【正文】 (℃ ) 50 噴嘴溫度(℃ ) 175 后段溫度(℃ ) 180～ 210 模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 11 中段溫度(℃ ) 210～ 230 前段溫度(℃ ) 200～ 210 注射壓力(MPa) 80 保 壓 力（ MPa） 60 注射時間(s) 4 保壓時間 （ s） 25 冷卻時間(s) 25 其他時間（ s） 2 成型周期(s) 60 成型收縮(%) 預(yù)熱 干燥溫度 (℃ ) 80 ～95 預(yù)熱 干燥時間 (h) 4～ 5 資料來源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 年 2 月，第 67 頁 注射機型號的確定 注射模具是安裝在注射機上使用的。注射機為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。 由公稱注射量選擇注射機 利用 CAD 測量工具可以測得塑件體的體積為 （ 1）單個塑件 體積： V1= 104mm3=, 質(zhì)量m= =。 模具設(shè)計時，塑件成型所需的塑料熔體的總?cè)萘炕蛸|(zhì)量需在注射機額定注射 80%內(nèi)。 由鎖模力選擇注射機 塑料制件在分型面上的投影面積為 A1=。 P型 （ ） = 該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如下所示： 表 42 注射機 XSZY250 技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 式 拉 桿 內(nèi) 間距 /mm 448 370 理論注射容積/ cm3 250 模 板最大行程 /mm 500 螺桿直徑 / mm ?50 最 大 模 具厚度 /mm 350 注射壓 / MP a 130 最 小 模 具厚度 /mm 200 注射速率 / g/s 200 鎖 模 形 式/mm 液壓 注射行程 / mm 160 模 具 定 位孔直徑 /mm Φ125+60 螺桿轉(zhuǎn)速 / r/min 25 ～89 噴 嘴 球 半徑 /mm 18 模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 14 塑化能力 / g/s 噴嘴 孔 直徑 /mm ?4 鎖模力 / KN 1800 模 板 尺 寸（ mm） 598 520 資料來源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 年 2 月 ，第 98 頁 型腔數(shù)量以及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 型腔數(shù)量校 核 為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計前應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。 而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機額定最大注射量的 20%，故可得， n=，所以型腔的數(shù)目?。?n=1。 。 注射壓力校核 注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓能否滿足制品成型的需要。P 為塑件成型時所需要的注射壓力 ,一般取 P=40～ 200Mpa.制品成型時所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種、注射機類型、噴嘴形式、制品形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。 安裝尺寸校核 噴嘴尺寸校核 為了使注 塑模能夠順利地安裝在注射機上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，在設(shè)計模具時必須校核注射機上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因為不同型號和規(guī)格的注射機，其安裝模具部分的形狀和尺寸各不相同。 注射機噴嘴前端的球面半徑 r 和孔徑 d 與模具澆口套始端的球面半徑 R 及小孔徑 D 應(yīng)吻合 ,以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。 所以，注射機噴嘴尺寸是標(biāo)準，模具的制造以它為準則。 該模具 d=3mm(見表 42)，取 D=,符合要求。定位圈直徑 D 為與注射機定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機的定位孔直徑確定，定位環(huán)與注射機定模固定板定位孔相配合，配合精度為 H11/b11，以便于裝模。 注射機 定位孔尺寸為：Φ （見表 42），由所選模架可知定位圈尺寸取 ?,符合要求。所以 模具厚度必須滿足下式： minH ? mH ? maxH （ ） [5] 式中 mH ——所設(shè)計的模具厚度 ； minH ——注塑機所允許的最小模具厚度 200 mm； maxH ——注塑機所允許的最大模具厚度 350 mm。 安裝模具固定方式 模具在注射機上動、定固定板上的安裝方法有用螺釘固定法和用壓板固定法兩種。對于重量較大的大型模具，采用螺栓直接固定較為安全。 模具的長 度與寬度 這要與注射機的拉桿間距相適應(yīng) ,使模具安裝時可以穿過拉桿空間在動、定模固定板上固定。 開模行程的校核 模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 19 注射機最大開模行程與模厚無關(guān)時的校核 ? ?12 5 10S H H m m? ? ? 式中： H1—— 應(yīng)根據(jù)具體情況而定，以能順利取出塑件為準； H2—— 塑件的高度； 由上圖可知， H1==70mm, 所 以總的 開模行程為5+70+10=85mm.。 第四章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔的確定 為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計前應(yīng)確定合理的型腔數(shù)目。 制品成型位置及分型面的選擇 在注塑過程中，打開模具用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱為分型面。分型面是決定模具機構(gòu)形式的重要因素，分型面選擇的是否合適對塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能都有很大影響，它決定了模具的機構(gòu)類型，是模具設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。在選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下原則： 模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 20 （ 1） 應(yīng) 便于塑件脫模 和簡化模具結(jié)構(gòu)，選擇分型面應(yīng)盡可能使塑件 開模時留在動模。 （ 2） 分型面應(yīng)盡可能的選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消除和修整。 （ 4） 分型面的選擇應(yīng)便于模具零件的加工 。 澆注系統(tǒng)設(shè)計 注射模的澆注系統(tǒng)是塑料熔體從注射機的噴嘴進入模具開始到型腔為止所流經(jīng)的通道。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計的正確與否直接關(guān)系到注射成型的效率和塑件質(zhì)量。在設(shè)計模具澆注系統(tǒng)時，首先考慮使得塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失。最后，應(yīng)容易修除制品上的澆口痕跡。 （ 2）采用 盡量短的流程，以減小熱量與壓力損失。 （ 4）防止型芯變形和嵌件位移。 （ 6）澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮。 （ 8）盡可能使塑件不進行或少進行后加工，成型周期短，效率高。 主流道設(shè)計 主澆道即從注射機噴嘴開始到分流道為止的熔融塑料的流動通道。目前最為普遍的主流道結(jié)構(gòu)，是以澆口套形式鑲?cè)?模板中，這種主流道適用于所有注射模具。主流道的基本尺寸通常取決于兩個方面：第一個是使用的塑料種類，所成型制品的質(zhì)量和壁厚。 主流道設(shè)計時，其設(shè)計要點如下： （ 1）一般主澆道設(shè)計成圓錐形，錐度為 2?4?。查參考文獻 [1]可得， 聚丙烯 的流動性良好，取 2176。內(nèi)壁表面粗糙度 aR 小于 ～ m，這里取 um? 。由 可知澆口套始端球面半徑 R=12mm,噴嘴直徑為 D=。 R=(12+2)mm=14mm 進口直徑： D=(+)=。這里取 h=3mm。通常將主流道襯套在淬火后嵌入模具中，這樣在損壞時便于更換或修磨。澆口套與澆道板配合為 H7/m6。 （ 4）在保證塑料良好成型的前提下， 主流道長度 L 應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。由于此塑件采用側(cè)澆口，導(dǎo)致主流到的長度加大，所以 取 L=100mm。 （ 6）為了使主流道與噴嘴和料筒對中，將定位環(huán)與主流道設(shè)計成組合結(jié)構(gòu)，定位環(huán)與注射機定模固定板定位孔相配合，配合精度為 H11/h11，澆口套總長 L0=100mm 冷料穴的設(shè)計 冷料穴的作用：貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動的前鋒冷料，防止熔體冷料進入型腔。冷料穴分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。其作用是防止在注射時將冷料注入型腔，而使制品產(chǎn)生缺陷。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道大端直徑。具體見圖 澆注系統(tǒng)截面圖。一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn) 向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道 的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 取斷面直徑為 6mm。 分流道熔體體積流量： qv=V/nt=200 ? 2 ? 2=25(cm3 /s ) （ ） 式中 qv 熔體體積流量， V 制件體積，通?？扇?V=（ ～ ） Vg， Vg 為注射機的公稱注射量，可知 V=*250=200cm3 ； t 注射時間，由參考文獻 [2] 表 62 可知 t=2s； n—— 分流道個數(shù)，這里取 n=2. 澆口的位置、數(shù)量的確定 澆口 是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補料時間以及防止倒流等作用。一般情況澆口采用長度很短（ ～ 2mm）而截面很狹窄的小澆口， 因此流動阻力很大，細微的變化都會對塑料熔體的充填產(chǎn)生很大的影響。澆口模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 26 的數(shù)目和位置主要影響充填模式，而澆口的形狀與尺寸主要影響熔體流動性質(zhì)。 澆口位置的選擇將 影響塑料件的 填充行為 、 制品的最終尺寸（公差） 、 收縮行為 、 翹曲 和 機械性能水平 、 表面質(zhì)量（外觀） 。 （ 2）澆口的位置應(yīng)有利于流動排氣和補料。 （ 4）澆口位置及數(shù)量應(yīng)有利于減少熔接痕和增加熔接強度。 （ 6）澆口的位置應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位。這里澆口的 的斷面形狀設(shè)計為圓角梯形，其截面厚度 h 通常取澆口處壁厚的1/3～ 2/3,這里取 h=1mm；其截面寬度 b 取 8h,b=8mm；澆口長度取l=1mm。 所以，我們繼續(xù)進行下面的分析。對一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗公式表示： （ 1）主流道剪切速率校核 / 100Q Q T??公主 V （ 3/cms ） （ ） [2] 式中 T 為 注射時間， T=2（ S） ； 12 0 .3 2 54n ddR ??? （ cm ） （ ） [2] 式中 nR —— 主流道的平均當(dāng)量截面半徑 ； 1d —— 主流道小端直徑， 1 5d? mm ； 2d —— 主流道大端直徑 ， 2 8d ? mm ； 3333 . 3 3 . 3 1 0 0 3 . 0 6 1 03 . 1 4 3 . 2 5nQR R? ?? ? ? ??主主 S 1? （ 2）分流道剪切速率的校核 4 ??主分 25（ cm3 /s） 模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 28 nR? nQR R?? 分分 =103 S1? （ 3）澆口剪切速率 的校核 R 當(dāng)n =1mm。 433 . 3 2 . 7 1 0nQR R?? ? ?澆澆 S1? 從以上的計算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明 流道與澆口的尺寸取值是合理的 。如果排氣不良有以下危害性： （ 1）在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接痕，使表面輪廓不清； （ 2）嚴重時在塑件表面產(chǎn)生焦痕； （ 3）降低沖模速度，影響成型周期； （ 4）形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。一般有以下幾種排氣方式： （ 1）排氣槽排氣； 模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計 29 （ 2）分型面排氣； （ 3）拼鑲件縫隙排氣； （ 4）推桿間隙排氣； （ 5）粉末燒結(jié)合金塊排氣； （ 6）排氣井排氣； （ 7）強制性排氣。 成型零部件設(shè)計 成型零部件的設(shè)計應(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。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，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。塑件尺寸的公差值可由參考文獻 [5] 表 31 可得出。具體的設(shè)計及計算如下。本塑料若采用整體式雖然結(jié)構(gòu)簡單、牢固、不容易變形，塑件無拼縫痕跡，但將造成加工困難，浪費材料，更換不便，增加成本等一系列問題。這樣可以改善加工工藝性，減少熱變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。為使內(nèi)壁接縫緊密，其連接處外側(cè)留有 的間隙。凹模按其結(jié)構(gòu)可分為六種， ；； ； ； 壁拼合式凹模； 。 型腔的徑尺寸計算 塑件外形尺寸： ? ，