【正文】 度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 圖 41 零件正面圖 弧形牙刷架模具設(shè)計(jì) 10 圖 42 零件反面圖 4． 1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）、 塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。一般 在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。塑件壁厚一般在 1～ 4mm ，最常用的數(shù)值為 2～ 3mm 。 （ 2）、塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。一般外圓弧半徑大于壁厚的 倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的 倍。 11 （ 3）、孔 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則 上講，這些孔均能用一定的型芯成型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí) 孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。從節(jié)約材 料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT3 級(jí)精度，未注采用 MT5 級(jí)精度 . 4． 3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra ～ m? 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即 Ra ～ m? 。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為 m? ，內(nèi)部為弧形牙刷架模具設(shè)計(jì) 12 m? 。 第 5 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 5． 1 注射成型工藝過程分析 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。 （ 2）、料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料 中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。對(duì)螺桿式 13 通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。一般注 射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。 第二步 : 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。 5． 2 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。側(cè)澆口直接在牙刷架的側(cè)面處進(jìn)，牙刷架 組裝后，澆口被遮擋起來。 5． 3 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提 高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下兩部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數(shù)，以達(dá)到高的成功率，模具采用側(cè)澆口，并采用對(duì)稱式布局，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量如圖 61。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 15 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面如圖 52，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 1－主澆道 2－第一 分澆道 3－第二分澆道 4－澆口 5－型腔 6－冷料穴 6． 3． 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。 c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì) 弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。 e)、冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。 （ 1）、主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為海天 160XA，其噴嘴直徑為 3mm ，噴嘴球面半徑為 16mm ，澆口襯套如圖（ 6）所示。將主流道襯套和定位球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，襯套與定模板的配合采用 76/Hk。本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較緊湊 ,且采用側(cè)澆口。 圖 64主流道和側(cè)澆口的位置 6． 3． 5 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損 失最小。 2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。 澆口一般尺寸如 CAD 圖所示，根據(jù)此圖結(jié)合實(shí)際選用適當(dāng)值。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。冷料穴的 19 形式有多種，這里采用 Z 形式的冷料穴拉出主流道凝料的形式。如上圖 66 所示。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 6． 4． 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的 溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。 型腔 2D 如圖 67 弧形牙刷架模具設(shè)計(jì) 20 圖 67 型腔 2D 圖 2）、凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較 為簡(jiǎn)單，深度較大，但經(jīng)過對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn)，塑件 應(yīng)該 采用 鑲塊式型芯。型腔 2D 如圖 610，鑲件如圖 611,612 21 圖 610 型芯 2D 圖 圖 611 鑲件 1 弧形牙刷架模具設(shè)計(jì) 22 圖 612 鑲件 2 6． 4． 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。 由于按平均收縮 率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具成型零部件的工作尺寸。在此取 IT8 級(jí)，型芯工作尺寸公差取 IT7 級(jí)。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/《塑料注射模中小型模架》可選擇 SC 型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下圖 51： 圖 613 SC 型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合側(cè)澆口，潛伏式澆口的注射成形模具。 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì) 應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，經(jīng)過計(jì)算可以知道該模具是一模兩 腔的模具，而型腔之間的距離在2040mm 之間把型腔排列成一模二腔可側(cè)得長(zhǎng)為 280mm，寬為 180mm， 模架的長(zhǎng) L=280+復(fù)位桿的直徑 +螺釘?shù)闹睆?+型腔壁厚 ? 400mm 模架的寬 W=180+復(fù)位桿的直徑 +型腔壁厚 ? 350mm 根據(jù)模仁的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺 寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉 。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將 產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正常快速充模，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生熱量 使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 在塑料熔體充模過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(chǎn)生 的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。主要由推出零件，推桿固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件