【正文】 當(dāng)塑料中含有硬質(zhì)填料，玻纖時，模腔的磨損尤為突出，這是模腔應(yīng)選用耐磨性較好的材料，或在其表面進(jìn)行硬化。 4)模具的動，定模定位一般用導(dǎo)柱和導(dǎo)套，但由于配合間隙存在，因此模腔可能發(fā)生偏移，使塑件尺寸精度下降，為此，可采用一些定位元件來消除間隙，以提高模具的定位精度。但加工精度卻是框架模最高，鑲件模次之，整體模最差。 3)在注射成型時，模腔內(nèi)要承受較高的壓力，若模具的剛性不足，會使模具產(chǎn)生變形從而降低塑件尺寸精度。均對收縮 46 率產(chǎn)生不同程度的影響。影響尺寸精度的主要因素如下： 1）成型收縮率的波動。在模具設(shè)計中， 應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。因為塑件的型芯較復(fù)雜，因此采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)便于加工，再鑲?cè)胄〉男托?。為了保證型腔尺寸精度和裝配的牢固，減少塑件上的鑲拼痕跡，鑲塊的尺寸、形狀位置公差的要求較高，組合結(jié)構(gòu)要牢靠，所以鑲件與凹模之間采用過盈配合。組合式一般是由幾個零件組合而成的，其特點是可以簡化復(fù)雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形且拼合處有間隙利于排氣，便于模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。整體式由整塊材料加工而成，其特點是牢固，使用中不易發(fā)生變形且不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。在設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料特性和塑件結(jié)構(gòu)及使用要求，來確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式及排氣部位等，然后根據(jù)成型零件加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成 型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵零件進(jìn)行強度和剛度的校核。因此必須考慮排氣問題，注射模成型時排氣通常用如下四種方式進(jìn)行 ： （ 1） 利用配合間隙排氣 （ 2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 （ 3） 利用排氣塞排氣 （ 4） 強制性排氣 考慮到本塑件的頂桿數(shù)目比較多，因此可以利用此配合間隙排氣，不專門設(shè)計排溢系統(tǒng)，如在調(diào)試中認(rèn)為必須開設(shè)排溢系統(tǒng)，到時也可以開設(shè)。 圖 澆注系統(tǒng) 43 排氣系統(tǒng) 當(dāng)塑料溶體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。冷料穴有幾種形式，我們通常選用 Z字形拉料桿形式的冷料穴，它開模后通常用手工取出冷料。而位于這一區(qū)域的塑料的流動性能及成型性能都不佳，這樣如果這里的熔體進(jìn)入型腔，將會產(chǎn)生次品。 冷料穴的 作用是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。 41 圖 moldflow 塑件外表面分析結(jié)果 圖 moldflow 塑件內(nèi)表面分析結(jié)果 冷料穴的設(shè)計 冷料井又稱冷料穴，是在塑料注射成型模具中用來儲存注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充 42 滿型腔的一個結(jié)構(gòu)。通過劃分網(wǎng)格并調(diào)節(jié)一系列參 數(shù)之后，導(dǎo)出了圖 ，可見藍(lán)色區(qū)域作為澆口位置最佳。根據(jù)對以上幾種澆口的分析和綜合對比，我認(rèn)為潛伏澆口對本塑件最為合適。但是成型后澆口去除加工量較大，提高了產(chǎn)品成本。 平縫澆口的截面很大，厚度很小，與特別開設(shè)的平行流道相連。 扇形澆口是面向型腔沿進(jìn)料方向截面寬度逐漸變大，截面厚度逐漸變小，而且在與型腔的結(jié)合處形成一長約 1～ 3mm 的臺階，塑料熔體在寬度方向上的流動得到更均勻的分配，但是設(shè)置該澆口時很難控制澆口的截面 40 積，因為沒有設(shè)計分流道，澆口是與主流道直接相連，因此熔體的流量對接難以連續(xù)。 側(cè)澆口又稱 為邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，并且這類澆口可以根據(jù)調(diào)整其截面的厚度和寬度來調(diào)整充模是的剪切速率及澆口封閉時間，還有這類澆口加工容易，修整方便，可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置。 直接澆口是把熔體直接由主流道進(jìn)入型腔，因而有流動阻力小，料流速度快，填充時間短及補縮時間長等特點。但由于塑件壁厚較薄、表面積大，注射量也大而且外表面的光澤度要求很高，而且考慮到澆口的位置不是位于塑件的中心，這就決定了它位置的復(fù)雜程度。由于不同的澆口形式對塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及素件的性能會產(chǎn)生不同的影響。它的作用主要有以下兩個：一是作為塑料熔體的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。 本次塑件為 ABS材料，流動性一般，故選擇直徑為 6mm。 分流道截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件以及流道的長度等因素來 確定。根據(jù)圖 。因此，常用流道的截面積與周長之比來表示流道的效率。 （ 3）分流道截面形狀及表面粗糙度 常用的截面形狀有圓形、梯形、 U形、矩形和六角形等。 37 （ 1）分流道的布置形式 在設(shè)計分流道時主要考慮的是盡量減少熔體流動時的壓力損失和溫度降低，同時盡量減少分流道的容積，采用的是平衡式分流道。； 主流道長度： 小型模具 L 主 應(yīng)盡量小于 60mm，本次設(shè)計中初取 58mm進(jìn)行設(shè)計。 ～ 5176。 球面凹坑半徑： R=r+()mm=12+＝ 式中 r 為注塑機噴嘴球頭半徑。由 于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨設(shè)計成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。 主流道的設(shè)計 主流道是塑料熔融體進(jìn)入模具型腔時最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。 澆注系統(tǒng)設(shè)計主要包括主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分。 根據(jù)塑件的形狀和尺寸，由于有內(nèi)表面加強筋內(nèi)凹，所以采用單分型面。 8) 有利于模具加工。 6) 滿 足模具的鎖緊要求；分型面是曲面時，應(yīng)加斜面鎖緊。 4) 確保塑件質(zhì)量。 2) 分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面。 分型面的設(shè)計 分型面是指分開模具取出塑料件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面，它的選擇是塑件能否完好成型的先決條件。 34 H1—— 推出距離，單位 mm； H2—— 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，單位 mm； S 機 —— 注塑機最大開模行程。 33 圖 xszy125 注塑機安裝圖 模具閉 合 高度校核 模具實際厚度 H 模 =220mm 注塑機最小閉和厚度 Hmin=200mm 即 H 模 Hmin，故滿足要求 。 模具長寬尺寸 校核 模具閉和高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適合 。因此注射壓力 滿足要求。因此，注射壓力對注塑機提出了較高的要求。同時還會影響注塑機壽命。注射壓力與塑料性能、塑化方式、塑化溫度、模具溫度、流動阻力、塑件形狀及塑件精度等均有關(guān)系。 由此可得鎖模力滿足要求。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。 注射成型時，應(yīng)可靠地鎖模，使成型過程中不出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力，即： FpAnA ?? )( 21 （式中符號同前） （式） 可得： KNF 0 3 2 1) 9 9 (309 0 0 ?????? （ 式 ） 其中 p為型腔的平均計算壓力值。所以，設(shè)計注射模時必須滿足下面關(guān)系： AAnA ?? 21 （式 ） 式中 A —— 注射機允許的最大注射面積 ( 2mm )； 1A —— 單個塑件在模具分型面上的投影面積（ 2mm ）； 31 2A —— 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ 2mm ）； n—— 模具的模腔數(shù) 因本次設(shè)計采取一模一件，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 2222 mmrA ???? ? （式 ） 所以： 222 cmcmmm ????? （ 式 ） 所以此投影面積滿足要求。而影 響鎖模力的因素主要是塑件在模具的分型面上的投影面積，投影面積越大，那么需要的鎖模力也就越大。 鎖模力的校核 鎖模力是指注射時為克服型腔內(nèi)熔體對模具的漲開力，注射機施加給模具的鎖緊力 。 = （ 式 ） 根據(jù)以上所得數(shù)據(jù)，初步選定注射機型號為 XSZY125。 (1+)n= 2= （式 ） 選擇注射機 由于實際注射量應(yīng)在公稱注射量的 20%～ 80%之間，故最小公稱注射量應(yīng)為： V 公 =V 總 247。根據(jù)所設(shè)計的塑件，本次設(shè)計選擇 作為初選的估算值。 注射機的選取 注射量的計算 通過之前的計算已知：塑件的質(zhì)量 M= 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算： 一般來說在進(jìn)行設(shè)計之前，澆注系統(tǒng)的凝料是無法確定其準(zhǔn)確的數(shù)值的。 注射機按外形特征可劃分為如下三類：立式、臥式和直角式。后退的距離由計量裝置按著一次注射所需的量來調(diào)整，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的注射量后，螺桿停止旋轉(zhuǎn)和后退； 合模和鎖緊：鎖模機構(gòu)推動模板及安裝在動模板上的動 模與定模板上的定模合模并鎖緊，以保證成形時可提供足夠的夾緊力使模具鎖緊； 注射裝置前移：當(dāng)合模完成后，整個注射座被推動，前移，使注射機噴嘴與模具主澆道口完全貼合； 注射、保壓：在注射器噴嘴完全貼合模具澆口以后，注射液壓缸進(jìn)入高壓油，推動螺桿相對料筒前移，將積聚在料筒的頭部的熔體以足夠的壓力注入模具的型腔。ρ = =。這里取密度為中間值 ，收縮率為 %。 塑件的體積，質(zhì)量等參數(shù) 由 的體分析功能可以測得塑件的體積是 V=17538mm3，即。 塑件中的孔 本次設(shè)計的塑件為一個鼠標(biāo)外殼上蓋，其上的孔共有三個，其中兩個普通孔，一個螺紋孔。在對塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，可能會出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)之間距離跨度過大，而塑件本身由于結(jié)構(gòu)上或者材料、壁厚等的限制本身連接面之間的負(fù)荷承受能力有限，需要增強其剛度。在這里我選擇脫模斜度為 1o。 通過對《模具設(shè)計與制造簡明手冊》的表 219 進(jìn)行查詢可得：型腔的脫模斜度為 35ˊ ～ 1176。對于本次設(shè)計來說，在對塑件進(jìn)行冷卻時，塑件的收縮會使得塑件緊緊地包覆在模具的型芯或者型腔中的凸起部分上。通過表 218可以對精度的等級進(jìn)行選擇， 由于所用材料為 ABS，所以確定其采用一般精度，為 4 級精度，沒有公差值 的地方，就按照 8級精度進(jìn)行取值。當(dāng)塑料中含有硬質(zhì)填料，玻纖時，模腔的磨損尤為突出，這是模腔應(yīng)選用耐磨性較好的材料，或在其表面進(jìn)行硬化處理。 4)模具的定，動模的位置確定方法一般使用導(dǎo)柱和導(dǎo)套，然而由于存在配合間隙，因此模腔可能發(fā)生偏移，使塑件尺寸精度下降，為此，可采用一些定位元件來消除間隙，以提高模具的定位精度。但加工精度卻是框架模最高，鑲件模次之，整體模最差。 26 3)在注射成型時，模腔內(nèi)要承受較高的壓力，若模具的剛性不足，會使模具產(chǎn)生變形從而降低塑件尺寸精度。 2)模具結(jié)構(gòu)及其制造精度，在設(shè)計模具時，不但要考慮模具的分型面，以便膠件的成型和脫 模。塑料本身的特性和成型工藝條件對塑件成型收縮率以及收縮率的波動影響很大，如塑料結(jié)晶、流動性、彈性模量、料溫以及模具溫度、注射壓力、保壓壓力、塑化背壓、成型周期等。 在機械設(shè)計中，尺寸精度的設(shè)計是非常重要的一個環(huán)節(jié)，精度的設(shè)計包括幾何尺寸精度，形狀精度以及塑件幾何要素之間的位置精度等。 這里我選取塑件表面的粗糙度為一個較中間的值為 。塑件表面 粗糙 度的高低，主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。 塑件的表面質(zhì)量要求 由于塑件是一個鼠標(biāo)外殼的一部分，其表面直接與人體皮膚相接觸，而且接觸十分頻繁，因此對塑件的表面質(zhì)量要求比較高。塑件局部過厚，外表會出現(xiàn)凹痕，內(nèi)部會產(chǎn)生氣泡 ； 25 7）常見壁厚 ～ 2mm，一般壁厚 1～ 4mm，大型塑件壁厚 6～ 8mm。除此之外，過厚的壁厚還會降低生產(chǎn)效率，影響塑件的質(zhì)量，比如容易產(chǎn)生縮孔、翹曲或是氣泡等缺陷。因為如果過大的話不僅會浪費原材料，增加生產(chǎn)成本以及冷卻的時間。在設(shè)計塑件時，塑件壁厚的最小厚度應(yīng)當(dāng)滿足兩點，即其能夠使塑件具備足夠 的滿足結(jié)構(gòu)功能要求的強度和剛度；以及其在脫模時受到脫模機構(gòu)帶來的的沖擊時不會受到損壞或者變形。 塑件的壁厚應(yīng)該根據(jù)塑件的使用要求以及塑件的結(jié)構(gòu)特點還有它的模具的成型工藝的要求而定。 塑件的壁厚 影響塑件的質(zhì)量與強度的因素中，壁厚是很重要的原因之一 。 鼠標(biāo)的上蓋的側(cè)面的外形由 鼠標(biāo)上蓋頂端外形弧線 所決定，這條曲線的趨勢應(yīng)該和人手掌 在握住鼠標(biāo)時 的趨勢相符合。 23 圖 鼠標(biāo)外殼塑件靜態(tài)線框圖 塑件的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 塑件形狀 塑件的整體形狀是圓弧形的，在設(shè)計時應(yīng)盡量符合人手握住鼠標(biāo)時手掌的形狀，因此在設(shè)計時外形的尺寸參數(shù)也參考了一些鼠標(biāo)的資料。 22 成品的靜態(tài)線框圖如圖 。在使用 UG進(jìn)行建模設(shè)計時，通過縫合片體進(jìn)行建模，使用了大量的投影，掃掠，拉伸以及利用片體的修剪的功能。其整體的形狀是一個類似橢圓形的殼體。 經(jīng)過查詢， ABS的注射參數(shù)如下： 表 ABS 注射參數(shù) 注射機類型 螺桿式 模具溫度 /℃ 50～ 70 螺桿轉(zhuǎn)速 /（ r它們