【正文】 ③塑料熔體釋放的熱量：式中n—。 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，對應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間t= S，取= S。其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循：若根據(jù)前面的資料，ABS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)會更好，這是取保壓時(shí)間為10S的原因。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。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℃。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，～，～。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。ABS推薦的成型溫度為200～240℃，溫度超過270℃將分解，對精度較高的塑件，模具溫度為50～60℃ 。對于高熔點(diǎn)，流動性差的塑料，流動距離長的制件，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。流動性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。公差帶圖孔、軸的極限偏差分別為：的極限間隙為：從計(jì)算結(jié)果看，～ mm之間，公差帶圖如圖313所示。es=－13； ei=es－IT7=－13－15=－28μm圖642ES=EI+IT8=0+22=22μm基準(zhǔn)軸f7EI=0；孔、軸的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔H8推管外徑為7mm,所以計(jì)算 。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)。 圖63 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 排氣設(shè)計(jì)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。～2倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6～8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。h3推桿固定板厚度；h——推出距離；完成了以上的工作，確定模具尺寸為400400 mm，A板厚度70 mm，B板厚度60mm，C板厚50mm，為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1 mm間隙。H——C板高度；h1——擋銷高度；h2——推板厚度；圖35 推出距離關(guān)系②推板推出距離；在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18 mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當(dāng)推出距離為15 mm時(shí)就能使塑件和型芯分離。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設(shè)計(jì)取凹模底板厚度為30 mm。（3）模具高度尺寸的確定：各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：只要凹模長邊的寬度滿足12 mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45mm（實(shí)際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。 圖622a標(biāo)準(zhǔn)模架類型示意圖（1）模仁尺寸的確定因?yàn)椴捎玫氖钦w式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為100150 mm。前者適用于模板尺寸為BL≤560mm900mm；后者的模板尺寸BL為（630mm630mm）～（1250mm2000mm）。③定模座板厚40mm，支承板厚40mm，墊塊厚80mm,動模板厚70mm。因此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。有關(guān)參數(shù)如上表。(20℃左右)查手冊選擇模仁的材料是4Cr13。(在20℃左右)彈性模量（MP ）210000～223500AC3：1100線膨脹系數(shù)(在20～100℃)熱導(dǎo)率.()1另外從經(jīng)濟(jì)考慮，要求材料來源廣，價(jià)格低。從ABS特性看，這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的，此外還有紅硬性，抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)?，F(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料?！?倍，至少大于15mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相對于固定板是浮動的，如圖432b所示。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。4）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。3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(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。[]—推桿材料的許用壓應(yīng)力, [] =150Mpa。MPa； k——安全系數(shù)，取k=；——總的脫模力，=（N）；實(shí)際推桿尺寸直徑為5 mm，推管直徑為7 mm，可見是符合要求的。1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。由于以上所計(jì)算得的只是一腔的脫模力，所以總的脫模力為：。需要按前面的分析求解。所以脫模力為：注：A段脫模斜度為0176。；；； 所以，脫模力的計(jì)算公式為：，又。 ——制件對型芯的包緊力（N）； 、 ——的垂直和水平分量（N）；——的反作用力（N）；——沿凸模表面的脫模力（N）； ——沿制件出模方向所需的脫模力（N）；——脫模斜度；首先需要對塑件進(jìn)行理想模型建模：其中A段是塑件凹槽鎖位的長度，長度為5mm，B段是圓弧形殼體的理想建模，長度為10mm，原塑件的兩端斜率不一致，如圖36所示，所以取平均值為脫模斜度。3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。合模時(shí)型腔板通過復(fù)位桿、推板及推桿固定板帶動推桿和副型芯退回，型腔板與推桿及副型芯不接觸。圖43 模具總裝配圖5推出機(jī)構(gòu)及復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖53a頂出機(jī)構(gòu)及復(fù)位機(jī)構(gòu)示意圖為避免脫模時(shí)因受力不均勻使塑件變形，模具采用推桿及副型芯推出塑件。導(dǎo)柱還對動、定模起對正導(dǎo)向作用，以及對型腔板10起支承和導(dǎo)向作用。分型面Ⅰ小于分型面Ⅱ的開模阻力，自然保證分型面Ⅰ先于分型面Ⅱ打開，故不必設(shè)置順序分型機(jī)構(gòu)（鎖模機(jī)構(gòu)）。圖42 型銷與塑件干涉分析圖解 分型定距機(jī)構(gòu)模具為三板式自動脫流道結(jié)構(gòu)。塑件被推離主型芯時(shí)，塑件與下型銷的干涉與以上述完全相同，故不重述。,帶入上式計(jì)算或由作圖得，s=。進(jìn)一步分析表明，s值隨d的增大而減小。由兩個型銷接合面投影線的中點(diǎn)A引垂線與塑件斜孔上邊緣投影線交于點(diǎn)C，再由點(diǎn)C引水平線與塑件斜孔上邊緣右視投影（橢圓）交于點(diǎn)D，則點(diǎn)D與橢圓長軸最近端點(diǎn)E之間的水平距離s即為分型時(shí)上型銷與塑件的干涉，由圖中幾何關(guān)系可知：∠ACB=，AB=b/2,h=CBcos= bcos/2tan如圖所示，橢圓的長軸和短軸，為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系（圖中未顯示坐標(biāo)系），則橢圓方程為：將x=,y=h帶入上式解得：由上式顯見，斜通孔處塑件厚度b越小，斜通孔斜角越大，則塑件與上型銷的干涉值s越小。斜置對接的兩個型銷垂直分型抽芯時(shí)，型銷與塑件必定產(chǎn)生干涉。此外，在中心距尺寸的計(jì)算中不考慮磨損量?！寄Ｉ疃葴p去塑件壁厚型芯的理論高度。2） 凸模高度尺寸的計(jì)算：式中1） 凸模徑向尺寸的計(jì)算：如圖411d 凸模尺寸式中——：（2）凸模工作尺寸的計(jì)算凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會使被包容尺寸變小?！?；——。1）凹模徑向尺寸的計(jì)算：凹模尺寸如圖411a所示。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。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型銷成型階梯孔，它與推桿應(yīng)貼合緊密，以免產(chǎn)生飛邊。根據(jù)塑件φ12mm斜通孔厚度很?。?mm）的特點(diǎn)，采用對接的型銷和型銷成型φ12mm傾斜通孔，雙向分型斜抽芯，型銷接合面定義為：過斜通孔上邊緣最高點(diǎn)和下邊緣最低點(diǎn)且垂直于斜通孔軸線的平面。從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。10 s因?yàn)楫?dāng)量半徑和第一級，相同所以，R = R/2（1） 主流道剪切速率校核：T注射時(shí)間，T=（S）；；——主流道的平均當(dāng)量截面半徑；——主流道小端直徑 ，=（cm）；——主流道大端直徑，=（cm）；（2）分流道剪切速率的校核式中（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，～）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=510 ～510 S 、澆口的剪切速率R=10 ～10 S 時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量最好。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，該模具采用潛伏式澆口，其有以下特性：① 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；② 試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改；③ 能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；④ 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。、大型模具，由于冷卻水線較長，會造成溫度梯度變化，應(yīng)當(dāng)降低出口與入口的水溫差，使模具的溫度分布均勻。如澆口附近的溫度較高，在澆口的附近加強(qiáng)冷卻，一般可使冷卻水先流經(jīng)澆口附近，再流向其他部分。，澆口處最好要加強(qiáng)冷卻。，排列應(yīng)與型腔吻合。 圖333a 冷料穴示意圖冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：模具使用水冷是最普遍的，冷卻水的通道被稱為水線，它的設(shè)計(jì)有如下基本原則：，冷卻水線應(yīng)盡可能設(shè)置在靠近型腔（型芯）的表面，并安排得盡量緊密。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為5mm。表332 流道斷面尺寸推薦值：塑料名稱分流道斷面直徑mmABS，AS ～聚乙烯～尼龍類～聚甲醛～10丙烯酸8～10抗沖擊丙烯酸8～醋酸纖維素5～10聚丙烯5～10異質(zhì)同晶體8～10聚苯乙烯～10軟聚氯乙烯～10硬聚氯乙烯～16聚氨酯～熱塑性聚酯～聚苯醚～10聚砜～10離子聚合物～10聚苯硫醚～13分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，如圖所示：圖331 主流道示意圖主要參數(shù)： 錐角 =3176。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。圖321c波前溫度分布圖綜合分析，澆口位置設(shè)定如圖321d所示。圖321a填充時(shí)間分析（2）波前溫度分布如圖所示，紅色代表最高溫區(qū)域，而藍(lán)色則代表最低溫區(qū)域，如果在零件上較薄區(qū)域溫度太低，則很有可能發(fā)生遲滯或短射。 圖32 使用點(diǎn)澆口注塑 圖33 成型零件圖 圖38 PRO/E建模塑料顧問分析澆口示意圖澆口位置對注塑件成型影響很大，前面的分析提供了澆口位置的選擇結(jié)果，經(jīng)比較認(rèn)為選擇點(diǎn)澆口較為合適，接下來以其為基礎(chǔ)繼續(xù)對塑件進(jìn)行分析。綜合考慮塑件的表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率，模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，澆口設(shè)置在塑件上部中心處，以使熔體流動均勻，填充迅速，降低塑件變形幾率。的φ12mm通孔處塑件厚度很小（3mm）的特點(diǎn)，采用特殊的對接型銷成型φ12mm傾斜通孔，雙向分型斜抽芯；而對內(nèi)側(cè)壁上的凹槽采用副型芯推出的分型方法。