【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 心距尺寸塑件中心距與模具成型中心距的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖34c所示，則 (39)式中 —成型中心距尺寸（mm）；—塑件中心距基本尺寸（mm），這里。則（6）磨損后增大的成型中心邊距塑件中心邊距[11]與模具成型中心邊距的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖34d所示，則 (310)則圖34 塑件外形尺寸與成型尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖（7）成型零件脫模斜度的確定為了便于從成型零件上順利脫出塑件，必須在塑件內(nèi)外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)足夠的斜度，其大小按塑件精度及脫模難度而定。通常為了保證塑件精度，應(yīng)盡量取大些，以便于脫模；型腔的脫模斜度[12]比型芯的脫模斜度小些，因?yàn)樗芰蠈?duì)型芯的包緊力較大，難于脫模。在選取脫模斜度時(shí)，對(duì)型腔尺寸以大端為基準(zhǔn)，斜度取向小端方向；對(duì)型芯尺寸以小端為基準(zhǔn)，斜度取向大端方向。當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)不允許有較大斜度或塑件作為精密級(jí)精度時(shí)，脫模斜度只能在其公差范圍內(nèi)選取（可保證大端尺寸減去小端尺寸為塑件公差的1/3）；當(dāng)塑件作為中級(jí)精度要求時(shí)，其脫模斜度應(yīng)保證在配合面的2/3長(zhǎng)度范圍內(nèi)滿足塑件公差要求。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì)主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的一段，它直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。其斷面形狀常為圓形，面積過(guò)小時(shí)塑料在流動(dòng)過(guò)程中冷卻面積相對(duì)增加，熱量損失大，粘度增加，流動(dòng)性降低，成型壓力損失大，造成成型困難；若面積過(guò)大，會(huì)使流道容積加大，塑料耗量增多，且使塑料流動(dòng)過(guò)程中壓力減弱，冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易產(chǎn)生紊泫或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。這里對(duì)于低粘度的聚丙烯，其流動(dòng)性好，主流道設(shè)計(jì)相對(duì)小些。如圖35所示，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，半錐角，內(nèi)壁光滑，截面直徑進(jìn)口端為，出口端為。為了減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，主流道大端處呈圓角，半徑為，與注射機(jī)固定模板定位孔間隙配合[13]的凸臺(tái)圓盤(pán)高度為，襯套的球形凹坑深度為，半徑。在保證塑件良好成型的前提下，長(zhǎng)度盡量短，否則將會(huì)使主流道凝料增多，塑料耗量大，壓力損失增加，引起塑料降溫過(guò)多而影響注射成型，一般。 　　　圖35 臥式注射機(jī)主流道設(shè)計(jì)由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，故主流道部分常設(shè)計(jì)成右拆卸更換的主流道襯套（即澆口套），其主要作用是：使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便，在注射機(jī)上很好地定位，與注射機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致推出模具。作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過(guò)渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地到達(dá)型腔，同時(shí)保證了主流道凝料脫出方便。這里選用分體式澆注套，如圖36所示，即把用于與注射機(jī)定模板中心定位孔配合定位的臺(tái)肩及用于構(gòu)成主流道的部分分開(kāi)制作。定位孔與注射機(jī)固定板上的定位孔之間采用比較松動(dòng)的間隙配合H11/h11，其配合長(zhǎng)度取。圖36 分體式澆注套 分流道設(shè)計(jì)分流道[14]是指主流道與澆口之間的一段，是熔融物料由主流道流入型腔的過(guò)渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過(guò)斷面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過(guò)渡段，使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。其斷面形狀及尺寸大小根據(jù)塑件的成型體積、塑件壁厚及形狀、所用塑料的工藝特性、注射速率、分流道長(zhǎng)度等因素確定。斷面過(guò)小會(huì)降低單位時(shí)間內(nèi)輸進(jìn)的塑料量，并使填充時(shí)間延長(zhǎng)，使塑件出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷；斷面過(guò)大不僅積存的空氣增多，塑件也易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。 本次研究塑件選用圓形分流道斷面，其直徑D=4mm，開(kāi)設(shè)在動(dòng)定模上，布置形式為保證各進(jìn)料口同時(shí)均衡地進(jìn)料的平衡式進(jìn)料，且它與分流道的連接如圖37所示。　　　　　　圖37 分流道的斷面形狀及其與澆口的連接形式 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。它能使分流道輸送來(lái)的熔融塑料流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，順序、迅速地充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止熔融物料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。這里選用的澆口斷面形狀為應(yīng)用比較廣泛的矩形，如圖38所示。澆口處塑件的厚度，寬度，其表面粗糙度，否則易產(chǎn)生摩擦阻力。(1) 澆口的基本形式澆口[15]的形式有很多，根據(jù)它們應(yīng)用的范圍，主要分為：側(cè)澆口、重疊式澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、盤(pán)形澆口、平縫式澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、護(hù)耳式澆口、隙澆口、直澆口、薄膜澆口、多級(jí)澆口等。(2) 澆口形式的選擇根據(jù)本次設(shè)計(jì)的模具為雙型腔模具，并且模具澆口的位置開(kāi)設(shè)在塑件的側(cè)面部位，綜合考慮各種澆口形式的特點(diǎn)，最終選擇側(cè)澆口形式。它的特點(diǎn)如下：易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。側(cè)澆口為扁平形狀，可以大大縮短澆口的冷卻時(shí)間，從而縮短成型周期。 可根據(jù)塑件的形式特點(diǎn)靈活多樣地選擇澆口位置。 澆口設(shè)在分型面上，而且澆口截面形狀簡(jiǎn)單，容易加工，并能隨時(shí)調(diào)整澆口尺寸，較為方便地達(dá)到各型腔的澆口平衡，改善注射條件。側(cè)澆口截面面積通常較小，熔料注入型腔前受到擠壓和剪切再次加熱，改善流動(dòng)狀況，便于成型，提高制品的表面光潔度，減少澆口附近的殘余應(yīng)力，避免變形、開(kāi)裂及流動(dòng)紋的出現(xiàn) 。 適用于一模多腔的模具，提高注射效率。同時(shí)還要注意選擇澆口位置，因?yàn)樗欣谔岣咚芗|(zhì)量。針對(duì)塑件的幾何形狀特征及技術(shù)要求，分析塑件的流動(dòng)狀態(tài)、填充條件及排氣條件等因素來(lái)確定澆口位置，一般來(lái)說(shuō)，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循以下原則，又由于這些原則在應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生某些不同程度的矛盾，因此以保證得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主，排除次要因素，根據(jù)具體情況決定：澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流），噴射會(huì)使塑件形成波紋狀波浪，在高速剪切速率下，噴出的料流細(xì)絲會(huì)使塑件高度定向或斷裂狀的物料先后不能很好地熔合，使塑件出現(xiàn)明顯的熔接痕，同時(shí)噴射還會(huì)使型腔中的空氣難以順利排出，形成氣泡和焦點(diǎn)。澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最小，從而減小流動(dòng)能量的損失。澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件斷面最高處，保證最終壓力有效地傳遞到塑件較厚部位以減小縮孔，也有利于塑料填充及補(bǔ)料。澆口位置的選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出，否則塑件會(huì)出現(xiàn)氣泡、疏松、充不滿模、熔接不牢等缺陷，或在注射時(shí)由于氣體被壓縮產(chǎn)生的高溫使塑件局部碳化燒焦。澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形。澆口位置的選擇應(yīng)減小或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。圖38 普通側(cè)澆口 冷料穴設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段塑料熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒內(nèi)的深度有溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這段溫度相對(duì)較低的冷料[16]進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接受冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把用來(lái)容納注射間隙所產(chǎn)生的冷料的井穴成為冷料穴（冷料井）。1. 拉料桿形式的選擇冷料穴位于主流道出口一端，而主流道在定模一側(cè)，模具打開(kāi)時(shí)，為了將主流道凝料能夠拉向動(dòng)模一側(cè)，并在推出行程中將它脫出模外，動(dòng)模一側(cè)應(yīng)設(shè)有拉料桿。常用的拉料桿形式有形拉料桿、球形拉料桿和圓錐形拉料桿。本設(shè)計(jì)采用形拉料桿，這種拉料桿適用于所用熱塑性塑料，也適用于熱固性塑料注塑，是最常用的一種拉料形式。冷料穴與拉料桿的結(jié)構(gòu)如圖39所示。圖39 冷料穴與形拉料桿1—定模墊板 2—冷料穴 3—?jiǎng)幽０? 4—形拉料桿2. 拉料桿直徑及材料的確定根據(jù)澆口道大端直徑為，查閱參考文獻(xiàn)，選用拉料桿推薦直徑。拉料桿的材料使用T10A，淬火55HRC。 排溢、引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的作用是在注塑過(guò)程中，型腔內(nèi)氣體被排除，此時(shí)塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空，將型腔中的氣體有序而順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。1. 氣體的來(lái)源注塑模內(nèi)積聚的氣體有以下幾種來(lái)源：塑料含有的水分在注塑溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣；澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然空氣；塑料熔體在受熱或凝固時(shí)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)所生成的氣體。排氣不良對(duì)塑件的影響在排氣不良的模具中，高溫的塑料熔體，將型腔中的氣體驅(qū)趕并壓縮至死角，形成多個(gè)高溫高壓的氣室。這些高壓的氣室的反壓作用，阻止熔料的正常快速充模，而高溫也可能引起塑件局部的碳化、燒焦。同時(shí)，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(qiáng)度的缺陷。3. 排氣的方式排氣的方式主要有：利用型芯、鑲件、頂桿等的配合間隙排氣；利用排氣槽（孔）排氣；利用分型面上的間隙排氣。由于本次設(shè)計(jì)的模具型芯、鑲件、頂桿等有配合間隙[17]，所以型腔內(nèi)的氣體很容易沿這些零件的縫隙處溢出，不必開(kāi)設(shè)排氣槽即可完成排氣。 引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)引氣和排氣的作用恰恰相反，它是在特定的條件下，為順利脫出塑件而采取的一種措施。1. 引氣的必要性對(duì)于大型深殼塑件，注塑成型后，型腔內(nèi)的氣體被排出，塑件表面與型芯表面之間在脫模過(guò)程中形成真空，難以脫模，若強(qiáng)制脫模，塑件會(huì)變形或損壞；對(duì)于熱固性塑料，由于其在型腔內(nèi)收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深腔塑件，在開(kāi)模時(shí)空氣無(wú)法進(jìn)入型腔和塑件之間，使塑件黏附在型腔的情況比熱塑性塑件更為嚴(yán)重，如采用強(qiáng)行脫模，勢(shì)必使塑件發(fā)生變形或損壞，影響塑件質(zhì)量。因此，必須引入氣體，使塑件順利脫模。2. 引氣的方式引氣和排氣的方式基本相同，即：利用引氣槽（孔）排氣；利用型芯、鑲件、頂桿等的配合間隙排氣；利用分型面上的間隙排氣。由于本次設(shè)計(jì)的塑件材料屬于熱塑性塑料，在型腔內(nèi)收縮適中，并且所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)比較小，同時(shí)又采用了鑲拼結(jié)構(gòu)，所以不必開(kāi)設(shè)引氣槽，直接利用分型面上的間隙即可完成排氣。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制模具溫度，使熔融塑料在充滿模腔后迅速可靠定型，它可以直接影響塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。根據(jù)不同的情況，它包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種，由于聚丙烯熔融粘度低，流動(dòng)性好，故無(wú)需在模具上設(shè)置加熱裝置，這里主要是進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)冷卻裝置設(shè)計(jì)時(shí)考慮以下方面：冷卻水孔數(shù)量越多，孔徑越大，塑件冷卻越均勻。盡量保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。水孔排列與型腔形狀盡量相吻合。冷卻通道的進(jìn)口與出口接頭盡量不高出模具外表平面。降低入水與出水的溫差，若此值太大將使模具的溫度分布不均勻，尤其對(duì)流程很長(zhǎng)的大型塑件，料溫越流越低，成型后的塑件質(zhì)量差，這時(shí)可以改變冷卻孔道排列形式使整個(gè)塑件的冷卻速度大致相同。結(jié)合塑料的特性（粘度、收縮率等）和塑件的結(jié)構(gòu)（厚度、幾何形狀）考慮冷卻通道的排列形式。冷卻水通道避免接近塑件的熔接痕部位。保證冷卻通道不泄漏，密封性能好。盡量避免與模具結(jié)構(gòu)的其它部分發(fā)生干涉現(xiàn)象。一般熔融塑料填充型腔過(guò)程中，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口處通冷水加強(qiáng)冷卻，在溫度較低的外側(cè)通過(guò)經(jīng)熱交換后的溫水。易于加式和清理冷卻水通道（孔徑一般為8～12mm）。 冷卻裝置的理論計(jì)算在設(shè)計(jì)冷卻回路[18]時(shí)，為求得恰當(dāng)?shù)睦鋮s管道直徑和長(zhǎng)度，滿足冷卻要求，有必要進(jìn)行冷卻裝置的理論計(jì)算即計(jì)算模具的冷卻面積和冷卻分布造成的不同溫度分布。但是由于模具的熱量有輻射熱、通過(guò)對(duì)流的散熱、向模板的傳熱和由于噴嘴接觸的傳熱等，故不能進(jìn)行精確計(jì)算，僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流的散熱進(jìn)行計(jì)算。（1）冷卻水的體積流量計(jì)算假設(shè)由塑料放出的熱量全部傳給模具，則聚丙烯每小時(shí)放出的熱量為， (311)式中 —熔融塑料每小時(shí)所放出的熱量（J/h）；—每小時(shí)注射的次數(shù)且，為注射成型時(shí)間，由聚丙烯的成型條件有注射時(shí)間：20～90取55，高壓時(shí)間：0～5取4，冷卻時(shí)間：20～120取75，則；—每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)）且；—塑料從熔融狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度之差（）又 ， (312)其中—塑料的平均比熱容 [] 查表5—19得 =