【文章內(nèi)容簡介】 注射模一次成型的塑料質(zhì)量（塑件與流道凝料之和）應在注射機理論注射量的 10％～ 80％之間，最好應在 50％～ 80％之間。 Ｍ max=Ｍ 總 /=, Ｖ max=Ｖ 總 /=㎝ 3。 Ｍ min=Ｍ 總 /=, Ｖ min=Ｖ 總 /=㎝ 3。 查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表 2－ 40，可初選注射機型號為：ＸＳ－ＺＹ－ 其主要的技術(shù)規(guī)格如下表 2。 表 2 注射機主要技術(shù)規(guī)格 螺桿（柱塞）直徑 mm Φ 50 模板行程 mm 350 注射容量 cm3 250 噴嘴 球半徑 mm 18 注射壓力 Mpa 130 孔直徑 mm Φ 4 鎖模力 KN 1800 定位孔直徑 mm Ф 1250+ 最大注射面積 cm3 500 頂 出 中心孔徑 mm 模具厚度 mm 最大 350 兩 側(cè) 孔徑 mm Ф 40 最小 250 孔距 mm 280 六、 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 （一）、塑料制件在模具中的位置 1. 型腔數(shù)量及排列方式 模具中的型腔數(shù)目的確定是一項綜合項目。通過前面塑料制件的分析和所選定的材料，初步確定型腔數(shù)量為 2。因為話筒分為上、下殼兩部分，采用一模兩件，可以在一次注射動作下得到一個完整的產(chǎn)品，從而保證了上、下殼的成型工藝條件相同，在色澤、處形上均勻一致，在產(chǎn)量上也可以相匹配。 為了 避免塑件尺寸的差異、應力形成及脫模等問題，型腔布局采用平衡式，其特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀及尺寸均對應相同，可實現(xiàn)均衡進料和同時充滿型腔的目地。 2. 分型面的設(shè)計 將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。 如何選擇分型面，需要考慮的因素比較復雜。比如說要考慮塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件的位置、形狀以及推出方法、模具的制造、 排氣等。因此，在選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則： ① .分型面應選在塑件外形最大輪廓處 ② .確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 ③ .保證塑件的精度要求 ④ .滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 ⑤ .便于模具的加工制造 ⑥ .對成型面積的影響 ⑦ .對排氣效果有利 ⑧ .保證側(cè)向型芯的 放置容易及抽芯機構(gòu)的動作順利 以上闡明的是選擇分型面時的一般原則，在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上面所述的原則。因為話筒分為上、下殼，且裝配面為曲面，因此決定了其分型面只能是在殼體邊緣的最大截面處，綜合考慮各方面的因素，因此，采用圓弧形的曲面分型面。上殼的分型面向下彎，下殼的分型面向上彎。 （二）、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。它對于獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影響。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。下面 依次對它們進行分析設(shè)計。 1. 主流道的設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。其截面成圓錐形，錐角為ａ＝ 2176?！?6176。；表面粗糙度為Ｒ a＜ ；為避免產(chǎn)生湍流或渦流，且使凝料容易脫模，對ＡＢＳ塑料來說，取ａ＝ 3176。是合適的。主流道入口直徑ｄ大于噴嘴直徑ｄ 1 大約 1 ㎜左右，根據(jù)所選的注射機噴嘴直徑為 4 ㎜，則ｄ＝ 4＋ 1＝ 5 ㎜。為了使注射時不產(chǎn)生熔體反噴，取入口凹球面半徑Ｒ大于噴嘴球面半徑Ｒ 1 大約 2 ㎜，即Ｒ＝ 18＋ 2＝ 20 ㎜。主流道長度Ｌ＝ 90 ㎜，主流道大端 直徑為Ｄ＝ｄ＋ 2Ltｇａ /2＝ 5＋ 2 30 tｇ 3/2＝ ㎜，大端口圓角ｒ取 2 ㎜。主流道形狀如圖 4。 圖 4 主流道形狀 2. 分流道的設(shè)計 分流道是熔料從主流道進入腔前的過渡部分，它的截面形狀應盡量使比表面積小，熱量損失小，磨擦阻力小。由理論分析可知，梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動阻力均不大，而圓形截面的加工工藝性不佳，在生產(chǎn)實際中不常使用。綜合考慮，因而選用梯形截面的分流道，如圖 5，截面尺寸可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。 如圖： B＝ m 4l 其中 B－梯形的大底邊長度㎜ ｍ－為塑件的質(zhì)量ｇ ｌ－為分流道的長度㎜ H－為梯形的高度㎜ 所以 B＝ 430 ＝ ㎜， H＝ 2B／ 3＝ ㎜ 經(jīng)過圓整，取 H＝ 4 ㎜， B＝ 6 ㎜。 其它的尺寸： R＝ 1 ㎜，ａ＝ 10176。， Rａ＝ m。 圖 5 分流道截面形狀 3. 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。它不是一次就確定尺寸的，要經(jīng)過試模、成型情況等因素的變動來確定。 （ 1） .澆口的形式與尺寸 由于話筒要達到一定的美觀效果，還有所選材料的成型工藝 特性，因此，不能留有澆口的痕跡。綜上所述，采用護耳式的潛伏澆口，它可以有效地克服小澆口附近有較大內(nèi)應力而導致塑件強度降低及翹曲變形的成型缺陷，有助于熔體均勻的進入型腔，還可彌補澆口周邊收縮所產(chǎn)生的變形。并且，在推出塑件時可將澆口自動切斷，使塑件外表不受損傷，以 達到表面質(zhì)量和美觀效果。如圖 6所示。護耳長 H＝ 0＝ 15 ㎜，寬ｂ 0＝ 10 ㎜，厚ｈ 1＝ 2 ㎜。采用這種澆口成型后，只需進行后處理，割除護耳。并不會影響到塑件的光滑外表。 圖 6 澆口形式與尺寸 （ 2） .澆口位置的選擇 澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模之后有時還需修 改澆口尺寸。它對于塑件的成型性能、成型質(zhì)量的影響很大。因為話筒的上、下殼均為薄壁殼體。為了使塑件的成型在技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理，把上下殼的護耳設(shè)在靠近唇邊內(nèi)側(cè)。話筒的上下殼長均為 200 ㎜。因 為上殼的體積小于下殼的體積。因此，為了達到澆口位置的平衡，加工澆口時初步將下殼的澆口做的比上殼的澆口略大 ㎜，經(jīng)多次試模后再修正。 （ 3） .冷料穴的設(shè)計 冷料穴的作用是容納冷料，同時在開模時將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在動模一側(cè)，便于脫模。根據(jù)設(shè)計塑件時所選用的材料ＡＢＳ性能，選用主流道凝料被拉出后能自動脫模的倒錐形的冷料穴。其結(jié)構(gòu)圖如圖 7 所示。 圖 7 冷料穴結(jié)構(gòu)圖 （ 4） .排溢系統(tǒng)的設(shè)計 話筒的體積不是很大，型腔不是很深，屬于中小型模具，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與 模板的配合間隙進行排氣，其間隙為 ㎜。 (三 )、成型零部件的設(shè)計與計算 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。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，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應根據(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)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 1. 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1). 凹模 凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析話筒的上下殼，其外部結(jié)構(gòu)并不復雜，只是有較多的曲面，考慮各方面因素，采用整體嵌入式凹模，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強度與剛度，使用可靠且置換方便。其結(jié)構(gòu)圖如圖 8 所示。 圖 8 凹模結(jié)構(gòu)示意 (2). 凸 模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。對于話筒的上下殼來說，它們的結(jié)構(gòu)有所不同，因此其凸模和型芯結(jié)構(gòu)也不同。在此，分別對上下殼進行分析。 對于話筒的上殼來說，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單。它有兩個帶育孔的圓柱形凸臺，需要用型芯跟推管一起完成，其結(jié)構(gòu)樣式可以參考后面的裝配圖。 對于話筒的下殼來說，其內(nèi)部三個凸出的帶孔的圓柱形凸臺的成型零件與上殼的基本相同。因此，設(shè)計方法也相同。其它的一些零部件采用組合式凸模。只要對凸模進行加工相應的孔或槽，從而使話筒內(nèi)部的多處凸凹部分成型，其結(jié)構(gòu)樣式可以參 看后面的裝配圖。 (3). 成型零件鋼材選用 選用鋼種時，應按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與 表面質(zhì)量要求來確定。分析話筒可知，凹模和主型芯采用 40Cｒ，型芯與鑲件采用 T10A。 2. 成型零件的工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸 (包括矩形和異形零件的長和寬 )，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。分析電話機的話筒與電話機的面板之間無配合要求，只是它的上下殼之間有一定的配合要求，其里面的局部結(jié)構(gòu)之間的位置有一定的要求，因此取 塑件精度為 4 級 (SJ137278)，查手冊知對應的模具精度應為 IT8(GB180079)。 （ 1） .型腔和型芯工作尺寸的計算 ① .型腔徑向尺寸和橫向尺寸 話筒的上殼壁厚為 ㎜，下殼壁厚為 2 ㎜，并且上下殼的頭尾尺寸不一樣。話筒上殼大小端的徑向尺寸為 46 ㎜ ( ㎜ )， 40㎜ ( ㎜ )，而上殼大小端的徑向尺寸為 46 ㎜ (44 ㎜ )， 40 ㎜ (38㎜ )。跟據(jù)塑件的精度等級查得其上下殼公差值都為：△ 大 ＝ ㎜，△ 小 ＝ ㎜。根據(jù)經(jīng)驗公式 (Ｌ Ｍ ) ＋δ 0＝［ (1+Ｓ 平 )Ｌ ｓ －Ｘ△］ ＋ 0δ ，因為話筒是用 ABS 材料注射成型的，因此取塑件的平均收縮率Ｓ平 ＝（ ＋ ）／ 2﹪＝ ﹪。另外，話筒的尺寸較小，所以取δ＝△／ 3，Ｘ跟據(jù)具體的尺寸查相關(guān)的手冊。下面進行計算。 大端： (Ｌ Ｍ ) ＋δ 0＝［ (1+﹪ ) 46－ ］ ＋ ＝ ＋ ㎜ 小端： (Ｌ Ｍ ) ＋δ 0＝［ (1+﹪ ) 40－ ］ ＋ ＝ ＋ ㎜ 現(xiàn)在分析話筒上下殼的橫向尺寸，它們分別為 200（ ）㎜，200（ 198）㎜，查手冊得公差值 為△＝ ㎜。其它定義同上。所以 (Ｌ Ｍ ) ＋δ 0＝［ (1+﹪ ) 200－ ］ ＋ ＝ ＋ ㎜ ② . 型芯徑向尺寸和橫向尺寸 根據(jù)經(jīng)驗公式 (ｌ Ｍ ) －δ 0＝［ (1+Ｓ 平 )ｌ ｓ －Ｘ△］ －δ 0，一些相關(guān)參數(shù)的選擇定義如上。由于話筒上下殼的出殼尺寸大小不一樣，因此，有多個尺寸計算。首先計算徑向尺寸。 大端（分為上下殼）： (ｌ Ｍ ) －δ 0＝［ (1+﹪ ) － ］ － ＝ － ㎜ (ｌ Ｍ ) －δ 0＝［ (1+﹪ ) 44－ ］ －