【正文】 ??? 一 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t 一 塑件壁厚 ； S 一 塑料的平均收縮率。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 25 圖 型腔彈性變形與溢料的產(chǎn)生 表 部分塑料不發(fā)生溢料的間隙 黏度特性 塑料 品種 允許變形值 低黏度塑料 尼龍（ PA）、聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚甲醛 (POM) ? ? ? 中黏度塑料 聚苯乙烯 (PS)、 ABS、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) ? 高黏度塑料 聚碳酸酯 (PC)、聚砜 (PSF)、聚苯醛(PPO) ? ? ? ⑵ 保證尺寸精度 當(dāng)塑件要求整體或部分有較高精度要求時，模具就必須要有好的剛度，以保證塑料熔體在注入型腔時不產(chǎn)生過大的彈性變形。在不產(chǎn)生溢料的前提下，將允許的最大間隙值 ???作為型腔的剛度條件。 而剛度不足，導(dǎo)致型腔尺寸擴(kuò)大，其結(jié)果會使注射時產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，會使塑件的精度降低或脫模 困難。 表 成型零件尺寸計(jì)算 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 24 成型零部件的 強(qiáng)度與剛度計(jì)算 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，理論分析和實(shí)踐表明， 大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)（即型腔的彈性變形不超過允許變形量（ ? ?max??? ）；而對于小尺寸的型腔，強(qiáng)度不足是主要矛盾，型腔應(yīng)以滿足強(qiáng)度條件為準(zhǔn)（即型腔在各種受力形式下的應(yīng)力值不得超過模具材料的許用壓力（ ? ?max??? ）。對于大型塑件，其塑料收縮率對塑件的尺寸公差影響最大，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件，并選擇波動較小的塑料來減小塑件的成型誤差；對于中、小型塑件，成型零件的制造公差及磨損對塑件的尺寸公差影響最大，應(yīng)提高模具精度等級和減小磨損來減小塑件的成型誤差。 綜上所述，塑件在成型過程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即 z s c j a? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 式 中 ? 一 塑件的成型誤差 ； z? 一 模具成型零件的制造公差； s? 一 塑料收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差； c? 一 模具成型零件 的 磨損 引起的誤差； j? 一 模具 成型零件的配合間隙引起的誤差 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 23 a? 一 模具裝配引起的誤差。如型芯按間隙配合安裝安裝在模具內(nèi)，塑件孔的位置誤差要受到 配合間隙值的影響；若采用過盈配合，則不存在此誤差。 模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫模時與塑件的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕氣體的銹蝕以及由于以上原因造成的模具成型零件表面粗造度值提高而要求從新拋光等，均造成模具成型零件尺寸的變化，型腔的尺寸會變大，型芯的尺寸會減小。模具成型零件的制造精度越低，塑件尺寸精度就越低。工藝條件、塑料批號發(fā)生的變化會造成塑件收縮率的波動，其塑料收縮率南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 22 波動誤差為 ? ?m ax m inssS S L? ?? 式中 s? 一 塑料收縮率波動誤差 ； maxS 一 塑料的最大收縮率； minS 一 塑料的最小收縮率； sL 一 塑件的基本尺寸， 實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率會有誤差，按照一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小 于塑件公差的 1/3。 圖 組合式凸模結(jié)構(gòu) 成型零部件的 工作尺寸計(jì)算 成型零件工作尺寸指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸，如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間尺寸、孔或凸臺至某成型表面的距離尺寸、螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動模板上，成型 24 、 φ12 孔的小型芯裝在定模板上，方便型芯的制作安裝、塑件的飛邊去除以及塑件內(nèi)部冷卻水道的排布 。如下圖 所示 。該塑件的材料為 ABS 工程塑料，對表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成 型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還要進(jìn)行熱處理以使其具備 50～ 55HRC 的硬度。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 19 圖 主流道冷料穴和拉料桿的形式 冷卻 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本課題中冷卻方式選擇水冷卻，凹模冷卻水道采用環(huán)繞型型腔布置的兩層式冷卻回路，水道開設(shè)時要避開安裝在定模上的小型芯及側(cè)向抽芯滑快；大型芯冷卻采用隔板式管道冷卻，在型芯上開設(shè)兩個空，孔內(nèi)插上縱向隔板，與開在動模支撐板上的橫向管路想成循環(huán)冷卻回路，冷卻通路的設(shè)計(jì)如下圖 所示。注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流凝料從定模澆口套處被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料以其推出模外。多型腔模具模具冷料穴在分型面的設(shè)置形式如下圖 所示。 上圖側(cè)澆口的形式圖中， L1 取 ～ ，取 L1=； L=（ ～） +b/2， 取 L=2mm；澆口深度一般取 t=～ ，故取 t=；澆口寬度 b= A mm，故取 b=4mm。由于澆口截面小，去除澆口較容易，且不留明顯痕接。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 17 側(cè)澆口的形式 側(cè)澆口國外稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口，側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或者外側(cè)充填模具型腔，起截面形狀多為矩形，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。 本課題中根據(jù)塑件外觀要求及型腔分布情況，選用如下圖 所示的側(cè)澆口。另外，限制性澆口還起著較早固化，防止型腔中熔體倒流的作用。限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位 ，通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體產(chǎn)生突變的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，獲得理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。查有關(guān)經(jīng)驗(yàn)表格得 ABS的分流道推薦直徑為 ～ ，取φ 7mm，據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計(jì)如下圖 所示。 ⑶ 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般 Ra 取 左右，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 16 外層塑料冷 卻皮層固定，形成絕熱層。下圖 所示為分流道長度的設(shè)計(jì)參數(shù)尺寸，其中 L1=6～ 10mm， L2=3～ 6mm，L3=6～ 10mm， L 的尺寸已由上式算出 L=116mm。 在這里 b 取 9mm，所以 h=6mm 分流道的長度根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可以分為一次南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 15 分流道、二次分流道甚至三次分流道。對流動性較好的尼龍、聚乙烯、聚丙烯等塑料，圓形截面的分流道在長度很短時，直徑可小到 2mm；對流 動性較差的聚碳酸酯、聚砜等可大致 10mm；對于大多數(shù)塑料，分流道截面直徑常去取 5～ 6mm。其中圓形截面的比表面積最小，但需開設(shè)在分型面的兩側(cè)，制造時一定要注意模板上兩部分形狀隊(duì)中吻合；梯形及 U 形截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式；半圓形截面分流道需用球頭銑刀加工，其比表面積比梯形和U 形截面分流道略大；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(jì)中不常采用。 ⑴ 分流道的形狀與尺寸 分流道開設(shè)在動、定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小，使溫度較高的塑料熔體和溫度相對 較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。 分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個型腔。 定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得 SYZ300 型螺桿式注射機(jī)的定位圈直徑為φ 125mm，一般定位 圈高出定模座板 5～ 10mm。 圖 澆口套與定位圈的設(shè)計(jì) 查資料得到 SYZ300 型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端面球面半徑 0SR =12mm，噴嘴孔直徑 0 4d mm? ，定位圈直徑為 125mm? 為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為： 0 (1 2)SR SR?? ， d ?? 。定位圈在模具安裝調(diào)試時插入注射機(jī)固定模板的定位孔內(nèi)，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 13 用于模具與注射機(jī)的安裝定位。 澆口套與模板間配合采用 H7/m6 的過渡配合。流道的表面粗糙度 Ra? 。主流道通常設(shè)計(jì)在模具 的澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角 ?為 2176。 圖 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套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。考慮到塑件的外觀要求較高，外表面不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，以及一模兩腔的布南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 12 置、 ABS 對剪切速率較為敏感 等因素，澆口采用方便加工修整、凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口，模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩塊板模，模具制造成本比較容易控制在合理范圍內(nèi)。圖 A 為了離開型腔 5～ 8mm 后設(shè)計(jì)成開放的燕尾式，以便排氣順利、通暢；圖 B 的形式是為了防止排氣槽對著操作工人注射時，熔料從排氣槽噴出而引發(fā)人身事故，因此將排氣槽設(shè)計(jì)成離型腔 5～ 8mm 后拐彎的形式，這樣能降低熔料溢出的動能，同時在拐彎后在適當(dāng)增加排氣槽深度。而在分型面上開設(shè)排氣槽是注射模排氣的主要方式。如果型腔內(nèi)因各種原因所產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、凹陷、熔接不牢、表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反 壓力而降低充模速度。如下圖 所示，在滿足該原則的方案中，方案 A 的塑件開模后留在定模一側(cè)，塑件不易取出，頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜；方案 B 的側(cè)向抽芯滑塊可安放在動模，實(shí)現(xiàn)側(cè)抽機(jī)構(gòu)簡單，但會產(chǎn)生影響塑 件外觀的飛邊，且飛邊不易清除；方案 C 不但保證了塑件取出方便，且毛刺飛邊的清除也比較容易，因此選擇方案 C。其排列方式如下圖 所示?？紤]到塑件側(cè)面有 φ12mm 的圓孔，需要側(cè)向抽型，所以模具采用一模二腔、平衡布置。 表 SZY300 型注射機(jī)的主要參數(shù) 序號 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)數(shù)值 1 最大注射量 / 3cm 320 2 注射壓力 /MPa 125 3 鎖模力 /KN 1400 4 動定模模板最大安裝尺寸 /（ mm mm） 520 620 5 最大模具厚度 /mm 355 6 最小模具厚度 /mm 130 7 最大開模行程 /mm 340 8 噴嘴前端球面半徑 /mm 12 9 噴嘴孔直徑 /mm 4 10 定位圈直徑 /mm 125 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 9 確定型腔數(shù)目及其排列方式 塑件的形狀較簡單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大。 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計(jì)手冊，初選SZY300 型螺桿式注射機(jī)。所以模南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8 具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷，成型模具溫度控制在 60～ 80℃ 。 3． 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 ABS 的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，如下表 所示 。 初選注射機(jī) 1． 計(jì)算塑件體積或重量 通過 上面的零件三視圖 可以獲得矩形上殼罩的體積 V= 3cm ABS 的 密度 為 ? =，所 以 塑 件的 質(zhì)量 ω = ? V= =?！?2176。 ⑷ 在塑件的一側(cè)有兩個 φ12 的孔，另一側(cè)內(nèi)部有內(nèi)凸，要求考慮側(cè)向分型抽芯裝置。肋的 側(cè)壁設(shè)有 1176。 ⑵ 塑件型腔較大，有尺寸不等的孔。 表 塑件主要尺寸的公差要求 部位 尺寸 尺寸公差 部位 尺寸 尺寸公差 外形尺寸 120 ? 孔尺寸 18? ? 80 ? 12? ? 40 ? ? ? 20 ? 孔 間 距 尺 寸 10 ? 6 ? 22 ? 2 ? 30 ? 內(nèi)形尺寸 38 ? 48 ? 76 ? 84 ? 116 ? 2． 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要求外觀光潔、色彩艷麗，不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕， Ra為 m? ，而內(nèi)表面無特殊要求。 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1． 塑件的尺寸精度分析 該塑件需標(biāo) 注公差的尺寸 有 φ18 ? φ ? 、 30? ， 屬于一般精度要求，其他尺寸均為未標(biāo)注公差的自由尺寸，可按 M