【正文】 C 對任何塑料制品模溫波動較大都是不利的過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形延長冷卻時間使生產(chǎn)率下降過低 的模溫會使降低塑料的流動性難于充滿型腔增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷 在注射過程中模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期各種塑料的性能不同成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對溫度要求也不同因此在使用模具時必須對模具進行有效的冷卻使模溫保持在一定范圍內(nèi) 為了縮短成型周期需要對模具進行冷卻常用水對模具進行冷卻即在注塑完后通循環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔內(nèi)以便迅速使模具冷卻 111 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 設(shè)計原則 1 冷卻水孔數(shù)量盡可能的多孔徑盡可能大 2 冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相 等 3 澆口處要加強冷卻 4 冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位以防漏水 5 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處 6 進出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)通常應(yīng)設(shè)在注塑機的背面 1111 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 查參考文獻 [1]P211 表 435 直接可知 ABS 的單位熱流量 Qs 的值的范圍在 310～ 400kJkgQs 400kJkg 1112 計算冷卻水的體積流量 查參考文獻 [1]P211 式 458 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為θ 2 24℃出水口的水溫為θ 1 25℃ 取水的密度為ρ 1000kg 水的比熱容 c 4187kJ kg 54 澆口的設(shè) 計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分澆口的形狀位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大 澆口的理想尺寸很難用理論公式計算通常根據(jù)經(jīng)驗確定取其下限然后在試模過程中逐步加以修正 一般澆口的截面積為分流道截面積的 3～ 9 截面形狀常為矩形或圓形澆口長度為 05～ 2mm 表面粗糙度 Ra 不低于 04μ m 澆口的結(jié)構(gòu)形式很多按照澆口的形狀可以分為點澆口扇形澆口盤形澆口環(huán)形澆口及薄片式澆口 澆 口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題所以我們在開設(shè)澆口時應(yīng)注意以下幾點 1 澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置 2 不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口 3 澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除 4 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位 5 對于帶細(xì)長型芯的模具宜采用中心頂部進料方式以避免型芯受沖擊變形 6 澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位以利于補縮 7 澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位 541 點澆口尺寸的確定 1 點澆口的深度根據(jù)參考文獻 [1]P33 表 27 由于塑件壁厚為 0524 可以取 h 1mm 2計算點澆口的寬度根據(jù)參考文獻 [1]P106表 410可得側(cè)澆口的寬度 d的計算公式為 mm 式中 n 是塑料成型系數(shù)取為 07A 是凹模的內(nèi)表面積 k 取 0206 542 點澆口剪切速率的校核 1 確定注射時間查參考文獻 [1]P95 表 48 可取 t 16s 2 計算澆口的體積流量 q Vt 255716 1598s 3 計算澆口的剪切速率由參考文獻 [1]P95 式 420 得 71103 該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5 103～ 5104 之間所以澆口的剪切速率校核合格 55 校核主流道的 剪切速率 由塑件的體積主流道的體積分流道的體積以及主流道的當(dāng)量半徑可求校核主流道熔體的剪切速率 551 計算主流道的體積流量 q n t 1573102255716 48 552 計算主流道的剪切速率 165103 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5 102～ 5103 之間所以主流道的剪切速率校核合格 56 冷料穴的設(shè)計及計算 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上其作用就是存放料流前峰的冷料防止冷料進入型腔而形成接縫此外在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出冷料穴的尺寸宜稍大于主流 道大端的直徑長度約為主流道大端直徑冷料穴的形式有三種一種是與推桿匹配的冷料穴二種是與拉料桿匹配的冷料穴三種是無拉料桿的冷料穴我們這里選用有 Z 型拉料桿的冷料穴 第六章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是指構(gòu)成模具型腔的零件通常有凹模型芯各種成形桿和成形環(huán) 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用應(yīng)具有足夠的強度和剛度如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形導(dǎo)致溢料飛邊降低塑件尺寸精度并影響順利脫 模因此應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度 注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的組成零件其主要包括了凹模成型桿型芯等凹模用以形成制品的外表面型芯用以形成制品的內(nèi)表面成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)成形零件作為高壓容器其內(nèi)部尺寸強度剛度材料和熱處理以及加工工藝性是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素 設(shè)計時應(yīng)首先根據(jù)制件的使用要求材料的性能確定型腔的總體結(jié)構(gòu)進澆點分型面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加工工藝角度決定型腔各 零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸以及機加工工藝要求等此外由于塑件融體有很高的壓力因此還應(yīng)該對關(guān)鍵成型零件進行強度和剛度的校核 在工作狀態(tài)中成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦在冷卻固化中形成了塑件的形體尺寸和表面在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著力在上萬次甚至上幾十萬次的注射周期成型零件的形狀和尺寸精度表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性決定了塑件制品的相對質(zhì)量成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力作為高壓容器它的強度和剛度必須在容許范圍內(nèi)成型零件的結(jié)構(gòu)材料和熱處理的選擇及加工工藝性是影響模具工作壽命的主要因素 61 成型零件的 結(jié)構(gòu)設(shè)計 611 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模又稱陰模它是成型塑件外輪廓的零件根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式整體式凹模組合式凹模拼塊組合式凹模我們的產(chǎn)品屬于小型制件以及對塑件的結(jié)構(gòu)分析可選用整體嵌入式凹模 整體嵌入式凹模于小件一模多腔式模具一般是將每個型腔單獨加工后壓入定模中這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀尺寸一致性好更換方便凹模的外形通常是用帶臺階的由臺階定位以過渡配合嵌入定模板然后用定模板座板將其固定如下圖所示 圖 61 凹模結(jié)構(gòu) 612 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模即型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件通?？煞菫檎w式和組合式兩種類型我們根據(jù)凹模 的結(jié)構(gòu)形式選擇組合式凸模整體嵌入式凸模它是將凸模單獨加工后與動模板進行階梯固定而成如下圖所示 圖 62 凸模結(jié)構(gòu) 62 成型零件鋼材的選用 對于模具鋼的選用必需要符合以下幾點要求 1 機械加工性能良好要選用易于切削且在加工以后能得到高精度零件的鋼種 2 拋光性能優(yōu)良注射模成型零件工作表面多需要拋光達(dá)到鏡面 Ra≤ 005μ m要求鋼材硬度在 HRC35～ 40 為宜過硬表面會使拋光困難鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密極少雜質(zhì)無疵斑和針點 3 耐磨性和抗疲勞性能好注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷而且還受冷熱溫度交變應(yīng)力作用一般的高碳合金鋼 可經(jīng)熱處理獲得高硬度但韌性差易形成表面裂紋不以采用所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù)能長期保持型腔的尺寸精度達(dá)到所計劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限 4 具有耐腐蝕性對有些塑料品種如聚氯乙稀和阻燃性的塑料必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種 根據(jù)對成型塑件的綜合分析該塑件的成型零件要有足夠的剛度強度耐磨度及良好的抗疲勞性能同時考慮它的機械加工性能和拋光性能又因為該塑件為大批量生產(chǎn)所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 P20 對于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說由于脫模時與塑件的磨損嚴(yán)重因此鋼材選用 P20 鋼進行滲氮處理 63 成型零件的工作 尺寸計算 采用參考文獻 [1]P127 表 415 中平均尺寸法計算成型零件尺寸塑件尺寸公差按照塑件零件圖中所定的公差計算查參考文獻 [1]P28 表 23 取塑件的公差等級取為未注公差尺寸 MT5 并查參考文獻 [1]P30 表 24 查得塑件尺寸公差 631 凹模徑向尺寸的計算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換 式中 型腔的徑向尺寸 mm 制品的徑向基本尺寸 mm 塑料的極大收縮率 由上節(jié)查表可知 08 制品公差本設(shè)計按塑料制品的尺寸精度等級 凹模制造公差一般可取制品公差的 1316 這里取 16 所以 632 凹模深度尺寸 的計算 已知＝ 012mm 16 002mm 式中 型腔深度尺寸 mm 制品高度基本尺寸 mm Smin 塑料的極小收縮率 所以 mm 633 型芯徑向尺寸的計算 1 型芯外徑尺寸的計算 mm 型芯徑向尺寸 mm 制品徑向基本尺寸 mm 已知 1＝ 042mm 161 014mm mm 已知 2 026mm 162 0043mm mm 634 型芯高度尺寸的計算 ＝ 012mm 16 002mm 平均尺寸法 式中 型芯高度尺寸 mm 制品孔深度尺寸 mm 所以 mm 64 成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 在注射成型過程中型腔主要承受塑料熔體的壓力因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強度和剛度如果型腔壁厚和底板的厚度不夠當(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)力時型腔將導(dǎo)致塑性變形甚至開裂與此同時若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙因此有必要對型腔進行強度和剛度的計算尤其是對大型塑件但我們這里的塑件較小故不需要對型腔壁厚和底板厚度進行計算大致得體即可 第七章 模架的確定 在學(xué)校作設(shè)計時模架部分要自行設(shè)計在生產(chǎn)現(xiàn) 場設(shè)計中盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號 模架尺寸確定之后對模具有關(guān)零件要進行必要的強度或剛度計算以校核所選模架是否適當(dāng)尤其時對大型模具這一點尤為重要 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈澆口套推桿推管導(dǎo)柱導(dǎo)套模具專用彈簧冷卻及加熱元件順序分型機構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等 模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個基準(zhǔn)推出并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位動定模固定板之間通過導(dǎo)向零件定位脫出固定板通過導(dǎo)向零件與動 ?；蚨９潭ò宥ㄎ荒＞咄ㄟ^澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位墊快不需要與動模固定板用銷釘精確定位頂出墊板不需與頂出固定板用銷