【正文】 準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織己制定了國(guó)際模具系列標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)件品種多，規(guī)格全，質(zhì)量高，且全部均己商品化。 推廣應(yīng)用熱流道、氣體輔助注射和高壓注射成型技術(shù)。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。另一方面為了確保塑件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程 是塑料模 CADC/AM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式， 3 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 塑料制品應(yīng)根據(jù)使用要求及美學(xué)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要考慮塑料性能、成型工藝、模具結(jié)構(gòu)、成型設(shè)備、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)成本等各 方面的要求。 基于特征的三維造型軟件的應(yīng)用，為 我們 提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)編輯平臺(tái)，使用參數(shù)化特征造型技術(shù)，能很方便地生成制品的三維參數(shù)化模型，調(diào)整參數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型快速修改，強(qiáng)大的曲面功能可構(gòu)造外形非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)模型。而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)能自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)與分析計(jì)算打下良好的基礎(chǔ)。 4 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 塑件分析 塑件模型 圖 塑件模型 塑件材料：選用 ABS（即苯乙烯－丁 二烯－丙烯腈共聚物）。 生產(chǎn)批量：中批量。 形狀結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，無需側(cè)抽芯。 該塑件為 電視機(jī)底座 ，對(duì)表面粗糙度要求不高。— 1176。 取 1176?！?1176。 精度等級(jí)：采用 5級(jí)低精度 （ 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 P53） 5 ABS 材料注塑成型工藝分析 塑件材料性能： 成型性能： ①無定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 ③流動(dòng)性中等，溢邊料 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、 AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 ⑤模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)選擇進(jìn)料口位置、形式，頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（單在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取 2176。適于制作一般機(jī)械零件，減磨零件，傳動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。) — 1． 05 比熱容 (J m1 C) 130 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度（ MPa） 50 抗拉強(qiáng) 度 (MPa) 38 6 斷裂伸長(zhǎng)率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (GPa) 抗彎強(qiáng)度 (MPa) 80 彎曲彈性模量 (GPa) 抗壓強(qiáng)度 (MPa) 53 抗剪強(qiáng)度 (MPa) 24 沖擊韌度 (簡(jiǎn)支梁式 ) 無缺口 261 布氏硬度 缺 口 11 電氣性能 表面電阻率（ Ω ） 1013 體積電阻率（ Ω C 左右熱變形溫度約為 93176。 消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。 7 第 三 章 注塑機(jī)的確定 除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過較核來設(shè)計(jì)模具 與選擇注射機(jī)型號(hào)。） 曲面面積 = （ cm2） 密度 = (g/ cm179。 G54S200 型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下： 注射容量 (cm179。下面根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔的數(shù)量 n 12m mKm Nn ?? 式中 K—— 注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 ； mN—— 注射機(jī)允許的最大注射量； m 2—— 澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。）。設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)滿足注射成型塑件所需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量。或 g）； n —— 型腔數(shù)目； mj—— 澆注系統(tǒng)的凝量 (cm179?；?g）； k—— 注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取 注射量是以一次注射聚苯乙烯的最大克數(shù) (g）為標(biāo)準(zhǔn)；螺桿式注射機(jī)是以體積(cm179。 根據(jù)體積計(jì)算： 106 + = ≤ ? 250 可見注射機(jī)的注射量符合要求 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 注射成型時(shí) ，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。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿足下面關(guān)系： nA1 + A2 ﹤ A 式中式中 A—— 注射機(jī)允許使用的最大成型面積 (mm2） A1—— 塑件的投影面積 (mm2） A2—— 澆口的投影面積 (mm2） 其他符號(hào)意義同前。 查得 ABS 成型時(shí)的注射壓力 70— 100MPa 小于 注射機(jī)的額定功率注射壓力 127MPa ， 符合要求。注射機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，對(duì)于單分型面注射模： Smax ≥ s = H1 + H2 + 5— 10mm 式中 H1—— 推出 距離 （ 脫模距離 ）（ mm）； H2—— 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 （ mm） 。 注射模安裝尺寸的校核 ① 噴嘴尺寸： 注 射模主流道襯套始端凹坑的球面半徑 R2應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑 R1，以利于同心和緊密接觸，通常取 R2＝ R1+（ — 1） mm 為宜，否則主流道內(nèi)凝料無法脫出，如下圖所示。 設(shè)計(jì)的主流道始端球面半徑19mm， XSZY250/180 型注塑機(jī)噴嘴 球半徑 18mm 符合要求。注射模端面凸臺(tái)徑向須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝，并使主流道與噴嘴同心，模具端面凸臺(tái)高度，應(yīng)小于定位孔深度 。該型號(hào)注塑機(jī)定位孔徑 100mm， 定位環(huán)高度為 15mm。 模具（ 350 350） 拉桿間距（ 370 370）符合要求。 ⑤ 模具裝固尺寸 注射機(jī)移動(dòng)，固定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔和（或“ T”型槽，用于裝固模具，模具裝固方法有兩種：采 用螺釘直接固定 （如圖 （ a） 所示） 時(shí)（大型注射模多用此法），模具動(dòng)定模座板上的螺釘過孔及其間距，必須與注射機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)得螺孔相一致，采用壓板固定 （如圖 （ b）、（ c） 所示） 時(shí)（中、小模具多用此法），只須在模具動(dòng)定模座板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。 圖 模具的安裝方式 11 第四章 模具的型腔布置及分型面選擇 確定成型方法 塑件采用注射成型法生產(chǎn)。 模具的型腔布置 一 般來說，精度要求 高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。 該塑件對(duì)精度要求不高，為低精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)。 分型面的設(shè)計(jì)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(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置，塑件的推出排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，以選出 較為合理的方案。 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： ① 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 ② 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模 ③ 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 ④ 分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工 ⑤ 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 在實(shí)際設(shè)計(jì)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。圖（ a）的分型面選 擇在下表面，這樣的選擇可以使塑件外表面在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件大部分外表面光滑，僅在下表面頂桿醋溜有痕跡；圖（ b）分型面選擇在塑件上表面，這種選擇會(huì)使塑件上表面 留下分型面痕跡，影響塑件表面質(zhì)量。 (a) (b) 圖 分型面的選擇 13 第五章 模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)時(shí)指模具中由注射機(jī)噴到型腔之間的進(jìn)料通道。 澆注系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的基本原則 : 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則： ① 熟悉塑件的成型特性和流動(dòng)規(guī)律 ② 便于保證塑件內(nèi)外在質(zhì)量 ③ 使流程盡量短 ④ 使?jié)沧⑾到y(tǒng)具有良好的排氣性 ⑤ 盡量避免熔體直接沖擊小型芯或嵌件，防止型芯變形和嵌件位移 ⑥ 容易除去澆注系統(tǒng)凝料 ⑦ 便于休整澆口 ⑧ 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)結(jié)合型腔布局方案同時(shí)考慮 ⑨ 流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核 主流道的設(shè)計(jì) 主流道時(shí)指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套接觸開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流 經(jīng)模具的部分，它的形狀和尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，通常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2176。 主流道的尺寸 （ 1） 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 +0 .5 ～ 1 = 6+ ～ 1 取 d = （ mm） 。 14 （ 3） 球面配合高度 球面配合高度為 3 ～ 5 取 5（ mm） 。 （ 5） 主流道錐度 主流道錐角一般應(yīng)在 2176。取 α = 2176。 （ 6） 主流道大端直徑 主流道大端直徑 D = d+2Ltg（ α /２）（ α =2176。分流道是從主流道末端到澆口之間的流動(dòng)通道。 15 該模具為一模一腔的結(jié)構(gòu)，塑件結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單， 分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少流懂過程中的熱量損失和壓力損失。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(zhǎng)的比值來表示流道的效率。 如下圖所示： 圖 分流道截面 分流道的長(zhǎng)度 分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，且少?gòu)澱邸Ｈ绻颓怀蕡A形狀布置則分流道呈輻射狀布置；如果型腔呈矩形狀布置，則一般采用非字型布置。使脹模力的中心與注射機(jī)的鎖模力的中心一致。 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，只有內(nèi)部熔體的流動(dòng)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，這可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮固定，形成絕熱層。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。 （ 1）澆口類型及位置的確定 該模具是中型塑件的 一模一腔的 模具，同時(shí) ，對(duì)外 觀要求較高，所以從側(cè)澆口、點(diǎn)澆口和輪輻式 澆口中進(jìn)行選擇。 首先，對(duì) 充填時(shí)間 進(jìn)行比較，如圖 （ a） 圖 (c)所示。 圖 （ a） 點(diǎn) 澆口 充填時(shí)間 圖 (b) 側(cè)澆口 的填充時(shí)間 17 圖 （ c） 輪輻式澆口的填充時(shí)間 其次，從氣泡數(shù)目和位置進(jìn)行比較，如圖 （ a） 圖 (c)所示。 圖 （ a） 點(diǎn) 澆口產(chǎn)生的氣 穴 18 圖 （ b） 側(cè)澆口產(chǎn)生的氣 穴 圖 （ c） 輪輻式 澆口產(chǎn)生的氣 穴 熔接痕如圖 (a)圖 (c)所示。 圖 (a)點(diǎn) 澆口產(chǎn)生的熔接痕 19 圖 （ b） 側(cè)澆口產(chǎn)生的 熔接痕 圖 （ c）輪輻式澆口 產(chǎn)生的熔接痕 綜合以上，采用 點(diǎn) 澆口 和側(cè)澆口時(shí) 熔接痕方面有明顯缺陷，而且如采用 點(diǎn)澆口和側(cè) 澆口，分流道布置會(huì) 較 長(zhǎng)，所以不合適； 輪輻式 澆口最合適，而且相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，所以選用 輪輻式 澆口。 輪輻式澆口是在環(huán)形澆口和盤形澆口的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。 2. 澆口尺寸 如下圖所示 。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則： ① 盡量縮短流動(dòng)距離； ② 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷； ③ 澆口應(yīng)開在塑件的壁厚處； ④ 考慮分子定向的影響； ⑤ 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度； 此外，澆口位置的選擇應(yīng)注意到實(shí)際塑料型腔的排氣問題和塑件外觀質(zhì)量問題等 。如下圖： + 其中 b=4mm,l=,t=4mm. 圖 輪輻澆口 21 第六章 注射模具成型零件的設(shè)計(jì) 成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設(shè)計(jì)與冷 沖模的凹凸模設(shè)計(jì)有所不同 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、分型面、排溢部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件