【正文】 影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。 導套選用如下結構的導套（ GB/T ），結構如圖 82 所示，尺寸與導柱相配合， d 為 20mm， d1 為 28mm， d2 為 28mm 的尺寸。 圖 81 A型導柱 Fig. 81 A type guide gallery 設計導柱時，可以根據(jù)模具的尺寸大小選取部分參考尺寸。導柱工作部分的表面粗糙度可為 ； （ 6）導柱應具有堅硬而耐磨的表 面，堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用低碳鋼（如 20Mn2B）經滲碳淬火處理，碳素工具鋼（ T8A、 T10A）經淬火處理、硬度為 55HRC 以上，或 45 鋼經調質、表面淬火、低溫回火、硬度 ? 55HRC。為了防止導柱從模板中脫出，導柱凸臺底部要用墊板壓住。此 外，導柱長于凸模端面，分模后可按任何有利于操作的位置放在工作臺上，而不至于擦傷凸模成型表面 ； （ 3）使導柱能順利進入導向孔，導柱的端面常做成圓錐形或球形的先導部分。導柱的工作部分的油槽可以儲油以改善導向條件，減少摩擦，但增加了制造成本。但由于特殊需要的場合，如動模采用推板頂出塑件，推板要由導柱導向時，導柱安裝在動模 ； （ 4）各導柱、導套及導向孔的軸線應保證平行，否則將影響合模的準確性，甚至損壞導向零件 ； （ 5）當動定模板采用合并加工時，導柱裝配處的直徑應與導套外徑相等 ； （ 6）導柱和導套的配合形 式對于一般的簡單模具，導柱不需要導套，直接與模板導向孔配合；根據(jù)需要，模具的導柱也可與導套配合；對于等肩的導柱，導套的外徑與導柱直徑相等，便于導柱固定孔，導套固定孔的加工 ； （ 7）合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致成型零件損壞。導柱中心至模具外緣應至少有 一個導柱直徑的厚度；導柱通常設在離中心線 1/3處的長邊上 ； （ 2）根據(jù)模具的形狀和大小，一幅模具一般需要 4 個導柱。當側壓力很大時，不能單靠導柱來承受，需要增設錐面定位裝置。 本設計中選用導柱導向定位機構，采用導柱和導套。錐面定位機構定位精度高，能承受大的側壓力，但導向作用不大。 青島科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 35 合模導向機構可分為導柱導向機構和錐面定 位機構。本套模具選用標準塑膠模架，有肩模架 D 型，其規(guī)格如下： A4202155P6（ GB/T125561990） ， A 為50 ㎜ ， B 為 32 ㎜ ， C 為 80mm。 模架的選擇 ??11 設計模具時，開始就要選定模架。使用彈簧復位必須注意彈力要足夠，一般采用方形截面的彈簧，同時要按時更換，防止彈簧疲勞失效。彈簧復位應用在脫模系統(tǒng)必須在模具閉合前回到初 始位置的模具結構中，這種情況一般出現(xiàn)在如側向分型型芯與頂桿干擾，或頂桿及頂桿孔內有金屬鑲嵌件等模具結構中。 （ 2） 頂桿兼復位桿復位： 當塑件的幾何形狀以及模具結構出現(xiàn)頂桿或頂管的端面局部頂在塑件上，另一部份頂在定模固定板上實施，此時的頂桿既能起到將塑件頂出的作用，同時又能起到使頂桿或頂管復位的作用，這種復位方式叫做頂桿兼復位桿復位。常用的復位形式有：復位桿復位、頂出桿兼復位桿復位與彈簧復位。 本模具中采用的脫模形式 綜合上述的各種脫模機構特點，根據(jù)塑 件的結構、形狀、壁厚以及所用塑料的特性和模具結構的特點，在本設計中采用的是 一 次脫模機構， 推件板和 頂桿頂出。取 ， h取 55mm， t 取 3mm； 將以上數(shù)據(jù)代入到公式中得脫模力 F 為 kN。 要確定將塑件從型芯上脫下的摩擦阻力，應首先確定塑件收縮時對型芯的正壓力。此外尚需克服機構本身運動的摩擦阻力及塑料和鋼材之間的粘附力。 脫模力的計算 塑件在模具冷卻定型時，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小， 而將型芯或凸模包緊，在塑件脫模時必須克服這一包緊力。 脫模力的影響因素 （ 1）塑件的結構、形狀、大小、壁厚 ； （ 2）塑料的性能，如塑料在脫模溫度下的彈性模量 E、泊松比 181。 脫模力的計算 使塑件從模具上脫出來的機構稱脫模機構或稱 頂出機構脫模機構的動作方向與模具的開模方向是一致的。 （ 3） 力求良好的塑件外觀 ： 頂出塑件的位置應該盡量設在塑件內部或對外觀影響不大的部位，以免損傷塑件外觀。首先要正確分析塑件對型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針壓蓋塑料注塑模具設計 30 對性地選擇合適的脫模方法和脫模位置，使頂出重心和脫模阻力中心相重合。 脫模機構的 設計原則 （ 1） 塑件滯留于動模 ： 模具開啟后應以使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便模具脫模裝置在注射機頂桿的驅動下完成脫模動作。順序脫模機構又包括彈簧順序脫模機構、拉鉤順序脫模機構、滑塊順序脫模機構、導柱順序脫模機構。簡單 脫模機構包括頂桿脫模機構、頂管脫模機構、推板脫模機構、活動鑲件或凹模脫模機構、多元件綜合脫模機構和氣動脫模機構等種類。頂出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，頂出質量的好壞將最后決定制品質量 ， 因此，制品的頂出是不可忽視的。 7 脫模機構的設計和模架的選擇 在注射成型的每一環(huán)節(jié)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機構稱為脫模機構，或頂出機構。 本設計采用的 組合 式 圓形 型腔， 當型腔側壁受高壓塑料熔體作用時，其內半徑增長量為 ? ，因此在側壁和底之間產生一縱向間隙，間隙過大將會發(fā)生溢料。 （ 2）從保證制品精度條件出發(fā) 塑料制件均有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求較高的精度，這就要求模具型腔有很好的剛度，即塑料注入 時不產生過大的彈性變形。對大型模具應以剛度計算為主；對小型模具則以強度計算為主。型腔的變形，不但影響塑件的尺寸精度，還可能使拼合處產生間隙，形成溢料飛邊，變形過大，甚至會影響塑件的順利脫模。 工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸的計算有按平均收縮率計算和按公差帶計算兩種方法，本設計采用按平均收縮率計算成型零件的工作尺寸。 （ 2）成型零件的磨損。如下圖所示： 圖 6－ 2 大型芯 Fig. 62 big core 壓蓋塑料注塑模具設計 26 圖 6－ 3 小型芯 Fig. 63 small core 相關尺寸的計算 ??8 所謂工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形或異形型芯的長和寬），型腔和型芯的深度尺寸、中心距尺寸等。對于形狀復雜的型芯，為了便于機械加工，其本身也可做成拼合的形式，這時應注意其結構的合理性。 因本設計采用一模 兩 腔，加工較為 復雜 ，故采用 整體嵌入式 凹模，如圖 6— 1 所示 ： 青島科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 25 圖 6－ 1 凹模 Fig. 61 cavity 凸模的結 構設計 凸模是用于成型塑件內表面的零件，又稱型芯。 （ 4）大面積鑲嵌組合式凹模，可使加工及熱處理簡單。 （ 2）整體嵌入式凹模，可節(jié)約模具材料，降低成本。 因小型制件的排氣量不大，且模具設置有較多的頂桿，可以利用頂桿的配合間隙和分型面的間隙排氣，故不設排氣槽，這樣大大簡化了模具的結構。 排氣方式 （ 1）利用分型面上的間隙排氣 ； （ 2）利用型芯與模板孔之間的配合間隙排氣 ； （ 3）利用頂桿運動間隙排氣 ； （ 4）開設排氣槽。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚較厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑件內部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 排氣結構設計 排氣是注射模具設計中不可忽視的問題。設計時應首先根據(jù)塑料的性能和制品的使用要求確定型腔的總體結構、進澆點、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸計算成型零件的工作尺寸，從機械加工角度決定型腔各個零件之間的組合方式，詳細的確定型腔各零件的結構和其他細節(jié)尺寸以及加工工藝要求。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質量直接關系到制品的質量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性以及承受塑件的擠壓力和料流的摩擦力和足夠的精度和較低的表面粗糙度。為使冷料能沿斜向移動，分流道應設計成 S 形或其它具有撓性的形狀。 （ 3）無拉料桿冷料井，其特點是在主流道末端開設一錐形 凹坑，在凹坑錐壁上鉆一深度不大的小孔，開模時靠小孔的固定作用將主流道凝料從主流道中拉出。常見冷料井結構有： （ 1）帶 Z 形頭拉料桿的冷料井，這種冷料井適合于彈性較好的塑料。 冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1~ 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積 。澆口 半 徑為2mm，澆道長度 1mm，澆口 與分流道采用半徑為 4mm的球面曲面連接 。 澆口開設部位的選擇 （ 1）避免熔體破裂現(xiàn)象在塑件上產生缺陷 ； （ 2）考慮定向方位對塑件的影響 ； （ 3）有利于流動、排氣和補料 ； （ 4）減少熔接痕，增加熔接強度 ， 考慮流動比 ； （ 5）防止物料將型芯或嵌件擠歪變形。澆口凝料的去除較困難。它的特點有：尺寸較大，冷凝時間較長。 （ 9）護耳式澆口 ： 又名分接式澆口，小澆口易產生噴射造成各種缺陷，采用護耳式澆口可以避免這種缺陷，通過小澆口的塑料沖擊在凸出塊對面的壁上，從而降低了速度，改變了流向，均勻的進入型腔。缺點是制件上帶有幾條合縫，對制件強度有影響。這樣可使進料均勻，在整個圓周上取得大致相同的流速，空氣容易順序排出。 （ 5）平縫式澆口 ： 又稱薄片式澆口，對于大面積的扁平制件（如片狀物），可以采用平縫式澆口，物料可以通過平行流道得到均勻分配，以較低速度呈 平行流均勻地進入型腔，降低了制件的內應力，減少了取向產生的曲翹，提高了制件的質量。塑料經過扇形澆口，在橫向得到均勻分配，可降低制品的內應力和帶入空氣的可能性。對中 小型塑件其典型尺寸為：深 ~，通常取制品最大壁厚的1/3~2/3，視材料的收縮情況和補縮需要而定；寬 ~5mm，臺階長 ~重量和材料流動性能而定。 （ 3）側澆口 ： 又名邊緣澆口。潛伏式澆口是由針點式澆口演變而來的。模具應采用雙分型面（三板式）模，增加的分型面用以脫出流道凝料。對于薄壁 制件，由于針點澆口附近的剪切速率過高，會造成分子的高度定向，增加局部應力，甚至開裂。與澆口相接的流道下部具有圓弧，增大了此處截面積，減小了熔體的冷卻速度，有利于補料。其結構尺寸：澆口直徑為 ~2mm，常見為 ~，臺階長度為 ~2mm,常見為~。 澆口的常見形式有： （ 1）針點式澆口 ： 是一種尺寸很小的澆口。 澆口的設計原則 壓蓋塑料注塑模具設計 20 （ 1）澆口能實現(xiàn)快速、一致性好、單方向性填充的類型 ； （ 2）位置能使型腔內的空氣在注射時從型腔內釋放 ； （ 3）澆口選取不同的位置會產生不同的結合線，應適當安排澆口的位置 ； （ 4）選擇合適的澆口位置和尺寸以防止激射，可增大澆口或澆口位置放在使熔體直接注射到型腔壁上的位置 ； （ 5）澆口處熔料的凝固時間是最有效的填充時間 ； （ 6）位置應設在塑件的最厚處，不影響外觀，盡量避免產生噴射等缺陷，有利于塑料熔體流動 ； （ 7）長度應盡可能小： 1~15mm； （ 8）澆口直徑是澆口處塑件厚度的 50%~80%，針點式澆口和潛伏式澆口直徑一般選 ~； （ 9）纖維填充材料需較大的澆口以盡可能減少纖維在經過澆口時的破損 ； （ 10）塑件上有加強筋可作為通道，有利于型腔排氣，減少或避免塑件的熔接痕，考慮分子取向對塑件性能的影響。澆口截面積通常為分流道截面積的 ~ 倍，澆口截面形狀多為矩 形和圓形兩種。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質量影響很大，是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點。它要求各對應部位的尺寸相等。同時它的效果與 S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。 分流道的斷面 分流道的斷面尺寸應根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。 青島科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 （ 4）分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。對于此模來說在分流道上不須開設冷料井。 分流道設計要點 （ 1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應以圓弧過度。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小（流道表面積于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。 根據(jù)以上的設計原則，本設 計采用的主流道長度為 58mm，錐角取 2176。一般凹坑的半徑 R2 應比噴嘴頭半徑 R1 大 1~3mm，如若相反，則主流道凝料將無法脫出。有時將主流道襯套大端的圓盤突出定模端面5~10mm，并與注射機定模板的定位孔成為動配合，起定位環(huán)作用。一般選用 T T10制造。 的錐角，內壁有 以上的粗糙度，其小端直徑常見為 4~8mm，并且小端直徑應大于噴嘴直徑約 1mm，否則凝料將無法脫出 。物