【文章內(nèi)容簡介】 m/3 ）； st —注射時間（ s）； sV —模具成型時所需塑料熔體的體積（ 3cm ）， 1VVs? 。 b)單個型腔充模時間 sqVt GGG ??? ………………………… () 式中 Gt ——單個型腔充模時間（ s）； 22 GV ——單個型腔充滿所 需塑料熔體的體積（ 3cm ）， 塑VVG? ； Gq ——澆口體積流量（ scm/3 ）。 c)注射時間 根據(jù)經(jīng)驗公式求得注射時間 sttt Gs ??? ……………………………… () (3)校核各處剪切速率 a)分流道剪切速率 先求出分流道當(dāng)量半徑 nR cmCAR n 3 23 2 ????? ? ………………… () 式中 A——分流道截面（梯形）面積； C——分流道截面（梯形）周長。 根據(jù)經(jīng)驗公式 nRq???…………………………………… () 可以計算出主流道剪切速率： 133 ?????? sR qn?? ， 合理。 式中 ? ——分流道剪切速率 ； q ——熔體的體積容量 。 b)主流道剪切速率 同理， 由式 ()得 ： 133 ?????? sRqns?? ， 合理。 23 第 五 章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凸模、凹模、成型桿、成型塊等。設(shè)計時應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)料口、分型面、排氣位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等。 在工作中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服塑件的粘著力。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，它的強(qiáng)度和剛度必須在許可范圍內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，本例的模具成型零件包括凸模、凹模和側(cè)抽芯部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有 HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求，查《模具材料及熱處理手冊》，本設(shè)計成型零件選用 3Cr2Mo 調(diào)質(zhì)處理，硬度一般為 28～ 35HRC,耐磨性號好且處理過程變形小。還有較好的電加工及耐腐蝕性。 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 (1)凹模又稱陰模，他是成型塑件外輪廓的零件，按其結(jié)構(gòu)形式可分為整體式凹模和組合式凹模。整體式凹模是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點 是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形，塑件表面光滑平整，沒有鑲拼的痕跡。但由于加工困難，故只用于小型且形狀簡單的塑件成型。本塑件分型面設(shè)置于沒有突出的光滑頂面，凹模深度比較 24 淺且形狀簡單，易加工，故可采用整體凹模結(jié)構(gòu)。如圖 所示。 (2) 凸模（即型芯）是塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。該塑件采用組合式凸模。如圖 。 (3)塑件的側(cè)面各有一個較長的孔，分模時無法脫出，需要使用側(cè)抽芯才能順利脫模。側(cè)面型芯做成鑲塊，一般單獨(dú)制造，這樣將易于加工成形，并且在生產(chǎn)中方便直接替換。 圖 凹模 圖 凸模 25 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 查閱參考文獻(xiàn)《中國模具設(shè)計大典第二卷輕工模具設(shè)計》，該設(shè)計所用的公式如下： 凹模（型腔）徑向尺寸的計算： ? ? zScpM LSL ???????? ????0431 ……………… ……… () 凸模（型芯）徑向尺寸的計算： ? ? 0431zScpM lSl ???????? ????………………………… () 凹模（型腔）高度尺寸的計算： ? ? zScpM HSH ???????? ????0321 ……………………… () 凸模（型芯）高度尺寸的計算： ? ? 0321zScpM hSh ???????? ????………………………… () 型芯之間或成型孔之間間距的計算： ? ?? ? zScpM CSC ?211 ??? …………………………… () 以上式中， ML ——型腔徑向尺寸（ mm） SL 、 Sl ——塑件徑向尺寸 (mm) Ml ——型芯徑向尺寸 (mm) MH ——凹模的深度尺寸（㎜） SH 、 Sh ——塑件高度尺寸（㎜） MC ——型芯之間或成型孔之間間距（㎜） SC ——塑件內(nèi)部之間尺寸（㎜） 26 cpS ——塑料的平均收縮率（ %） Δ——塑件公差值（㎜） z? ——組合型芯制造公差（㎜） 對于型腔徑向尺寸來說，已知 ,,4321????????????????zSzSzSzSLLLL???? 查得 ABS平均收縮率 %?cpS ∴ 由 式 ()，可得 ]%)[( ??????ML ?? ]%)[( ??????ML ?? ]%)[( ??????ML ?? ]%)[( ??????ML ?? 對于型腔深度尺寸來說，已知 ,,321????????????zSzSzSHHH??? ∴ 由 式 ()，可得 01 ]%)[( ??????MH 27 ?? ]%)[( ??????MH ?? 03 ]%)[( ??????MH ?? 對于型芯徑向尺寸來說，已知 ,,4321????????????????zSzSzSzSllll???? ∴ 由 式 ()，可得 ]%)[( ??????Ml ?? 0 ]%)[( ??????Ml ?? 0 ]%)[( ??????Ml 0 ?? 0 ]%)[( ??????Ml 0 ?? 對于型芯高度尺寸來說，已知 28 ,8,11,321????????????zSzSzShhh??? ∴ 由 式 () ，可得 0 ]%)[( ??????Mh ?? 0 ]%)[( ??????Mh 0 ?? 0 ]%)[( ??????Mh ?? 、剛度的校核 在注射成型過程中，型腔主要承受塑件熔體的壓力，因此，模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力 [δ ]時，型腔將導(dǎo)致過大的塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，必須對型腔的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行一定的設(shè)計計算。 在進(jìn)行剛度計算時應(yīng)注意以下幾點： (1)保證制品能夠順利脫模；為達(dá)到此目的，型腔允許的彈性變形量不能大于制品的壁厚的收縮率。否則，制品成型后，其周期被變形的型腔緊緊包住，無法脫模。 (2)當(dāng)制品的某部分或某一尺寸同時有幾項要求時，應(yīng)以其中嚴(yán)格的要求來計算剛度。 (3)當(dāng)型腔尺寸的強(qiáng)度計算和剛度計算分界值（取決于制品結(jié)構(gòu)形狀，模具材料的許用應(yīng)力，型腔允許的彈性變形量以及型腔內(nèi)熔時的最大壓力）難以分明的情況下，則應(yīng)分別進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算，并取其最大值作為壁厚和底版的厚度。 、剛度 查參考文獻(xiàn)《模具設(shè)計與制造》表 66，由于選用組合式圓形型腔，選擇以下公式： 按強(qiáng)度條件： 29 ? ?? ???????????????????? ?? 12 21prS ?? ……………………………… () 按剛度條件： ? ?? ? ???????? ??? rpE rpErR ?? ……………………………… () 式中 ， S ——型腔側(cè)壁厚度； R ——圓形型腔外半徑（ mm）； r——圓形型腔內(nèi)半徑（ mm）； E——模具材料的彈性模量（ MPa），預(yù)硬化鋼取 ? MPa； p ——型腔壓力（ MPa），一般取 30～ 50MPa； [δ]——剛度條件，即允許變形量（ mm） [σ]——模具材料的許用應(yīng)力 (MPa)； 通過查資料可得： p 取 40MPa； ??? 取 300 MPa； ? ? ?? 按強(qiáng)度條件計算 , 由 式 (),有 ? ?? ? mmprS 30030122121????????? ??????? ??????????????????????? ?? ? ? 按剛度條件計算 ,由 式 (),有 ? ?? ? mmrpE rpErR 315531 ????????? ????? ??????????????? ??? ?? 根據(jù)上面剛度、強(qiáng)度比較， 符合要求。 、剛度 按強(qiáng)度條件： ? ? 21 ????????? ?prT ………………………………… () 按剛度條件： ? ? 31 ????????? ?EprrT ……………………………… () 按強(qiáng)度條件計算 , 由 式 (),有 30 ? ? mmprT 0 2121??????????????????? ? 按剛度條件計算 ， 由 式 (),有 ? ? mmE prrT 2 31531 ??????? ??????????????? ? 本設(shè)計所選底板厚度為 40mm，所以上述計算結(jié)果符合要求。 31 第 六 章 模架的確定 和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為 3A 型、模架尺寸為 315mm450mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，即可符合要求。 （ 400mm450mm、厚 25mm） 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板 ,材料為 45鋼。通過 4個 M16的內(nèi)六角圓柱螺釘與型腔連接 。定位圈通過 4個 M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接 。定模座板與澆口套為H7/m6 配合 （同時為凹模）（ 315mm450mm、厚 41mm） 本身為成型零件（凹模），并用于固定導(dǎo)套。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/k6 配合，另一端才用 H7/f7 配合；定模板與澆口套采用 H7/m6配合。 （ 315mm450mm、厚 40mm） 用于