【文章內(nèi)容簡介】 ～ 280℃ ）、 PS（成型溫度 200～ 250℃ ）、LDPE（成型溫度 180～ 260℃ ）、 HDPE（成型溫度 240～ 300℃ ），只要溫度控制能在指定范圍內(nèi)，注塑制品的質(zhì)量便會得 到保障。當(dāng)然，對于熱敏感的塑料，如 PVC、尼龍及含玻璃纖維的塑料，在采用熱澆道系統(tǒng)時，其溫度控制必須有極高的精確度，若溫度太低便會呈現(xiàn)冷卻及結(jié)晶；若溫度過高則會導(dǎo)致變質(zhì)分解等現(xiàn)象。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 所謂的澆注系統(tǒng)是指注射模從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通 .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) 。我們通常用的澆注系統(tǒng)一般為普通流道澆注系統(tǒng)。普通流道澆注系統(tǒng)由 主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模得的塑料溶體平穩(wěn)而順利得 充模、壓實(shí)和保壓。澆注系統(tǒng)的設(shè)計也就 是對 主流道的設(shè)計、分流道的設(shè)計、澆口的設(shè)計以及冷料穴的設(shè)計。 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)模具類型、型腔數(shù)目、塑件的原料尺寸等設(shè)計。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則： （ 1）了解塑件的成形性能，包括塑料的流動性以及溫度、剪切速度對黏度的影響，以設(shè)計出合適的澆注系統(tǒng)。 （ 2）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕，熔體流動時應(yīng)盡量減少分流次數(shù)。 （ 3）有利于型腔氣體的排出，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序的排出，避免充填過程中產(chǎn)生紊流或渦流，也避免因氣體積存而引起凹陷，氣泡，燒焦等塑件的成形缺陷。 （ 4）防止型芯的變形和嵌件的位移。 （ 5）盡量采用較小的流程充滿型腔，這樣可以減少各種質(zhì)量缺陷。 （ 6）流動距離比的校核。 15 塑件的形狀決定采用 側(cè) 澆口式澆注系統(tǒng)，其主流道垂直于模具分型面，塑料直接進(jìn)入型腔。 主流道的設(shè)計 (1) 主流道尺寸 主流道位于模具的入口處， 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段。 作用是將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。形狀為圓錐形，便于塑料熔體的流動及流道凝料的拔出。主流道前端以襯套的下端相接，流道的表面粗糙度 Ra≤ m。 帶有錐度的流動通 道。 根據(jù)上面所選擇的注射機(jī)可知： 噴嘴圓弧半徑為 R2=12mm， 噴嘴孔直徑為 4mm。 模具澆口套主流道球面半徑 R與注射機(jī)噴嘴球面半徑 RO的 關(guān)系 為： R=RO+(1～ 2)=12+(1～ 2)=14 mm 模具澆口套主流道小端直徑 d與噴嘴噴嘴出口直徑 do 的關(guān)系為： d=do+=4+= mm 錐度 ? =2～ 6176。， 本課題取 2176。 球面凹坑半徑 R1=噴嘴半徑 R2+3mm=12+3=15mm 圖 33 主流道襯套 (2) 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具 16 主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。唧咀都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有 Φ12 mm， Φ16 mm ， Φ20 mm等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為 12 mm，所以唧咀的為 R14 mm。 (3) 主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件 。具體固 定形式如下圖所示： 圖 34 主分流道分布圖 分流道的設(shè)計 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 1．主分流道的形狀及尺寸 主分流道是圖 34中水口板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形 U 形半圓形及矩形等， 工程設(shè)計中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失不大，流動阻力流動性較低，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，我們分流道的截面半圓半徑為 。 主分流道長度 分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失，將分流道設(shè)計成直的。 17 圖 35 副分流道分布圖 2． 副分流道的設(shè)計 副分流道即圖 35中的主分流道以下的兩個土字形的流道副分流道中豎直方向上有錐度的流道的錐度為單邊 20mm。 3． 分流道的表面粗糙度 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，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取 左右既可，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之間產(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。 實(shí) 際加工時，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。 4． 分流道的布置形式 分 流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密 切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 澆口的設(shè)計 1． 澆口設(shè)計要點(diǎn)可歸納如下 : （ 1） 澆口開設(shè)在塑件斷面較厚的部位 ,使熔料從厚料斷面流入薄斷面保證充模完全 。 （ 2） 澆口位置的選擇 ,應(yīng)使塑料充模流程最短 ,以減少壓力損失 。 （ 3） 澆口位置的選擇 ,應(yīng)有利于排除型腔中的空氣 。 （ 4） 澆口不宜使熔料直沖入型腔 ,否則會產(chǎn)生漩流 ,在塑件上留下旋形的痕跡 ,特別是 18 窄的澆口更容易出現(xiàn)這種缺陷 ； （ 5） 澆口位置的選 擇 ,應(yīng)防止在塑料表面上產(chǎn)生拼縫線 ,特別實(shí)在圓環(huán)或是圓筒形的塑件中 ,應(yīng)在澆口的面的熔料澆合處加開冷料井 ； （ 6） 帶有細(xì)長的型芯的注塑模的澆口位置 ,應(yīng)當(dāng)離成型芯較遠(yuǎn) ,不使成型芯受料流沖而變形 ； （ 7） 大型或扁平塑件成形時 ,為防止翹曲、變形、缺料可采用復(fù)式澆口； （ 8） 澆口應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的位置，如邊緣底部； （ 9） 澆口的尺寸取決于塑件的尺寸、形狀和塑料的性能； （ 10） 設(shè)計多個型腔注塑模時，結(jié)合流道的平衡來考慮澆口的平衡，盡量做到熔融料同時均勻充 。 2． 澆口的選用 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道 與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 其基本作用為： （ 1） 使從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入充滿型腔。 （ 2） 型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。 澆口的設(shè)計和塑件的尺寸、形狀模具結(jié)構(gòu) ,注射工藝條件及塑件性能等因素有關(guān) .但是根據(jù)上述兩句基本作用來說 ,澆口截面小 ,長度要短 ,因?yàn)橹挥羞@樣才能滿足增大流料速度 ,快速冷卻封閉 ,便于塑件分離以及澆口殘痕最小等要求 . 澆口可分為限制性和非限 制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 從圖 35中可看出，我們采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口， 國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形 狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這燈澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。 具體到這套模具，澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際加工中，是先用圓形銑刀銑出分流道，再將材料進(jìn)行熱處理，然后做一個銅公（電極）去放電，用電火花打出這個澆口來的。 3． 澆口 位置的選擇 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： （ 1） 盡量縮短流動距離。 （ 2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 （ 3） 必須盡量減少熔接痕。 （ 4） 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 （ 5） 考慮分子定向影響。 19 （ 6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 （ 7） 澆口處避免彎 曲和受沖擊載荷。 （ 8） 注意對外觀質(zhì)量的影響。 （ 9） 注入模穴各部份的膠料應(yīng)盡量平均 . （ 10） 注入工模的膠料 ,在注料過程的各階段 ,都應(yīng)保持統(tǒng)一而穩(wěn)定的流動前線 . （ 11） 應(yīng)考慮可能出現(xiàn)焊痕 ,氣泡 ,凹穴 ,虛位 ,射膠不足及噴膠等情況 . （ 12） 應(yīng)盡量使除水口操作容易進(jìn)行 ,最好是自動操作 . （ 13） 澆口的位置應(yīng)與各方面配合 ： 4． 澆口 澆口是一條橫切面面積細(xì)小的短槽 ,用以連接流道與模穴 .橫切面面積所以要小 ,目的是要獲得 以下效果 : （ 1） 模穴注不久 , 澆口即冷結(jié) . （ 2） 除水口簡易 . （ 3） 除水口完畢 ,僅留下少許痕跡 （ 4） 使多個模穴的填料較易控制 . （ 5） 減少填料過多現(xiàn)象 . （ 6） 澆口尺寸 澆口的尺寸可由橫切面積和澆口長度定出 ,下列因素可決定澆口最佳尺寸 : （ 1） 膠料流動特性 （ 2） 模件之厚薄 （ 3） 注入模腔的膠料量 （ 4) 熔解溫度 （ 5） 工模溫度 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模 兩 腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié) 構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸 相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。 1． 冷料穴的設(shè)計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10～ 25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷 料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1～ 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為 Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。 20 成型零件 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 成形零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。是指構(gòu)成模具型腔 的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件。 成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇 分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 本設(shè)計采用 鑲拼式 其特點(diǎn)是加工方便，易損件便于更換。 采用鑲塊式優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 冷卻充分利于模具溫度的控制。 （ 2） 零件更換方便。 （ 3） 縮短模具制造周期。 型芯采用臺肩固定優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 加工方便。 （ 2） 減少安裝過程中出現(xiàn)的偏差 。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計與計算 推出機(jī)構(gòu)的分類和原則 推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大 元件組成，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量。 推出機(jī)構(gòu)按基本傳動形式可分