【正文】 最小。要做到這一點(diǎn)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(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端；3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料；4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。14根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，此設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口。圖 44 澆口圖155 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 成型零部件的要求及選材直接跟塑料熔體接觸形成制件內(nèi)外形輪廓的零件叫做成型零件，形成制件外形的成型零件叫做凹模( 或型腔) ，形成制件內(nèi)部輪廓的成型零件叫做凸模(或型芯)。因?yàn)樾托?、型腔件直接跟高溫，高壓的熔體接觸，而且在脫模時(shí)還重復(fù)跟塑料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以型芯、型腔件必須具有一定的硬度、剛度、強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性跟足夠小的表面粗糙度。注塑模具的組成部件比較復(fù)雜，普通的注射模也有較多零件構(gòu)成。這些零件在作業(yè)時(shí)所處的情況跟作用各異，所以對(duì)材料的要求也各異。然而，因?yàn)樗芰现萍妮喞?、大小和精度都不一樣，制件的需求?shù)量跟塑料種類也各異。所以必須注意每個(gè)對(duì)應(yīng)情況，對(duì)注射模零件的材料進(jìn)行選擇。注塑模鋼材的性能要求如下：(1) 機(jī)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(qiáng)度高；(5) 具有耐腐蝕性能；(6) 有一定的熱硬性。本設(shè)計(jì)凸凹模板皆選用 CrWMn 的模具鋼。 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模（型腔）的設(shè)計(jì)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。其優(yōu)點(diǎn)是加工成本低。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(zhǎng)，如果選用好的材料模板加工整體型腔，那么制造成本就會(huì)很高。一般情況下當(dāng)成型 1 萬(wàn)次以內(nèi)制件的模具或制件精度要求不高，形狀簡(jiǎn)易的模具可以選用整體式型腔。16(2) 組合式凹模結(jié)構(gòu)通常由兩個(gè)以上的零件構(gòu)成的凹模叫作組合式凹模。根據(jù)組合方式的差異，組合式凹模結(jié)構(gòu)可分為局部鑲嵌式、整體嵌入式、側(cè)壁鑲拼式、底部鑲嵌式和四壁拼合式等形式。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(gè)型腔鑲到模板中固定。其優(yōu)點(diǎn)是“好鋼用在刀刃上” 。同時(shí)確保了型腔的使用壽命，還能做到合理利用高價(jià)的鋼材。當(dāng)型腔磨損后具有維修和更換簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。2) 局部鑲?cè)胧桨寄．?dāng)外形輪廓不規(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(shè)計(jì)成嵌入形式，安裝到凹模主體上。同時(shí)做到節(jié)省了模具材料以及做到讓被磨損的型腔易于維修。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，然后再跟底板組合。這樣既易于加工又省料。本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，凹模二維圖如下所示：17圖 51 型腔二維圖 凸模（型芯）的設(shè)計(jì) 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按結(jié)構(gòu)凸模分為整體式跟組合式兩大類。1) 整體式結(jié)構(gòu) 大多用在工藝試驗(yàn)跟小型模具上形狀不復(fù)雜的型芯，其結(jié)構(gòu)牢固，但制造不方便，用鋼量較多。2) 組合式結(jié)構(gòu) 為了便于加工，形狀不規(guī)則的凸模往往選用拼接組合式結(jié)構(gòu)。這種類型是把凸模單獨(dú)制造出來(lái)后再裝入模板內(nèi)。小凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小凸模是成型制件上的槽或小孔。小凸模單獨(dú)加工后放入模板中。 螺紋凸模跟螺紋型環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 螺紋凸模跟螺紋型環(huán)，前者是成型制件上內(nèi)螺紋而后者是成型制件外螺紋的活動(dòng)嵌件。1) 螺紋凸模的結(jié)構(gòu) 螺紋凸?？煞殖芍苯映尚椭萍系穆菁y孔以及固定螺母鑲件兩種，這兩種螺紋凸模的結(jié)構(gòu)不存在太大差異。用來(lái)成型制件上螺孔的螺紋型芯在設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意塑料的收縮率，它的表面粗糙度要小于 Ra，通常都有 176。的脫模斜度，18螺紋凸模跟模板的配合是 H8/f8。2) 螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu) 型環(huán)跟模板的配合用 H8/f8，配合長(zhǎng)度為 3~5mm，為了安裝方便配合段之外還要有 3176。~5176。的脫模斜度 [11]。本設(shè)計(jì)采用組合式中的整體嵌入式凸模，結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖 52 型芯二維圖 成型零部件工作尺寸的計(jì)算成型零件的工作尺寸是指成型零件上用來(lái)成型制件部分的長(zhǎng)度，成型零件的制造精度跟質(zhì)量決定了制件的精度跟質(zhì)量。制件尺寸的精度會(huì)約束工作尺寸的計(jì)算，跟制件尺寸精度有關(guān)系的因素較多，主要是模具加工公差、模具的磨損量跟制件收縮率等因素。所以計(jì)算工作零件尺寸的時(shí)候必須按照上面提到的三個(gè)因素來(lái)計(jì)算。 當(dāng)計(jì)算成型零件凹模跟凸模的尺寸，塑料制件跟成型零件尺寸都按照單向極限制來(lái)計(jì)算。孔類尺寸都按其最小尺寸作為公稱尺寸，公差為正；軸類尺寸都按其最大尺寸作為公稱尺寸，公差為負(fù)；孔心距尺寸卻是根據(jù)公差帶對(duì)稱分布的原則來(lái)計(jì)算。每種塑料都存在著本身的收縮性，所以塑件經(jīng)成型后，從模具型腔中取出后，因?yàn)?9冷卻后產(chǎn)品會(huì)收縮尺寸減小，本課題所選的 PC 材料平均收縮率約為 %，模具注塑成型零件工作尺寸的計(jì)算公式如下 [12]： (式 51)??式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸型腔徑向尺寸公式： 假如塑膠平均收縮率為 S，塑件基本尺寸 Ls 為最大的尺寸，公差△為負(fù)偏差，因此塑件平均尺寸為 Ls△；模具型腔的基本尺寸 Lm 為最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為 Lm+δ z/2；型腔的平均磨損量為 δc/2，以 Lm +Z 代表型腔體尺寸, PC 平均收縮率 S 為 %。Lm +δz/2+δc/2=(Ls△/2)+(Ls△/2)S (式 52)經(jīng)整理最終公式為：Lm+δz=[(1+S)Ls(～)△]+δz (式 53)同理，型芯徑向尺寸公式：Lmδz=[(1+S)Ls+( ～)△]δz型腔計(jì)算 )(().75[()]zzmSLL m?? ?? ?????????????型腔高度計(jì)算 )(().[(.)02.]zzmsH?? ?? ??????型芯計(jì)算 00 0011 .24/)(().75[()]mzszlSl m? ?? ????????????型芯高度計(jì)算 00 0011 .4/)(().[(.)9.]97mzszhh? ?? ?????????206 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體布滿凹模時(shí)，就一定要把凹模里的空氣跟流道系統(tǒng)還有塑料在成型中出現(xiàn)的氣體完全地排到模外。假如凹模里由于不同因素出現(xiàn)的氣體不能被完全排出，制品則出現(xiàn)氣泡、并且熔接不牢、表面輪廓模糊和填充不均等問(wèn)題。另外填充的快慢會(huì)受到氣體的阻力影響，所以設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要注意凹模的排氣問(wèn)題 [5]。注塑模具通常有如下三種排氣方法：(1) 借助配合間隙排氣 就單型腔的小型模具而言可以借助活動(dòng)型芯、推桿、活動(dòng)嵌件還有兩個(gè)支點(diǎn)固定的凸模端部和模板的配合間隙來(lái)排氣。(2) 在分型面上設(shè)置排氣槽 分型面上設(shè)置排氣槽是注塑模排氣的主要渠道。(3) 利用排氣塞排氣。注射模的排氣方法通常是借助模具分型面跟配合間隙自然排氣，僅在特別情況下選用設(shè)置排氣槽的排氣方法。排氣槽通常開(kāi)在分型面上動(dòng)模一邊，這樣有利于模具制造和清理。排氣槽尺寸通常是寬 ～6mm，深 ～，當(dāng)塑料不從排氣槽溢出為最好，所以要比塑料的溢料間隙要小。這次設(shè)計(jì)是借助模具分型面跟配合間隙自然排氣。217 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注塑成型的每個(gè)周期中，一定要把制件從模具型腔中推出，這種把制件從型腔中推出的裝置叫做脫模裝置，也可以叫做頂出裝置或推出裝置。 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則；；，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形；； 模機(jī)構(gòu)類型的選擇脫模裝置的種類較多，根據(jù)動(dòng)力來(lái)源可以分成手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓、氣壓等四種推出裝置；根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式又可分為一次脫模、雙脫模、順序脫模、二次脫模、流道系統(tǒng)凝料脫模跟帶螺紋制件脫模等。這次設(shè)計(jì)中推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)源可以選擇機(jī)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)，借助注射機(jī)往返運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的力推出制件。該推出方式效率比較高，花費(fèi)較少，所以得到普遍應(yīng)用。雖然手動(dòng)脫模成本較低，但是其效率不高，在通常情況下，模具都是應(yīng)用于高速生產(chǎn)，比較注重效率。一般情況下不常運(yùn)用。相反的液壓跟氣壓的推出裝置，在相當(dāng)程度上導(dǎo)致了安裝跟調(diào)試時(shí)間加大，減小生產(chǎn)效率。但是卻面增加了生產(chǎn)費(fèi)用，故只有在機(jī)動(dòng)脫模裝置很難脫?；蚴遣荒苊撃５那闆r下，才考慮液壓跟氣壓推出裝置。從模具結(jié)構(gòu)選擇推出方式時(shí)就必須盡可能簡(jiǎn)便，但是有些特殊制件就要按照特定的頂出裝置來(lái)脫模，如螺紋制件脫模機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計(jì)中采用推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)該塑件采用推板推出，其結(jié)構(gòu)排布如圖 71 所示。22圖 71 推板238 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)塑料在成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期跟制件質(zhì)量。模溫太大，成型收縮就會(huì)大，脫模后制件變形率就大，還容易造成溢料跟粘模。溫度太小，又導(dǎo)致熔體流動(dòng)性不好，制件輪廓模糊，表面出現(xiàn)顯著的銀紋等缺陷。如果模具溫不一致時(shí)，凸模跟凹模的溫差太大，制件收縮不一致，就會(huì)使制件出現(xiàn)變形，會(huì)影響制件的形狀跟尺寸精度。一般溫度調(diào)節(jié)包含冷卻系統(tǒng)跟加熱系統(tǒng)兩類。因?yàn)椴煌芰系男阅芗俺尚凸に嚫鳟?，?duì)模具溫度的要求也各異。通常注射到模具里的塑料溫度是200176。C上下，熔體固化制成制件后，從60176。C 上下的模具中脫模，模具溫度的降低是通過(guò)在模具內(nèi)設(shè)置冷卻水把熱量帶走。這次設(shè)計(jì)的制件材料為ABS塑料，在注塑成型時(shí)其具有黏度低，流動(dòng)性好的特點(diǎn)。而且要求模具溫度不高(一般低于80176。C)，依靠調(diào)節(jié)水的流量就能夠調(diào)節(jié)模具的溫度，所以只要開(kāi)設(shè)冷卻裝置。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 [13]：(1) 冷卻回路數(shù)量可以盡可能的多，冷卻流道孔徑可以盡可能的大，一般設(shè)計(jì)直徑為6~12mm；(2) 冷卻通道的布置應(yīng)合理；(3) 冷卻回路要有助于減小冷卻水進(jìn)、出口水溫的差異；(4) 冷卻回路結(jié)構(gòu)要方便制造跟清潔；(5) 冷卻流道到凹模表面的長(zhǎng)度要