【文章內(nèi)容簡介】 密度由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》表 1－ 4 查得：ρ =），如圖 3－ 2 所示： 【圖 3－ 1】 投影面積計(jì)算 結(jié)果如下： 體積 = +03 毫米 ^3 曲面面積 = +03 毫米 ^2 密度 = +00 公噸 / 毫米 ^3 質(zhì)量 = +03 公噸 故注塑件的體積為： V≈ 4= 質(zhì)量為： M≈ ＝ （注：此處的塑件體積及質(zhì)量都不包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)） 注塑機(jī)選擇及注射工藝參數(shù)確定 注射機(jī)的選擇 考慮塑件的外形尺寸、型腔數(shù)量、注射所需壓力及其它綜合情況，查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》附表 8，初步選用注射機(jī)為 XSXY60 型，其主要參數(shù)如下： 結(jié)構(gòu)類型：臥式 【圖 3－ 2】 體積及質(zhì)量計(jì)算 理論注射 量 : 60cm3 注射壓力： 12200N/cm3 鎖模力 : 500kN 最大注射面積 :130cm2 最大模具厚度： 200mm 最小模具厚度： 70mm 噴嘴球半徑 :12mm 噴嘴孔直徑： 4mm 注射工藝參數(shù)確定 查《塑料設(shè)計(jì)手冊》表 1－ 4，聚碳酸脂的成型工藝參數(shù)可作如下選擇： 成型溫度 /℃： 料桶溫度：后段： 210240 中段： 230280 前段： 240285 噴嘴溫度 ： 240250 模具溫度： 90110 注射壓力 /MPa： 80130 第四章 分型面設(shè)計(jì) 分型面設(shè)計(jì)原則 分開模具取出塑件的面稱為分型面，如何確定分型面位置，需要考慮的因素比較多。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件工藝性、精度、推出方法、模具制造、排氣等因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較。注射模有一個(gè)分型面或多個(gè)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。 分型面的確定主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 方位 在安排制件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開模運(yùn)動(dòng)相垂直的方向避側(cè)凹或側(cè)孔。 ，但也有將分型面作減傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工困難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對(duì)中錐面的分型面，自然也是曲面。 。 ，還應(yīng)考慮以下幾種因素： ，故分型面最好不要選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 慮分型面要盡可能地使制件留在動(dòng)模邊，當(dāng)制件的壁厚較大但內(nèi)孔較小時(shí)，則對(duì)型芯的包緊力很小，常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊，利用頂管脫模，當(dāng)制件的孔內(nèi)有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時(shí)，則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。 分型面設(shè)計(jì) 根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了方便塑件澆注后脫模、排氣、塑件的外觀質(zhì)量等要求，主分型面的位置選擇如下圖所示： 【圖 4－ 1】 分型面 第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后，到進(jìn)入模具型腔以前所流動(dòng)的一段路徑的總稱，主要應(yīng)包括主流 道、分流道、進(jìn)料口、冷料穴等幾部分。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮塑料成型特性、塑件大小及形狀、型腔數(shù)、注射機(jī)安裝板大小等因素。 總體設(shè)計(jì) 在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，我們首先要選定進(jìn)料口位置，為選擇合適的進(jìn)料口位置，采用 MoldFlow Plastic Adviser 分析軟件對(duì)塑料進(jìn)行分析，以便得到最合適的進(jìn)料口，分析結(jié)果如下圖所示： 由 MoldFlow 分析結(jié)果不難看出，最佳的進(jìn)料口位置應(yīng)為塑件的中間部位，但考慮塑件結(jié)構(gòu)因素，選定進(jìn)料口為塑件上部圓弧形凹處，采用點(diǎn)澆口形式，又模具設(shè)計(jì)為一模四腔，并且綜合型腔布局 ，擬定澆注系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖所示（對(duì)成布置）： 【圖 5－ 1】進(jìn)料口分析 【圖 5－ 2】澆注系統(tǒng) 主流道設(shè)計(jì) 主流道為直接與注射機(jī)的噴嘴連接的部分，一般為圓錐形，錐度為α＝ 2176。～ 6176。，對(duì)于粘度較大的熔體也可考慮稍微增大錐角，此處的主流道錐角： α＝ 5176。 主流道直徑的決定，主要取決于主流道內(nèi)熔體的剪切速率。但在具體設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取一合適的值做為主流道小端直徑 d，一般應(yīng)大于機(jī)床噴嘴直徑 ～ 1mm 左右，通常取 d=3～ 6mm，查《型腔模具設(shè)計(jì)與制造》表 3－ 5，當(dāng)材料為 PC，注射機(jī)最大注射量為 60g 時(shí)，選取 d=5mm， 故主流道各部分直徑如下圖所示（其中 L 需根據(jù)模板厚度確定）： 分流道設(shè)計(jì) 分流道的設(shè)計(jì)原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿整個(gè)型腔，流動(dòng)阻力小，熔體溫降小，并且能將熔體均【圖 5－ 3】主流道各部分尺寸 衡地分配到各個(gè)型腔。 分流道截面形狀和尺寸： 常見的分流道截面形狀有圓形、半圓形、 U 形、梯形、矩形等，其中：圓形截面分流道比表面積最小，熱量不容易散失，流動(dòng)阻力最小，但它需要同時(shí)開設(shè)在兩塊模板上，要保證兩半圓完全吻合，制造較困難；梯形截面分流道較容易加工，熱量損失和阻力也不大，是最常用的形式。綜合各方面因素考慮，此處分流道截面為梯形形式。 分流道直 徑的計(jì)算，可由以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ?? （《塑料模設(shè)計(jì)手冊》公式 5－ ） 式中： D—— 各級(jí)分流道的直徑（ mm）； W—— 流經(jīng)該分流道的熔體重量（ g）； L—— 流過 W 熔體的分流道長度（ mm）。 經(jīng)估算得第一級(jí)和第二級(jí)分流道的直徑分別為 D1≈ 5mm,D2≈ 4mm，故各級(jí)分流道的尺寸如下圖所示： 第三級(jí)分流道（即與進(jìn)料口相連的那段分流道）設(shè)計(jì)為圓錐形，以便于脫模，其尺寸如圖 5－ 5所示： 【圖 5－ 4】分流道 進(jìn)料口設(shè)計(jì) 進(jìn)料口也稱澆口，進(jìn)料口的形式也有很多種，此處采用的是點(diǎn)進(jìn)料口的形式。 點(diǎn)進(jìn)料口的直徑通常以下式計(jì)算： 4d n c A? ? ? (《注塑模具設(shè)計(jì)》公式 5－ ) 式中： d—— 點(diǎn)進(jìn)料口直徑（ mm）； n—— 系數(shù)，依塑料種類而異，其中 PC 對(duì)應(yīng)為 n＝ c—— 依塑件壁厚而異的系數(shù)。 這里我們直接查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》表 5－ 46，得 d＝ 此外，點(diǎn)進(jìn)料口與分流道的連接需要通過一個(gè)儲(chǔ)料井，其具體形式如圖所示： 【圖 5－ 5】分流道 【圖 5－ 6】儲(chǔ)料井 冷料的穴 設(shè)計(jì) 冷料穴是為了防止冷料穴進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔 ,從而影響注塑成型和塑料件質(zhì)量而開設(shè)的容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料井穴 ,本設(shè)計(jì)中冷料穴開設(shè)在主流道的末端。 澆口套及定位圈的設(shè)計(jì) 定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C(jī)噴嘴孔對(duì)準(zhǔn)定位所用。定位圈直經(jīng) D 為與注射機(jī)定位孔配合直經(jīng)，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直經(jīng)確定。直經(jīng) D 一般比注射機(jī)孔直經(jīng)小 ～ 毫米，以便裝模。定位圈一般采用 45 號(hào)鋼或 Q275 鋼。定位圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時(shí)，一般用兩個(gè)以上的 M6～ M8 的內(nèi)六角螺釘，本設(shè)計(jì)采用四個(gè) M6 螺釘固定。澆口套的材料為 T硬 度 HRC45；定位圈的材料為 45 剛，硬度 HRC50,其尺寸設(shè)計(jì)如下圖所示： 【圖 5－ 7】澆口套與定位圈 塑件模流分析 在 PRO/ENGINEER 軟件模具模塊中進(jìn)行分模及澆注系統(tǒng)創(chuàng)建后，即可自動(dòng)產(chǎn)生鑄模件，也就是注射成型時(shí)包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的注射件，為了能夠更好的分析塑件的注射成型性能，我們還是使用MoldFlow 分析軟件對(duì)其進(jìn)行模流分析。 本設(shè)計(jì)使用的是 MoldFlow MPA 模塊，即 Mold Plastic Adviser，使用 MoldFlow MPA 可對(duì)塑件進(jìn)行簡單的成型工藝分析，包括最佳澆口位置選擇（前面已經(jīng)使用）、流動(dòng)分析，填充性能分析、成型質(zhì)量預(yù)測、氣泡與熔接痕分析，收縮痕分析等，如果要對(duì)塑件進(jìn)行精確分析，還必須使用 MoldFlow設(shè)計(jì)軟件的 MPI 模塊，這里只進(jìn)行簡單分析，故只需使用 MPA 即可，使用 MPA 分析前需設(shè)定成型條件，由前面的設(shè)計(jì)選擇成型條件為： 預(yù)熱溫度： 115℃；料桶溫度： 275℃，注射最大壓力－ 130MPa；高壓時(shí)間： 沖模時(shí)間分析 【圖 5－ 8】沖模時(shí)間 填充質(zhì)量分析 【圖 5－ 9】 填充質(zhì)量 成型壓力分析 【圖 5－ 10】成型壓力 壓力降分析 【圖 5－ 11】壓力降 流動(dòng)前沿溫度分析 【圖 5－ 12】流動(dòng)前沿溫度 成型質(zhì)量分析 【圖 5－ 13】成型質(zhì)量 熔接痕分析 【圖 5－ 14】熔接痕 氣泡分析 【圖 5－ 15】氣泡 分析報(bào)告 表 51 模流分析報(bào)告表 Moldability: Your part can be easily filled but part quality may be unacceptable. Confidence: Medium Injection Time: sec Injection Pressure: MPa Weld Lines: Yes Air Traps: Yes Shot Volume : Filling Clamp Force: tonne Packing Clamp Force Estimate @20%: ( )MPa tonne Packing Clamp Force Estimate @80%: ( )MPa tonne Packing Clamp Force Estimate @120%: ( )MPa tonne Clamp Force Area: Cycle Time: sec 結(jié)論 由以上分析可知，塑件較容易充模，但塑件質(zhì)量可能存在問題，塑件可能產(chǎn)生熔接痕及氣泡等缺陷，但成型條件如壓力，溫度等均符合要求，而澆口位置已靠近最佳澆口，故缺陷產(chǎn)生條件 應(yīng)為塑件本身結(jié)構(gòu)所致。 解決辦法：如結(jié)構(gòu)允許，可考慮更改塑件結(jié)構(gòu)，如使塑件壁厚趨向均勻等。 第六章 模架選用及注射參數(shù)校核 模架 通過前面的設(shè)計(jì)及計(jì)算工作，便可以根據(jù)所定內(nèi)容確定模架。模架部分可以自己設(shè)計(jì)，也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架；在生產(chǎn)現(xiàn)場模具設(shè)計(jì)過程中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時(shí)可在市場上買到，這對(duì)縮短制造周期，降低制造成本時(shí)極其有用的。 而標(biāo)準(zhǔn)件則包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、 澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件等。 此外，在模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度校核，看所選模架是否符合要求，尤其對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 模架選擇： 結(jié)構(gòu)形式 這里我們選用的模架為國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)模架，由于本模具采用的是點(diǎn)進(jìn)料口自動(dòng)脫澆道板設(shè)計(jì)，并且由于動(dòng)模為嵌入式組合，故必須安裝動(dòng)模支撐板，查《實(shí)用模具技術(shù)手冊》 －塑料注射模中小型模架（ GB/T ），選取模架的基本形式為：點(diǎn) AY 型，其結(jié)構(gòu)如圖 6－ 1 所示： 【圖 6－ 1】模架 模板及組合精度 根據(jù)型腔尺寸及考慮側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，選取模架尺寸為 250mm 300mm，各板的厚度尺寸由《使用模具技術(shù)手冊》表 11－ 2，考慮型腔厚度，選擇定模板厚 25mm，動(dòng)模板厚 40mm，脫澆道板厚 15，動(dòng)模支撐板厚 35mm，座板厚度 25mm，墊塊厚度 63mm。 動(dòng)定模板孔位精度及與基準(zhǔn)面的位置精度需達(dá)到互換。動(dòng)模板、定模板的垂直度、平行度、導(dǎo)柱孔距及至基準(zhǔn)面邊距的尺寸精度和模架組合技術(shù)要求如下： ⊥ 300： ； ∥ 300： ； ?? ； ?? ； ∥ 300： ； ? 開模行程校核 選取標(biāo)準(zhǔn)模架及確定各模板尺寸后，我們就可以計(jì)算其開模行程并進(jìn)行校核，以確定注射機(jī)的選擇是否合理。 由于本設(shè)計(jì)采用的是點(diǎn)澆口形式，故為多分型面注射模，并且由于選用的注射機(jī)為 XSZY125 型注射機(jī)，故最大開模行程 maxs 與模具厚度無關(guān)，如圖所示，開模距離按下式計(jì)算： 【圖 6－ 2】開模行程 1 2 3 5 ~ 10s H H H mm? ? ? ? 其中 H1=60mm， H2=32mm， H3=10,故： s≈ 110mm maxs 第七章 成型