【導(dǎo)讀】工藝和數(shù)控加工仿真，對(duì)塑件進(jìn)行模流分析。注塑模設(shè)計(jì)的主要過(guò)程有：塑料制。品的工藝分析，型腔數(shù)目的確定，注塑機(jī)的選擇以及模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的是一模兩腔三板式模具。由于漱口杯的特殊形狀，無(wú)法直接脫模，分零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算。本文給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程及裝配圖。

　　

【正文】 ～ 3mm。 (4)澆口套與注塑機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻 合。其關(guān)系如下： 20 ??rR ～ 1 (41)式中 R—— 澆口套球面半徑 r—— 注塑機(jī)球面半徑 (5)澆口套長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。 (6)澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為 ～ mm，保證料流順利，易脫模。 (7)澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進(jìn)入接縫處，造成冷料脫模困難。 (8)澆口套的長(zhǎng)度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在分型面上，否則會(huì)造成合模困難，不嚴(yán)密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。 結(jié)合 文獻(xiàn) [4]查表 82 XSZY250 型注射機(jī)噴嘴 有關(guān)尺寸 得澆口尺寸 ： 圖 41 澆口套的結(jié)構(gòu)和尺寸 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用：貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，防止熔體冷料進(jìn)入型腔。 設(shè)計(jì)要求：冷料穴底部成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時(shí)將 分 21 流道凝料從分流道襯套中拉出并滯留在動(dòng) 模一側(cè)的作用。冷料穴分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴的位置一般都設(shè)計(jì)在土流道或分流道的末端，亦即塑料最先到達(dá)的部位。其作用是防止在注射時(shí)將冷料注入型腔，而使制品產(chǎn)生缺陷。在開(kāi)模時(shí)，冷料穴又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道大端直徑。 料的末端的動(dòng)模板上開(kāi)設(shè)一洞穴或在流道的末端開(kāi)設(shè)洞穴 ,這個(gè)洞穴就是冷料穴。 本模具在主流道設(shè)有冷料穴。具體見(jiàn)圖 42 澆注系統(tǒng)截而圖。 圖 42澆注系統(tǒng)截面圖 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道的連接部分，其基本作用是在壓力損失最小的條件下 ，將來(lái)自主流道的熔融塑料，以較快的速度送到澆口處充模。同時(shí)，在保證充滿型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。因此分流道的面積不能太大也不能太小。分流道截面太小弊病較多，會(huì)降低單位時(shí)間可輸送的熔融塑料量，使充模時(shí)間增長(zhǎng)，塑料制品出現(xiàn)缺料、燒焦、產(chǎn)生波紋及凹陷等；分流道截面過(guò)大，易在模具型腔內(nèi)積存氣體，造成塑料制品上的缺陷，增強(qiáng)冷料回收量，延長(zhǎng)了塑料制品的冷卻時(shí)間，因而延長(zhǎng)了成型周期，降低了生產(chǎn)效率。 對(duì)于粘度大和透明度要求高的塑料應(yīng)采用較大的分流道。 在設(shè)計(jì)分流道時(shí)，為減少分流道中的 壓力損失，必須保證分流道的表面積與體積之比應(yīng)最小，也就是說(shuō)在分流道長(zhǎng)度一定的情況下，要求分流道的表面積或側(cè) 22 面積與其截面積的比值為最小。常用的 分流道截面有圓形、梯形、 U 形和六角形等，如下圖 43 所示： 圖 43 常用流道截面形狀 聚苯已烯 塑 料的分流道斷面直徑的推薦值為 ～ ，要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長(zhǎng)的比 值 來(lái)表示流道的效率，其 中 圓形和正方形的效率最高，正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成圓形流道。取斷面直徑為 6mm。 澆口設(shè)計(jì) 澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過(guò)澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來(lái)的熔融塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑料后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。澆口設(shè)計(jì)與塑料制品形狀、塑料制品斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料 制品分離，塑料制品澆口痕跡亦不明顯。塑料制品質(zhì)量的缺陷，如缺料、縮孔、拼縫線、質(zhì)脆、分解、白斑、翹曲等，往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。 澆口的類(lèi)型很多，一般常見(jiàn)的有側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、扇形澆口、薄膜澆口等多種，根據(jù)其特性不同使用在不同場(chǎng)合。 根據(jù)模具澆注系統(tǒng)在塑料制品上開(kāi)設(shè)的位置、形狀不同，選擇不同形式的澆口，結(jié)合本質(zhì)品的特征，選擇點(diǎn)澆口。 澆口的設(shè)計(jì)需要遵循以下基本設(shè)計(jì)原則： （ 1）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件制品斷面較厚的部位，能使熔融的塑料從塑料制品厚斷面流向薄斷面，保證塑料充模完全。 （ 2） 澆口位置的選擇，應(yīng)使塑料充模時(shí)間最短，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體。 （ 3）澆口不能使熔融塑料直接進(jìn)入型腔，否則會(huì)產(chǎn)生漩流，在塑料制品上留 23 下螺旋形痕跡，特別是點(diǎn)澆口、側(cè)澆口等，更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 （ 4）澆口位置的選擇，應(yīng)防止在塑料制品表面上產(chǎn)生拼縫線，特別是圓環(huán)或筒形塑料制品，應(yīng)在澆口對(duì)面的熔料結(jié)合處加開(kāi)冷料穴。 （ 5）裝有細(xì)長(zhǎng)型芯的注塑模具所開(kāi)設(shè)的澆口位置，應(yīng)當(dāng)離型芯較遠(yuǎn)，以防止熔融的料流的沖擊而使型芯變形，錯(cuò)位和折短。 （ 6）大型和扁平塑料制品成型時(shí)為了防止 塑料制品翹曲、變形和缺料，可采用多點(diǎn)形澆口。 （ 7）澆口位置應(yīng)盡量開(kāi)設(shè)在不影響塑料制品外觀的部位，如開(kāi)設(shè)在塑料制品邊緣和底部等。 （ 8）澆口尺寸的大小，應(yīng)取決于塑料制品的尺寸、幾何形狀、結(jié)構(gòu)和塑料的性能。 （ 9）設(shè)計(jì)多型腔注射模具時(shí)，結(jié)合流道平衡并考慮澆口的平衡，應(yīng)做到熔融塑料同時(shí)均勻充滿型腔。對(duì)于同一種塑料制品的多型腔注射模具來(lái)說(shuō)，可按澆口與主流道的距離，逐漸加大澆口的截面，減少較遠(yuǎn)澆口的阻力。采取保持各澆口大小相等、改變其長(zhǎng)度或保持澆口寬度和長(zhǎng)度一定、改變其深度兩種方法，來(lái)使?jié)部?平衡。對(duì)于不同塑料制品的多型腔注射模具來(lái)說(shuō)，常把最大塑料制品的型腔布置在最靠近主流道的部位。 （ 10）為了在開(kāi)模時(shí)從澆口套內(nèi)拉出主流道凝料使與注塑機(jī)噴嘴分離，一般在冷料穴的盡端設(shè)置拉料桿。 對(duì)于薄壁制件 ,由于點(diǎn)澆口附近的剪切速率過(guò)高 ,會(huì)造成分子的高度定向 ,增加局部應(yīng)力甚至開(kāi)列 .為改善這一情況 ,在不影響使用的情況下 ,可以將澆口對(duì)面壁厚增加并曾圓弧過(guò)度 ,同時(shí)圓弧還有儲(chǔ)存冷料的作用 . 圖 44 24 剪 切速率的校核 生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5 10178?！?5 10179。S澆口的剪切速率 R=104～ 105S1 時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量最好。對(duì)一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： 式中 qv———— 體積流量（ cm3/s）； R3n____________澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（ cm）。 分流道剪切速率校核 計(jì)算注射機(jī)的公稱(chēng)注射量，并查表 45確定注射時(shí)間 。 V 總 = 公 公稱(chēng)注射 量 V 公 /cm3 注射時(shí)間 t/s 60 125 250 350 500 1000 2021 3000 表 41 注射機(jī)公稱(chēng)注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 式 中 T為注射時(shí) 間 ， T=2(S)； 分流道體積流量： 25 q=（ V分 +V塑 ）t =+ cm3/s= cm3/s 剪切速率： R= π R3= 103 ()3 S1= 102 S1 主 流道剪切速率校核 主流道體積流量： q 主 =V主 +V分 +nV塑t = ++2 cm3/s= cm3/s 主流道剪切速率： R 主 = π R3= 103 ()3 S1= 103S1 從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道的 切速率的值都落在合理的范圍內(nèi) 。故合理。 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)的作用是在注射過(guò)程中，將型腔中的氣體有序而順利的排出，以免塑料件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷。如果排氣不良有以下危害性： (1)在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接痕，使表面輪廓不清； (2)嚴(yán)重時(shí)在塑件表面產(chǎn)生焦痕； (3)降低沖模速度，影響成型劇期； (4)形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。 因此，及時(shí)有序的將氣體排出是十分必要的。一般有以下幾種排氣方式： (1)排氣槽排氣； (2)分型而排氣； (3)拼鑲件縫隙排氣； (4)推桿問(wèn)隙排氣； (5)粉末燒結(jié)合金塊排氣； (6)排氣井排氣； (7)強(qiáng)制性排氣。 26 本塑件是小型塑件，結(jié)合塑件特點(diǎn)，可以采用分型面排氣方式足以排氣，因而不采用排氣槽排氣。 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的設(shè)計(jì)。成型零部件工作尺寸是指成型零部什上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括 型 腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。本設(shè)計(jì)中采用平均值法計(jì)算。具體的設(shè)計(jì)及計(jì)算如下。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 凹模是成型塑 件外表面的零部件，其結(jié)構(gòu)類(lèi)型有整體式和組合式。本塑料若采用整體式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、不容易變形，塑件無(wú)拼縫痕跡，但將造成加工困難，浪費(fèi)材料，更換不便，增加成本等一系列問(wèn)題。所以采用組合式。這樣可以改善加工工藝性，減少熱變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。將四壁加工，熱處理、研磨拋光后壓入模套。為使內(nèi)壁接縫緊密，其連接處外側(cè)留有 的間隙。配合 H7/f7，具體見(jiàn)總裝配圖。凹模按其結(jié)構(gòu)可分為六種， 1．整體式凹模； 2．整體嵌入式凹模； 3．局部鑲嵌式凹模； 4．大面積鑲嵌式凹模； 5．四壁拼合式凹模； 6．拼塊式凹模。對(duì)于有側(cè)凹 的圓形塑件（如骨架類(lèi)塑件和帶有嵌件的塑件），為了塑件順利地從凹模里取出來(lái)，凹模常用相同的兩塊或多塊拼成，所以本 設(shè)計(jì) 采用組合式凹模。 側(cè)滑塊 結(jié)構(gòu)如圖 45 所示 圖 45 側(cè)滑塊結(jié)構(gòu)圖 27 型腔徑向尺寸計(jì)算 在給定條件下制品平均收縮率 CPS ，制件的名義尺寸 SL 及其允許公差 ? ，則塑件平均徑向尺寸為： 2??SL 型腔名義尺寸為 ML ，公差值為 Z? ，則型腔的平均尺寸為2ZML ??。考慮到收縮率和磨損量值，以型腔磨損量到最大磨損量的一半計(jì)，則有： CCPSSzM SLLL ?? 21)2(22 ???????? 對(duì)于中小型塑件，令 ??61C?， ??31Z?，并將比其他各項(xiàng)小得多的CPS2?略去，則有： ???? 43CPSSM SLLL （ 41） 標(biāo)注上制造偏差后，得 043 ??????? ????CPSSM SLLL 代入數(shù)據(jù)得 0%2 ??????? ?????ML = ? 在型腔深度計(jì)算過(guò)程中，規(guī)定制件高度名義尺寸 SH 為最大尺寸，公差以負(fù)偏差表示．型腔深度名義尺寸 MH 為最小尺寸，公差以正偏差表示．型腔的底面、型芯的端面都于分型面平行。在脫模過(guò)程中磨損很小，磨損量 C? 不予考慮，則有： CPSSZM SHHH ）（ 222 ??????? ? 令 3??Z?并略去CPS2?得 ???? 32CPSSM SHHH （ 42） 標(biāo)注上制造偏差后，得 28 ZCPSSM SHHH???????? ???? 032 代入數(shù)據(jù)得 0%2 ??????? ??????MH = ? 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與尺寸計(jì)算 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常分為整體式和組合式兩種類(lèi)型。整體式凸模將成型的凸模與動(dòng)模板做成一體，不僅結(jié)構(gòu)牢 固，還可以省去動(dòng)模墊板。但由于不便于加工，故適用于形狀簡(jiǎn)單且凸模高度較小的單型腔模具。組合式凸模是將凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成。本 設(shè)計(jì) 采用組合式凹模。 結(jié)構(gòu)如圖 46 所示 26 型芯結(jié)構(gòu)圖 型芯徑向尺寸計(jì)算 經(jīng)過(guò)和上面型腔徑向尺寸計(jì)算的推導(dǎo) ,可得 : ???? 43CPSSM SLLL (43) 標(biāo)注上制造偏差后，得 043 ZCPSSM SLLL ???????? ???? 29 代入數(shù)據(jù)得 0%2 ??