【文章內(nèi)容簡介】 強度和剛度：脫模時能經(jīng)受脫模機構的沖擊與振動：裝配時能承受緊固力。塑料制品規(guī)定有最小厚度值，熱塑性塑件的最小壁厚計算公式為 Smin=() 式中 Smin—— 塑料的最小壁厚， mm。 h—— 預計的塑料壁高， mm。 按照上述公式，前殼的最小壁厚為 Smin= ()=。 前殼的壁厚 S=， 滿足最小厚度條件。 （ 3） 拔模斜度分析 塑件在模塑成型過程中，塑料從熔融狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)，將會產(chǎn)生一定量的尺寸收縮，從而使塑件緊緊地包在模具型芯和型腔中凸起的部分上，為此必須考慮內(nèi)外壁有足夠的拔模斜度 [14]。使用 Pro/E 軟件進行拔模斜度分析結果如圖所示。 圖 24 拔模斜度分析結果 10 通過上述分析，可以得出外殼的結構設計較為合理，壁厚均勻，拔模斜度適當，選用的材料成型工藝性好，可能進行注射工藝操作。 模具澆注系統(tǒng)方案的確定 澆注系統(tǒng)設計原則 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出之后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔，并將注射壓力傳遞到模腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)設計好壞對塑件性能、外觀和成型難易程度影響頗大 [16]。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類型。本設計中采用普通流道的澆注系統(tǒng)。 普通流道的組成及作用 普通流道的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。普通流道的澆注系統(tǒng)從總體來看，有如下作用： 將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻 而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內(nèi)的氣體能及時順利排出。 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質量優(yōu)良的塑料制件。 普通流道澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)設計是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內(nèi)外在質量等影響很大，而且還與塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關，因此，澆注系統(tǒng)設計是模具設計的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進行總體設計時，一般應遵循如下基本原則： 11 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性。 采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失。澆注 系統(tǒng)作為充填型腔的流動通道，要求流經(jīng)其內(nèi)的塑料熔體熱量損失及壓力損失減小到最低程度，以保持較理想的流動狀態(tài)及有效地傳遞最終壓力。為此，在保證塑件的成型質量，滿足型腔良好的排氣效果的前提下，應盡量縮短流程，同時還應控制好流道的表面粗糙度，并送減少流道的彎折等，這樣就能夠縮短填充時間，克服塑料熔體因熱量損失和壓力損失過大所引起的成型缺陷，從而縮短成型周期，提高成型質量，并可減少澆注系統(tǒng)的凝料量。 澆注系統(tǒng)設計應有利于良好的排氣。澆注系統(tǒng)能夠順利地引導塑料熔體充滿型腔的各個角落，使型腔及澆注系統(tǒng)中的氣體有序地 排出，以保證填充過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，也不會因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等成型缺陷。因此，設計澆注系統(tǒng)時，應注意與模具的排氣方式相適應，使塑件獲得良好的成型質量。 防止型芯變形和嵌件位移。澆注系統(tǒng)的設計應盡量避免塑料熔體直沖細小型芯和嵌件，以防止熔體沖擊力使細小型芯變形或使嵌件位移。 便于修整澆口以保證塑件外觀質量。 澆注系統(tǒng)應結合型腔布置綜合考慮澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關，應在設計時盡可能保證在同一時間內(nèi)塑料熔體充滿各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射 機鎖模機構的鎖模力作用中心相重合，這對于縮模的可靠性及縮模機構受力的均勻性都是不利的。 盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量。 澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應有 IT8 以上的精度要求。 設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施。 12 流道及澆口設計 主流道設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料順利拔出，主流道三維模型如圖 31所示。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，所以在注射中主流道部分常設計成可拆卸更換的澆口套[17]。由于本設計采用一模一腔，因此不需要設計分流道。 圖 25 主流道三維模型 13 澆口設計 澆口也稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，它使塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，以得于迅速充滿型腔，同時還起封閉型腔防止熔體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質量 的影響很大[18]。澆口的主要作用如下：熔體充模后，首先在澆口處凝固，當注射機螺桿抽回時可防止熔體向流道回流；熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時會產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。易于切除澆口尾料；對于多型腔模具，澆口能用來平衡進料。 澆口的位置選擇原則：盡量縮短流動距離，流道彎折少，流動毗合適；盡可能開設在塑件的厚壁外；盡量減少或避免熔接痕、增加熔合強度及避免熔接痕位于塑件的載荷集中處；應盡量有相于型腔中氣體的排除；考慮熔體取向作用的影響與適時利用；產(chǎn)生噴射和蠕動；注意澆口的去除及其痕跡對塑件外觀質量的影響；應有得 于熔體在腔內(nèi)的流動；應避免沖擊使型芯或嵌件移位或變形 [19]。 澆口的形式很多，常見的有側澆口、點澆口、潛伏澆口等 [20]，側澆口常設在多型腔模具上。其優(yōu)點是進口可隨意選擇進料位置，澆口的深度及寬度在試模后根據(jù)需要可加深或加寬。其缺點是在塑件一端側壁處進料，流程中心澆口長一倍左右，料流末端面易產(chǎn)生深接痕，深型腔底部易生氣孔，影響塑件質量。潛伏澆口的進料口設在塑件內(nèi)側時，脫模時，推桿將流道與塑件分別推出的同時，推桿切斷進料口，可實行注射機的全自動操作，但是，隧道斜也的加工較困難。為了將斜的點澆口推出，必須是柔韌性好塑料，并且要嚴格掌握塑件在模內(nèi)的冷卻時間，在流道末凝固前及時推出潛伏澆口。而點澆口的進料口設在弄腔底部，排氣順暢，成 型好，點澆口拉斷后，僅在塑件上留下很小痕跡，不影響塑件的外觀質量。 [21] 14 由于平板電腦外殼要求 表面不允許有澆口痕跡和飛邊，因此選用點澆口，如圖 32所示。 澆口位置選取在平板電腦外殼外表面頂面中心位置，以保證型腔內(nèi)塑料的流動最佳，以保證型腔內(nèi)塑料的流動狀況最佳，并獲得恰當?shù)某淠ＰЧ妥畲蟮闹破窂姸?。澆口的尺寸可以查閱實用模具設計簡明手冊 . 圖 26 澆口的尺寸 15 模具成型零件的設計 分型面的設計 分開模具取出塑件的面稱為分型面 。注射模有一個分型面或多個分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向。分型面的形狀有平面和曲面等，但也有將分型面作傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和 制品脫模較易。有合模對中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。 本設計有兩個型面，分型面如圖 41所示。 圖 27 分型面 分型面設計原則 選擇分型面時，應考慮的基本原則： 分型面應選在塑件外形最大輪廓處 當已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法從形腔 中脫出。 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當制件的壁相當厚 16 但內(nèi)孔較小時，則對型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時可將型芯和凹模的主要部分都設在動模邊，利用頂管脫模，當制件的孔內(nèi)有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。 保證制件的精度和外觀要求 與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應盡可能設置在同一半模具腔內(nèi)。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處。 分型面應使模具分割成便于加工的部件，以減少機械加工的困難。 不妨礙制品脫模和抽芯。 在安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直方向的避側凹或側孔。 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。 盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。 在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 圖 28 模具型腔布局 17 圖 29 自動工件 圖 210 尺寸收縮 18 圖 211 復制的部分分型面 圖 212 堵口 19 圖 213 延伸 圖 214 延伸完畢 20 圖 215 完成上下模的分型面 在創(chuàng)建分形面的時候，由于在板音量孔處的開口不在同一個平面內(nèi)，因此造成無法創(chuàng)建分形面，在多方嘗試下無果，最后不得不修改原模型，將開口開在了同一平面內(nèi)，這個問題的解決使得我明白了在模具設計的過程中，往往能夠發(fā)現(xiàn)原型不合理的地方，并且在一個模具的設計過程中，還會伴隨著模型的改變。 并且，在創(chuàng)建分型面的過程中，由于本人十分喜愛延伸命令，結果導致分型失敗，因為延伸命令若是在同一曲面上延伸的兩個曲面，那么這兩個曲面是無法合并的，并且會產(chǎn)生間隙導致分型失敗。 凹模和凸模設計 凹模和凸模 凸 模 ,凹模如圖所示。 21 圖 216 凸模 圖 217 凹模 22 凹模和凸模結構設計 構成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱成型零部件。成型零件工作時，直接與塑料熔體接觸，承受熔體料流的高壓沖刷、脫模摩擦等。因此，成型零件不僅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，而且還要有合理的結構，較高強度、剛度及較好的耐磨性 [22]。 成型零部件決定了幾何形狀和尺寸，通常包括：凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等