【正文】 7 推出機(jī)構(gòu) 的 設(shè)計 注射成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。 4. 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置 對于收縮率大的塑料，冷卻水道應(yīng)盡量沿著塑料收縮的方向設(shè)置。 3. 水道出入口的布置 水道出入口的布置應(yīng)該注意兩個問題，即澆口處加強(qiáng)冷卻和冷卻水道的出入口溫差應(yīng)盡量小。如果不能實(shí)現(xiàn)均一的快速冷卻，則會使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)品變形或開裂，所以應(yīng)根據(jù)塑件的形狀、壁厚及塑料的品種，設(shè)計與制造出能實(shí)現(xiàn) 均一、高效的冷卻回路，設(shè)計的基本原則如下 [2]： 1. 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。根據(jù)表 62可以確定冷卻時間（表 62廣東揭陽 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 見《塑料制品及其成型模具設(shè)計》 231頁 表 ） 表 62 塑件壁厚與冷卻時間的關(guān)系 制件厚度（ mm） 冷卻時間 `? （ s） ABS PA HDPE LDPE PP PS PVC 根據(jù)上表可查的，本塑件材料為 PP，壁厚為 ，故冷卻時間為 8s。 冷卻時間計算 塑料的熱性能，對冷卻時間有重大影響。 部分塑料樹脂與之相適應(yīng)的模具溫度可參見 表 61[8]。為了提高成型效率，一般通過縮短冷卻時間的方法來縮短成型周期。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率 [2]。其具體結(jié)構(gòu)如 圖 51所示 [13]： 圖 51 模架結(jié)構(gòu)示意圖 廣東揭陽 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模架基本尺寸為 150 180mm， A 板的厚度為 30mm， B 板的厚度為 50mm。 在此次的模具設(shè)計中，定位圈的設(shè)計如圖 45所示 [2]。 圖 43 澆口位置圖 拉料管的設(shè)計 為了使主流道凝料能夠順利地從主流道襯套中脫出，往往使冷料穴兼有開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在動模一邊的作用，根據(jù)拉料的方式的不同，常見的冷料穴和拉料桿結(jié)構(gòu)形式有下列幾種 [6]： 1． 帶鉤形拉料桿的冷料穴 ； 穴 ； 。 綜合 上述內(nèi)容，本次設(shè)計的側(cè)澆口其位置置于主型芯的正中側(cè)壁上。 5． 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度。 3． 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處 當(dāng)塑件的壁厚相差 較大時，若將澆口開設(shè)在壁薄處，這時塑料熔體進(jìn)入型腔后，不但流動阻力大，而且還易冷卻，影響熔體的流動距離，難以充填滿整個型腔。設(shè)計時注意以下幾個問題 [2]： 1． 盡量縮短流動距離 澆口位置的選擇應(yīng)保證迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體流動距離，這對大型塑件更為重要。另外，澆口位置的不同還會影響模具的結(jié)構(gòu)。 澆口位置的選擇 如前所述，澆口形式很多，但無論采用什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。 表 41 部分塑料所適應(yīng)的澆口形式 澆口形式 塑料種類 直接 澆口 側(cè)澆口 平縫 澆口 點(diǎn)澆口 潛伏 澆口 環(huán)形 澆口 硬聚氯乙烯（ PVC） √ √ 聚乙烯（ PE） √ √ √ 聚丙烯 (PP) √ √ √ 聚碳酸脂 (PC) √ √ √ 聚苯乙烯 (PS) √ √ √ √ 橡膠改性苯乙烯 √ √ 聚酰胺 (PA) √ √ √ √ 聚四醛 (POM) √ √ √ √ √ √ 丙烯脯 苯乙烯 √ √ √ ABS √ √ √ √ √ √ 丙烯酸酯 √ √ 綜合對比以上幾種澆口形式，并根據(jù)本次設(shè)計塑件選用的材料，及制品的使用環(huán)境與性能要求，本次設(shè)計采用側(cè)澆口形式。輪幅澆口的缺點(diǎn)是增加了熔接痕，這會影響塑件的強(qiáng)度。這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多，且去除澆口容易。 側(cè)澆口尺寸計算的經(jīng)驗(yàn)公式如下 ： b= A (～ )/30 (41) t=(～ )δ (42) 式中 b為側(cè)澆口的寬度， mm； A為塑件的外側(cè)表面積， mm2； t為側(cè)澆口的厚度， mm； δ為澆口處塑件的壁厚， mm。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，而且不留明顯痕跡。 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充滿模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。中心澆口其實(shí)也是端面進(jìn)料的環(huán)形澆口，在設(shè)計時，環(huán)形的厚度一般不小于 ，當(dāng)進(jìn)料口環(huán)形的面積大于主流道小端面積時，澆口為非限制性型澆口；反之，則澆口為限制性型澆口。 2．中心澆口 當(dāng)筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心的部位有通孔時內(nèi)澆口就開設(shè)在該孔口處，同時中心設(shè)置分流錐，這種類型的澆口稱中心澆口。 直接澆口的澆注系統(tǒng)有著良好的熔體流動狀態(tài)，塑料熔體從型腔底面中心部位流向分型面，有利于消除深型腔處氣體不易排出 的缺點(diǎn)，使排氣通暢。這類澆口大多用于注射成型大、中型長流和深型腔筒形塑件，尤其適合于如聚碳酸脂等高粘度塑料。 澆口的種類 廣東揭陽 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 澆口的結(jié)構(gòu)形式較多，按結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)、常用的澆口可分成以下幾種形式 [2]。 11. 澆口與分流道的連接處應(yīng)采用圓弧或斜面相連，平滑過渡。 8. 避免引起塑件變形 9. 盡量設(shè)在便于熔體流動的方向。 6. 應(yīng)利于型腔內(nèi)氣體的排出。 4. 應(yīng)開設(shè)在壁厚處以保證最終壓力有效地傳到塑件厚部，利于填充與補(bǔ)料。 2. 澆口應(yīng)不影響塑件的使用性能。非限制性澆口是整個澆口系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用 [1,6]。對于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時進(jìn)料的目的，提高塑件質(zhì)量。澆口可分為成限制性澆口和非限制性澆口兩類。 設(shè)計的分流道如 圖 42所示： 圖 42 分流道的設(shè)計 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進(jìn)料口 ,是連接分流道與型腔的熔體通道 。 半圓截面 半圓形截面分流道需用球頭銑刀加工，其表面積比梯形和 U 形截面分流道略大，在設(shè)計中也有采用； 矩形截面 矩形截面分流道因其比表面積較大，且流動阻力也大，故在設(shè)計中不廣東揭陽 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 常采用。 常用的分流道截面形式有以下幾種： 圓形截面 圓形截面的比表面積最小，但需開設(shè) 在分型面的兩側(cè)，在制造時一定要注意模板上兩部分形狀對中吻合。 非平衡式布置 非平衡式布置的主要特點(diǎn)是主流道至各個型腔的分流道長度各不相同。 分流道的布置形式分平衡式和非平衡 式兩種 [6]： 平衡式布置 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失 [1]。分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。通常，將淬火后的主澆道襯套嵌入模具中。 由于主澆道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，容易損壞，所以，一般不將主澆道直接開在模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)在一個主澆道襯套中。 ，粘度大的可以 選擇 3～ 6176。主流道的長度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定，越短越好 。本次設(shè)計采用的主流道形式為垂直式主流道。 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)到噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔 體的流動通道 ,是熔體最先流經(jīng)模具的部分 ， 它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響 ,因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小 [1]。 （ 8)澆口痕跡對塑件外觀影響很小 。 （ 5)能夠使型腔順利排氣 : （ 6)澆注系統(tǒng)凝料容易與塑料分離或切除 。 （ 3)對熱量和壓力損失較小 。 對澆注系統(tǒng)設(shè)計的具體要求是 : （ 1)對模腔的填充迅速有序 。 廣東揭陽 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道。 所以： H 模具 =[ （ 1+%） 2/3 ]+ =+ 凸模的工作尺寸， 對于塑件 +0。 圖 35 型腔鑲件 圖 36型型鑲件 凸模與凹模的工作尺寸計算 凹模的工作尺寸， 由于塑件的尺寸不均勻，所以應(yīng)該取最大的尺寸作為計算對象，我們?nèi)?，根據(jù)公式 [1]： L 模具 =[L 塑件 (1+K)(3/4)Δ] + δ (31) 其中 L 塑件 —— 塑件外形最大尺寸； K—— 塑件的平均收縮率； Δ —— 塑件的尺寸公差； δ —— 模具的制造公差，取塑件尺寸公差的 1/3— 1/6。應(yīng)用 Pro/Engineer 軟件設(shè)計的整體凸模如 圖 34所示： 廣東揭陽 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 圖 34 凸模示意圖 鑲件是成型制品表面孔的成型零 件。鑲拼組合結(jié)構(gòu)的凸模，多應(yīng)用于復(fù)雜制品模具，其特點(diǎn)是易于加工，質(zhì)量容易得到保證 [6,9] 。 整體式結(jié)構(gòu)的主型芯它有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗(yàn)或小型模具上的形狀簡單的型芯。對于結(jié)構(gòu)簡單的容器、殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱主型芯或凸模，而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。 在設(shè)計過程中可以用三維軟件直接設(shè)計生成凹模，它的具體形狀結(jié)構(gòu)如