【正文】 型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板 厚度。 11 成型零件的設(shè)計 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主 要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。頂銷為圓頭銷：材料 35 鋼、熱處理 43～ 48HRC； 彈簧的規(guī)格及尺寸：圓柱螺旋壓縮彈簧：材料 65Mn、型號為 12 24 7Ⅲ類 ， 此彈簧受變負(fù)荷作用，次數(shù)在 106次以上，最大工作負(fù)荷為 。 側(cè)抽芯的基本尺寸 根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)尺寸和抽芯機(jī)構(gòu)抽芯距及抽芯力的計算，可確定抽芯機(jī)構(gòu)型芯部分側(cè)型芯的具體尺寸如下圖： 圖 102 側(cè)型芯 側(cè)型芯外擋塊的設(shè)計，形式如下圖： 26 圖 103 側(cè)型芯擋塊 側(cè)抽芯的導(dǎo)滑形式 采用圓形導(dǎo)滑孔，側(cè)抽芯與導(dǎo)滑孔之間是間隙配合，配合精度可選 H8/f7 或 H8/f8，導(dǎo)滑孔硬度應(yīng)達(dá)到 HRC52～ 56。）； f——塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù)； r—— 型芯大小端平均半徑（ mm）； B—— 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積 (cm2)，當(dāng)塑件底部上有孔時， 10B項應(yīng)視為零； K1—— 由 f和￠決定的無因次數(shù)，可由下式計算： ≈ 1，也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 K1= 代入計算，得 = kN = kN 10 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 25 101 側(cè)型芯的抽芯方式 上圖所示彈簧抽芯機(jī)構(gòu)，型芯處在定模一邊。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用形式要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求而定，該模具采用的配合形式如下圖所示： 圖 81 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用 9 脫模推出 機(jī)構(gòu)的設(shè)計 通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊，或高出型腔底面 ～ ；推桿與推桿固定板，通常采用單邊 的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推 24 桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；推桿的材料常用 T T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 HRC 50，工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra 。 導(dǎo)套的設(shè)計 結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套（Ⅰ型），導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱 的固定孔可以同時鉆，再分別擴(kuò)孔，以保證其配合精度；導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣；導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8/f7 或 H7/f7 的間隙配合，表面粗糙度為 μ m。導(dǎo)柱滑動部分按 H7/f7 或H8/f7 的間隙配合；導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 m；導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。 導(dǎo)柱的設(shè)計 23 該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且不加油槽；導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出 6～ 8mm；為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或 球形的先導(dǎo) 部分；導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度， 該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為248。此模具為小型模具，對精度要求也不是很高，所以不需要用定位機(jī)構(gòu)，可直接由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。 機(jī)構(gòu)的功用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用：定位作用；導(dǎo)向作用；承載作用；保持運(yùn)動平穩(wěn)作用。導(dǎo)柱導(dǎo)向用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。 推桿固定板（ 118 315，厚 16mm），固定推桿。 墊塊的高度計算： h=15+16+20+12=63（ mm） 式中 Δ — 頂出行程的余量，一般為 5～ 10mm， 以免頂出板頂?shù)絼幽|板。 結(jié)構(gòu)型式 ： 可為平行墊塊、拐角墊塊。還起到了支承板的作用，其要承受成型壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。 動模墊板 （ 200 315，厚 32mm） ， 墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。 動模板 （ 200 315，厚 32mm） ， 其注射機(jī)頂桿孔為 248。 動模固定板 （ 250 315，厚 25mm） ， 用于固定型芯（凸模）、導(dǎo)套。10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接；定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸， 21 再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架 200179。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。 所以 QR = QG =(cm3/s) 由上述經(jīng)驗公式可算出 主流道 （ mm） 分流道 （ mm） 澆口 （ mm） 以上澆注系統(tǒng)斷面的確定也可以根據(jù)γ — Q— Rn 關(guān)系曲線圖直接查得。 20 由《塑料模具技術(shù)手冊》之《輕工模具手冊之一》中表 310 ，可根據(jù)注射機(jī)的公稱注射量查得注射時間 =?！?5 104 s1 確定體積流率 Q， 澆注系統(tǒng)中各段的 Q值是不同的。s1； 分流道： γ r=5 10178。 γ =f（ Q， Rn）的關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗公式表達(dá)： 式中 γ —— 熔體在流道中的剪切速率（ s1）； Q—— 熔體在流道中的體積流率（ cm3/s）； Rn—— 澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（ cm）?！?5 10179。Lr—— 分流道的長度，mm。對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計算公式如下： BGV= 式中 Sg—— 澆口的截面積， mm2。 澆口的平衡在多型腔非平衡分流道布置時，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融 體同時充滿各型腔。L1， L2—— 分流道 1和分流道 2 的長度， cm。 分流道的平衡 在多腔模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會相同的，但可以認(rèn)為他們的流速是相等的，以此達(dá)到各型 腔同時充滿的目的。 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則：避免塑件上產(chǎn)生缺陷；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處；有利于塑料熔體的流動；利于型腔的排氣；考慮塑件受力情況；增加熔接痕牢度；流動定向方位對塑件性能的影響；澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響；校核流動比；防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。所以可取 l = （ mm） 注：其尺寸實際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗與改進(jìn)。n—— 塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定； t—— 塑件壁厚（ mm） .澆口寬度 b = ～ 取 b = （ mm） 式中 A—— 塑件型腔表面積。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個剪切 澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。因為塑件側(cè)壁距離橫 澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗公式確定，取其下限值， 然后在試模時逐步修正。澆口的截面有矩形和圓形兩種。 澆口的主要作用是：型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；易于切除澆口凝料；對于多型腔的模具，用以平衡進(jìn)料。其形式如下圖： 17 圖 67 分流道的設(shè)計 澆口的設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。因此各個型腔的澆口尺寸也可以相同，達(dá)到各個型腔均衡地進(jìn)料。 分流道的布置形式 ， 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，該模具為一模兩腔，采用平衡式布置。 2 = 110 （ mm） 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，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 ～ m，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。 （ 2）根據(jù)分流道截面形狀與流動理論長度的關(guān)系和《塑料成形工藝與模具設(shè)計》表 53，再考慮到 ABS 的成型工藝性能，可確定分流道直徑為 ，分流道截面形狀如下圖所示： 圖 66 分流道截面 分流道的長度 ， 分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。 179。此式計算 的分流道直徑限于 ～ mm。 分流道的截面尺寸 ， 分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。淺矩形及半圓 形截面流道，由于其效率低，通常不采用，當(dāng)分型面為平面時，可采用梯形或 U 字型截面的分流道。～ 10176。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。分流道的設(shè)計應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 主流道冷料井的設(shè)計如下圖所示： 圖 65 主流道冷料井的設(shè)計 分流道冷料井的設(shè)計 ， 當(dāng)分流道較長時，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料井，以儲存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 ～ 2 倍。冷料井的孔設(shè)計成倒錐形，便于將主流道凝料拉出。為克服 15 這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容 納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井（冷料穴）。 該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式 .計出主流道襯套的尺寸如下圖： 圖 63 主流道的具體尺寸 主流道襯套的固定形式如下圖： 圖 64 襯套的固定形式 冷料井的設(shè)計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10～ 25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。）≈ （ mm） 主流道大端倒圓角 倒角 D/8 ≈ （ mm） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計出主流道如下圖： 13 圖 61 主流道形式 主流道襯套的形式 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較高，因 而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。所以流道錐度為α /2=2176。 —— 6176。 球面配合高度為 3 ～ 5 取 3（ mm）。 主流道的尺寸 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 2 ～ 3= 3 + 2 ～ 3 取 d = 5（ mm）。 在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為 2176。流動距離比和流動面積比的校核。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)有利于良好的排氣。 對澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計時，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性。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。 在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般 應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 分型面的設(shè)計原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、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應(yīng)綜合分析。 5 分型面位置的確定 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。注射機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，對于單分型面注射模： Smax ≥ s = H1 + H2 + 5— 10mm式中 H1—— 摧出距離（ mm）； H2—— 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（ mm）。 注射機(jī)允許厚度 150﹤ H﹤ 250，符合要求。 模具與注射機(jī)安裝部份的校核 ， 噴嘴尺寸 ， 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。 30=﹤ F，符合要求。 8）179。 4179。 95+9179。所以需要 2179。因此，設(shè)計注射模時必須滿足下面關(guān)系： nA1 + A2 ﹤ A 式中 A—— 注射機(jī)允許使用的最大成型面積 (mm2），其他符號意義同前。所以需要 n=2 符合要求 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 ， 注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。）； m 1—— 單個塑件的質(zhì)量或體積（ g