【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在離塑件中部中心位置 X 方向 30mm， Y 方向 10mm處。 b. 熔接痕均分布在塑件邊緣不重要的部分，不會(huì)影響塑件的美觀，符合設(shè)計(jì)要求。 c. 塑件氣穴大多位于塑件邊緣，主要利用分型面排氣 根據(jù)制件的具體使用要求， 填充流動(dòng)分析的比較 ，綜合考慮模具的制造難易，采用澆注方案二較好，因此，本 設(shè)計(jì)實(shí)例采用澆注方案二的設(shè)計(jì)，采用 長(zhǎng)邊方向的 側(cè)澆口冷流道。 冷卻系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 由于冷卻時(shí)間在整個(gè)注塑生產(chǎn)周期中幾乎占 80%以上，注塑冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著注塑生產(chǎn)率和制件質(zhì)量。一個(gè)完善的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)能顯著減少冷卻時(shí)間，消除由于冷卻不均勻所引起的翹曲變形和內(nèi)部殘余應(yīng)力。 而衡量注射模冷卻系統(tǒng)的優(yōu)劣 有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：第一是使注射模成型冷卻時(shí)間最短，第二是使注塑件表面溫度均勻，以減少塑件變形。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 共 48 頁(yè) 18 冷卻系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，有三種冷卻方案設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一：采用 16 根冷卻水管，管徑為 8mm，較稀疏的管道中心間距為 32mm，較密集的管道中心間距為 18mm， 8 個(gè)冷卻液入口， 冷卻液選用水，如圖27 所示。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案二：采用 32 根冷卻水管，管徑為 8mm， 8 個(gè)冷卻液入口， 冷卻液選用水，如圖 28 所示。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 三 ：采用 32 根冷卻水管，管徑為 8mm， 16 個(gè)冷卻液入口， 冷卻液選用水，如圖 43 所示。 圖 28 冷卻裝置（方案一） 圖 29 冷卻裝置（方案二） 圖 30 冷卻裝置（方案 三） 冷卻分析結(jié)果及其比較 以下是三種方案的比較。 （ 1）回路管壁溫度 回路管壁溫度也叫冷卻液與管道接觸面的溫度。水路的管壁溫度與冷卻液的入水溫度相差不超過(guò) 5 度 。由圖 3 圖 32 和圖 33 所示的結(jié)果顯示了水路所經(jīng)區(qū)域的熱集中情況。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 48 頁(yè) 19 圖 31 回路管壁溫度（方案一） 圖 32 回路管壁溫度（方案二） 圖 33 回路管壁溫度（方案 三 ） 從圖中可以看出， 三 種方案的冷卻方式從入水口到出水口的溫度增長(zhǎng)均沒(méi)有超過(guò) 。冷卻方案一的最高回路管壁溫度為 ，入水口和出水口的溫差為 ；冷卻方案二的最高回路管 壁溫度為 ，入水口和出水口的溫差為 。冷卻在這種情方案 三 的最高回路管壁溫度為 ，入水口和出水口的溫差為 。 由此可知， 三 種方案 的 效果 相差不大 。 （ 2） 達(dá)到頂出溫度的時(shí)間 達(dá)到頂出溫度的時(shí)間也叫制件冷卻時(shí)間。理想情況下，制件應(yīng)該盡可能在最短的時(shí)間內(nèi)均勻的冷卻。 三種方案的冷卻時(shí)間分別如圖 3圖 3圖 36。 . 圖 34 制件冷卻時(shí)間（方案一） 圖 35 制件冷卻時(shí)間（方案二） 圖 36 制件冷卻時(shí)間（方案 三 ） 從圖中分析結(jié)果可以看出，兩 種方案中冷卻方案一所需的最長(zhǎng)冷卻時(shí)間為，最短冷卻時(shí)間為 ；冷卻方案二所需的最長(zhǎng)冷卻時(shí)間為 ， 最短冷卻時(shí)間為 ,；冷卻方案 三 所需的最長(zhǎng)冷卻時(shí)間為 ， 最短冷卻時(shí)間為 ,。由此可知 三種方案的 冷卻時(shí)間 都 較短，所以就制件的冷卻時(shí)間來(lái)看， 三種方案均可以 。 翹曲分析結(jié)果及其比較 由上分析可知，在本設(shè)計(jì)中引起翹曲的主要原因是冷卻不均和收縮不均。在以上景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 48 頁(yè) 20 三 種冷卻方案下的翹曲分析結(jié)果如圖 3圖 38 和圖 39 所示。 圖 37 總體翹曲變 形（方案一） 圖 38 總體翹曲變形（方案二） 圖 39 總體翹曲變形（方案 三 ） 從圖中的分析結(jié)果可以看出，冷卻方案一的最大翹曲量為 ；冷卻方案二的最大翹曲量為 ； 冷卻方案 三 的最大翹曲量為 ?？梢?jiàn)，冷卻方案二的翹曲值 較大 ， 方案一和方案三的設(shè)計(jì)更好。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié) 由以上分析可知，方案二的變形量太大，方案一和方案三的效果接近，綜合考慮到加工的難易和產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，我們選擇方案一對(duì)塑件進(jìn)行冷卻。 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到 達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)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的影響。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(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)的尺寸是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則： ① 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性。 ② 采用 尺量短的流程，以減少熱量與壓力損失。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 共 48 頁(yè) 21 ③ 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。 ④ 防止型芯變形和嵌件位移。 ⑤ 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。 ⑥ 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。 ⑦ 流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。如圖 40 所示。 注射機(jī)的噴嘴頭部比主流道襯套球面半徑小 1~2 mm。主流道進(jìn)口直徑 d，比注射機(jī)噴嘴出口直徑應(yīng)大 ~1 mm。其作用：一是補(bǔ)償噴嘴與主流道的對(duì)中誤差；二是避免注 射機(jī)注射時(shí)在噴嘴與主流道之間造成漏料或積存冷料，使主流道無(wú)法脫模。為便于取出主流道中的凝料，將主流道做成圓錐形，錐角 ? 一般為 ?? 4~2 ，圓錐形表面的粗糙度應(yīng)在 ?Ra 以上。主流道出口應(yīng)做成圓角，圓角半徑 20 .5 ~ 3 / 8r m m r d??或 ，為減少壓力損失和回收料量，主流道長(zhǎng)度盡可能短些，常取 mm60? 。主流道出口端面應(yīng)與定模分型面齊平，以免出現(xiàn)溢 料。主流道要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，容易損壞，為便于更換，常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套結(jié)構(gòu)。主流道襯套的進(jìn)口端在注射時(shí)未受很大的噴嘴壓力，同時(shí)，其出口端與分流道、澆口也承受型腔的反壓力。因此，主流道襯套應(yīng)帶凸緣，使之固定在定模上。 圖 40 主流道設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，簡(jiǎn)稱澆注套或澆口套，以便選用優(yōu)良剛才單獨(dú)加工和熱處理。澆口套的主要作用是： 1）使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注射機(jī)上很好的定位，與注射機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料 的反壓力，不致被推出模具。 2）作為澆注系統(tǒng)的景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 48 頁(yè) 22 主流道，將料筒內(nèi)的塑料過(guò)渡到模具內(nèi)，保證料流有利暢通地到達(dá)型腔，在注射過(guò)程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。該澆注套采用分體式，即把與注射機(jī)定模板中心定位孔配合定位的臺(tái)肩和構(gòu)成主流道的部分分開(kāi)制作。 主流道的尺寸 根據(jù)選用的 XSZS22 型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑： d0=； 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 ： R=R0+(1~2)mm， d=d0+(~1)mm； 取主流道球面半徑： R=13mm； 取主流道小端直徑： d= 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為 2176。~6176。，此處選用 3176。，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 mm。主流道如圖 41 所示： 圖 41 主流道示意圖 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，開(kāi)設(shè)在 B 板和 A 板之間，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表 3 所示。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 共 48 頁(yè) 23 表 3 流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱 分流道斷面直徑 mm 塑料 名稱 分流道斷面直徑 mm ABS， AS ~ 聚苯乙烯 ~10 聚乙烯 ~ 軟聚氯乙烯 ~10 尼龍類 ~ 硬聚氯乙烯 ~16 聚甲醛 ~10 聚氨酯 ~ 丙烯酸 8~10 熱塑性聚酯 ~ 抗沖擊丙烯酸 8~ 聚苯醚 ~10 醋酸纖維素 5~10 聚砜 ~10 聚丙烯 5~10 離子聚合物 ~10 異質(zhì)同晶體 8~10 聚苯硫醚 ~13 分流道的斷面形狀有圓形，矩 形，梯形， U 形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成圓形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為 6mm。 流道 表面粗糙度 ?? 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面浮動(dòng)模板上，或處于分流道的末端。其作用就是存放料流前端的 “冷料 ”，防止 “冷料 ”進(jìn)入型腔而形成冷按縫，開(kāi)模時(shí)又能將主流道中的 凝料拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。 主流道冷料井設(shè)計(jì)成帶有拉料桿的冷料井，底部由一根拉料桿組成，拉料桿裝于推桿固定板上，與推桿脫模機(jī)構(gòu)連用。冷料井的孔設(shè)計(jì)成倒錐形，便于將主流道凝料拉出。當(dāng)其被推出時(shí)，塑件和流料凝道能自動(dòng)墜落，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 主流道冷料井的設(shè)計(jì)如圖 42 所示： 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 48 頁(yè) 24 圖 42 主流道冷料井的設(shè)計(jì) 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的主要 作用有兩個(gè)：一是塑料熔體流進(jìn)經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。它能使分流道輸送來(lái)的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)、順序、迅速地充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動(dòng)距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處等要求。電池后蓋對(duì)表面質(zhì)量和美觀效果要求比較高，為了使?jié)部诤圹E不影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果，該模具采用 矩形測(cè) 澆口，澆口開(kāi)在 定 模部分。澆口設(shè)計(jì)如圖 43。 圖 43 澆口示意圖 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 48 頁(yè) 25 進(jìn)料口 尺寸： 長(zhǎng) L=2mm， 厚度 t= 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型制品的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成形。一般在制品形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口流量及成形工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 6 模具結(jié)構(gòu)和分型面的設(shè)計(jì) 型腔數(shù)量及排列方式確定 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。這不僅由于型腔加工精度的參 差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動(dòng)不勻所致。所以精密塑件盡量不用多腔模形式。按照 SJ/T 10628—95 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 2 級(jí)超精密級(jí)塑件，宜一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)可以一模二腔。 4 級(jí)的精密級(jí)塑件，宜一模四腔以內(nèi)。從塑件尺寸精度考慮，由于該塑件精度等級(jí)為 5 級(jí)所以型腔數(shù)目應(yīng)控制在四腔以內(nèi)。由于本電池后蓋精度要求一般，所以采用一模四腔。型腔的排列方式如圖 44 所示： 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 共 48 頁(yè) 26 圖 44 型腔排列方式 分型面設(shè)計(jì) 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具 的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。 對(duì)于此塑料件，外觀質(zhì)量要求比較高，并為防止在塑件外表面出現(xiàn)飛邊而影響外觀質(zhì)量 ,分型面只能沿塑件邊緣輪廓設(shè)置 ,采用動(dòng)模框與定?？?qū)有纬膳c塑件輪廓曲線相一致的分型面形式 ,其中動(dòng)?？蚝投？蚍謩e鑲嵌于型腔板和型芯板中 ,分型面呈空間曲面形式。其形狀如圖 45 所示： 圖 45 分型面的設(shè)計(jì) 7 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算及脫模斜度的確定 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。 注射模具的 成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方