【正文】 表 。 () s?maxSminSsL 2 21 SSS ??() m a x m in()ssS S L? ??第五章 成型零件設(shè)計(jì) 23 3??Z?3??Z?(1) 型腔徑向尺寸的計(jì)算 其中， SL 塑件的最大尺寸； S塑件的平均收縮率； ?塑件的公 差； Z? 型腔的上 偏差， (2) 型腔深度尺寸的計(jì)算 其中 ， SH 塑件的最大高度； S塑件的平均收縮率； ?塑件的公 差； Z? 型腔的上 偏差， 型腔的徑向尺寸如下表 所示 。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 在計(jì)算成型零件工作尺寸時(shí)要用到塑料的平均收縮率 S。 d. 模具安裝配合的誤差 模具的成型零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。這種由于磨損造成的模具成型零件尺寸的變化值與塑件的產(chǎn)量、塑料原料及模具都有關(guān)系，當(dāng)塑件產(chǎn)量較大時(shí)，模具表面耐磨性要好（如采用高硬度材料，模具表面鍍硬金屬層，表面滲氮處理等）。實(shí)踐證明，如果模具成型零件的制造誤差在 IT7～ IT8 級(jí)之間，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 一般情況，由成型收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以內(nèi)。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度來確定模具成型零件的工作尺寸和精度。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。 三維圖 圖 型芯 成型零件工作尺寸計(jì)算 注塑模成型零件工作尺寸，是指成型零件上直接成型塑件的型腔尺寸。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù) 型芯與動(dòng)模板的配合可采用 6/7 PH 。它需求各型芯配合面要平整，與型芯固定板的配合要緊密，不要是用銷釘或螺釘固定連接 [14]。 當(dāng)型芯細(xì)小時(shí)，可采用過盈配合，鉚接或樹脂粘結(jié)的方法將型芯與固定板連接起來。如圖 52 所示： 三維圖 圖 52 型腔 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是成型塑件內(nèi)表面的模具零件，根據(jù)成型情況不同，型芯可分為一下結(jié)構(gòu)形式： 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 21 a. 整體型芯 整體型芯是在型芯固定板或型腔上直接加工出型芯，這種型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型的塑件質(zhì)量好，但模具的加工難度大，適用于內(nèi)形簡(jiǎn)單、深度不大的型芯設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)中采用整體式型腔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫 的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。 d. 四壁拼合式凹模 弱國矩形凹模巨大且復(fù)雜，可將底部和四壁分別加工，經(jīng)研磨后嵌入模套，側(cè)壁之間采用扣鎖連接，以保證連接的準(zhǔn)確性。 c. 鑲嵌式凹模 有的模具采用局部鑲嵌式凹模，對(duì)于大型模具或形狀復(fù)雜的模具，為了便于機(jī)械加工或熱處理，而 采用大面積鑲嵌式凹模。 b. 整體嵌入式凹模 經(jīng)常應(yīng)用于多型腔模具，凹模常加工成帶臺(tái)階的鑲塊，從凹模固定板下部嵌入，或者凹模與凸模固定板采用過盈配合，用螺釘連接在固定板上，凹模如果是回轉(zhuǎn)體，還需要銷釘或平鍵定位止轉(zhuǎn)。 a. 整體式凹模 它是由整塊材料加工制成。 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是成型塑件表面形狀的模具零部件。 成型零部件在注射成型過程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損 、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔。 d. 零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形小。 b. 具有足夠的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨損。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) [12]。 e. 分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流 動(dòng)末端，以便于模具型腔內(nèi)氣體的排出。 c. 分型面的選擇要保證塑件的進(jìn)度要求，塑件光畫的表面不應(yīng)設(shè)計(jì)分型面，以避免影響外觀質(zhì)量；塑件中要求同軸度的部分要放在分型面的同一側(cè)，以保證塑件同軸度的要求。 分型面的選擇原則： a. 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，只有這樣才能使塑件從模具中順利地脫模，這是最根本的一條原則。也有采用與開模方向一致的側(cè)向主分型面。分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到塑件的質(zhì)量；模具的整體機(jī)構(gòu)；工藝操作的困難程度及模具的制造成本。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。在上萬次、甚至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，決定了塑料制品的相對(duì)質(zhì)量。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸、和表面。 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 18 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 注射模具閉合時(shí)，成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)。 澆口的位置 澆口的位置對(duì)塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選 擇時(shí)應(yīng)遵循如下原則： a. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動(dòng)，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷； b. 澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀； c. 澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置； d. 澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排出型腔中的氣體的位置； e. 澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位； f. 模具的型芯細(xì)小時(shí)，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形。冷料穴的 z 形式有多種，這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這 一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。 b. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，采用側(cè)澆口。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。如圖 所示： 三維圖 圖 分流道位置 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一 段塑料熔體的流動(dòng)通道，分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。將主流道襯套和定位球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后 配合固定在模板上，襯套與定模板的配合采用 67/mH 。 主流道的設(shè)計(jì) 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。 d. 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。 b. 模具成型塑件的型腔數(shù) 設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模四腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。使型腔和流道的投影中心與注射機(jī)鎖模力中心重合，避免注射時(shí)產(chǎn)生附加的傾側(cè)力矩。 澆注系統(tǒng)布置 在此次設(shè)計(jì)的遙控器盒蓋多模腔中，分流道的布置選擇平衡式。 澆注系統(tǒng)的作用 澆注系統(tǒng)的作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到型腔中去，且把壓力充分地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、美觀的塑件。澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流 道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。 c. 頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，要注意在兩側(cè)頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。 注塑機(jī)的開模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程，以便與模具的開模距離相適應(yīng)。 型腔內(nèi)通常為 2040MPa，一般制品為 2434MPa，精密制品為 3944MP （ 21 AnA? ） P==3000KN () 鎖模力符合要求 。 AAnA ?? 21 () 式中 n 型腔數(shù)目 1A 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 2A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 1A = 2mm 2A =4025 2mm 21 AnA? =+4025=38315 2mm () 第三章 注塑機(jī)的選擇 13 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)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(jī)額定鎖模力。 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 注射量的校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。制件的 后處理主要有退火和調(diào)濕處理。 第二步 ： 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 b. 料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)如表 ： 表 HTF300XA 型號(hào) /參數(shù) 單位 300A 螺桿直徑 mm 60 理論注射容量 cm3 727 注射重量 PS g 662 注射壓力 Mpa 213 注射行程 mm 257 螺 桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~160 料筒加熱功率 KW 鎖模力 KN 3000 第三章 注塑機(jī)的選擇 11 拉桿內(nèi)間距 (水平 垂直 ) mm 660660 續(xù)表 允許最大模具厚度 mm 660 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距 (最大 ) mm 1260 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 30 油箱容積 l 580 機(jī)器尺寸 (長(zhǎng) 寬 高 ) m 機(jī)器重量 t 最小模具尺 寸 (長(zhǎng) 寬 ) mm 460460 注塑機(jī)成型的工藝分析 注射成型工藝過程分析：根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作： a. 成型前對(duì)原材料的預(yù)處理根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥， ABS 材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，遙控器殼組裝后，澆口被遮擋起來。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。 綜合這三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最后方案完成設(shè)計(jì)如下。 方案三：采用彈簧抽芯，型芯將由大小不同的三對(duì)鑲塊組成，由鑲塊組成的型芯結(jié)構(gòu)內(nèi)部是空心的，空心部分加一頂桿。澆口形狀選用圓形。 模具的方案選擇 方案一：該零件以側(cè)面為分型面，使用液壓機(jī)抽芯，采用頂桿推出，側(cè)流道型澆口。 注塑模的機(jī)構(gòu)組成 注射模具主要包括動(dòng)模和定模兩部分，動(dòng)模安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。 本次遙控器塑件確定外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為第二章 塑料模具的材料分析和工藝 9 m? ，內(nèi)部為 m? 。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra ～ m? 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng) 為塑件的 1/2，即 Ra ～ m? 。 塑件表面粗糙度 遙控器塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度