【正文】 樣尺寸 Scp收縮率的平均值，查表得 ABS 收縮率范圍 %~%，取平均收縮率 % Δ塑件尺寸公差 δZ型腔制造公差 δc型腔最大許用磨損量， δc取為塑件尺寸公差 Δ的三分之一 本模具采用一模兩腔、兩板模的成型方案?？紤]到鼠標(biāo)模具較簡單制造成本低，設(shè)計時間短故按平均收縮率法計算成型尺寸較簡單易行。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 冷料井主流道末端 本設(shè)計采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴冷料穴，起到拉料作用 ，一般情況下，主 流道冷料穴圓柱體的直徑為 6～ 12mm，這里 直徑取 8mm，長度取為13mm。 24 ② 底部帶有拉料桿的冷料穴 這類冷料穴的底部有一根拉料桿組成，裝于型芯固定板上，常見結(jié)構(gòu)有球頭型，菌頭型，倒錐頭型，圓錐頭型 等 。冷料穴直徑應(yīng)大于主流道大端直徑主要有以下幾類： ① 底部帶有推桿的冷料穴 這類冷料穴的地步由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上。 這種澆口的特點是熔體進入型腔速度較為均勻，可降低制品的內(nèi)應(yīng)力和減少帶入空氣的可能性，去除澆口方便。 在本設(shè)計中分流道采用平衡式分流道如下圖所示： 23 圖 53 分流道布置形式 澆口設(shè)計 本次設(shè)計中取型腔的數(shù)目 n=2，即為多型腔。其直徑根據(jù)經(jīng)驗得小于主流道的 10﹪－ 20﹪。其表面粗糙度為—。其直徑根據(jù)經(jīng)驗得小于主流道的 10﹪－ 20﹪。其表面粗糙度為—。 2）影響分流道設(shè)計的因素 （ 1）主流道及分流道的脫落方式 ； （ 2）注塑機的壓力、加熱溫度及注射速度 ； （ 3） 型腔布置、澆口的位置及澆口的形式選擇 ； （ 4）塑料的流動性、收縮率、熔融溫度及固化溫度 ； （ 5）塑件的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量的要求。沿分型面引入 各個型腔的那一段流道，因此它開設(shè)在分型面上。它是澆注系統(tǒng)中塑料熔體由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。整個結(jié)構(gòu)簡單實用，為 常用 結(jié)構(gòu) 。 圖 523 定位圈 從下圖 524 中可以 看出主流道襯套的基本的固定形式，定位環(huán)由 兩 個內(nèi)六角螺釘緊固在定模座板上并與澆口襯套連接。 定位圈和襯套設(shè)計成分體式，如圖 522 所示 圖 522 主流道襯套 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式一般以內(nèi)六角螺釘進行緊固，其需要與定模座板緊密配合， 21 在襯套上一般設(shè)置 兩 個螺釘進行緊固，其形式簡單，連接可靠。此澆口套采用碳素工具鋼 T8A 加工，熱處理要求淬火 53~57HRC。, 取 ? ＝ 2176。 20 圖 52 主流道尺寸計算 主流道小端直徑 D=注射機噴嘴直徑 +（ ～ 1） =4+（ ～ 1），取 D= 主流道球面半徑 SR0=注射機噴嘴球頭半徑 +（ 1～ 2） =12+(1～ 2)，取 SR0=14mm 球面配合高度 h=3～ 5mm，取 h=3mm 主流道錐角 ? ＝ 2176。 注： ① 由于主流道需要與 高溫塑料和噴嘴頻繁接觸，設(shè)置主流道襯套是很有必要的。 主流道要裝流道襯套，且直徑為 12mm，從定模板貫穿到分型面，襯套頭部安裝止轉(zhuǎn)銷。流道的長度 L，一般 由定模座板和定模板厚度確定 。 過大的錐角會產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣。 主流道錐角 ? ＝ 2176。主流道入口直徑為 d，應(yīng)大于注射機噴嘴直徑 ～ 1mm左右，這樣便于兩著能同抽對準，也使得主流道噴嘴能順利脫落，主流道入扣的凹坑球面直徑為 R，應(yīng)該大于注射劑噴嘴求頭半徑約 2～ 3mm。 圖 512 可以看得出主流道，分流道，冷料井及其結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 9）在設(shè)計澆口時，避免塑料熔體直接沖擊小直 徑型號芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲、折斷或移位。 （ 7）單型腔塑件投影面積較大時，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，不然會造成注射時模具受力不均。 （ 5）在成批生產(chǎn)塑件時，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻實踐及成型周期。 （ 3）在滿足成型排氣良好 的前提下，要選取最短的流程，這樣可以縮短充填時間、冷卻時間及成型周期。澆注系統(tǒng)的組成如圖 511 所示： 18 圖 511 澆注系統(tǒng)的組成 設(shè)計澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足以下原則： （ 1）應(yīng)考慮模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計，應(yīng)盡量與模具中心線對稱。并且由主流道 、分流道、澆口、冷料井等幾部分組成。 澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。 第 五 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。 其布局示意圖如下 17 圖 42 型腔布局 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 本 修正帶上 蓋 塑料 模為一模二腔對稱分布，塑件邊緣與模仁邊緣之間有冷卻水道等，故塑件與模仁邊緣距離?。?25— 35） mm ；由于兩塑件之間要布置流道，所以塑件與塑件之間距離取 40mm 左右；模仁邊緣與模板邊緣距離為 75mm 左右。此塑件為中等批量，精度等級較高 ， 表面質(zhì)量要求很高。 基于以上 因素 考慮 ，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處， 如圖 41 所示 。 選擇模具分型面時，通常應(yīng)考慮如下有關(guān)問題： （ 1）根據(jù)塑件的某些技術(shù)要求，確定成型零件在動模和定模上的配置； （ 2）塑件的生產(chǎn)批量； （ 3）結(jié)合塑件的流動性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置； （ 4）型腔的溢流和排氣條件； （ 5）模具加工的工藝性。分型面的設(shè)計是否合理，對塑 件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都由很大影響。 第四章 分型面的選擇 分型面的設(shè)計方案 在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。為防止模具分型面被漲模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則 在分型面處產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此模具設(shè)計時應(yīng)使注射機的額定鎖模力大于漲模力。 注射壓力校核 ABS 塑料推薦注射壓力為 70~90Mpa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力較大取注射壓力為 80Mpa，安全系數(shù)取 ， 80Mpa=104Mpa，注塑機的注塑壓力為 150 Mpa，104Mpa﹤ 150 Mpa，注塑壓力校核合格。 ≤nVz+Vj Vg≥179。 澆注系統(tǒng)凝料體積 Vj=179。 Vj—澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料的容積 cm179。 初擇 注射機 根據(jù)零件的三維模型，利用 UG 軟件可查詢到塑件的體積為： V1= 澆注系統(tǒng)的體積： V2=25%V1 = 一次注射所需的塑料總體積為（一模兩 件）： V= (2V1+V2)/ = mm3≈13 cm3 塑件與澆注系統(tǒng)的總質(zhì)量： M=ρ V= 根據(jù)塑件的體積，取一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，結(jié)合計算數(shù)據(jù)，查表 33[1]選用螺桿式注射機 XSZY125A， 其基本參數(shù)如下 ： 表 33 XS－ ZY－ 125A 型注塑機 參數(shù) 螺桿直徑 /㎜ 注射容量 /㎝ 3 注射壓力 /MPa 鎖模力 /KN 14 Ф42 220 150 900 拉桿內(nèi)間距 /㎜ 最大模具厚度㎜ 最小模具厚度 /㎜ 注射方式 360360 350 220 螺桿式 移模行程 /㎜ 噴嘴球半徑 /㎜ 噴嘴孔直徑 /㎜ 定位圈直徑 /㎜ 325 12 ф4 Ф100 注塑機參數(shù)校核 最大注塑量 本制品材料采用丙烯氰 —丁二烯 —苯乙烯共聚物也就是 ABS，查書《塑料模具設(shè)計手冊》附錄得知其密度為 ／ cm3，收縮率為 % 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注塑機在 注塑 ABS 塑料時，其每次注射量僅達標(biāo)準注射量的 75%，為了提高制件質(zhì)量及尺寸的穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，擬選定注射量為標(biāo)定注射量的 50% V=nVz+Vj ≥nVz+Vj 式中 V—個成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積 cm179。 塑件十澆注流的總量 = 公稱注射量 。 表 3— 2 ABS 注射成 型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度： 150℃ 時間： 2～ 3h 成型時間 S 注射時間： 20～ 90 保壓時間： 0～ 5 冷卻時間： 20～ 120 總周期： 50～ 220 料筒溫度℃ 后段： 150～ 170 中段： 165～ 180 前段： 180～ 200 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 30 噴嘴溫度℃ 170～ 180 后處理 方法：紅外線、烘箱 溫度℃： 70 13 模具溫度℃ 50～ 80 時間 h： 2～ 4 注射壓力 MP 60～ 100 注射機的選擇 注射機基本參數(shù) 注塑 機的技術(shù)規(guī)范 、 類型 、 最大注射量 、 最大注射壓力 、 最大鎖模力、最大成型面積、最大最小模厚、最大開模引程、定注孔尺寸、嘴噴的球面半徑、注射機動模板的頂出孔、機床模板安裝螺釘孔或丁字槽的位置與尺寸。注射成型的主要工藝條件是溫度、壓力和時間。注射成型是一種比較先進的成型工藝，目前正繼續(xù)向著高速化和自動化方向發(fā)展。 注射成型具有生產(chǎn)周期快、生產(chǎn)效率高、能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶微件的制品以及易于 實現(xiàn)自動化等特點，因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn)。周期的長短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成型機的類型以及所采用的塑料品種和工藝條件等。這種成型方法是一種間歇式的操作過程。注射成型也能加工某些熱固性塑料，如酚醛塑料等。 12 第三章 成型設(shè)備的選擇 注射成型工藝簡介 注射成型也稱注塑，是塑料的一種重要成型方法。 ABS 是吸水的塑料，于室溫下， 24 小時可吸收 %～ %水分，雖然這種水分不至于對機械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時若濕度超過 %，塑料表面會受大的影響，所以對 ABS 進行成型加工時，一定要事先干燥，且干燥后的水分含量應(yīng)小于 %。 ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高 ，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。 ABS 材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強度和耐熱性變會減少。 材料 ABS 的注塑成型參數(shù) 注射機：螺桿式； 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min）： 48； 料筒溫度（ ℃ ）：前段 200～ 220； 中段 180～ 200； 后段 160～ 180； 噴嘴溫度（ ℃ ）： 170～ 180； 模具溫度（ ℃ ）： 50～ 80； 注射壓力（ MPa）： 70～ 100； 成型時間（ s）：注射 20～ 60，保壓 0～ 3，冷卻 20～ 90，總周期 50～ 塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實 、保壓、倒流、和冷卻 4 個階段。由于 ABS 的吸水率大約為 %～ %，容易吸濕，成型前應(yīng)進行充分的干燥，干燥至水分含量 %。 第二章 注塑工藝分析 如圖所示，塑件選擇，材料為 ABS，收縮率為 %～ %，生產(chǎn)批量 20 萬件。另一方面也促進國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、提高社會勞動效率，促使企業(yè)苦練內(nèi)功，提高管理水平。 由于國內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國外先進水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進模具的抗衡。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定， 9 我國的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大，我國的市場體系將更加完善 和發(fā)達。這無論在觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化。 加入世貿(mào)組織后，我國將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國的改革開放．有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。 （ 4）優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。 （ 3）提高模具標(biāo)準化程度 我國模具標(biāo)準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準件使用覆蓋率已達到30%左右。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “逆向工程 ”。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/C