【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Pa）則注射壓力滿足要求 。 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 所謂澆注系統(tǒng)是 指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)的通道，其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序的充填到型腔中，以獲得組織致密，外形輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口等組成，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接影響到塑件的外觀，物理性能，尺寸精度，成型周期等。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則： 1． 適應(yīng)塑件的工藝性 為此，應(yīng)深入了解塑料的工藝性，分析澆注系統(tǒng)對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響，以及在充模，保壓補(bǔ)縮和倒流各階段中，型腔內(nèi)塑料的溫度，壓力變化情況，以便設(shè)計(jì)出適合塑料工藝特性的理想的澆注系統(tǒng)，保證塑件的質(zhì)量； 2． 排氣良好 排氣的順利與否直接影響 成型過(guò)程和塑件質(zhì)量，不能順利排氣會(huì)使注射成型過(guò)程充填不滿或產(chǎn)生明顯的熔接痕等缺陷。因此，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔體充滿型腔，并在填充過(guò)程中不產(chǎn)生紊流或渦流，是型腔內(nèi)的氣體能順利地排出； 3． 流程要短 在保證成型質(zhì)量和滿足良好排氣的前提下，盡量縮短熔體的流程和減少拐彎，以減少熔體壓力和熱量損失，保證必需的充填型腔的壓力和速度，縮多填充及冷卻時(shí)間縮多，縮短成型周期，從而提高效率，減少塑料用量；提高熔接痕強(qiáng)度，或使溶接痕不明顯。對(duì)于大型塑件可采用多澆口進(jìn)料，從而縮短流程； 4． 避免料流直沖型芯或嵌件 高速熔體進(jìn)入型腔 時(shí)，要盡量避免料流直沖小型芯或嵌件，以防型芯和嵌加變形和位移； 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 5． 修整方便，保證塑件外觀質(zhì)量 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要結(jié)合塑件大小，結(jié)構(gòu)形狀，壁厚及技術(shù)要求，綜合考慮澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，澆 口數(shù)量和位置。做到去除，修整澆口方便，無(wú)損塑件的美觀和使用； 6． 防止塑件變形 由于冷卻收縮的不均勻性或需要采用多澆口進(jìn)料時(shí)，澆口收縮等原因可能引起塑件變形，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取必要措施以減少或消除塑件變形； 7． 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小，容積也應(yīng)盡量少，這樣既能減少塑料耗量，又能減小所需鎖模力； 8． 澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對(duì)稱(chēng) ，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。 主流道的設(shè)計(jì) 按按主流道的軸線與分型面的關(guān)系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立式注射機(jī)中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)；在直角式注射機(jī)中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。 澆口套又稱(chēng)為主流道襯套。主流道上端與注射機(jī)噴嘴緊密接觸，因此其尺寸應(yīng)該按注射機(jī)噴嘴尺寸選擇。澆口套的長(zhǎng)度按模具模板厚度尺寸選取。 主流道一般位于模具中心線上，它與注射機(jī)噴嘴的軸線重合，以利于澆注系統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)布置。主流道一般設(shè)計(jì)得比較粗大，以利于熔體順利地 向分流道流動(dòng)，但不能太大，否則會(huì)造成塑料消耗增多。反之主流道也不宜過(guò)小，否則熔體流動(dòng)阻力增大，壓力損失大，對(duì)沖模不利。因此，主流道尺寸必須恰當(dāng)。通常對(duì)于黏度大的塑料或尺寸較大的塑件，主流道截面尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)得大一些；對(duì)于黏度小的塑件或尺寸較小的塑件，主流道截面尺寸設(shè)計(jì)得小一些。 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 為了便于凝料從主流道拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其半錐角 ?? 6~2?? ，取?2?? ，內(nèi)壁必須光滑 ，粗糙度 Ra 一般為 。小端直徑一般取 mm6~3 比注射機(jī)噴嘴直徑大 mm1~ (取 )，主流道的長(zhǎng)度有定模座厚度確定，一般總長(zhǎng)度不超過(guò) 60mm。 表 41 主流道的尺寸 名 稱(chēng) 符號(hào) 尺寸計(jì)算方法 主流道小端直徑 d 式 中 — 注射機(jī)噴嘴直徑 主流道錐角 ,取為 4176。 球面配合高度 H 按具體情況選擇，一般 為 3～ 8mm，取為 3mm 主流道球面半徑 R 式 中 — 注射機(jī)噴嘴球面半徑 主流道長(zhǎng)度 L 應(yīng)盡量縮短，一般不超過(guò) 60mm，取為 32 主流道與分流道通過(guò)的圓角 r 按具體情況選擇，一般 為 ，取 為2mm 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 41 主流道設(shè)計(jì)示意圖 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴一般設(shè)計(jì)在主流道的末端，當(dāng)分流 道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端有時(shí)也設(shè)冷料穴。冷料穴底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴 兼有分模時(shí)將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動(dòng)模一側(cè)的作用，本次人設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)為凹槽的形式。 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 圖 42 冷料穴設(shè)計(jì)示意圖 分流 道設(shè)計(jì) 分流道是指主流道與澆口之間的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過(guò)度段，也是澆注系統(tǒng)中通過(guò)段面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過(guò)度段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。分流道的斷面形狀尺寸大小，應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料工藝特性、注射速率，分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定，應(yīng)能滿 足良好的壓力傳遞和保證合理的填充時(shí)間。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是： 1． 保證正常的注射成型工藝條件下，分流道與型腔排列要緊湊，以減小模具尺寸和縮短流程，使熔體到達(dá)澆口時(shí)，溫度和壓力降低最少； 2． 長(zhǎng)的分流道應(yīng)該在末端開(kāi)設(shè)冷料穴； 3． 在多型腔注射模具中，設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能保證各型腔均衡的進(jìn)料，因此同一模具成型同一塑件時(shí)，各分流道截面積和長(zhǎng)度應(yīng)相等； 4． 分流道表面粗糙度一般為 。實(shí)踐證明，流道內(nèi)料流的外層流速較低，容易冷卻而形成固定表層，有利于流道保溫； 5． 分流道可開(kāi)設(shè)在動(dòng)?；蚨＃部赏瑫r(shí)在動(dòng)定模開(kāi)設(shè)。主要依據(jù)塑料 特性、加工性和模具結(jié)構(gòu)而定。當(dāng)分流道開(kāi)設(shè)在定模一側(cè)，并澆口處延伸很長(zhǎng)時(shí)，要 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 加設(shè)分流道拉桿，便于開(kāi)模后冷料易脫模； 6． 在考慮型腔與分流道布置時(shí)，最好使塑件和分流道在分型面上總投影面積的幾何中心和鎖模力中心重合 。 分流道對(duì)熔體的阻力要小，應(yīng)在首先保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道的截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，尤其對(duì)于小型塑件更為重要。分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡?；谏鲜鲈?， 三通管 模具設(shè)計(jì)采用梯形截面的分流道。還有因?yàn)樗芗^大，固采用雙分流道，考慮到硬聚氯乙烯的挺行，分流道應(yīng)短粗。 圖 43 分 流道設(shè)計(jì)示意圖 表 42 分流道尺寸 名稱(chēng) 符號(hào) 尺寸計(jì)算方法 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 分流道長(zhǎng)度 L 按具體尺寸確定，不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，一般為：取 L=40mm 分流道錐角 一般取 2～ 3 ，對(duì)于大型塑件 h 可取大一點(diǎn) , 可取小一點(diǎn)以利于增大分流道截面，使料問(wèn)下降緩慢，減少注射壓力損失 ， 故取 分流道與澆口過(guò)渡圓角 ,取為 2mm 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)短流道，也是澆注系統(tǒng)的關(guān)健部分。澆口的 形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。澆口能使從分流道送來(lái)的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速，形成理想的流態(tài)，順序迅速地充滿型腔，同時(shí)還可封閉型腔防止熔料倒流，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。澆口表面粗糙度不高于，否則產(chǎn)生摩擦阻力。模具設(shè)計(jì)時(shí)，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(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)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． 避免引起熔體破裂現(xiàn)象； 2． 有利于熔體流動(dòng)和縮補(bǔ)口； 3． 保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi)； 4． 有利于型腔內(nèi)氣體排出； 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 5． 減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度； 6． 防止撩流將型芯或嵌件擠壓變形； 7． 高分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊憽? 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)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(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相 同（型腔布局為平衡式）的形式。綜合以上分析，三通管的澆口設(shè)計(jì)成點(diǎn) 澆口， 這 類(lèi) 的澆口加工容易，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 。 直徑取1mm，澆口長(zhǎng)度取得是 1mm，它的優(yōu)點(diǎn)是熔體通過(guò)時(shí)流速增加，前后壓差大，提高了沖模速度，成形自動(dòng)切數(shù)斷，有利于自動(dòng)成形，澆口的痕跡不明顯，缺點(diǎn)是澆口部位易被固化之殘料樹(shù)脂堵住。所以它常用于成型中、小型塑料件的模具中，也可用于表面不允許有較大痕跡的塑件。 圖 43 澆口設(shè)計(jì)示意圖 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 第 5 章 成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件中與塑料接觸并決定制品幾何形狀的各處尺寸，稱(chēng)為工作尺寸。一般來(lái)講，任何塑料制品的幾何尺寸均可分為外形尺寸，內(nèi)形尺 寸和中心距尺寸等三大類(lèi)型，而與它們對(duì)應(yīng)的成型零部件的工作尺寸分別稱(chēng)為型腔尺寸，型芯尺寸和模具中心距尺寸。其中型腔尺寸和型芯尺寸又均可分為高度尺寸和徑向尺寸。 型腔，型芯和中心距的標(biāo)注形式及其偏差分布所做的規(guī)定可以歸納成以下三條： 1． 制品上的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值，與制品外形尺寸相應(yīng)的型腔內(nèi)尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值； 2． 制品上的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相應(yīng)的型腔外尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值； 3． 制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正，負(fù)偏差， 它們的基本尺寸均為平均值。 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為整體式，整體嵌入式，鑲拼組合式和瓣合式四種類(lèi)型，鑲拼組合式型腔有底部鑲拼式，局部鑲拼式，側(cè)壁鑲拼式等形式。本設(shè)計(jì)所成型的制品屬于形狀簡(jiǎn)單的中小型制件，所以選用鑲拼 組合式型腔 。 實(shí)際上，型腔的結(jié)構(gòu)尺寸的確定，是在保證型腔的強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量提高模具材料的利用率。在確定凹模的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，要給定一個(gè)合理的安全系數(shù)。也就是說(shuō)，型腔的結(jié)構(gòu)尺寸不必精確地定量，可以在一個(gè)合理范圍內(nèi)取值。因此， 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 同樣可以在分析和歸納典型生產(chǎn)實(shí)例的基礎(chǔ)上，按型腔的 結(jié)構(gòu)型式和尺寸大小、型腔壓力確定一個(gè)系列，對(duì)每一等級(jí)確定出型腔的結(jié) 構(gòu)尺寸。 圖 51 型腔結(jié)構(gòu)示意圖 型芯 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯的結(jié)構(gòu)形式可分為整體式，整體嵌入式，鑲拼組合式，及活動(dòng)式，活動(dòng)型芯的主要形式有瓣合式型芯和側(cè)向型芯， 本次設(shè)計(jì)的 是帶有側(cè)向型芯結(jié)構(gòu)的凸模。 型芯 是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過(guò)程中凸摸的磨 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 損會(huì)使被包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 圖 52 型芯結(jié)構(gòu)示意圖 上下模板型腔 尺寸的計(jì)算 型腔徑向尺寸的計(jì)算 塑件的平均收縮率 : (51) 式中 — 塑料的最大收縮率 — 塑料的最小收縮率 根據(jù)公式 (51)， 。 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 (52) 式 中 — 型腔 的徑向尺寸 (mm)； — 塑件的徑向尺寸 (mm)； — 塑件的公差值 ； — 制造公差， ； — 塑件的平均收縮率； X— 修正系數(shù) ,一般精度小型塑件取為 。 根據(jù)公式 (52)， 型腔 深度尺寸的計(jì)算 (53) 式中 — 型腔 的 高度方向 尺寸 ； — 塑件的高度尺寸； — 塑件的平均收縮率； — 修正系數(shù)，一般精度小型塑件取為 。 根據(jù)公式 (53)， 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 圖 53 上下模型腔 型芯 尺寸的計(jì)算 型芯 徑向尺寸的計(jì)算 (54） 式中 — 型芯各部分 的徑向尺寸 (mm)； 武漢紡織大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 — 塑件 各部分 的徑向尺寸 (mm)； — 塑件的公差值 ； — 制造公差， ； — 塑件的平均收