【正文】 間的位置尺寸等。而后在 真空環(huán)境下經(jīng) 500~550186。能保證加工后獲得較高的形狀和尺寸精度，也易于拋光，適用于中小型注射模具的成型零件。這種鋼材是將模板預(yù)硬化后以硬度 36~38HRC 供應(yīng)，其抗拉強(qiáng)度為 133Mpa。 3）塑料模具鋼 它包括了預(yù)硬鋼、耐腐蝕鋼、鏡面鋼等幾種。 具備以上特點(diǎn)的注射模常用鋼種有以下幾種： 1）碳素鋼 2）合金鋼 小型芯和鑲件常以棒料的形式供應(yīng)，采用淬火變形 小、淬透性好的高碳合金鋼，經(jīng)熱處理后在磨床上直接研磨至鏡面。 3）耐磨性和抗疲勞性能好。 成型零件的鋼材選用 用作注射成型零件的鋼材，應(yīng)具備以下性能： 1）機(jī)械加工性能良好。由于削皮器的主型芯結(jié)構(gòu)很簡單，故采用整體型芯的形式，但其中小型芯較細(xì)，易磨損，不適宜做成整體式，應(yīng)作成鑲拼式，故動模板應(yīng)做成兩部分合為一體的形式。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指 成型零件上較小孔槽的零件。型腔的結(jié)構(gòu)形狀也決定了它的加工方法必須用電火花加工，所以設(shè)計(jì)中采用整體式凹模。在高壓熔體作用下易造成墊板變形。 3）組合式凹模 組合式凹模一般用于形狀復(fù)雜的凹模。整體凹模的外形多采用帶臺階的圓柱體，從下部嵌入到凹模固定板中。 2）整體嵌入式凹模 26 整體嵌入式凹模適用于小型制品的多型腔模具。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡。按其結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種形式。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材 。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。在開模和脫模時(shí)需要克服于塑件的粘著力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用 25 要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等 在工作中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。 第八章 成型零件的設(shè)計(jì) 型腔是模具中直接用以成型制品的部分。 因?yàn)楸局破返呐艢饬坎淮螅@里采用模具分型面之間的間隙進(jìn)行自然排氣。有時(shí)在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料 最后充填到的部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定的氣體。 二、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，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)生的各種低分子揮發(fā)氣體。 實(shí)際設(shè)計(jì)中，盡可能全部滿足上述原則。 7）對排氣效果 分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合。 23 5）便于模具加工制造 為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面。如果塑件上精度要求較高的成型表面被分割，就有可能由于合模精度的影響引起形狀和尺寸上不允許的偏差，塑件達(dá)不到所需要的精度要求而成為廢品。 2） 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動模一側(cè)，這樣有助于動模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)動作，否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)往往會增加模具整體的復(fù)雜性。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工、嵌件位置、形狀及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選取出較為合理的方案。在一般情況下，只采用一個(gè)與開模方向相垂直的分型面，在特殊情況下才采用較多的分型面。但不管有幾個(gè)分型面， 22 其形狀應(yīng)盡可能簡單，以便于制品成型和模具制造。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面位置，然后才能選擇分型面的結(jié)構(gòu)。 綜合各種因素來考慮，本套模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格如下： C15060A50B50C120 解釋如下： C1— 基本型 500600— 模板周界尺寸 500mm 600mm A50— A 板厚度 B50— B 板厚度 C120— C 板厚度 標(biāo)準(zhǔn)為：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 第七章 分型面與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可分離 部分的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)的凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。 設(shè)計(jì)模具時(shí)，開始就要選定模架。 在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時(shí)可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本時(shí)極其有用的。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。在學(xué)校設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分可能要自己進(jìn)行設(shè) 計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計(jì)中則應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。澆口長度 L 在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下以短為好。它控制著澆口內(nèi)熔體的補(bǔ)縮程度。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活 地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，且注射壓力大，對深型腔塑件不便。 這里采用側(cè)澆口（又稱邊緣澆口）。 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。 易于切除澆口尾料。 澆口的主要作用如下： 熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 其側(cè)面斜角α取 5186。圓形和正方形流道的效率最高，但是，正方形截面的流道不易于凝料的推出，圓形截面的流道不易加工，故在實(shí)際生產(chǎn)過程中經(jīng)常采用梯形截面的分流道。 為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，將分流道設(shè)置在分型 面上。其結(jié)構(gòu)尺寸如下： 分流道設(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通道。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、貯存冷料，另一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的作用。其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1～ 倍。 澆澆口套的材料選為 T8A 工具鋼制作，經(jīng)淬火洛氏硬度為 50～ 55HRC。主流道的長度 17 L 定為 L=100mm（根據(jù)模板厚度決定，模板將在 以下章節(jié)給出）。所以，取中間值α =2186。 過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。由于主流道要與高溫塑 16 料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下圖所示： 為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑 D 應(yīng)大于注射機(jī)的噴嘴直徑 d，通常為： D=d+（ ～ 1） mm =4+1 =5mm(注射機(jī)的噴嘴直徑 d=4mm) 主流道入口的凹坑半徑 R2 也應(yīng)大于注射機(jī)球頭半徑 R1，通常為： R2= R1+（ 1～ 2） mm =12+1 =13mm 主流道的半錐角α通常為 1186。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時(shí)主流道凝料順利拔出。 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲存冷料的措施。 盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量。 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意與模具的排氣方式相適應(yīng)，使塑件獲得良好的成型質(zhì)量。為此，在保證塑件的成型質(zhì)量，滿足型腔良好的排氣效果的前提下，應(yīng)盡量縮短 流程，同時(shí)還應(yīng)控制好流道的表面粗糙度，并送減少流道的彎折等，這樣就能夠縮短填充時(shí)間，克服塑料熔體因熱量損失和壓力損失過大所引起的成型缺陷，從而縮短成型周期，提高成型質(zhì)量，并可減少澆注系統(tǒng)的凝料量。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則： 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性。 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。 一、普通流道的組成及作用 普通流道的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。它的設(shè)計(jì)合理與否，直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工 14 藝操作的難易。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具中最重要的問題之一。 第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出之后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下，常用直線形排列和 H 形排列。 盡可能使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 二、型腔的排列 一模多腔時(shí)，應(yīng)遵循下面的原則來安排型腔數(shù)目： 應(yīng)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，來保證制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。此外，還應(yīng)注意諸如模板尺寸、脫模結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等的限制。 經(jīng)濟(jì)性考慮 模具的型腔數(shù)目必須取 n n n3 中的最小者?，F(xiàn)取 C= 進(jìn)行估算，因此其實(shí)用公式為： VGn ? = ? 個(gè) 其中：零件的體積 V=m/ρ =37/=(cm3) 零件的質(zhì)量 m=37g 零件的密度ρ =制品精度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度就要降低 4%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)體積是制品體積的 (～ 1)倍。實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于注射機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見用 計(jì)算，因此，實(shí)用公式為： cc Ap FApFn / ?? ? 個(gè) 12 注射機(jī)的注射量 設(shè)注射機(jī)公稱注射量為 G（ cm3），單個(gè)制品的體積為 V（ cm3），流道和澆口的總體積為 C（ cm3），則最大的型腔數(shù)目為： VCGn ??2 生產(chǎn)中每次注射量應(yīng)為公稱注射量 G 的（ ～ ）倍，現(xiàn)取 進(jìn)行計(jì)算。型腔內(nèi)熔體的平均壓力主要取決于注射壓力，一般在 25～ 40Mpa 的范圍內(nèi)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要是指 nw的多少對制品成本的影響。影響 nw 的因素有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面。 一、型腔數(shù)目的確定 在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注射機(jī)的型號，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算能夠選取的型腔的數(shù)目；也有要看經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行 校核計(jì)算，看所選定的型腔數(shù)目是否滿足要求。現(xiàn)代注射成型生產(chǎn)中， 11 大多數(shù)小型塑件的成型是多型腔的。雖然與多型腔模具相比，單型腔模具具有形狀和尺寸一致、工藝參數(shù)易于控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、設(shè)計(jì)自由度大、制造成本低周期短等優(yōu)點(diǎn)，但是，對于長期大批量生產(chǎn)而言，多型腔模具是更為有益的方式。型腔數(shù)目及排列方式、分型面的位置確定了塑件在模具中的成型位置。從模具設(shè)計(jì)角度出發(fā)，首先應(yīng)了解注射機(jī)的最大注射量，最大注射壓力 ，最大鎖模力，最大成型面積，模具最大厚度和最小厚度，最大開模行程，以及最大注射量的校核。 最大注射量為： 9 Gmax =M?Dg 式中 : M注射機(jī)規(guī)定的注射容積 cm3 Dg在料筒溫度及壓力下熔融塑料的比重， g/cm3 也可用下式進(jìn)行計(jì)算 : Gmax=M?D?C 式中 : C料筒溫度下塑料體積膨脹率的校正系數(shù) 對于結(jié)晶性 C= 對于非結(jié)晶性塑料 C= 注射壓力的校核 注射壓力校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能不能滿足該制件成型的需要，制品成型所需的壓力是由注射機(jī)類型，噴嘴形式，塑料流動，澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的，每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注射機(jī)關(guān)系密切。故注射聚苯乙烯塑料時(shí)，制件的重量加上澆注系統(tǒng)（主流道，分流道和澆口）的重量，應(yīng)不超過注射機(jī)的規(guī)定克數(shù)，其實(shí)最好是在額定注射量的 80%以內(nèi)。 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核： 最大注射量的校核 柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)的標(biāo)定在習(xí)慣上是不相同的。 設(shè)計(jì)注射模時(shí)，我們首先要確定模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本尺寸，模具型腔數(shù)目、需用的 注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需用的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等。 塑件成型零件制造的初步構(gòu)想：削皮器外形為規(guī)則形狀，可用用電火花加工制造凸凹模，抽芯機(jī)構(gòu)可以鍛造后再打磨即可。由于零 8 件有兩個(gè)孔，用于安裝條形刀片和圓形刀片，削皮器的表面設(shè)計(jì)成對直接適宜手持結(jié)構(gòu)精度，這樣在對果蔬進(jìn)行切削時(shí)，可以在直接削除光滑表皮的同時(shí)又對局部斑點(diǎn)進(jìn)行處理。對于塑件圖上的提出的塑件行狀，尺寸精度，光潔度等進(jìn)行工藝分析，即從成型工藝，塑料制件的設(shè)計(jì)原則，模具結(jié)構(gòu)的合理性等方面進(jìn)行綜合分析，對模具不夠合理的部分提出改進(jìn)意見。由零件實(shí)物及經(jīng)驗(yàn)可知，該零件采用注射法成型比較合適。內(nèi)腔用于放置刀片，其尺寸精度無特別要求。該零件的重量為 37g，壁厚為 6mm，投影面積約為 6700mm2。C 注射壓力： 60～ 100Mpa 成型時(shí)間（注射時(shí)間）： 20～ 90s 成型時(shí)間（高壓時(shí)間）： 0～ 5s 成型時(shí)間（冷卻時(shí)間）： 20～ 120s 成型時(shí)間（總周期）： 50～ 220s 螺桿轉(zhuǎn)速： 30r/min 通用注射機(jī)類型：螺桿式、柱塞式均可 后處理方法：紅外線燈、烘箱 后處理溫度： 70186。C 噴嘴溫度： 170～ 180186。C 料