【文章內(nèi)容簡介】 用效果如何，應在試模中檢驗與改進。 澆口位置的選擇 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應遵循如下原則：避免塑件上產(chǎn)生缺陷；澆口應開設在塑件截面最厚處；有利于塑料熔體的流動；利于型腔的排氣；考慮塑件受力情況；增加熔接痕牢度；流動定向方位對塑件性能的影響；澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響；校核流動比；防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。此外，在選擇澆口位置和形式時，還應考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不 影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素。 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 分流道的平衡 在多腔模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會相同的，但可以認為他們的流速是相等的，以此達到各型 腔同時充滿的目的。為此各流道之間應以不同的長度或截面尺寸來達到流量不等，經(jīng)分析可推導，可用下式進行平衡計算： 式中 Q1， Q2—— 熔融樹脂分別在流道 1 和流道 2 中的流量， cm3/s； d1,d2—— 分流道 1和分流道 2的直徑， cm。L1， L2—— 分流道 1和分流道 2 的長度， cm。 19 當分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等時，則各流道的長度變化、長度尺寸等均應相同。 澆口的平衡在多型腔非平衡分流道布置時，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融 體同時充滿各型腔。澆口平衡簡稱為 BGV（ balanced gate value） ,只要做到各型腔 BGV 值相同，基本上能達到平衡填充。對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計算公式如下： BGV= 式中 Sg—— 澆口的截面積， mm2。； Lg—— 澆口的長度， mm。Lr—— 分流道的長度，mm。 注系統(tǒng)斷面尺寸 對工業(yè)上使用較合理的 30 多副注射模具，根據(jù)所用注射機的技術規(guī)格，作了幾種塑料熔體的充模計算，結果認為主流道和分流 道的剪切速率γ =5 10178?！?5 10179。s1，澆口剪切速率γ =104~105 s1，平衡系統(tǒng)的充模過程近似于等溫流動。 γ =f（ Q， Rn）的關系式可用如下的經(jīng)驗公式表達： 式中 γ —— 熔體在流道中的剪切速率（ s1）； Q—— 熔體在流道中的體積流率（ cm3/s）； Rn—— 澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（ cm）。 確定適當?shù)募羟兴俾师? 澆注系統(tǒng)各段的γ值如下： 主流道： γ s=5 10179。s1； 分流道： γ r=5 10178。 s1； 點澆口： γ Q=105 s1；其它澆口：γ Q=5 10179?！?5 104 s1 確定體積流率 Q， 澆注系統(tǒng)中各段的 Q值是不同的。 主流道的 Qs 根據(jù)模具成型塑件的體積和所用注射機的技術規(guī)格，由下式計算： (cm3/s) 式中 Qs—— 主流道的體積流率 (cm3/s)； —— 注射時間 （ s）； QP—— 模具成型塑件的體積，通常取 QP = （ ～ ） Qn； Qn—— 注射機的分稱注射量。 20 由《塑料模具技術手冊》之《輕工模具手冊之一》中表 310 ，可根據(jù)注射機的公稱注射量查得注射時間 =。 所以 =≈ (s) 分流道的 QR 和澆口處的 QG 對于多點進料的單腔模，或各型腔相同的多腔模，若分流道采用平衡式布置，則各分流道及澆口中的體積流率為： QR = QG = Qs /m (cm3/s) 式中 QR， QG—— 分流道或澆口中的體積流率 (cm3/s)； m—— 分流道的數(shù)目。 所以 QR = QG =(cm3/s) 由上述經(jīng)驗公式可算出 主流道 （ mm） 分流道 （ mm） 澆口 （ mm） 以上澆注系統(tǒng)斷面的確定也可以根據(jù)γ — Q— Rn 關系曲線圖直接查得。 7 模架的確定和標準件的 選用 在學校作設計時，模架部分要自行設計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。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。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸， 21 再結合標準模架，可選用標準模架 200179。 L，其中 L取 315mm，可符合要求。模架上要有統(tǒng)一的基準，所有零件的基準應從這個基準推出，并在模具上打出相應的基準標記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動、定模固定板之間通過導向零件定位；脫出固定板通過導向零件與動?；蚨９潭ò宥ㄎ?；模具通過澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位；動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位；墊快不需要與動模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。 兩模板之間應有分模隙 ，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板 定模固定板 （定模座板）（ 250 315，厚 25mm） ； 主流道襯套固定孔與其為 H7/m6過渡配合；通過 6 個 248。10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接；定模墊板通常就是模具與注射機連接處的定模板。 定模板 （ 200 315，厚 25mm） ， 上面的型腔為整體式；有四個型芯固定孔；其導柱固定孔與導柱為 H7/m6 過渡配合。 動模固定板 （ 250 315，厚 25mm） ， 用于固定型芯（凸模）、導套。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，固定板應有一定的厚度，并有足 夠的強度，一般用 45鋼或 Q235A制成，最好調(diào)質(zhì) 230～ 270HB；導套孔與導套為 H7/m6 或 H7/k6 配和；型芯孔與其為 H7/m6過渡配合。 動模板 （ 200 315，厚 32mm） ， 其注射機頂桿孔為 248。50mm；其上的推板導柱孔與導柱采用 H7/m6 配合。 動模墊板 （ 200 315，厚 32mm） ， 墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、導柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用 45 鋼，經(jīng)熱處理 235HB 或50 鋼、 40Cr、 40MnB 等調(diào)質(zhì) 235HB，或結構鋼 Q235～ Q275。還起到了支承板的作用，其要承受成型壓力導致的模板彎曲應力。 墊塊 （ 40 315，厚 63mm） 主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成頂出機構的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。 結構型式 ： 可為平行墊塊、拐角墊塊。 22 墊塊一般用中碳鋼制造，也可用 Q235A 制造，或用 HT200，球墨鑄鐵等。 墊塊的高度計算： h=15+16+20+12=63（ mm） 式中 Δ — 頂出行程的余量，一般為 5～ 10mm， 以免頂出板頂?shù)絼幽|板。 模具組裝時，應注意左右兩墊塊高度一致，否則由于負荷不均勻會造成動模板損壞。 推桿固定板（ 118 315，厚 16mm），固定推桿。 推板（ 118 315，厚 20mm） 8 合模導向機構的設計 注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面導向機構用于動、定模之間的精密對中定位。 機構的功用 導向機構的功用：定位作用；導向作用；承載作用；保持運動平穩(wěn)作用。 定位機構的功用：對于薄壁、精密塑件注射模，大 型、深型腔注射模和生產(chǎn)批量大的注射模，僅用導柱導向機構是不完善的，還必須在動、定模之間增設錐面定位機構，有保持精密定位和同軸度的要求。當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據(jù)模具結構進行具體設計。此模具為小型模具，對精度要求也不是很高，所以不需要用定位機構，可直接由導向機構定位。 導向結構的總體設計 導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止導柱和 導套壓入后變形；該模具采用 4根導柱，其布置為等直徑導柱不對稱布置；該模具導柱安裝在動模固定板上，導套安裝在定模固定板上；為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應制有承屑板，即可削去一個面或在導套的孔口倒角；各導柱、導套及導向孔的軸線應保證平行；在合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞；當動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 導柱的設計 23 該模具采用帶頭導柱，且不加油槽；導柱的長度必須比凸模端面高度高出 6～ 8mm；為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或 球形的先導 部分；導柱的直徑應根據(jù)模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度， 該導柱直徑由標準模架知為248。20；導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按 H7/m6 配合。導柱滑動部分按 H7/f7 或H8/f7 的間隙配合；導柱工作部分的表面粗糙度為 m；導柱應具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼 T8A、 T10A經(jīng)淬火處理，硬度為 55HRC 以上或 45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度 55HRC 以上。 導套的設計 結構形式：采用帶頭導套（Ⅰ型），導套的固定孔與導柱 的固定孔可以同時鉆，再分別擴孔，以保證其配合精度；導套的端面應倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣；導套孔的滑動部分按 H8/f7 或 H7/f7 的間隙配合，表面粗糙度為 μ m。導套外徑按 H7/m6 或 H7/k6 配合鑲入模板；導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導柱或?qū)桌? 導柱與導套的配合形式 導柱與導套的配用形式要根據(jù)模具的結構及生產(chǎn)要求而定，該模具采用的配合形式如下圖所示： 圖 81 導柱與導套的配用 9 脫模推出 機構的設計 通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平齊，或高出型腔底面 ～ ；推桿與推桿固定板，通常采用單邊 的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推 24 桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；推桿的材料常用 T T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 HRC 50，工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra 。 脫模阻力計算 塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于 1/20，為薄壁殼體形塑件，且塑件斷面為矩環(huán)形，故所需脫模力的計算公式如下： 式中 E—— 塑料的 拉伸模量（ MPa）（可由表查得 ABS 的拉伸模量為 ～ ）；—— 塑料成型平均收縮率 (%)； t—— 塑件的平均壁厚（ mm）； L—— 塑件包容型芯的長度（ mm）； —— 塑料的泊松比；￠ —— 脫模斜度（該模具脫模斜度選定為 2176。）； f——塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù)； r—— 型芯大小端平均半徑（ mm）； B—— 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積 (cm2)，當塑件底部上有孔時， 10B項應視為零； K1—— 由 f和￠決定的無因次數(shù)，可由下式計算： ≈ 1，也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 K1= 代入計算，得 = kN = kN 10 側向分型抽芯機構的設計 25 101 側型芯的抽芯方式 上圖所示彈簧抽芯機構，型芯處在定模一邊。脫模時，可實現(xiàn)先由上示側抽芯機構控制的抽芯動作，然后再實現(xiàn)塑件的脫模。 側抽芯的基本尺寸 根據(jù)模具的整體結構尺寸和抽芯機構抽芯距及抽芯力的計算，可確定抽芯機構型芯部分側型芯的具體尺寸如下圖： 圖 102 側型芯 側型芯外擋塊的設計，形式如下圖： 26 圖 103 側型芯擋塊 側抽芯的導滑形式 采用圓形導滑孔，側抽芯與導滑孔之間是間隙配合，配合精度可選 H8/f7 或 H8/f8，導滑孔硬度應達到 HRC52～ 56。 為了開之前，側抽芯機構能夠順利地實現(xiàn)抽芯動作，需在型芯固定板上裝 4個對稱布置的彈簧頂銷。頂銷為圓頭銷：材料 35 鋼、熱處理 43～ 48HRC； 彈簧的規(guī)格及尺寸：圓柱螺旋壓縮彈簧：材料 65Mn、型號為 12 24 7Ⅲ類 ， 此彈簧受變負荷作用，次數(shù)在 106次以上，最大工作負荷為 。 該模具在開模時同由于彈簧頂銷差距的作用，使得開模過程是先實現(xiàn)側抽芯動作后再開模，因此不會造成 塑件縱向開模時損壞的情況。 11 成型零件的