【正文】 m 。 此次 設(shè)計(jì)塑件屬于小型模具，可利用模具分型面的間隙排除型腔內(nèi)的氣體，分型面處的排氣間隙取 ，排氣示意圖如 圖 55 所示 ： 20 圖 55 排氣示 意圖 第六章 成形零部件的設(shè)計(jì) 一、 成形零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1． 型腔的結(jié)構(gòu) 設(shè) 計(jì) 型腔是成形塑件表面形狀的模具零件，應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度以承受塑件熔體的高溫和高壓，由于塑件結(jié)果簡(jiǎn)單，易于加工，是小型單模具，所以在這次設(shè)計(jì)中采用的是整體式型腔。 在模具分型時(shí)，注射凝料從定模澆口套中拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。潛伏澆口流道形式位于模具的分型面上，可分為一次分流道和二次分流道，澆口嵌入分型面一側(cè)，沿推桿斜向進(jìn)入型腔，在開(kāi)模時(shí)能自動(dòng)剪斷澆口使外表面無(wú)澆口裂痕，外觀質(zhì)量好。 分流道的截面形狀如下52圖所示 ： 圖 52 分流道的截面形狀 三、 澆口形式與尺寸的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔的熔體通道。 在此次設(shè)計(jì)中，分流道的界面形狀為正方形，由于此次設(shè)計(jì)的塑件壁厚是 ，質(zhì)量是 16g,可按公式 : m l= b 正方形的寬度 m 塑件的質(zhì)量 l 分流道的長(zhǎng)度 根據(jù)型腔在分型面上的排布情況和型腔大小 ,取 40 , 16l mm m g== 16 40 3b m m== 分流道的表面粗糙度影響著外層塑料熔體的流動(dòng)阻力和外層塑料冷卻皮層大的固定。 主流道澆口套采用的是碳素鋼 T10A 材料制造，熱處理淬火硬度 53～ 57HRC，采用的是澆口 套 穿過(guò)定模坐板與定模板的形式 ， 澆口套與模板見(jiàn)采用 H7/m6 的過(guò)渡配合，澆口套與定位圈間采用 H9/f6 的配合。操作人員必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，再注射機(jī)設(shè)計(jì)制造方面也采用安全保護(hù)措施，可分為人身安全保護(hù)、機(jī)器設(shè)備安全保護(hù)、模具保護(hù)和電器及液壓系統(tǒng)的保護(hù)措施。 (6) 工作循環(huán)時(shí)間：工作循環(huán)時(shí)間直接關(guān)系到制品質(zhì)量和機(jī)器生產(chǎn)率，在更換不同的塑料或制品時(shí)，均需調(diào)整工作循環(huán)時(shí)間，在保證制品質(zhì)量的前提下盡可能 縮短時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。 (5) 塑化狀況的控制：塑化狀況的好壞、快慢，直接影響制品的質(zhì)量和一個(gè)工作循環(huán)中各工序的平衡。 (3) 注射速度的調(diào)整：注射速度也是注射機(jī)的重要參數(shù)之一，是根據(jù)塑件粘度、成型溫度、結(jié)晶范圍來(lái)確定速度的大小。 (2) 鎖模力的調(diào)整：鎖模力隨著制品和塑料的品種變動(dòng)而改變。信號(hào)顯示回路用來(lái)表示動(dòng)作進(jìn)行的狀況。噴嘴加熱圈單獨(dú)采用調(diào)壓器控制其電壓大小來(lái)控制加熱溫度。 液壓飽和預(yù)塑電動(dòng)機(jī)起動(dòng)回路有三個(gè)保護(hù)環(huán)節(jié)（失壓、過(guò)載、短路）的按鈕控制起動(dòng)回路。 (2) 溢流閥是用來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力，并做大小泵的安全閥和卸載閥。也可以沿著導(dǎo)軌前后移動(dòng)，并且可以轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。根據(jù)噴嘴形式的選用，此次設(shè)計(jì)選用直通式噴嘴（如圖 所示）。 螺桿是 XS— ZY125 型號(hào)螺桿式注射機(jī)工作時(shí)當(dāng)粒狀物料從料斗落入由定量裝置的固定板和推料板組成的計(jì)量室定量，加料量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，以改變推料板的位置，從而調(diào)節(jié)了計(jì)量室的空間 容積來(lái)滿(mǎn)足注射量的需求。 3． 加料計(jì)量裝置 為 保持注射成型工藝過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行，必須控制每次從料斗進(jìn)入料筒的物料量。 螺桿頭是 XS— ZY125 型號(hào)螺桿式注射裝置的重要 零件，它是為防止再加工粘度低的塑料盒形狀較復(fù)雜的制品時(shí)，機(jī)頭頭部的高壓熔料順著螺槽倒流的現(xiàn)象，而增加注射壓力損失和保壓的困難，并降低生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量。螺桿對(duì)物料的 料花情況，可以方便的通過(guò)調(diào)節(jié)背壓等予以調(diào)解。為了達(dá)到對(duì)塑料加熱的均勻穩(wěn)定，不隨外因變化而產(chǎn)生急劇溫度波動(dòng)，必須要料筒具有一定的熱慣性。它將主要作用是將散 狀物料加熱塑化 ，并在螺桿的推動(dòng)下吧熔料壓射入模腔。當(dāng)壓力油 從液壓缸右腔通入時(shí)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)模動(dòng)作。 單缸直壓式合模的工作原理是 采用 一個(gè)液壓缸來(lái)完成模具的啟閉和鎖緊 （見(jiàn)圖 ） ，當(dāng)壓力油進(jìn)入液壓缸左腔時(shí)，推動(dòng)活塞向右移動(dòng)，使模具閉合。這種傳動(dòng)裝置的每一檔轉(zhuǎn)速可以在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。從能源利 用方面講，大部分注射機(jī)都采用液壓傳動(dòng)，既已具備了液壓能源，并且在制品冷卻定性階段， 12 液壓泵處于無(wú)負(fù)載狀態(tài)，此時(shí)螺桿要完成加料預(yù)塑正好合理利用了能源。直接使用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)較為理想，因?yàn)?，不僅整個(gè)注射裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，重量輕，噪聲小，而且傳動(dòng)特性軟（即當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)轉(zhuǎn)速能迅速跟著變化，因?yàn)檩斎胍欢üβ蕰r(shí)，螺桿的轉(zhuǎn)速和扭矩成反比），因而起動(dòng)慣性小，還可以起過(guò)載保護(hù)的作用。按螺桿變速的特征，可分為無(wú)級(jí)調(diào)速和有級(jí)調(diào)速兩大類(lèi)，此次設(shè)計(jì)選用無(wú)級(jí)調(diào)速。若是“隨動(dòng)式”注射裝置，工作過(guò)程還得隨著注射架做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故要求其簡(jiǎn)單輕巧。 2． 螺桿轉(zhuǎn)速會(huì)影響塑化能力，并且不同的塑料對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速也有一定得要求（如對(duì)于熱敏性塑料和高粘度塑料，螺桿轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高），但由于塑料的塑化狀況可以通過(guò)調(diào)節(jié)背壓等來(lái)控制，因此要求螺桿的轉(zhuǎn)速能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但要求不像擠出機(jī)那么嚴(yán)格。 4． 螺桿式注射裝置可以對(duì)塑料直接進(jìn)行染色加工，而且料筒清理方便。螺桿還兼有對(duì)料筒壁的刮料作用。 2． 螺桿式注射裝置在注射時(shí)，螺桿頭部的物料完全是塑化了的融料，又沒(méi)有分流所造成的阻力，因而它可以采用較小的注射壓力。為了便于拆換螺桿和清理料筒，在注射座中都設(shè)有回轉(zhuǎn)軸， 可使注射裝置繞回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)一定角度。注射活塞桿與齒輪采用長(zhǎng)滑鍵聯(lián)接，所以，注射時(shí)齒輪箱并不隨螺桿移動(dòng)。當(dāng)塑化的融料達(dá)到所要求的注射量時(shí)，也就是螺桿后退到一定得位置 時(shí)，計(jì)量柱壓合行程開(kāi)關(guān)，脫離液壓離合器，螺桿即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。為了使注射活塞不隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，再活塞與螺桿的聯(lián)接處設(shè)置推力軸承。此次設(shè)計(jì)模具 所采用的頂出機(jī)構(gòu)是推桿和推板共同作用將塑件頂出。 圖 螺孔尺寸與位置 采用的計(jì)算公式 是： m a x 1 2 ( 5 10 )S S H H m m? + + maxS — 注射機(jī)的最大開(kāi)模行程 ； S — 模具所需開(kāi)模距離 ； 1H — 塑件所需的 脫模距離 ； 2H — 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 。 4． 螺孔尺寸 9 注射模具的動(dòng)模板、定模板應(yīng)分別與注射機(jī)動(dòng)模板、定模板上的螺孔相適應(yīng)，模具在注射機(jī)上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定，此次設(shè)計(jì)中采用壓板固定，如下圖 所示 ： 5． 開(kāi)模行程的校核 注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需要 的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，否則塑件無(wú)法從模具中取出，查表可知注射機(jī)最大開(kāi)模行程是 300mm ，則模具的最大開(kāi)模行程小于 300 mm 。 3． 最大、最小模厚 在 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)可安裝模具在最大模厚和最小模厚之間。 校核公式： F鎖 ? PA分 F鎖 — 公稱(chēng)鎖緊力 P— 注射時(shí)型腔的壓力，查表常用塑料可選用的型腔壓力得 為 P=30Mpa A分 — 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上垂直投影面積之和 為 A分 = 2mm F鎖 ? 30106 N/m2 106 m2 = 由 于 F鎖 ? 所以 F鎖 =10 KN 四、 安裝部分的尺寸校核 1． 噴嘴尺寸 注射機(jī)的噴嘴頭部的球面半徑 R1 要與模具主流道始端的球面半徑 R2 吻合，以免高壓熔體 ，從狹縫處溢出 R2 一般比 R1 大 1～ 2mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料無(wú)法脫出。 P注 由查表部分國(guó)家常用注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)可知 P公 =120Mpa 由查表常用熱塑料的主要技術(shù)指標(biāo)可知 P注 =90Mpa 所以： P公 179。 Gmax =125= 由此可知在一個(gè)注射周期內(nèi)，需注入模具內(nèi)的塑料熔體的容量之和應(yīng)小于 3cm 。 一、 最大注射量的校核 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保塑件的質(zhì)量，應(yīng)保證塑件連同凝料在內(nèi)的質(zhì)量，一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱(chēng)注射量的 80％。 2． 模具的尺寸校核：模具的外形尺寸通過(guò)計(jì)算確定的長(zhǎng)、寬、高都應(yīng)小于注射機(jī)的推桿間距和最大模具的厚度，才符合要求，就可方便的安裝在注射機(jī)上。此機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是避免塑件受推力過(guò)大產(chǎn)生變形或破裂，分散推出力，從而 6 保證塑件的質(zhì)量。 此設(shè)計(jì)中，模具結(jié)構(gòu) 采用的是 單分型面注射模，模具中用拉桿和限位螺釘來(lái)控制分型面的打開(kāi)距離，以方便取出澆口，并通過(guò)計(jì)算來(lái)確定其他分型面打開(kāi)的最大距離以方便取出制品塑件（將在后面計(jì)算中給詳細(xì)的說(shuō)明）。而在此推出采用的是強(qiáng)制退出，則必須再加選擇推件板推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行輔助推出，來(lái)增大推出力也使塑件再推出時(shí)受力均勻，從而達(dá)到強(qiáng)制推出的目的。主流道采用圓錐形， 分流道采用正方形 截面流道。 圖 分型面的選擇 根據(jù)塑件表面質(zhì)量的要求，澆口所在位置明確規(guī)定澆口在 蓋內(nèi)部。型腔的布置如圖 所示： 圖 型腔布置 在選擇分型面時(shí)應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，在一般情況下選分型面是以塑件精度、脫模的難易度作為前提的，如圖 所示， 在圖 中分型面的選擇在軸線上 這樣會(huì)使塑件的表面留下分型面的痕跡，并會(huì)產(chǎn)生毛刺狀起伏物，影響塑件的表面質(zhì)量 ，同時(shí)還會(huì)造成分型面的側(cè)向抽芯困難，從而影響大批量生產(chǎn)時(shí)的效率。 塑件的成形工藝參數(shù)確定 如下： 密度： g/cm 注射壓力： 90Mpa 收縮率： % 保壓壓力： 50 70Mpa 預(yù)熱溫度： 80 85c 注射時(shí)間： 35s 預(yù)熱時(shí)間： 23h 保壓時(shí)間： 15 30s 模具溫度： 50 70c 成形周期： 40 70s 冷卻時(shí)間： 15 30s 注射機(jī)類(lèi)型： 螺桿式 螺桿的轉(zhuǎn)速： 30 60 / minr 噴嘴形式： 直通式 噴嘴溫度： 180 190 c 前段料筒溫度： 180 190 c 中段料筒溫度： 210 230 c 后段料筒溫度： 180 200 c 4