【正文】 在做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后，接著介紹了模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容，冷流道注塑模具無(wú)外乎包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)（其實(shí)也可以歸為頂出系統(tǒng)，該系統(tǒng)如斜導(dǎo)柱、滑塊和開(kāi)閉器等）。 4 拋光 拋光表面至 結(jié)論 本設(shè)計(jì)首先說(shuō)明了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。 第五章模塑的工藝規(guī)程的編制 鎮(zhèn)江高等?？茖W(xué)校 蓋注射成型工藝卡片 資料編號(hào) 車(chē)間 共 頁(yè) 第 頁(yè) 零件名稱 蓋 材料牌號(hào) PS 設(shè)備型號(hào) XSZY125 裝配圖號(hào) 材料定額 25g 每模件數(shù) 1 件 零件圖號(hào) 單件質(zhì)量 工裝號(hào) 零件名稱 材料干燥 設(shè)備 XSZY125 溫度 8085 時(shí)間 h 23 料筒溫度 后段 150170 中段 165180 前段 180200 噴嘴 170180 模具溫度 5080 時(shí)間 S 注射 3 保壓 15 冷卻 10 壓力 Mpa 注射壓力 60100 背壓 3050 時(shí)間定額 輔助 S 10 單件 S 28 檢驗(yàn) 編著 校對(duì) 審核 組長(zhǎng) 車(chē)間主任 檢驗(yàn)組長(zhǎng) 主管工程師 型腔板零件圖 型腔板加工工藝過(guò)程 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 棒料 2 熱處理 調(diào)質(zhì) HB240270 3 加工內(nèi)腔 用電火花加工型腔內(nèi)腔圓弧面至 R82，深度至所需。 （ 2）冷卻水管的平均流速： V 平均 =4 qV/πd 2 (425) == m/min= m/s 式中 qV— 凹模的冷卻水體積流量， qV= 179。10 3X5= m3/min (424) 式中 ρ — 水的密度 103KG/m3； C1— 水的比熱容 179。 ⑤ 凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 （ 1）體積流量的計(jì)算 Q 凹 =40% Q 總 =179。10 3X300=831 從計(jì)算結(jié)果看， Q 總 Q1，因?yàn)?Q1涉及的因素較多，所以應(yīng) 該要取 Q 總 來(lái)計(jì)算，那么，(t1－ t0)的值就要重新確定，約為 224℃ ，根據(jù) Ts成型溫度 200~250℃ ； TE脫模溫度 60~100℃ ； TM模具溫度 40~60；要達(dá)到 (t1－ t0)=224℃ 是達(dá)不到的，根據(jù) Q 總 = n G Qs， n G確定后不變， Qs為常量，所以我們要提高成型溫度 Ts 才可能達(dá)到 Q 總 的熱量。10 3 （ 2）確定生產(chǎn)周期（ S） t=40 （ 3）塑料單位熱流量（ KJ/h） Qs=280~350； 取 Qs=300 （ 4）每小時(shí)的注射次數(shù) n=90 (5)每小時(shí)的注射量（ Kg） 179。) ， Cs= ； t1熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度 ℃ ， t1=210； t0塑件脫模溫度 ℃ ， t0=60。(210 － 60) = KJ/h 式中 n— 每小時(shí)注射次數(shù)， n=90 （次）； G每次的注射量 (KG) G=179。1 03179。 ③ 塑料熔體釋放的熱量 Q1 =nG Cs(t1－ t0) （ 418） = 90179。 由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要 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(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間 t= S，取 t 冷 = S。32 ） =(S) S塑件平均壁厚， S取 3mm 若根據(jù)前面的資料， PS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(gè)長(zhǎng)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(huì)更好，這是取保壓時(shí)間為 10S的原因。 其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循： T保 =（ S+2S2） =179。 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。最小不要小于 10。 1）根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式； 2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； 3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； 4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉； 從成型 溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。 PS推薦的成型溫度為 170~280℃ ，模具溫度為 20~70℃ 。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。 ei=es－ IT7=－ 10－ 12=－ 22μm 孔、軸的極限偏差分別為： Φ4H8 0+18Φ4f7 1022 Φ4 H8/f7 的極限間隙為： Xmax=ES－ ei=18－（－ 22） =40μm Xmin=EI－ es=0－（－ 10） =10μm 從計(jì)算結(jié)果看，間隙在 ~ mm之間，公差帶圖如圖 45所示。 解： Φ4 H8/f7 的極限偏差 查表求得基本尺寸 Φ4 的標(biāo)準(zhǔn)公差 IT8=18μm ， IT7=12μm 。 、鑲件排氣功能的證明 由上面我們知道，推桿和型芯的公差配合取 H8/f7，屬于間隙配合，現(xiàn)在計(jì)算這個(gè)配合的極限間隙。 ： 通常，選擇排氣槽的開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(wú)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； 若制件具有高深的型腔，那么在脫模時(shí)需要對(duì)模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因?yàn)橹萍砻媾c型心表面之間在脫模過(guò)程 中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。 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。 15177。 16177。本設(shè)計(jì)采用平均值法。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。 ⑥ 推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8/f7或 H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的復(fù)位方式。 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(dòng)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。 ? 壓 — 推桿材料的許用壓應(yīng)力 , ? 壓 =150Mpa。10 5 MP k— 安全系數(shù)，取 k=； Qe— 總的脫模力， Qe=（ N）； 實(shí)際推 桿尺寸直徑為 4 mm。 圖 44 推出機(jī)構(gòu) ① 推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。推桿直接與塑件接觸，開(kāi)模后將塑件推出。]/[ （ 1++） 179。%179。179。 （ ） 179。 Kλ=2179。 β — 塑件脫模斜度。10 3； ε — 塑料的平均成形收縮率，查表（ — 1） [3]，取 %； u— 塑料的泊松比，查表 — 1，取 ； l、 b— 矩形型芯斷面的兩邊長(zhǎng)度（ mm）； β — 型芯的脫模斜度； h— 脫模方向高度（ mm）； Kf— 脫模斜度修正系數(shù)，計(jì)算式為 由式（ — 6） [3] 知， Kf=(f cosβ sinβ)/(1+ f cosβsinβ) =（ cos6 sin6） /（ 1+ cos6 sin6） = f— 制品與 鋼材表面之間的靜摩檫系數(shù)，查表 — 1，取 ； Kλ — 薄壁制品的計(jì)算系數(shù)。= 對(duì)于矩形制品 dk=(l+b)/2=(54+21)/2= dk/t=＜ 20屬于薄壁制品。 由式（ — 1） [3]知， Qe=Qc+Qb 式中 Qc— 制品對(duì)型芯包緊的脫模阻力（ N）； Qb— 使封閉殼體脫模需克服的真空吸力（ N）， Qb=， Mpa， Ab為型芯的橫截面面積 (mm)2， Ab=179。 本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。 (2) 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗?的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的~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(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 m m，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的 1/3處最為安全。 導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。 導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分 為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開(kāi)設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 （ 3）模具高度尺寸的確定 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜ H＜ Hmax 設(shè)計(jì)模具高度為 H總 =237mm 由于 XSZ60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為 Hmin70mm，最大厚度為 Hmax200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。 （ 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(jiàn)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(guò)模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過(guò)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 250179。2021mm ）。L 為（ 630mm179。L≤560mm179。 注塑模模架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即 GB/T12556—— 1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和 GB/T12555—— 1990《塑料注射模大型模架》。 (經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， H的取值范圍在 ~ ) 通過(guò)相關(guān)計(jì)算，根據(jù)表 74[1]選擇， ① 定模由兩塊模板組成，動(dòng)模由兩塊模板組成； ②采用推桿推出制件。 側(cè)澆口深度尺寸 H的確定 H=nt =179。 料穴 冷料穴設(shè)置在主流道的末端，采用倒錐形的拉料穴拉料 澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。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，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。常用分流道斷面尺寸推薦如表 41所示。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 42 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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： 查表得知 XSZY125型注射機(jī)的噴嘴孔直徑 d0=Φ4mm 、噴嘴球半徑 R0=12mm， 故取 模具澆口套主流道小端直徑為 : d= d0+=4+= 模具澆口套主流道球面半徑為 : R= R0+（ 1～ 2） =6+2=8mm 將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐度取 4176。 分析： 由于一模一腔，將澆注系統(tǒng)設(shè)在塑件中央孔處，如果采用輪輻澆口，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，但需要修剪澆口，如不慎，會(huì)損傷塑件孔壁；若采用潛伏式澆口，不但避免塑件側(cè)壁因修剪澆口而損傷，而且澆口 能自動(dòng)切斷，模具結(jié)構(gòu)也不算太復(fù)雜，提高了經(jīng)濟(jì)效益。 查手冊(cè)選擇模仁的材料是 45.屬中碳鋼 ,該鋼機(jī)械加工性能較好 ,經(jīng)熱處理 (淬火及回火 )后 ,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 ,拋光性能 ,較高的強(qiáng)度和耐磨性 ,適于制造承受高負(fù)荷 ,高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具 ,透 明塑料制品模具等 . 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。 在選擇模具鋼時(shí) ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷 ,崩刃問(wèn)題 ,所以韌性也是一重要指標(biāo) ,耐磨性 是決定模具壽命的重要因素 ,從PS特性看 ,這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的 ,此外還有紅