【文章內(nèi)容簡介】 （ 6）澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。 （ 7）流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 （ 8）盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工，成型周期短，效率高。 （ 9）大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，應(yīng)予以充分考慮。 主流道設(shè)計(jì) 主澆道即從注射機(jī)噴嘴開始到分流道為止的熔融塑料的流動(dòng)通道。它與注射機(jī)的噴嘴在同一軸線上。目前最為普遍的主流道結(jié)構(gòu)，是以澆口套形式鑲?cè)?模板中，這種主流道適用于所有注射模具。為防止?jié)部谔妆蛔⑺軝C(jī)噴嘴撞傷，應(yīng)采取淬火處理使其具有一定硬度。主流道的基本尺寸通常取決于兩個(gè)方面：第一個(gè)是使用的塑料種類，所成型制品的質(zhì)量和壁厚。第二個(gè)是注射機(jī)噴嘴幾何參數(shù)與主澆道尺寸的關(guān)系。 主流道設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （ 1）一般主澆道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐度為 2?4?。以便凝料從流道內(nèi)取出。查參考文獻(xiàn) [1]可得， 聚丙烯 的流動(dòng)性良好，取 2176。合適。內(nèi)壁表面粗糙度 aR 小于 ～ m，這里取 um? 。 （ 2）為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道與噴嘴接觸處緊密對接，主流道對接處制成球形凹坑，其球面半徑 1 (1 ~ 2)R R mm?? ；模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 主流道的進(jìn)口直徑應(yīng)根據(jù)注射機(jī)的噴嘴孔直徑確定，一般1 ( ~ 1)D D mm?? 。由 可知澆口套始端球面半徑 R=12mm,噴嘴直徑為 D=。所以主流道： 球面半徑：。 R=(12+2)mm=14mm 進(jìn)口直徑： D=(+)=。 凹坑深 h 取 35mm。這里取 h=3mm。 由于主流道與塑料熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此常將主流道制成可拆卸的主流道襯套，便于鋼材的加工和熱處理。通常將主流道襯套在淬火后嵌入模具中，這樣在損壞時(shí)便于更換或修磨。材料選擇 T10A，熱處理后硬度為 5357 HRC，稱套長度與定模板配合部分的厚度一致。澆口套與澆道板配合為 H7/m6。 主流道襯套的具體結(jié)構(gòu)如圖 所示： d5R 128h 主流道襯套圖示 模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 （ 3）為了減少料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力，主流道與分流道結(jié) 合處采用圓角過度，其圓角半徑 r=1～ r=2mm。 （ 4）在保證塑料良好成型的前提下， 主流道長度 L 應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。通常主流道長度由模板厚度而定，一般取 L≤ 60mm。由于此塑件采用側(cè)澆口，導(dǎo)致主流到的長度加大，所以 取 L=100mm。 （ 5）主流道大端直徑 D= 半錐角 a 為 12oo: ，取 2a??，取 D=10mm。 （ 6）為了使主流道與噴嘴和料筒對中，將定位環(huán)與主流道設(shè)計(jì)成組合結(jié)構(gòu)，定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板定位孔相配合，配合精度為 H11/h11，澆口套總長 L0=100mm 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用：貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，防止熔體冷料進(jìn)入型腔。設(shè)計(jì)要求：冷料穴底部成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時(shí)將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動(dòng)模一側(cè)的作用。冷料穴分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴的位置一般都設(shè)計(jì)在主流道或分流道的末端， 亦即塑料最先到達(dá)的部位。其作用是防止在注射時(shí)將冷料注入型腔，而使制品產(chǎn)生缺陷。在開模時(shí)，冷料穴又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道大端直徑。本模具在主流道設(shè)有冷料穴。具體見圖 澆注系統(tǒng)截面圖。 模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 澆注系統(tǒng)截面圖 分流道設(shè)計(jì) 分流道為主流道和澆口之間的流動(dòng)通道。一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn) 向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道 的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 常用的分流道截面有圓 形 、梯形、 U 形和六角形等，如下圖 44 所示： 常用流道截面形狀 查參考資料 [2] 中表 61 可知， 聚 苯已 烯 塑料的分流道斷面直徑模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 的推薦值為 ～ ， 要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以 一般是制成 圓 形流道。 取斷面直徑為 6mm。 下面用經(jīng)驗(yàn)公式做更精確確定。 分流道熔體體積流量： qv=V/nt=200 ? 2 ? 2=25(cm3 /s ) （ ） 式中 qv 熔體體積流量， V 制件體積，通?？扇?V=（ ～ ） Vg， Vg 為注射機(jī)的公稱注射量，可知 V=*250=200cm3 ； t 注射時(shí)間，由參考文獻(xiàn) [2] 表 62 可知 t=2s； n—— 分流道個(gè)數(shù)，這里取 n=2. 澆口的位置、數(shù)量的確定 澆口 是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間以及防止倒流等作用。澆口 的類型很多，一般常見的有側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、扇形澆口、薄膜澆口等多種，根據(jù)其特性不同使用在不同場合 。一般情況澆口采用長度很短（ ～ 2mm）而截面很狹窄的小澆口， 因此流動(dòng)阻力很大，細(xì)微的變化都會(huì)對塑料熔體的充填產(chǎn)生很大的影響。澆口設(shè)計(jì)主要包括澆口的數(shù)目 、位置形狀和尺寸的設(shè)計(jì)。澆口模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 的數(shù)目和位置主要影響充填模式，而澆口的形狀與尺寸主要影響熔體流動(dòng)性質(zhì)。澆口設(shè)計(jì)該保證提供一個(gè)快速、均勻、平衡、單一方向流動(dòng)的充填模式，另一方面應(yīng)該避免射流、滯流、凹陷等現(xiàn)象的發(fā)生。 澆口位置的選擇將 影響塑料件的 填充行為 、 制品的最終尺寸（公差） 、 收縮行為 、 翹曲 和 機(jī)械性能水平 、 表面質(zhì)量（外觀） 。 澆口的設(shè)計(jì)需要遵循以下 基本設(shè)計(jì)原則： （ 1）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 （ 2）澆口的位置應(yīng)有利于流動(dòng)排氣和補(bǔ)料。 （ 3）澆口位置應(yīng)使流程最短，料流變向少，防止 型芯變形。 （ 4）澆口位置及數(shù)量應(yīng)有利于減少熔接痕和增加熔接強(qiáng)度。 （ 5）澆口的位置應(yīng)考慮定位作用和對塑件性能的影響。 （ 6）澆口的位置應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位。 一方面應(yīng) 通過分析，本模具的澆口 設(shè)計(jì)為側(cè)澆口，與點(diǎn)澆口的優(yōu)勢為這里可以用兩板模，而點(diǎn)澆口要用三板模 ，簡化模具結(jié)構(gòu) 。這里澆口的 的斷面形狀設(shè)計(jì)為圓角梯形，其截面厚度 h 通常取澆口處壁厚的1/3～ 2/3,這里取 h=1mm；其截面寬度 b 取 8h,b=8mm；澆口長度取l=1mm。 但是，這只是給出一個(gè)澆口范圍，并沒有確定澆口數(shù)量和具體的澆口位置。 所以，我們繼續(xù)進(jìn)行下面的分析。由于采用一模 兩腔，模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 同時(shí)又采用側(cè)澆口，側(cè)澆口一 開 設(shè)側(cè)面并且表面要求不高的面上 剪切速率的校核 生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率R=5102 ~5103S 1? 、澆口的剪切速率 R=104 ~105 S 1? 時(shí) ，所成型的塑件質(zhì)量最好。對一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： vnqR R?? （ ） [2] 式中 vq ——體積流量（ 3/cms ）； 3nR ——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（ cm ） 。 （ 1）主流道剪切速率校核 / 100Q Q T??公主 V （ 3/cms ） （ ） [2] 式中 T 為 注射時(shí)間， T=2（ S） ； 12 0 .3 2 54n ddR ??? （ cm ） （ ） [2] 式中 nR —— 主流道的平均當(dāng)量截面半徑 ； 1d —— 主流道小端直徑， 1 5d? mm ； 2d —— 主流道大端直徑 ， 2 8d ? mm ； 3333 . 3 3 . 3 1 0 0 3 . 0 6 1 03 . 1 4 3 . 2 5nQR R? ?? ? ? ??主主 S 1? （ 2）分流道剪切速率的校核 4 ??主分 25（ cm3 /s） 模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 nR? nQR R?? 分分 =103 S1? （ 3）澆口剪切速率 的校核 R 當(dāng)n =1mm。 Q澆 = Q分 =25 3/cms 433 . 3 2 . 7 1 0nQR R?? ? ?澆澆 S1? 從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明 流道與澆口的尺寸取值是合理的 。 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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，以免塑料件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷。如果排氣不良有以下危害性： （ 1）在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接痕，使表面輪廓不清； （ 2）嚴(yán)重時(shí)在塑件表面產(chǎn)生焦痕； （ 3）降低沖模速度，影響成型周期； （ 4）形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。 因此，及時(shí)有序的將氣體排出是十分必要的。一般有以下幾種排氣方式： （ 1）排氣槽排氣； 模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 （ 2）分型面排氣； （ 3）拼鑲件縫隙排氣； （ 4）推桿間隙排氣； （ 5）粉末燒結(jié)合金塊排氣； （ 6）排氣井排氣； （ 7）強(qiáng)制性排氣。 本塑件是小型塑件，結(jié)合塑件特點(diǎn)，可以采用分型面排氣方式足以排氣，因而不采用排氣槽排氣。 成型零部件設(shè)計(jì) 成型零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的設(shè)計(jì)。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。本設(shè)計(jì)中采用平均值法計(jì)算，其中：塑件的尺寸精度取 IT4 級精度。塑件尺寸的公差值可由參考文獻(xiàn) [5] 表 31 可得出。模具制造精度取 ? =13 ? 。具體的設(shè)計(jì)及計(jì)算如下。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 凹模是成型塑件外表面的零部件，其結(jié)構(gòu)類型有整體式和組合式。本塑料若采用整體式雖然結(jié)構(gòu)簡單、牢固、不容易變形，塑件無拼縫痕跡，但將造成加工困難，浪費(fèi)材料，更換不便，增加成本等一系列問題。所以采用組合式。這樣可以改善加工工藝性，減少熱變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。將四壁加工，熱處理、研磨拋光后壓入模模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 套。為使內(nèi)壁接縫緊密，其連接處外側(cè)留有 的間隙。配合H7/f7，具體見總裝配圖。凹模按其結(jié)構(gòu)可分為六種， ；； ； ； 壁拼合式凹模； 。對于有側(cè)凹的圓形塑件（如骨架類塑件和帶有嵌件的塑件），為了塑件順利地從凹模里取出來，凹模常用相同的兩塊或多塊拼成，所以本產(chǎn)品采用組合式凹模。 型腔的徑尺寸計(jì)算 塑件外形尺寸： ? ， ? 。 由參考文獻(xiàn) [2] 中的公式 77 得型腔的徑向基本尺寸為： 3[]04[ 130 130 ]0 .2250zS S c pL L L Sm??? ? ? ??? ? ? ? ??? （ ） 3[] 04[ 80 80 05 5 38 ]00zS S c pL L L Sm??? ? ? ??? ? ? ??? 其中 Lm—— 型腔的基本尺寸（ mm）； cpS —— 塑料的平均收縮率，由 可知 cpS =； SL —— 塑件外形基本尺寸 (mm)