【正文】 ；8. 保證抽心機構(gòu)順利抽心。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大， 而且還于塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此這是一個重要環(huán) 節(jié)。澆注系統(tǒng)設(shè)計主要包括主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分。它的主要作 用是將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內(nèi)的氣 體能及時順利排出，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、 內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。 主流道的設(shè)計主流道(俗稱澆口套)是塑料熔體的流動通道，在臥式注射機上主流道垂直于分 型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計成圓錐形，錐角取 5176。，選用材料為 T10A，熱 處理要求淬火 53～57HRC。其主要尺寸可由以下計算獲得：流道小端直徑d = R+ ( ~ 1) = Φ(5 + 1)mm= Φ6mm；主流道球面半徑SR = R1 + (1 ~ 2) = 9 + 2mm = 11mm ；球面配合高度 ｈ＝3～5 ㎜，取ｈ＝3 ㎜； 主流道錐角 α＝2176。～6176。，取α＝5176。；主流道長度 Ｌ＝80 ㎜；（根據(jù)本塑件實際情況確定） 主流道大端直徑 D = d + 2Ltgα = + 2 50 tg 5176。 = 11mm2 2具體尺寸標注如圖（3）所示：圖（3）主流道的尺寸圖 考慮到塑件比較大，因此主流道襯套采用以下的形式：將主流道襯套和定位拳 設(shè) 計 成 兩 個 零 件 ， 然 后 配 合 固 定 在 模 板 上 ， 如 圖 （ 4 ） 所 示 ：圖（4）主流道襯套的固定方式1—定模底板 2—主流道襯套 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來獲得平穩(wěn) 充狀態(tài),使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔,并且流動過程中壓力損失及熱量 損失盡可能小,能將塑料熔體均衡分配到各個型腔。分流道的形狀及尺寸 常用的分流道截面形狀一般可分為圓形、梯形、U 形、 半圓形、及矩形。一般而言，分流道截面形狀及尺寸是根據(jù)塑料的結(jié)構(gòu)、所用材 料的工藝特性、成型工藝條件及分流道的長度等因素來確定，由理論分析可知， 圓形截面的流道總是比任何其他形狀截面的流道更可取，因為在相同截面積的情 況下，其表面積最小。但圓形截面分流道因其要以分型面為界分成兩半進行加工 才有利于凝料脫出，且加工工藝性不佳，模具閉合后難以保證兩半圓對準，由于 本塑件的材料 ABS 的流動性一般，而塑件的形狀較大，為了減少壓力損失，再綜 合其他的一些因素，選擇半圓形截面的分流道，其形狀如圖（5）所示：圖（5）分流道的形式 其尺寸根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表 53 中選取 r=5mm。分流道的長度 為了在注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射機的能耗，減少 壓力損失和熱量損失。分流道盡可能短，本模具選取為 5mm。 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的迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，所以分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求 很高，因為這樣表面稍不光滑，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。 澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)最鍵的部分，它的形狀、尺 寸、位置對塑件的質(zhì)量有著很大的影響。它的作用主要有以下兩個：一是作為塑 料熔體的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。常用的澆口形式有直接澆口、側(cè)澆口、點澆口、輪輻澆口、潛伏澆口等。由于不同的澆口形式對塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及素件的性能會產(chǎn)生不同的 影響。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應(yīng)性，因 此根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》書中表 55 查得，材料 ABS 適應(yīng)于任何澆口。 但由于塑件壁厚較薄、表面積大，注射量也大而且外表面的光澤度要求很高，而 且考慮到澆口的位置不是位于塑件的中心，這就決定了它位置的復(fù)雜程度。綜合 這些因素考慮可以用直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口等。直接澆口是把熔體直接由主流道進入型腔，因而有流動阻力小，料流速度快， 填充時間短及補縮時間長等特點。但注射壓力直接作用在塑件上，容易在進料處 產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形，澆口痕跡明顯。側(cè)澆口又稱為邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，并且這類澆口可以根據(jù)調(diào)整 其截面的厚度和寬度來調(diào)整充模是的剪切速率及澆口封閉時間，還有這類澆口加 工容易，修整方便，可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置。其缺點是澆 口有痕跡存在。扇形澆口是面向型腔沿進料方向截面寬度逐漸變大，截面厚度逐漸變小，而 且在與型腔的結(jié)合處形成一長約 1~3mm 的臺階，塑料熔體在寬度方向上的流動得 到更均勻的分配，但是設(shè)置該澆口時很難控制澆口的截面積，因為沒有設(shè)計分流 道，澆口是與主流道直接相連，因此熔體的流量對接難以連續(xù)。另外，由于澆口 的中心部分與澆口邊緣部分的通道長度不同，因而熔體在其中的壓力降與填充速 度也不一致。平縫澆口的截面很大，厚度很小，與特別開設(shè)的平行流道相連。塑料熔體經(jīng) 平行流道擴散而得到均勻分配，從而以較低的線速度經(jīng)澆口平穩(wěn)流入型腔。但是 成型后澆口去除加工量較大，提高了產(chǎn)品成本。其他澆口形式，由于本塑件的澆口位置比較特殊，因此都不是最佳的選擇。 根據(jù)對以上幾種澆口的分析和綜合對比，我認為潛伏澆口對本塑件最為合適。潛伏澆口的尺寸根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》書中推薦值從而選 b ≈ ，t = 2mm。尺寸如圖(6)圖(6) 澆口的形式及尺寸標注澆口位置的選擇 在模具設(shè)計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴格，它一般根據(jù) 下述幾項原則來參考：（1） 盡量縮短流動距離（2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處（3） 必須盡量減少或避免熔接痕（4） 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除（5） 考慮分子定向的影響（6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動（7） 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口（8） 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量 由于這些原則在應(yīng)用時常常會產(chǎn)生某些不同程度的相互矛盾，所要往往有主次之分。而本產(chǎn)品的外觀質(zhì)量是主要的因素，因此將放到首要考慮的位置。綜合 以上原則因此將澆口設(shè)置在稍微偏向一側(cè)的圓形孔處，具體位置和尺寸見圖 03 號 裝配圖。 冷料穴的設(shè)計一般來說，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約 10~25 的深度有個溫度逐漸升高的 區(qū)域，只有到了最深時才會到達正常的塑料熔體溫度。而位于這一區(qū)域的塑料的 流動性能及成型性能都不佳，這樣如果這里的熔體進入型腔，將會產(chǎn)生次品。因 此我們在主流道對面的動模板上開設(shè)冷料穴，其標稱直徑與主流道大端直徑相同， 深度為為直徑的 倍。冷料穴有幾種形式（《見塑料成型工藝與模具設(shè)計》 圖 522），我們通常選用 Z 字形拉料桿形式的冷料穴，它開模后通常用手工取出冷料。 冷料穴除了容納冷料的作用外，同時還具有在開模時將主流道中的冷凝料鉤住， 使其保留在動模的一側(cè)，便于脫模的功能。 排溢系統(tǒng)的設(shè)計當塑料溶體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(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。如果型腔內(nèi)因各種原因沒有將產(chǎn)生的氣體排除干凈， 一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料的成型缺陷，另 一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致素件局部碳化或燒焦，同時積存的 氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此必須考慮排氣問題，注射模成型時 排氣通常用如下四種方式進行：（1） 利用配合間隙排氣（2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣（3） 利用排氣塞排氣（4） 強制性排氣 考慮到本塑件的頂桿數(shù)目比較多，因此可以利用此配合間隙排氣，不專門設(shè)計排溢系統(tǒng)，如在調(diào)試中認為必須開設(shè)排溢系統(tǒng)，到時也可以開設(shè)。7 成型零部件的設(shè)計與計算模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設(shè)計，包括凹模、型芯、鑲 塊、凸模和成型桿等。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)鍵零件進行強度和剛度校核。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)，分為整體式和組合式，整體式由整塊材料加工而成，它的特點是牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會使塑件產(chǎn)生 拼接線痕跡。但加工困難，熱處理不方便。組合式一般由幾個零件組合而成，可 以簡化復(fù)雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，且拼合處有間隙利于排氣，便 于模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。根據(jù)本塑件的特點，由于型腔上有一凸凹，為了便于加工，凹模的結(jié)構(gòu)采用局部鑲嵌式凹模。為了保證型腔尺寸精度和裝配 的牢固，減少塑件上的鑲拼痕跡，所以鑲塊的尺寸、形狀位置公差要求較高，組 合結(jié)構(gòu)要牢靠，因此鑲件與凹模之間采用過盈配合。 凸模和小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計主型芯的設(shè)計 主型芯按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。但由于塑件的型芯 比較復(fù)雜，為了便于加工，因此采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，將主型芯制成局部鑲嵌式， 在鑲?cè)胄〉男托尽? 成型零件工作尺寸的計算成型零件工作尺寸是成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯 的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之間的位置尺寸等。在模 具設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等 級。影響塑件精度的因素相當復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸 的依據(jù)。影響尺寸精度的主要因素如下：1. 塑件收縮率的影響 塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、 壁厚和模具結(jié)構(gòu)，成型的工藝條件等因素有關(guān)。收縮率的偏差和波動，都會引起 塑件尺寸誤差，其尺寸變化值為：δs = (Smax ? Smin )Ls式中 δs ——塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差；Smax ——塑料的最大收縮率；Smin ——塑料的最小收縮率；Ls ——塑件的基本尺寸。_S——塑料的平均收縮率按照一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1 3 。根據(jù)以上公式計算得：δs = ( ? ) 390 = 按照一般的要求,塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的 13 。有《模 具 設(shè) 計 與 制 造 簡 明 手 冊 》 中 表 217 可 知 塑 件 的 8 級 公 差 值 為 。 所 以。所以滿足要求。模具成型零件的制造誤差也是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。 成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。實踐表明，成型零件的制造公差越占塑件總公差的 1/3~1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值是可取塑128件公差的 1/3~1/4，設(shè)制造公差為δz ，所以δz = = 33. 模具成型零件的磨損 模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫模時 與塑件的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕、以及由于上述原因造 成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化， 為簡化計算起見，凡有脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模 方向平行的成型零件表面，應(yīng)考慮磨損。在計算成型零件工作尺寸時，磨損量應(yīng)根據(jù)塑件的產(chǎn)量、塑料品種、模具材料等因素來確定，設(shè)最大磨損量為 δc ，由于 本塑件是大型塑件，所以?。?δc = = 134. 模具安裝配合的誤差 模具成型零件裝配誤差已經(jīng)在成型過程中成型零件配 合間隙的變化，都會引起塑件尺寸的變化。綜上所述，塑件在成型過程產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和。 即：δ = δz + δc + δs + δj + δa式中 δ ——塑件的成型誤差； δz ——模具成型零件制造誤差； δc ——模具成型零件在使用中的最大磨損量； δs ——塑料收縮率波動引起的塑件尺寸誤差；δj ——模具成型零件因配合間隙變化而引起塑件尺寸的誤差； δa ——因安裝固定成型零件而引起的塑件尺寸誤差；由此可見，影響因素多，累積誤差較大，所以我們在設(shè)計時應(yīng)使累積誤差不超過 塑件規(guī)定的公差值，即：δ ≤ ?式中 ? ——為塑件公差。由于考慮到影響因素多，所以我們一般按照平均收縮率、平均磨損量和模具平 均制造公差為基準的計算方法。即：_S = Smax + Smin 100%2_式中 S——塑料的平均收縮率（其他的同上）。由材料的性質(zhì)可知：ABS 的收縮率為 ~。故_S = + 100%= 2在以下的計算中塑料的收縮率即為平均收縮率，并規(guī)定：塑件外形最大尺寸 為基本尺寸，偏差為負值，與之相對應(yīng)的模具型腔最小尺寸為基本尺寸，偏差為 正值。塑件內(nèi)形最小值為基本偏差為正值，與之相對應(yīng)的模具型芯最大尺寸為基 本尺寸，偏差為負值；中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。 型腔和型芯工作尺寸的計算（1） 型腔徑向尺寸圖（7） 型腔尺寸由平均收縮率法公式：： L_3= [(1 + s)L ? ?]+δzM s式中 LM ——凹模徑向尺寸（mm）Ls ——塑件徑向公稱尺寸（mm）_s——塑料的平均收縮率（%）? ——塑件公差值（mm） 其余的同上。由以上計算可知 ? = ， 型腔板長：δ = 1 = z3+ + L1 = [(