【導(dǎo)讀】塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。量和材料性質(zhì)等因素。用Moldflow進(jìn)行模流分析，選擇最佳澆口位置，分析壓力降、射量、注射壓力、開模行程和模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核。的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等方面的介紹。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中熟悉所設(shè)計(jì)模具的工作原。圖片以便更好的領(lǐng)會(huì)。

　　

【正文】 面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還 起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 按其機(jī)構(gòu)形式和特點(diǎn)，可分為以下幾大類：直澆口，中心澆口，環(huán)形澆口，爪形澆口，點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，潛伏澆口，輪幅澆口。本設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)形式。 澆口的形式較多，但無(wú)論采用什么形式的澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件的成型性能及質(zhì)量有很大的影響。因此，合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的一個(gè)重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。要是塑件擁有良好的外觀及性能，需考慮以下幾項(xiàng)設(shè)計(jì)原則： 1）盡量縮短流動(dòng)距離； 2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處； 3）避免熔體破裂 現(xiàn)象引起塑件的缺陷； 4）考慮分子定向的影響； 5）減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度； 6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)； 7）應(yīng)有利于型腔中氣體的排出。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中用 Moldflow 軟件對(duì)塑件進(jìn)行澆口位置分析，并選擇最佳澆口位置。分析結(jié)果如圖 45 所示。 圖 45 最佳澆口位置 由于本次設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔的設(shè)計(jì)形式，且塑件較長(zhǎng)所以在每個(gè)塑件上設(shè)置兩個(gè)澆口位置，設(shè)置在塑件側(cè)面綠色區(qū)域，可以使塑件更好更快的填充。澆口位置的放置桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 如圖 46 所示 圖 46 澆口放置位置 側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口，對(duì)于中小型塑件，一般厚度 t=~（或取塑件壁厚的1/3~2/3），故取澆口壁厚為 1mm；寬度 b=~，取 3mm；澆口的長(zhǎng)度 l=~，長(zhǎng)度取 2mm。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑料熔體充填模具型腔時(shí)，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能排出干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生發(fā)壓力而降低沖模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。對(duì)于排氣不暢而造成型腔局部充填困難時(shí)，除了設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)外，還可以考慮開設(shè)溢流槽，用于在容納冷料的同時(shí)也容納一部分氣體。 排氣方式的選擇 排氣系統(tǒng)對(duì)確保塑件成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，排氣方式有以下幾種。 （ 1）利用排氣槽排氣； （ 2）利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙；利用分型面上的配合間隙； （ 3）對(duì)于大中型、深型腔塑件為了避免塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，需設(shè)置進(jìn)氣裝置。 開設(shè)排氣槽應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。 （ 1）根據(jù)進(jìn)料口的位置，排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后充滿的地方； （ 2）盡量把排氣槽開設(shè)在模具分型面上； （ 3）對(duì)于流速較小的塑料，可利用模具的分型面及零件配合的間隙進(jìn)行排氣； （ 4）排氣槽的尺寸要視塑料的種類來(lái)設(shè)計(jì)，通常為 ~，一般情況下， ABS、HIPS、 PC、 PMMA、 SNA 為 ；而高流動(dòng)性的塑料如 PP、 PE、 PA，若沒(méi)有添加填充劑則為 。 當(dāng)型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或可活動(dòng)的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌經(jīng)燒結(jié)的金屬塊（多孔合金塊）以供排氣。 適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽 ， 可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī)器的能量消耗。 本次設(shè)計(jì)的 塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件， 故利用分型面和推桿 以及小型芯 的配合間隙進(jìn)行排氣即可， 間隙值取 。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 6 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件工作尺寸是指直接用來(lái)構(gòu)成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間距離尺寸、孔或凸臺(tái)至某成型表面的距離尺寸、螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦等，因此，成 型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和 較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，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(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 考慮到塑件的生產(chǎn)效率和利用價(jià)值以及加工的難以程度和材料的利用價(jià)值等因素本設(shè)計(jì)的模具采用的是一模兩腔的結(jié)構(gòu)， 并采用斜導(dǎo)柱 側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)形式， 祥 見零件圖和裝配圖。 成型零部件工 作尺寸的計(jì)算 影響塑件尺寸精度的因素很多，概括地說(shuō)，有塑料材料、塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝過(guò)程、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損等因素，其中塑料材料方面的因素主要是指收縮率的影響。在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)塑件的材料、幾何形狀、尺寸精度等級(jí)及影響因素等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 一般 在計(jì)算成型零件型腔和型芯的尺寸時(shí)，塑料制品和成型零件尺寸均按單向極限制，即凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，公差為負(fù)；而孔心距尺寸則按公差帶對(duì)稱分布的原則進(jìn)行計(jì)算。通過(guò) 上述 可知， PP 的收縮率為 %~%。 下面進(jìn)行各尺寸的計(jì)算。 s? [1] ss LSS )( m inm ax ??? （ 6— 1） 式中 ： s? —— 塑料收縮率波動(dòng)誤差； maxS —— 塑料的最大收縮率； minS —— 塑料的最小收縮率 ； 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 sL —— 塑件的基本尺寸。 實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率會(huì)有差異，按照一般的要求，塑料收縮率波動(dòng)誤差所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的 1/3。 z? 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。 模具成型 零件的制造誤 精度越低，塑件尺寸精度也就越低。 一般 成型零件工作尺寸 制造公差 值取 塑件公差值的 1/3~1/4，或取 IT7~IT8 級(jí)作為制造公差，組合式 型腔或 型芯的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈來(lái)確定。 在本次設(shè)計(jì)中 取 模具成型零件的制造公差為 IT7 級(jí)。 c? 模具在使用過(guò)程中，由于塑料 熔體 流動(dòng) 的沖刷 、在成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的腐蝕氣體的銹蝕、脫模時(shí)塑件與模具的摩擦，以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而需要重新打磨拋光等原因，均會(huì)造成成型零件尺寸變化，這種變化稱為成型零件的磨損，其中脫模摩擦磨損是主要原因。磨損的結(jié)果使型腔尺寸變大、型芯尺寸變小，磨損程度與塑料的品種和模具材料及熱處理有關(guān)為簡(jiǎn)化計(jì)算，凡與脫模方向垂直的表面不考慮磨損，與脫模方向平行的 表面應(yīng)考慮磨損。 磨損量應(yīng)根據(jù)塑件的產(chǎn)量，塑件的品種、模具的材料等因素來(lái)確定。 對(duì)于生產(chǎn)批量小的，磨損量可以取小值 ， 甚至可以不考慮磨損量；熱塑性塑料摩擦系數(shù)小，可取小值 ；模具材料耐磨性好的可取小值 。對(duì)于中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的 1/6，對(duì)于大型塑件，應(yīng)取其公差值的 1/6 以上 。 ?j 模具成型零件裝配誤差以及的成型過(guò)程中成型零件配合間隙的變化，都會(huì)引起塑件尺寸的變化。模具使用過(guò)程中導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的間隙會(huì)逐漸變大， 會(huì)引起制品徑向尺寸誤差的增加。模具分型面間隙的波動(dòng)，也會(huì)引起制品深度尺寸誤差的變化。 綜上所述，塑件在成型過(guò)程中產(chǎn)生的尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即 [1]： ajscz ?????? ????? （ 6— 2） 式中 ? —— 塑 件 的成型誤差 z? —— 模具成型零件的制造誤差 c? —— 模具成型零件的磨損誤差 s? —— 塑件的收縮率波動(dòng)誤差 j? —— 模具成型零件配合間隙變化誤差 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 a? —— 模具配合誤差 由此可見，塑件尺寸的誤差為累積誤差。 由于影響因素多，因此塑件的尺寸精度往往較低。設(shè)計(jì)塑件時(shí)，其尺寸精度的選擇不僅要考慮塑件的使用和裝配要求，而且要考慮塑件在成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的誤差，使塑件規(guī)定的公差值 Δ大于或等于以上各項(xiàng)因素引起的積累誤差 ? ， 即 ??? 。 在一般情況下，收縮率的波動(dòng)、模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。需要說(shuō)明的是，并不是塑件的任何尺寸都與以上幾個(gè)因素有關(guān)。 因收縮率的波動(dòng)引起的塑件尺寸誤差會(huì)隨塑件尺寸的增大而增大。生產(chǎn)大型塑件是，由于收縮率對(duì)塑件尺寸公差影響較大，僅僅依靠提高模具制造精度等級(jí)來(lái)提高塑件精度是困難的和不經(jīng)濟(jì)的，所以應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動(dòng)較小的塑料；生產(chǎn)小型塑件時(shí)，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，因此，應(yīng)提高模具制造精度等級(jí)和減小磨損。 計(jì)算模具成型零件最基本的公式為 [1]： )1( SLL sm ?? （ 6— 3） 式中 mL —— 模具成型零件在常溫下的實(shí)際尺寸； sL —— 塑件在常溫下的實(shí)際尺寸； S —— 塑料的 平均 收縮率。 從上述中可以查到 PP 的最大收縮率和最小收縮率，由此可以計(jì)算出塑料的平均收縮率 [1]： ? ? %%1002 %1002 )( m i nm a x ??????? SSS （ 6— 4） 型腔徑向尺寸的計(jì)算 如前所述，塑件的基本尺寸 LS 是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，如果塑件上原有的公差的標(biāo)注與此不符，應(yīng)按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差，因此，塑件的平均徑向尺寸為L(zhǎng)SΔ/2。 模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸則為L(zhǎng)m+?z/2。型腔的平均磨損量為 ?c/2，考慮到平均收縮率，則可列出如下等式： ????????? SLLL ssczm )2()2(22 ?? 略去比其他各項(xiàng)小得多的 ?S 與 Δ/2，則得到模具的徑向尺寸為： 2 )()1( czsm LSL ?? ?????? ? 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 由于 ?z 和 ?c是與 Δ有關(guān)的量，因此，公式后半部分可用 xΔ表示，標(biāo)注制造公差后的： zzsm LSL?? ? ??? ?????? ???? 00 )1()( （ 6— 5） 由于 ?z、 ?c與 Δ的關(guān)系隨塑件的精度等級(jí)和尺寸大小的不同而變化，因此式中 Δ前的系數(shù) x 在塑料尺寸較大、精度等級(jí)較低時(shí)， ?z和 ?c 可以忽略不計(jì)，則 x=；當(dāng)塑件尺寸較小，精度等級(jí)較高時(shí)， ?c可取 Δ/ ?z可取 Δ/3，此時(shí)， x=。在此， 在 本次設(shè)計(jì) 中 x 的值取 。 則式（ 6— 5）為： zz sm LSL ?? ?? ???? 00 ])~()1[()( （ 6— 6） 式中 LS— 塑件外形最大尺寸， mm； S —— 塑件的平均收縮率 %； △ —— 塑件的尺寸公差， mm； δ z—— 模具制造公差， 取公差的 1/3mm。 根據(jù)塑件圖 尺寸， 按照零件技術(shù)要求， 根據(jù)塑件及其模具公差等級(jí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，塑件公差等級(jí)為 MT3 時(shí)，對(duì)應(yīng)的模具公差等級(jí) 精度 為 IT7 級(jí)，按照 7 級(jí)精度查《互換性與技術(shù)測(cè)量》中表 1— 8 查 找出各尺寸的公差值 ， 根據(jù)上述 公式 （ 6— 6） 計(jì)算出各徑向尺寸如下 表 61 所示： 表 61 零件尺寸（ mm） 公式 公差 （ mm） 計(jì)算結(jié)果（ mm） 3 ZZSm LsL?? ??? ?????? ???? 00 )1()( ? ? 5 ? 6 ? 10 ? 15 ? 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 20 ZZSm LsL?? ??? ?????? ???? 00 )1()( ? 24 ? 30 ? 64 ? 67 ? 70 ? 80 ? 85 90 ? 100 ? 200 ? 230 ? ? 型芯徑向尺寸的計(jì)算 塑件孔的徑向基本尺寸 sl 是最小尺寸，其公差 Δ為正偏差，型芯的基本尺寸 ml 是最大尺寸，制造公差為負(fù)偏差。經(jīng)過(guò)上面型腔徑向尺寸相類似的推導(dǎo)，可得 型芯徑向尺寸計(jì)算公式 [1]：