【文章內(nèi)容簡介】 最廣泛的注塑成型機(jī)，其注塑柱塞或螺桿與模板的合模運(yùn)動均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件推出模具后可自動墜落，故意實(shí)現(xiàn)全自動化操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)定，一般大中型注塑機(jī)均采用這種形式。中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 此處就采用臥式螺桿式注塑機(jī)。 模具設(shè)計時需要考慮注射機(jī)技術(shù)的規(guī)范有：最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸和開模行程等。由于同一規(guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，技術(shù)規(guī)格也有所不同，所 以設(shè)計時最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的注射機(jī)使用說明書上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)格。這里從采用互聯(lián)網(wǎng)上查得的采用 TT11290/270 型。其技術(shù)規(guī)格如表 31 所示： 圖 31 注塑機(jī)的安裝尺寸 表 31 注塑機(jī)技術(shù)規(guī)范 項(xiàng)目 單位 A 注射裝置 TT11290/270 螺桿直徑 mm 56 螺桿長徑比 L/D 注射容積 cm3 603 注射速率 g/s 86 塑化能力 g/s 注射壓力 Mpa 206 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 220 合模裝置 合模力 KN 2700 移模 行程 mm 270 拉桿內(nèi)間距 mm x310 模具厚度 mm 200500 模具定位孔直徑 mm 頂出行程 mm 125 頂出力 KN 62 其它 料筒加熱功率 KW 油泵電機(jī)功率 KW 最大油泵壓力 Mpa 16 外形尺寸 M 機(jī)器重量 T 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 第四章 注塑模設(shè)計 第 節(jié) 塑料制件在模具中的位置 分型面的選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和 模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充模特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計的一個重要問題。 分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件的位置、形狀以及推出方式、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要綜合分析比較，遵循以下原則： 1. 分型面應(yīng)選在塑件最大輪廓處 2. 確定有利的留模方式，便于塑件脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動模一側(cè)，這樣有助于動模內(nèi)設(shè)置的推桿機(jī)構(gòu)動作。 3. 保證塑件的精度要求 4. 滿足塑件的外觀質(zhì)量 要求 5. 便于模具加工制造 6. 對排氣效果、側(cè)向抽芯的影響 考慮以上幾方面，我們將塑件投影面積最大的平面作為分型面，與開模方向垂直。 第 節(jié) 主流道分流道的設(shè)計 主流道及主流道襯套 為了有效地傳遞壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化，主流道與分型面垂直，為便于中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 流道凝料拔出，設(shè)計成 2176。（ 2176。~4176。） 錐角的圓錐形。內(nèi)壁粗糙度 ?Ra ，內(nèi)壁研磨拋光時不形成與開模方向垂直的劃痕，以免造成脫模困難。主流道與噴嘴接觸處作半球形凹坑，二者配合嚴(yán)密，避免高壓塑料熔體溢 出，凹坑球半徑 R2 比噴嘴球頭半徑 R1大 1~2mm,R2=R1+(1~2)=17mm， 主流道小端直徑比注塑機(jī)噴嘴孔徑大 ~1mm，取 16mm。大端直徑比分流道深度大 以上。臺階轉(zhuǎn)角半徑 R宜大一些，以免淬火開裂或應(yīng)力集中 ,取 R=3mm。由 于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計成獨(dú)立的主流道襯套。選用優(yōu)質(zhì)鋼材 T8A制作，并經(jīng)熱處理 —— 淬火 +低溫回火提高硬度至 50~55HRC。 將襯套與定位環(huán)分開設(shè)計，定位環(huán)用于安裝模具時作定位作用，并高出模具表面 5(5~10)mm 緊壓在機(jī)器定模板與模具定模 板之間，用來承受主流道襯套被反向壓出的力。 流道錐角 α =2176。 [3] 噴嘴球半徑 SR15 噴嘴口孔徑 ? 4 冷料井的類型和結(jié)構(gòu) 由于注塑機(jī)噴嘴與冷模具接觸降溫，致使噴嘴前端存有一段低溫料，為了除盡這段冷料，在主流道對面設(shè)計冷料井使冷料不進(jìn)入分流道和型腔，采用冷料井底部帶推桿的冷料井 [3]。用帶 Z 形頭拉鉤的推桿在分模時將凝料從主流到拉出。拉料桿固定在推板上，推出制件時，冷料連同塑 件一起被推出。取產(chǎn)品時向拉料鉤的側(cè)向稍許移動，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一起取下。 拉料桿直徑 d = ?? mm 冷料井處孔徑 d = ?? mm 分流道設(shè)計 影響分流道設(shè)計的因素很多，制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量要求，塑料的種類，注射機(jī)的壓力，加熱溫度，注射單位： mm D d D1 L L1 28 12 22~56 13 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 速度，主流道及分流道的拉料及脫落方式，型腔布置及澆口形式的選擇都能影響分流道的設(shè)計。在設(shè)計分流道時考慮以下幾點(diǎn)： 1. 塑料流經(jīng)分流道時的壓力損 失及溫度損失要小。 2. 分流道的固化時間應(yīng)稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3. 保證塑料迅速而均勻的進(jìn)入各個型腔。 4. 分流道的長度應(yīng)盡可能短，其容積要小。 5. 要便于加工及刀具的選擇。 (1)分流道截面分析 ① 圓形截面分流道 其優(yōu)點(diǎn)是表面積與體積之比值為最小，在容積相同的分流道中圓形截面分流道的塑料與模具接觸的面積最小，因此其壓力損失及溫度損失小，有利于塑料的流動及壓力傳遞，其缺點(diǎn)是圓形截面分流道必須在動、定模上分別設(shè)計兩個半圓形，因此給模具加工帶來一定難度。 ② 拋物面截面（ U形截面） 其截面的形狀接近于圓形截面，同時此種截面的分流道只在模具一面加工。但缺點(diǎn)是與圓形截面相比，熱損失較大，流道廢料較多。 ③ 梯形截面 此種截面是拋物線形截面的變形，與以上兩種截面相比，其熱損失較大，但便于分流道的加工及刀具的選擇。 考慮到 PP 流動性極好，溢邊值 左右，冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)散熱應(yīng)適度，料溫低，取向性明顯。 50℃以下無光澤。因而，這里選擇橢圓形截面分流道。查表得到 PP 的圓形截面分流道直徑為 D=~，這里取D=5mm。 ~~中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 (2)分流道的長度 其長度 L 取盡可能短、少彎折，以減少壓力和熱量的損失。 由于分流道中與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)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面的粗糙度并不要求很低，這里取 m? ，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外 層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 澆口的設(shè)計 采用潛伏澆口，澆口開在分型面上，從制件邊緣進(jìn)料。邊緣澆口具有矩形或接近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工精度。試模時澆口的尺寸易修整，適于各種塑料品種，其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間（即補(bǔ)料時間），主要由澆口的厚度決定，當(dāng)厚度決定后，根據(jù)塑料的流動性能選擇適當(dāng)?shù)募羟兴俾屎土鲃铀俾?。在依?jù)制品的重量（或體積）確定澆口的寬度，因此，矩形澆口容易 調(diào)整到最佳工藝條件。如圖所視 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 [3] 當(dāng)塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆筑系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，否則將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不a. 橢 圓形截面 b. U 形截面 圖 45 分流道截面 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 清、填充缺料等成型缺陷。另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計時有必要考慮排氣問題。 本模具為中小型的簡單型腔，且設(shè)有推桿定出機(jī)構(gòu)和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，可以利用推桿、活動型芯與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙可取在 ~ 之間，這里取 。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 第五章 模具成型尺寸的計算 第 節(jié) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 整體式凹模有一整塊金屬切削而成，結(jié)構(gòu)牢固、不易變形。這里模具型腔結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，可以采用整體式凹模。模板一般采用 45鋼制作，但是 45鋼在局部淬火時容易變形，所以動模板加工時，留修模余量，對型腔部分作局部淬火，后再次對模板進(jìn)行修模。模板材料 45鋼正火，硬度 170～ 210HBS，表面粗糙度：mRa ?? 。 型腔表面淬火，硬度 43～ 48HBS，表面粗糙度： mRa ?? (2)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 把型芯單獨(dú)制造，在嵌入到齒條端上，這樣加工方便，還有便于修模。 成型零件工作尺寸計算 按平均收縮率計算成型尺寸比較簡便易行，是最常用的計算方法，這里采用此方法。 PP 平均收縮率 %?SCP? ，塑件制造公差 5MT ，對應(yīng)模具制造公差11IT 。 (1)型腔徑向尺寸計算 2/??? PPCP LL (47) P C PS C PP C PS C PP C PM C P LLLL 2?? ??? (48) 2/2/ mwM P CM LL ?? ??? 式中 ML —— 型腔（孔）的最小尺寸 w? —— 型腔使用過程中允許的最大磨損量（取塑件總誤差的 1/6，一般在~） 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 m? —— 成型零件制造誤差（正值） PL —— 塑件（軸）的最大尺寸 Δ —— 塑件公差（負(fù)值） 出于修?？紤]，對型腔徑向尺寸來說易修大，預(yù)留一負(fù)修模余量 r? ,標(biāo)上制造公差 m? 得型腔徑向名義尺寸： ML = )2/2/( rmwM P CL ??? ??? + m? 對于注塑模，型腔磨損量很小時，可用下式計算： ML = )( mMPCL ??+ m? (49) ① 塑件徑向尺寸 1PL =50mm， 1 ??PCPL =； ??? % xL M C P 模具型腔按 11IT 級精度制造，其制造偏差 m? =， 1ML =()+ =+ ② 塑件徑向尺寸 2PL =33mm， 2PCPL =33 ? =； % xL M C P ?? = 模具型腔按 11IT 級精度制造，其制造偏差 m? = 2ML =()+ =+ ③ 塑件徑向尺寸 3PL =6mm， 3PCPL =6 ? =； % xL M C P ?? = 模具型腔按 11IT 級精度制造，其制造偏差 m? = 3ML =()+ =+ (2)型芯徑向尺寸計算 中北大學(xué)分校畢