【文章內(nèi)容簡介】 尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對其進(jìn)行 校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 模具與注塑機(jī)的關(guān)系 每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)詳細(xì)了解注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范。注塑機(jī)的最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，最大成型面積，模具最大厚度，和最小厚度，最大開模行程，以及機(jī)床模板，安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸。 選擇注射機(jī)確定型腔數(shù) (1) 估計(jì)塑料的體積和重量。 初步估算體積為 ： V= 3cm 初步估算質(zhì)量 ： ， M=V? =（取 PVC 的密度為 179。） (2) 根據(jù)塑件的計(jì)算重量或體積，選擇設(shè)備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。 ①注射機(jī)額定注射量 mg ,每次注射量不超過最大注射量的 80％，即 n=zjgm mm ? 式中 n―型腔數(shù)； 11 mj ―澆注系統(tǒng)重量 （ g） 。 mz ― 塑件重量（ g）； mg ―注射機(jī)額定注射量（ g）。 估算澆注系統(tǒng)的體積 V j ，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算Vj = 則澆注系統(tǒng)塑料重量 mj = Vj γ = = 設(shè) n=2,則得 mg = jz mm? = 從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用 XSZY60 型注射機(jī)。 故采用一模兩腔。 該注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)如下： 結(jié)構(gòu)形式 臥式 注射方式 螺桿式 最大注射量容量（ mm3 ） 60 螺桿直徑 (mm) 35? 注射壓力 (MPa) 122 噴嘴孔徑 D(mm) 4 鎖模力 (KN) 500 噴嘴半徑 (mm) 12 最大注射面積（ cm2 ） 320 模板行程 (mm) 180 最大模具厚度 H（ mm） 280 最小模具厚度 H（ mm） 130 定位孔直徑 (mm) ??? 中心孔徑 (mm) 注塑機(jī)的主要工藝參數(shù)的校核 （ 1）國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的注射機(jī)均用塑料的容量表示一次注射量。但是目前由于過去的習(xí)慣，對注射機(jī)的注射量也還是采用克量來表示。所以選擇注射機(jī)的注射量時(shí)可以用公式 ① 或公式 ② 計(jì)算。 ①以容量計(jì)算時(shí) V?注V件 12 式中 注V —— 注射機(jī)最大注射量件V（ 3厘 米 ） 件V—— 成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量 （ 3厘 米 ） —— 為系數(shù)，一般要求成型塑件的容量不得超過注射機(jī)容量的 80%/ ②以克計(jì)量時(shí) ?G 式中 C—— 注射機(jī)最大注射克量（克） G—— 成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量， G=件Ｖ Ｒ（克） R—— 成型塑料的比重（克 / ３厘 米 ） —— 意義同公式（ 5— 9） 因此 ? 6047 滿足要求 (2)鎖模力的校核： 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力 ，此推力的大小等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和 (即注射面積 )乘以型腔內(nèi)的塑料壓力 ， 此力可使模具分型面漲開 。 為了保持動 、 定模閉合緊密 ， 保證塑件的尺寸精度并盡量減少溢邊厚度 ， 同時(shí)也為了保障操作人員的人身安全 ， 需要機(jī)床提供足夠大的鎖模力 。注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)應(yīng)該提供足夠的鎖模力，使動、 定模兩部分在注射過程中保持緊密閉合。每臺注塑機(jī)都有一個(gè)額定的鎖模力，所設(shè)計(jì)的模具在注射沖模時(shí)，分型面張開的總力不能超過這個(gè)額定的值，有如下關(guān)系式： F≥ pm ( nAz +Aj )。式中 Az — 塑件在分型面上的投影面積 ； Aj — 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積； pm — 注射 壓力 ，查手冊知 pm =60~100MPa。由于多腔注射，取 pm =100 MPa； F— 注塑機(jī)鎖模力 ,XSZY60 型注射機(jī)額定鎖模力為 500kN。 投影面積 計(jì)算 ： Az =500+10（ 20+29） +20 3+16 20+25 5=1495mm2 = Aj =5 50=250 mm2 = cm2 pm ( nAz +Aj )=100 ( 2+)=324kN﹤ 500 kN 滿足要求。 13 （ 3）模具外形與注塑機(jī)拉桿間距校核。 注射模向注射機(jī)上安裝固定時(shí)，應(yīng)該順利通過注射機(jī)拉桿間的空間。本設(shè)計(jì)模具最大寬度為 296mm， 其小于注射機(jī)拉桿間距 300 mm， 所以滿足要求。 （ 4）對注塑機(jī)有關(guān)安裝尺寸的校核。 設(shè)計(jì)的注塑模不僅必須在注塑機(jī)的上述主要工藝參數(shù)限 定的范圍內(nèi)，還必須能順利的安裝到注塑機(jī)上，因此必須滿足注塑機(jī)的有關(guān)安裝尺寸，包括如下幾項(xiàng)，對其校核。 ①模具定位圈與注塑機(jī)定位孔配合。 每一臺注塑機(jī)的固定模板上都有一個(gè)起定位作用的基準(zhǔn)孔，能使模具安裝到注塑機(jī)上后其主流道中心線與注塑機(jī)噴嘴中心線同軸，模具上的定位圈應(yīng)該與這一定位孔成間隙配合。這里定位圈直徑為 100 mm。 ② 可安裝的模具高度。 選擇的注塑機(jī) 為 XSZY60 型。 最大模具厚度 Hmax 為 280 mm，最小模具厚度 Hmin 為 130 mm。 本設(shè)計(jì)的模具高度 H 為 246 mm，滿足要求。 ③噴嘴尺寸的 校核。 注射機(jī)的噴嘴頭部的球面半徑要也 跟 模具主流道始端的球面半徑吻合，以免高壓熔體從縫隙處益處，一般球面半徑要比噴嘴頭半徑大 1~2mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料無法脫出，本設(shè)計(jì)噴嘴頭半徑為 10mm，噴嘴頭部的球面半徑為12mm，滿足要求。 ④開模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核。 注射機(jī)的開模行程是有限制的塑料件從模具中取出時(shí)所需的開模距離，其必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出，開模距離一般分為如下兩種情形：一是當(dāng)注射機(jī)采用液壓，機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定，并不受模 具厚度的影響，即注射機(jī)，二是當(dāng)注射機(jī)采用全液壓時(shí)，最大開模行程等于機(jī)床移動模板和固定模板之間的最大開距減去模具厚度，即注射機(jī)的最大開模行程與模具厚度有關(guān)，本設(shè)計(jì)是屬于單分型面注射模開模，其開模行程如圖 31 示 。 本設(shè)計(jì)的模具所需開模距離 S=H1+H2+5~10=20+77+10=107 mm﹤ 180mm 滿足要求。 ⑤ 模具裝固尺寸 本模具為小型模具與注射機(jī)采用壓板固定，采用這種固定時(shí) ，只須在模具動，定模座板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。固定如 圖 31 所 示 。 其開模行程如圖 31 示 。 ⑤ 模具裝固尺寸 14 本模 具為小型模具與注射機(jī)采用壓板固定，采用這種固定時(shí)，只須在模具動，定模座板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。固定如下圖 31 示 。 圖 31 單分型面注射模 開模行程校核 15 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng) 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利地充模，壓實(shí)和保壓。 主流道（也叫進(jìn)料口），它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射 模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力 的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53～ 57HRC。在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨(dú)的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。澆口套是注射機(jī)噴嘴在注射模具上的座墊，在注射時(shí)它承受很大的注射機(jī)噴嘴端部的壓力同時(shí)由于澆口套末 端通過流道澆口與型腔相連接，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ粔喝肽＞邇?nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺肩，并用螺釘緊固在模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、冷料穴、澆口。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1 盡可能采用平衡式布局，以便設(shè)置平衡式分流道。 2 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載 而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 3 型腔排列要盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸。 4 熱量及壓力損失要小。 5 確保均衡進(jìn)科。 16 6 塑料消耗量少。 7 排氣良好。 8 防止塑件出現(xiàn)缺陷。 9 生產(chǎn)效率要高。 流道設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔（單腔模）的進(jìn)料通道。負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴引入模具，其形狀，大小直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。在臥式或立式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直于分型面，通常作在淬硬澆口套內(nèi)，為了使塑料凝料能從流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有 ? =2~4176。的錐角本設(shè)計(jì)取 3176。，內(nèi)壁表面粗糙度一般為 Ra=? m 以下的表面粗糙度，小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約 ~1mm，本設(shè)計(jì)注射機(jī)的噴嘴直徑為 ? 4mm， 所以本設(shè)計(jì)的主流道小端直徑為 ? 5mm 凹坑半徑 R 也應(yīng)比噴嘴頭半徑大 1~2mm。 本設(shè)計(jì)注射機(jī)噴嘴頭半徑是 R10mm， 所以本設(shè)計(jì)凹坑半徑取 R12mm。內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra=? m 以便凝料順利拔出。澆口套大端高出定模端面 H=5~10mm，起定位作用，與注射機(jī)定模板的定位孔呈間隙配合 。為了拆卸更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計(jì)。 冷料井和鉤料脫模裝置的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響整個(gè)質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道中的冷凝料拉出。冷料井直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 推板式鉤料裝 置 推板式鉤料裝置有冷料穴、鉤料桿組成。鉤料桿固定在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。它的結(jié)構(gòu)形式 如圖 41 所示。 17 圖 41 鉤料桿形式 澆口設(shè)計(jì) 澆口是主流道，分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面面積很小。 澆口的作用： 1 使熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔，并在保壓過程中進(jìn)行補(bǔ)料以彌補(bǔ)由于塑件收縮而留出的空間。 2 塑件注射成后，由于澆口的截面積很小，所以它的冷卻速度大于塑件的冷卻速度，并能迅速地冷卻封閉，防止熱料回流。 3 成型并 被頂出的塑件，較容易與澆注系統(tǒng)分離。 澆口的類型： 直接澆口、盤形澆口、分流式澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、潛伏式澆口等。 1）直接澆口 又叫中心澆口，無分流道，注射壓力直壓入型腔，所以產(chǎn)品較堅(jiān)實(shí)，流量快且大，適合注射大型產(chǎn)品，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大、易變形、注塑保壓時(shí)間長、澆口去除困難、痕跡明顯、影響外觀。 2）點(diǎn)澆口 這是一種截面形狀小如針點(diǎn)的澆口。其優(yōu)點(diǎn)是去除澆口后，塑件上留下的痕跡不明顯，開模后可自動拉斷，成型時(shí)可減少熔接痕，但壓力損失比較大，塑件收縮大，制造困難，而且模具必須設(shè)計(jì)成 三板式模，以脫出流道凝料。 3）側(cè)澆口 在分型面上，從塑料邊緣進(jìn)料，形狀為長矩形或接近矩形，加工方便、簡單，應(yīng)用靈活，既可以從產(chǎn)品外側(cè)，也可以從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)進(jìn)料。可以一模多腔，澆口痕跡小，不太影響外觀，去除澆口方便。但壓力損失大，保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口小，殼形件排氣不便，易產(chǎn)生熔接痕、縮孔及氣孔等缺陷。 4）扇形澆口 扇形澆口是逐漸展開的澆口，是側(cè)澆口的變異形式。適合于大面積薄壁塑件。 5）潛伏式澆口 (雞嘴入水 ) 潛伏式澆口是點(diǎn)澆口演變來的且吸收了點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)，也克服了由點(diǎn)澆口帶給模具的復(fù)雜性。其進(jìn)料部分一般選 在制件較隱蔽處，使不致影響制品的美觀。在頂出時(shí)流道和制件被自動切斷。故頂出時(shí)必須有較強(qiáng)的沖擊力。對于過于強(qiáng)韌的塑料潛伏式澆口是不適宜的。加工比較困難，容易磨 18 損 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是一模多腔的，所以采用 潛伏式 澆口較為理想，高注射效率。