【文章內(nèi)容簡介】 冷料穴的設(shè)計 當(dāng)注塑機未注射塑料之前，噴嘴前面的熔體塑料的溫度降低，形成冷凝料頭，為了防止這些冷凝料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，在進料口的末端的動模板上開設(shè)一洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個洞穴就是冷料穴。它的作用是儲存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的 冷料頭以及熔體流動的前鋒冷料防止冷料進入型腔而形成冷接縫。冷料穴的尺寸宜大于主流大端的直徑，長度約為主流道大端的直徑。為了是主流道凝料能勝利地從主流道襯套中脫出，往往是冷料穴兼有開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在動模一邊的作用，根據(jù)拉料方式的不同，冷料穴的形式又可分為與推桿匹配的冷料穴、與拉料桿匹配的冷料穴和無拉料桿的冷料穴 1）主流道冷料穴的設(shè)計 該設(shè)計采用 Z 型拉料桿。 2）分流道冷料穴的設(shè)計 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 22 頁 共 53 頁 該模具設(shè)計采用潛伏式澆口形式，無須考慮分流道的冷料穴設(shè)計。 分流道的設(shè)計 分流道是連接主流道和澆口 的進料通道。在單腔模中，長不開設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔，因此，采用平衡式分流道，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的回料量，分流道也不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還會增長模塑周期。 分流道的長度 長度應(yīng)盡量取短，且少折彎。該模具分流道的長度很短。 分流道長度 第一級分流道： L1=15 2=30mm 第二級分流道： L2=19 mm 分流道的形 狀及尺寸 分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、 U 形等多種。在流過同等橫截面積的條件下，橫截面為正方形的流動阻力最大，傳熱最快，熱量損失最大，因此對熱塑性塑料注射模而言，不宜采用正方形的分流道。而圓形橫截面流動阻力小，熱量損失最小，熔體降溫也最慢，但從加工來說，它需要同時在動模和定模上開設(shè)半截面，要使兩者完全吻合，制造較困難。半圓形和矩形截面的分流道比表面積 (即表面積 /體積 )較大，較少采用。而梯形截面、 U 形截面的分流道，加工容易且熱量散失和流動阻力也不大。為了便于機械加工及凝料脫模，本設(shè)計的分流道設(shè)置在分型面上，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。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，一般可以采用下面的經(jīng)驗公式來計算截面尺寸： 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 23 頁 共 53 頁 B= m L4 查參考文獻：《模具設(shè)計與制造手冊》表 6150，取 B= 式中， B—— 梯形大底邊的寬度（ mm） m —— 塑件的質(zhì)量（ g） L—— 單向分流道的長度（ mm） H=2/3B=2/3 = 分流道的表面粗糙度 由于分流道終于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 R a 并不要求很低，一般取 ～ , 這樣的表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔體表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra=。 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短通道 (除了直接澆口外 )，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口的主要作用： (1) 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； (2) 易 于切除澆口尾料； (3) 對于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率較高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動性能，有利于充型，但是澆口尺寸過小會使壓力增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 24 頁 共 53 頁 澆口的形式 澆口的形式有很多但是要根據(jù)具體情況來選擇。 注射模常用澆口形式有以下幾種： 1） 側(cè)澆口 2） 重疊式澆口 3） 點澆口 4） 潛伏式澆口 澆口位置的選擇 澆口的位置選擇，應(yīng)遵循如下原則： 1） 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷（避免噴射有兩種方法： a 加 大澆口截面尺寸，降低熔體流速； b 采用沖擊形澆口，改善塑料熔體流動狀況）該模具采用方法 a； 2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處； 3） 有利于塑件熔體流動； 4） 有利于型腔排氣； 5） 考慮塑件使用時的界面狀況； 6） 減少或避免塑件的熔接痕； 7） 考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀? 8） 考慮澆口位置和數(shù)目對塑件成型尺寸的影響； 9） 防止將型芯或嵌件擠歪變形。 澆口尺寸的確定 澆口截面積通常為分流道截面積的 ～ 倍，澆口截面積形狀河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 25 頁 共 53 頁 多為矩形和圓形兩種，澆口長度約為 ～ 2 mm 左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試 模時逐步修正。 d=nk A4 式中 d—— 澆口直徑（ mm） n— 塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定 k—— 系數(shù)。塑件壁厚的函數(shù)， k= t = 6 = A—— 型腔表面積（ mm） t— 塑件壁厚（ mm） d=1035 mm 澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相同，形狀及截面尺寸對應(yīng)相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 1）主流道與主流道冷料穴凝料體積 V主 =1/3∏ /22 2001/3∏ 110≈ mm3 2) 分流道凝料體積 V 分 =2（ 15+19） =68mm3 3)澆口凝料體積 V 澆 約等于零，可以忽略不計。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 26 頁 共 53 頁 4） 澆注系統(tǒng)凝料體積 V 總 =V 主 +V 分 +V 澆 =≈ cm3 該值小于前面 中澆注系統(tǒng)凝料的估算值 ,所以前面有關(guān)澆注系統(tǒng)的各項計算與校核符合要求，不需要重新設(shè)計計算。 澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計算 1）流過澆口的體積 V3=V 型 = 2)流過分流道的體積 V2=V 塑 +V 分 /2≈ cm3 3）流過主流道的體積 V1=2V2+V 主 = cm3 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 27 頁 共 53 頁 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 型腔通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋等。由于這種成型零件直接與高溫、高壓的塑料容體接觸，并且脫模是反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時還應(yīng)考慮零件加工性及模具的制造成本。應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 三通管有三個孔，分模時無法脫出 ，需要使用側(cè)抽芯才能勝利的脫模。型芯一般單獨制造，側(cè)面的孔采用一個側(cè)抽芯，長孔方向采用兩個相同的主型芯，選擇在中心處分模。這樣易于加工，并且在生產(chǎn)中方便替換，提高生產(chǎn)效率。 成型零件工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸是指凹模和凸模直接用以構(gòu)成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的徑向尺寸，凹模和凸模高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。成型零件的加工精度和質(zhì)量決定了塑件的精度和質(zhì)量，工作尺寸的計算受塑件尺寸精度的制約，影響塑件尺寸精度的因素甚多，主要有模具制造公差、模具的磨損量和塑件收縮率等因素，因此，計算工作零件尺寸時應(yīng)根據(jù)上述三個因素進行考慮。本設(shè)計采用平衡收縮法計算模腔各工作尺寸。 在計算成型零件型腔和型芯的尺寸時，塑料制品和成型零件尺寸均按單向極限值，即孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差值為正；凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，公差值為負。而孔心距尺寸則按公差帶對稱分布的原則進行計算。 查閱資料，該設(shè)計的公式如下： 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 28 頁 共 53 頁 型腔徑向尺寸的計算： LM=[（ 1+Scp） Ls3/4△ ] ???0 型芯高度尺寸的計算： HM=[(1+Scp)hS+2/3△ ]0z?? 上式中， LM— 型腔徑向尺寸（ mm） Lsls— 塑件徑向尺寸（ mm） Scp— 塑料的平均收縮率（ %） [Scp=(+)/2] △ — 塑件公差值（ mm） z? — 模具制造公差（ mm） （一般取 z? =△ /3） 1）型腔尺寸的計算 對于型腔來說，具體尺寸見圖 61。 圖 56 腔尺寸型 已知型腔徑向尺寸 ,Ls1=31, △ =, z? = 將以上數(shù)據(jù)代入上式，可得 LM1=[（ 1+%） 313/4 ]= ? 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 29 頁 共 53 頁 已知型腔深度尺寸， Hs1=, △ =, z? 1=。Hs2=9,Hs3=, △ 2=, z? 2=,將以上數(shù) 據(jù)代入上式，可得 2）側(cè)型芯尺寸的計算 對于側(cè)型芯來說，具體尺寸見圖 62。 圖 62 側(cè)型芯 已知型芯徑向尺寸， ls1=18,△ 1=, 1z? =。ls2=63,△ 2=, 2z? =。ls3=41,△ 3=, 3z? =,將以上數(shù)據(jù)帶入公式，可得； LM1=[(1+%) 18+3/4 ]? =? LM2=[(1+%) 63+3/4 ]? =? LM3=[(1+%) 41+3/4 ]? =? 已知型芯高度尺寸， Hs1=10, △ 1=, 1z? =。Hs2=31, △2=, 2z? =。Hs3=3, △ 3=, 3z? =,將以上數(shù)據(jù)代入公式，可得 H 1M =[(1+%) 10+2/3 ] = H 2M = [(1+%) 31+2/3 ] ? = ? H 3M = [(1+%) 3+2/3 ] ? = ? 3)主型芯尺寸的計算 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 30 頁 共 53 頁 對于主型芯尺寸來說，具體尺寸見圖 63。 63 主型芯 已 知型芯徑向尺 寸， ls1=50, ls2=42△ =, 1z? =。, 2z? 。ls3=31,△ 1=, 3z? =,將以上數(shù)據(jù)帶入公式，可得； LM1=[(1+%) 50+3/4 ] = LM1=[(1+%) 42+3/4 ] = LM3=[(1+%) 31+3/4 ]? =? 根據(jù)側(cè)壁厚校核強度、剛度 查閱資料，選擇下面公式： 按剛度條件計算 S≥ r[(rpE Erp ][ ][ ??? ?)21 1] =15 [( 5 5????? ????? )21 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 31 頁 共 53 頁 = 按強度計算有 s≥ 根據(jù)上面剛度、強度比較，取 s=＜ 8mm 符合要求。 根據(jù)底板厚度校核強度、剛度 按剛度條件計算有 hs ≥ (][4?Epr)31 按強度條件計算有 hs ≥ （][2?pr） 21 式中， Mpa E— 模具材料的彈性模量 (Mpa),碳鋼為 105 Mpa P— 型腔的壓力（ Mpa） [? ]— 剛度條件，即允許變形量（ mm） 。 [? ]— 模具材料的許用應(yīng)力（ Mpa） ； R— 型腔內(nèi)徑， r=15mm。 已知： [ ? ]=25 Mpa， E= 10 Mpa， P=30 Mpa， [? ]=，按剛度條件計算有 hs ≥ ( ][4?Epr )31 = ???????? ?? ?? 1530 54 31 = 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 32 頁 共 53 頁 按強度計算條件有 hs ≥ （][2?pr） 21 =（ 2451530 2? ） 21 = 所以取 hs 值必須大于 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 /論文 第 33 頁 共 53 頁 7 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 由前面型