【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 之積。為防止模具分型面被漲模力頂開，必須對(duì)模具施加足夠的鎖模力，否則 在分型面處產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使注射機(jī)的額定鎖模力大于漲模力。 在確定型腔的數(shù)量后確定注射機(jī)的類型，參考教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 n≤FPA2/PA1 式中 F——注射機(jī)的額定鎖模力（ N）； A1——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（ mm2）； A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ mm2）； P——塑料容體對(duì)型腔的成型壓力 (MPa)，其大小一般是注射壓力大小 由上面的公式得 F≥PA2+PA1n p=80 Mpa， A1=2828mm2， A2=458mm2， 故 F≥80458＋ 8028282 = 查參考設(shè)計(jì)手冊(cè)得 XS－ ZY－ 125A 型 螺桿式 注射機(jī)鎖模力為 900KN； 故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。 第四章 分型面的選擇 分型面的設(shè)計(jì)方案 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，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面的設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)塑 件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都由很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。 選擇模具分型面時(shí)，通常應(yīng)考慮如下有關(guān)問題： （ 1）根據(jù)塑件的某些技術(shù)要求，確定成型零件在動(dòng)模和定模上的配置； （ 2）塑件的生產(chǎn)批量； （ 3）結(jié)合塑件的流動(dòng)性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置； （ 4）型腔的溢流和排氣條件； （ 5）模具加工的工藝性。 16 分型面的選擇原則 ： （ 1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量； （ 2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處； （ 3）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)； （ 4） 有利于保證塑件的尺寸精度； （ 5）盡可能滿足塑件的使用要求； （ 6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積； （ 7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向； （ 8）有利于排氣； （ 9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 基于以上 因素 考慮 ，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處， 如圖 41 所示 。 圖 41 分型面選擇 確定型腔數(shù)及排列方式 當(dāng) 修正帶上 蓋 的分型面已經(jīng)確定后，便開始對(duì)塑件的型腔數(shù)進(jìn)行初步的擬定，以及型腔數(shù)的布局，根據(jù)型腔數(shù)主要由投影面積、批量大小、塑件的質(zhì)量、塑件的精度、幾何形狀 (有無抽芯 )以及經(jīng)濟(jì)效益等相關(guān)因素確定，在確定 時(shí)必須進(jìn)行協(xié)調(diào)以保證滿足其主要條件和使用要求。此塑件為中等批量，精度等級(jí)較高 ， 表面質(zhì)量要求很高。所以對(duì)型腔數(shù)初步擬定為一模二腔，對(duì)稱排列。 其布局示意圖如下 17 圖 42 型腔布局 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 本 修正帶上 蓋 塑料 模為一模二腔對(duì)稱分布，塑件邊緣與模仁邊緣之間有冷卻水道等，故塑件與模仁邊緣距離?。?25— 35） mm ；由于兩塑件之間要布置流道，所以塑件與塑件之間距離取 40mm 左右；模仁邊緣與模板邊緣距離為 75mm 左右。對(duì)塑件檢查如果發(fā)現(xiàn)制造會(huì)留下 飛邊，頂白、熔接痕等弊端，則考慮改善制造工藝，實(shí)在不行再考慮對(duì)模具進(jìn)行修模，以適應(yīng)塑件的制造。 第 五 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。因此要求充模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，且在塑件上留下澆口痕跡小。 澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。并且由主流道 、分流道、澆口、冷料井等幾部分組成。 一副成功的注塑模具其澆注系統(tǒng)應(yīng)保證在充模階段塑料熔體能順利地通過流道，充滿型腔，不產(chǎn)生噴射，不夾帶入空氣，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生熔接痕，所以對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)也十分重要。澆注系統(tǒng)的組成如圖 511 所示： 18 圖 511 澆注系統(tǒng)的組成 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足以下原則： （ 1）應(yīng)考慮模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量與模具中心線對(duì)稱。 （ 2）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑件上不留痕跡，使塑件達(dá)到外觀審美要求。 （ 3）在滿足成型排氣良好 的前提下，要選取最短的流程，這樣可以縮短充填時(shí)間、冷卻時(shí)間及成型周期。 （ 4）澆口的位置應(yīng)保證熔體順利流入型腔，既對(duì)著型腔中寬敞、厚壁部位。 （ 5）在成批生產(chǎn)塑件時(shí)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻實(shí)踐及成型周期。 （ 6）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，流道應(yīng)盡量少?gòu)澱?，表面粗糙度?Ra ～ 。 （ 7）單型腔塑件投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，不然會(huì)造成注射時(shí)模具受力不均。 （ 8）一模多腔時(shí)，應(yīng)防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具內(nèi)。 （ 9）在設(shè)計(jì)澆口時(shí)，避免塑料熔體直接沖擊小直 徑型號(hào)芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲、折斷或移位。 （ 10）能順利地引導(dǎo)塑料熔體填充各個(gè)部位，并在填充物過程中不致產(chǎn)生塑料熔體渦流、紊流現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排出模外。 圖 512 可以看得出主流道，分流道，冷料井及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 19 圖 512 澆注系統(tǒng)平衡式布置 主流道設(shè)計(jì) 直澆口式主流道呈截錐體。主流道入口直徑為 d，應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑 ～ 1mm左右，這樣便于兩著能同抽對(duì)準(zhǔn)，也使得主流道噴嘴能順利脫落，主流道入扣的凹坑球面直徑為 R，應(yīng)該大于注射劑噴嘴求頭半徑約 2～ 3mm。否則可能會(huì)讓塑料 熔體反噴，出現(xiàn)溢邊致使脫模困難錐孔壁粗造度 Ra m? 。 主流道錐角 ? ＝ 2176。～ 4176。， 過大的錐角會(huì)產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣。過小錐角會(huì)使凝料脫模困難，充模時(shí)流動(dòng)阻力大，表面積增加，熱量損失增加。流道的長(zhǎng)度 L，一般 由定模座板和定模板厚度確定 。但為了 減少充滿時(shí)減壓降和減少物料損失，以短為好。 主流道要裝流道襯套，且直徑為 12mm，從定模板貫穿到分型面，襯套頭部安裝止轉(zhuǎn)銷。襯套和型腔的配合為 H7/n6。 注： ① 由于主流道需要與 高溫塑料和噴嘴頻繁接觸，設(shè)置主流道襯套是很有必要的。 ② 定位圈安裝孔及主流道襯套安裝結(jié)構(gòu)如圖 52 所示。 20 圖 52 主流道尺寸計(jì)算 主流道小端直徑 D=注射機(jī)噴嘴直徑 +（ ～ 1） =4+（ ～ 1），取 D= 主流道球面半徑 SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑 +（ 1～ 2） =12+(1～ 2)，取 SR0=14mm 球面配合高度 h=3～ 5mm，取 h=3mm 主流道錐角 ? ＝ 2176?！?4176。, 取 ? ＝ 2176。 主流道長(zhǎng)度 L=（根據(jù)本塑件實(shí)際情況而定） 主流道大端直徑 D′=D+2Ltan? ?2/? =+2tan? ?2/2? =，取 D′=7mm 主流道襯套形式 主流道部分在成型過程中 ， 其小端入口處與注射機(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(duì)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，以 便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。此澆口套采用碳素工具鋼 T8A 加工，熱處理要求淬火 53~57HRC。其應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸心線。 定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式，如圖 522 所示 圖 522 主流道襯套 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式一般以內(nèi)六角螺釘進(jìn)行緊固，其需要與定模座板緊密配合， 21 在襯套上一般設(shè)置 兩 個(gè)螺釘進(jìn)行緊固，其形式簡(jiǎn)單，連接可靠。 這里 采用 2 個(gè) M5 的內(nèi)六角螺釘均勻布置固定。 圖 523 定位圈 從下圖 524 中可以 看出主流道襯套的基本的固定形式，定位環(huán)由 兩 個(gè)內(nèi)六角螺釘緊固在定模座板上并與澆口襯套連接。主流道襯套 與定模座板緊密配合。整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，為 常用 結(jié)構(gòu) 。 圖 524 主流道襯套固定形式 分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口 (塑件尺寸大 )時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，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(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中塑料熔體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(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。沿分型面引入 各個(gè)型腔的那一段流道，因此它開設(shè)在分型面上。 1）對(duì)分流道設(shè)計(jì)的要求 （ 1）要便于刀具的加工和選擇 ； （ 2）塑料流經(jīng)分流道時(shí)，壓力損失要小 ； （ 3）分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，其容積小 ； （ 4）能保證塑料熔體能均勻的填充各個(gè)型腔 ； 22 （ 5）分流道的固化時(shí)間表應(yīng)大于塑件的固化時(shí)間，以利于壓力的傳遞及保壓 ； （ 6）每節(jié)分流道要比下一節(jié)分流道大 10%~ 20%。 2）影響分流道設(shè)計(jì)的因素 （ 1）主流道及分流道的脫落方式 ； （ 2）注塑機(jī)的壓力、加熱溫度及注射速度 ； （ 3） 型腔布置、澆口的位置及澆口的形式選擇 ； （ 4）塑料的流動(dòng)性、收縮率、熔融溫度及固化溫度 ； （ 5）塑件的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量的要求。 3）分流道的布置 對(duì)于該副模具只有兩腔所以無需考慮分流道的布置，只是簡(jiǎn)單的平衡式分布，并且截面形狀為 U 形，其具體值會(huì)在以后的設(shè)計(jì)與校核中可見。其表面粗糙度為—。長(zhǎng)度根據(jù)塑件布局來確定，其具體數(shù)值可以在資料中查出。其直徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得小于主流道的 10﹪－ 20﹪。 對(duì)于該副模具只有兩腔所以無需考慮分流道的布置，只是簡(jiǎn)單的平衡式 分布，并且截面形狀為 U 形，其具體值會(huì)在以后的設(shè)計(jì)與校核中可見。其表面粗糙度為—。長(zhǎng)度根據(jù)塑件布局來確定，其具體數(shù)值可以在資料中查出。其直徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得小于主流道的 10﹪－ 20﹪。 圖 531 分流道 截面 多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置為佳，所謂平衡式的布置，就是從流道到各個(gè)腔的分流道其長(zhǎng)度、形狀、斷面尺寸都是對(duì)應(yīng)相等的，這種設(shè)計(jì)可達(dá)到各個(gè)型腔均衡地進(jìn)料。 在本設(shè)計(jì)中分流道采用平衡式分流道如下圖所示： 23 圖 53 分流道布置形式 澆口設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中取型腔的數(shù)目 n=2，即為多型腔。根據(jù)外部特征，本塑件外觀要求較高，考慮各方面要求，本次設(shè)計(jì)采用 扇形澆口形式 ，它的位置在模具中間，設(shè)在塑件的底部，此部位在產(chǎn)品的實(shí)際使用過程中看不到。 這種澆口的特點(diǎn)是熔體進(jìn)入型腔速度較為均勻，可降低制品的內(nèi)應(yīng)力和減少帶入空氣的可能性，去除澆口方便。 澆口 的 形式 如圖 54所示 圖 54 澆口形式 冷料井設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用是冷料、拉料和頂料。冷料穴直徑應(yīng)大于主流道大端直徑主要有以下幾類： ① 底部帶有推桿的冷料穴 這類冷料穴的地步由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上。因此它常與推桿或推桿脫模機(jī)構(gòu)連用但僅適用于韌性塑料。 24 ② 底部帶有拉料桿的冷料穴 這類冷料穴的底部有一根拉料桿組成，裝于型芯固定板上，常見結(jié)構(gòu)有球頭型，菌頭型，倒錐頭型，圓錐頭型 等 。 ③ 底部無桿的冷料穴 對(duì)具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右兩半模的中心線上，當(dāng)開模時(shí)分型面左右分開，塑件與流道凝料一起去 除 ，冷料穴底部不用設(shè)置桿件。 冷料井主流道末端 本設(shè)計(jì)采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴冷料穴，起到拉料作用 ，一般情況下，主 流道冷料穴圓柱體的直徑為 6～ 12mm，這里 直徑取 8mm，長(zhǎng)度取為13mm。如圖 55 所示， 圖 55 冷料井 第 六 章 成型零件 的 設(shè)計(jì) 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括模，凸模、型芯、鑲塊各種成型桿，各種成型環(huán)由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零年都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其 具有 HRC40 以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 考慮到加工的工藝性，型芯、型腔采用整體式， 因?yàn)椴捎玫氖钦w式 型腔 和整體式 型芯 模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到 型腔、型芯上 ，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為 160200 mm 25 成型零件工作尺寸的計(jì)算 常用型腔成型尺寸的計(jì)算方 法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型