【正文】 凹凸槽相互扣鎖并準(zhǔn)確定位。3）可節(jié)省優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，對(duì)于大型模具可大大地降低模具的造價(jià)。2）鑲件可用高碳鋼或高碳合金鋼淬火，可用專(zhuān)用磨床研磨曲面形狀。鑲拼式凹模在設(shè)計(jì)時(shí)要注意合理地選擇拼縫位置和各個(gè)拼塊的準(zhǔn)確定位和緊固。這種結(jié)構(gòu)成本較高。組合式凹模的強(qiáng)度和剛度較差。對(duì)于形狀復(fù)雜的凹模，最常用方法是將凹模做成通孔，再鑲以墊板，這種形式是組合凹模。通常將多個(gè)整體凹模嵌入到凹模固定板中。但加工比較困難，需要用電火花機(jī)床和立式銑床加工，熱處理也不便，僅適合形狀簡(jiǎn)單的中小型制品。按凹模結(jié)構(gòu)的不同將其分為：（1）整體式（2）整體嵌入式（3）組合式（4）鑲拼式整體式凹模由整塊材料加工而成。而孔中心距尺寸則按公差帶對(duì)稱(chēng)分布的原則進(jìn)行計(jì)算。以下計(jì)算按平均值的計(jì)算方法。成型零件工作尺寸的計(jì)算方法有兩種：有一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率，極限制造公差和極限磨損量進(jìn)行計(jì)算。在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸和精度要求及塑料收縮率來(lái)確定成型零件尺寸和制造誤差，但影響塑件的尺寸及公差的因素相當(dāng)復(fù)雜，因而確定成型零件尺寸時(shí)應(yīng)綜合考慮各種影響因素。拉料桿設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)以在模具第一次分型時(shí)能夠順利拉出主流道位置的塑料，并在第二次分型時(shí)把分流道冷凝料拉出，方便工作人員取出冷凝料。 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。① 計(jì)算主流道的體積流量 q主=（V主+V分+nV塑）/t=（+23+1）/= cm3/s② 計(jì)算主流道的剪切速率 =（103）247。（13） =105該點(diǎn)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5102s1~5103s1之間,所以，澆口的剪切速率校核合格。=。1）確定注射時(shí)間：查表48[1]知t=。此澆口為圓形點(diǎn)澆口，得R澆=d/2=1mm。根據(jù)表410[1]經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，~，這里取L澆=1mm。1． 澆口尺寸的確定 ① 計(jì)算澆口的直徑，據(jù)表410[1]得經(jīng)驗(yàn)公式：式中 ——點(diǎn)澆口直徑； ——型腔的表面積； ——塑料材料系數(shù)，見(jiàn)表410[1]得：n= k——制品壁厚的函數(shù)值，見(jiàn)表410[1]得：k= ,t=3mm。注射成型時(shí)許多缺陷都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的，所以要特別重視澆口的設(shè)計(jì)。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，其作用是使從分流道流過(guò)來(lái)的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔，型腔充滿(mǎn)后，澆口部分的熔體能迅速地凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。本設(shè)計(jì)中的分流道分一級(jí)分流道和二級(jí)分流道，一級(jí)分流道橫截面為梯形，二級(jí)分流道為豎直方向，考慮到加工的難易程度，因此二級(jí)分流道和澆口的連接采用圓形分流道和圓形澆口。 本設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品因其質(zhì)量和體積相對(duì)較大，考慮到產(chǎn)品的成型條件和脫模，此成型模具采用雙分型面，因此分流道采用平衡式的單排列式，以利于塑件充型。~10176。((13/2)3) =102s1該分流道的剪切接近澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5102s1~5103s1,所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。② 計(jì)算分流道體積流量：q分=（V分+ V塑）/=（23+）247。② 分流道截面積：A分=（15+12）10247。4即得：x≈12mm。所以據(jù)表45[1]得：H==13= B==13=取H=10mm，B=15mm5．分流道截面尺寸設(shè)梯形的上底寬度為x，底面圓角半徑R=1mm，則該梯形的截面積為：A分=(x+B)H/2再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為13mm的圓面積相等，可得A分=（x+15）10247。梯形截面的流道相對(duì)于圓形有較大的熱量損失，但梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具同時(shí)加工容易，又比較容易脫模，因此梯形橫截面使用較為廣泛，特別對(duì)于雙分型面模具。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大、表面積小，通過(guò)比較圓形截面的效率最高，但相對(duì)加工難度大。但分流道直徑在8mm以上時(shí)，再增大其直徑，對(duì)改善流動(dòng)的影響已經(jīng)很小。⒊ 分流道的當(dāng)量直徑=m1=＞200g。圖45 分流道形式⒉ 分流道的長(zhǎng)度由圖45知，此燈座的分流道的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，分流道較長(zhǎng)，單邊分流道長(zhǎng)度L分取170/2mm為85mm。⒈ 分流道的布置形式在設(shè)計(jì)分流道是應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式布置。分流道是塑料熔體進(jìn)入型腔前的通道，可通過(guò)優(yōu)化設(shè)置分流道的橫截面形狀、尺寸大小及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證最佳的成型效果。 分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。根據(jù)冷料穴的所處的位置不同，冷料穴可分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。圖44 澆口套固定形式 ⒌ 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴也稱(chēng)冷料井。本設(shè)計(jì)由于主流道比較長(zhǎng)，凝料面積比較大，因此把襯套和定位圈設(shè)計(jì)成分體式結(jié)構(gòu)。176。圖42 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系主流道尺寸① 主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴直徑d0＋（~1）=＋（~1），取d=8mm② 主流道球面半徑：SR=注射機(jī)噴嘴球半徑SR0＋（1~2）=18+（1~2），取SR=20mm③ 球面配合高度： h=3~5mm，取h=4mm④ 主流道長(zhǎng)度： 盡量小于60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，初取L0=50mm⑤ 主流道大端直徑： D=d+2Ltanα≈11mm（半錐角α為1176。其頂部設(shè)計(jì)成半球形凹坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1mm~2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無(wú)法一次脫出。 主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿(mǎn)型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。所以選塑件大端底平面作為分型面較為合適。其一，選塑件小端底平面作為分型面，如圖41所示；選擇這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在定模部分，模具結(jié)構(gòu)需用瓣合式，這樣在塑件表面會(huì)有熔接痕，同時(shí)增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。在模具設(shè)計(jì)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)。分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類(lèi)型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)。 分型面位置和形式的確定分型面是指分開(kāi)模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在模具設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)流程中是最為關(guān)鍵的一步，也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其直接影響到設(shè)計(jì)的合理性和設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可執(zhí)行性，因此需要特別重視。所以F脹=A總p模=40 = 查表32可得該注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力F鎖=3500kN，鎖模力安全系數(shù)為k2=~=，則k2 F脹===＜F鎖所以，注射機(jī)鎖模力合格。對(duì)于粘度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。③ 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積A總，則A總=n（A塑＋A澆）=n（A塑+）=1=1 =④ 模具型腔內(nèi)的脹型力F脹，則F脹=A總p模式中，p模是型腔的平均計(jì)算壓力值。由于本例流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。2）2= mm2② 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A澆數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該脹型力。綜合考慮注射量的要求和注射機(jī)注射壓力值，最終決定選用此注射機(jī)。塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類(lèi)型等因素決定，其值一般為70~150MPa，通常要求為：P公＞P0 查表41 部分塑料所需的注射壓力P0 [1]可知，PC所需注射壓力為100~120MPa，這里取p0=100MPa，該注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力p公=104MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=~，這里取k1=，則：k1p0=100=130p公所以，注射機(jī)注射壓力不合格。以實(shí)際注射量初選某一公稱(chēng)注射量的注射機(jī)型號(hào)：為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于或等于某注射機(jī)的公稱(chēng)注射量的80%。表32 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)注射壓力/MPa104MPa注射行程/mm200螺桿轉(zhuǎn)速/r/min20~80r/min注射時(shí)間/s合模力/N35105最大成型面積/cm178。根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總量v總=，并結(jié)合式（418）[1]則有：v總/=。=圖32 Pro/E質(zhì)量屬性分析圖 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確數(shù)值，~1倍來(lái)估算，由于本次采用流道簡(jiǎn)單并且較短，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和一個(gè)塑件體積之和）為v總=（1+）v塑== 選擇注塑機(jī) 注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。塑件質(zhì)量m1=（），流道凝料的質(zhì)量m2還是個(gè)未知數(shù)。在對(duì)燈座進(jìn)行材料選定、零件工藝性分析、成型工藝過(guò)程分析和工藝參數(shù)大致選定的基礎(chǔ)上，根據(jù)塑件批量大小和精度要求就可確定型腔數(shù)量和排列方式，根據(jù)模具所需注射量就可以確定注射機(jī)的型號(hào)及安裝尺寸的確定。注射成型所用的設(shè)備是注射機(jī)。(見(jiàn)表24)表24 PC各成型時(shí)間時(shí)間/s注射時(shí)間1～5保壓時(shí)間20～90降溫固化時(shí)間20～90成型周期50～130⒌ 其它工藝參數(shù)塑件的工藝參數(shù)除了以上所述的各工藝參數(shù)外，還有如下的工藝參數(shù)要求，如下表25表25 其它工藝參數(shù)螺桿轉(zhuǎn)速/r成型周期直接影響生產(chǎn)效率和設(shè)備的利用率，應(yīng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型、冷卻過(guò)程。它是決定注射成型生產(chǎn)率及塑件質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素。但是，由于注射速率增大可能使熔體從層流狀態(tài)變?yōu)橥牧鳡顟B(tài)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起熔體在模內(nèi)噴射而造成模內(nèi)空氣無(wú)法排出。通常隨著注射速率的增大，熔體流速增加，剪切作用加強(qiáng)，熔體粘度降低，熔體溫度因剪切發(fā)熱而升高，所以有利于充型。～，大約為20～40MPa。(見(jiàn)表22)表22 PC成型溫度表工藝參數(shù)PC料筒后段溫度/℃220～240料筒中段溫度/℃230～280料筒前段溫度/℃240～285噴嘴溫度/℃240～250模具溫度/℃70～120注射成型過(guò)程需要控制的壓力有塑化壓力、注射壓力、保壓壓力和型腔壓力4種，它們直接影響塑料的塑化和塑件質(zhì)量。噴嘴溫度一般為防止熔體在噴嘴處產(chǎn)生“流涎”現(xiàn)象，通常將噴嘴溫度控制在略低于料筒的最高溫度，即大致與料筒中斷溫度相同。前兩者影響塑料的塑化流動(dòng)；后一種溫度主要影響充型和冷卻。 注射成型工藝參數(shù)在注射成型過(guò)程中，工藝條件的選擇和控制是保證成型順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，主要工藝條件是影響塑化流動(dòng)和冷卻的溫度、壓力和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間。消除內(nèi)應(yīng)力的方法有退火處理和調(diào)濕處理。⒉ 注射過(guò)程完整的注射過(guò)程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等幾個(gè)步驟。常用的脫模劑有三種：硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。⑵ 清洗的料筒 生產(chǎn)中如需要改變塑料品種、更換物料、調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過(guò)程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)，均應(yīng)對(duì)注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗，對(duì)于螺桿式注射機(jī)，可以采用對(duì)空注射清洗法。⒈ 注射前的準(zhǔn)備 為了使注射成型順利進(jìn)行，保證塑件質(zhì)量，一般在注射之前要進(jìn)行原料預(yù)處理、清洗料筒、預(yù)熱嵌件和選擇脫模劑。注射成型可成型各種形狀的塑料制品，它的特點(diǎn)是成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，而且生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，所有廣泛用于塑料制品的生產(chǎn)中。注射成型模具占整個(gè)塑料模的90%左右。 PC的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 注射成型又稱(chēng)注射模塑，是熱塑性塑料制品的一種主要成型方法。且各孔的深度均為塑件的壁厚，容易成型。⑶ 孔的類(lèi)型 塑件上常見(jiàn)的孔有通孔、不通孔、螺釘固定孔和異型孔等。對(duì)該設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)塑件有三組孔徑不同的通孔，分別為2mm、5mm；對(duì)應(yīng)的孔邊距和孔間距分別為17mm和12mm，、。因此，孔邊與孔邊之間，孔邊與塑件邊緣之間應(yīng)該有一定的距離，以保證塑件有足夠的強(qiáng)度。據(jù)表2—15 熱塑性塑料孔的極限尺寸[1]查得聚碳酸酯的最小直徑d===2mm，顯然符合孔的極限尺寸要求。但考慮到型芯因高壓沖擊而彎曲變形和加工的難度。由于塑件的成型特性，設(shè)計(jì)事應(yīng)注意孔的極限尺寸、孔間距、孔的類(lèi)型。⒋ 孔的設(shè)計(jì)塑件的上的孔有通孔、不通孔、形狀復(fù)雜的孔和螺紋孔等。由零件圖知該塑件有兩個(gè)圓角R2和R5，塑件壁厚為3mm。因?yàn)楫?dāng)塑件帶有尖角時(shí)，往往會(huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)發(fā)生斷裂。又此塑件的外觀要求較高且高度尺寸較大、孔和凹槽較多，為方便脫模，因此統(tǒng)一取凹模和型芯的脫模斜度為2176。因此選取脫模斜度時(shí)應(yīng)考慮到塑件的精度要求、塑件的尺寸大小、塑件的形狀是否復(fù)雜、塑件的收縮率大小和塑件的壁厚值。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)出現(xiàn)頂白、頂傷