【文章內(nèi)容簡介】 件的外觀不遭損壞；盡力保證塑件尺寸的精度要求；有利于排氣；盡量使模具加工方便。 本次設(shè)計分型面選擇如圖34： 圖34 分型面 型腔數(shù)目的確定根據(jù)注射機的額定鎖模力來確定，設(shè)注射機的額定鎖模力為F(N),單個制品在分型面上的投影面積為A 1（mm2 ）,型腔內(nèi)的塑料熔體的平均壓力為Pm（Mpa）,澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為A 2（mm2 ），A 2=80mm2 ,Pm=30Mpa,A 1=15576mm2 ,F=3500KN ,nmax=（FPmA2）/PmA1=取n=2,即一模兩腔。 型腔的排列方式一模多腔時，型腔在模板上通常采用圓形排列、H形排列、直線形排列以及復(fù)合排列等。如圖35：圖35 型腔排列在設(shè)計時應(yīng)注意如下幾點：1)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，保證制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定；2)型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生濫料現(xiàn)象。3）盡可能使型腔排列的緊湊，以便減小模具的外形尺寸。4）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．但加工困難。除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下，常用直線形排列和H形排列。從平衡的角度來看，應(yīng)盡量選擇H形排列。結(jié)合上述原則，本套模具采用H形排列的型腔排列方式。這樣從流道到澆口及型腔，其形狀、長度及模壁的冷卻條件都相同，熔體能同時充滿各型腔，也不需對各澆口進(jìn)行尺寸校正。 凸模、凹模的設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強度和剛度校核。凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件，本套模具采用整體式凹模，它是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形，但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可分為整體式和組合式兩種類型。經(jīng)分析本次設(shè)計凸模采用整體式。 影響工作尺寸的因素（1）塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“Δ”，制品內(nèi)腔尺寸公差取正值“+Δ”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取“177?！?。（2）模具制造公差：實踐證明，模具制造公差可取塑件公差的，即 δ 2=（）Δ，而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”、“”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+δ z”型芯尺寸不斷減小則取“δ z”，中心距尺寸取“177?！?。（3）模具的磨損量：實踐證明，對于一般的小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，即=，對于大型塑件則取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因與脫模方向垂直，故磨損量=0。（4）塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計算。=%（5）模具在分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型面的平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)聲的飛邊也小。～. 成型零件工作尺寸的計算彈性模量E=, 許用變形量mm, 型腔內(nèi)熔融塑料的壓力P=30Mpa,泊松比= ，型腔內(nèi)半徑r=,許用應(yīng)力 =390Mpa。 (1)型腔側(cè)壁厚度的計算 1）按剛度條件計算： =mm2）按強度條件計算：根據(jù)模具整體布局需要，去側(cè)壁厚度30mm。 (2)型腔腔底厚度的計算 1）按剛度條件計算：2）按強度條件計算： 根據(jù)整體布局及標(biāo)準(zhǔn)模板要求，型腔腔底厚度取為25mm。 導(dǎo)向機構(gòu)及排氣系統(tǒng)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件部件之間的準(zhǔn)確對合，起定位和導(dǎo)向作用。絕大多數(shù)導(dǎo)向機構(gòu)由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，稱之導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)，此外也有錐面，銷等作定位導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)。因此，導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種形式，其設(shè)計的基本要求時導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并具有足夠的強度，剛度和耐磨性。本次設(shè)計采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)時利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對和精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的經(jīng)典結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置等。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖36：圖36 導(dǎo)柱導(dǎo)柱設(shè)計要點如下:導(dǎo)柱的直徑視模具大小而定，但必須具有足夠的彎曲強度，且表面要耐磨，芯部要堅韌，因此導(dǎo)柱的材料多半采用底碳鋼，或用碳素工具鋼T8A淬火處理，硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱的長度通常應(yīng)高于凸模端面6～8 mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時凸模先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞。導(dǎo)柱的端部常設(shè)計為錐形或半球形，便于導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)柱的配合精度。導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合H7/f6或H8/f8，而與安裝孔則采用過渡配合H7/m6或H7/k6。同時需注意，要采用適當(dāng)?shù)墓潭ǚ绞椒乐箤?dǎo)柱從安裝孔中脫出。導(dǎo)柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸而定，模板尺寸越大，導(dǎo)柱間中心局距應(yīng)越大，所選導(dǎo)柱直徑也越大。注射模的導(dǎo)柱一般取兩2～4根，其數(shù)量和布置形式根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定。為了避免安裝方位的錯誤，可將導(dǎo)柱導(dǎo)柱做成兩大兩小一大兩小或直徑相等，但其中一根位置錯開3～10 mm。本設(shè)計中使用導(dǎo)柱四根。 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)的作用是在注射過程中，將型腔中的氣體有序而順利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。注射過程中需排出的氣體有以下幾種：澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然空氣；塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣；塑料熔體在受熱或凝固時分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體；塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。在高速成型過程中，高溫的塑料熔體，將這些氣體驅(qū)趕并壓縮至死角，形成多個高溫高壓的氣壓室。這些高壓的氣室的反壓作用，阻止熔料的正?？焖俪淠＃邷匾材芤鹚芗植康奶蓟?、燒焦。同時這些高溫高壓的氣室也可能滲入塑料熔體內(nèi)部，造成填充不足，產(chǎn)生氣孔、空洞、組織疏松等影響塑件強度的缺陷。因此，在注射過程中，及時將這些氣體有序的排出模外是十分必要的。本套模具采用從分型面上自然排氣的形式。合模再嚴(yán)密，由于分型面的平面誤差的縫隙作為排氣通道是足夠的。 螺紋型芯脫模機構(gòu)設(shè)計 螺紋脫模力矩計算制品對螺紋型芯的總包緊力P作用在螺紋中徑圓柱面上，由此可得所需型芯或制品旋轉(zhuǎn)的脫模力矩為式中 ——螺紋中徑的半徑值（m）； ——制品與鋼材表面間的脫模系數(shù)；——以中徑圓柱體作為內(nèi)表面的圓筒制品的包緊力（N）；——制品內(nèi)螺紋齒形對鋼型芯牙形的軸向包緊力（N）；當(dāng)圓筒制品壁厚/20，d為中徑，則當(dāng)圓筒制品壁厚/20，則以上兩式中 ——塑料的線膨脹系數(shù)；E——在脫模溫度下塑料的抗拉彈性強度；——熱變形溫度（）；——脫模頂出時的制品溫度（）；——在脫模溫度下的塑料的泊松比；R——制品外圓半徑（mm）；A——包緊有效面積，A＝dh，（mm）；h——螺紋部分的長度（mm）；——制品內(nèi)螺紋齒形對鋼型芯牙形的軸向包緊力（N），由于牙形一般是對稱的，螺紋升角影響很小，相鄰螺紋牙齒間的夾緊力會相互抵消，可視為具有環(huán)形側(cè)凹制品的夾緊力；=對于外螺紋制品，可采用本次設(shè)計，螺紋外徑d=，內(nèi)徑d=2mm，中徑d=，R=，h=4mm。ABS相關(guān)參數(shù)E＝，=100，=60，=810，=，=。t=R－r=,故 （A＝dh） ＝ ＝ = ＝ ＝ ＝=脫模力矩 T＝=**＝ 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計為了提高冷卻系統(tǒng)的效果和使型腔表面溫度分布均勻，模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循的原則：（1） 合理的確定冷卻管道的中心距及冷卻管道與型腔壁的距離；（2） 盡可能使冷卻孔至型腔表面的距離相等；（3） 加強澆口處冷卻；（4） 降低冷卻介質(zhì)出入口處的溫度差；（5） 合理考慮冷卻管道的排列形式；（6） 合理確定冷卻水管接頭位置；（7） 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要考慮盡量避免其與模具結(jié)構(gòu)中其他部分的干涉現(xiàn)象；（8） 冷卻通道的進(jìn)口與出口接頭盡量不要高出模具外表平面；（9） 冷卻水通道要易于加工和清理。此外，注意水管的密封問題，以免漏水。一般，冷卻水道應(yīng)避免鑲塊，否則在接縫處漏水，若必須通過鑲塊時應(yīng)加密封。進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)。為了不影響操作，通常應(yīng)將進(jìn)出口接頭設(shè)在注射機背面的模具一側(cè)。普通模具的冷卻水應(yīng)采用常溫的水，通過調(diào)節(jié)水流量來調(diào)節(jié)模具溫度。對于小型塑件，由于其注射時間和保溫時間都比較短，成型周期主要由冷卻時間決定，為了提高成型效率，可以采用經(jīng)過冷卻的水進(jìn)行冷卻。用冷卻水進(jìn)行冷卻時大氣中的水分子會凝聚在型腔表面易引起塑件的缺陷，對此要加以注意。模具的工作溫度在40℃（平均），用常溫20℃的水作冷卻介質(zhì)，其出口溫度為25℃。求塑件在固化時每小時釋放的熱量Q：ABS的單位熱流量，塑化能力: 則冷卻水的體積質(zhì)量 :冷卻管道直徑 d=8mm 冷卻水在管道內(nèi)的流速：冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)h： 冷卻管道總傳熱面積A：模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n：根據(jù)經(jīng)驗設(shè)計，取n=2，控制冷卻水的流速。 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計注射模中凡與注射機開模方向一致的分型和抽芯都比較容易實現(xiàn)，因此模具結(jié)構(gòu)也較簡單。但對于某些塑料制件，由于使用上的要求，不可避免地存在著與開模方向不一致的分型。對于具有這種結(jié)構(gòu)的制件除及少數(shù)情況可以進(jìn)行強制脫模外，一般都需要進(jìn)行側(cè)向分型與抽芯，才能取出制件。能將活動型芯抽出和復(fù)位的機構(gòu)稱為抽芯機構(gòu)，側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)按動力來源可分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)包括側(cè)型芯、銷釘、斜導(dǎo)柱、楔緊塊、壓縮彈簧、限位塊、滑塊等。開模時開模力通過斜銷迫使滑塊在推件板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外移動，完成側(cè)向抽芯動作。為了保證合模時斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊的斜孔中，以便使滑塊復(fù)位，機構(gòu)上應(yīng)設(shè)有定位裝置。同時還應(yīng)設(shè)置有定位裝置和鎖緊裝置。① 主要參數(shù)的確定a、抽芯距S型芯從成型位置抽到不防礙塑件脫模的位置所移動的距離叫抽芯距，用S表示。一般抽芯距等于側(cè)孔或側(cè)凹深度S0加上23㎜的余量。由于要抽出最少26㎜，所以將抽芯距定為30㎜。b、 斜導(dǎo)柱的傾角a斜導(dǎo)柱的傾角是決定斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜導(dǎo)柱長度，而且對斜導(dǎo)柱的受力狀況有重要影響。決定斜導(dǎo)柱傾角的大小時，應(yīng)從抽芯距、開模行程和斜導(dǎo)柱受力情況幾方面來考慮。生產(chǎn)中，一般取a=15176。—20176。，不宜超過25176。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀要求，在設(shè)計中取斜導(dǎo)柱的傾角為20176。為了達(dá)到要求的抽芯距S，所需的開模行程H與斜導(dǎo)柱的傾角a的關(guān)系為 H=Scota斜導(dǎo)柱有效工作長度L與傾角的關(guān)系為L=S/sina根據(jù)上式得斜導(dǎo)柱的有效長度為L=30/sin20176。=88㎜ 取L=90mm；② 側(cè)向抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點：a、 斜導(dǎo)柱，如圖38： 圖38 頂桿斜導(dǎo)柱形狀多為圓柱形，為減少其與滑塊的摩擦，可將其圓柱面洗扁，斜導(dǎo)柱端部常作成半球狀或錐形，錐體角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾角，以避免斜導(dǎo)柱有效工作長度部分脫離滑塊斜孔后，錐體仍有驅(qū)動作用。斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔配合間隙一般為1mm。需要延時抽芯的機構(gòu)其間隙根據(jù)需要來定。與導(dǎo)柱相似，斜導(dǎo)柱也采用45或20號鋼，熱處理硬度在55HRC以上。與滑塊斜孔采用較松的間隙配合。b、 滑塊滑塊上裝有側(cè)型芯或成型鑲塊，在斜導(dǎo)柱的驅(qū)動下，實現(xiàn)側(cè)抽芯或側(cè)向分型，因此滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)的重要零部件。滑塊與型芯有整體和組合式兩種結(jié)構(gòu)，整體式便于加工，組合式便于加工、維修和更換，并能節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，滑塊上構(gòu)成型腔面積較大或者深型腔抽芯時，須設(shè)置冷卻回路，以保證制品質(zhì)量和制品順利脫模。根據(jù)設(shè)計需要，設(shè)計中滑塊為整體式，滑塊常用45號鋼或TT10制造，淬硬在40HRC上，本次設(shè)計的滑塊形式如圖39所示：圖39 滑塊 c、滑塊與導(dǎo)滑槽導(dǎo)滑槽應(yīng)使滑塊運動平穩(wěn)可靠，二者之間上下、左右各有一對平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有間隙?；瑝K在導(dǎo)滑槽中活動必須順利平穩(wěn)，不應(yīng)有卡滯、跳動現(xiàn)象?；瑝K的導(dǎo)滑部分應(yīng)有足夠的長度，以免運動中產(chǎn)生歪斜，一般導(dǎo)滑部分長度應(yīng)大于滑塊寬度的2/3，而且導(dǎo)滑槽的長度也不能太短。導(dǎo)滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性，通常用TT10或45號鋼來制造，硬度在50HRC上。d、滑塊定位裝置開模后滑塊必須停留在一定的位置上，否則閉模時斜導(dǎo)柱將不能準(zhǔn)確進(jìn)入滑塊，致使模具損壞，為此必須設(shè)置滑塊定位裝置。設(shè)計中采用壓縮彈簧來實現(xiàn)滑塊的定位。e、鎖緊塊鎖緊塊用于在模具閉合后鎖緊滑塊，承受成型時塑料溶體對滑塊的推力，以免斜導(dǎo)柱彎曲變形，鎖緊塊的楔角a180。應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾角a，一般取a180。=a+（2176?！?176。）設(shè)計中取a180。=22176。如圖310：圖310 擋塊4 技術(shù)經(jīng)濟性分析 影響因素影響塑件成本的因素注射成型作為一種專業(yè)性很強的塑料成型方法