【文章內容簡介】 2+=64mm 20 分流道截面積： A=[(4+3)/2] 3= 凝料體積為： q 分 =64 =672mm3= (3)分流道剪切速率校核 采用經驗公式 Rq ?? /? 3= 103s1 在 5 102～ 5 103之間，剪切速率校核合理 式中 q=v/t=2 v1/1=2 = Rn=3cF?22 = t 注射時間 取 1s A 梯形面積（ ） C 梯形周長（ ） (4) 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取 ? m～ ? m即可，在此取 ? m， 這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 如圖 10所示。 澆口的設計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統中截面最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。 澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據經驗確定，取其下限，然后加以修正。 一般澆口的截面積為分流道截面積的 3%~9%，截面形狀為矩形或圓形，澆口長 度為 ~2mm，表面粗糙度不低于 m? 。 21 澆口的主要作用有兩個：一是塑料熔體流經的通道；二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。在本次設計中為了滿足塑件的要求不在表面留下痕跡，不影響塑件的外觀，采用潛伏式澆口，尺寸為：Ｌ＝ 1ｍｍ， ?30?? ， ?15?? ，ｄ＝ ，具體的表示形式見圖 10： 圖 54 冷料穴一般 位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成冷接縫。本設計中對于冷料穴的選 擇是按照設計的目的來選擇的。由于此設計的目的是要實現自動脫模。所以選擇如下圖的冷料穴（與推桿相匹配的冷料穴）。這種冷料穴的底部有一根推桿，而推桿安裝在推板上，與其它推桿或推管連用。該設計采用的是 Z 形頭冷料穴，它很容易將主流道凝料拉離定模，當其被推出時又很容易脫落。示意圖如下： 22 圖 55 排氣槽的設計 在注 塑成型過程中，模具內除了型腔和澆注系統中有的氣體外，還有塑件受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，使塑件產生氣泡，或使塑料熔接面不良而引起缺陷，因而須進行排氣設置。 1）排溢設計 ： 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內的氣體等。 2）引氣設計： 對于一些大型腔殼形塑件，注射成型后，整個型腔由塑料填滿，型腔內氣體被排出，此時塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構成真空，當塑件脫模時，由于受到大氣壓的作用，造成脫模困難，如采用強行脫模 ，勢必使塑件發(fā)生變形或損壞，因此必須加引氣裝置。 3）排氣系統有以下幾種方式： 利用排氣槽；利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；有時為了防止制品在頂出時造成真空而變形，必須 23 設置進氣裝置。 4）該套模具的排氣方式有 ； ； 綜合以上所述，結合到本模具，本模具采用分型面間隙排氣，不用專門設計排氣槽。 第六章 模架的確定 以上內容確定之后，便根據所定內容設計模架。根據《塑料模具設計手冊》可以確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。在確定了標準模架尺寸以后就可以用 pro/E、 AutoCAD 等繪圖軟件把模架調出來。 標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機構及精密定位用標準組件等。 在設計模具時，應盡可能地選用標準模架和標準件，因為標準件有很大一部分已經商品化，隨時可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本時極其有利的，提高公司在市場中的競爭力。 設計模具時，開始就要選定模架。當然選用模架時要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機構的形式，有 抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。 考慮到設計要求我選擇了 400L(1)模架中的 A1型號，其中 L＝350，由于本設計要求抽芯機構，采用了斜導柱分型的方式，根據結構的需要對墊塊做了一定的修改，各部分的設計和尺寸如各零件圖所示： 24 1）定模座板（ 400? 350，厚 25mm） 通過 4 個 248。16 的內六角螺釘與定模板連接； 2）定模板（ 400? 350，厚 35mm） 用以固定型芯，通過 4 個 248。6 的內六角螺釘與上模仁連接。 3）動模板（ 400? 350，厚 35mm） 用以固定型腔，通過 4 個 248。6 的內六角螺釘與下模仁連接。 4）動模座板（ 250? 250，厚 25mm） 其注射機頂桿孔為 248。40mm； 其上的推板導柱孔與導柱采用 H7/f7 配合。 5) 墊塊（ 63? 350mm，厚 90mm） ：在動模座板與動模墊板之間形成推出機構的動作空間，或是調節(jié)模具的總厚度，以適應注射 機的模具安裝厚度要求。 ：可以是平行墊塊、也可以是拐角墊塊。（該模具采用平行墊塊） ，也可用 Q235A 制造，或用 HT200，球墨鑄鐵等。 4 .墊塊的高度計算： h 墊塊 =h 限釘 +h 頂墊 +h 頂固 +s 頂 +Δ = 0+31+20+35+4 =90（ mm） 式中 Δ— 頂出行程的富裕量，一般為 3～ 6mm，以免頂出板頂到動模墊板 25 第七章 成型零件的設計與計算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 ，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 本套模具的成型零件主要包括型芯，型腔，四個鑲塊，四個抽芯。以下對各成型零件進行分析計算。 成型零件鋼材選用 根據塑件結構屬于中等復雜的，成形壓力較大，表面質量一般決定模具表面質量一般這一事實，故在設計成型零件 (凹模 )中選用了40Cr。 40Cr 的供貨硬度不高，易于切削加工。而后再通過滲碳、淬火、回火等熱處理，鋼材硬化，具有 ～ ，耐磨性好且處理過程變形小。由于材質純凈，可作鏡面拋光，還有較好的電加工及抗銹蝕性能。 凹模的結構設計 型腔是直接和高溫高壓的塑件相接觸，它的質量直 接關系到制件質量，要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性，以承受塑件的擠 26 壓力和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當的表面粗糙度（一般 以下），保證塑件制品表面的光潔美觀和容易脫模。該設計采用整體式鑲嵌式凹模，具體的形式見圖 71： 圖 71 凸模的結構設計 凸模（即型芯）是成型塑件內表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種內型。本零件表面十分復雜，尤其是板上刻度及上面文字，在此采用組合式中的鑲件組合式凸模；因為對于形 狀復雜的凸模，為了加工方便，可采用此結構，但應注意型芯不要靠的太近。 設計鑲嵌式和組合式凸模時，應盡可能滿足下列要求： （ 1）將型腔的內型加工變?yōu)殍偧徒M合件的外形加工； （ 2）拼縫應避開型腔的轉角或圓弧部分的外形加工； （ 3）鑲件的數量力求減少，以減小對塑件外觀和尺寸精度的影響； （ 4）易損壞部分應設計獨立的鑲件，便于更換； 該凸模圖如圖 72： 27 圖 72 成型零件工作尺寸的計算 所謂 工作尺寸是指成形零件上直接用以成形塑件部位的尺寸，主要有凹模和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長度和寬度尺寸）、凹模的深度和型芯的高度尺寸，中心距尺寸等。工作尺寸計算受塑件尺寸精度的制約。影響塑件精度的因素甚多，且十分復雜，因此塑件尺寸難以達到高精度。 為計算簡便起見，規(guī)定凡是孔類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負。 ，型腔工作尺寸計算 模腔工作尺寸包括凹模和型芯的徑向尺寸，凹模深度及型芯高度尺寸、中心距次尺寸的計算。計算如下： （ 1） 平均收縮率計算型腔尺寸 聚碳酸酯的收縮率一般為 %～ %,因為是短玻纖化 PC,從而得出聚碳酸酯的平均收縮率為 2%。計算徑向尺寸。 由《塑料模具技術手冊》得出聚碳酸酯的一般精度等級為 4 級。同時得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的寬度尺寸為 ㎜ ， 28 所以查表得Δ = 1）按照平均收縮率計算凹模徑向尺寸公式 ? ?? ? ZscpM LSL ?????? 431 式中 LM—— 凹模的徑向尺寸， ㎜ Scp—— 塑料的平均收縮率， % Ls—— 塑件徑 向公稱尺寸， ㎜ Δ —— 塑件公差值， ㎜ δ z—— 凹模制造公差， ㎜ 已知 Ls= ㎜ Scp= Δ = ㎜ 所以 δ z=Δ /5= ㎜ LM=[ (1+)3/4? ]+ =+ 塑件的長度尺寸是 時，查表得Δ =，δ z—— 凹模制造公差， ㎜ 取Δ /5（下面的計算都安此計算）。依據上面的公式得出： ? ?? ? ZscpM LSL ?????? 431=[ (1+)3/4? ]+ =+ 以下為其他型腔工作徑向尺寸的計算： ? ?? ? ZscpM LSL ?????? 431 δ z＝Δ /5 Δ＝ ? ?? ? ZscpM LSL ?????? 431 δ z＝ ＝ [ (1+)3/4? ]+ ＝ + 29 ? ?? ? ZscpM LSL ?????? 431 δ z＝Δ /5 Δ＝ ? ?? ? ZscpM LSL ?????? 431 δ z＝ ＝ [ (1+)3/4? ]+ ＝ + 2） 凹模深度尺寸 由《塑料模具技術手冊》得出聚碳酸酯的一般精度等級為 4 級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸 Hs= ㎜ ，所以查表得Δ = ㎜ 按照平均收縮率計算凹模深度尺寸公式 ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 式中 HM—— 凹模的深度尺寸， ㎜ Scp—— 塑料的平均收縮率， % Hs—— 塑件高度公稱尺寸， ㎜ Δ —— 塑件公差值， ㎜ δ z—— 凹模深度制造公差， ㎜ 已知 Hs= ㎜ Scp= Δ = ㎜ 所以 δ z=Δ /5= ㎜ HM=[(1+)? － 2/3? ]+ =+ 而另外一個高度尺寸為 4mm，查表得Δ = ㎜ ，因為： Scp= Δ = ㎜ 所以 δ z=Δ /5= ㎜ HM=[(1+)? 42/3? ]+ 30 =+ 以下為其他型腔深度尺寸計算 ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 δ z＝Δ /5 Δ＝ ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 z? ＝ ＝ =[(1+)? ? ]+ =+ ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 δ z＝Δ /5 Δ＝ ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 z? ＝ ＝ =[(1+)? 72/3? ]+ =+ ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 δ z＝Δ /5 Δ＝ ? ?? ? zscpM HSH ?????? 321 z? ＝ ＝ =[(1+)? 52/3? ]+ =+ （ 2） 按平均收縮率計算型芯尺寸 1）徑向尺寸