【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 確定 （ 1）注射機(jī)的選擇：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速選擇 2030r/min （ 2）料筒溫度的選擇 t/176。 C：前段 180～ 210；中段： 190～ 230；后段： 190～ 220。 （ 3）模具溫度的確定： 40176。～ 80176。 （ 4）注射壓力的選擇： 80MPa～ 130MPa。 （ 5）成型時(shí)間（ s）： 30（注射時(shí)間初步取 ，冷卻時(shí)間取 24，輔助時(shí)間取 ） 2 初選注射機(jī)并擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 分型面位置的確定方案 通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分型面 應(yīng)該取在塑件的截面積最大，并且利于開(kāi)模時(shí)取出成型塑件的底平面上， 分型面位置如圖所示 型腔數(shù)量和位置排放方式的確定 (1)型腔的數(shù)量 設(shè)計(jì) 。由于該塑件的尺寸比較小，且需要大批量生產(chǎn)，選擇用 一模多 5 / 34 腔的模具結(jié)構(gòu)形式。與此同時(shí)考慮到塑件的尺寸和模具結(jié)構(gòu)尺寸等的關(guān)系，以及制造經(jīng)費(fèi) 等其他成本費(fèi)用的因素，初步選擇模具結(jié)構(gòu)為一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。 （ 2）型腔 的 排列形式的設(shè)計(jì)。 因?yàn)檫x擇的是一腔四模的形式，其型腔中心距的確定如圖所示 ，所以流道采用的是 H型對(duì)稱(chēng)的排列形式，這樣可以使型腔進(jìn)料平衡，如圖所示 （ 3）模具的結(jié)構(gòu)形式初步設(shè)計(jì)。 由上面的分析可知，此模具被設(shè)計(jì)為一腔四模，采用對(duì)稱(chēng) H型直線排列，通過(guò)分析塑件的結(jié)構(gòu)形狀，我們選擇推出機(jī)構(gòu)為推桿推出或者推件板推出的退出方式。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，采用對(duì)稱(chēng)的平衡式的流道設(shè) 計(jì)，澆口選擇側(cè)澆口，澆口位置選擇在分型面上。 所以，不需要為了取出凝料而在定模部分另外單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面，動(dòng)模部分需要加推件板、支撐板、或者型芯固定板。由以上綜合分析可以確定采用帶推件板或大水口的單分型面的注射模。 注射機(jī)型號(hào)的選擇 計(jì)算注射量 通過(guò) Pro/E 建模得到模型，并通過(guò)分析得到塑件的質(zhì)量屬性如圖 6 / 34 塑件的體積： = 塑件的質(zhì)量： =ρ = =。 上式中，ρ可根據(jù)參考文獻(xiàn)【 2】 表 96 取 。 初步估算澆注系統(tǒng)的凝料體積。 一般的澆注系統(tǒng)的凝料體積的準(zhǔn)確數(shù)值不能再設(shè)計(jì)之前確定，但是我們可以 根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)公式 =κ n ，按照塑件體積的κ倍來(lái)估算（κ一般取值 ～ 2）。因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)采用塑件模具的流道比較簡(jiǎn)單，并且比較短，所以我們?nèi)沧⑾到y(tǒng)凝料體積為塑件體積的 倍 來(lái)計(jì)算（κ =， n 為型腔數(shù)目）。因而 每次注入注入模具型腔的塑料熔體總體積（也就是澆注系 統(tǒng)中的凝料體積與 4個(gè)塑件體積之和）。計(jì)算如下： = = 4 = 注塑機(jī)的選擇。 由以上公式計(jì)算得出，在一次注射的過(guò)程中 注入澆注系統(tǒng)和模具型腔的塑料熔 體的總體積為 = ，根據(jù)參考文獻(xiàn)【 1】中式（ 418） = /=根據(jù)文獻(xiàn)【 3】 ≥ 可以初步選擇注射機(jī)的公稱(chēng)注射量為 200 ，選擇注射機(jī)的型號(hào)為 SZ200/120 的臥式注射機(jī)，它的主要參數(shù)列于下表中 表 11 注射機(jī)的主要參數(shù) 理論注射量 / 200 螺桿柱塞直徑 /mm 42 拉桿內(nèi)向距離 /mm 385 355 注射壓力 /Mpa 150 7 / 34 移模行程 /mm 350 最大模具的厚度 /mm 400 最小模具的厚度 /mm 230 注射速率 /g 120 鎖模的形式 雙曲肘 螺桿轉(zhuǎn)速 /r 0～ 200 塑化能力 /kg h 70 模具孔定位的直徑 /mm 125 鎖模力 /KN 1200 噴嘴孔的直徑 /mm 4 噴嘴球半徑 /mm 15 對(duì)注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。 （ 1）對(duì)注射壓力進(jìn)行校驗(yàn)。 查閱參考文獻(xiàn)【 1】 表 41可以知道， PMMA 需要的 的注射壓力為 90～ 120MPa，并且 PMMA 與 PS 所需的壓力相差不大。在這里，我們?nèi)?=110MPa，而 該注射機(jī)的公稱(chēng)壓力 =150MPa。注射壓力安全系數(shù)的取值 的取值在 ～ 之間，在這里我們?nèi)?，則有 = 110=143Mpa＜ 150MPa,因而注塑機(jī)的注塑壓力滿足要求。 （ 2）鎖模力的校驗(yàn)。 ① 計(jì)算塑件在分型面上的投影面積： =（ 2 ） π /4=5020 ②澆注系 統(tǒng)投影到分型面上的面積 ，也就是凝料道和澆口在分型面上面的投影面積的值，此數(shù)值可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析多型腔模具來(lái)確定。 可以認(rèn)為是每個(gè)塑件投影到分型面上的面積 的 倍～ 倍。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的流道相對(duì)比較簡(jiǎn)單，分流道也相對(duì)比較短，所以流道凝料的投影面積可以相應(yīng)地適當(dāng)取小一點(diǎn)。在這里，我們?nèi)? 8 / 34 = 。 ③ 計(jì)算澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上面的總投影面積 。 =n( + )= n( + )=4 =24097 ④模具型腔內(nèi)的脹型力的計(jì)算，設(shè)脹型力為 ，則 = =24097 35= 上面的式子當(dāng)中， 為型腔中的平均脹型壓力值。在一般計(jì)算過(guò)程中，我們 取 為注射壓力的 20%～ 40%，而且對(duì)于精度較高黏度較大的塑料材料通常取較大值。由于 PMMA屬于黏度較大的材料，并且塑件精度要求較高，故取 為 35MPa。 由表 11可知 我們所選用的注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力為 =1200kN，鎖模力的安全系數(shù)取值為 ～ ，在這里我們?nèi)?=。則有： = = =＜ =120 kN 因而所選注射機(jī)的鎖模力滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于其他安裝尺寸的校驗(yàn)需要等到模架選定，確定了結(jié)構(gòu)尺寸之后才能進(jìn)行。 對(duì)主流道進(jìn)行設(shè)計(jì) 主流道的位置通常在模具的中心、塑料熔體的入口處。 其作用是將注射機(jī)噴嘴射出 9 / 34 的熔體導(dǎo)入分流道或者型腔當(dāng)中。主流道形狀為圓錐形，圓錐形結(jié)構(gòu)便于開(kāi)模時(shí)主流道多余凝料的順利拔出，并且利于塑料熔體的流動(dòng)。主流道的結(jié)構(gòu)對(duì)成型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效率 有重要影響，因?yàn)槠涑叽缰苯佑绊懙匠淠r(shí)間和熔體的流動(dòng)速度。另外，由于高溫塑料熔體和 注射機(jī)噴嘴都與主流道有反復(fù)接觸導(dǎo)致該部件容易損壞，因此在設(shè)計(jì)當(dāng)中常將其設(shè)計(jì)為可拆卸更換的澆口套。 主流道的尺寸設(shè)計(jì) （ 1）主流道的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)。一般主流道長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于結(jié)構(gòu)較小的模具L應(yīng)該盡量小宇 60mm，本設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)較小，初取 50mm 進(jìn)行計(jì)算。 （ 2） 確定主流道小端直徑。一般取 d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（ ～ 1） mm=。 （ 3）確定主流道大端的直徑。一般 D=d+ =8mm，錐角α一般取值 ～ ，在這里，我們?nèi)?α = 計(jì)算。 （ 4）確定主流道球面半徑。一般地，球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑 +（ 1～ 2）mm，由注射機(jī)參數(shù)表可知注射機(jī)噴嘴半徑為 15mm。則可取 SR=15+2=17mm。 （ 5）球面配合高度的確定。在這里取 h=3mm。 主流道凝料體積的計(jì)算。 主流道凝料體積根據(jù)公式 = （ + + ）π /3。 式中 為主流道凝料體積、 為主流道長(zhǎng)度、 為主流道大端半徑、 為主流道小端半徑。由此可以得到： =50（ + ＋ 4 ） 確定主流道 的 當(dāng)量半徑 。 由公式 可有： = = 確定主流道 的澆口套的形式。 一般地，主流道 襯套有標(biāo)準(zhǔn)件，可以選購(gòu)。 因?yàn)?主流道的小端入口經(jīng)常與注射機(jī)噴 10 / 34 嘴反復(fù)接觸 而 容易磨損 ，所以它對(duì)材料的要求比較高。盡管在設(shè)計(jì)小型注塑模具的時(shí)候我們可以主流道襯套和定位圈作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是考慮到其材料價(jià)格比較高且容易磨損需要更換，還是將其分開(kāi)來(lái)單獨(dú)設(shè)計(jì)。這樣利于拆卸更換，也利于 選用更為優(yōu)質(zhì)的鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。 本設(shè)計(jì)中澆口套的材質(zhì)選擇碳素工具鋼 ,型號(hào)為 T10A，經(jīng)過(guò)熱處理淬火后的表面硬度在 50HRC～ 55HRC 之間。如下 圖所示 定位圈的結(jié)構(gòu)形式和數(shù)據(jù)由總裝圖來(lái)決定 。 對(duì) 分 流道進(jìn)行設(shè)計(jì) 確定分流道的布置形式。 在設(shè)計(jì)分流道時(shí)，為了減少熔體在流道內(nèi)的壓力損失以及減小在流道內(nèi)的溫度降低幅度，同時(shí)還要進(jìn)一步考慮分流道的壓力平衡和容積限制，選擇了平衡式分流道如圖所示 11 / 34 計(jì)算分流道的長(zhǎng)度。 由以上型腔的排列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，分流道的長(zhǎng)度適中，其結(jié)構(gòu)如所示 計(jì)算分流道的當(dāng)量直徑。 計(jì)算流過(guò)一級(jí)分流道塑料的質(zhì)量 : m=ρ = 2=＜ 200g 由于該塑件的質(zhì)量小于 200g，并 且其壁厚在 1mm～ 3mm 之間。由參考文獻(xiàn)【 1】可知，對(duì)于壁厚在 3mm 以下，且塑件小于 200g 的塑件，其對(duì)應(yīng)模具的分流道的直徑可以根據(jù) 12 / 34 以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 ： D= 其中 D為分流道 當(dāng)量 直徑（ mm）、 m 為塑件質(zhì)量（ g）、 L為分流道長(zhǎng)度 (mm) 由上式可以得到 D= ≈ 5mm 確定 分流道的截面形狀 及尺寸計(jì)算 。 由于梯形流道的加工工藝性較好，并且在這種結(jié)構(gòu)的流道中，塑料熔體的流動(dòng)阻力和熱散失量都比較小 ，為了便于選擇刀具，設(shè)梯形的上底寬度 B=6mm,底面圓角半徑 R取值 1mm，通常梯形高度 H 在 2B/3～ 4B/3 之間，在這里取 H=2B/3=4mm，設(shè)下底寬度為b,則根據(jù)梯形面積公式有如下關(guān)系： = 。 經(jīng)計(jì)算的 b≈ ，又考慮到脫模斜度以及梯形底面圓弧對(duì)截面積減小的因素，在這里取 b=，底面圓角半徑 R取值為 1mm，再通過(guò)驗(yàn)算得到梯形斜度 α 為 ，而通常梯形側(cè)面斜度取值為 ～ ，由此基本滿足要求。得到截面積形狀如圖，基本數(shù)據(jù)為 D=6mm、 H=4mm、 R=1mm、α = 、 b=。 13 / 34 計(jì)算凝料的體積。 （ 1）計(jì)算分流道的長(zhǎng)度： =（ 55++） 2=210mm. (2)計(jì)算分流道的截面積： H= 4=21 (3)計(jì)算凝料體積： = =210 21=4410 = 考慮圓弧的帶來(lái)的