【文章內(nèi)容簡介】 以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小﹙流道表面積于體積之比值稱為比表面積﹚，塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形，如圖 55。 圖 55 分流道截面圖 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 18 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ﹙ 1﹚在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。 ﹙ 2﹚分流道 較長時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。對(duì)于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料穴。 ﹙ 3﹚分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 ﹙ 4﹚分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確 定。 根據(jù)選擇原則設(shè)計(jì)分流道，分流道連接主流道，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)型腔分布合理的將澆口與主澆道連接，同時(shí)需要根據(jù)塑料的材質(zhì)，設(shè)計(jì)到滿足的材料流通性和盡快的充塑。 由于本次設(shè)計(jì)為一模兩件，根據(jù)型腔的簡單等距分布，分流道可以使用直流道使塑件注入型腔的距離相等。如圖 56。 圖 56 分流道示意圖 由表 51，因 ABS 的推薦斷面直徑為 ～ ，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便 ，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 19 外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與 S 澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。 表 51 斷面直徑推薦值 塑件名稱或代號(hào) 分流道直徑 塑件名稱或代號(hào) 分流道直徑 ABS、 AS PP POM PE PC PPO PA PS 澆口設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道﹙除直接澆口外﹚，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的 ～，澆口的長度約為 ～ 2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值 ，然后在試模是逐步糾正。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇： ﹙ 1﹚ 澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 20 保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。 ﹙ 2﹚ 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。 ﹙ 3﹚ 澆口位置的選擇要避免塑件變 形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。 ﹙ 4﹚ 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低， 會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。 ﹙ 5﹚ 澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)中塑件的特點(diǎn)，因點(diǎn)口在脫開時(shí)不會(huì)傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以達(dá)到的，考慮到側(cè)澆口簡單直接，避免模具過于復(fù)雜化，所以選取用側(cè)澆口。 塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖 57 的側(cè)澆口形式。從塑件的底側(cè)中部進(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。 圖 57 側(cè)澆口形式 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 21 根據(jù)選用側(cè)澆口，本次設(shè)計(jì)計(jì)算 側(cè)澆口深度和寬度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式得h=， w=。 圖 58 側(cè)澆口簡圖 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴又稱冷料井，是在塑料注射成型模具中用來儲(chǔ)存注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭 ,防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量 ,并使熔料能順利地充滿型腔的一個(gè)結(jié)構(gòu)。冷料井通常設(shè)置在主流道末端，當(dāng)分流道長度較長時(shí)，在末端也應(yīng)開設(shè)冷料井。﹙冷料井是為貼存料流中的前鋒冷料而設(shè)置在主流道或分流道末端的冷料穴﹚ 此次設(shè)計(jì)采用臥式注射機(jī)，冷料穴設(shè)計(jì)在主澆道的 末端。且開在主澆道對(duì)面的動(dòng)模板上，直徑稍大于主澆道大端直徑，便于冷料的進(jìn)入。冷料穴的形式不僅與主澆道的拉料桿有關(guān)還與主澆道中的凝料脫模形式有關(guān)。 在冷料穴的設(shè)計(jì)中，對(duì)于制件并不是所有的多型腔注射模在分型面都要設(shè)計(jì)冷料穴，對(duì)于塑料性能和成型工藝控制較好，或塑件要求不高時(shí)，可不必設(shè)置冷料穴。本次設(shè)計(jì)中使用 Z 拉料桿，冷料穴置于主澆道與拉料桿產(chǎn)生的接觸處， Z 型拉料桿牙角為 60176。，冷料穴的設(shè)計(jì)根據(jù)拉料桿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)深度為11mm。故冷料穴設(shè)計(jì)如圖 58。 圖 59 冷料 穴簡圖 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 22 6 冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。利用球頭形的拉料桿配合冷料井。 為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取 D=6mm。 結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)取兩條冷卻管道會(huì)造 成模具溫度會(huì)分布不均，故這里取 4條。 根據(jù)對(duì)模具所需冷卻要求和塑件的厚度、材料、質(zhì)量等。由于塑件的厚度為 3mm，選用材料為 ABS，故加熱溫度需要適宜的冷卻結(jié)構(gòu)。選用冷卻水道，通常分布于塑件成型較為接近處，因此在合理模具結(jié)構(gòu)中，我將冷卻水道設(shè)計(jì)與型腔固定板中，能有效達(dá)到冷卻效果并且模具結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞。冷卻水道如圖 61。 圖 61 冷卻水道簡圖 排氣系統(tǒng)的排氣方式確定 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 23 發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時(shí)氣體被 壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑料局部炭化燒焦，或使塑料產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： ﹙ 1﹚ 排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴發(fā)而發(fā)生工傷事故； ﹙ 2﹚ 最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； ﹙ 3﹚ 最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； ﹙ 4﹚ 開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； ﹙ 5﹚ 開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕； ﹙ 6﹚ 若型腔最后充滿部位不在分 型而上，其附近又無可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； ﹙ 7﹚ 高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，課使氣體連續(xù)派出。 若制作具有高深的型腔，那么在脫模時(shí)需要對(duì)模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因?yàn)橹谱鞅砻媾c型心表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入排氣系統(tǒng)。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 24 7 成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 模具中成型零件決定塑件的幾何形狀和尺寸，成型零件包括型芯、型腔、鑲塊、成形桿和成形環(huán)等。在進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)塑件的性能和塑件的形狀、尺寸以及其他的使用要求。然后根據(jù)其塑件的形狀、尺寸和成型零件的加工及裝配工藝要求進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算。 ﹙ 1﹚型腔 型腔也稱作凹模，是成型塑件外表面的主要零件﹙包括零件的內(nèi)腔和實(shí)體兩部分﹚。它的結(jié)構(gòu)取決于塑件的成型需要和加工與裝配的工藝要求，通?？煞譃檎w式和組合式兩大類。本模具根據(jù)塑件的外形結(jié)構(gòu)選擇整體式凹模，該結(jié)構(gòu)形式的型腔強(qiáng)度高 且牢固，成型的塑件無拼縫痕跡。 ﹙ 2﹚型芯 型芯是注射模中成型塑件內(nèi)表面的零件，它又稱主型芯，是成形塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件。型芯有整體式和組合式兩大類。 該塑件采用整體式型芯。 ①整體式型芯 整體式型芯將型芯與動(dòng)模板做成一體，使其結(jié)構(gòu)牢固，成型的塑件質(zhì)量較好。但由于機(jī)械加工不便，鋼材消耗量大。故此型芯主要用于形狀簡單的小型芯模具。 ②組合式型芯 組合式型芯又分為整體裝配式和鑲件組合式。 整體裝配式型芯：它將凸模或型芯加工后與動(dòng)模進(jìn)行裝配而成。 鑲件組合式型芯：對(duì)于形狀復(fù)雜的大型型芯，為了便于機(jī)械加 工，可采用鑲件組合式。 成型零件尺寸設(shè)計(jì) 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾何形狀的尺寸稱之為工作尺寸。塑料制品的幾何尺寸分別稱之為凹模尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。 影響塑件尺寸誤差的因素 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 25 僅考慮塑件收縮率時(shí)模具成形零件工作尺寸計(jì)算： 計(jì)算模具成形零件最基本的公式為 ? ?SLL sm ?? 1 ﹙ 71﹚ 式中： Lm模具成形零件在常溫下的 實(shí)際尺寸（ mm）； LS塑件在常溫下的實(shí)際尺寸（ mm）； S塑件的計(jì)算收縮率。 由于 LS=， S= 代入﹙ 71﹚得： Lm== 多數(shù)情況下，塑件的收縮率是一個(gè)波動(dòng)值，常用平均收縮率來代替塑料的收縮率，塑料的平均收縮率為： ? ? %1002/m inm a x ??? SSS CP ﹙ 72﹚ 式中： Scp塑件的平均收縮率； Smax塑件的最大收縮率； Smin塑件的最小收縮率。 由于 Smax=， Smin= 代入﹙ 72﹚得： Scp=﹙ ﹚ /2100%=15% 實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率會(huì)有差異，按照一般的要求，塑件收縮率波動(dòng)所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的 31 。 ﹙ 2﹚模具成形零件的制造誤差 模具成形零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素 之一。模具成形零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度也愈低。一般成形零件工作尺寸制造公差值 ?z 取塑件公差值 ?的 4131 ～ 或取 87 ITIT～ 級(jí)作為零件制造公差，組合式型腔或型芯的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈來確定。 成形零件工作尺寸的計(jì)算方法 所謂工作尺寸是零件上直接用以成形塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸﹙包括矩形和異形型芯的長和寬﹚、型腔深度和型芯高度和尺寸，中心距等。 成型零件工作尺寸的計(jì)算方法有以下兩種：一種是按平均縮率、平均制造優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)需要圖紙加 97666224 26 公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和極限磨損量進(jìn)行計(jì)算。 該產(chǎn)品材料為 ABS，查書本得知其密度為 ～ ，平均密度為 g/cm3， 收縮率為 %%, m a xm in ?? SS ， 所以平均收縮率? ? %22/%% ???cpS ， 考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件 ， 模具制造公差取 3/??z? 。 本次設(shè)計(jì)是按平均尺寸法進(jìn)行計(jì)算。 ﹙ 1﹚ 型腔工作尺寸計(jì)算 型腔的尺寸徑向及深度： l = zCPS SL??