【導(dǎo)讀】種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明；解模具結(jié)構(gòu)及工作原理.動(dòng)，使之形成所需要的形體。成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。不斷增加，2021年將達(dá)到170種。量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。沖模占模具總數(shù)的。同，鍛模可分為預(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼。精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。

　　

【正文】 細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。 ⑤ 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：脫模機(jī)構(gòu)完成塑件的頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)必須回復(fù)到初始位置，目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡單的復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧的回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。 ⑥ 推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8/f7或 H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。 成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種： 一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計(jì)采用平均值法。 表 42 成型零件的尺寸計(jì)算 已知條件：平均收縮率 Scp=；模具的制造公差取 δz=Δ/4 尺寸分類 塑件尺寸 計(jì)算公式 成型零件尺寸 型腔徑向尺寸 (Lm)0+δz =[(1+S)Ls1/2Δ] 0+δz + + + 型腔深度 (Hm)+δz 0=[(1+S)Hs1/2Δ] 0+δz + 型芯尺寸 + (Lm)0δz =[(1S)Lmin+1/2Δ] 0δz + + + + + 80+ 100+ 87177。 16177。 33177。 15177。 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑 料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料 順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。 模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。PS料推薦的排氣槽深度為 。 ： 通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： ① 排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； ② 最好開設(shè)在 分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； ③ 最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； ④ 開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； ⑤ 開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕； ⑥ 若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)， 可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； ⑦ 高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 若制件具有高深的型腔，那么在脫模時(shí)需要對(duì)模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因?yàn)橹萍砻媾c型心表面之間在脫模過程 中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，在開模時(shí)空氣無法進(jìn)入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入引氣系統(tǒng)。 、鑲件排氣功能的證明 由上面我們知道，推桿和型芯的公差配合取 H8/f7，屬于間隙配合，現(xiàn)在計(jì)算這個(gè)配合的極限間隙。推桿外徑為 4mm,所以計(jì)算 Φ4 H8/f7 。 解： Φ4 H8/f7 的極限偏差 查表求得基本尺寸 Φ4 的標(biāo)準(zhǔn)公差 IT8=18μm ， IT7=12μm 。 孔、軸的上、下偏差為： 基準(zhǔn)孔 H8 EI=0； ES=EI+IT8=0+18=18μm 基準(zhǔn)軸 f7 es=－ 10。 ei=es－ IT7=－ 10－ 12=－ 22μm 孔、軸的極限偏差分別為： Φ4H8 0+18Φ4f7 1022 Φ4 H8/f7 的極限間隙為： Xmax=ES－ ei=18－（－ 22） =40μm Xmin=EI－ es=0－（－ 10） =10μm 從計(jì)算結(jié)果看，間隙在 ~ mm之間，公差帶圖如圖 45所示。相比排氣槽的深度 ，似乎推桿能更好的排氣，這也說明了，增加推桿和鑲件等可以有利于型腔的排氣 圖 45 公差帶圖 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動(dòng)性差的塑料如 PC， POM等，要求模具溫度高，溫度過低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲 ，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對(duì)于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。 PS推薦的成型溫度為 170~280℃ ，模具溫度為 20~70℃ 。 1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； 2）模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形 3）對(duì)塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工 質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對(duì)塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 1）根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式； 2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； 3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； 4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 從成型 溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。 ： ① 設(shè)計(jì)原則 1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； 2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好； 3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距 B大約為 ~，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 ~。最小不要小于 10。 4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； 5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過 5℃ 6）冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 7）合理確定冷卻水道的形式，確 定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 ② 冷卻時(shí)間的確定 在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間 3S，開模時(shí)間 3S，頂出時(shí)間 2S，冷卻時(shí)間 ，保壓時(shí)間 10S，總周期為 40S。 其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循： T保 =（ S+2S2） =179。 （ 3+2179。32 ） =(S) S塑件平均壁厚， S取 3mm 若根據(jù)前面的資料， PS的保壓時(shí)間在 15~40S之間，計(jì)算的結(jié)果顯然是不符合的，但根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)資料表明，生產(chǎn)一個(gè)長為 135的 筆套，其保壓和冷卻的時(shí)間和也只是 15S，所以，參考實(shí)際的生產(chǎn)資料，以經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算值為依據(jù)會(huì)更好，這是取保壓時(shí)間為 10S的原因。 冷卻時(shí)間，依塑料種類，塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算： t冷 =S2 ln[8(TsTM)/π 2(TETM)] /π 2α （ 417） =32ln[8X(21050)/(6050)]/ = 式中 S— 塑件平均壁厚， S取 3mm； α 塑料熱擴(kuò)散系數(shù) (mm2/s) α = ； Ts成型溫度 200~250℃ Ts 取 210； TE脫模 溫度 60~100℃ T E取 60； TM模具溫度 40~60℃ T M取 50。 由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要 S，但計(jì)算并不能精確的確定實(shí)際冷卻時(shí)間的多少，參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，制件平均壁厚取 3mm，對(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間 t= S，取 t 冷 = S。為什么最終的成型周期取 ，那是因?yàn)樵趯?shí)際注塑過程中， Ts， TE， TM等因素不可能像我們所設(shè)計(jì)的那么理想，所以，從實(shí)際出發(fā)，取經(jīng)驗(yàn)值會(huì)更好些。 ③ 塑料熔體釋放的熱量 Q1 =nG Cs(t1－ t0) （ 418） = 90179。179。1 03179。179。(210 － 60) = KJ/h 式中 n— 每小時(shí)注射次數(shù)， n=90 （次）； G每次的注射量 (KG) G=179。10 3 Cs— 塑料的比熱容 (KJ/KG178。) ， Cs= ； t1熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度 ℃ ， t1=210； t0塑件脫模溫度 ℃ ， t0=60。 ④ 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 （ 1）每次需要的注射量（ KG） 由前面的計(jì)算得每次需要的注射量為（ Kg）： G=179。10 3 （ 2）確定生產(chǎn)周期（ S） t=40 （ 3）塑料單位熱流量（ KJ/h） Qs=280~350； 取 Qs=300 （ 4）每小時(shí)的注射次數(shù) n=90 (5)每小時(shí)的注射量（ Kg） 179。10 3 = （ 6）型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（ KJ/h） Q 總 = n G Qs=179。10 3X300=831 從計(jì)算結(jié)果看， Q 總 Q1，因?yàn)?Q1涉及的因素較多，所以應(yīng) 該要取 Q 總 來計(jì)算，那么，(t1－ t0)的值就要重新確定，約為 224℃ ，根據(jù) Ts成型溫度 200~250℃ ； TE脫模溫度 60~100℃ ； TM模具溫度 40~60；要達(dá)到 (t1－ t0)=224℃ 是達(dá)不到的，根據(jù) Q 總 = n G Qs， n G確定后不變， Qs為常量，所以我們要提高成型溫度 Ts 才可能達(dá)到 Q 總 的熱量。 Ts=224+60=284℃ 這顯然超出了表所給的取值范圍，但如果不這樣取值則顯得自相矛盾。 ⑤ 凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 （ 1）體積流量的計(jì)算 Q 凹 =40% Q 總 =179。831= KJ/h qV=Q 凹 /ρC 1(T 出 T 進(jìn) )X60 =179。10 3X5= m3/min (424) 式中 ρ — 水的密度 103KG/m3； C1— 水的比熱容 179。10 3 J/KG ℃ ； T 出 — 水管出口溫度， T 出 取 25℃ ； T 進(jìn) — 水管 入口溫度， T 進(jìn) 取 20℃ 。 （ 2）冷卻水管的平均流速： V 平均 =4 qV/πd 2 (425) == m/min= m/s 式中 qV— 凹模的冷卻水體積流量， qV= 179。10 3 m3/min D— 冷卻水管直徑，取 d=8 mm 從表查得的資料表明，管徑為 8的冷卻水管所對(duì)應(yīng)的最低流速為 m/s時(shí)才能達(dá)到湍流狀態(tài)，但是由于體積流量 qV沒有在表的取值范圍內(nèi)，所以造成了 V 平均 偏小，如果要達(dá)到湍流狀態(tài)，可以增大體積流量和減小冷卻水管直徑，但是，冷卻 的目的就是為了讓制品快速冷卻，提高生產(chǎn)率，同時(shí)改變制品的力學(xué)性能，為了達(dá)到湍流而增大體積流量是沒有意義的，因?yàn)?V 平均 在較小，既層流時(shí)就可以達(dá)到冷卻效果。 第五章模塑的工藝規(guī)程的編制 鎮(zhèn)江高等?？茖W(xué)校 蓋注射成型工藝卡片 資料編號(hào) 車間 共 頁 第 頁 零件名稱 蓋 材料牌號(hào) PS 設(shè)備型號(hào) XSZY125 裝配圖號(hào) 材料定額 25g 每模件數(shù) 1 件 零件圖號(hào) 單件質(zhì)量 工裝號(hào) 零件名稱 材料干燥 設(shè)備 XSZY125 溫度 8085 時(shí)間 h 23 料筒溫度 后段 150170 中段 165180 前段 180200 噴嘴 170180 模具溫度 5080 時(shí)間 S 注射 3 保壓 15 冷卻 10 壓力 Mpa 注射壓力 60100 背壓 3050 時(shí)間定額 輔助 S 10 單件 S 28 檢驗(yàn) 編著 校對(duì) 審核 組長 車間主任 檢驗(yàn)組長 主管工程師 型腔板零件圖 型腔板加工工藝過程 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 棒料 2 熱處理 調(diào)質(zhì) HB240270 3 加工內(nèi)腔 用電火花加工型腔內(nèi)腔圓弧面至 R82，深度至所需。 4 銑 銑六面至尺寸 ，對(duì)角尺 5 平磨 磨六面至 250X200X45 保證上下平面與四平面互相垂直，垂直度為 鉗 (1)劃線：確定螺孔、導(dǎo)柱孔、銷釘孔 (2)作導(dǎo)柱孔預(yù)孔 20 型芯加工工藝過程、 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 棒料 2 熱處理 調(diào)質(zhì) HB230270 3 加工內(nèi)腔 用電火花加工型腔內(nèi)腔圓弧面至 R82，深度至所需。 4 拋光 拋光表面至 結(jié)論 本設(shè)計(jì)首先說明了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。其次介紹了注塑件的一般設(shè)計(jì)原則，對(duì)塑件的特征如倒圓角、等做了說明，從實(shí)際來看，幾乎所有的注塑件都遵循這些原則。在做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后，接著介紹了模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容，冷流道注塑模具無外乎包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)（其實(shí)也可以歸為頂出系統(tǒng)，該系統(tǒng)如斜導(dǎo)柱、滑塊和開閉器