【文章內(nèi)容簡介】 斜度一致，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的修正余量，以便裝配時(shí)修正。帶有活動鑲件的注射模 有些塑件上雖然有側(cè)向的通孔及凹凸形狀，但還有更特殊的要求，如模具上需要設(shè)置螺紋型芯或螺紋型環(huán)等。這樣的模具有時(shí)很難用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來滿足側(cè)向抽芯的要求。為了簡化模具結(jié)構(gòu)，將不采用斜導(dǎo)柱、斜滑塊等機(jī)構(gòu)，而是在型腔的局部設(shè)置鑲件。開模時(shí)，這些活動鑲件不能簡單的沿開模方向與塑件分離，而是必須在塑件脫模時(shí)連同塑件一起移出模外，然后通過手工或?qū)ｉT的工具將它與塑件分離，在下一次合模注射之前，再重新將其放入模內(nèi)。 采用活動鑲件結(jié)構(gòu)形式的模具，其優(yōu)點(diǎn)不僅省去了斜導(dǎo)柱、滑塊等負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些無法安排斜滑塊等結(jié)構(gòu)的場合，必須使用活動鑲件形式。這種方法的缺點(diǎn)是操作時(shí)安全性差，生產(chǎn)效率較低。開模時(shí)，塑件包在型芯和活動鑲件上，隨動模部分向左移動而脫離動模板，分型到一定距離，推出機(jī)構(gòu)開始工作，設(shè)置在活動鑲件上的推桿將活動鑲件連同塑件一起推出型芯脫模，由人工將活動鑲件從塑件上取下。合模時(shí)，推桿在彈簧的作用下復(fù)位，推桿復(fù)位后動模板停止移動，然后人工將活動鑲件重新插入定位孔中，再合模后進(jìn)行下一次的注射動作。分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動模一邊。3）保證塑件的精度要求。4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。5）便于模具加工制造。6）對成型面積的影響。7）對排氣效果的影響。8）對側(cè)向抽芯的影響。方案1 AA面在制品的外輪廓的中間位置，如果以此平面為作為分型面，加工出的制品表面會形成一條分型的痕跡。影像制品的美觀，此方式不夠合理。圖32 分型面方案方案2 ： BB是在制品的扣盒面上，將其設(shè)計(jì)為一平面，不會影響制品的外觀，同時(shí)，制品在開模后全部留在動模部分，便于設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 型腔數(shù)目的確定為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件體精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：⑴根據(jù)經(jīng)濟(jì)性能確定型腔數(shù)目；⑵根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目；⑶根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目；⑷根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。我們這里選用c），其計(jì)算過程如下： 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。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＝。對于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過４個，我們因?yàn)樗芗纫蟛桓呷＝2。由以上的計(jì)算可知，可采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。采用一摸兩件對稱布局，雖然模具尺寸大，制造成本有所增加，但生產(chǎn)效率高，適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要。澆注系統(tǒng)的組成所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們在這里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)外部質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大影響。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循以下基本原則。（1）了解塑料的成型性能（2）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕（3）有利于型腔中氣體的排出（4）防止型芯的變形和嵌件的位移（5）盡量采用較短的流程充滿型腔（6）流動距離比和流動面積比的校核2主流道設(shè)計(jì)主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)點(diǎn)為：⑴ 主流道圓錐角α=2o～6o，對流動性差的塑件可取3 o～6o。⑵主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。圖33澆口套⑶在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。⑷對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/h9間隙配合。⑸主流道襯套一般選用TT10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得 XSZY1000型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下：　　　　　噴嘴前端孔徑：d0= 噴嘴前端球面半徑：R0＝18mm主流道的小端直徑：D＝d+(－1)mm=+＝φ8mm主流道始端球面球面半徑： R=18+(1～2)mm=20mm 主流道的半錐角α通常為1176。～2176。過大的錐角會產(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(shí)熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用4176。3分流道的設(shè)計(jì)⑴分流道布置形式圖34流道分布示意圖分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如圖所示。 ⑵分流道的長度長度應(yīng)盡量短，減少彎折。該模具的分流道長度在設(shè)計(jì)過程中由繪圖得出⑶分流道的形狀及尺寸圖35 分流道⑷分流道表面粗糙度由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，～，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。 ①分流道的尺寸：因?yàn)楦鞣N塑料的流動性有差異，所以可以根據(jù)塑料 的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑，常用塑料的分流道直徑推薦值如下表一。 ②分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類，這里我們選用的是平衡式的布置方法。 成型零件設(shè)計(jì)1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴ 凹模的設(shè)計(jì)圖36凹模凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析音響面板，其外部結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，只是有較多的曲面，考慮各方面因素，采用整體嵌入式凹模，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度與剛度，使用可靠且置換方便。⑵ 凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。對于上下殼來講，它們的結(jié)構(gòu)有所不同，因此其凸模和型芯結(jié)構(gòu)也不同。在此，分別對上下殼進(jìn)行分析。圖37凸模對于此制件來說，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。它有六個帶盲孔的圓柱形凸臺，這就需要設(shè)計(jì)出鑲塊來降低模具型芯和行腔加工成本，所以型芯和行腔均采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。 對于音箱內(nèi)部的多處凸起，則可通過數(shù)控銑或或電火花在凸模上加工出相應(yīng)的孔或槽來成型。 ⑶成型零件鋼材的選用選用鋼種時(shí)，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。對本設(shè)計(jì)來說，凹模和凸模均采用20Cr， 型芯與鑲件采用T10A，零件熱處理到HRC5458。2 成型零件的工作尺寸計(jì)算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長和寬)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。影響塑料制品的形狀和尺寸精度的因素有：塑件收縮率，成型零件的制造誤差，成型零件的磨損以及模具安裝配合的誤差等。對于小型塑件來說，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素。經(jīng)分析知，音箱面板與后面板之間無嚴(yán)格的配合要求，只是之間有一定的配合要求，其里面的局部結(jié)構(gòu)之間的位置有一定的要求，因此取塑件精度為4級(SJ137278)，查手冊知對應(yīng)的模具精度應(yīng)為IT8(GB180079)。⑴型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算①型腔徑向尺寸和橫向尺寸成型零件平均收縮率:㎜，音箱面板的橫向尺寸為100㎜,。跟據(jù)塑件的精度等級查得其上下殼公差值都為：△大＝㎜，△?。僵L。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(ＬＭ) ＋δ0＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－Ｘ△］＋0δ，因?yàn)槁犕彩怯肁BS材料注射成型的，因此取塑件的平均收縮率Ｓ平＝（＋）／2﹪＝﹪。ＬＭ＋δ0＝［(1+﹪)100－］＋＝＋㎜現(xiàn)在分析音箱面板的徑向尺寸，它們分別為200㎜，查手冊得公差值為△＝㎜。其它定義同上 ＬＭ＋δ0＝［(1+﹪)200－］＋＝＋㎜②型芯徑向尺寸和橫向尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(ｌＭ) －δ0＝［(1+Ｓ平)ｌｓ－Ｘ△］－δ0，現(xiàn)對型芯徑向和橫向尺寸尺寸進(jìn)行計(jì)算：橫向尺寸：ｌＭ－δ0＝［(1+﹪)－］＋＝ ＋㎜徑向尺寸：ｌＭ－δ0＝［(1+﹪)－］－＝－㎜③型腔深度尺寸和型芯高度尺寸　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(ＨＭ)＋δ0＝［(1+Ｓ平)ｈｓ＋X△］＋0δ　　　　　　　　(ｈＭ)－δ0＝［(1+Ｓ平)Ｈｓ＋X△］－δ0型腔深度：(ＨＭ)＋δ0＝［(1+﹪)＋］＋ ＝＋㎜型芯高度：(ｈＭ)－δ0＝［(1+﹪)＋］－＝－㎜④中心距尺寸可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：(CＭ) 177。δ／2＝(1+Ｓ平)Cｓ177。δ／2，其中δ＝△／3。CＭ2?。?1+﹪)180177。／2＝177。㎜根據(jù)以上的大概計(jì)算，再對模具尺寸的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行規(guī)范化其主要尺寸的標(biāo)注情況見零件圖。 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求⑴形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。由于半球形加工困難，所以導(dǎo)柱前端形式以錐臺形為多。⑵材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼或者TT10鋼，硬度為54～58HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=，導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra=～。⑶數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻布置在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～）。為確保合模時(shí)只能按一個方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對稱布置的方式。⑷配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7。 圖38 導(dǎo)柱2導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排除孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導(dǎo)孔必須做成盲孔時(shí)，可在盲孔側(cè)壁上打一小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。材料 與導(dǎo)柱相同。固定形式及配合精度 直導(dǎo)柱用過盈配合嵌入模板，為了增加導(dǎo)套鑲?cè)氲睦喂绦?，防止開模時(shí)導(dǎo)套被拉出來，可以用止動螺釘緊固。帶頭導(dǎo)套用過渡配合鑲?cè)肽０澹瑢?dǎo)套固定部分的粗糙度為Ra=,導(dǎo)向部分粗糙度為Ra=～。推桿的設(shè)計(jì) 估計(jì)推桿長度：底板厚度＋型腔高度＋空余值 取175mm 圓形推桿直徑d 式中：d圓形推桿直徑（mm）推桿長度系數(shù)，l推桿長度（cm）n推桿數(shù)量E－推桿材料的彈性模量()合金鋼E＝210Gpa＝Q－總脫模力（N）取d=6mm推桿的應(yīng)力校核式中： －推桿應(yīng)力 推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度 （合金鋼＝42000）滿足條件。推桿選A型推桿， 復(fù)位桿的設(shè)計(jì)復(fù)位桿與頂桿安裝在同一固定板上，工作端面低于動模表面，選用沉頭內(nèi)六角螺釘。數(shù)量為4，采用45鋼，頂部淬火處理，硬度為HRC43～48，表面粗糙度為左右。 推板尺寸的設(shè)計(jì)式中： H－推板厚度（cm） L推桿間距（cm），初選L＝22cm. Q總脫模力（N） E鋼材的彈性模量（），一般中碳鋼E＝ B－推板寬度（cm）(參照《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊》，初選B＝25cm) Y推板允許最大變形量（cm）,一般為塑件在脫模方向的尺寸公差的1/5～1/10，得Y＝。 代入，得 取H＝4cm 所以，推板的尺寸為550X370X25，推桿固定板的厚度是25mm。 圖39 推出裝置 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們