【正文】 教師： II摘要 文章主要介紹塑料膠套注塑模具的設計方法。本課題從產(chǎn)品成型工藝性出發(fā)，通過分析模具的四大系統(tǒng)（澆注系統(tǒng)，頂出系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)及成型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)） ，注塑成型機的選擇與相關(guān)參數(shù)的校核，設計出一套一模四穴的注塑模具。塑料模具應用尤其廣泛，機械界、電子界、航空界、儀器儀表界以及日常用品等領(lǐng)域都在應用。在 20 世紀 80 年代中期先進國家的 CAD/CAM 技術(shù)已開始進入實用階段，經(jīng)過多年的推廣應用，模具設計軟件化和模具制造數(shù)控化已在我國模具企業(yè)成為現(xiàn)實?？梢赃\用計算機輔助設計(CAD)來設計注射模具，可以大概確定了注塑、擠出、中空吹塑等塑料成型工藝過程的計算機仿真分析。CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)得到越來越多的運用在注塑模的設計制造上，尤其是CAD/CAM技術(shù)的應用更為廣泛，并獲取了較明顯的碩果。運用電子信息工程技術(shù)使塑料模具設計制造技術(shù)水平有更大提升。另外，日漸穩(wěn)定的氣體輔助注塑成型技術(shù)以及熱流道技術(shù)的廣闊運用，結(jié)構(gòu)不規(guī)則、精密、大型模具的生產(chǎn)水平有了不小的提升，模具的使用時間和生產(chǎn)速度也逐漸得到提升。一是我國模具行業(yè)會繼續(xù)快速迸發(fā)，其次是模具工業(yè)也慢慢向中國進展還有國際企業(yè)到國內(nèi)進行模具購買的勢態(tài)同樣很突出。 “十一五”期間，我國模具制造水準不但在產(chǎn)量和質(zhì)量的雙方面有較明顯的提升，還有行業(yè)組成模塊、制件設計生產(chǎn)水準、企業(yè)制度同樣會獲得很好的開創(chuàng)成果。盡管模具品種較多，而它走向主要盡可能是滿足市場需求，還有高深的技術(shù)成分，尤其是當前國內(nèi)還不能滿足自己的需求，仍是需要從其他國家購買模具。所以，部分重要的模具標準件的開發(fā)也一定要當作重點來開發(fā)，其中它們的開發(fā)速度應該比模具的開發(fā)速度快，如此，我國的模具標準化水準才能得到及時提升，繼而提升模具制造品質(zhì)，減少模具制造時間，減少模具生產(chǎn)費用。據(jù)上文提到的需要含有高技術(shù)、數(shù)目多、具有發(fā)展趨勢特征、銷售優(yōu)良的原則確定重點開發(fā)項目，不僅選擇的項目應該當前已經(jīng)具有相應的技術(shù)含量，更是有機會、有能力發(fā)展起來。完成該任務對于設計者的產(chǎn)品外觀設計和模具設計能力都會有很大的提高，所以進行本課題的研究是一項很有意義的事情。本二維圖是在 CAD 環(huán)境中設計出的。側(cè)面沒有孔，不需要采用側(cè)抽芯機構(gòu)成型，該塑件表面粗糙度要求不高，其它尺寸都沒有公差要求 [2]。但是塑件壁厚過薄也會影響其成型能力和強度以及裝配時所承受的緊固力等。正確確定產(chǎn)品壁厚大小，使壁厚盡量相同，不然因為冷卻和固化速度差異會出現(xiàn)內(nèi)應力，造成產(chǎn)品的走樣和產(chǎn)生缺陷。 圓角分析塑料產(chǎn)品設計有圓角，可以提高它成型時候的流動性。該設計的塑件都選用的圓角半徑為 R14mm?？紤]取出制品時的難易，制品設計時一定要注意跟開模方向一致，設計滿足脫模強度。本塑件脫模斜度為：1176。 通常凸模的脫模斜度大于凹模的，脫模斜度隨著凸模的高度和凹模的深度增大而減小。 材料的選擇PC 聚碳酸酯化學和物理特性 PC 是一種非晶體工程材料，具有特別好的抗沖擊強度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細菌特性、阻燃特性以及抗污染性。密度一般在 ^3, PC 有很好的機械特性，但流動特性較差，因此這種材料的注塑過程較困難。如果塑件要求有較高的抗沖擊性，那么就使用低流動率的 PC 材料；反之，可以使用高流動率的 PC 材料，這樣可以優(yōu)化注塑過程。建議干燥條件為 100C到 200C，3~4 小時。熔化溫度：260~340C。 注射壓力：盡可能地使用高注射壓力。典型用途 電氣和商業(yè)設備（計算機元件、連接器等） ，器具（食品加工機、電冰箱抽屜等） ，交通運輸行業(yè)（車輛的前后燈、儀表板等） 。C料筒溫度：前段　240～280176。C；后段　240～270176。C 注射壓力： 80～130MPa保壓力?。?0～50MPa 注射時間：0～5S保壓時間：20～80S 冷卻時間： 20～50S成型時間：50～130S 　 塑件的計算計算塑件重量是為了選用注射機及確定模具型腔數(shù)。 成型溫度：230～250℃。（通過軟件計算）計算塑件重量：W=Vρ＝ 179。=故塑件的重量為：63 分型面與型腔布局 分型面的設計開模時能拿出制件跟流道系統(tǒng)凝料的可分開的接觸面叫做分型面。選擇分型面的方向盡可能跟注塑機開模方向成九十度角，非一般情形時選用跟注塑機開模方向平行。(2) 要符合制件的表面質(zhì)量規(guī)定。(4) 應盡量確保制件的精度規(guī)定。(6) 應有利于排氣。因為該制品的外形不規(guī)則，確定分型面的時候，要符合上述的幾點。7圖 31 分型面 型腔的布局要確保模具和注射機的生產(chǎn)能力相符合，增加制造效益，以及確保制品的精度，設計模具的時候必須定好型腔個數(shù)。生產(chǎn)數(shù)量不大時用一個型腔模具；生產(chǎn)數(shù)量較大時則選用兩個及以上型腔模具。原因是兩個及以上型腔模具的不同型腔的成型環(huán)境跟熔體流到每個型腔的速度不一樣，導致制品精度要求較好時，通常選用一個型腔的模具。該制品外形輪廓不規(guī)則，如果型腔數(shù)太多，將增加模具制造難度，提高模具費用，所以選擇四個型腔的模具 [6]。所以模具設計時要清楚模具跟注塑機之間的關(guān)聯(lián)，明確注塑機的技術(shù)要求。按注塑機外形可分為：立式注塑機、臥式注塑機和角式注塑機三種，使用較普遍的是臥式注塑機。作業(yè)時模具安裝在動模座板和定模座板上，通過閉模系統(tǒng)閉模然后鎖死模具，注塑系統(tǒng)把原料運送到料筒中加熱至塑化，然后把熔融的塑料射到模具型腔中。臥式注射機重心低，操作簡易，且制品推出便可以自東東下落，便于到達無需人工作業(yè)。3cm立式注射機：注塑系統(tǒng)跟閉模裝置的中心線跟地面成九十度的注射機。角式注射機：注塑系統(tǒng)跟閉模裝置的中心線成九十度布置的注塑機。根據(jù)全方位考慮以及考慮制品材質(zhì) ABS 的特性最終決定采用臥式注射機。澆注系統(tǒng)凝料體積地預算，根據(jù)以往經(jīng)驗公式按制品體積的 1/5~1 倍來計算。正確設計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要 [8]。圖 41 澆注系統(tǒng)1主流道， 2分澆道 1， 3分澆道 2， 4分澆道 3，5澆口，6型腔， 7冷料穴 確定澆注系統(tǒng)的原則注塑機噴嘴到模具型腔澆口的這一段塑料流動的通道叫做流道系統(tǒng)或澆注系統(tǒng)。流道系統(tǒng)通常分成普通澆注系統(tǒng)跟熱澆道澆注系統(tǒng)。對于澆注系統(tǒng)設計的基本原則有：(1) 認識塑料的特性 注塑成型時注塑機料筒中的塑料已變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，所以認識用來成型塑料熔融狀態(tài)的流動性能、溫度和剪切速率跟粘度有著及其重要的關(guān)系。(2) 要盡可能的減小或防止產(chǎn)生熔接痕 在澆口位置的選擇時，還要注意盡可能防止熔接痕的產(chǎn)生。(3) 使凹模中的氣體順利排出 流道系統(tǒng)必須可以使熔融狀態(tài)的塑料布滿凹模的每個11角落，以至于可以把流道系統(tǒng)和凹模中已存在氣體排到模外。(4) 避免凸模的走樣以及鑲件的錯位 流道系統(tǒng)設計時必須盡可能地防止熔融態(tài)的塑料直接沖擊較小的凸模或鑲件，才能避免塑料的沖擊力導致小的凸模走樣以及鑲件的錯位。保持較理想地流動狀態(tài)，讓制品可以完好成型。 主流道的設計把熔融狀的塑料到達凹模時的第一段通道稱作主流道，其外形輪廓跟大小對塑料的流動快慢以及填充速度有重要的關(guān)系。~5176。主流道內(nèi)表面粗糙度通常是 上下。21(2) 要減小熔料地流動阻力，主流道尾端跟分流道連接的地方要用圓角過渡，半徑為r=1～4mm。臥式注射機使用的模具中，主流道通常與分型面呈九十度，主流道的外形輪廓跟大小如圖 42 所示。 ??1246Rm??H＝ ㎜ 95㎜ ㎜Ltan?LdD13 分流道的設計接連主流道跟澆口的進料通道叫作分流道。還可以把塑料熔體均勻的布滿到每一個型腔，故選用平衡式分流道如圖 42 所示。太大直徑的分流道冷卻速度不快，而且還增加模塑時間。澆口的選用以及位置的確定是否適合，對制品是否可以完整和高質(zhì)量的注塑成型有著重要的影響 [9]。限制性澆口是流道系統(tǒng)里截面尺寸最小的地方，通過截面積地改變，讓分流道中的塑料熔體速度加大，增加剪切速率，減小粘度，讓它變成最好的流動狀態(tài)，可以快速均勻地布滿凹模。澆口種類很多，各式形狀澆口的尺寸跟特點及使用環(huán)境差異。本次設計選用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口是常見的方形截面澆口，它能便捷地調(diào)整填充時的剪切速率跟封閉時間。經(jīng)常應用在兩板式多型腔模具以及斷面尺寸較小的制品，還具有對每種塑料的成型適應性都很好的特點。要做到這一點必須使：1)流程(包括分支流程)為最短；2)每一股分流都能大致同時到達其最遠端；3)應先從壁厚較厚的部位進料；4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。14根據(jù)以上設計原則，此設計采用點澆口。因為型芯、型腔件直接跟高溫，高壓的熔體接觸，而且在脫模時還重復跟塑料產(chǎn)生相對運動。注塑模具的組成部件比較復雜，普通的注射模也有較多零件構(gòu)成。然而，因為塑料制件的輪廓、大小和精度都不一樣，制件的需求數(shù)量跟塑料種類也各異。注塑模鋼材的性能要求如下：(1) 機械加工性能良好；(2) 拋光性能優(yōu)良；(3) 不易被磨損以及抗疲勞性能優(yōu)良；(4) 型芯部分強度高；(5) 具有耐腐蝕性能；(6) 有一定的熱硬性。 成型零部件的結(jié)構(gòu)設計 凹模（型腔）的設計凹模的種類主要有以下兩種：(1) 整體式凹模直接在模架板上制造凹模。然而一般模架的模板材料是常用的中碳鋼，但是它的使用壽命不長，如果選用好的材料模板加工整體型腔，那么制造成本就會很高。16(2) 組合式凹模結(jié)構(gòu)通常由兩個以上的零件構(gòu)成的凹模叫作組合式凹模。1) 整體嵌入式凹模把比制件外形較大較好的材料加工成型腔，然后把這個型腔鑲到模板中固定。同時確保了型腔的使用壽命，還能做到合理利用高價的鋼材。2) 局部鑲?cè)胧桨寄．斖庑屋喞灰?guī)則跟某些局部較容易磨損的型腔，把不方便制造或是容易磨損的部分設計成嵌入形式，安裝到凹模主體上。3) 四壁拼合式凹模如果是大型輪廓不規(guī)則的型腔，選用把型腔四周制造后嵌到模具里，然