【正文】
。 冷卻介質(zhì) ABS 屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為 200℃ 和5080℃ 。 （ 7） 復(fù)式冷卻循環(huán)應(yīng)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。水管接頭處必須密封，防止漏水。 （ 6） 注意干涉和密封等問題，避免將冷卻管道開設(shè)在塑料的熔接痕部位。 （ 5） 凹模、 凸模及成型型芯應(yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平穩(wěn)。 （ 4） 進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過大的壓力降，同時(shí)也要考慮便于加工和清理。如澆口附近的溫度最高，離澆口距離越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，在其附近設(shè)冷卻水的入口，再流向遠(yuǎn)端。一般冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 12～15mm[13]。因此冷卻水孔應(yīng)盡量多、孔徑應(yīng)盡量大。冷卻水道的開設(shè)受模具上鑲塊和頂出桿等零件幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點(diǎn)靈活地設(shè)置冷卻裝置。水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具冷卻劑可以用水、壓縮空氣和冷凍水冷卻，而水冷最為普遍。 圖 定模導(dǎo)套 復(fù)位裝置 復(fù)位裝置常采用復(fù)位桿和彈簧復(fù)位，復(fù)位桿一般設(shè)置 2～ 4 根 [12]，其位置在型腔和澆注系統(tǒng)范圍之外。導(dǎo)套可以用淬火鋼或銅等耐磨材料制山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套被拉毛。為確保型芯不損壞，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。 導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)形式為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用帶頭導(dǎo)柱。 （ 6） 導(dǎo)柱直徑按模具尺寸選取，選取時(shí)參考國內(nèi)外注射模架標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 （ 5）導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，它多采用滲碳鋼（如 20 鋼、 20Cr等）經(jīng)滲碳淬火處理，其表面硬度為 48~55HRC，也可采用 T8 或 T10 經(jīng)淬火處理。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 （ 3）導(dǎo)柱長度應(yīng)比凸模端面的高度高出 6～ 8mm[10]，以保證在導(dǎo)柱伸入到導(dǎo)套后型芯才進(jìn)入型腔，從而避免型芯與型腔發(fā)生碰撞；對(duì)于脫模機(jī)構(gòu)為推板推出的模具，導(dǎo)柱長度應(yīng)大于推板的推出距離，以保證推板在推出塑件的過程中始終處于被導(dǎo)向狀態(tài)。對(duì)于脫模機(jī)構(gòu)為推板推出的模具，有推板的一側(cè)一定要設(shè)有導(dǎo)柱。為了確保動(dòng)模和定模只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置方式常采用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱布置或不等直徑的對(duì)稱布置方式。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位 [8]兩種 。其大小與塑件的壁厚和形狀有關(guān)。 脫模力的計(jì)算 脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。 (4) 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單可靠，有合適的推出距離（過大會(huì)加劇模具的磨損，過小則塑件不能脫模）。 (2) 保證塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)基本的要求，首先要正確分析塑件對(duì)凹?；蛐托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课?，有針對(duì)性的選擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出重心和脫模阻力中心相重合，型芯由于塑料收縮時(shí)對(duì)其包緊力最大，因此推出點(diǎn)應(yīng)該要靠近型芯，推出力應(yīng)該在塑件剛度和強(qiáng)度最好處，作用面應(yīng)盡可能要大一些。 按模具結(jié)構(gòu)分：可分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)、二次脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)自動(dòng)切斷脫模機(jī)構(gòu) 。 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 從模具中推出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)，又稱頂出機(jī)構(gòu)。 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 。 以下圖 為空調(diào)遙控器的側(cè)澆口圖 BBB B 放大圖 側(cè)澆口 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為了在注射成型過程中將型腔內(nèi)原有的空氣和塑料熔體中逸出的氣體排出，在模具分型處常開設(shè)排氣槽。 在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，澆口深度常常先取小值，以便今后在試模的時(shí)候可以調(diào)整，并根據(jù) 《塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 》 中推薦的 ABS 側(cè)澆口的厚度為 ～ ，故此處的深度取 。 開設(shè)在模具的分型面上，去澆口方便，殘留痕跡??；熔體流速高；翹曲變形比直接澆口小， 其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修正。 澆口的種類分為 :直接澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、耳形澆口等。 （ 6）澆口位置的設(shè)置應(yīng)防止型芯變形。 （ 4）澆口位置的選擇要避免塑件變形。 （ 3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕、提高熔接痕的強(qiáng)度。 （ 2）澆口位置的設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮。澆口的尺寸過小會(huì)使壓力損失增大，冷凝加快，補(bǔ)縮困難；澆口的尺寸過大，澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力 ，導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂，且澆口的去除困難等。形狀如圖 所示 圖 帶拉料桿的冷料穴 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是指連接分流道和型腔的進(jìn)料通道，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 小且長度最短的部分。在冷料穴底部有一 Z 形頭拉料桿，由側(cè)凹將主流道凝料鉤住，開模時(shí)隨塑件一起留在動(dòng)模上。冷料穴的直徑宜大于主流道大端直徑， 深度約為主流道大端直徑 的 1~ 倍 。 冷料穴 的設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。 分流道的直徑過大，不僅浪費(fèi)材料，而且冷卻時(shí)間增長，成型周期也隨之增長，造成成本上的浪費(fèi)；流道的直徑過小，材料的流動(dòng)阻力大，易造成填充不足，或者必須增加注射壓力才能填充。 圖 為遙控器外殼分流道的截面圖 圖 遙控器分流道截面圖 (2) 分流道的尺寸設(shè)計(jì) 流道長度宜短，因?yàn)殚L的流道不但會(huì)造成壓力損失，不利于生產(chǎn)，同時(shí)也浪費(fèi)材料；但是過短，產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大，并且容易產(chǎn)生飛邊。梯形截面水力半徑值不太小，加工容易，因此是最常用的形式。各種流道截面形狀的效率見圖 。 分流道設(shè)計(jì)要求：一是使流道盡快充滿型腔，在流道內(nèi)的壓力損失和熱量損失小；二是將塑料熔體均衡的分配到各個(gè)型腔；三是回料量小。 澆口套一般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53～ 57 HRC，保證足夠的硬度，但是其硬度應(yīng)低于與注射機(jī)噴嘴的硬度，以 防止噴嘴被破壞，圖 是此殼體的澆口套結(jié)構(gòu)形式 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 主流道襯套結(jié)構(gòu)形式 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道與澆口之間的通道。 澆口套的作用： ? 使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注塑機(jī)上很好的定位并與注塑機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 主流道結(jié)構(gòu)圖 主流道襯套的設(shè)計(jì) 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套）。 (5) 主流道的球半徑 主流道的球半徑 SR = 噴嘴球半徑 +（ 1～ 2） mm =12 +（ 1～ 2） mm = 14mm (6) 球面配合高度 球面配合高度 h 為 3～ 8 取 6mm。 取 α = 5176。） ≈10mm (4) 主流道錐度 主流道錐角一般應(yīng)在 2176。根據(jù)該模具結(jié)構(gòu) ，取 L = 40mm 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 1）主流道長度 為減少塑料熔體沖模時(shí)的壓力損失和塑料損耗，應(yīng)盡量縮短主流道的長度，一般主流道長度 L，應(yīng)盡量小于 60mm。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的交口套。 主流道的形狀為圓錐形，以便 熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上。 （ 7）合理設(shè)計(jì)冷料穴、溢料槽，使冷料不直接進(jìn)入型腔及減少毛邊的負(fù)作用。 （ 5）澆注系統(tǒng)流程較長或需要開設(shè)兩個(gè)以上澆口時(shí)，由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致塑件翹曲變形，應(yīng)設(shè)法予以防止。 （ 3）盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯位移或變形及金屬嵌件偏移。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下： （ 1）能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔，不產(chǎn)生渦流，又有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 z? —塑件上相應(yīng)的尺寸制造公差，中小型塑件 z? =4? 。 X—是系數(shù) ， 此處取 。 代入數(shù)值有 hM1=[(1+ Sc) hs1+x1Δ1]δz10 =[（ 1+） 4+] mm = mm ? 型芯中部分按鍵高度尺寸計(jì)算 此處的 高度尺 寸 H=2mm ， 屬于 B 類尺寸。 ? —是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 。 查得 塑件制造公差 Δ1= 則塑件內(nèi)部高度尺寸的轉(zhuǎn)換 為 hs1=4 ? mm hM=[(1+Sc) hs+xΔ]δz0 式（ ） 塑件的平均收縮率 Sc為： Sc=% 。 z? —塑件上相應(yīng)的尺寸制造公差，中小型塑件 z? =4? 。 X—是系數(shù)，此處取 。 代入數(shù)值有 HM1=[(1+ Sc) Hs1x1Δ1]0+δz1 =[（ 1+） 6 ] ? mm = ? mm 型芯尺寸計(jì)算 (1) 型芯 徑向尺寸的計(jì)算 型芯用于塑件內(nèi)表面成型， 塑件的外部 整體可以分解為二個(gè)矩形和一個(gè)半圓，大矩形長 L 為 80mm,寬 B 為 50mm，小矩形長 l 為 20mm，寬 b為 10mm， 而圓的半徑 R 為 20mm，都屬于 A 類尺寸。 ? —是塑件上相應(yīng)尺寸的公差。 則塑件外部高度尺寸的轉(zhuǎn)換 Hs1= mm 根據(jù)以下公式計(jì)算凹模的高度尺寸 ： HM=[(1+ Sc) HsxΔ]0+δz 式（ ） 塑件的平均收縮率 Sc為： Sc=% 。 代入數(shù)值有 LM1=[(1+ Sc) Ls1xΔ1]0+δz1=[（ 1+） ]0+ =+ LM2=[(1+ Sc) Ls2xΔ2]0+δz2=[（ 1+） ]0+ =+ LM3=[(1+ Sc) Ls3xΔ3]0+δz3=[（ 1+） ]0+ =+ LM4=[(1+ Sc) Ls4xΔ4]0+δz4=[（ 1+） ]0+ =+ LM5=[(1+ Sc) Ls5xΔ5]0+δz5=[（ 1+） ]0+ =+ (2) 凹模深度的計(jì)算 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 塑件的外部高度尺寸 H=6mm,屬于 B 類尺寸。 ? —是塑件上相應(yīng)尺寸的公差。 查 得塑件 公差 [7]如下： L相應(yīng)的 制品公差 ? = B相應(yīng)的制品公差 ? = D相應(yīng)的制品公差 ? = 則塑件外部徑向 尺寸的轉(zhuǎn)換如下： 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 Ls1=80 mm ； Ls2=20 mm ； Ls3=50 mm ； Ls4=10 mm ；Ls5= mm 根據(jù)以下公式 計(jì)算凹模的徑向尺寸 LM=[(1+ Sc) LsxΔ]0+δz 式 （ ） 塑件的平均收縮率 Sc為： cS =% 。塑件為一般等級(jí)精度，即四級(jí)精度。對(duì)平均收縮率較小的塑件一般采用平均值法。 (3)制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。 (1)制品的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對(duì)應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。 對(duì)于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。型芯尺寸屬于被包容尺寸，當(dāng)凸模與塑料熔體或制品制 件之間產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有縮小的趨勢(shì)。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾何形狀的尺寸稱為工作尺寸。凸 模結(jié)構(gòu)如圖 所示。 通常可以分為整體式和組合式兩種類型。 圖 凹模 凸模和成型桿的設(shè)計(jì) 凸模又稱型芯，是用以成型塑件內(nèi)表面的零部件。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本課題采用整體式凹模，這種成型處塑件的質(zhì)量較好，模具強(qiáng)度不高，不易變形。