【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 m（ nAs +Aj） (34) 式中 As— 塑件型腔在模具分型面上的投影面積； Aj— 塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積； F— 鎖模力； Pm— 模腔壓力 取 120MPa； F≥120[2954+855] ≥392400 N ≥ KN 由于 F=900 KN，故滿足 F=Pm(nAS+Aj)。同時(shí) XSZY125 的額定注射壓力為 120 MPa， 所以注塑機(jī)符合 ABS塑料成型的注射壓力要求。 （ 3） 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具長(zhǎng)寬 拉桿面積 模具長(zhǎng)寬為 225225mm 注塑機(jī)拉桿間距 260290mm 所以模具長(zhǎng)寬 拉桿面積，滿足要求。 模具閉合高度校核：模具實(shí)際厚度 H模 =256mm；注塑機(jī)最小閉合厚度 minH 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 =200mm，注塑機(jī)最大閉合厚度 maxH =300mm,即 minH ≤H?！?maxH ，因此滿足要求。 （ 4） 開模行程校核 對(duì)于單分型面注塑模來說注塑機(jī)開模行程應(yīng)滿足： L = S + maxH (35) L 注塑機(jī)最大開模行程 （ mm） ； S移動(dòng)模板行程 （ mm） ； maxH 模具最大厚度 （ mm） ； 為使塑件容易取出，一般最大開模行程為塑件最大高度的 3～ 4倍，移動(dòng)模板的行程要大于塑件高度的 2倍 。 （ 5） 注塑成型條件 1)熔膠溫度 ABS 屬于無定型塑料，無明顯熔點(diǎn)，熔融流動(dòng)溫度不太高， 160℃以上即有充分的流動(dòng)性，但溫度過高并不會(huì)使流動(dòng)性增強(qiáng)。 ABS 的品種較多，不同品種的料筒溫度有所不同，鼠標(biāo)模具采用的熔膠溫度為 240℃。 2)模 具溫度 模溫的高低對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低），在成型加工時(shí)應(yīng)將模溫控制在允許的范圍內(nèi)，鼠標(biāo)塑件模具模溫控制在 50℃ ～ 70℃ 。 3)注射壓力 注射壓力的大小主要取決于塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚。通常，通用 ABS 的注射壓力為 50～ 70Mpa 。 （ 6） 噴嘴尺寸校核 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑 R2 取比注射機(jī)噴嘴球面半徑 R1大 1～ 2 mm，主流道小端直徑 D取比注射機(jī)噴嘴直徑 d大 ～ 1 mm，如圖 31 所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注 射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則 。 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 31 噴嘴 （ 7） 定位圈尺寸校核 為了保證模具主流道與噴嘴對(duì)準(zhǔn)，注射機(jī)定模板上設(shè)有一個(gè)定位孔，模具上定位圈的外徑 D 與注射機(jī)定模板上定位孔內(nèi)徑 D1 相配合， D=D1，常采用間隙配合。 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第四章 模具的設(shè)計(jì) 塑料配方說明 ABS 塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流 動(dòng)變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認(rèn)為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個(gè)分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連結(jié)成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。 既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工時(shí)收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動(dòng)方向上的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時(shí)間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在 實(shí)際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時(shí)溫度壓力的大小和取向性。 塑料配方設(shè)計(jì)是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié) ,設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣 ,也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)塑料進(jìn)行改性的過程 ,其技術(shù)含量極高 .一個(gè)成功配方的產(chǎn)生是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用高新技術(shù)的結(jié)局 .塑料是以高分子聚合物為主要成分 ,加入一定量添加劑而組成的一種混合物 ,添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物 ,通常為填充劑 ,增塑劑 ,穩(wěn)定劑 ,潤(rùn)滑劑 ,著色劑等 .根據(jù) ABS的特性及使用性能 要求 ,配方中應(yīng)含有以下添加劑 。 增韌劑 —— ABS 的沖擊性能很差 ,是一種十分脆的材料 ,增韌改性是必須的。 光穩(wěn)定劑 —— 氧化鋅；塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。 潤(rùn)滑劑 —— 硬脂酸及其鹽類；對(duì)塑料的表面去潤(rùn)滑作用 ,防止塑料在成型加工時(shí)黏模 ,同時(shí)提高塑料制品表面光潔度。 著色劑 —— 黑 色；在塑料制品中，需要著色的大約占 80%左右，著色的目的有 1） 增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購(gòu)買欲望 ； 2） 提高產(chǎn)品的耐候性，主要是 通過著色劑防紫外線功能而實(shí)現(xiàn)的。 抗菌劑 —— 磷酸鋯系銀離子抗菌劑；考慮到該產(chǎn)品人們可能會(huì)作為玩具把玩 ,因此需要做此設(shè)計(jì) .很多塑料制品的表面會(huì)滋生致病細(xì)菌，與人接觸后可能導(dǎo)致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細(xì)菌殺死或抑制細(xì)菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài)。 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。 澆注系統(tǒng)的作用是：將塑料熔體均勻地送到 每個(gè)型腔，并將注射壓力有效地傳送到型腔的 各個(gè) 部位，以獲得形狀完整、質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。它的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)中很重要的環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)好壞直接影響到塑件的質(zhì)量及成型效率 。 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指注射機(jī)噴嘴與型腔或與分流道連接的這一段進(jìn)料通道，是塑件熔體進(jìn)入模具最先經(jīng)過的部位，它與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上。在臥式或立式注射機(jī)用模具中，主流道垂直于分型面。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和 開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 如圖 41所示 （ 1） 主流道尺寸 內(nèi)表面粗糙度 Ra= m? 主流道錐角 ? = 2176。～ ?6 主流道小端直徑 D=注射機(jī)噴嘴直徑 +（ ～ 1） （ 41） =4 （ ～ 1）， 取 D= 主流道球面半徑 SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑 +（ 1～ 2） （ 42） =12 + (1～ 2)， 取 SR0=13 球面配合高度 h=3～ 5mm，取 h=3mm 主流道長(zhǎng)度 L=127mm 澆口套總長(zhǎng) LO=L+h=130mm （ 2） 主流道襯套的形式 主流道小端入口處于注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而模具主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進(jìn)行單獨(dú)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。長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 41 主流道 分流道 分流道是主流道 與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)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。 （ 1）分流道布置形式 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；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。模具的流道布置形式采用平衡式。 （ 2）分流道的長(zhǎng)度 長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，減少?gòu)澱?。該模具的分流道長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)過程中由繪圖得出。 （ 3）分流道的形狀及尺寸 分流道的斷面形狀有圓形， 矩形，梯形， U形和六角形。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(zhǎng)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。在該模具上取 圓 面形狀，直徑為 9mm。 常用分流道斷面尺寸推薦如表 42所 示 。 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 表 42 流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱 分流道斷面直徑mm 塑料名稱 分 流 道 斷 面 直 徑 mm ABS， AS 聚乙烯 尼龍類 聚甲醛 丙烯酸 抗沖擊丙烯酸 醋酸纖維 素 聚丙烯 異質(zhì)同晶體 ~ ~ ~ ~10 8~10 8~ 5~10 5~10 8~10 聚苯乙烯 軟聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 熱塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 離子聚合物 聚苯硫醚 ~10 ~10 ~16 ~ ~ ~10 ~10 ~10 ~13 （ 4）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(dòng)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，一般取 ～ 微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)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=。 如圖 43所示 。 圖 43 分流道 拉料桿和 冷料穴 （ 1）拉料桿的設(shè)計(jì) 拉料桿的作用是開模時(shí)將流到凝料留在我們希望它留的地方。拉料桿按其結(jié)構(gòu)分為直身拉料桿、勾形拉料桿、圓頭形拉料桿、圓錐拉料桿和塔形拉料桿。拉料桿按其裝配位置又分為主流道拉料桿和分流道拉料桿。 如圖 44所示 。 拉料桿在使用中應(yīng)注意一下幾點(diǎn)： ①一套模具 中若使用多個(gè)勾形拉料桿，拉料桿的勾形方向要一致。對(duì)于在脫模時(shí)無法作橫向移動(dòng)的制品，應(yīng)避免使用勾形拉料桿； 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ②流到出的勾形拉料桿，必須預(yù)留一定的空間作為冷料穴； ③使用圓頭形拉料桿時(shí)，應(yīng)注意尺寸。 圖 44所示 拉料桿 （ 2）冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上， 或處于分流道末端 。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。 冷料穴的分類： ①底部帶推桿的冷料穴； ②推板推出的冷料穴； ③無拉料桿的； ④分流道冷料穴； 我們這里選用的拉料桿是固定在動(dòng)模板上的 。 澆口 澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道，它是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。它也是分流道與塑件之間狹窄的部份，也稱澆注系統(tǒng)最短小的部份。 如圖 45 所示 。 澆口 的形狀數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。 流動(dòng)距離越長(zhǎng)，由凍結(jié)層與中心流動(dòng)層之間流動(dòng)和補(bǔ)縮引起的內(nèi)應(yīng)力越大；反之，流動(dòng)距離越短，從澆口到制件流動(dòng)末端的流動(dòng)時(shí)間越短，充模時(shí)凍結(jié)層厚度減薄，內(nèi)應(yīng)力降低，翹曲變形也會(huì)因此大為減少。 澆口的作用： （ 1） 防止倒流。當(dāng)注射壓力消失后，封鎖型腔，使尚未冷卻固化的塑料不會(huì)倒流回分流道； （ 2） 升高熔體溫度。熔體經(jīng)過澆口時(shí)，會(huì)因剪切及擠壓而升溫，有利于熔體填充腔體； （ 3） 調(diào)節(jié)及控制進(jìn)料量和進(jìn)料速度。在多腔注塑模中，當(dāng)分流道采用非平衡布置時(shí)，可以通過告便交口的大小來控制進(jìn) 料量，使各腔能在差不多相同的時(shí)間內(nèi)同時(shí)充滿。這叫做人工平衡進(jìn)料； 長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 （ 4） 提高成型質(zhì)量。澆口設(shè)計(jì)不合理時(shí)，易產(chǎn)生填充不足、收縮凹陷、蛇紋、震紋、熔接痕及翹曲變形等缺陷。 澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們?cè)陂_設(shè)澆口時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置； （ 2） 澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮； （ 3） 澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除； （ 4） 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位； （ 5） 對(duì)于帶