/mm 2) 2103s—塑件平均成型收縮率 % t—塑件厚度(mm) 2h—型芯脫模方向高度(mm) Kf—脫模斜度修正系數(shù) 將以上各數(shù)據(jù)代入①式得： d= 圓整取 4mm將以上各數(shù)據(jù)代入②式進(jìn)行校核： σ c=4Qe/nπd 2=≤σ s=360 MPa所以此推桿符合要求。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計用一模兩腔的成型方法，將澆注系統(tǒng)設(shè)在塑件中央孔處，采用側(cè)澆口的澆注形式，分流道截面為梯形，使得模具結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。①主流道尺寸設(shè)計 主流道為圓錐形，上部直徑與注射機(jī)噴嘴配合，查表得知 XSZY125 型注射機(jī)的噴嘴孔直徑 d0=Φ噴嘴球半徑 R0=12， 模具澆口套主流道小端直徑為d = d0+1 = 4+1 = 5mm模具澆口套主流道球面半徑為R = R0+（1～2）= 12+1 = 13m 將主流道設(shè)計成圓錐形,主流道的半錐角 α 通常為 1176。－2176。過大的錐角13會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用 176。主流道的長度 L 一般控制在 60mm 之內(nèi)，可取 L＝50mm。②分流道的形狀及尺寸分流道在設(shè)計時應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減小流道的容積。圓形和正方形流道的效率最高，但考慮到加工的方便性，可采用梯形的流道，其加工較容易，且熱損失和壓力損失均不大。一般梯形大邊寬度在 5－10mm 范圍內(nèi)，分流道的截面尺寸可根據(jù)制品所用的塑料品種、重量和壁厚，以及分流道的長度由《模具設(shè)計與制造簡明手冊》第二版中表 2－49 所示的經(jīng)驗(yàn)值來選定，經(jīng)查取，梯形的大邊寬為 L＝7mm，高度為 H=5mm，側(cè)面斜角為 100分流道設(shè)置在分型面上。④澆口設(shè)計根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)面進(jìn)料的搭接式澆口，其優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正。本塑件為小型塑件，一般深度 t=～(或取塑件壁厚的 1/3～2/3)，寬度 b=～,因此該澆口t=,b=2mm,搭接部分的長度 l1=（～）+b/2=+1=,澆口長度可適當(dāng)加長，取 l=3mm。⑤冷料穴的設(shè)計 采用倒堆形拉料桿,如圖 模具工作零件的設(shè)計與計算型芯型腔采用組合式，這樣既有利于節(jié)省貴重金屬材料，又利于加工和排氣。如圖所示：本設(shè)計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計算，已給出這 ABS 的成型收縮率為 ，模具的制14造公差取 z=Δ/3。型腔型芯工作尺寸的計算類別塑件尺寸 計算公式 模具尺寸φ38 0+φ36 0+φ34 Lm=(Ls+%3/4Δ) 0+δz 0+型腔計算型腔177。6Hm=(Hs+%2/3Δ) 0+δz+1φ32 0+ 0φ34 0+ 0φ8 0+lm=(ls+%+3/4Δ) 0δz 0主型芯11177。 hm=(hs+%+2/3Δ) 0δz φ4 0+ lm=(ls+%+3/4Δ) 0δz 0型芯計算小型芯 26177。 hm=(hs+%+2/3Δ) 0δz 0型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的計算：1）型腔側(cè)壁厚度的計算　　　根據(jù)圓形整體式型腔的側(cè)壁厚度計算公式：　　　　S≥ [Pr4/E(δ)] 1/3　　?、? 式中：S ——側(cè)壁厚度 (mm)　　　　　　P ——型腔壓力 (Mpa) 　　　　　　r——型腔半徑(mm) 18　　　　　　E——模具材料(SM2)的彈性模量(MP a) 105 15　　　　　　[δ] ——剛度條件，即允許變形量(mm) 　　將以上各數(shù)代入式得： S≥[(18 4)/(105)]1/3 =S 可取 9mm2）底板厚度的計算公式如下：　　　　　　　h s≥(Ph 4/E[δ]) 1/3　　 將各參數(shù)代入式中得：h s≥（ 4/105） 1/3 =　　　　型腔的厚度 h 腔 ≥+=　　　　　　 h 腔 取 25mm. 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計熱塑性塑料模具排除的氣體量比較少，且制件小，屬中小型簡單型腔模具，模具的型芯型腔為組合拼式，因此，無需開設(shè)排氣體槽，利用模具配合間隙排氣便可滿足要求。且與整體式型芯型腔相比，組合式型芯型腔使加工和熱處理工藝大為簡化。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算冷卻系統(tǒng)設(shè)計的有關(guān)公式：　　　　　　qV=WQ 1/ρ c1(θ 1θ 2) ① 式中：qV——冷卻水的體積流量(m 3/min)　　　　　　　W ——單位時間內(nèi)注入模具中的塑料重量(kg/min)　　　　　　　Q 1——單位重量的塑料制品在凝固時所放出的熱量 (kJ/kg)　　　　　　　ρ——冷卻水的密度(kg/m3)　　　　 103　　　　　　　c 1——冷卻水的比熱容 [kJ/(kg.℃)]　　　　　　　　　　θ 1——冷卻水的出口溫度(℃)　　　　 25　　　　　　　θ 2——冷卻水的入口溫度(℃)　　　　 20 Q1 可表示為：Q 1=[c2(θ 3θ 4)+u] 式中：c 2——塑料的比熱容 [kJ/(kg.℃)] Q3——塑料熔體的初始溫度(℃) 210 θ 4——塑料制品在推出時的溫度(℃) 60 u——結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓(kJ/kg) Q1=[c2(θ 3θ 4)+u]=(21060)=16 將以上各數(shù)代入①式得： qV=()/[103(2520)]m3/min =103m3/min　　　上述計算的設(shè)定條件是：模具的平均工作溫度為 40℃，用常溫 20℃的水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 25℃，產(chǎn)量為 。 由體積流量，查表可知所需的冷卻水管的直徑非常小，體積流量也很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式即可。但為滿足模具在不同溫度條件下的使用，可在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾弥睆?d 為 8mm 的管道來調(diào)節(jié)溫度，冷卻水通過外部的塑料軟管循環(huán)，調(diào)節(jié)冷卻水的流速和溫度，可在一定溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)冷卻效果。 標(biāo)準(zhǔn)模架的調(diào)入及及標(biāo)準(zhǔn)件相關(guān)零件結(jié)構(gòu)的生成等等模架的設(shè)計可以通過自定義方式，也可以通過調(diào)入標(biāo)準(zhǔn)模架來建立。TopSolid 建立了豐富的標(biāo)準(zhǔn)模架庫：DME、 FUTABA、HASCO 、MEUSBURGER 、MOLDMAN、PEDROTTI RABOURDIN、HESTRACK_NORMA （2022 年底前增加國標(biāo)模架庫）等眾多標(biāo)準(zhǔn)模架庫，方便設(shè)計者與供應(yīng)商之間的合作設(shè)計。圖九為FUTABA_S3550 模架，在調(diào)入過程中只需鼠標(biāo)點(diǎn)擊定位點(diǎn)，并選擇該模架型號便一切就都交給系統(tǒng)了。模架的調(diào)入只是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的第一步，為了大量減少后續(xù)的設(shè)計操作： TopSolid 建立了完善的模具設(shè)計用的智能標(biāo)準(zhǔn)件庫，如導(dǎo)柱/導(dǎo)套系列、澆注系統(tǒng)系列、頂出機(jī)構(gòu)系列、冷卻回路系列、側(cè)楔斜導(dǎo)柱系列及常用的緊固件系列等的標(biāo)準(zhǔn)件庫。17 在設(shè)計過程中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件時，系統(tǒng)對其相關(guān)的零件自動進(jìn)行布爾操作，即產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)件相對應(yīng)的孔.圖十 螺釘孔視圖 以頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計為例：頂桿設(shè)計只需確定頂出點(diǎn)，以及頂桿的相應(yīng)參數(shù)（直徑等），其他的操作由系統(tǒng)自動完成。即在調(diào)入頂桿的同時，系統(tǒng)將所有與之關(guān)聯(lián)的各模板都進(jìn)行打孔及確定相應(yīng)各點(diǎn)頂桿長度等的標(biāo)準(zhǔn)操作。另又以調(diào)用緊固內(nèi)六角螺釘為例，他的調(diào)入只需選擇要安裝的點(diǎn)、面和要緊固的零件，系統(tǒng)便會智能地為零件進(jìn)行打孔操作，所打的各個孔均具有不同的配間隙，所有操作均符合緊固件設(shè)計規(guī)范。18第 2 張 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 確定型腔數(shù)量及排列方式型腔的數(shù)量是根據(jù)實(shí)際情況給定，為“二出二”即二模兩腔，考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（大批量生產(chǎn)）和自己的注射機(jī)型號。因此我們設(shè)計的模具為多型腔的模具?？紤]到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計，模具的型腔排列方式如下圖所示：19圖 (1) 　 模具結(jié)構(gòu)形式的確定由于塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們設(shè)計的模具采用多型腔多分型面。根據(jù)本塑件電動機(jī)絕緣膠架的結(jié)構(gòu)，模具將會采用兩個分模面，兩個分型面。 注射機(jī)型號的確定一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機(jī)。中等型號的占大部