【文章內(nèi)容簡介】 分型面。有利于排氣，當分型面作為主要排氣渠道時，應(yīng)將分型面設(shè)計在塑件熔體的流動末端，以利于排氣。模具零件易加工，選擇分型面時，應(yīng)使模具分割成便于加工的零件，以減小機械加工的困難。根據(jù)前面提及的的模具分型原則，現(xiàn)對本模具的分型方案進行比較分析，以便最終確定最合理的方案。方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ 由于塑件的特殊結(jié)構(gòu)，分析的可有以上三種分型方式，通過比較和以上的模流分析，我采用的是方案Ⅱ。最經(jīng)濟模腔數(shù)的確定實質(zhì)上是注塑件生產(chǎn)成本的經(jīng)濟核算。由于本塑件的長度和寬度都不是很大，且該塑件中心有個圓孔。為提高生產(chǎn)效率以降低生產(chǎn)成本，故采用一模一腔腔的方法成型?，F(xiàn)按注射機的最大注射量確定型腔具體的數(shù)目?？雌涫欠穹衔业脑O(shè)計要求。查文獻[1]71 ≤ （） =（）/ ≈式中， ：為注射機的最大注射量，, =250； ：為單個制品的容積，由前面計算知道=； ：為澆注系統(tǒng)的凝料量，初步估計=。由計算結(jié)果可知道，設(shè)想是合理的；由于制品特殊性，則該模具采取一模一腔[1]。注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑件熔體的流動通道，或在此通道內(nèi)冷凝的固體塑料。其作用是將熔融的塑料由注射機嘴引向閉合的模腔。澆注系統(tǒng)分為普通（冷）流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。普通流道澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，一般應(yīng)遵守如下基本原則[8]：保證制品的外觀質(zhì)量。任何澆口都會在制品的表面留下痕跡，從而影響其表面質(zhì)量。為了不影響產(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。保證制品的內(nèi)部質(zhì)量。①澆口的形式和數(shù)量要選擇合理，保證塑料熔體迅速填充型腔，減少眼里與熱量的損失，是制品內(nèi)部組織細密。②澆注系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)防止制品出現(xiàn)充填不足、縮痕、飛邊、熔接痕位置不理想、殘余應(yīng)力、翹曲變形、收縮不均、蛇紋、抽絲、樹脂降解等缺陷。③澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導熔融塑料充滿型腔各個角落，使型腔內(nèi)氣體能順利排出，避免制品內(nèi)部形成氣泡。④澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的冷料，防止其進入型腔，影響制品質(zhì)量。⑤盡可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填各型腔，是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。阻力最小。流道設(shè)計要盡量短，并盡量減少折彎，流道截面積要盡量合理，宜小不宜大。原因是：①小了加大簡單，大了減小很難；②減少了由于流道產(chǎn)生的廢料比例，可以提高模具的經(jīng)濟效益；③熔體可以再最快的時間內(nèi)填滿型腔，以縮短成型周期，提高模具的勞動生產(chǎn)率；④澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣少，減輕了模具的排氣負擔；⑤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。不影響自動化生產(chǎn)。若模具要采用自動化生產(chǎn)，則澆注系統(tǒng)凝料應(yīng)能自動脫落。主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道尺寸主流道小端直徑 d＝注射機噴嘴直徑＋（～1） ＝4＋（～1），取d＝￠5mm。主流道錐角一般在～范圍內(nèi)選取?，F(xiàn)取3。主流道球面半徑 SR0＝注射機噴嘴球半徑＋（1～2） ＝18＋（1～2），取值SR0＝20mm。球面配合高度 h＝3mm～5mm，取h＝5mm。主流道長度 盡量小于60mm，由于標準模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L＝45mm。主流道大端直徑 D＝d＋2L≈（半錐角為～，?。剑?，取D＝￠。但是，由于本模具采用的是在中心推桿上開設(shè)澆口，所以中心推桿的直徑大于主流道大端直徑，因此，在主流道大端，需要進行二次加工，加工出和中心推桿相配合的錐面，具體尺寸見零件圖。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常見設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選擇用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC,如圖所示。澆口套與定模座之間的配合采用采用H7/m6。為了使主流道與噴嘴和料筒對中，除了將定位環(huán)與主流道設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)之外，設(shè)計定位圈其結(jié)構(gòu)簡圖如下，具體見零件圖。定位環(huán)與注射機定模固定板定位孔相配合，配合精度為H11/h11，定位環(huán)與定位孔的配合長度本模具取15。由于本模具設(shè)計的是一模一腔的成型結(jié)構(gòu)，而且由于制品本身的特點，中間有個圓孔，所以本模具在設(shè)計中沒有分流道的開設(shè)，故在本模具中沒有了分流道的設(shè)計。熔體直接從直流道下來之后就進入了四個開設(shè)在中心推桿上的側(cè)澆口。澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。澆口的作用可以概括為，非限制性澆口起著引料、進料的作用；限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高減切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。澆口的數(shù)量及位置布置極大地影響制品的成型周期和質(zhì)量。確定澆口數(shù)量及位置布置的一般原則[3]如下：考慮熔融樹脂的填充性。一般澆口設(shè)于制品的中央部分或中心線附近，并且應(yīng)盡量設(shè)置在制品的厚壁部分。澆口不應(yīng)設(shè)在影響制品外觀的部位，避免影響制品的商品價值。澆口應(yīng)設(shè)在便于進行澆口修整的部位。澆口應(yīng)設(shè)在不易產(chǎn)生熔接痕、氣體容易排除的部位。因澆口部分易殘留應(yīng)力而變脆，所以澆口應(yīng)避免設(shè)置在受外力的部位及要求強度的部位。應(yīng)盡量減少因澆口數(shù)量或澆口位置造成的制品變形。注塑成型時由于澆口的量或者澆口的位置的不同，造成熔融樹脂的流動取向不同及制品內(nèi)殘留應(yīng)力狀態(tài)不同，應(yīng)盡量避免。常用的澆口類型及特點[1]：直接澆口，又稱非限制性澆口，在單型腔模中，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失很小，進料速度快，成型比較容易，對各種塑料都能運用。它的傳遞壓力好，得壓補縮作用強，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便。但去除澆口困難，澆口痕跡明顯，澆口附近熱量集中冷凝較遲，易產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，也易產(chǎn)生縮孔或表面凹陷。側(cè)澆口，又稱邊緣澆口，其特點是澆口截面形狀簡單，加工方便，能對澆口尺寸進行精密加工，澆口位置選擇比較靈活，以便改善充模狀況，不必從注射機上卸模就能進行修正，去除澆口方便，痕跡小。扇形澆口，是逐漸展開的澆口，是側(cè)澆口的變異形式，常用來成型寬度較大的板狀塑件。塑料熔體在寬度方向得到均勻分配，可降低塑件內(nèi)應(yīng)力，減小其翹曲變形，型腔排氣良好，避免包圍空氣。但是澆口切除比較困難，痕跡明顯。點澆口，又稱針點式澆口、橄欖形澆口或菱形澆口，其尺寸很小。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能有效地增大塑料熔體的減切速率并產(chǎn)生較大的減切熱，從而導致熔體的表觀粘度下降，流動性增加，利于填充，因而對于薄壁塑件以及表觀粘度隨減切速率變化而敏感改變的塑料成型有利，但不利于成型流動性差及熱敏性塑料，也不利于成型平薄易變形及形狀復雜的塑件。并且去除澆口后殘留的痕跡小，易取得澆口系統(tǒng)的平衡，也有利于自動化操作，但壓力損失大，收縮大，塑件易變形，同時在定模部分需加一個分型面，以便澆口凝料脫模。潛伏澆口，又稱減切澆口，由點澆口演變而來。其分流道位于分型面上，而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處，塑料熔體通過型腔側(cè)面斜向注入型腔，因而塑件外表不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果。護耳澆口，又稱分接式澆口或調(diào)整式澆口?？梢苑乐?jié)部谥苯訉π颓蛔⒘蠒r產(chǎn)生的噴射現(xiàn)象，是一種典型的沖擊型澆口。它可減小澆口附近的內(nèi)應(yīng)力，防止型腔壓力過大，但缺點是澆口去除比較困難，痕跡大。縱上所述，并根據(jù)前面通過模流分析得出的結(jié)果以及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，本塑料注射模采用的是分流錐澆口。 本模具的澆口類型選用分流式澆口，開設(shè)在中心推桿上。它適用于成型深殼、箱、筒形中間有通孔的制品。一般只能用于單型腔模具，而且去除澆口困難。分流錐式進料口，澆口的厚度一般為制品厚度的1/3~2/3，因為制品的厚度為3mm，澆口的寬度為2mm。 具體尺寸如下圖。第5章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計注射模是先閉模然后進料，當塑料進入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸氣或塑料降解等產(chǎn)生的氣體不能順利地排出，則該處的空氣將被壓縮而升溫，導致熔體熱分解變質(zhì)，色澤變焦黃，將在制品上形成氣孔、接縫、表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時還會因氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕、色澤不佳等缺陷，而且型腔內(nèi)氣體被壓縮產(chǎn)生的反壓力會降低充模的速度，影響注射周期和產(chǎn)品質(zhì)量（特別在高速注射時）[4]。因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣的問題。一般情況下，模具不開專門的排氣槽，氣體也能由分型面、頂桿與頂桿孔隙等模具配合間隙中排出。固定型芯或型腔鑲塊及其裝配孔之間一般也不要用排氣槽，因為可能產(chǎn)生溢料，使充模不暢。注射模成型時的排氣通常以以下四種方式進行[1]：利用配合間隙排氣，通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，~ mm。在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，對于大中型塑件的模具，需排除的氣體量多，通常都應(yīng)開設(shè)排氣槽。排氣槽通常開設(shè)在分型面上凹模一邊。排氣槽的位置以處于熔體流動末端為好，排氣槽的尺寸以氣體能順利地排出而不溢料為原則。利用排氣塞排氣，如果行腔最后充填的部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動型芯時，可在型腔深出鑲排氣塞。強制性排氣，在氣體滯留區(qū)設(shè)置排氣桿或利用真空泵抽氣，這種做法很有效，只是會在塑件上留有桿件等痕跡，因此排氣桿應(yīng)設(shè)置在塑件內(nèi)側(cè)。通過模流分析可知該塑件產(chǎn)生氣泡的位置在開口四個圓角和內(nèi)部四個凸臺中，四個圓角部分可以利用分型面進行排氣，而是個凸臺的排氣則有側(cè)抽芯來進行排氣。因此本模具部需要專門的排氣系統(tǒng)。 第6章 成型零件的設(shè)計及力學計算成型零件主要包括凹模（型腔或陰模）、凸模（型心或陽模）、鑲件、成型桿、螺紋型心及型環(huán)等。成型零件的大部分表面將直接與塑料熔體接觸，其形狀往往較為復雜，尺寸精度與表面粗糙度要求也較高。因此，在設(shè)計其結(jié)構(gòu)時應(yīng)十分注意加工工藝性。由于成型零件直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備以下性能[3]：具有足夠的強度和剛度，在注塑過程中，型腔要承受塑料熔體的高溫和高壓作用，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強度和剛度。型腔強度不足將發(fā)生塑性變形，甚至破裂；剛度不足將產(chǎn)生過大的彈性變形，導致型腔向外變形，并引起塑料制品卡在定?；蛟诜中兔娈a(chǎn)生飛邊。能獲得符合要求的成型制品。這些要求包括外觀形狀、尺寸精度、表面粗糙度、力學性能和化學性能等。成型制品的后加工及二次加工減至最少，最后是所生產(chǎn)的制品能直接用于裝配。所有的孔槽、螺絲柱、搭扣、嵌件等結(jié)構(gòu)能盡可能在型腔中一次成型。成型可靠，效率高。能有快速填充的澆注系統(tǒng)，成型制品冷卻快，推出機構(gòu)快速可靠。流道、澆口去除容易。制品成本低。結(jié)構(gòu)簡單、可靠、實用，縮短制作時間，減低制作費用。材料方面①具有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦。通常內(nèi)模材料硬度應(yīng)在HRC35以上。特別要求場合要在50～52HRC以上。②材料拋光性能好，表面應(yīng)光滑美觀，表面粗糙度要求在Ra=。對于生產(chǎn)透明制品的模具，型腔部分要做到鏡面拋光，表面粗糙度要求在Ra=。③切削加工性能好，工藝性能好。重要的精密部位盡量采用磨削架空，一半部位盡量采用車削或銑削加工。便于維修。易損壞及難加工處要考慮鑲拼結(jié)構(gòu)，以便于損壞后快速更換。模具是一種常壽命的生產(chǎn)工具，設(shè)計時就必須考慮日后的維修。本模具的成型部位的材料采用的是低合金韌具鋼（冷作模具鋼）Cr12WoMn, 該鋼材常用于塑料制件批量較大、型腔復雜的中型或大型塑料模具；它熱處理前的性質(zhì)較軟，切削性能良好，熱處理時變形小，可以在淬火后不再磨削加工。凹模有時又稱為型腔，用以成型制品的外表面，按凹模的結(jié)構(gòu)不同可將其分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁拼合式五種。當凹模局部形狀復雜時，為了加工方便，或者因為凹模的某一部分容易損壞，可采用局部鑲嵌式結(jié)構(gòu)，用螺釘固定拼鑲件。其特點是使加工容易、易損件更換容易。本模具采用整體式凹模。查文獻[1]77： （）　　　 　式中 ——塑料的平均收縮率，%； ——塑件外形基本尺寸， ； ——模具制造公差，一般?。?/3～1/6），此處取=1/3[1]； ——塑件尺寸公差，；于是有： 查文獻[1]711： （） 式中 ——塑件高度尺寸，； ——模具制造公差，取=1/3=[1]；——塑件尺寸公差，[11]；查文獻[1]77： 　 （）　　　 　式中：——塑料的平均收縮率，%； ——塑件外形基本尺寸，8 ； ——模具制造公差，一般?。?/3～1/6），此處取=1/3[1]； ——塑件尺寸