【正文】 = = 式中 ——主流道體積流率； ——模具成型時所需塑料熔體的體積（ cm3） 。 ②澆口體積流率 qG。 ①主流道體積流率 qs。 根據(jù)經(jīng)驗（ ABS 塑料的流動性），澆注系統(tǒng)各段的γ取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 （ 1）主流道與主流道冷料井凝料體積 = + = （ +D0d0+ ） + π dh = （ + 5+52） + 82 12/4 = （ 2）分流道的體積 ①水平分流道的凝料體積 = r2l+R3= 22 40+ 23= ②斜分流道體積 =2 （ +D1d1+ ） =2 （ ++） = 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 20 D1=+2Ltan5= d1= ③推桿里的凝料 =2 = （ 3）澆注系統(tǒng)凝料體積 = + = 該值小于前面對澆注系統(tǒng)凝料的估計值（約為 ），所以前面有關(guān)澆注系統(tǒng)的各項計算與校核符合要求，不需重新設(shè)計計算。 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 19 圖 為 CAE 軟件充模流動 狀況，圖（ a）中從窗口側(cè)邊白點部分開始，從深灰色到淺灰色的過度充模時的流動過程，深灰色先被充滿，淺灰色最后充滿，圖（ b）為充模過程的溶體壓力損失的變化情況，深灰色為壓力損失最小部位，熔體從噴嘴進(jìn)入型腔初期壓力損失較小，當(dāng)熔體達(dá)到型腔末端時壓力損失達(dá)到最大以紅色表示，中間的顏色過渡顯示了溶體壓力損失的變化情況，從分析結(jié)果看，澆口選在該位置熔體充模良好，但圖（ a） /（ b）左下角充模時間稍長，壓力降稍大，要使充模更好，澆口還應(yīng)向中心方向稍移一點。 將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入 Pro/E 的模流分析模塊 ——Plastic Advisor（塑料顧問）建立仿真分析，分析結(jié)果如圖 所示。因此采用小澆口不但會大大提高熔體通過澆口時的剪切速率，而且產(chǎn)生的摩擦熱也會降低熔體黏度，以達(dá)到順利充模的目的?？刂破骱猩w塑件壁厚較小流程相對較長，且其側(cè)壁與頂面均有破空，不利于熔體充滿整個型腔，對成型不利。如采用尺寸較大的澆口，能降低流動阻力，但熔融體通過大交口時比小澆口剪切速率低，導(dǎo)致熔體表面黏度升高，從而使流動速率降低，因此不能通過增大澆口尺寸來提高非牛頓熔體流動速率。 俯視圖 左視圖 圖 48 流道尺寸 （ 2）澆口位置的確定。本設(shè)計采用潛伏澆口，澆口截面，為推桿被切掉的那一部分，截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 17 取 b=，在試模時根據(jù)填充情況再進(jìn)行調(diào)整。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。本模具將推桿上二次流道向下延長2mm，見圖 所示： 圖 分流道冷料穴的形式 澆口的設(shè)計 （ 1）點澆口尺寸的確定。其形式采用圓柱形，如圖 所示： 圖 4— 6 主流道冷料穴的形式 （ 2）分流道冷料穴的設(shè)計。 t= b= θ =0 冷料穴的設(shè)計 （ 1）主流道冷料穴的設(shè)計。流道的參數(shù)如下： d= α =45176。 ②圓錐型分流道的設(shè)計，為方便凝料的脫出，動模內(nèi)的斜分流道斜度取45176。 ① 圓形分流道的設(shè)計，本塑件壁厚為 左右，質(zhì)量為 ，可以用下面的經(jīng)驗公式來計算分流道的直徑： D= = 式中 D——分流道直徑（ mm）； m——塑件的質(zhì)量（ g），為 ； L′ ——單向分流道長度（ mm），為 。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，以減少傳熱損失，還要考慮到凝料拉斷和容易脫模，因此水平分流道設(shè)計成圓形流道。斜圓錐分流道布置在動模內(nèi)，將一根直徑為 4 的推桿切掉一小部分，做成二次流道。根據(jù)澆口位置和水平分流道的長度，圓錐型分流道單向長度為： L2= = ③ 推桿上分流道的長度： L3= ④ 分流道的總長度為 L 總 =2(L1+L2+L3)= ⑤ 分流道單向長度為 L′ = = （ 3）分流道的形狀及其尺寸。所以將澆口的位置布置在離中心面 的位置。根據(jù)型腔的布置，又通過 Pro/E 澆道口位置的模擬 ,澆口如選擇在模具中心面內(nèi)，分流道短而且彎折較少，可以選擇最佳澆注位置。該模具分流道的長度計算如下。分流道開在分型面和動模內(nèi)，塑料由潛伏澆口經(jīng)推桿上的二次流道進(jìn)入型腔，分流道的布置形式如圖 視圖 視圖 圖 分流道的布置形式 1— 主流道； 2— 水平分流道； 3— 斜分流道； 4— 潛伏澆口； 5— 推桿上的二次流道； 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 15 （ 2）分流道的長度。分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面的原則：一方面排列緊湊、縮小模具版面尺寸；另一方面流程應(yīng)盡量短、鎖模力力求平衡。 為了縮短主流道長度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時尺寸有一點調(diào)整，澆口套的固定形式如圖 所示 圖 延伸式澆口套 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 14 圖 主流道村套的固定形式 1— 內(nèi)六角螺釘； 2— 延伸式澆口套； 3— 定模座板； 4— 定模扳； 5— 定模； 分流道的設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面社，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，應(yīng)減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。因流道長短與所選模架大?。０搴穸龋┯嘘P(guān)，所以在確定流道尺寸之前應(yīng)根據(jù)型腔數(shù)量及布局估算動、定模板的平面尺寸，及粗定模架的型號和規(guī)格，這樣才使理論計算有據(jù)可依。本設(shè)計若采用分體式結(jié)構(gòu)，主流道比較長，凝料體積比較大，因此把村套和定位圈（注射機(jī)定位孔尺寸為 248。 （ 2）澆口套（主流道村套）的形式及其固定。）。～ 2176。 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 13 ④ 主流道長度 由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取 L0=80mm。 ② 主流道球面半徑 SR=注塑機(jī)噴嘴球半徑 SR0+（ 1～ 2） =20+(1～ 2),取SR=22mm。由于主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計成獨(dú)立的主流道襯套，材料選用 45 鋼，并經(jīng)局部熱處理球面硬度38～ 45HRC，設(shè)計獨(dú)立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑 ～ 1mm 以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截現(xiàn)象，其關(guān)系如圖 所示。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝 料的順利拔出。因此本套模具采用一模兩腔，潛伏式澆口的流道澆注系統(tǒng)，包括：主流道、分流道、冷料穴、潛伏澆口。但澆口開在側(cè)面或頂部，對塑件外觀有一定的影響，若采用潛伏式澆口從塑件底部進(jìn)料，澆口被拉斷之后痕跡在隱蔽之處。 圖 分型面的位置及形式 圖 斜頂桿的形式 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 12 澆口形式的選擇就決定了流道系統(tǒng)，而流道系統(tǒng)又決定了模具的結(jié)構(gòu)形式。具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑件極為重要。另外控制器盒蓋里面有兩個連接用的倒鉤，需采用斜頂桿進(jìn)行內(nèi)側(cè) 抽芯（圖 中紅色位置）。主分型面設(shè)置于圖示位置 (圖 .1b 左圖水平黃線，此塑件的最大截面處，有利于充模時的排氣，并可以利用該分型面兩側(cè)塑件表面粗糙度不同，精度要求較低的內(nèi)壁面在冷卻后產(chǎn)生的收縮對動模有一定的包緊力，開模時有利于塑件保留在動模的一側(cè)方便脫出。因此分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。在模具設(shè)計階段，首先就要確定分型面的位置和澆口的形式，然后才能確定模具的結(jié)構(gòu)。 4. 模具設(shè)計 通過理論設(shè)計、計算機(jī)分模和澆口位置計算機(jī)模擬相結(jié)合的方法，最終確定成型零件工作尺寸和模具的結(jié)構(gòu)形式。=～ ，該處取 ； P0——實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓力為 70～ 100Mpa。 式中 K180。 （ 3）最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該注射機(jī)的最高壓力 pmax=150Mpa（見表 3—1） ,應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力 p0，即 pmax K180。故每次注射的實際注射量容積 v應(yīng)滿足 VminVVmax，而 V== 2 = cm3,符合要求。 倘若實際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留的時間就會過長。 式中 F——注塑機(jī)的額定鎖模力（ N），該注塑機(jī)為 2 N； A1——一個塑件在模具分型面上的投影面積（ mm2）， A1=； A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ mm2）， A2==； ——塑料熔體對型腔的成型壓力（ Mpa），該處取 35Mpa。其他符號意義同上。 （ 2）按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 9 n = = 2,故型腔數(shù)校核合格。 式中 K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，無定型塑料一般取 ； M—注射機(jī)的額定塑化量（ g/h 或 cm3/h） ,該注射機(jī)為 50400g/h。從上述分析中確定為一模兩腔，所以注射量為： m== 2 = V=== （ 2）塑件和流道凝料在分型面上的投影 面積及所需鎖模力的計算 流道凝料在分型面上的投影面積 A2， 在模具設(shè)計前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析， A2 是每個塑件在分型面上的投影面積 A1 的 ～ 倍，因此可用 來進(jìn)行估算，所以： 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 7 A=nA1+A2=nA1+== 式中 A1= A2== = 圖 型腔布置 圖 Pro/E 質(zhì)量屬性分析 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計及加工說明書 8 模具所需鎖模力 Fm=Ap 型 = 35= 式中 型腔壓力 p 型 取 35mpa 選取注射機(jī) 根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值，初選 SZ—200/100 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表 所列（參見本節(jié)參考文獻(xiàn) [3]中表 ） 表 SZ— 200/100注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 項 目 參數(shù) 項 目 參數(shù) 理論注射容量 /cm3 210 鎖模力 /kN 1000 螺桿直徑 /mm 248?？紤]到分型的承壓面寬度，型腔中心距初定為 100mm，模具長度定為 210mm，寬度定為 170mm，這樣凹模的強(qiáng)度足夠，型腔布置方式如圖 所示。如采用一模一腔固然可簡化模具的結(jié)構(gòu)，提高制件的精度。 型腔數(shù)量及排列方式選擇 此控制器盒蓋屬中小型塑件，形狀比較規(guī)則，精度要求為一般，且為大批量生產(chǎn)，但塑件尾部有側(cè)孔和凹槽，需進(jìn)行側(cè)抽芯。 （ 3） 脫模斜度 該塑件平均壁厚約為 ， ABS 的流動性為中等，為使其充型順暢，其脫模斜度取 1176。要求塑件表面平整光滑，無翹曲、折皺、裂紋等缺陷，防止產(chǎn)生熔接痕。 0 0.28610 3537+0.1603+0 .12038900 0.641029396600 .4 62A AAABBBBBBB 圖 控制器盒蓋 成型方法及其工藝的選擇 根據(jù) 塑件所選用的材料為 ABS，根據(jù)塑件的外形特征和使用要求，選擇最佳的成型方法就是注射成型。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。 材料最終選定為 ABS 苯 (乙烯 丁二烯 丙烯腈共聚體 )，其綜合性能優(yōu)異，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，極好的低溫抗沖擊性能，優(yōu)良的電性能、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、染色性易于加工成型。 塑件材料選擇 此塑件用作控制器盒蓋，故首先必須具有良好的介電性能，以防止導(dǎo)電。能更加直觀的表現(xiàn)產(chǎn)品造型，軟件可以測量并且可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 Pro/E的 CAE分析模塊 塑料顧問進(jìn)行熔體的充模仿真，可以驗證模具結(jié)構(gòu)的正確性，還可以進(jìn)行拔模檢測。的拔模斜度。該塑件有側(cè)孔和內(nèi)凸，需要采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，底部的倒鉤采用斜頂機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯， 為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部處增設(shè) 1176。 根據(jù)上述要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計要求塑件具有良好的電絕緣性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，且還應(yīng)具有較好的流動性，以滿足成