【正文】 文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 下圖為本設(shè)計(jì)塑所選的澆口位置 圖 43 澆口位置 澆口的尺寸的確定 澆口截面積通常為分流道截面積的 ～ 倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度約為 ～ 2mm 左右。 澆口位置的選擇 澆口的位置選擇，應(yīng)遵循如下原則： ① 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷（避免噴射有兩種方法： a 加大澆口截面尺寸，降低熔體流速； b 采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動(dòng)狀況。 ⑤ 廣泛用于兩板式多型腔模具以及斷面尺寸較小的塑件。 ③ 截面形狀簡(jiǎn)單，加工方便。 注射模常用澆口形式有以下幾種： 側(cè)澆口 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 點(diǎn)澆口 潛伏式澆口 扇形澆口 平衡式澆口 盤形澆口 輪輻式澆口 爪形澆口 環(huán)形澆口 護(hù)耳形澆口 隙澆口 直接澆口 澆口類型的選擇 側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，有以下優(yōu)點(diǎn) : ① 澆口的位置一般都 在分型面上，從塑件的外側(cè)進(jìn)料。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動(dòng)性能，有利于充型，但是澆口尺寸過小會(huì)使壓力增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量 。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道（除了直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 ③ 分流道的位置可單獨(dú)在定模板或動(dòng)模板上，也可同時(shí)開設(shè)在動(dòng)、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 在保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度 。為了達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各個(gè)澆口的斷面尺寸要制作得不相同，在試模的時(shí)候要多修改才能實(shí)現(xiàn)。 非平衡式布置是指分流道到各個(gè)型腔澆口的長(zhǎng)度相等的布置。它要求各對(duì)應(yīng)部分的尺寸相等，這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，使成型的塑件力學(xué)性 能基本一致。 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式。 D算出一般取整數(shù)。對(duì)于重量在 200g以下，壁厚在 3mm 以下的塑件可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道的直徑， D= 12 14WL 式中： D— 分流道的直徑， mm； W— 塑件質(zhì)量， g； L— 分流道的長(zhǎng)度， mm； 此式計(jì)算的分流道直徑限于 ～ 。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 圖 33 分流道截面形式 本設(shè)計(jì)選用分流道截面為 圓形 的截面形式。 分流道的截面形狀 分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形梯形和 U 形等，如下圖所視，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比值稱為比表面積），塑料容體的溫度下少，阻力亦小，流道的效率最高。 （ f） 用于噴嘴頭為平面的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是接觸面積大，密封好容體不外溢，缺點(diǎn)是對(duì)注射機(jī)的精度要求很高； 本設(shè)計(jì)采用（ b）圖的結(jié)構(gòu) 主流道剪切速率經(jīng)過校核，合格。將主流道開設(shè)在一個(gè)專用零件主流道襯套上而不是直接加工在定模板上的方法較好，因?yàn)橹?流道的表面粗糙度和硬度要求一般都比定模板高，可以選用較好的鋼材。應(yīng)盡可能減少主流道的長(zhǎng)度，一般控制在 60mm 以內(nèi)。 D=d+（ ～ 1）㎜ 式中： d— 注射機(jī)噴嘴口直徑 D— 澆口套進(jìn)料口直徑 D=4+1 =5㎜ ③ 凹球面半徑 2R 應(yīng)比噴嘴球徑 1R 大 1～ 2 ㎜，可以；保證注射過程中噴嘴與模具緊密接觸，防 止兩球面之間產(chǎn)生間隙而使容體充入這間隙中，妨礙主流道凝料順利從定模上拉出。 ② 主流道徑向尺 寸的小端（與噴嘴連接的一端）應(yīng)大于噴嘴口孔徑 ～ ㎜。內(nèi)選取，主流道帶錐度是為了在模具打開時(shí)使主流道凝料容易脫離定模。 主流道的設(shè)計(jì)如下圖 4— 1所示 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 圖 4— 1 主流道 ① 半錐角一般在 1176。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。其形狀為圓錐形，便于容體順利地向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來。 澆注系統(tǒng)一般由四部分組成，即主流道、分流道、澆口冷料穴。 ⑨ 較高的生產(chǎn)效率。 ⑦ 防止塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。 ④ 塑料耗量要少，滿足各型腔 充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗 . ⑤ 消除冷料，澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。 ② 熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡可能短，截面尺寸應(yīng)盡可能大，彎折盡量少，表面粗糙度要低。因此它應(yīng)該保證容體迅速順利有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在優(yōu)良的塑料件。 其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。 代值計(jì)算，符合要求。 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 1) 最大注射壓 力的校核 注射機(jī)的額度注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 Pmax=130MPa(見表 31) 應(yīng)該大于注射成型是所需調(diào)用的注射壓力 p0，即 P≥ k′ p0 式中 k′ —— 安全系數(shù)，常取 k′ =～ 。 500 模板最大行程 mm 500 模板最大厚度 mm 350 模板最小厚度 mm 200 模板尺寸 mm 598 520 拉桿空間 mm 448 370 噴嘴球半徑 mm 18 噴嘴孔直徑 mm 4 定位圈直徑 mm 80 合模方式 增壓式 型腔數(shù)量的校核 該制品精度要求不高，屬于小零件，又要大量的生產(chǎn)，為了考慮生產(chǎn)效率和模具制造費(fèi)用低點(diǎn)，給公司帶來更多的效益，因此本設(shè)計(jì)初步擬定于一模 兩腔模具的形式生產(chǎn)。 250 螺桿直徑 mm 50 注射壓力 MPa 130 注射行程 mm 160 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 1590 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3章 注射機(jī)型號(hào)的選擇 11 注射時(shí)間 s 2 注射方式 螺桿式 合模力 kN 18 10178。）； Fm—— 模具說需的鎖模力（ N）； P—— 塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（ MPa）； 注射機(jī)型號(hào)的選定 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值。） ； A1—— 單個(gè)塑件在 分型面上的投影面積（ mm178。因此可用 來進(jìn)行估算，所以： 1 2 1 1 10 . 3 5 1 . 3 5A n A A n A n A n A? ? ? ? ? = 2 = mm178。若流動(dòng)性不太好 或是精密塑件，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是塑件的 倍～ 1 倍，當(dāng)塑料熔體黏度高，塑件愈小、壁愈薄，型腔越多又作平衡式布置時(shí)，金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3章 注射機(jī)型號(hào)的選擇 10 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至還要大。 ? 179。 使用 UG或 Pro/E軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形的體積，當(dāng)然也可以根據(jù)塑件的形狀手動(dòng)幾何計(jì)算得到實(shí)體的體積。 模具所需注射量的計(jì)算 產(chǎn)品的材料為 聚碳酸酯 （ PC），查手冊(cè)或產(chǎn)品說明得知 聚碳酸酯 的密度為179。選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件的（或模具）實(shí)際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該機(jī)型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸進(jìn)行 校核 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品幾何尺寸及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡可能選用適合的注塑機(jī)以充分發(fā)揮設(shè)備的內(nèi)在能力。這樣同樣也可以達(dá)到訓(xùn)練的目的。工廠中的注塑機(jī)是已有固定的，模具設(shè)計(jì)人員通常都是根據(jù)車間內(nèi)的注塑機(jī)來確定最大的之 間產(chǎn)量，即是說廠中的注塑機(jī)選擇是有限的。 本設(shè)計(jì)成型同一塑件且壁厚均勻，但考慮到澆口的布置故采用上圖的型腔布局方式 。要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要 求的制件，不同塑件原則上不應(yīng)該用同一副多模腔模具生產(chǎn)。 圖 22 一模兩腔 型腔的布局 多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。塑料的成形收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸大小，幾何形狀，熔體溫度，模具溫度，注射壓力，充模時(shí)間，保壓時(shí)間等。但是多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維持費(fèi)較高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模 的腔數(shù)。從塑件成本中所占的模具費(fèi)比例看，多腔模比單腔模具低。每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關(guān)系： （ 1）塑件尺寸精度 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度， 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。注射成形是先閉模以形成空腔，而后進(jìn)料成形，因此必須由兩部分或（兩部分以上）形成這一空腔 —— 型腔。 本塑件分型面位置如圖 2— 1 所示。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。 g)使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。 c)使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非 常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。 2)模具型腔深度影響著模具的厚度。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： a)保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。） 28 噴嘴溫度 t/℃ 240～ 250 后 處 理 方法 紅外線 燈 模具溫度t/℃ 70（ 90）～ 120 溫度 t/℃ 鼓風(fēng)烘箱100～ 110 注射壓力p/MPa 80～ 130 時(shí)間 t /h 8～ 12 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2章 模具結(jié)構(gòu)形式的分析 5 第 2章 模具結(jié)構(gòu)形式的分析 分型面位置的確定 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。 表 12 聚碳酸酯注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和 干燥 溫度 t： 110～ 120℃ 成型時(shí)間/s 注射時(shí)間 20～ 90 時(shí)間 t： 8～ 12h 保壓時(shí)間 0～ 5 料筒溫度t/℃ 前段 210～ 240 冷卻時(shí)間 20～ 90 中段 230～ 280 總周期 40～ 190 后段 240～ 285 螺桿轉(zhuǎn)速 n/（ r 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。因此，塑件不易取出。壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 塑件的表面質(zhì)量分析 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 1章 塑件材料的工藝性分析 4 塑件外表面要求沒有斑點(diǎn)及熔接痕，表面光滑，而內(nèi)表面沒有較高的表面粗糙度要求。查教材上得此材料的收縮率為 %~%。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 1章 塑件材料的工藝性分析 2 第 1 章 塑件材料的工藝性分析 塑件的原材料分析 圖 11 隔弧板 塑件技術(shù)要求： 零件名稱： 隔弧板 材料： 聚碳酸酯（ PC） 生產(chǎn)批量： 大批量 塑件精度： 一般精度 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 1章 塑件材料的工藝性分析 3 表 11 塑件的原材料分析