【正文】 根據(jù)經(jīng)驗公式 ()： )]((/)(8l n [/ 2222 mxmc ttttkH ???? ???? () 式中 k—— 塑料的熱擴散系數(shù)（㎜ 2／ s） ； H—— 塑件的厚度（㎜）； ct —— 注射塑料熔體的初始溫度（℃）； mt —— 模具溫度（℃）； xt —— 塑件的平均脫模溫度（℃）； 查手冊取各參數(shù)的值如下： k ＝ ㎜ 2／ s， ct ＝ 220℃， mt ＝ 60℃， xt ＝ 65℃， H ＝ ㎜；計算得 ? ＝ s，故可取冷卻時間為 20s。所謂冷卻時間是指塑料熔體從充滿模具型腔起，到可以開模取出塑件為止的時間。 沈陽理工大學學士學位論文 32 冷卻時間的計算 在整個注塑周期中，冷卻時間占 50﹪～ 80﹪，在保證塑件質(zhì)量的前提下，限制和縮短冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。對于嵌入式凹模，需要注意凹模與模板間的冷卻水道泄漏和管道加工精度。綜上所述，冷卻水道設(shè)置成單層的即可，布置如圖 所示。在設(shè)計時綜合考慮以下選用原則： ① .冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大； ② .冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等； ③ .澆中處加強冷卻； ④ .冷卻水道出入口溫差盡量??； ⑤ .冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置； 此外，冷卻水道的設(shè)計還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以 免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強度；冷卻水道要易于加工清理，一般水道直徑為 8 或 10 ㎜左右；冷卻水道的設(shè)計要防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具 溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。在推桿固定板上設(shè)有復位桿，一般為四根，均采用圓形截面，根據(jù)所選模架，取Φ 14 ㎜的復位桿。 脫模機構(gòu)的導向與復位 為了保證脫模機構(gòu)的在工作過程靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出元件能回到原來的位置，因此，還要設(shè)計脫模機構(gòu)的導向與復位裝置。 圓形推桿的直徑尺寸可由公式（ ）算得： 4/12 )/( nEFLkd t? （ ） 式中 d—推桿直徑； n—推桿的數(shù)量， n取 25（把推管當作推桿） L—推桿長度（參考模架尺寸，估取 L=150）； E—推桿材料的彈性模量，取 E=105MPa； k—安全系數(shù)，取 k=； tF —脫模力， NFt 245415? ； 計算得 d= 沈陽理工大學學士學位論文 30 實際推桿尺寸直徑為 5 mm，推管直徑也為 5mm，可見是符合要求的。根據(jù)脫模力的估算，以及選用的推 桿推管數(shù)量，選用如下結(jié)構(gòu)尺寸的推桿推管。其示意圖見圖 。對于聽筒上殼來說，結(jié)構(gòu)比較簡單，而且兩側(cè)采用了斜滑塊內(nèi)抽芯，因此，只在聽筒中間部位設(shè)置兩個推桿，再在圓柱形凸臺處設(shè)置兩根推管即可完成脫模。 推桿的位置分布得合理，塑件就不至于產(chǎn)生變形 和被頂壞。因此，此次設(shè)計中我使用圓形截面的推桿。 推桿的截面形狀有圓形、矩形或半圓的等。因此，根據(jù)脫模機構(gòu)的設(shè)計原則，以及考慮聽筒上下殼的結(jié)構(gòu)，本設(shè)計中采用推桿和推管組合使用的脫模機構(gòu)。困為推桿位置的設(shè)置有較大的自由度，因而用于推頂箱體等異型制品，以及塑件局部需較大脫模力的場合。 )s inc o s( ??? ?? APF t () 計算得 NFt 245415? 。通常包括型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機構(gòu)本身的運動阻力。而脫模機構(gòu)的負荷就是這種包緊力對脫模方向上形成的阻力。 另外，為實現(xiàn)注塑生產(chǎn)的自動化，必要時不但塑件要實現(xiàn)自動墜落，還要使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料能脫出并自動墜落。要可靠地脫模，讓固化的成型塑件完好的從模具中頂出，取決于脫模機構(gòu)的合理設(shè)計。斜滑塊的三維實體見圖 、 、 。經(jīng)圓整后，取 5176。為了制造方便，對于大端抽芯距為 ㎜的斜滑塊斜角也取 12176。由此可計算出凸模導滑斜孔的最大斜角為 ? ，即 ? ＝ 176。對于話筒上殼，其內(nèi)側(cè)抽芯側(cè)凹深度為：大端 ㎜，小端 ㎜。斜滑塊在導滑槽內(nèi)的活動必須順利。 確定抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸 在確定斜滑塊結(jié)構(gòu)尺寸之前，應(yīng)了解其設(shè)計要點： 斜滑塊的導向斜角 ? 一般取 5～ 15176。 電話機的生產(chǎn)屬于大批量的，故設(shè)計的側(cè)抽芯 機構(gòu)應(yīng)首先考慮可靠耐磨，靈活方便。因為有側(cè)抽機構(gòu)的注射模，其可動零件多，動作復雜，因此，側(cè)抽機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)以可靠、簡單、靈活和高效為準。結(jié)合所選模架，確定導柱、導套結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 、圖 所示。導柱中心到模具邊緣距離通常為導柱直徑的 1～ 倍，在此次設(shè)計中取 1 倍。導柱的前端做成錐臺形，以使導柱順利地進入導向孔。 在此設(shè)計中，采用 的導向機構(gòu)為帶頭導柱與帶頭導套的配合導向。 導向作用：合模時，首先是導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。 圖 模架 沈陽理工大學學士學位論文 23 8 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 導向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的零件。 0B L 為 355 400。另外，采用推桿和推管推出。 沈陽理工大學學士學位論文 22 7 模架的選取 模架的選取應(yīng)綜合考慮型腔的大小與布置、澆口形式、凸凹模結(jié)構(gòu)形式、推出機構(gòu)形式、合模導向機構(gòu)等方面，盡量選用標準模架。 3/113/114 ])[/(])[/( ?? Ec P hhEc P hS ???? () ? ? ? ? 3/143/14 )/()/( ?? EcPbbEcPbT ?? () 式中 ]96)/(2/[)/(3 4444 ?? hlhlc ， h＝ 30 ㎜， 1? ＝ ， E＝ 105 2/mmN ， ??? ＝ ㎜，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得： S＝ ㎜﹤ 35 ㎜， T＝ ㎜﹤ 25 ㎜。 經(jīng)圓整后，取 S＝ 35 ㎜， T＝ 25 ㎜。 按強度條件計算 整體式矩形型腔側(cè)壁厚度 S 為 2/12/12 ])/[(])/[3( ?? PhPhS ?? () 型腔底板厚度 T 為 2/12/12 ])/[(])[2/( ?? PhPbT ?? () 式中： P—— 模腔內(nèi)最大熔體壓力（ 2/mmN ） b—— 矩形型腔矩邊長度（ mm） ??? —— 模具強度計算的許用應(yīng)力（ 2/mmN ） h—— 型腔深度（㎜） 在這里，取 P＝ 50 2/mmN ， b＝ 46 ㎜， ??? ＝ 160 2/mmN 。經(jīng)分析，聽筒的上下殼的型腔屬于小尺寸模具型腔，因此，該項計算以強度條件為準。 模具型腔壁厚的計算，應(yīng)以熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的最大壓力為準。 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算 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，導致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。故計算得 mmL 3 ?? 。 下殼： mmC m ?? ， mmC m ?? 。 中心距尺寸 可根據(jù)經(jīng)驗公式 ()計算： 2/)1(2/)( ?? ???? Sm CSC 平 () 其中 3/??? 。 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸 根據(jù)經(jīng)驗公式 ()， ()： ?? ?? ???? 00 ])1[()( XhSH sm 平 () 00 ])1[()( ?? ?? ???? XHSh sm 平 () 上殼： mmH m )( ?? ?? ， 0 0 5 )( ?? ??mh 。 小 端 （ 分 為 上 下 殼 ）： mmL m 0 )( ?? ?? ；沈陽理工大學學士學位論文 20 mmL m 0 )( ?? ?? 。 0s0 ]1[()( ?? ?? ???? XLSL m ）平 () 首先計算徑向尺寸。 ② . 型芯徑向尺寸和橫向尺寸 根據(jù)經(jīng)驗公式（ ），一些相關(guān)參數(shù)的選擇定義如上。大端： mmL m )( ?? ?? ；小端： mmL m )( ?? ?? 。另外，聽筒的尺寸較小，所以取 3/??? ， X 跟據(jù)具體的尺 寸查相關(guān)的手冊。跟據(jù)塑件的精度等級查得其上下殼公差值都為： ??大 ， ??小 。 型腔和型芯工作尺寸的計算 ① .型腔徑向尺寸和橫向尺寸 聽筒的上殼壁厚為 ，下殼壁厚為 ，并且上下殼的頭尾尺寸不一樣。 對于小型塑件來說，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素。 成型零 件的工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸 (包括矩形和異形零件的長和寬 )，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。 成型零件鋼材的選用 選用鋼種時，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。不論是聽筒的上殼還是下殼，其凸模的總體結(jié)構(gòu)均采用組合式。 對于聽筒的下殼來說，其內(nèi)部也有三個帶盲孔圓臺，其成型零件與上殼的基本相同。 對于聽筒的上殼來說，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單。對于聽筒的上下殼來講，它們的結(jié)構(gòu)有所不同，因此其凸模和型芯結(jié)構(gòu)也不同。分析聽筒的上下殼，其外部結(jié)構(gòu)并不復雜，只是有較多的曲面，考慮各方面因素，采用整體嵌入式凹模，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強度與剛度，使用可靠且置換方便。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦，因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度。根據(jù)設(shè)計塑件時所選用的材料 ABS 性能，設(shè)計帶凝料推桿的倒錐形冷料穴，這樣，在凝料被推出后不需人工取出而能自動脫落，其結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖 所示。由于上殼的體積遠小于下殼的，故為了達到澆口位置的平衡，加工澆口時可將下殼的澆口做的比上殼的澆口略大 ㎜，經(jīng)多次試沈陽理工大學學士學位論文 17 模后再修正。其位置的確定，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征、成型質(zhì)量和技術(shù)要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動特性、成型條件等因素。 圖 潛伏澆口 澆口位置的選擇 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模之后有時還需修改澆口尺寸。采用潛伏式澆口的 模具結(jié)構(gòu)，還可將三板式簡化為兩板式模具。潛伏式澆口潛入分型面的一側(cè)，沿斜向進入型腔。因此，根據(jù)聽筒的外形特征及結(jié)構(gòu)形式，并結(jié)合其所用塑料的成型工藝特性，選用潛伏式澆口較為合適。澆口尺寸經(jīng)常要通過試模，按成型情況酌情修正。 圖 分澆道截面形狀 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是 連接分流道與型腔的通道。 Ra＝ m。 lmB ? () 式 中 B—— 梯形的大底邊長度（㎜） ； m—— 塑件的質(zhì)量（ｇ） ； l—— 分流道的長度（㎜） ； H—— 梯形的高度（㎜） 。由理論分析可知，圓形截面分澆道最理想，但其加工工藝性不佳，成本高，在生產(chǎn)實際中不常使用。 沈陽理工大學學士學位論文 14 圖 主澆道（澆口套） 沈陽理工大學學士學位論文 15 分澆道的設(shè)計 分澆道是熔料從主流道進 入型腔前的過渡部分，其設(shè)計要求是塑料熔體在流動中壓力和熱量損失盡量最小，同時使流道中的塑料盡量少。 D＝ d＋ 2Ltga/2 () 故 D＝ ㎜，大端口圓角 r 取 2 ㎜。為了使注射時噴嘴與流道口貼合良好不產(chǎn)生熔體反噴，取入口凹球面半徑Ｒ比噴嘴球面半徑Ｒ 1 大約 2 ㎜，即 R＝ 18＋ 2＝ 20 ㎜。是合適的。～ 4176。 主澆道的設(shè)計 主澆道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。 澆注系統(tǒng)一般由主澆道、分澆道、澆口和冷料穴等四部分組成。 圖 分型面 圖 排氣槽 沈陽理工大學學士學位論文 13 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè)計的重要組成部分。