【正文】 直徑 /mm ABS、 AS （ 2） 分流道的布置 分流道的設(shè)計(jì)原則：在熔體不產(chǎn)生噴射的前提下，流道越短越好，以減小壓力損失，提高充型壓力。 由 前面的鑲件設(shè)計(jì)部分 可知，兩型腔在長(zhǎng)度方 圖 57 向的中心距為 173mm,在寬度方向的中心距為 130mm。通過計(jì)算可知，當(dāng)流道與長(zhǎng)度方向所成角度約為 o35 時(shí)，流道最短 ， 如圖 57所示 。 （ 3） 分流道剪切速率 ?分 計(jì)算 1333 . 3 3 . 3 6 0 16030 . 3 5Vnq sR? ?? ??? ? ??分 分流道的 合理 剪切速率 ? 范圍為 2 1 3 15 10 ~ 5 10ss????， 根據(jù)前面的設(shè)計(jì)的尺寸校 核可知：剪切速率在范圍內(nèi)，分流道尺寸設(shè)計(jì)校核合格 。 式中 Vq —— 分流道體積流量 （ 3/cms ） 311 ( ) / 60 / mmq c m st ???? ? ?分 塑 件（ ） / nR —— 分流道截面的當(dāng)量半徑（ cm ） 22332 2 0 . 4 2 0 . 3 53 . 1 4 2 . 5n AR c mL? ?? ? ?? （ 54） 分流道截面 面積 cm? ， 截面 周長(zhǎng) cm? 。 澆口 設(shè)計(jì) 圖 56分流道截面 31 澆口 作用： 澆口 對(duì)充模流動(dòng)和補(bǔ)料時(shí)間起著控制性作用。 澆口 斷面面積約為分流道斷面面積的 3%~9%，澆口 越小， 即比表面積 越大 大，熔體流經(jīng)澆口時(shí) 的熱量損 越 大， 澆口處的流動(dòng)阻力也越大，但由于澆口尺寸很小，導(dǎo)致 熔體流經(jīng)澆口時(shí) 剪切速率明顯升高， 這 使得熔體表觀粘度降低，從而又使流體流動(dòng)變得容易 ，一定程度上抵消了因澆口尺寸變小而 增加的流動(dòng)阻力，另外因熔體通過澆口時(shí)有明顯的粘性發(fā)熱現(xiàn)象，使進(jìn)入型腔的熔體溫度升高，反而使充模更容易， 充模效果優(yōu)于大澆口 。 （ 1） 常見的澆口形式及各自優(yōu)缺點(diǎn) [3] 1) 側(cè)澆口（又名標(biāo)準(zhǔn)澆口、邊緣澆口）：屬小澆口的一種，斷面接近矩形，便于機(jī)械加工且易保證精度；可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。 2) 扇形澆口和平縫式 澆口：能使物料在橫向得到均勻分配，降低了塑件的內(nèi)應(yīng)力，特別是減少應(yīng)取向而產(chǎn)生的翹曲，常用于成型寬度較大的薄片狀制品 ， 但成型后去除澆口的后加工量大。 3) 點(diǎn)澆口：澆口尺寸很小， 開模時(shí)容易自動(dòng)切斷，熔接痕小。點(diǎn)澆口適用于表觀粘度對(duì)剪切速率敏感的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體。 4) 護(hù)耳澆口： 適用于用小尺寸澆口會(huì)產(chǎn)生噴射場(chǎng)合 ，但成型后加工余量大。 5) 直澆口：注塑壓力和熱量損失最小，固化時(shí)間長(zhǎng)，延長(zhǎng)了補(bǔ)料時(shí)間，補(bǔ)縮效果好。但澆口附近容易產(chǎn)生殘留內(nèi)應(yīng)力，澆口處易產(chǎn)生縮孔。 澆口的選擇 分析： 因模具布局為一模四腔且 分流道設(shè)在主分型面上， 故不能采用直澆口的形式 ； 由 于塑件中心有一個(gè)大的型芯（即凸模）， 塑料熔體沖擊在大型芯上，降低了流速、改變了流向，即使 采用小澆口進(jìn)料也不會(huì)產(chǎn)生噴射， 又因?yàn)槭菑?側(cè)面進(jìn)料，所以不宜采用點(diǎn)澆口；而采用側(cè)澆口進(jìn)料能夠保證順利充模，且澆口的加工工藝性好，成型后的加工余量相對(duì)較小。所以 此套模具的 澆口形式選定為側(cè)澆口。 （ 2） 矩形澆口尺寸計(jì)算 由 經(jīng)驗(yàn)公式 知 ： 澆口深度 為： h 2 m mk?? ? ? ? （ 55） 澆口寬度 為： 0 .7 2 6 6 9 0 3 .83 0 3 0kA mm? ?? ? ? （ 56） 式中 ? —— 制品厚度， mm A—— 塑件的外表面積， 2mm k —— 材料系數(shù) （ ~ ） ,取 k = 32 對(duì)于中小塑件矩形澆口的臺(tái)階長(zhǎng)度 l為 ~ ，這里取 l= (3)矩形澆口剪切速率 ?澆計(jì)算 4133r3 . 3 3 . 3 5 6 . 8 3 . 4 5 1 0R 0 . 1 2vq s? ?? ??? ? ? ??澆 澆口剪切速率 ? 的合理范圍 是 4 1 5 110 ~ 10ss??， 所有 剪切速率校核合格。 式中 vq —— 澆口處的體積流量（ 3/cms ） 34 5 . 9 1 / 1 . 0 5 5 6 . 8 /0 . 7 7V mq c m st ?? ? ?1 / rR —— 澆口截面當(dāng)量半徑（ cm ） 22332 2 0 . 0 5 3 2 0 . 1 21 . 0 4r AR c mL?? ?? ? ?? （ 57） 冷料井 設(shè)計(jì) (1)冷料井的 作用：儲(chǔ)存噴嘴前端的冷料，使冷料不進(jìn)入型腔；在開模時(shí)將主流道凝料拉向動(dòng)模側(cè)。 (2)冷料井 類型的選擇 ： 常見的有 Z型頭拉料鉤冷料井、球頭 拉桿 冷料井、倒錐形 拉桿冷料井和圓環(huán)槽型冷料井，其原理都是通過 拉料桿頭部 側(cè)凹 將主流道凝料拉住，開模時(shí)從主流道中拉出 。 當(dāng)脫模時(shí)由于 塑件 形狀限定 而 無法左右移動(dòng)時(shí)不宜采用 Z型 頭 拉料桿 ；成型用塑料的彈性較差時(shí)不宜用倒錐形、圓環(huán)槽型拉料桿 。 由于ABS 塑料的機(jī)械 強(qiáng)度較大、 彈性性能 較差 ， 在強(qiáng)行脫出凝料時(shí) 所需 的力較大 。經(jīng)分析比較可知，采用 Z型頭拉料桿冷料井 （如 圖 58） 最為合適。 (3)尺寸結(jié)構(gòu)：冷流井直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，其深度為直徑的 1倍 ~ 倍。 主流道大端直徑為 10mm,取冷料井直徑為 12mm,深度為 15mm。如 圖 58 所示： 脫模力計(jì)算 本次 設(shè)計(jì)使用 是是 推桿脫模機(jī)構(gòu)，在對(duì)脫模機(jī)構(gòu)做說明之前，需要對(duì)脫模力做個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。 脫模力是從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上 脫出塑件所需的外力，需克服塑件對(duì)型芯的包緊力、真空吸力、粘附力及脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力 。 正壓力計(jì)算 圖 58 Z 型頭拉料桿冷料井 33 要確定將塑件從圓錐型芯上脫下的摩擦阻力，應(yīng)先計(jì)算塑件收縮時(shí)對(duì)型芯的正壓力。因 塑件壁厚與直徑之比 1100 20 cpt rd ? ??，可近似用型芯半徑 r 代替塑件的平均半徑cpr，得出塑件由于收縮而產(chǎn)生的對(duì)型芯的正壓力 P 2 c o s c o s(1 )t Etp rr?? ????? ? （ 58） 其中 E—— ABS 的 拉伸彈性模量 ? —— 塑料的收縮率（ m/m） ? —— 塑料的泊松比 ? —— 塑件的拔模斜度角 （ 176。） t—— 塑件的壁厚 mm 包緊力 計(jì)算 全面積所受的總壓力為 pF ， 模被制件包緊部分的長(zhǎng)度為 l, 取高度為 dl的一圈作微分單元，半徑為 r，其表面積為 2 cosdldA r? ?? 該段 所受的 包緊力 為 圖 59 c o s 22 c o s (1 ) 1p d l E t E td F d lr? ? ? ?? ? ? ????? 薄壁塑件收縮使型芯全面積所受的總壓力為 021211lP EtF d l E tl?? ????????? （ 59） 同理，側(cè)型芯所受的包緊力 為 1PF 1 1 1 12 1PF E t l?? ?? ? 其中 1t —— 側(cè)孔周圍的壁厚，取近似值 10mm 1l —— 側(cè)孔的深度 脫模力計(jì)算 塑件包緊型芯時(shí)，其受力如 圖 59 所示，該圖把空間匯交力系簡(jiǎn)化在平面上，兩個(gè)對(duì)稱的 2pF 代替垂直于全圓錐表面的總包緊力 pF ，兩個(gè)對(duì)稱的 表面摩擦力 2fF 代替作用在34 全圓錐表面上的fF，由于型芯有錐度，故在抽拔力 1dF 作用下，塑件對(duì)型芯的正壓力降低了 1sindF ? ，這時(shí)摩擦阻力為1( si n )f p dF f F F ??? 沿 o軸方向 由平衡方程式 0OF ?? 即 1c o s sinf d pF F F???? （ 510） 11( sin ) . c os sinp d d pf F F F F? ? ?? ? ? （ 511） 1 c o s ( )1 s in c o sPd F f tgF f ?????? ? （ 512） 式中 1dF —— 克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力所需的 抽拔力 f —— 脫模 系數(shù) （摩擦系數(shù)） 因塑件底部沒有孔，在 推出 時(shí) 還 需克服大氣壓力造成的阻力 2dF 2 10dFA?? 式中 A—— 垂直于 開模 方向型芯的投影面積 cm2，大氣壓力按 10N/cm2計(jì)算 不計(jì) 塑料對(duì)鋼材粘附力和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力時(shí)，總 抽拔 力 12d d dF F F?? 所以單個(gè)塑件所需的抽拔力為 c o s ( ) c o s ( )1 0 2 1 01 s in c o s 1 1 s in c o sPd F f tg l f tgF A E t Aff?? ????? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? （ 513） 其中 l =, ?? , A= 查 表 41知： 51. 8 ~ 2. 6 10E M Pa??， ~ ? ? ， ~ ? ， ? = 因脫模力準(zhǔn)確計(jì)算很困難 ，為了可靠推出， 對(duì)這里的 E、 ? 、 f 取上限。 代入數(shù)值得 353 5 7 . 5 1 0 ( 0 . 5 5 0 . 0 1 7 4 6 )2 3 . 1 4 2 . 6 1 0 0 . 7 2 . 5 1 0 1 0 7 9 . 1 9 3 01 0 . 3 8 1dFN?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??所以沿開模方向所需的總 抽拔 力為 4 4 930 372 0dF F N? ? ? ?總 完成 側(cè) 抽芯所需的抽拔力為 5 3 31 2 10 10 4 10 301 f F N??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 推桿設(shè)計(jì) 推桿尺寸計(jì)算 35 本設(shè)計(jì)采用的是推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。 本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓 形推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為 ： D =k( 2LFnEd)41 （ 514） d— 推桿直徑； n— 推桿的數(shù)量， n取 4； L— 推桿長(zhǎng)度（參考模架尺寸，估取 L= ）； E— 推桿材料的彈性模量，取 E=10 5 MPa ； k— 安全系數(shù)，取 k=； dF — 總的脫模力， dF = 930（ N）； 代入數(shù)據(jù)得 4mmD? ，考慮到塑件較薄，為確保因頂桿截面太小而頂壞塑件，這里選擇D=10mm 的頂桿 ，每個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)成用 4 根頂桿推出 。 推桿的固定形式 推桿的固定形式有多 種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式 ， 這里為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)， 采用 固定板 固定推桿 的形式 。 支承板 板厚設(shè)計(jì) 支承板厚度和所選模架兩支架之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架選在500500? 這個(gè)大類范圍之內(nèi)，支架之間的跨度約為 375mm，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)支承板的壓力，就可以計(jì)算得到支承板的厚度，即 113351 3 5 3 1 6 4 00 . 5 4 ( ) 0 . 5 4 2 6 4 ( ) 4 2 . 22 . 1 1 0 5 0 0 0 . 0 3 3 3PPAT L m mEL ? ?? ? ? ? ?? ? ? （ 515） 式中 P—— 型腔壓力（取 35MPa） L— — 兩支承塊之間的距離（約為 375） E—— 材料的彈性模量（取 10 MPa? ） P? — 支承塊剛度計(jì)算許用變形量 151525 ( 5 01 )25 ( 5 264 01 264 ) 33. 3 333P WWm m m????? ? ? ? ? ? （ 516） W—— 影響模具變形的最大尺寸（ mm），即 L； 為了安全起見，將支承板的厚度設(shè)計(jì)為 50mm。 36 排氣 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模