【文章內(nèi)容簡介】 件簡單，取KS=1，則：P=32 1= MPa鎖模力為: F=PA （42）式中：F所需的鎖模力/KNP型腔內(nèi)注射壓力/NA塑件投影面積/㎡A=220170=37400F= x x 37400 x =2064 KN所以選用臥式XSZY125。 型號國產(chǎn)注射機，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表41 XSZY125型注射機技術(shù)參數(shù)螺桿（柱塞）直徑（毫米）Φ42噴嘴球半徑（毫米）12孔直徑（毫米）Φ4注射容量（立方厘米）125定位孔直徑（毫米）Φ100注射壓力(MPa)119頂出中心孔徑（毫米）Φ50兩側(cè)孔徑（毫米）Φ22孔距（毫米）230鎖模力（KN）2100模具厚度（毫米） 最大300最小200最大注射面積（立方厘米）320模板厚度（毫米）300 主流道的設(shè)計 主流道的設(shè)計參考教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計》P114表42主流道的部分尺寸：表42 主流道的部分尺寸設(shè)計符號名稱尺寸D主流道大端直徑d+2Ltg(α/2)d主流道小端直徑注射機噴嘴直徑+1α主流道錐度2176。~6176。SR主流道球面直徑噴嘴球直徑+1h球面配合高度3~5L主流道長度盡量60查教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計》常用熱塑性塑料注射機型號和主要技術(shù)規(guī)格XSZY125：噴嘴球半徑=12㎜；主流道小端直徑=5㎜。則主流道小端直徑d=5+1=6㎜。 球面配合高度h取10㎜； 主流道錐角α取3176。 ；主流道球面直徑SR=12+8=20㎜。 澆口位置的選擇 澆口的形式很多，但無論采取什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。在模具設(shè)計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，它一般根據(jù)下述幾項原則來參考：1） 盡量縮短流動距離2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處3） 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷4） 考慮分子定向的影響5） 減少或避免熔接痕提高熔接強度6） 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除7） 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口8） 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量圖41 澆口套綜合以上原則和塑件形狀及技術(shù)要求決定將澆口設(shè)置在塑件內(nèi)表面偏一邊處。 冷料穴和拉料桿的設(shè)計冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入行腔。為了使料流的流動性更好，在模具內(nèi)溫度更均勻，故在主流道對面的動模板上開設(shè)冷料穴，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同，通常選用Z字形拉料桿，它開模后通常用手工取出冷料。 型腔壓力估算 澆注系統(tǒng)尺寸初步確定后，對于大型注射模具，必要時還應(yīng)對整個系統(tǒng)的壓力降進(jìn)行估算，以預(yù)測澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理。若澆注系統(tǒng)尺寸不合理，會導(dǎo)致壓力損失過大，從而影響到熔體充模所需的型腔壓力。型腔壓力是注射成形過程關(guān)鍵的工藝參數(shù)之一，它對成形過程的控制及制品質(zhì)量有著重要的影響。此外，它還是對型腔厚度、墊板等模具零件進(jìn)行剛度和強度校核的理論依據(jù)。參考文獻(xiàn)中的型腔壓力近似計算公式為： （43）式中 —型腔壓力（）；—注射壓力（），；—注射機液壓系統(tǒng)表壓（）；—注射機液壓缸活塞直徑（）；—注射機螺桿直徑（）；—熔體流經(jīng)注射機噴嘴的壓力降（）；—熔體流經(jīng)澆注系統(tǒng)壓力降（）；和分別由如下諸式估算： （44） （45）式中 —螺桿頭與噴嘴入口區(qū)間（截面錐通道）熔體發(fā)生剪切流動所引起的壓力降（忽略拉伸流動）（），其值為 （46）—熔體流經(jīng)注射機噴嘴時所產(chǎn)生的壓力降（），當(dāng)噴嘴為圓孔時，其值為： （47）—熔體流經(jīng)主流道及其分流道與轉(zhuǎn)向所產(chǎn)生的壓力降（），其值為：（圓形主流道） （48）或者 （圓錐形主流道） （49）（圓形截面） (410） （411）—熔體流經(jīng)澆口的壓力降（），根據(jù)澆口的不同類型，其值為 （點澆口） （412）式（411）—（412）中—塑料熔體的非牛頓指數(shù)，根據(jù)值的范圍，—注射機螺桿半徑（）；—注射機噴嘴內(nèi)半徑（）；—熔體剪切黏度系數(shù)，當(dāng)取時，其誤差小于4%，—熔體體積流量；—熔體通道長度（）；—第一分流道長度（）；—第二分流道長度（）；—熔體通道大端半徑（）；—熔體通道小端半徑（）；—主流道分支及改向的當(dāng)量長度（）—分流道分支及改向的當(dāng)量長度（）；—熔體通道當(dāng)量直徑（）；（1）選擇注射機的型號由于本產(chǎn)品材料為ABS，選用的注射機XSZY125型注射機，公稱注射量為125，最大注射壓力為119，允許模具的最小厚度為200，此材料為ABS，,允許模具的最大厚度是300mm,鎖模力為2100KN.（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計主流道尺寸根據(jù)制品體積來查表來確定熔體的體積流量；取主流道中熔體剪切速率，由參考文獻(xiàn)可知=，小端根據(jù)注射機的噴嘴的尺寸取d=6mm.分流道尺寸按平衡式分布各分流道熔體的體積流量，取分流道的，設(shè)在模具兩側(cè)的圓形分流,圓弧半徑，因此，分流道截面面積為：點澆口尺寸根據(jù)，取，根據(jù)參考文獻(xiàn)可得，故點澆口直徑為。（3）鎖模力校核由注射機注射裝置的結(jié)構(gòu)可知=，L=，查表得熔體流動特性數(shù)據(jù)，（），代入到式（46） 又，熔體流經(jīng)注射機噴嘴孔時流動特性數(shù)據(jù)查表得，（?。?，代入式（46）得由式（44）得由熔體流經(jīng)主流道壓力降可知，，所以，熔體流動特性數(shù)據(jù)取，（），代入式（410）得熔體流經(jīng)分流道壓力降由圖可知，，熔體流動特性數(shù)據(jù)，（），有：前面已算出分流道截面面積，得，所以（僅改向）。將上述數(shù)據(jù)代入式（411）得： 熔體流經(jīng)澆口的壓力降由下圖可得，，熔體流動特性數(shù)據(jù)查表得，（?。?，代入式（412）得：將以上得三項結(jié)果代入式（45）有： 求型腔壓力 由式（43）得 校核鎖模力則型腔壓力為脹模力為=19752100,故當(dāng)注射壓力調(diào)為98時，該制品成形滿足鎖模要求。第5章 成型零件的設(shè)計與計算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑料件還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確幾何形狀，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，有較高強度、剛度及較好的耐磨性能。 成型零件的設(shè)計為了提高零件的加工效率，裝拆方便，保證兩個型腔形狀，尺寸一致，采用組合式凹模中的整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。在凹模與定模板間的配合用H7/m6。影響成型零件的尺寸因素有：1）塑件的收縮率其值為δs=（SmaxSmin ）Ls。 （51）式中： δs塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差；Smax塑料的最大收縮率；Smin塑料的最小收縮率；Ls 塑件的基本尺寸。2）模具成型零件的制造誤差參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計》P所列出的經(jīng)驗值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的,或取IT7IT8級作為模具制造公差。模具成型零件制造公差用δz表示。這里取δz=。在計算成型零件時，所用到的收縮率均用平均收縮率來表示= 100% （52）式中 塑件的平均收縮率；Smax塑料的最大收縮率；Smin塑料的最小收縮率。 成型零件工作尺寸計算 第一類尺寸：型腔尺寸的計算計算公式參考教材：（）=[(1+ )LS(~)Δ] （53）式中 表示塑料的平均收縮率；(=%)LS表示塑件的基本尺寸；Δ表示塑件尺寸的公差；δZ取Δ/3。當(dāng)制件的尺寸較大、當(dāng)精度級別較高時式中取。本塑件為殼體配件其精度要求不高。① 170尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(LM) =[(1+ )] =[(1+%)] =② 220尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(LM) =[(1+ )] =[(1+%)] =③210尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(Lm) =[(1+ )] =[(1+%)] =④169尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(Lm) =[(1+ )] =[(1+%)1680. 5] = mm⑤ 27尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=利用公式(Lm) =[(1+ )] =[(1+%)] =⑥ 11尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(Lm) =[(1+ )] =[(1+%)] = mm⑦ 27尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=利用公式(Lm) =[(1+ )] =[(1+%)] =⑧11尺寸的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(Lm) =[(1+ )] =[(1+%)] = 第二類：型芯尺寸的計算：（1）尺寸為13的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式 (HM) =[(1+ )HS+] =[(1+%)] =（2）型芯高度尺寸為16的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(LM)δz =[(1+ )LS+]δz=[(1+%)16+]=（3）尺寸為108的計算：該尺寸的公差為Δ=102。利用公式(Lm)δz =[(1+ )LS+0. 5Δ]δz=[(1+%)108+] =（4）尺寸為31的計算：該尺寸的公差為Δ=。利用公式(Lm)δz =[(1+ )Ls+]δz=[(1+%)31+]= 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過小，可能因硬度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足產(chǎn)生翹曲變形導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度和順利脫模。因此，應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚。 模具型腔壁厚的計算，以最大壓力為準(zhǔn)，而最大壓力是在注射時，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；由于本模具采用“一模一件”結(jié)構(gòu)，總體尺寸不是很大，故應(yīng)以型腔的壁厚的剛度為準(zhǔn)。剛度計算條件一般從下面三個方面來考慮：1）模具成型過程中不發(fā)生溢料2）保證塑件尺寸精度3）保證塑件順利脫模在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會超過塑料冷卻時的收縮值，因此，型腔的剛度要求主要是由不溢料和塑件精度來決定。當(dāng)塑件某一尺寸同時有幾項要求時，以最苛刻的條件作為剛度設(shè)計的依據(jù)。對于本塑件可以簡化為整體式矩形型腔進(jìn)行近似計算：1）矩形型腔的結(jié)構(gòu)尺寸計算在本模具設(shè)計中采用了整體矩形型腔，整體矩形型腔的結(jié)構(gòu)簡圖如下：圖51 整體矩形型腔的結(jié)構(gòu)因本模具的型腔大體上似矩形，并且其l370故按一下強度條件公式：S≥ （54）底板厚度的計算公式：h≥ （55）式中：c，由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)。由于型腔厚度很小，h=2mm.根據(jù)表31矩形型腔壁厚尺寸的經(jīng)驗推薦：表51 矩形型腔壁厚尺寸矩形型腔內(nèi)壁短邊 b整體型腔壁厚s4050 253050603035607035 42由于采用一模一腔的設(shè)計，型腔厚度取70mm。所以型腔的外形尺寸：110 74 10mm。型芯的外形尺寸的確定：由于有側(cè)向分型。所以型芯的一邊直接取150mm，另一邊52+2108+352=338mm，H取50mm。2）底板厚度的計算 整體式矩形型腔的底板，如果后部沒有支承板，直接支承在模腳上，中間是懸空的，底板可以看成是周邊固定的受均勻載荷的矩形板，由于溶體的壓力，板中心將產(chǎn)生最大的變形量，按剛度條件，型腔底板厚度為： （56）式中 ——由型腔邊長比決定的系數(shù)； ——型腔內(nèi)溶體的