【正文】 的可能。模溫宜控制在 3050℃范圍內(nèi)。 PP在熔化過(guò)程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。 作為一種通用塑料用于汽車(chē)保險(xiǎn)杠， PP本身存在一些不足，如耐低 溫性能和尺寸穩(wěn)定性較差。傳統(tǒng)的保險(xiǎn)杠改性專(zhuān)用料配方為 :PP、彈性體 [如 EPDM/二元乙丙橡膠 (EPR)]和滑石粉，其中， PP基礎(chǔ)樹(shù)脂以均聚 PP 為主。近年來(lái)， PP 反應(yīng)器內(nèi)增韌技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)方興未艾，反應(yīng)合成熱塑性聚烯烴 (rTPO )的性能達(dá)到或接近了汽車(chē)保險(xiǎn)杠的性能，有的已直接用于注塑成型汽車(chē)保險(xiǎn)杠，使保險(xiǎn)杠成本大幅度降低。 在設(shè)計(jì) 時(shí) 應(yīng)注意 PP塑料的 一些相關(guān)問(wèn)題。 塑料 PP的 一些注塑 工藝參數(shù)見(jiàn)表 1。在塑料的實(shí)際生產(chǎn)中，成型會(huì)對(duì)制件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸精度等提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，保證成功 產(chǎn)出性?xún)r(jià)比高的塑料制件 。 這次設(shè)計(jì)的 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 電池充電座 整體體積 一般 ，外形雖然規(guī)則，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。 （ 1） 塑件壁厚 塑料制件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素。另外，壁厚太薄，流動(dòng)阻力加大，造成塑料的填充不滿(mǎn)，成型比較困難。 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 17 從參考實(shí)體上測(cè)量出，制件的大部分壁厚比較均勻，大約為 30～ 35mm，某些部位的厚度可以達(dá)到 45~55mm。這樣的修改有利于制件的注塑，保證了制件的質(zhì)量。 從 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 電池充電座 的實(shí)體 參考 模型可以看出 ，制件的底部是水平平面，因此 開(kāi)模方向 應(yīng)該 垂直于底部方向，由下往上頂出。 （ 3） 拔 模斜度 為了制件可以順利從模腔中脫出，在平行于開(kāi)模方向的制件表面上，必須設(shè)計(jì)一定的拔模斜度。 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 18 設(shè)計(jì)之前，對(duì)制件定義的拔模角度為 3176。 由于制件的壁厚 相對(duì)比較薄，不能設(shè)計(jì)太大的拔模角度，根據(jù)設(shè)計(jì)當(dāng)中出現(xiàn)的情況，所以 對(duì)于這個(gè)制件設(shè)計(jì)了 1176。 （ 4） 加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋是制件上的突出物，用來(lái)改善制件的強(qiáng)度和剛度。 從參考實(shí)體上可以看到，制件在兩個(gè)通孔中間 的位置 合理設(shè)置了加強(qiáng)筋。 制件中 加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)同時(shí)能承受較大的頂出力，有利于布置頂桿。 （ 5） 制 件的尺寸與精度 不同塑料材料有其固定的標(biāo)準(zhǔn)收縮率，收縮率小的材料，產(chǎn)品的尺寸誤差就很小，容易保證尺寸精度。 根據(jù)參考實(shí)體的尺寸，設(shè)計(jì)的制件 的 幾何 尺寸（長(zhǎng)寬高）為 772 x 242 x 221（ mm），尺寸的公差為 ? 或更大。 從實(shí)體上可以看出， 制件在面與面之間 的交接處 都設(shè)計(jì)了圓角過(guò)渡，這樣不僅可以避免制 件尖角處的應(yīng)力集中，提高制件強(qiáng)度，而且可以改善熔料的流動(dòng)狀態(tài)，降低充模阻力，使充模更容易。 另外，加強(qiáng)筋的頂端及根部等處也應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角。 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 19 使用 Pro\E 實(shí) 體功能 ， 可以自動(dòng)計(jì)算出制件的體積為 337 1 4 1 2 910*1 2 8 8 1 0 cmmmV ?＝制 ， 根據(jù)測(cè)出的體積，以及制件所用塑料的密度，可以算出每個(gè)制件的質(zhì)量， gVM ???? 制制 ? 由于模具采用一模 一 腔，所以制件總的質(zhì)量為 ： 制M＝ 型芯型腔部分分析 型芯型腔部分分析 是現(xiàn)在大部分模具 公司在對(duì)制件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前的一項(xiàng)初步構(gòu)思設(shè)計(jì)。 成型澆口位置選擇與類(lèi)型 從制件的實(shí)物特征分析，一方面是考慮到熱噴嘴的尺寸在制件上的定位問(wèn)題，另一方面是考慮到頂桿的排布問(wèn)題，所以將澆口的位置 設(shè)在制件的底部凹槽的中間位置 上 。 使用 所選的澆口位置進(jìn)行分析，澆口的 位置 如圖 7所示。 分型面的選擇 的 好壞對(duì)制件 的 質(zhì)量 、模具結(jié)構(gòu)及其制造、生產(chǎn) 操作 的 難易 等 都有很大的影響。 通常遵循以下原則： 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 20 （ 1） 分型面的選擇應(yīng)有利于 制件的 脫模 和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) ； （ 2） 分型面 應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的位置，但要 方便溢料的消除和修整 ； （ 3） 分型面應(yīng) 有利于排氣 ； （ 4）分型面的選擇應(yīng) 保證制件的尺寸精度和外觀質(zhì)量要求等； （ 5）分型面的選擇應(yīng)有利于模具 零件的加工與制造 ； （ 6）分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)向抽芯 [2] [3] [4]。的脫模斜度。 這樣有利于 制件的脫模而且不會(huì)影響制 件的外觀質(zhì)量，還可以利用其間隙和型芯、推桿等間隙排氣。利用 設(shè)計(jì)出一個(gè)制件的 型心、型腔 形狀，如圖 18所示。多型腔在模具上通常采用圓形排列、 H型排列、直線型排列以及復(fù)合型排列等。 制件屬于 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 電池充電座 上的一個(gè)零件，是屬于大批量生 產(chǎn)的產(chǎn)品，所以采用 多型腔的排列，設(shè)計(jì)為 一模 兩 腔的布局方式 。 在 ，將之前所設(shè)計(jì)好的型芯型腔復(fù)制，并分別將型芯和型腔做成一個(gè)組合，如圖 19 所示， 方便 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 。 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 22 圖 19 分型 根據(jù)前面 DFM的構(gòu)思，以底面為分型面創(chuàng)建出型芯和型腔。 （ a） 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 23 （ b） 圖 20 型芯部分 (a)單個(gè)型芯部分 （ a） 單個(gè)型腔部分 圖 21 型腔部分 模架的選擇與調(diào)入 概述 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 24 在現(xiàn)代模具工 業(yè) 中，模具設(shè)計(jì)主要是對(duì) 成 型 制件 外形的凹、凸模 （型腔、型芯） 零件以及開(kāi)模和脫模方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，而模具上的大部分零部件可以從專(zhuān)門(mén)廠家直接選購(gòu) ，對(duì)于 一些特殊的，也可以要求廠家另外加工生產(chǎn)。 總的來(lái)說(shuō)，模具零件的選購(gòu) 大大節(jié)約了模具制造時(shí)間和費(fèi)用。 標(biāo)準(zhǔn)模架 的 分類(lèi) 注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)模架有很多種類(lèi)， 而塑料注塑模模架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即《塑料注塑模中小型模架及技術(shù)條件》和《塑料注塑模大型模架》。 其中，在廣東珠江三角洲地區(qū)，流行的港臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)基本是一樣的。 大水口模架 是 指采用除點(diǎn)澆口外的其它 澆口形式的模具（二板式模具）所選用的模架，小水口模架 是指澆 口采用點(diǎn)澆口模具（三板式模具）所選用的模架。 選擇模架 市場(chǎng)上，模架的種類(lèi)有很多，不同廠家生產(chǎn)出來(lái)的模具也存在差異。 根據(jù) 前面的分析 ，確定采用點(diǎn)澆口，選擇龍記公司提供的小 水口標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)。型芯型腔總的 長(zhǎng) 度為 880mm，寬 為 390mm以及 一模 一 腔的布局 形式，根據(jù)前面提到的經(jīng)驗(yàn)值數(shù)據(jù)，在型芯型腔較 長(zhǎng) 一側(cè)的方向上，左右兩邊 加 上160mm的 距離， 則 總的長(zhǎng)度 為 1200mm， 型芯型腔在 寬 的 方向上 ， 由于需要設(shè)計(jì) 側(cè) 抽芯機(jī)構(gòu) ，所以 每 一邊加 上 180mm的 距離，則總的 長(zhǎng)度為 750mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇 A板的厚度為 395mm， B板的厚度為 270mm，因?yàn)橹萍罡叩木嚯x為 221mm，所以選擇標(biāo)準(zhǔn)方鐵 240mm，其它 尺寸按原先的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定。由于本次設(shè)計(jì)的模具是熱流道型注塑模設(shè)計(jì)，在模架里面要放置熱流道系統(tǒng)，所以在普通注塑模架的基礎(chǔ)上，在 A板的上面設(shè)計(jì)增加了 兩 塊板，如圖 22所示。所以注塑模具的澆注系統(tǒng)是指從注射機(jī)噴嘴到型腔的塑料熔體的流動(dòng)通道。因此，澆注系統(tǒng)的作用是保證塑料熔體順利、平穩(wěn)地填充到型腔當(dāng)中，在這個(gè)過(guò)程中，把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以便于獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。 （ 7）澆注系統(tǒng)的排氣要良好，能夠順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)成渦流和紊流，并能使模腔內(nèi)的氣體順利排除 [3] [4] [10]。其中 澆口又稱(chēng)進(jìn)料口，是連接 分流道末端 與型腔 入口 之間的一段細(xì)短的流道（直接澆口除外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 所以在一般的 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ，澆口的設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)： （ 1）澆口的位置應(yīng)使充模的流程最短； （ 2）澆口的位置應(yīng)有利于排氣； （ 3）澆口的位置的選擇應(yīng)該避免制件的變形； （ 4）澆口的位置避免選擇在細(xì)長(zhǎng)薄壁上； （ 5）澆口的位置設(shè)計(jì)應(yīng)該避免產(chǎn)生熔接痕 [2] [11]。 熱流道 系統(tǒng) 概述 熱流道系統(tǒng)是相對(duì)于冷流道系統(tǒng)說(shuō)的，熱流道注塑模是無(wú)流道凝料注塑模中最常見(jiàn)的一種，是注塑成型技術(shù)發(fā)展的新階段。 熱流道注塑模 與一般注塑模具 （冷流道注塑模具）相比，具有 以下 幾方面的優(yōu)勢(shì)： （ 1）由于有加熱器，流道凝料不需脫模，整個(gè)注塑過(guò)程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ， 從而大大提高了材料利用率； （ 2） 對(duì)澆口系統(tǒng)的統(tǒng)一控制， 使長(zhǎng)流程流道成為可能，保證多型腔注塑生產(chǎn)的一致性，提高了制件的精度； （ 3） 澆注系統(tǒng)更人性化，通過(guò)溫度控制可實(shí)現(xiàn)充模過(guò)程的平衡； （ 4）減少進(jìn)料系統(tǒng)壓力損失，充分利用注塑壓力，有利于保證制件質(zhì)量 ； （ 5） 與雙分型面的三板模相比，流道更短； （ 6） 保壓時(shí)間更長(zhǎng)，減小塑料制件的收縮率。 典型的熱流道結(jié)構(gòu)，主要由主流道噴嘴、流道板、噴嘴、加熱和測(cè)溫元件 以及其他安裝和緊固零件組成。 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 27 噴嘴 熱流道噴嘴是熱流道系統(tǒng)的終端，它包括加熱器，熱電偶和澆口。 熱流道噴嘴也是熱流道系統(tǒng)的購(gòu)置部件，包括主流道噴嘴和注射點(diǎn)的噴嘴。主流道噴嘴可直接注射成型塑料制件的型腔，也就是沒(méi)有分流道和流道板，這種熱流道噴嘴被稱(chēng)為單噴嘴。 本文設(shè)計(jì)的是后者，注射機(jī)射來(lái)的熔體經(jīng)過(guò)主流道杯送到流道板里面的分流道，后經(jīng)注射點(diǎn)的噴嘴由澆口進(jìn)入模具型腔內(nèi)。不帶澆口的噴嘴，有輸出的流道，把熔體導(dǎo)入到注射點(diǎn)。 分類(lèi)也有很多種，以下是其中一些分類(lèi)形式： 從加熱類(lèi)型分類(lèi)，噴嘴有 外部加熱、內(nèi)部加熱、兩者混合加熱。 從澆口類(lèi)型分類(lèi)，有 開(kāi)式噴嘴 、 頂針式噴嘴 、 開(kāi)關(guān)式噴嘴和邊緣式噴嘴 ，熱流道行業(yè)通常以澆口的類(lèi)型來(lái)命名噴嘴。 除了按以上的形式來(lái)分類(lèi)外，還有按噴嘴的流道分類(lèi)、按澆口布置和噴嘴的殼體分類(lèi)等等 [13]。其中，加熱魚(yú)雷頂針式噴嘴 有較小的徑向直徑，較多地用于多型腔的小制件注塑。 流道板的結(jié)構(gòu)繁多，而且 隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，該部件的技術(shù)也在不斷發(fā)展。 其中 管式流道板雖然體積小、 熱效率高、防腐蝕，但是需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，而且加工和裝配也較為困難。 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 28 板 式結(jié)構(gòu)的 流道板懸架在熱板框中，上有定模固定板，下有定模板 （有時(shí)會(huì)在定模板上添加一塊板） 。為了與外界絕熱，流道板的上下平面以及它的四周和模板間都有間隙。流道板的邊緣還設(shè)計(jì)有止轉(zhuǎn)定位銷(xiāo)，它在模板平面的徑向，必須有足夠的間隙，它只能限制流道板的轉(zhuǎn)動(dòng)。 熱流道板的選擇或設(shè)計(jì)有些基本要求必須滿(mǎn)足 ：對(duì)于多型腔的塑料 充模要有合理的分配；流道板加熱升溫較快，且溫度控制可靠有效；流道板與模具的絕熱良好，且與噴嘴間無(wú)熔體泄漏等等。為了 實(shí)現(xiàn)充模的平衡，可以通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)： （ 1）通過(guò)設(shè)計(jì)相等的流徑長(zhǎng)度，給予幾何參量的平衡，也就是自然平衡。流道分叉后，常見(jiàn)的有一分二、一分三 和 一分四 ，將流道合理的縮小。這種平衡相對(duì)于自然平衡，流道的長(zhǎng)度較短，總的體積較小，因此流道板較簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。 本次設(shè)計(jì)為一模 兩 腔，而且制件需要 左右的側(cè) 抽芯結(jié)構(gòu)，為了保證塑料熔體在相等的壓力和相同的溫度和速率輸送到每個(gè)型腔，所以選擇一字型熱流道板， 流道設(shè)計(jì)為 一 層次的排布方式， 如圖 24所示。流道直徑小于φ 6mm 將使傳輸壓力降過(guò)大，流道直徑大于φ 10mm 則會(huì)使熔體在流道中花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，但是大型制件的流道直徑有達(dá)到φ 16mm。在多層分流道直徑計(jì)算時(shí)，推薦采用下式 [13] 基于 并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 29 3/1 11 ?? ? jjj Ndd （ 11） 式中 jd —— 上游流道的直徑； 1?jd —— 下游流道的直徑； 1?jN —— 下游流道分支數(shù)。 注塑模的熱流道 系統(tǒng)的裝配 這次設(shè)計(jì)的注塑模熱流道部分主要由噴嘴，流道板 等 組成，如圖 25所示。下面的裝配步驟是大多廠家所執(zhí)行的。 。 。如果用螺栓聯(lián)接的，將流道板固定在定模板上（或附加板上） 。 （ 5） 配合所有的承壓圈，獲得制造商推薦的間隙，間隙的大小要根據(jù)噴嘴加熱后的膨脹系數(shù)等來(lái)計(jì)算。然后再次安裝流道板。 流道板在受熱之后會(huì)線膨脹，每 100℃ 的升溫， 100mm就有 的膨脹，如果 裝配 不正確，很容易會(huì)產(chǎn)生高壓泄料 [16]。模具設(shè)計(jì)人員除了必須了解注塑成型工藝的規(guī)程外，還應(yīng)熟悉有關(guān)注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格和使用性能，這樣才能使設(shè)計(jì)出來(lái)的模具便 于在注塑機(jī)上安裝和使用。 1959年世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī)的問(wèn)世，推動(dòng)了注塑成型工藝的發(fā)展。目前用的較多的分類(lèi)方法有以下幾類(lèi)。 （ 2） 按 塑料在料筒中的塑化方式分類(lèi)，分柱塞式注塑機(jī)和螺桿式注塑機(jī)。 目前，注塑機(jī)的規(guī)格各國(guó)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) ，有 的以注射量為主要參數(shù)，有的以鎖模力為主要參數(shù)，國(guó)際上趨于用注射容量（指注射壓力為 100MPa時(shí)的理論注射容量） /鎖?；?并 行工程 汽車(chē)保險(xiǎn)杠 熱 流道模具 設(shè)計(jì) 31 力來(lái)表示注塑機(jī)的主要特征 [