【文章內(nèi)容簡介】 流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。 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。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計合理、盡量減少塑料的消耗。 主流道設(shè)計 主流道是連接注射機噴嘴與公流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。 本塑件所用的材料為 LDPE（底密度聚乙烯），根據(jù)其流動性特點，主流道設(shè)計的主要參數(shù)如下： =?5 ，內(nèi)壁粗糙度為 . ，取半徑 r=3mm，以減小料流轉(zhuǎn)過渡時的阻力。 ，過長則會影響熔體的順利充型，此處根據(jù)實際情況選35mm. ，材料使用 T8，熱處理強度為 5357HRC. 冷料穴的設(shè)計 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；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。 本塑件采用無拉料桿的冷料穴。 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。多型腔模具必定設(shè)計分流道，單型腔大型塑件在使用多個點澆口時也要設(shè)置分流道。 分流道截面形狀和尺寸的選擇 通常的分流道截面形狀有圓形、矩形、梯形、 U 形和六角形等，為了減少流道內(nèi)壓力損失和傳熱 損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。由于正方形流道凝料脫模困難，六角形流道效率 12 低而圓形截面流道在加工時兩半很難對準，在此，選擇半圓形，取半圓直徑 .參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》 59 頁表 43 分流道的布置 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置分平衡式與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如下圖 71： 圖 71 分流道采用平衡式的 布置圖 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件質(zhì)量的影響很大。 本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點澆口截面積小，對于纖維增強的塑料，澆口斷開時不會損傷塑件表面，故而確定采用點澆口。 澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時，應(yīng)遵循以下原則： （ 1）澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置 （ 2）澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮， （ 3）澆口的位置應(yīng)選擇在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，對于圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。 （ 5）對于帶細長的型芯模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯因沖擊變形。 （ 6）澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。 （ 7）根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口。 72所示 13 圖 72 澆注系統(tǒng)圖 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下： W 塑 = 可得 d 取 4D 取 6； =4mmD=6mmR=15mmh=5mmd1=1mm； ==60～ 70mmL=25mma=4a1=10L1=17mm。 排氣系統(tǒng)對于讓塑料充滿型腔，防止產(chǎn)生接縫和表面輪廓不完整等缺陷有著很重要的作用。一般大型模具，要在分型面開設(shè)專門的排氣槽，以利型腔內(nèi)氣體的排除。 排氣方式：排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊，位置位于塑料熔體流動的末端。一般情況下，排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則。排氣槽寬度可取 ～ 6mm，深度可取 ～ ，長度可取 ～ 。 但對于此模具，無需設(shè)計專門的排氣槽來排氣，可通過分型面及活動型芯與模板之間配合間隙來排氣，足夠能使氣體順利排出。 注：在工廠中，可以利用推桿和模板間的間隙；模板和型芯定位孔；模板和鑲塊的縫隙；側(cè)抽芯和型腔板的間隙；定?；顒有托竞投姘宓拈g隙等排氣。甚至當(dāng)動定模接觸表面的粗糙度較大時，動定模之間也可以排氣。 在本設(shè)計中，可利用頂桿間隙和定模型芯間隙排氣，不再開設(shè)排氣系統(tǒng)。 14 第 8章 注射機的選擇及型號和規(guī)格 ，初步估算澆注系統(tǒng)的體積 （ 1） V 澆 =8～ 9cm3 （ 2）其質(zhì)量約為： W 澆 =V 澆 r 塑 =～ （ 3） S=(n W 塑 +W 澆 )/=23～ 24g 可以初步選項注射機型號為： XSZ30 注射機的技術(shù)規(guī)格如下 （ 1）型號： XSZ30 （ 2）額定注射量 (cm3)： 30 （ 3）螺桿直徑 (mm)： 28 （ 4）注射壓力 (MPa)： 119 （ 5）注射行程（ mm）： 130 （ 6）注射時間（ s）： （ 7）注射方式：柱塞式 （ 8）合模力 kN）： 250 （ 9）最大注射面積（ cm2）： 90 （ 10）最大開（合）模行程（ mm）： 160 （ 11）模具最大厚度（ mm）： 180 （ 12）模具最小厚度（ mm）： 60 （ 13）模板最大距離（ mm）： 340 （ 14）動、定模固定板尺寸（ mm）： 250 280 （ 15）噴嘴圓?。?mm）： 12 （ 16）噴嘴孔徑（ mm）： 2 以上參數(shù)參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》第 240 頁附錄 E，部分國產(chǎn)注射成型機的型號及技術(shù)參數(shù)。 先將粉狀或粒狀從注射機的料斗中送進配備加熱裝置的料筒中，塑化成熔融狀態(tài)；然后，在柱塞的推動下，塑料熔體被壓縮，并以極快的速度向前經(jīng)噴嘴注入到模具型腔中，最后充滿型腔的 熔體經(jīng)過保壓、冷卻而固華成塑件開模取出。如此即完成一個成型周期。 柱塞式成型機中，塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。在柱塞的平穩(wěn)推動下，料流是一種平緩的滯流態(tài)勢。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì) 15 點有著梯度變化的流速，結(jié)果靠料筒軸心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的溫度分布也有差異，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的電熱圈加熱，所以溫度高；而靠近軸心的料，因流動快，且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層，所以溫度低。可見在柱塞式料筒內(nèi)，塑料的塑化程度很不均勻。 （ 1）按外形可分為 臥式、立式和直角式。 （ 2）按傳動方式可分為 機械式、液壓式和液壓、機械聯(lián)合式。 （ 3）按用途又可分為 通用型和專用型。 （ 4）所選注射機的型號為 XSZ30，屬于臥式通用型注射機。 16 第 9章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算 塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模，凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸 ，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐摩性和較低的表面粗糙度。同時還應(yīng)考慮零件的加工性和模具的制造成本。 凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模又稱陰模，是成型塑件外輪廓的零件。凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式。 由整塊金屬材料直接加工而成，這種形式的結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。但當(dāng)塑件形狀復(fù)雜時，采用一般機械加工方法制造型腔比較困難。因此它適用于形狀簡單的塑件。 對于形狀復(fù)雜的塑件或難于機械加工的整體式凹模，為了節(jié)省貴金屬，便于型腔加工， 減少熱處理，通常采用組合式凹模。 亦可以分為：整體式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、大面積鑲嵌式凹模、四壁拼合式凹模。 本塑件的外形簡單，采用整體式凹模。其適用于形狀簡單且凸模高度較小的塑件，整體式凹模為非穿通式模體，強度好，不易變形。 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式。 當(dāng)塑件的內(nèi)形比較簡單，深度不大時，可采用整體式凸模，其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件的質(zhì)量好，但機械加工不便，鋼材耗量較大，適用于小型凸模。 當(dāng)塑件的內(nèi) 形比較復(fù)雜而不便于機械加工時，或形狀雖不復(fù)雜，但為了節(jié)省貴金屬，減少加工量，通常采用組合式凸模。固定板和凸?？煞謩e采用不同的材料制造和熱處理，然后再連接成一體，這種結(jié)構(gòu)形式適用于大型凸模。 由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。 17 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括零件的長和寬）、凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸，故零件的工作尺寸計算主要是凹模和凸模的尺寸計算。 ： （ 1）塑料的成型收縮 成型收縮 引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。 σ s=(SmaxSmin)制品尺寸 σ s成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。 Smax、 Smin分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率。 （ 2）成型零部件的模具制造偏差工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差和裝配偏差。加工偏差就是模具在制造過程中所產(chǎn)生的尺寸偏差，裝配偏差主要是模具在分型面上的合模間隙以及組合模具的配合偏差。 （ 3）成型零部 件的磨損 成型零部件的摩損相對于精度要求不高的大型零部件來說，可以不考慮，但對于精度要求較高的小型零部件，就必須要對其進行考慮。 LDPE 制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取 %和 %。平均收縮率 s 為 %，此產(chǎn)品采用 6 級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x 取值可在 ～ 的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到 IT７～ IT８級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下： 凹模 徑向尺寸計算： 圖 B: mmLsL ZZ sMM0400101]%)[(]21)1[()(?????????????? ?? 18 (C1) 177。δ z/2=(1+s 175。)C1S177。δ z/2 =(1+%) 2 177。 =177。 凸模計算 : 圖 A中： (LM1)0 δ z=[(1+s 175。)LM1S+Δ ]0δ z =[(1+%) 26+ ]= (L1)0+δ z=[(1+s175。)Δ ]0+δ z =[(1+%) ]+=+ (lx)0+δ z=[(1+s175。)Δ ]0+δ z =[(1+%) ]+=+ (CX)177。δ z/2=(1+s175。)CXS177。δ z/2 =(1+%) 11177。 =177。 (wx)0+δ z=[(1+s175。) ]0+δ z =[(1+%) ]+=+ mmLsLZZ sMM0040202]%)[(]21)1[()(??????????????? ?? mmHsH ZZ MSM04000]%)[(]21)1[()(?????????????? ?? 19 圖A 圖B 圖cl,1 圖 C中，螺紋型芯與大型芯的配合采用 H8/f8。 型芯徑向尺寸計算： ???il (hQ)0+δ z=[(1+s175。)Δ ]0+δ z =[(1+%) ]+=+ (hQ1)0δ z=[(1+s175。)hQ1s+Δ ]0δ z =[(1+%) ] 20 = (lQ2)0δ z=[(1+s175。)lQ2S+Δ ]0δ z =[(1+%) 9+]= 計算螺紋型芯的工作尺寸： （ 1）螺紋型芯大徑： (dM大 )0δ z=[(1+s175。)ds大 +Δ 中 ]0δ z 螺紋型芯中徑： (dM中 )0δ z=[(1+s175。)ds中 +Δ 中 ]0δ z 螺紋型芯小徑： (dM小 )0δ z=[(1+s175。)ds小 +Δ 中 ]0δ z dM大 ， dM中 ， dM小 — —— 分別為螺紋型芯的大，中，小徑； ds大 ， ds中 ， ds小 ——— 分別為塑件內(nèi)螺紋大，中，小徑基本尺寸； Δ 中 ——— 塑件螺紋中徑公差； δ z——— 螺紋型芯的中徑制造公差，其值取Δ /5。 將數(shù)據(jù)代入以上公式計算得： (dM大 )0δ z=[(1+%) 14+]= (dM中 )0δ z=[(1+%) +]= (dM小 )0δ z=[(1+%) +]= 注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計時，成型零部件的強度和剛度計算和校核是必不可少的。