【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3，型腔數(shù)目可 按 [1]文 獻(xiàn) 中公式 (71)計(jì)算 gjnVVn V ?? () 其中 gV —— 注射機(jī)最大注射量， 3cm ,查表 得 gV =125 3cm ； jV —— 澆注系統(tǒng)凝料量， 3cm ，初步估算 jV =6 3cm ； nV —— 單個(gè)塑件的容積， 3cm ， nV =21 3cm ； 而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最大注射量的 20%，故型 腔數(shù)目 n=4，由于生產(chǎn)該塑件的模具要有側(cè)向抽芯分型機(jī)構(gòu)， 4 腔程程田字型排列會(huì)增加設(shè)計(jì)難度，而且本產(chǎn)品為中小批量生產(chǎn)，所以擬選定為“一出二”即一模兩腔。型腔排列示意圖如圖 所示。 圖 型腔排布示意圖 第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú) 流道澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來(lái)自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實(shí)和保壓。 主流道設(shè)計(jì) 主流道尺寸 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。 ① 主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角α =2176。～ 4176。，本產(chǎn)品所用塑料為ABS，流動(dòng)性中等，內(nèi)壁表面粗糙度無(wú)特殊要求，一般 Ra= m。 ② 為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對(duì)接處緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處制成半球形凹坑，其半徑 21 (1 ~ 2)R R mm?? ，其小端直徑 12 ( ~ 1)d d mm?? 。凹坑深取 3~5h mm? 。 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 ， 211R R mm?? =12+1=13mm ， d mm?? =4+=， h=3mm。 ③ 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。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，主流道剪切速率以 315 10 s? ??? 為宜。 可按 [2]文 獻(xiàn) 中公式 (554)計(jì)算 ? ??? () 式中 ? —— 熔體流動(dòng)時(shí)的剪切速率 ( 1s? )，根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ? =5 3110s?? ； Q—— 熔體的體積流率 ( 3/cm s )； Rn—— 流道的稱(chēng)呼半徑，即除去表面冷凝層后的有效半徑 (cm)。 上式中 Q 之值為注射機(jī)對(duì)該種塑料的額定注射量 Qn 的 60%～ 80%除以注射時(shí)間 t 之值，為實(shí)際的體積流率，可根據(jù) [2]文 獻(xiàn) 中 公式 (555)計(jì)算 ： ( ~ ) n t? （ ） t=， [2]表 538，注射機(jī)的額定注射量 Qn=125 3cm ，則 0 .6 1 2 5 4 6 .8 7 51 .6Q ??? 那么 3 3 .3 3 .2 5n QR m m???? ④ 為減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力，主流道大端呈圓角過(guò)度，其圓角半徑1~3r mm? ,本次設(shè)計(jì)中取 r=1mm。 ⑤ 在保證塑料良好成型的前提下，主流道 L應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過(guò)多而影響注射成型。通常主流道長(zhǎng)度由模板厚度確定，一般取 60L mm? 。 ⑥ 模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式 (俗稱(chēng)澆口套 )，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn) 行加工和熱處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買(mǎi)就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無(wú)托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為 R12，所以澆口套的為 R13。 具體形式如圖 所示，具體尺寸如圖 所示 主流道大端圓角r1圖 4 .1 尺 寸結(jié)構(gòu)示意圖 圖 澆口套零件圖 主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。具體形式如圖 所示： 圖 定位圈零件圖 分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔 多澆口 (塑件尺寸大 )時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料擴(kuò)孔4 ?1 44 ?8 .5 由主流道流入型腔前，通過(guò)截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò)渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在盡可能減小流動(dòng)過(guò)程中壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。 分流道的截面形狀選定 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形和六角形等。在流道設(shè)計(jì)中要減少在流倒內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要 減少傳熱損失，又希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積和周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率，該比值大則表示流道的效率高。圓形和正方形流道效率最高，但是正方形截面的流道不易于凝料的頂出，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，所以在此次設(shè)計(jì)中，選用梯形流道。 分流道的尺寸設(shè)計(jì) 因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性差異， ABS 的分流道直徑為 ～ ，但是塑件的壁厚是 ，小于 3mm，質(zhì)量小于 200g，所以可按 [1]文 獻(xiàn) 中公式 (61)計(jì)算 m L? () 式中 D—— 分流道直徑， mm； m—— 制品質(zhì)量， g； L—— 分流道長(zhǎng)度， mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取梯形流道的深度為梯形截面上端寬度的 2/3，脫模斜度取 5176?！?10176。本扣該的體積為 21 3cm ，質(zhì)量為 。分流道長(zhǎng)度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成100mm，且有 2個(gè)型腔，所以： 42 0 .2 6 5 4 2 2 .0 5 5 0D ?? = 取 D= H=2/3D≈ 那么分流道截面梯 形上底為 ，高為 ，其側(cè)邊與分型面的垂直方向成 10176。，如圖 所示。 圖 分流道截面示意圖 分流道和澆口的連接形式 分流道和澆口通常采用斜面和圓弧連接，有利于塑料的流動(dòng)和填充，防止塑料流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生反壓力，消耗動(dòng)能。 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如圖 所示 圖 分流道布置圖 澆口設(shè)計(jì) 澆口形式的選擇 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸和進(jìn)料位置對(duì)塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些缺陷，如縮孔、缺料、白班、熔接痕、質(zhì)脆、分解和翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的，因此正確設(shè)計(jì)澆口是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。 在設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，采用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口又稱(chēng)針點(diǎn)澆口，是一種在塑件中央開(kāi)設(shè)澆口時(shí)使用的圓形限制性澆口，常用于各種殼類(lèi) 、盒類(lèi)塑件。采用點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)是澆口位置能靈活的確定，澆口附近變形小，多型腔采用點(diǎn)澆口容易平衡澆注系統(tǒng)，對(duì)于投影面積大的塑件，采用多個(gè)點(diǎn)澆口能夠取得理想效果；缺點(diǎn)是澆口截面積小，流動(dòng)阻力大，需提高注射壓力，宜用于成型流動(dòng)性好的熱塑性塑件，采用點(diǎn)澆口時(shí)，為了能取出流道凝料，必須使用三板式雙分型面模具 或二板式熱流道模具。 一般，點(diǎn)澆口的截面積與矩形側(cè)澆口的截面積相等，設(shè)點(diǎn)澆口直徑 d (mm)，則可按 [2]文 獻(xiàn) 公式 (561)計(jì)算 4d nc A? () 式中 n—— 與塑料品種有關(guān)的系數(shù)，取 n=； c—— 依塑件壁厚而異的系數(shù)， c=，見(jiàn) [2]圖 575； A—— 型腔表面積， 2mm 。 那么根據(jù)產(chǎn)品圖紙說(shuō)明，壁厚 t=，塑件的外表面積 2254 2 3 54 4 3 2A ??? ? ? ?= 2mm 所以 4d= 471 ?? = 取 d=，澆口長(zhǎng)度 l=。點(diǎn)澆口與分流道連接處要通過(guò)一個(gè)儲(chǔ)料井，防止表面損傷，具體形式如圖 所示。 圖 澆口結(jié)構(gòu)示意圖 澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮 澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 1) 盡量縮短流動(dòng)距離； 2) 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處； 3) 必須盡量減少熔接痕； 4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出； R2 .5 5) 考慮分子定向影響； 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)； 7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷； 8) 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響； 根據(jù)本塑件的特征，并綜合上述幾項(xiàng)原則，澆口應(yīng)開(kāi)在塑件的上表面中央處，具體形式如圖 所示。 圖 澆口位置示意圖 冷料穴的設(shè)計(jì) 由于采用了脫料板脫料，所以只需要將冷料穴設(shè)計(jì)成圓臺(tái)形，截面是梯形， 大徑 1d =5mm，高取 H=，脫模斜度為 10176。具體如圖 所 示。 圖 冷料穴結(jié)構(gòu)示意圖 澆口位置 第 5 章 成型零部件設(shè)計(jì)與加工 模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱(chēng)為型腔。構(gòu)成 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)為成型零件，包括凹模、凸模、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件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，此外，成型零件還要求 結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于采用了如圖 所示的 B處分型，所以型腔在定模后模都有。 B處以上分型的型腔留在了前模上，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以采用整體式凹模。如圖 所示結(jié)構(gòu)。 圖 整體式凹模結(jié)構(gòu)示意圖 在動(dòng)模部分型腔，采用組合式凹模，具體結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 組合式凹模結(jié)構(gòu)示意圖 設(shè)計(jì)成這種結(jié)構(gòu)，拼接縫與塑件脫模方向一至，有利于脫模。 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零件，有時(shí)稱(chēng)型芯或者型桿。采用組合式凸模，為了節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，減少切學(xué)加工量，將凸模及固定板分別采用不同材料制造和熱處理，然后連接在一起。如圖 所示 圖 凸模結(jié)構(gòu)示意圖 成型零部件的工作尺寸計(jì)算 塑 件尺寸精度的影響因素 在設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮塑件尺寸的精度，而塑件尺寸的影響因素有很多，主要有： ① 成型零部件的制造誤差 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝、配合誤差兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零件的制造公差控制在塑件相應(yīng)公差的 1/3 左右，通常取 IT6～ 9 級(jí)。 ② 成型零部件的磨損 造成零部件磨損的主要原因是塑料熔體在型腔中的流動(dòng)及脫模時(shí)塑件與型腔的摩擦。一般只考慮與塑件脫模方向平行的表面磨損，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑料材料、成型零部件材料、熱處理及型腔表面狀態(tài)和模具要求的使用期限來(lái)確定最大磨損量，對(duì)中 、型塑件一般取 1/6 塑件公差。 ③ 塑件的成型收縮 生產(chǎn)中由于設(shè)計(jì)時(shí)選取的計(jì)算收縮率和時(shí)間收縮率的差異以及由于塑件成 型時(shí)工藝條件的波動(dòng)、材料批號(hào)的變化而造成的塑件收縮率的波動(dòng)，因此導(dǎo)致塑件尺寸的變化值可按 [1]文 獻(xiàn) 中公式 (75)計(jì)算 m ax m in()ssS S L? ?? () 式中 maxS —— 塑件最大的收縮率，查 [1]文 獻(xiàn) 中附錄 2 得 maxS =%； minS —— 塑件最小的收縮率，查 [1]文 獻(xiàn) 中附錄 2 得 minS =%； sL —— 塑件的名義尺寸， mm， sL =60mm。 那么 s? =(%— %) 60= ④ 配合間隙引起的誤差 當(dāng)凸模與凹模分別安裝在動(dòng)模和定模上時(shí)，和模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙，將引起塑件的厚度誤差。 為保證塑件精度必須使上述各因素造成的誤差的總和小于塑件的公差值，即 z c s j? ? ? ?? ? ? ? ? () 式中 z? —— 成型零部件制造誤差， z? =； c? —— 成型零部件的磨損量， c?