卷尺盒蓋注塑模具設(shè)計(jì)【塑料注射模】

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00目錄一 前言 ...............................................2二 卷尺盒蓋設(shè)計(jì)要求及其成型工藝性分析 ....................32.1 產(chǎn)品基本要求 ................................................32.2 塑件結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) ........................................42.3 塑件材料選擇 ...............................................42.4 成型方法及其工藝的選擇 ......................................4三 選擇注塑機(jī)及相關(guān)參數(shù)的校核 ..............................63.2 型腔數(shù)量和排位方式的確定 ....................................73.3 注射機(jī)型號(hào)的確定 ...........................................8四 模具設(shè)計(jì) ....................................................114.1 分型面位置和形式的確定 .....................................124.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...............................................124.3 模具成型零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 .............................214.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .........................................274.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................304.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ...............................................304.9 注射機(jī)安裝尺寸的校核 .......................................33五 模具材料的選用 ...................................34六 模具工作過程 ......................................35七 參考文獻(xiàn) ..........................................3611一 前言模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它是“無以倫比的效益放大器” 。沒有高水平的模具，也就沒有高水平的工業(yè)產(chǎn)品，因此模具技術(shù)也成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，正因?yàn)槟＞叩闹匾约捌湓趪窠?jīng)濟(jì)中重要地位，因此自 1998 年 3 月國務(wù)院頒布了《當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》以來，模具工業(yè)一直被提到很高的位置，國家也給予了一些鼓勵(lì)和扶持政策。在國家支持下，雖然我國模具產(chǎn)值已是世界第三，但總體水平仍要比工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多，模具工業(yè)在我國仍舊還是幼稚工業(yè)，模具進(jìn)出口逆差每年超過 10 億美元，隨著我國加入 WTO，模具出口前景越來越好，我國模具工業(yè)還需發(fā)展得更快一些，才能適應(yīng)形勢的發(fā)展。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質(zhì)量，精度，制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)率等方面水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)量，成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。雖然我國的注塑模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的需求，提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平；在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)；大力發(fā)展快速制造成型和快速制造模具技術(shù)；在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；逐步推廣高速銑削在模具加工中的應(yīng)用；研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)和逆向工程；開發(fā)新的成型工藝和模具。由于塑料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、絕緣性好以及良好的可塑性，并易于成型等許多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來塑料制具在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)——塑料模具的設(shè)計(jì)與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注射模具，由于它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，得到迅速發(fā)展，在我國其發(fā)展速度之快，需求量之大是前所未有。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）顯著提高了塑料模的制造效率和質(zhì)量，有效的縮短了模具設(shè)計(jì)制造周期，CAD、CAM 已在我國模具工業(yè)企業(yè)里普遍采用。22二 卷尺盒蓋設(shè)計(jì)要求及其成型工藝性分析2.1 產(chǎn)品基本要求最大幾何尺寸：59*55*14mm使用環(huán)境：室內(nèi)，-15℃～50℃電氣性能：電絕緣性好。精度要求：一般（4 級） 。外觀要求：外表藍(lán)色且光澤性好，無成型缺陷。其它要求：具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)上述要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求塑件須具有良好的電絕緣性和一定機(jī)械強(qiáng)度，且還應(yīng)有較好的流動(dòng)性，以滿足成型要求。2.2 塑件結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì)根據(jù)塑件產(chǎn)品圖紙，用 Pro/E4.0 軟件進(jìn)行卷尺盒蓋的三維建模。三維實(shí)體模型更加直觀的產(chǎn)品造型，可以從各個(gè)角度對模型進(jìn)行觀察，軟件可以測量并且可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 Pro/E 的 CAE 分享模塊 ——塑件顧問進(jìn)行熔體的沖模仿真，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，還可以進(jìn)行拔模檢測，塑件如圖 1 所示。2.3 塑件材料選擇此塑件用作卷尺盒蓋，通過力學(xué)性能、熱性能、電氣性能、成型性能、化學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能等多方面比較，選出最適合成型此卷尺盒蓋的塑料。材料最終選定為 ABS，其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為 0.5%；溢料值為 0.04mm 左右；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。332.4 成型方法及其工藝的選擇根據(jù)塑件所選用的材料為 ABS，根據(jù)塑件的外形特征和使用要求，選擇最佳的方法就是注射成型。1）成型工藝分析（1） 外觀要求 此塑件為薄壁塑件，外形為矩形，較規(guī)則。要求塑件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，防止產(chǎn)生熔接痕。（2） 精度要求 此塑件對精度要求不高，采用一般精度 4 級。（3） 脫模斜度 該塑件平均壁厚約為 1.5mm，七脫模斜度根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-10 可知在 35′～ 1°30′ .ABS 的流動(dòng)性為中等，為使注射充型流程，取其脫模斜度為 1℃。2）注射成型工藝過程級工藝參數(shù)：混料——干燥——螺桿塑化——充?！骸鋮s——脫?！芗筇幚恚?）ABS 塑料的干燥ABS 塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱，不但能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。ABS 原料需要控制水分在 0.3%以下。注射前的干燥條件是：干冬季節(jié)在 75℃~80℃以下，干燥 2h～3h,夏季雨水天在 80℃～90℃下，干燥 4h～8h,，干燥達(dá) 8h～16h 可避免因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑。在此，由于制件屬批量件，要求自動(dòng)化程度高實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風(fēng)料斗干燥器，以免干燥好的 ABS 在料斗中再度吸潮。（2）注射成型時(shí)各段溫度ABS 塑料非牛頓性較強(qiáng)，在熔化過程溫度升高時(shí)，其黏度降低較大，但一旦達(dá)到成型溫度（適宜加工的溫度范圍，如 200℃～230℃） ，如果繼續(xù)盲目加溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的 ABS 的熱降解反而使熔融黏度增大，注射更困難，塑件的機(jī)械性能也下降。ABS 溫度相關(guān)工藝參數(shù)如表 1 所列。表 1 ABS 工藝參數(shù)表工藝參數(shù) 通用型 ABS 工藝參數(shù) 通用型 ABS料筒后段溫度/℃ 160～180 噴嘴溫度/℃ 170～180料筒中段溫度/℃ 180～200 模具溫度/℃ 50～80料筒前段溫度/℃ 200～220（3）注射壓力44ABS 熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時(shí)要采用較高的注射壓力。但并非所有 ABS 制件都要施用高壓，考慮到本塑件不大、結(jié)構(gòu)不復(fù)雜、厚度適中，可以用較低的注射壓力。注射過程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了塑件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過小，塑料收縮大，與行腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大，制件表面容易霧化。壓力過大，塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈，容易造成粘模。對于螺桿式注射機(jī)一般取 70MPa～100Mpa.(4)注射速度ABS 塑料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過快時(shí)，塑料易燒焦或分解出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但淺圓盒為薄壁制件，故又要保證有足夠高的注射速度，否則塑料熔體難以充滿型腔。（5）模具溫度ABS 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗型樹脂，料溫更宜取高） ，料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250℃左右，與在料筒中停留的時(shí)間長短有關(guān)，比聚苯乙烯易分解） ，對要求精度較高塑料件模溫宜取 50℃～60℃，要求光澤及耐熱型材料宜取 60℃～80℃。淺圓盒屬小型制件，形狀比較規(guī)則，故不用考慮專門對模具加熱。（6）料量控制注塑機(jī)注塑 ABS 塑料時(shí)，其每次注射量金達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的 80%。為了提高塑件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的 50%為宜。通常要確保注塑機(jī)生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個(gè)很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過程時(shí)盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。55三 選擇注塑機(jī)及相關(guān)參數(shù)的校核3.1 概述 在對卷尺盒蓋進(jìn)行材料選定、零件工藝分析、成型工藝分析和工藝參數(shù)大致選定的基礎(chǔ)上，根據(jù)塑件批量大小和精度要求就可確定型腔數(shù)量和排列方式，根據(jù)模具所需注射量就可以確定注射機(jī)的型號(hào)及安裝尺寸的確定。3.2 型腔數(shù)量和排位方式的確定（1）型腔數(shù)量的確定 由于該塑件尺寸不大，大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模四腔機(jī)構(gòu)形式。型腔布置如圖 2 所示。66（2）型腔排列形式的確定 由于該模具選擇的是一模四腔，流道采用 H形對稱排列，使行腔進(jìn)料平衡。（3）模具機(jī)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模四腔，對稱 H 排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或推桿推出方式。3.3 注射機(jī)型號(hào)的確定1）注射量的計(jì)算77圖 3 塑件質(zhì)量分析(1)塑件質(zhì)量、體積計(jì)算通過 Pro/E 建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖 3 所示，塑料體積 ，塑件312.8cmV?質(zhì)量 （取 ABS 的密度為 ） ，流道質(zhì)量 還是個(gè)未知數(shù)，可gm52.81?/05.1cmg2按塑件質(zhì)量的 0.5 倍來估算。從上分析中確定為一模四腔，所以注射量為：n2.4..1?36805.cV?(2)塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算。流道凝料在分型面上的投影面積 ，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知值，根2A據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析， 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 的 0.2 倍2 1A~0.5 倍， 因此可用 ，來進(jìn)行估算，所以：135.0nA212753.m???式中 1 49LB?212.035.n88模具所需鎖模力 kNApFm305.61752???型式中 型腔壓力 取 35MPa(見參考書 2)型2）選擇注射機(jī)根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，初選 SZ——500/2000 臥式注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表 2表 2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射容積/cm3500 鎖模力/kN 2000螺桿直徑/mm 55 注射壓力 /MPa 150注射速率/（g/s ）173 塑化能力/(kg/h) 110螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 0~180 拉桿內(nèi)間距 /mm 570×570移模行程/mm 500 最大模具厚度 /mm 500最小模具厚度/mm280 鎖模形式 雙曲肘模具定位孔直徑/mm160 噴嘴球半徑 /mm 20噴嘴口直徑/mm 5 注塑機(jī)頂出/kN 703）型腔數(shù)量及注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核（1）由注塑機(jī)料筒塑化率校核模具的型腔數(shù) n45.152.8.036/10.60/12 ???????mKMtn69.81>4,故型腔數(shù)校核合格。式中 K——注塑機(jī)最大注射模注射量的利用系數(shù)，無定形塑料一般取0.8；M——注塑機(jī)的額定塑化量，該注塑機(jī)為 110000g/h；t——成型周期，取 50s（參考書 2）——單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積； =8.52g;1m1m——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積。 =0.5n2 21（2）按注塑機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量9995.452.80.12 ?????mKnN44.95>4，故型腔數(shù)校核合格。式中， 為注塑機(jī)允許最大注射量，其他符號(hào)意義同上。N（3）按注塑機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量21.603245106612 ??????ApFn型 型16.21>4,故該注塑機(jī)符合設(shè)計(jì)要求。式中 F——注塑機(jī)額定鎖模力；——一個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積；1——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；2A——塑料熔體對型腔的成型壓力，該處取 35MPa。型p3）注塑機(jī)工藝參數(shù)的校核（1） 注射量校核注射量以容積表示，最大注射容積為 3max4058.cmV????式中 ——模具型腔和流道的在注射壓力下所能注射的最大容積；maxVV——指定型號(hào)與規(guī)格的注塑機(jī)注射量容積；——注射系數(shù)，取 0.75~0.85,無定形塑料可取 0.85，結(jié)晶型塑料可?取 0.75，該處取 0.80.倘若實(shí)際注射量過小，注塑機(jī)塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時(shí)間就會(huì)過長。所以最小注射量容積 。故每次3min 4058.0.cmV???注射的實(shí)際注射了容積 V 應(yīng)滿足 ，而axi?，符合要求。3172.485.. cnV??（2） 鎖模力校核在前面已進(jìn)行，符合要求。（3） 最大注射壓力校核注射機(jī)的額定注射壓力即為注射機(jī)最高壓力，應(yīng)該大于注射成型時(shí)所需1010調(diào)用的注射壓力 ，即0pMPaK140~98)70(4.10'max ????故符合設(shè)計(jì)要求。式中 ——安全系數(shù)，常取 ，該處取 1.4；' .25.'——實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需注射壓力為 70MPa~100MPa。0p其它安裝尺寸及開模行程的校核待模具設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行。1111四 模具設(shè)計(jì)通過理論設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)分模和澆口位置計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合的方法，最終確定成型零件工作尺寸和模具的結(jié)構(gòu)形式。4.1 分型面位置和形式的確定（1）在塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，首先就要確定分型面的位置和澆口的形式，然后才能確定模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大的影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。分型面的選擇原則有以下幾點(diǎn)：① 分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處。② 不影響塑件外觀質(zhì)量，尤其是對外觀有明確要求的塑件，更應(yīng)注意分型面對外觀的影響。③ 有利于保證塑件的精度要求。④ 有利于模具加工，特別是型腔的加工。⑤ 有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置。⑥ 便于塑件的脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊（有的塑件需要定模推出的例外） 。⑦ 盡量減小塑件在合模平面上的投影面積，以減小所需鎖模力。⑧ 便于嵌件的安裝。⑨ 長型芯應(yīng)置于開模方向。（2）根據(jù)上述原則及該塑件的結(jié)構(gòu)形式，有利于沖模時(shí)的排氣，并可利用該分型面兩側(cè)塑件表面粗糙度不同，精度要求較低的內(nèi)壁面在冷卻后產(chǎn)生的收縮對動(dòng)模型芯有一定的包裹力，開模時(shí)有利于塑件保留在動(dòng)模一側(cè)方便脫出。4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，它的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個(gè)部位。具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑件極為重要。注射成型的基本要求是在合適1212的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。澆口形式的選擇就決定了流道系統(tǒng)，而流道系統(tǒng)又決定了模具的結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)若采用側(cè)澆口或潛伏式澆口，就可以采用單分型面模來成型，模具結(jié)果比較簡單。澆口開在塑件的側(cè)面，對塑件外觀有一定影響。若采用點(diǎn)澆口從塑件底部進(jìn)料，點(diǎn)澆口被拉斷之后痕跡很小，流程比較小，熔接痕較短，對塑件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量比較有利。因此本套模具采用一模四腔、點(diǎn)澆口的普通流道澆注系統(tǒng)，包括：主流道、分流道、冷料穴、點(diǎn)澆口。1）主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道和型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。其頂部設(shè)計(jì)成半球形凹坑，以便于噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 1mm～2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出。由于主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，材料選用 45 鋼，并經(jīng)局部熱處理球面硬度 38HRC～45HRC，設(shè)計(jì)獨(dú)立的定位環(huán)用來安裝模具時(shí)起定位作用，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑 0.5mm～1mm 以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截現(xiàn)象。（1） 主流道尺寸：①主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定， 應(yīng)盡量小于 60mm，本次設(shè)0L計(jì)中初取 進(jìn)行計(jì)算。mL350?②主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=6mm。③主流道大端直徑 D=d+2 主 tan（ ）=8.2 mm 式中 ≈2°0L/2??（ 為半錐角） 。?④主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）mm=20+2=22mm。、 ⑤球面的配合高度 h=5mm。澆口套總長（2）澆口套的形式及其固定。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)可拆卸更換的主流道襯套形式及澆口套，以便于有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用 45 鋼或合金鋼等，熱處理硬度為 52～56HRC。本設(shè)計(jì)采用分體式結(jié)構(gòu)，主流道比較長，凝料體積比較大，因此把襯套和定位圈做成一整體的延伸式澆口套，有利于縮短主流的長度。因流道長度與所選模架大小有關(guān)，所以在確定流到尺寸之前應(yīng)根據(jù)型腔數(shù)量及布局1313估算動(dòng)、定模板的平面尺寸，即粗定模架的型號(hào)和規(guī)格，這樣才使理論計(jì)算有據(jù)可論。根據(jù)前述的布局及考慮到模仁壁厚、順序分型時(shí)在主分型面的一些元件的布置。2）分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，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(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。（1）分流道的布置形式。分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面的原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。該模具的流道布置形式采用平衡式，以使塑料熔體經(jīng)分流道能均衡的分配到兩個(gè)型腔和避免局部脹模力過大影響鎖模。定模板及定模仁均開有分流道。該流道形式是由本模具結(jié)構(gòu)形式所確定，圖 是最佳分流道布置形式。（2）分流道的長度。長度應(yīng)盡量短，且少彎折。該分流道的長度計(jì)算如下。1414①梯形分流道單向長度。根據(jù)型腔布置，又通過 Pro/E 澆口位置的模擬，澆口選擇在靠近型腔頂部帶有通風(fēng)槽一側(cè)為最佳，可計(jì)算得分流道單向長度為mL41?②圓錐形分流道單向長度。根據(jù)所選模板厚度和模仁高度，圓錐形分流道單向長度為562③分流道總長度為20L1??）（總④分流道單向長度為m21'（3）分流道尺寸的形狀及其尺寸。為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面。但本模具為兩分型面模具，梯形分流道設(shè)在定模板上，圓錐形分流道設(shè)置在定模板和定模模仁中。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U 形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減少傳熱損失，但考慮到凝料拉斷和容易脫模，因此，定模板上的水平分流道設(shè)計(jì)成梯形流動(dòng)。而垂直分流道位于定模板及其模仁中，為方便脫模垂直分流道設(shè)計(jì)成圓錐形流道。①梯形分流道設(shè)計(jì)，本塑件壁厚為 1.5mm 左右，質(zhì)量為 8.52g，可采用分流道的直徑：m51.264.0'??LD式中 D——分流道直徑（mm） ；1515m——塑件質(zhì)量（g） ；——單向分流道的長度。'L注：上式的適用范圍，即塑件厚度在 3mm 以下，質(zhì)量小于 200g，且D 的計(jì)算結(jié)果在 3.2mm～9.5mm 范圍內(nèi)才合理，對 ABS 塑料在 4.8mm～9.5mm，故合理。設(shè)梯形的上底高度為 B=6mm（為了便于選擇刀具） ，底面圓角半徑 R=1mm，梯形高度取 ，設(shè)下底寬度為 b，梯形面積應(yīng)滿足如下關(guān)系式 mBH5.43?2Db??代值計(jì)算得 b=5.14mm，考慮到梯形底部圓弧對面積的減少及脫模斜度等因素，取 b=5mm。通過計(jì)算梯形斜度 （ 取 ） ，符合要求，如04.7??01~5圖所示。其當(dāng)量半徑 由公式得nRcmLAn269.03??式中 A——梯形的面積，計(jì)算得 ；2475.c?L——梯形的周長，計(jì)算得 L=2.006cm。②圓錐形分流道設(shè)計(jì)，為方便凝料的脫出，推凝料板及定模板上的分流道1616設(shè)計(jì)成圓錐形的。其錐角 位于 之間，此處取 。由于上述計(jì)算的分流'??4~2?3道直徑為 5.65mm，梯形流道的寬邊為 6mm，所以圓錐形分流道的大端直徑就取5.6mm，那么小端的直徑估算為md45.1tan63.501???（4）分流道的表面粗糙度。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 并aR不要很低，一般 ，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的?6.1~3.0外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處。mRn?8.?3）冷料穴的設(shè)計(jì)（1）主流道冷料穴的設(shè)計(jì)。為了避免前端冷料進(jìn)入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的對面設(shè)冷料穴，對于臥式注塑機(jī)冷料穴設(shè)在與主流道末端相對的動(dòng)模上。由于本模具屬兩分型面模具，故主流道冷料穴設(shè)在脫凝料板上，且無需設(shè)置拉料桿。其形式采用半球形，如圖所示。（2）分流道冷料穴的設(shè)計(jì)。當(dāng)分流道較長時(shí)，可將分流道端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料。本模具在定模板上分流道端部加長 7mm（約 1.5 倍 H） ，如圖所示。4）澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。本設(shè)計(jì)澆口采用點(diǎn)澆口，澆1717口截面通常為分流道截面積的 0.07 倍～0.09 倍，澆口長度約為 0.5mm～0.75mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。（1）點(diǎn)澆口尺寸的確定。由經(jīng)驗(yàn)公式 mAnkd68.15432.074 ???式中 d——點(diǎn)澆口直徑；n——系數(shù)，依塑膠種類來而已，此處取 0.7；k——依塑件壁厚而異的系數(shù)；A——型腔一側(cè)表面積。澆口截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得結(jié)果及點(diǎn)澆口推薦尺寸（參考書 2表 2——6） ，澆口先取 mm，在試模時(shí)根據(jù)填充情況在進(jìn)行調(diào)整。2.1?（2）澆口位置的確定。ABS 在熔融時(shí)顯現(xiàn)比較明顯的非牛頓性，其熔體表面黏度隨剪切速率的升高而降低。如果采用尺寸較大的澆口，能夠降低流動(dòng)阻力，但熔體通過大澆口時(shí)比小澆口剪切速率低，導(dǎo)致熔體表面黏度升高，從而使流動(dòng)速率降低，因此不能通過大澆口尺寸來提高非牛頓熔體流動(dòng)速率。另外，注塑機(jī)注射時(shí)有一定的注射速率，澆口尺寸過大，澆口前后方的壓力降△p 減小，會(huì)導(dǎo)致得不到理想的沖模速率。剪切速率是影響 ABS 熔體黏度的最主要因素，而黏度又直接影響熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)速率。因此采用小澆口不但會(huì)大大提高熔體通過澆口時(shí)的剪切速率，而且產(chǎn)生的摩擦熱也會(huì)降低熔體黏度，已達(dá)到順利沖模的目的。綜合以上分析和考慮到塑件和實(shí)際模具形狀，采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，位置選在鬧鐘蓋頂部，選在該位置不但模具簡單，而且去除澆口的后加工操作也非常簡單，提高了工作效率，也便于模具的機(jī)械加工，易保證澆口加工精度，試模時(shí)澆口尺寸易于修整。5）澆注系統(tǒng)的平衡對于該模具，從主流道到兩個(gè)型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。6）澆注系統(tǒng)凝料井凝料體積計(jì)算（1）主流道與主流道冷料井凝料體積322m7.165..139685V????????）（ 冷錐主（2）分流道凝料體積1818①梯形分流道凝料體積3m7920165.426????））（（梯V②圓錐分流道凝料體積322 5.718.4...38???）（）（錐 ?（3）澆口凝料體積澆口很小，可取為 0。（4）澆注系統(tǒng)凝料體積27.9650V???澆圓 錐梯主總V該值小于前面對澆注系統(tǒng)凝料的估算（約為 ） ，所以前面有關(guān)澆4.3cm注系統(tǒng)的各項(xiàng)計(jì)算與校核符合要求，不需重新設(shè)計(jì)計(jì)算。7）澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計(jì)算（1）流過澆口的體積3c12.8?塑GV（2）流過分流道的體積3R cm765.413.92.2V????梯圓 錐塑（3）流過主流道的體積3RS c.865.17.4??主V8）普通澆注系統(tǒng)截面尺寸的計(jì)算與校核（1）確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾?。??根據(jù)經(jīng)驗(yàn)（ABS 塑料的流動(dòng)性） ，澆注系統(tǒng)各階段的 取以下值，所成型??塑件質(zhì)量較好。①主流道、分流道 131205~??? ??sss?②點(diǎn)澆口的最大剪切速率（見參考書 2 表 2—8） 1405????sG?（2）確定體積流率 q（澆注系統(tǒng)中各段的 q 值是不相同的） 。①主流道體積流率 q因塑件不大，且為一模四腔，所需注射塑料熔體的體積也因此不大，而主流道尺寸由于和注射機(jī)噴嘴孔直徑相關(guān)聯(lián)，其直徑尺寸不小，因此主流道體1919積流率不大，取 ，帶入得1302????ss?=sRq4?? scm/24.7015. 333??式中 ——主流道平均半徑（ cm） 。S②澆口體積流率 。G點(diǎn)澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俣?代入得：1405????s?=GRq4??? scm/8.6. 33式中 ——點(diǎn)澆口半徑（cm） 。G（3）注射時(shí)間（沖模時(shí)間）的計(jì)算：①模具沖模時(shí)間sqVst213.4.7085?式中 ——主流道體積流率；s——模具成型時(shí)所需塑料熔體的體積；SV——注射時(shí)間。st②單個(gè)型腔沖模時(shí)間sqtG958.0412?③注射時(shí)間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得注射時(shí)間sttGS 043.1.3.3???根據(jù)表 2——3 可知，t 注射機(jī)公稱注射量以內(nèi)的最短注射時(shí)間，所選時(shí)?間合理。（4）校核各處剪切速率：①澆口剪切速率合理141433 0598.06.148??? ?????ssRqG??②分流道剪切速率2020合理121333 0542.69.01482. ??? ?????ssRq??式中 cmtV..75——分流道截面積的當(dāng)量直徑（cm） 。nR③主流道剪切速率合理121333 059.5.0147. ??? ?????ssRqSs??式中 scmtVS 3.68.2分析：從上面計(jì)算結(jié)果得知，澆口處剪切速率基本上達(dá)到極限值，在試模時(shí)若有存在有成型問題可調(diào)整注射速率來達(dá)到要求。4.3 模具成型零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、成型桿等。成型零件工作時(shí)，直接與塑件接觸，塑件的高壓料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的硬度、剛度及較好的耐磨性和良好的拋光性能。1）成型零件的尺寸計(jì)算卷尺盒蓋尺寸精度要求不太高，對塑件只有外形尺寸和內(nèi)孔尺寸的要求，這就要考慮模具磨損和制造工差等，只需計(jì)算型腔型芯的幾個(gè)主要尺寸就可以了。塑件精度等級按 GB/T14486-1993,ABS 一般精度取 MT3 級，計(jì)算中按相應(yīng)公差來查取，采用平均法來計(jì)算。（1）型腔長度尺寸 ???? mxLSzscpM 074.074.01 859]6.59).[( ??? ????????式中 ——塑件平均收縮率 ；2083??s——塑件外形長邊尺寸（為 66mm） ；six——修正系數(shù)，見參考書 2 表 2—10；——塑件公差值（參考書 1 中表 2—4） ；?2121——制造公差，見參考書 2 表 2—11z?（2）型腔寬度尺寸???? mxBSzscpM 074.074.011 635]6.5).[( ??? ????????式中 ——塑件外形寬度尺寸（為 54mm） ；six——修正系數(shù)，見參考書 2 表 2—10；——塑件公差值（參考書 1 中表 2—4） ；?——制造公差，見參考書 2 表 2—11。z?（3）型腔深度尺寸????mxHSzscpM 043.043.011 9571]26.1)5.[( ??? ????????式中 ——塑件外形最大高度尺寸（為 32mm） ；six——修正系數(shù)，見參考書 2 表 2—10；——塑件公差值（參考書 1 中表 2—4） ；?——制造公差，見參考書 2 表 2—11.z?2222其他尺寸計(jì)算依此類推，計(jì)算結(jié)果如下表所列 模具尺寸名稱塑件尺寸零件精度等級塑件尺寸公差模具等級模具尺寸公差模具尺寸計(jì)算結(jié)果模具尺寸規(guī)范變化型腔長度 59 3 0.40 9 0.074 074.859?158.04?型腔寬度 55 3 0.40 9 0.074 074.63?137.06?型腔高度 14 3 0.2 9 0.043 043.951?10.57?型芯長度563 0.40 9 0.074 074.68?068.??型芯寬度 52 3 0.40 9 0.074 074.52?046.28??型芯高度12.5 3 0.18 9 0.043 043.1?05.12?小型芯Ⅰ 7?3 0.16 9 0.036 036.98?038.2?小型芯Ⅱ 2 3 0.12 9 0.025 025. 5.01?小型芯Ⅲ 1.5 3 0.12 9 0.025 .7?.54.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T12555-2006,由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在全國模具發(fā)達(dá)的地區(qū)參考龍記模架標(biāo)準(zhǔn)的前提下形成了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但不管是國家標(biāo)準(zhǔn)還是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都沒有進(jìn)入 Pro/E 的模架庫。該設(shè)計(jì)采用 Pro/E 所提供的 Futaba_3P GC 模架組件（工字形標(biāo)準(zhǔn)筒化細(xì)水口模架） 。2323模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。動(dòng)定模分型面之間應(yīng)有分模間隙（單邊0.5mm） ，以便模仁能完全貼合。動(dòng)模（公模）板的四個(gè)角上設(shè)有開模隙（橇模溝 C40×5） ，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。各板的尺寸如下：1）定模座板 450mm—350mm，厚 50mm定模座板通常就是模具與注射機(jī)連接處的板，材料為 45 鋼（S55C） 。定位圈通過 4 個(gè) M6 的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H7/k6 配合；與導(dǎo)柱采用 H7/k6 配合。2）脫凝料板 350mm×350mm，厚 35mm3）定模板 350mm×350mm，厚 70mm用于固定。采用 45 鋼制成，最好調(diào)質(zhì)為 230HB～270HB。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套采用 H7/k6 配合定模板與定模仁為 H7/m6 配合。4）動(dòng)模板 350mm×350mm，厚 40mm動(dòng)模板既有固定動(dòng)模仁、導(dǎo)套的作用，又承受型腔、型芯或推桿的壓力，因此他要具有較高的平行度和硬度。所以采用材料 45 鋼較好，調(diào)質(zhì)230HB～270HB。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套采用 H7/k7 配合；其推桿孔與推桿單邊間隙為0.5mm；其動(dòng)模仁上的塑件推桿孔與塑件推桿采用 H7/e7 配合。5）支承板 350mm×50mm，厚度 50mm支承板起到支撐動(dòng)模板的作用，要承受一定的壓力。所以用材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì) 230HB～270HB。6）墊塊 63mm×350mm，高度 100mm（1）主要作用，在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。（2）結(jié)構(gòu)形式，可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。（3）墊塊材料，墊塊材料為 Q235A，也可用 HT200、球墨鑄鐵等。該模具采用 Q235A 制造。（4）墊塊的高度 h 校核ms 108753205321 ???????式中 ——頂出板限位釘?shù)暮穸?，該模具設(shè)限位釘高度 5mm；——推板的厚度，為 25mm；2h2424——推桿固定板厚度，為 20mm；3hs——推出行程，為 32mm；——推出行程富余量，一般為 3mm～6mm，取 5mm。?7）動(dòng)模座板 450×350mm，厚 30mm材料為 45 鋼（S55C） ，其上的推板導(dǎo)柱孔與推板導(dǎo)柱采用 H7/n6 配合。8）推板 220mm～350mm，厚 25mm其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H8/k6 配合，用 4 個(gè) M12 的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。9）推桿固定板 220mm×350mm，厚 20mm材料為 45 鋼（S55C） 。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/k6 配合；復(fù)位桿孔與復(fù)位桿、推桿孔與推桿均采用單邊間隙為 0.5mm 配合。4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對中定位。該模具采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)）做模具的粗定位，本模具的型腔在動(dòng)定模兩方都有，為了使合模更準(zhǔn)確，使塑件分型線處沒有錯(cuò)模痕跡，需采用精密導(dǎo)向定位裝置，因此選用錐面定位塊做精定位。1）精定位塊的選型和布置跟進(jìn)參考書 2 表 7—41，選用錐面精定位塊，型號(hào)為 JDK50，如圖所示。在充分考慮到導(dǎo)柱、復(fù)位桿、限位拉桿等零件分型面布置后，準(zhǔn)確地選擇錐面定位塊的位置。錐面精定位塊2525定位塊在分型面上的布置2）推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計(jì)該模具采用推板導(dǎo)柱固定在動(dòng)模座板上的形式，對于本套模具，導(dǎo)柱主要對推出系統(tǒng)起導(dǎo)向作用。該模具設(shè)置了 4 套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套，它們之間采用 H7/e7 配合，其形狀與尺寸如圖所示。4）支撐柱的設(shè)計(jì)支撐柱能起到減小模板厚度、改善模板受力狀況、提高模板剛度的作用。用螺釘固定在動(dòng)模座板上，材料為 45 鋼。本模具設(shè)有 4 根支撐柱，直徑為30mm，如圖所示。26264.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射成型每一循環(huán)中，澆注系統(tǒng)凝料、塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的流道、凹模中或型芯上脫出，完成脫出凝料和塑件的裝置為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。本套模具的推出機(jī)構(gòu)形勢較為簡單。澆注系統(tǒng)凝料采用凝料推板推出，塑件采用推桿推出。1）澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)開模第一次分型時(shí)，由于圓形拉?？郏ㄩ_閉器）的作用，主分型面Ⅲ不能打開，在壓縮彈簧的作用下，位于定模的Ⅱ分型面打開，分流道凝料在拉料桿的作用下，拉斷點(diǎn)澆口，從定模板中脫出；當(dāng)定模板與推凝料板分開到一定距離時(shí)，由于定距拉桿及螺釘?shù)淖饔?，Ⅰ分型面打開，使凝料推板在開模方向上移動(dòng) 10mm，從而使拉料桿的錐形段從分流道的凝料中脫出，脫出距離有保證。分型順序.定居拉桿及定距螺釘2）塑件的推出機(jī)構(gòu)（1）該模具全部采用圓形推桿，根據(jù)推桿布置原則、型芯大小和可供布置推桿的空間，初步設(shè)置有 三種不同直徑的規(guī)格，其中m654??、、（2）推桿直徑與模板上的推桿孔采用 H7/f8 間隙配合。（3）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型芯上表面平齊，或高出型芯上表面 0.05mm～0.10mm。2727（4）推桿與推桿固定板，通常采用徑向單邊 0.5mm 的間隙，推桿抬肩與沉孔軸向間隙 0.03mm～0.05mm。這樣能在多推桿的情況下，不應(yīng)各板上推桿孔間隙加工誤差而引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。（5）推桿的材料常用 4CrMoSiV1、3Cr2W8V，熱處理要求硬度45HRC～50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra0.8 .m?3）脫模力的計(jì)算脫模力是從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需施加的外力，它包括包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。脫模力是注射脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。但脫模力的計(jì)算與測量十分復(fù)雜。其計(jì)算方法有簡單估算法和分析計(jì)算法。下面應(yīng)用簡單估算法對該模具的脫模力進(jìn)行計(jì)算。脫模力 有兩部分組成，有參考書 2 公式中（2 —42） ，即總 脫Fbce??式中 ——塑件對型芯包緊的脫模力；c——使封閉殼克服的真空吸力。bF（1）第一、二分型時(shí)脫模力主要由澆注系統(tǒng)凝料產(chǎn)生。當(dāng)塑料熔體冷卻時(shí)，會(huì)產(chǎn)生收縮，分流道是依靠拉料桿把點(diǎn)澆口拉斷并從分流道拉出而主流道凝料是依靠推凝料板把拉料桿強(qiáng)制從分流道凝料中拔出及主流道從襯套中脫出。開模力大，因此脫模力也大，所以澆注系統(tǒng)凝料的脫模可不進(jìn)行脫模力的核算。（2）第三次分型時(shí)的脫模力當(dāng)一、二分型結(jié)束后，定模座板與定模板分開一定的距離，由于定距拉桿的作用會(huì)使定模板停止運(yùn)動(dòng)，從而使圓形拉?？勖撻_，進(jìn)行第三次分型時(shí)，定模板與動(dòng)模板分開，即主分型面打開。這時(shí)脫模阻力主要由位于定模仁上的塑件部分對其產(chǎn)生脫模阻力即位于動(dòng)模仁上的塑件部分對其產(chǎn)生的脫模阻力兩者所組成。分析或計(jì)算動(dòng)、定模脫模阻力的目的是確定主分型面打開后是留在動(dòng)模還是定模。①定、動(dòng)模脫模力的分析，定模仁上有三個(gè)型芯，計(jì)算復(fù)雜，也不可能精確，從分型面的位置可知，塑件大部分都在動(dòng)模部分，開模后塑件不可能留在定模，定模也無需設(shè)置推出機(jī)構(gòu)。②動(dòng)模仁上脫模阻力的計(jì)算，將包裹在動(dòng)模型芯上的塑件部分處理為矩形框，而其臺(tái)階忽略不計(jì)。2828由于 ，而 ，故視057.426.08.5???bldK 1047.??tdK?為薄壁塑件，應(yīng)用公式得 NthTEfQjfc9.80 5.2..893.1)(12 35??????式中 ——脫模系數(shù)，ABS 取 0.45；cf——塑料的線膨脹系數(shù) ；?150.8??C?E——在脫模溫度下，ABS 的抗拉彈性模量，取 ；MPa3102.?——塑料軟化溫度，取 ；fT?1——脫模時(shí)塑件溫度，取 ；j C?60t——壁厚，取 1.5mm；h——型芯脫模方向高度；30.5mm——在脫模方向下塑料的泊松比，為 0.35.?以上系數(shù)全部見參考書 2 表 2—12.其中 9536.0)1cosin45.01(.)cosin1( ??????? ???cfK式中 ——脫模斜度。?由于塑件頂部存在通氣孔及推桿與空也存在氣息，包裹在動(dòng)模仁型芯上的塑件會(huì)與外界相通，故不存在真空吸力。③頂部透氣槽產(chǎn)生的脫模力計(jì)算因?yàn)? ，故屬于厚壁10537.???tbl??NdtATEKfFkkcjfcc 3.5.014)3(85.)2()(.1222 ?????????式中 148?kd2.5.mAc?其余符號(hào)意義同上。NF64.83.72?2929根據(jù)上述計(jì)算可得動(dòng)模部分總的脫模力為：N84.206.8.172FQ1 ???動(dòng) 模4）脫模力的校核當(dāng)進(jìn)行塑件退出時(shí)，由于注射機(jī)的頂出力（70KN）大于動(dòng)模部分的脫模力，因此塑件可順利脫出。5）推桿接觸應(yīng)力的校核推桿接觸面積（單腔面積）：mA84.17542???總 推接觸應(yīng)力：MPaPa7.1][63..0F?????式中 ——ABS 塑料在脫模溫度下的許用接觸應(yīng)力，見參考書 2 表 2—][12 取 。MPa7.1因此，本模具推桿的推出面積是可滿足要求的，塑件不會(huì)產(chǎn)生頂白現(xiàn)象。4.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在塑料熔體填充注射模腔過程中，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)而形成的水蒸氣，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑會(huì)發(fā)所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等，這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿等的間隙排氣。有時(shí)為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，必須設(shè)置排氣裝置。如果情況特殊必須開設(shè)排氣槽。該模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)為：在該套模具的分型面處設(shè)置好了 8 條排氣槽。4.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)注射模具設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的效率。30301）加熱系統(tǒng)。由于該模具的模溫要求在 以下，又是中小型模具，所以C?50無需設(shè)置加熱系統(tǒng)。2）冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 左右，而C?20塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 以下。熱塑性塑料在注射成型后，?60必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對于黏度低、流動(dòng)性好的塑料，因?yàn)槌尚凸に囈竽＞邷囟榷疾惶?，所以用常溫水對模具進(jìn)行冷卻，由于 ABS 的流動(dòng)性為中等，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大，故該模具亦采用常溫水冷卻。3）冷卻系統(tǒng)的簡略計(jì)算。如果忽略模具因空氣對流，熱輻射以及注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡略計(jì)算。（1）求塑件在固化時(shí)每分鐘釋放的熱量 Q①塑料制品的體積 663cm71.42863.51nV?????塑分主②塑料制品的質(zhì)量g90.47.2m??③塑件壁厚為 1.5mm，差參考書 1 表 4—34 得冷卻時(shí)間 。取注射時(shí)st7.5?冷間 ，脫模時(shí)間 ，則注射周期：s5.2?注t s8.?脫t6?脫冷注t由此得每小時(shí)注射次數(shù)為 225 次。④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料熔體的總質(zhì)量：hkgNmW/10.49.25???JQ631式中 ——ABS 單位質(zhì)量放出的熱量，差參考書 1 中表 4—35，為，取 。hkJ40~31hkJ50（2）求冷卻水的體積流量3131????min/1082.5187.40630 321cWQqv ????????式中 ——冷卻水的密度，為 ；3mkg——冷卻水的比熱容，為 ；1c )(.CJ??——冷卻水出口溫度，取 ；??25——冷卻水進(jìn)口溫度，取 。2 ?0（3）求冷卻管道直徑 d 查參考書 1 表中 4—30，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取 d=8mm。（4）求冷卻水在管道內(nèi)的流速 vsmsdqvv /6.1/42.08.14369504232 ???????小于最低流速 1.66 ，達(dá)不到湍流狀態(tài)，但是與最低流速相差很小，所sm以基本上能達(dá)到湍流狀態(tài)，滿足冷卻要求。（5）求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) h因?yàn)槠骄疁貫?22.5℃，查參考文獻(xiàn) 1 表 4-31 可得 ，則有：65.?fkJ（m 2·h·℃）????79108.64.6517.4187.42.8.02.08. ???dvfh?（6）求冷卻管道總傳熱面積 A23106.52652791.hWQAs ???????????????式中 △ ——模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差。（7）求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù) n61.035.184.365????dBAn?4）冷卻裝置的布置。雖然經(jīng)上述理論計(jì)算，所需冷卻水路僅 1 條，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中是不夠的，將不能獲得很好的冷卻效果。實(shí)際設(shè)置如下：定模部分由于有流道的通過，成型塑件的肋板固定在定模仁上，故應(yīng)加強(qiáng)3232冷卻，在定模仁上分別單獨(dú)設(shè)置一根串聯(lián)式 S 形冷卻水道。對于動(dòng)模部分的冷卻水路，動(dòng)模仁布置兩條縱向水道，動(dòng)模型芯部分推桿布置較多且較密為了防止與之產(chǎn)生干涉，采用兩路隔板式水道。4.9 注射機(jī)安裝尺寸的校核（1）最大與最小模具厚度校核模具厚度應(yīng)滿足 maxminH?式中 ，H280min50ax?而該套模具整個(gè)厚度5.37413 )(42???分 型 面 間 隙ABC符合要求，模板各符號(hào)意義見模架選型。（2）開模行程校核 對雙分型面注射模而言，其開模行程 H 為SmaH?)10~5(21式中 S——注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程（mm） ，取 500mm；——塑件推出距離，取 32mm；1——塑件推出高度，取 16mm；2a——取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度，取 120mm。帶值計(jì)算為 符合要求。mH50178~3)05(1263????（3）推出機(jī)構(gòu)校核 本塑件高度不大，股推出距離不長，符合要求。（4）模具尺寸與注射機(jī)桿內(nèi)間距校核注射模外形尺寸應(yīng)小于注射機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具寬度或高度至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過拉桿間距的空間裝在注射機(jī)的工作臺(tái)面上。選定的模架為 400mm×4000mm，但外形尺寸為 550mm×400mm，外形尺寸符合要求。工程實(shí)際中也可在安裝前把螺釘、彈簧卸下，安裝后再裝上模具。3333五 模具材料的選用本套模具的選材可參考表零件名稱 材料牌號(hào) 熱處理 硬度動(dòng)模仁 P20 滲氮 58HRC～62HRC動(dòng)、定模板，動(dòng)、定模座板，脫凝料板45 調(diào)質(zhì) 230HRC～270HRC推桿 T8A 淬火 54HRC～58HRC墊塊 Q235A推板、復(fù)位桿 45 淬火 43HRC～48HRC推桿固定板 45主流道襯套 T8A 淬火 50HRC～55HRC支承柱 45 淬火 43HRC～48HRC定位圈 45定距螺釘 45 淬火 43HRC～48HRC導(dǎo)柱、導(dǎo)套 T8A 淬火 50HRC～55HRC3434六 模具工作過程模具裝配試模完畢之后（見總裝配圖） ，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：（1） 對塑料 ABS 進(jìn)行烘干，并裝入料斗；（2） 清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱；（3） 合模、鎖緊模具；（4） 對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射；（5） 注射，其過程包括沖模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模；（6） 脫模過程：3535七 參考文獻(xiàn)[1]葉久新，王群.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007.[2]伍先明，張蓉，楊軍，周志冰.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：國防工業(yè)出版社.2006.[3]洪慎章.使用注塑模具結(jié)構(gòu)圖集.化學(xué)工業(yè)出版社.[4]李德群，唐志玉.中國模具大典（第 3 卷 塑料與橡膠模具設(shè)計(jì)）.電子工業(yè)出版社.[5]賈潤禮，程志遠(yuǎn)編著. 《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊》. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2000[6]王鵬駒主編， 唐志玉副主編.《塑料模具技術(shù)手冊 》. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997[7]模具制造手冊編寫組編著.《模具制造手冊》. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1996[8]馮炳堯，韓泰榮，蔣文生編著.《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998[9]許鶴峰 ,陳言秋編著. 《注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990[10]陳志剛， 朱自成編著.《塑料模具設(shè)計(jì)》. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. 170-178[11][加] H.瑞斯 著 朱元吉 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