【正文】 ，可把定位環(huán)與主流道襯套做成一體。目的一是支撐模具，二是使模具中心與注射機(jī)噴嘴中心一致。 為滿足注射成型的需要，注射機(jī)最大熔體體積流率必須大于注射該制品的熔體體積流率。D—圓形流道截面直徑，cm；g—熔體在該流道內(nèi)的剪切速率，1/s，圓形截面流道 g=510 ； Q—流經(jīng)該流道的熔體體積流率，cm /s；Q= ) 然而，有些情況下要確定大端直徑的大小，以滿足熔體體積流率的充模要求。主流道與噴嘴接觸處一般成半球形，為使兩者緊密配合，避免注射時(shí)的融料溢出，球面半徑應(yīng)比噴嘴半徑大1～2毫米。圖323 主流道襯套結(jié)構(gòu)常用的主流道襯套的結(jié)構(gòu)如圖323所示。大型模具中為了主流道加工的方便；另外有些模具的定模板有幾塊板組成，為了防止開模時(shí)模板的縫隙留有溢料無法使主流道順利脫出，也設(shè)計(jì)有主流道襯套。 由于主流道首先與高溫、高壓的融料以及和注射機(jī)的噴嘴反復(fù)接觸，為增加主流道的耐磨性和耐腐蝕性主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，又稱澆口套。 （二）普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1．主流道的設(shè)計(jì)在每次注射中，前鋒的料流首先與溫度較低的模具接觸，從而造成料流前端存在一些低溫料，常稱冷料。 澆口是指在分流道的末端將融料引入型腔的流道。 分流道是指把主流道的融料引入各個(gè)型腔的流道。1—主流道 2—分流道 3—澆口 4—冷料井圖322 澆注系統(tǒng)它的作用就是使注射機(jī)噴嘴射出的熔融塑料流入型腔。 綜上所述，一般情況下，薄壁、小型等制品采用小澆口尺寸對制品的沖模及制品質(zhì)量是有利的；而大型、厚壁、粘度高的熔體則采用大尺寸澆口。但剪切速率的提高也不能超過其極限值。而升高溫度則帶來熱量損耗的增加和冷卻時(shí)間的延長，溫度過高還會(huì)引起塑料的分解。 表觀粘度的控制在注射過程中，當(dāng)沖模不滿，除增大注射量和提高注射速度等工藝條件外，降低塑料熔體的表觀粘度是比較好的方法。所以，注射過程的剪切速率通常取 ～ （1/s），而且盡可能提高。因此，選擇一段剪切速率，使其的變化對表觀粘度的影響最小，這樣有利于注射過程的控制。這將使注射過程難于控制。 剪切速率的選擇由于絕大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，其表觀粘度 與剪切速率的函數(shù)關(guān)系不是線形關(guān)系（如式326）。由上可知，在設(shè)計(jì)澆口長度時(shí)，選擇其最小值最好。同時(shí)由于熔體在澆口中速率的提高，也即剪切速率增加，熔體的表觀粘度 相應(yīng)降低。反映在注射螺桿上，螺桿向前推進(jìn)的速度加快，也即注射速度加快。 澆口長度當(dāng)注射壓力恒定時(shí)，則澆口處的壓力保持不變。此時(shí)澆口的斷面尺寸就是點(diǎn)澆口的極限尺寸。但當(dāng)剪切速率達(dá)到極限值時(shí)（一般為 1/s），剪切速率于表觀粘度便失去了依存關(guān)系，稱之為“剪切速率效應(yīng)”。熔體流率越快， 越低，越有利于充模。超過此值，會(huì)取得相反的效果。從式中可知，Q值隨 或 成正比。 由上面的公式可以看出：1． （329）矩形流道：式中：W：矩形流道寬度h：矩形流道深度= （327）為了討論方便，將 叫做非牛頓流體在管壁處的表觀剪切速率，管壁處的剪應(yīng)力 與表觀剪切速率之比叫做表觀粘度 。 非牛頓流體其粘度已不在是一個(gè)常數(shù)。 （326）式中n：非牛頓指數(shù)，表示該流體與牛頓流體的偏離程度，對牛頓流體，n=1 （325）Q = 但大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，剪應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系不符合式321的正比關(guān)系，恒溫下，在一定的剪切速率范圍內(nèi)，可近似地用下面的指數(shù)定律描述它：τ=K （324）式中Q：單位時(shí)間的流量，厘米 故在管壁處有：η= 圖321 塑料熔體在圓形流道內(nèi)的流動(dòng)情況在管壁處其剪應(yīng)力為：τ= 當(dāng)塑料在圓形流道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，如圖321，設(shè)在長為L半徑為R的圓形流道兩端的壓力差為ΔＰ，其任意半徑r處的熔體所受的剪切力為：τ= （321）比例常數(shù)η稱為牛頓粘度，它是液體流動(dòng)難易程度的量度。 對牛頓液體來說，剪切力τ與剪切速率du/dy成正比。設(shè)有剪切力τ于定溫下施于相距dy的兩平行液層，使兩平行液層以du的相對速度移動(dòng)。下面就從理論上簡要討論塑料熔體在此區(qū)段的流動(dòng)特性。第一區(qū)段是塑料在螺桿（柱塞）與料筒壁之間進(jìn)行的輸送、壓縮、熔融和塑化，并將塑化好的塑料熔體存儲在料筒的前端，這方面的理論主要研究塑料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過程；第二區(qū)段是儲存在料筒前端的塑料熔體經(jīng)螺桿（柱塞）作用，經(jīng)注射機(jī)噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔；第三區(qū)段是塑料熔體進(jìn)入模具型腔過程中的流動(dòng)、相變和固化。 設(shè)計(jì)塑料模具時(shí)必須遵循塑料熔體的流動(dòng)規(guī)律，這樣才能使所成型的塑料制品獲得最佳的質(zhì)量。一、概述澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的流動(dòng)通道，它分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。第二節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)普通澆注系統(tǒng)的模具設(shè)冷卻系統(tǒng)；熱流道模具的澆注系統(tǒng)設(shè)加熱裝置，成型部分設(shè)冷卻系統(tǒng)。保證制品的完整成型。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形式頂出結(jié)構(gòu)有簡單頂出、二次頂出結(jié)構(gòu)等。 塑料注入模具經(jīng)冷卻定型后，由模具的頂出裝置頂出。 （四）、頂出部分由導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔組成。是模具設(shè)計(jì)好壞的關(guān)鍵，它涉及到模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型零部件的尺寸計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算等。圖311為普通澆注系統(tǒng)的模具結(jié)構(gòu)。它分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。圖311 單分型面塑料注射模具 圖311為單分型面塑料注射模具的結(jié)構(gòu)形式。掌握注射模具的基本結(jié)構(gòu)，其它模具也就觸類旁通了。塑料注射模具是塑料制品中應(yīng)用最廣的，由注射模具生產(chǎn)的制品已占塑料產(chǎn)品的80%以上。利用塑料注射成型機(jī)成型塑料制品的模具就是塑料注射模具，其結(jié)構(gòu)由制品的形狀及注射機(jī)形式?jīng)Q定的。第一節(jié) 概述4．3．2．（二）、設(shè)備簡介1． 除以上常用的模具外，還有壓鑄成型模具，塑料真空或壓縮空氣成型模具，塑料發(fā)泡模具等等。注射成型就是把注射機(jī)生產(chǎn)的型材放入模具中加熱并使之軟化，然后通入壓縮空氣，使料胚膨脹貼緊模具定型成型。 塑料中空吹塑成型模具塑料中空吹塑成型根據(jù)成型工藝方法可分為擠出成型和注射成型等多種。圖323擠出模具結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。隨著機(jī)頭斷面形狀的改變可生產(chǎn)不同斷面形狀的連續(xù)制品。 擠出成型模具擠出成型模具又稱機(jī)頭。圖232 壓制模具結(jié)構(gòu)橡膠制品目前多采用壓制成型的方法生產(chǎn)。 壓制成型模具將物料直接加入敞開的模具型腔內(nèi)，然后合模施壓。圖231 注射模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用于生產(chǎn)大型、厚壁、薄壁、形狀復(fù)雜、尺寸精度高的制品；生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。 注射成型模具在注射機(jī)的料筒內(nèi)加入物料，物料在注射機(jī)螺桿或柱塞的作用下，向前輸送，經(jīng)螺桿和外部加熱裝置的作用，由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，然后在注射機(jī)螺桿或柱塞的作用經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注入型腔中定型。按成型加工方法的不同，橡塑成型模具可分為以下幾大類。性能穩(wěn)定的設(shè)備、合理的生產(chǎn)工藝、高質(zhì)量的模具是生產(chǎn)高質(zhì)量制品的必備條件。生產(chǎn)高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、壽命長的模具已經(jīng)成為模具發(fā)展的趨勢和判斷一個(gè)國家模具行業(yè)制造水平高低的主要因素。許多形狀復(fù)雜、尺寸精度高的產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這些產(chǎn)品的產(chǎn)生勢必帶動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)對模具工業(yè)也提出了更高的要求。 隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多橡塑產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、家電等各行業(yè)。 模具是利用特定的形狀和尺寸成型一定制品的工具。我國也已經(jīng)把模具工業(yè)作為重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要部分。就塑料加工業(yè)而言，塑料產(chǎn)品的不斷開發(fā)與應(yīng)用，就不斷地向模具設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)提出更高的要求，這又極大地促進(jìn)了模具的發(fā)展。事實(shí)上，儀器儀表、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等行業(yè)的產(chǎn)品零件中，絕大多數(shù)是采用模具加工而成的。近幾年來，由于生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的提高和發(fā)展，橡膠產(chǎn)品也已不只是單純的壓制產(chǎn)品，注射產(chǎn)品等也越來越多的應(yīng)用于工業(yè)、家電等各行業(yè)。塑料已經(jīng)成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四大材料。 塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生的。日本則稱模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力。模具直接影響著新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)效益的增加。塑料模具設(shè)計(jì)緒論 達(dá)到同一硫化程度所需要的時(shí)間就縮短約一半?；瘜W(xué)反應(yīng)完成的時(shí)間隨著反應(yīng)溫度的增加而縮短。其最大特點(diǎn)是：縮短硫化時(shí)間，減小生產(chǎn)中的準(zhǔn)備工序，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。第四節(jié) 橡膠注射模具的特點(diǎn)支架一般有2～3根支撐筋。 型芯有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是帶中心孔結(jié)構(gòu)，它與支架加強(qiáng)筋外接孔相通，擠出過程中利用壓縮空氣吹入滑石粉，使空芯制品的內(nèi)徑保持不粘合狀態(tài)；另一種是無孔結(jié)構(gòu)，用于擠出膠料硬度較高或厚壁制品。 帶有型芯與支架的擠出模具見圖4。圖3 P216 對擠出機(jī)容量與擠出容量相差過大或擠出制品形狀不對稱時(shí)，可適當(dāng)開設(shè)一些排膠口，以免出現(xiàn)制品焦燒、自硫或口型模因強(qiáng)度不足而損壞的情況。 為保證膠料能順利通過口型模，口型模與口型模套筒的過渡角厚度越小越好，～1mm左右。如不合適再作修改。 口型模厚度越大，膨脹率越??；口型模厚度越小，膨脹率越大。流道較長形狀簡單的口型模擠出錐度一般在30～60176。簡單制品的口型模尺寸可按下式計(jì)算：d = D – KDd─口型模口徑（mm）；D─制品斷面尺寸K─膨脹率，見表1或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這種膨脹和收縮的大小與橡膠種類、性質(zhì)、機(jī)頭溫度、擠出速度、壓力、口型模結(jié)構(gòu)等有直接的關(guān)系。扁平形制品的擠出寬度與擠出機(jī)螺桿直徑的關(guān)系見表3。 扁平形的制品由于斷面壁薄，～。 扁平形口型?？趶匠叽绫?擠出機(jī)螺桿直徑306585115口徑尺寸20以下20～4030～6040～80口型?？趶竭^大會(huì)導(dǎo)致擠出的膠料壓力不足，使擠出不均勻，膨脹率變化不定，斷面形狀產(chǎn)生波動(dòng)，擠出的制品致密性差；口型?？趶竭^小，容易引起膠料焦燒。 根據(jù)制品形狀的不同可分為圓形擠出口型模和扁平形擠出口型模。 口型模設(shè)計(jì)有足夠的壓縮比為使橡膠制品質(zhì)量致密和消除因分流器造成的料流結(jié)合線，擠出模具應(yīng)有足夠的壓縮比。如上圖中的口型模、口型模套筒。對于形狀簡單且類似的制品，由于使用同一臺擠出機(jī)生產(chǎn)，為提高效率、降低成本，可設(shè)計(jì)出能更換口型模的擠出模具。幾種常見的橡膠擠出模具結(jié)構(gòu)如圖1所示。 橡膠擠出模具總體結(jié)構(gòu)與塑料擠出模具結(jié)構(gòu)大致相同。 擠出模具設(shè)計(jì)按膠料硬度擠出型材膨脹率見表1。⑤擠出型材膨脹與制品斷面形狀有關(guān)，一般圓斷面的制品擠出后斷面形狀不變，尺寸因膨脹會(huì)增大；矩形或其它異形斷面形狀的制品，擠出后膨脹變形，其斷面形狀發(fā)生改變。膠料通過擠出機(jī)口模時(shí)間非常短，膠料在離開口模的瞬間壓力得到釋放，因此膠料具有瞬時(shí)應(yīng)力松弛的特點(diǎn)，這種應(yīng)力松弛導(dǎo)致膠料在離開口模后長度方向收縮、斷面方向膨脹，這種變形通常稱為膨脹變形。 橡膠擠出成型的特點(diǎn)：膠料通過擠出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)得到進(jìn)一步的混煉和塑化，保證擠出的半成品膠料質(zhì)量更致密、均勻；應(yīng)用面廣，通過變換口型模，可以擠出各種斷面形狀的橡膠型材和供壓制模具使用的預(yù)成型半成品；擠出成型的制品速度快，生產(chǎn)效率高，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)；擠出成型不受長度限制，可以滿足由于設(shè)備的限制而不能采用模壓制造的超長制品。按提供給擠出機(jī)膠料的不同可分為冷喂料和熱喂料，使用的擠出機(jī)亦分別稱為冷喂料擠出機(jī)和熱喂料擠出機(jī)。第三節(jié) 混煉、成型、硫化加工工藝性差，易起泡、發(fā)粘、開裂、流動(dòng)性差9丁鋰橡膠 收縮率變化范圍大；與其他膠料相比，加工工藝性差（如硬度大、流動(dòng)性小、結(jié)合性能差）、不易變形、硫化定性快，在分型處易卷邊（縮邊）和產(chǎn)生裂痕（縫）7乙丙橡膠 收縮率不易掌握，因而制品尺寸較難保證。 因黏度大，制品表面易產(chǎn)生凹痕（如低洼麻點(diǎn)），制品取出過程中變形量大（特別是熱模，強(qiáng)制拉出制品）4丁苯膠 易產(chǎn)生粘模、卷邊、悶氣現(xiàn)象，扯斷力差、伸長率大，易于取出制品、硫化流動(dòng)性好2丁晴膠幾種常用膠料易產(chǎn)生的缺陷及特點(diǎn) 制品有明顯的輪廓，但存在局部凹陷、欠缺1．裝入的膠料重量不足2．壓制時(shí)上升太快，膠料沒有充滿型腔而溢出模外3．排氣條件不佳3飛邊增厚制品在模具分型面處有增厚現(xiàn)象1．裝入的膠料超量過多2．模具沒有必要的余料槽或余料槽過小3．壓力不夠4氣泡制品的表面和內(nèi)部有鼓泡1．壓制時(shí)型腔內(nèi)的空氣沒有全部排出2．膠料中含有大量的水分或易揮發(fā)性的物質(zhì)3．模具排氣條件不佳4．裝入的膠料重量不夠5凸凹缺陷制品表面有凸凹痕跡1．模具加工時(shí)留下的加工痕跡2．膠料本身有缺陷（如黏度大或超期）3．模具排氣條件不佳6裂口制品上有破裂現(xiàn)象1．啟模時(shí)取出制品時(shí)，制品被劃傷2．因型腔內(nèi)涂刷隔離劑過多而造成膠料分層現(xiàn)象3．模具結(jié)構(gòu)不合理4．膠料成型方法不合理（特別是氟橡膠與高硬度丁晴橡膠）7皺折裂紋、離層制品表面皺折