【文章內(nèi)容簡介】 模具）實(shí)際實(shí)際需要的注射量來初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號，然后依次對該機(jī)型的公稱注 射壓力、公稱鎖模力、開模行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。 以實(shí)際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號：為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于或等于某注射機(jī)的公稱注射量的 80%，由 知本設(shè)計(jì)中所選注射機(jī)的原則和方式剛好與此吻合。所以設(shè)計(jì)中所選的注射機(jī)的注射量符合要求，在此不再進(jìn)行過多的校核 燈座注射模設(shè)計(jì) 18 注射壓力的校核 注射機(jī)壓力的校核是校核設(shè)計(jì)所選注射機(jī)的公稱壓力 P公 能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力 P0。 塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決 定，其值一般為 70~150MPa，通常要求為： P 公 ＞ P0 查表 41 部分塑料所需的注射壓力 P0 [1]可知， PC 所需注射壓力為 100~120MPa，這里取p0=100MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力 p 公 =104MPa，注射壓力安全系數(shù) k1=~，這里取 k1=，則： k1p0=179。 100=130p 公 所以，注射機(jī)注射壓力不合格。但考慮到本設(shè)計(jì)中的燈座在日常使用中其功能和性能要求不高，僅起到固定作用。綜合考慮注射量的要求和注射機(jī)注射壓力值，最終決定選用此注射機(jī)。 鎖模力的校核 鎖 模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填型腔時(shí)，沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該脹型力。 ① 塑件在分型面上的投影面積 A 塑 ， 則 A 塑 =π（ 170247。 2） 2= mm2 ② 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 澆 ，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A 澆 數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。 A 澆 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 A 塑 的 ~ 倍。由于本例流道設(shè)計(jì)簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。這里取 A 澆 = 塑 。 ③ 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積 A 總 ，則 A 總 =n（ A 塑＋ A 澆 ） =n（ A 塑 + 塑 ） =1179。 塑 =1179。 179。 = 燈座注射模設(shè)計(jì) 19 ④ 模具型腔內(nèi)的脹型力 F 脹 ，則 F 脹 =A 總 p 模 式中， p 模 是型腔的平均計(jì)算壓力值。 p 模 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的~，大致范圍是 25~40MPa。對于粘度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。 PC屬高粘度塑料及有精度要求的塑件，故 p 模 取 40MPa。所以 F 脹 =A 總 p 模 =179。 40 = 查表 32 可得該注射機(jī)的公稱鎖模力 F 鎖 =3500kN，鎖模力安全系數(shù)為 k2=~ 這里取k2=，則 k2 F 脹 = 脹 =179。 =＜ F 鎖 所以，注射機(jī)鎖模力合格。對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。 燈座注射模設(shè)計(jì) 20 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在模具設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)流程中是最為關(guān)鍵的一步，也是最 重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其直接影響到設(shè)計(jì)的合理性和設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可執(zhí)行性，因此需要特別重視。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、型芯和型腔的結(jié)構(gòu)確定、推件方式、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)等。 分型面位置和形式的確定 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)。 在塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的 形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，首先就要確定分型面的位置和澆口的形式，然后才能確定模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。 該塑件為燈座，外形要求美觀，無斑點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高，在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，有兩種分型面的選擇方案。其一，選塑件小端底平面作為分型面，如圖 41 所示；選擇這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在定模部分，模具結(jié)構(gòu)需 用瓣合式，這樣在塑件表面會有熔接痕，同時(shí)增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。其二，選塑件大端底平面作為分型面，如圖 42所示，采用這種方案側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)動模部分，模具結(jié)構(gòu)較為簡單。所以選塑件大端底平面作為分型面較為合適。 燈座注射模設(shè)計(jì) 21 A A 圖 41 A A 圖 42 模具澆注系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 所謂注射模的澆注系統(tǒng)，是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中， 具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能， 以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。 正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑件極為重要。注射成型的基本要燈座注射模設(shè)計(jì) 22 求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 因此，澆注系統(tǒng)十分重要。澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于 模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 其頂部設(shè)計(jì)成半球形凹坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 1mm~2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出。由于主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，材料選用 45 鋼，并經(jīng)局部熱處理球面硬度 55HRC~62HRC，設(shè)計(jì)獨(dú)立的定位環(huán)用來安裝模具時(shí)起定位作用，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑 ~1mm 以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截現(xiàn)象，其關(guān)系如圖 43 所示。 圖 42 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 主流道尺寸 ① 主流道小端直徑： d=注射機(jī)噴嘴直徑 d0＋ （ ~1） =＋（ ~1），取 d=8mm ② 主流道球面半徑： SR=注射機(jī)噴嘴球半徑 SR0＋（ 1~2） =18+（ 1~2），取 SR=20mm ③ 球面配合高度： h=3~5mm，取 h=4mm ④ 主流道長度： 盡量小于 60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，初取 L0=50mm ⑤ 主流道大端直徑： D=d+2Ltanα≈11mm（半錐角 α為 1176。~2176。，這里取 176。） ⑥ 澆口套總長： L=L0+h=50+4=54mm 燈座注射模設(shè)計(jì) 23 ⒉ 主流道的凝料體積 V 主 =? L 主 （ R2 主 +r2 主 +R 主 r 主 ） /3=179。 50179。 (+42+179。 4)/3 == ⒊ 主流道當(dāng)量半徑 Rn=(+4)/2mm= ⒋ 澆口套的形式及其固定方式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求嚴(yán) 格，因而在模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便于有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用 碳素工具 鋼 （ T8A 或 T10A） 或合金鋼等 ，熱處理表面硬度為 52~56HRC。本設(shè)計(jì)由于主流道比較長，凝料面積比較大，因此把襯套和定位圈設(shè)計(jì)成分體式結(jié)構(gòu)。如 圖 44 所示。 圖 44 澆口套固定形式 ⒌ 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴也稱冷料井。冷料穴一般設(shè)在主流道和分流道的末端，其作用就是存放兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料和料流前鋒的“冷料”，防止“冷料” 進(jìn)入型腔而形成各種缺陷。根據(jù)冷料穴的所處的位置不同，冷料穴可分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。本設(shè)計(jì)僅設(shè)計(jì)主流道冷料穴，采用球形拉料桿。 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型燈座注射模設(shè)計(jì) 24 腔模具必須設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。分流道是塑料熔體進(jìn)入型腔前的通道，可通過優(yōu)化設(shè)置分流道的橫截面形狀、尺寸大小及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證最佳的成型效果。 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形、 U 形和正六邊形 等。 ⒈ 分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)分流道是應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式布置。如圖 45 所示。 圖 45 分流道形式 ⒉ 分流道的長度 由圖 45知，此燈座的分流道的設(shè)計(jì)較簡單，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，分流道較長，單邊分流道長度 L 分 取 170/2mm 為 85mm。豎直方向的長度尺寸暫定為 50mm。 ⒊ 分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量由 知 m 塑 =m1=＞ 200g。據(jù)公式（ 416） [1]: D= m 4L =179。 179。 485 燈座注射模設(shè)計(jì) 25 = 對于流動性能差的塑料，比如： HPVC、 PC、 PMMA 等，分流道較長時(shí)，直徑可達(dá) ? 10～ ? 13mm。但分流道直徑在 ? 8mm 以上時(shí)，再增大其直徑，對改善流動的影響已經(jīng)很小。所以取分流道的直徑 D 分 =13mm ⒋ 分流道截面形狀 分流道的截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形、 U 形和正六邊形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大、表面積小，通過比較圓形截面的效率最高，但相對加工難度大。正方形流道凝料脫模困難且流道效率低。梯形截面的流道相對于圓 形有較大的熱量損失，但梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具同時(shí)加工容易，又比較容易脫模，因此梯形橫截面使用較為廣泛，特別對于雙分型面模具。因此本模具設(shè)計(jì)采用梯形橫截面。所以據(jù)表 45[1]得： H==179。 13= B==179。 13= 取 H=10mm， B=15mm 5． 分流道截面尺寸 設(shè)梯形的上底寬度為 x，底面圓角半徑 R=1mm，則該梯形的截面積為： A 分 =(x+B)179。 H/2 再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為 13mm 的圓面積相等，可得 A 分 =（ x+15）179。 10247。 2=? D 分 2/4=179。 132247。 4 即得： x≈ 12mm。 6．凝料體積 ① 分流道的長度： L 分 =170mm。 ② 分流道截面積： A 分 =（ 15+12）179。 10247。 2mm2=135mm2 ③ 凝料體積： V 分 =L 分 A 分 =170179。 135=22100mm2≈ 23cm3 7．校核剪切速率 ① 確定注射時(shí)間：查表 48[1]，可得 t=。 ② 計(jì)算分流道體積流量： q 分 =（ V 分 + V 塑 ） /=（ 23+）247。 =燈座注射模設(shè)計(jì) 26 ③ 由式（ 420） [1]可得剪切速率 3/.33 分分 Rq ?? ?? =179。 179。 103247。 (179。 (13/2)3) =179。 102s1 該分流道的剪切接近澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 5179。 102s1~5179。 103s1,所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 8．分流道表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很高，一般取 ~ 即可，此處取 ，另外脫模斜度一般在 5176。 ~10176。之間，在這里取脫模斜度為 8176。 本設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品因其質(zhì)量和體積相對較大，考慮到產(chǎn)品的成型條件和脫模，此成型模具采用雙分型面，因此分流道采用平衡式的單排列式，以利于塑件充型。 分流道與澆口的連接處在加工時(shí)應(yīng)加工成斜面并用圓弧過渡，有利于 塑料熔體的流動及充填。本設(shè)計(jì)中的分流道分一級分流道和二級分流道，一級分流道橫截面為梯形，二級分流道為豎直方向，考慮到加工的難易程度，因此二級分流道和澆口的連接采用圓形分流道和圓形澆口。以便于加工且在之后的修模時(shí)降低了難度。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，其作用是使從分流道流過來的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能迅速地凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量