1、1塑料模具概論1.1論文背景及意義隨著市場競爭趨勢日益加，使產(chǎn)品功能多元化增加，同時產(chǎn)品的生命周期不 斷縮短，塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變得多樣化和復(fù)雜化，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。 在一定程度上使模具設(shè)計和注射成型過程的趨于復(fù)雜，某些注射成型問題甚至是 經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師和注射工藝師都難以把握和解決。在注射模具的設(shè)計過程中，首先考慮的一般是模具結(jié)構(gòu)本身的需要， 在滿足這個要求之后才考慮注射制 品的需要。例如，傳統(tǒng)規(guī)的注射模設(shè)計通常是根據(jù)經(jīng)驗來確定澆注系統(tǒng)和冷卻系 統(tǒng)的形式和尺寸，而并非根據(jù)流動分析的方法來確定。在最后的試模過程中通過 反復(fù)的調(diào)整模具的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)參數(shù)以求基本達到產(chǎn)品的質(zhì)量要求

2、。這樣勢必將造成模具試模周期過長、試模成本過高，從而嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益 和競爭力。因此，塑料熔體注射成型過程的設(shè)計和計算產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)以及注射成型工藝都具有非常重要的指導(dǎo)性意義。1.2課題國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今世界，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造水平高低的 重要標(biāo)志之一，因為模具的質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、效益以及新產(chǎn)品的開發(fā)能力。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。隨著經(jīng)濟的發(fā)展人們對生活的質(zhì)量要求越來越高， 對設(shè)備和用品的外觀、舒適度、輕量化 以及價格的要求越來越高，這就使塑料制品有了更為廣闊的市場前景。 塑料模具 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進步，對塑料制品業(yè)

3、的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。塑料制品在家電、 汽車、辦公用品、IT信息、工業(yè)電器等各個行業(yè)的發(fā)展非常迅速，使得塑料模 具行業(yè)也快速發(fā)展。主要研究成果塑料注射模具的發(fā)展在我國起步比較晚，但發(fā)展速度很快，特別是在近些年來，無論是在質(zhì)量和技術(shù)上，還是在制造能力上都有很大的發(fā)展和進步。主要成就有以下幾個方面：CAD/CAM/CAE技術(shù)在塑料模具的設(shè)計制造上應(yīng)用越來越普遍，特別是在 CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用方面，取得了非常大的成績。電子信息工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用提高了塑料模的設(shè)計和制造水平。氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用變得更加成熟。熱流道技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使得熱流道模具比例不斷提高。精密、復(fù)雜、大型模具的設(shè)計制

4、造水平不斷提高。 塑件尺寸精度67級的 塑料注射模具國內(nèi)已經(jīng)有能力生產(chǎn)，其分型面接觸間隙為 0.02mm，模板的彈性 變形為0.05mm,型面的表面粗糙度可達 Ra=0.05-0.025。模具的設(shè)計制造的效率不斷提高。模具使用壽命不斷提高，已有不少模具壽命已能達到100萬次以上。采用模具先進加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高。高速銑削技術(shù) 以及高速銑削機床在模具加工制造中的使用，已使得模具加工效率顯著提高。我國塑料模具發(fā)展中存在的主要問題伴隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，從總體上來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還 是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了非常大的進步， 但從國民經(jīng)濟發(fā)展的需求來 看，中國塑料

5、模具工業(yè)與世界先進水平相比差距仍很大，參見表1.1。表1.1塑料模具設(shè)計技術(shù)技術(shù)名稱發(fā)達國家中國美國日本德國香港臺灣大陸CAD應(yīng)用75%75%70%50%40%20%CAE應(yīng)用50%50%50%40%30%10%Flow軟件普及普及普及70%50%有應(yīng)用Cool軟件普及普及普及70%50%有應(yīng)用中國塑料模具行業(yè)和歐美發(fā)達國家先進水平相比， 存在的問題主要有一下幾占：八、發(fā)展極不平衡，產(chǎn)品總體水平和質(zhì)量比較低。盡管某些個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到或接近國際先進水平，但從總體來看，模具的使用壽命、制造精度、型腔表 面的粗糙度以及生產(chǎn)周期等指標(biāo)與國外先進水平相比仍然有較大的差距。并且包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理模

6、式在內(nèi)的總體水平與歐美等工業(yè)發(fā)達國家相比有至少 8年以上的差距。在國內(nèi)一些精密、大型、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年 仍然要依靠大量進口才能滿足需求。工藝裝備比較落后，協(xié)調(diào)組織能力較差。雖然某些企業(yè)經(jīng)過近幾年來引進 國外先進工藝技術(shù)改造設(shè)備，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進，有些三資企業(yè)的裝備 水平與國外的相當(dāng)，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍然相當(dāng)落后。最突出的問題是， 企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，組織管理水平落后，難以整合和調(diào)動社會資源為己所用， 從而就無能力承接比較大型的項目，阻礙了自身難以發(fā)展和進步。供需矛盾突出，短期內(nèi)難以緩解。近些年，國產(chǎn)塑料模具在國內(nèi)市場的滿 足率一直都比較低，特別是大型、高精度、長壽

7、命模具滿足率更低，初步估計不 到60%。而于此同時，工業(yè)發(fā)達國家的先進模具設(shè)計和制造水平正在加速向中國 轉(zhuǎn)移，國際采購也越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，但生產(chǎn)發(fā)展一 時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。在塑料模具總量供不應(yīng)求的 同時，一些低檔塑料模具卻出現(xiàn)供過于求，市場競爭激烈的現(xiàn)象。此外，還有一 些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也呈現(xiàn)出供過于求的趨勢。絕大部分企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品能力弱， 創(chuàng)新能力明顯不足。這主要是由于：一 方面技術(shù)人員所占比例低、水平不夠高；另一方面科研開發(fā)投入的資金少； 更重 要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。我國模具行業(yè)要不斷取得進步，模具 企業(yè)不但要重

8、視模具的開發(fā)，同時更重要的是重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。體制和人才問題一時很難得到解決。 在社會主義市場經(jīng)濟中，像模具這樣 依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的競爭性行業(yè)，現(xiàn)有的體制和經(jīng)營機制已凸顯出很 多的矛盾。人才的數(shù)量和素質(zhì)也難以跟上行業(yè)的發(fā)展。我國從2001年加入WTO后，塑料模具行業(yè)受到了巨大的挑戰(zhàn)，同時也帶 來了巨大的機遇。加入國際世貿(mào)組織之后，不僅為高端產(chǎn)品的進口帶來了更多的 方便，同時還帶來了國外資金和先進的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗，這對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才隊伍起到了非常重要的推動作用。1.3塑料模發(fā)展趨勢由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具 的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總

9、體的發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化 和現(xiàn)代化發(fā)展的同時，高精度、輕細化仍然是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上說, 為了滿足用戶對模具制造的“精度高”、“交貨期短”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要 求，以下的發(fā)展趨勢也比較明顯：在模具設(shè)計制造中將全面推廣 CAD/CAM/CAE技術(shù)。快速原型制造(RPM)及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展。高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用。模具高速掃描機數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大的作用。電火花銑削加工技術(shù)將得到快速發(fā)展。超精細加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展。熱流道技術(shù)將得到普遍推廣，以提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，節(jié)省制件的原 材料和節(jié)約能源。高壓注射成型和氣體輔助注射技術(shù)等工

10、藝將發(fā)揮重要作用。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。新型材料及先進的制造工藝技術(shù)會得到廣范應(yīng)用。(11) 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展。(12) 模具自動和加工系統(tǒng)的研制和開發(fā)， 隨著各種新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，自動 化趨勢將越來越高。(13) 虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。2塑件的工藝分析2.1注射模設(shè)計特點及組成件注射模主要用于熱塑性零件成型。它是將塑料粉粒，通過注射機螺桿旋轉(zhuǎn)流 進一定溫度的料筒內(nèi)，在 90100C的溫度下變成液體狀態(tài)。開動注射機活塞， 則熔融的塑料即以高壓、高速通過噴嘴注入，充滿模具型腔，待保壓固化后，形 成和型腔相仿的制品零件14。塑料注射模能一次性地成型形狀復(fù)雜，尺寸精確， 或

11、帶有嵌件的塑料制件。作為高質(zhì)量的注射模具，必須在使用期限內(nèi)保證制品質(zhì) 量和和擁有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。 這就要求模具動作可靠，自動化程度高，熱交 換效率好，成型周期短。其次，合理選用模具材料，恰當(dāng)確定模具制造精度，簡 化模具加工工藝，降低模具的制造成本也十分重要。此外，在注塑模設(shè)計時，必須充分注意到以下特點14:塑料熔體大多屬于假塑體液體，能“剪切變稀”。視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。在整個成型過程之中，塑件制品、注塑模具和外界環(huán)境三者組成了一個動 態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。注射模，可分為動模和定模兩大部分。注射充模時動模和定模閉合，構(gòu)成型 腔和澆注系統(tǒng)。開模時動模與定模分離，取出制件。定模安裝在

12、注射機的固定模 板上；動模則安裝在注射機的移動模板上。根據(jù)零件的不同功能，可分為以下七 個主要部分：澆注系統(tǒng)；成型零件：主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)；合模導(dǎo)向機構(gòu)：主要有導(dǎo)柱、導(dǎo)套等；推桿復(fù)位機構(gòu)：主要由頂桿、頂出板、復(fù)位桿、回程桿、拉料桿等組成；側(cè)向分型抽芯機構(gòu)；排氣系統(tǒng)；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2.2塑件的分析本課程設(shè)計為一塑料蓋，如圖2.1所示。塑件的機構(gòu)比較復(fù)雜為，對塑件質(zhì) 量沒有特殊要求。材料要求 ABS,生產(chǎn)批量為大批量，塑件公差按模具設(shè)計要求 進行轉(zhuǎn)換。未注公差取 MT5級精度。圖2.1塑料蓋塑件的外形尺寸不大，塑料的熔體流程也相對較短，塑件材料 ABS有較好 的硬

13、度和尺寸穩(wěn)定性，且易于成型加工，故適合于注射成型。任務(wù)書中并未給定 具體的尺寸公差，因此，所有尺寸均取公差等級為 MT5。2.3 ABS塑料的性能分析2.3.1 ABS組成及特點ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體共聚而形成的。這三種組 分的各自特性使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。每種化學(xué)單體特性如下：丙烯 腈熱穩(wěn)定性、強度、化學(xué)穩(wěn)定性及表面硬度都較高；丁二烯的抗沖擊特性、和堅 韌性能比較好；苯乙烯易加工、光潔度及強度均很高。ABS的物理特性是無味、無毒，顏色微黃色，是非結(jié)晶性材料，其成型的塑件有較好的光澤。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)15。其的優(yōu)點是有極好

14、的抗沖擊強度，且在低溫下也不會迅速下降；有良好的機械強度、硬度和一定的耐 磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性及電氣性能；水、無機鹽、酸、 堿類對ABS幾乎沒影響，溶于大部分醇類及烴類溶劑；有一定的尺寸穩(wěn)定性， 易于成形加工，且經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。 其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫 度為70C左右，熱變形溫度為93C左右；耐氣候性差，在紫外線作用下容易變 脆。可用注射、壓延、擠出、焊接電鍍、真空成型等方法加工成型。收縮率小，可制得精密塑料。吸濕性較大，成型前應(yīng)干燥處理。流動性中等，溢邊值0.04mm,溶體粘度取決于剪切速率，因此設(shè)計注射模 具時一般采用側(cè)澆口形式。熔融溫度低，變動范圍小，

15、故宜采用高料溫、高模溫以及高注射壓力，來注 射成型。澆注系統(tǒng)的流動阻力小，澆口形式和位置應(yīng)合理分布，以減小熔接痕數(shù)量 和防止產(chǎn)生熔接痕。另外，脫模斜度不宜太小。其中ABS性能指標(biāo)如表2.1所示表2.1 ABS的性能指標(biāo)屈服強度/MPa50密度 / (g.cm-3)1.02 1.16拉伸強度/MPa38摩擦系0.45斷裂伸長率（%）35體積電阻率/ （ Q ? m）6.9X1014拉伸彈性模量/GPa1.8熔點/C130 160彎曲強度/GPa80熱變形溫度/C90108彎曲彈性模量/GPa1.4計算收縮率（%）0.4 0.7熱導(dǎo)率/ (W? m-1)0.263比熱容 / (J? kg-1? K

16、-1)14702.4 ABS注射成型過程及工藝參數(shù)注射成型過程成型前的準(zhǔn)備：對 ABS的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗， ABS材料 具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。干燥條件為 80-90C下最少干燥2 小時。材料溫度應(yīng)保證小于 0.1%。注射過程：塑料粉粒在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱熔化，變成狀態(tài)后，經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注入型腔成型，整個過程可分為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。注射工藝參數(shù)可參考實用模具設(shè)計手冊P244表12-10常用熱塑性塑料注射成型的主要工藝參數(shù)，得到ABS塑料的成型工藝參數(shù)如下：注射機類型：螺桿式；螺桿轉(zhuǎn)速:30 60r/min ；預(yù)熱溫度:8085C ；預(yù)熱時間:

17、2 3h ;料筒溫度:前段 200210C，中段 C 210230C，后段 180200C；噴嘴形式:直通式；噴嘴溫度:180190C ；模具溫度:50 70C ；注射壓力:70 90MPa ；保壓力：50 70 MPa ；注射時間:3 5 s ；保壓時間:1530s ；冷卻時間:15 30s；成型周期:40 90s。3模具結(jié)構(gòu)分析3.1分型面位置選擇塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析可 知：塑件大部分外表面光滑，僅在側(cè)向抽芯出留有分型面痕跡。因此，分型面應(yīng) 該選在塑件制品截面積最大且最利于開模取出塑件的位置。3.2型腔數(shù)量和排列方式確定型腔數(shù)量的確定： 由于塑件的

18、精度不高，塑件尺寸不大，且為大批量生產(chǎn)， 故可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件和模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造成本費用等因素，初步將型腔定為一模二腔的結(jié)構(gòu)形式。型腔排列形式的確定：由于該模具選擇的事一模二腔，塑件的三維結(jié)構(gòu)見 圖3-1所示，故流道采用一字形對稱排列，使型腔平衡進料。這樣模具尺寸小， 制造加工方便，生產(chǎn)效率高塑件成本較低。模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定：由以上分析可知，本模具設(shè)計為一模兩腔，對稱一字型直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)初選推出板或推出桿推出方式。 澆注系統(tǒng)設(shè)計時流道采用對稱平衡式， 澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因 此，定模部分不需要單獨開設(shè)分型面來取出凝料，

19、 動模部分需要添加型芯固定板、 支撐板側(cè)型芯滑塊和推件板。以上綜合分析可確定采用帶推件板的單分型面注射 模。3.3初選注塑機型號注射量計算通過Pro/E建模分析的塑件三維圖及其質(zhì)量特性:圖3.1塑料蓋三維圖分析特征坐標(biāo)系選取頃目|使用缺省值密度O.OWXXXXN)精度 0.00000001 5 無常_ 4- T. Ip L-1 54g=1曠田公呻=1. 7693113«-05 公硒根據(jù)_7F_m：E圧EIM二坐標(biāo)邊框確定重心：A I Z C. 0W0WHJe-OT Q.0OT仇0恥叫刃-3, Qol63)4e-K 毫斗相対于JGRADL?匹CE5IGH坐標(biāo)丟邊框疋慣性.：公噸*耄米&

20、#163;讐讐，“喚00.rlr快魄Jlas£_Prop_l圖3.2塑料蓋質(zhì)量特性由圖3.2可知:塑件體積塑件的體積V h.608104mm3 ;取塑件的密度 l.lg/cm3;塑件的質(zhì)量 M1V =1.1 10-3 1.608 104mm 3 =17.69g。332注射機型號選擇由于采用一模兩腔式的注射成型方式，可知注射機的最大注射量應(yīng)該大于35.38g,參考實用模具技術(shù)手冊P275表14-4初步選用XS-Z-60型臥式注射 機，其相關(guān)參數(shù)為：注射方式：柱塞式柱塞直徑：38mm最大注射量：60g注射壓力：P=122MPa鎖模力：500KN最大注射面積：130cm3模具最大厚度：20

21、0mm模具最小厚度：70mm最大開模行程：180mm噴嘴球半徑：R仁12mm噴嘴孔半徑：d仁4mm定位圈直徑：55mm噴嘴移動距離：120mm模板尺寸：330mm 440mm3.4模架設(shè)計模架是模具的骨架，是連接模具個部分結(jié)構(gòu)的基本框架，對于塑料注射模這 樣的通用模具，其模架一般有標(biāo)準(zhǔn)模具可選，可以在市場上直接購買。因此，按 照塑件尺寸要求選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。決定模板尺寸的因素如下:根據(jù)模腔的大小和布置方案，畫出型腔的視圖；根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，將冷卻管道加畫在型腔周圍；根據(jù)所選模架的類型，將導(dǎo)柱導(dǎo)套布置在合適的位置上；考慮側(cè)型芯機構(gòu)的大小來決定模架是否需要加大，即可確定模板的尺寸一 長（L）和寬（E

22、）。當(dāng)模板的大小確定后，即可在注射模標(biāo)準(zhǔn)模架選擇一個合適的模架。綜合 塑件尺寸和側(cè)抽芯機構(gòu)等因素，確定定模板的尺寸為：250mmX250mm。模板的布置按照標(biāo)準(zhǔn)模架取得的模板在進行型腔、孔的的布置時，應(yīng)根據(jù)以下順序： 型腔的位置。型腔的位置取中、對稱，以免注射時發(fā)生受力不均。冷卻管道位置。冷卻管道一般與型腔的距離在1215mm。支承柱的位置。在大中型注射模具中，支承柱是相當(dāng)重要的，他是為了防止模具型腔在注射力作用下產(chǎn)生翹曲變形， 并可減少墊板厚度。故在頂出空間 的投影面積上加以支承。推桿、復(fù)位桿的位置。推桿應(yīng)盡量布置在塑件承受脫模力較大的部位，如塑件側(cè)壁附近。選擇標(biāo)準(zhǔn)塑模模架隨著人們對塑料制品

23、需求量的不斷增加，塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化顯得更為重要。 塑件制品行業(yè)的顯著特點之一是采用批量大、 效率高的生產(chǎn)方式。這樣的生產(chǎn)方 式就要求盡可能縮短模具的生產(chǎn)周期，提高模具制造質(zhì)量，以提高經(jīng)濟效益。為了達到這個目標(biāo)最方便可行的是采用模具標(biāo)準(zhǔn)模架及標(biāo)準(zhǔn)零件。一個國家的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，所制定的標(biāo)準(zhǔn)越適合生產(chǎn)實際，就表明這個國家的工業(yè)化程度越高。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由專門制造商生產(chǎn)，大多數(shù)塑模生產(chǎn)廠家都愿意使用標(biāo)準(zhǔn)模 架，以縮短生產(chǎn)時間、降低生產(chǎn)成本，集中人力、物力和財力搞好模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔、型芯等機構(gòu)的設(shè)計和制造加工。在模具設(shè)計過程中，設(shè)計人員根據(jù)塑件的 尺寸、形狀、型腔布置、冷卻系統(tǒng)的布置及所選模具的結(jié)構(gòu)等

24、方案，參考標(biāo)準(zhǔn)模 架生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品目錄，來選擇合適形式和尺寸系列的標(biāo)準(zhǔn)模架以及相應(yīng)的 標(biāo)準(zhǔn)零件。注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個國家標(biāo)準(zhǔn)：一個適用于模板尺寸 B L乞560mm900mm勺中小型模架；二是適用于模板尺寸B L為 630mm 630mm 1250mm 2000mm的大型模架。由上面確定定模板的尺寸為： 312mm 250mm。這符合中小型模架的模板尺寸 。因此，根據(jù)GB/T12555 2006塑料注射模模架標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定組成模架的零件應(yīng)符合GB/T4169.14169.23 2006塑料注射模零件標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。選擇序號 3中的200mm 250mm系列的 標(biāo)準(zhǔn)模架。其具體的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖 3

25、.3所示：圖3.3模架4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計計算設(shè)計原則澆注系統(tǒng)是注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進料通道， 正確設(shè)計 澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)塑件產(chǎn)品和提高生產(chǎn)率極為重要。根據(jù)塑件要求選擇普通流 道澆注系統(tǒng)，其設(shè)計原則如下14:了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性能；采用盡量短的流程，以減小熱量和壓力的損失；有利于良好的排氣；防止型芯變形和嵌件位移；便于修整澆口以保證塑件外觀；澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔的布置同時考慮；流動面積和流動距離面積比的校核。圖4.1澆注系統(tǒng)主流道設(shè)計主流道下位于模具中心塑料熔體入口處，將熔體導(dǎo)入分流道中，在臥式注 射機或立式注射機上主流道垂直于分型面， 一般

26、設(shè)計成圓錐狀，以便凝料的拔出 和熔體的流動14。主流道的尺寸直接影響熔體的流動、速度和沖模時間。由于 其與高溫熔體及注射機的噴嘴反復(fù)接觸，所以一般要求將其設(shè)計成可拆換的澆口 套。根據(jù)模具設(shè)計與加工速查手冊表5-13主流道的形狀和尺寸來計算各個尺寸。主流道尺寸如下：主流道小端直徑：d 1 =4 1 =5mm ；主流道錐角：-=3 ；球面配合高度：H =5mm ；主流道球面半徑：R二R_, 3 =12 3 = 13mm ；主流道長度：L=51mm ；主流道與分流道過度圓角：r二3mm ；主流道大端直徑：D = d 2Lta =10mm。分流道設(shè)計分流道的設(shè)計應(yīng)該盡量盡可能避免熔體溫度降低和減少熔體

27、在流道上的壓 力損失，同時還要考慮分流道的容積和壓力平衡，因此，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)以及型腔的分布，采用平衡式分流道，從而使熔料幾乎能同時到達每個型腔的進料口14為了簡化分流道結(jié)構(gòu)，以及便于計算澆注系統(tǒng)中的熔料量， 分流道采用圓形的形 式，根據(jù)模具設(shè)計與加工速查手冊表5-14分流道的尺寸確定來計算分流道尺寸如下：分流道長度：l=D=10mm ；分流道與澆口過度圓角：r1 =2mm ；分流直徑：b二6mm。澆口的設(shè)計根據(jù)型腔的分布排列形式以及模具結(jié)構(gòu)特點，本設(shè)計采用矩形側(cè)澆口，其結(jié)構(gòu)尺寸如下：澆口長度：c =3mm ；澆口寬度：e=3mm ；澆口高度：a =3mm。主流道襯套設(shè)計由于主流道要與高溫塑料熔

28、體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，所以只在小批量的注射生產(chǎn)中才將主流道在注射模具的定板上加工，大部分注射模中主流道部分常設(shè)計成可更換和可拆卸的主流道襯套，主流道襯套屬于注射模的通用件。主流道 襯套為標(biāo)準(zhǔn)件，為簡化模具的結(jié)構(gòu)，在滿足要求的前提下選擇澆口套與定位圈兩 者相結(jié)合使用的結(jié)構(gòu)。根據(jù)實用模具技術(shù)手冊表20-33注射模主流道推薦尺寸設(shè) 計，其結(jié)構(gòu)尺寸見下圖4.2:050'025 1 1圖4.2澆口套冷料穴的設(shè)計及計算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔，影響制品的質(zhì)表面粗糙度。本設(shè)計采用常用形式的帶Z 形頭拉料桿的冷料穴。這種結(jié)構(gòu)既可作為冷料穴

29、，又可在分型時起到將主流道的 凝料從主流道襯套中拉出并隨動模一起移動。開模后，塑件稍作側(cè)向移動，凝料會連同塑件一起從冷料穴拉料桿脫落。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.1所示：注射機參數(shù)的校核最大注射量的校核。塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的重量一般不應(yīng)大于注射機公稱注射量的80%，注射機多以公稱容量來表示。注射機可注射的最大注射量:根據(jù)澆注系統(tǒng)的尺寸計算澆注系統(tǒng)凝料的重量：m (52 5132 24 2 33x2)/10001.1 =6.08g因此，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的質(zhì)量：M = M1 m = 35.38 6.08 = 41.46 g = G max = 51g由此可知滿足要求。注射壓力的校核。注射機

30、的公稱注射壓力要大于塑件成型的壓力，即P公P注，其中P公=122MPa, P注=100MPa,顯然滿足要求。鎖模力的校核。由于高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個很大的推力，理輪上這個力要小于注射機的公稱鎖模力， 否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，即F鎖pA分, 其中F鎖=500KN查實用模具技術(shù)手冊表14-5可得塑料ABS的型腔平均壓 力p =30MPa ；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和為A - - 62 24x6 2 二 302 = 3235.04mm2，貝U，pA 分=30MPax 3235.04mm2=97051.2N<F鎖=500KN ;因此，鎖模力也符合要求。由此可知選擇的注射機

31、滿足注射成型的要求。4.2成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算在注射模具設(shè)計中塑件的幾何形狀和尺寸決定了成型零件的機構(gòu)和尺寸， 而成型零件包括凹模、凹模、鑲拼塊、成型桿和成型環(huán)等等。其工作尺寸是指零 件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有凹模、凸模、鑲拼塊、成型桿和成型環(huán)的 徑向尺寸，凹模的深度和凸模的高度尺寸以及凸模和凸模之間的位置關(guān)系等。有前面的分析可知，模具的設(shè)計中應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度等級等因素來確定模具 的成型零件的工作尺寸及精度。影響塑件尺寸和精度的因素有：成型收縮率；模 具成型時的制造誤差；模具成型時的磨損；模具安裝配合是的誤差。成型零件鋼材選用對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件必須具有足夠

32、的強度、剛度、耐 磨性及良好的抗疲勞性，同時還要考慮它的機械加工性能等， 該塑件是大批量生 產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的凹模的鋼材選用 T8A o成型塑件的型芯，由于脫模時與塑件 的磨損嚴(yán)重，因此，鋼材也選用 T8A o凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型制品外表面的成型零件。其結(jié)構(gòu)分為整體式、整體嵌入式、組合 式和鑲拼式四種。根據(jù)塑料蓋的結(jié)構(gòu)形式，這里采用整體式凹模。凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。通常是整體式和組合式兩種。根據(jù)塑 料蓋的結(jié)構(gòu)形式，這里采用整體式凸模。型芯的徑向尺寸計算如下：塑件的尺寸變化值：s( Smax-Smin) LS ；塑件的最大收縮率：Smax =8% ；塑件的最小收縮率：

33、Smin =3%；塑件尺寸：Ls=47mm；貝匚 LM= ( 1+S平)ls+x 0s (8%-3%) 47 =2.35nm 。查公差表可知塑件的尺寸公差：厶=0.039mm;1塑件成型零件的制造公差：迂二丄厶二0.013mm ;31成型零件的最大磨損量：飛=丄尺二0.0065mm ;6型芯的徑向尺寸：Lm =(1 S ls 0.5 遼;塑件的平均收縮率：S 平=(Smax+Smin) /2= (8%+3%) /2=5.5%;塑件的內(nèi)形最小尺寸：ls=46.961mm；系數(shù)：x=0.5;下偏差為：-、；z =-0.013mm ；貝U,型芯的徑向尺寸：Lm 二(1 5.5% 46.961) 0.

34、5 0.039-0.013二 49.563 0-0.0134.3合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計合模導(dǎo)向機構(gòu)的作用為了保證保證注射模的準(zhǔn)確開模和合模，注射模具必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)的作用如下14:定位作用 模具合模時，導(dǎo)向機構(gòu)可以保證動模和定模的位置正確，以 便是型腔的形狀和尺寸精確；另外，導(dǎo)向機構(gòu)在模具的裝配過程中也起定位作用， 方便模具裝配和調(diào)整。導(dǎo)向作用合模時模具的導(dǎo)向零件首先接觸，引導(dǎo)動、定模準(zhǔn)確合模，避免由于某種原因，使得型芯和型腔錯誤接觸而造成損壞。承受一定的側(cè)向壓力塑料熔體是以一定的注射壓力注入型腔的，型腔的各個方向都承受壓力，如果塑件是非對稱結(jié)構(gòu)或模具設(shè)計成非平衡進料形式， 就會產(chǎn)生單項

35、的側(cè)向壓力，設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)可以承受一定的側(cè)向壓力。注意事項14合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。根據(jù)該塑件結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)時應(yīng)該注意以下的事項：導(dǎo)柱應(yīng)該合理均勻的分布在模具分型面的四個角上，且導(dǎo)柱至模具的邊緣要有足夠的距離，以保證模具的強度。由于在前面以及確定了模架的標(biāo)準(zhǔn)形式， 因此，導(dǎo)柱的直徑和布置的位置可參照選定的標(biāo)準(zhǔn)模架來確定。另外，為了是在模具裝配和合模的過程中不將方向弄錯，導(dǎo)柱常采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或者 不等直徑導(dǎo)柱對稱布置；導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面高度高出 6 8mm，避免在定位錯誤時型芯進入凹模型腔是產(chǎn)出碰撞而損壞；導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)可

36、以起到保護型芯和塑件脫模時，支承推件板的作 用，而設(shè)置在定模一側(cè)可以起到方便塑件脫模支撐澆道板的作用。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)及模架結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計將導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)。導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分的配合用 H7/f7，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分的配合均用 H8/S7。為了保證推板的順利推出，除了在動模和定模部分設(shè)置導(dǎo)柱外，在推板和 動模座板之間也應(yīng)該設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)模具為200X250mm系列，可查表值導(dǎo)柱的直徑為 20mm。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計由于模具設(shè)計要求不高，故選用帶頭的導(dǎo)柱便可以滿足要求。 其具體的尺寸 按照實用模具技術(shù)手冊表 20-9帶頭導(dǎo)柱尺寸系列(GB/T4169.41984)來 選用。標(biāo)記為：導(dǎo)柱

37、 20x63x25 GB/T4169.41984,材料選用T8A。其結(jié)構(gòu)尺寸如 下圖4.3所示：csjoc5gci000. 02A.010 - 弓01圖4.3導(dǎo)柱434導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計為了便于導(dǎo)套的定位，采用帶頭的導(dǎo)套I型。其具體的尺寸按照實用模具技術(shù)手冊表20-12帶頭導(dǎo)套尺寸系列(GB/T4169.31984)來選用。標(biāo)記為：導(dǎo)套 20x30 (I) GB/T4169.31984材料選用T8A。其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖4.4所示：OT, 02 |A圖4.4導(dǎo)套4.4推出機構(gòu)的設(shè)計注射過程在經(jīng)過加料、塑化、注射和冷卻幾個步驟后，塑件及澆注系統(tǒng) 的凝料被從模具的型腔推出，推出機構(gòu)的動作時通過注射機合

38、模結(jié)構(gòu)上的頂桿或 者是液壓缸來實現(xiàn)的。本設(shè)計采用一次推出機構(gòu)便能滿足要求， 推出機構(gòu)的設(shè)計 計算如下：脫模力的計算的計算脫模力主要是由于塑件收縮包緊型芯產(chǎn)生的塑件與型芯之間的摩擦力， 對于 某些有盲孔的殼體類塑件，必要時要把大氣壓力的作用考慮在內(nèi)， 本設(shè)計由于結(jié) 構(gòu)比較簡單，故可不考慮大氣壓的作用，由公式：F 二Ap （cos： - sin ：）；由上述分析可知，脫模力受很多因素的影響，其大小隨塑件包容型芯面積的 增大而增大，隨脫模斜度的增大而減小，因此要考慮到所有因素的作用是比較困 難的，故只能對脫模力的大小進行近似估算。其中：塑件對模具鋼的摩擦系數(shù) 卩，約為0.10.3,此處取亠-0.2

39、;型芯的脫模斜度a。在設(shè)計模具時，為了是塑件成型后易于從模具型腔內(nèi)脫模而設(shè)計的。不同塑料成型時的脫模斜度不同。對于塑料ABS其型芯的脫模斜度為35 1。此處取=1 ;塑件包容型芯的面積Ao根據(jù)塑料蓋的尺寸，用數(shù)學(xué)積分的方法計算得面積2A : 3279.63 mm ;塑件對型芯單位面積上的包緊力 p 0 般情況下，模外冷卻的塑件約取 24 39 MPa,而模內(nèi)冷卻的塑件約取為812MPa。本設(shè)計塑件是在模內(nèi)冷卻， 故取 p =10 MPa o由此可初略估計計算塑件脫模力：F = Ap （卜cos。- sin 口 ） 3279.63 x 10 （ 0 . 2xc o s°1s i n J

40、5 9 8 5 . N 7推出零件尺寸的確定在推出機構(gòu)的設(shè)計中，計算推件板的厚度和推桿的直徑是關(guān)鍵。 而推件板的 結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)在選定標(biāo)準(zhǔn)模架中確定， 在此只進行推桿直徑的估算。其計算公 式如下：LzF ;其中，4 nE系數(shù)K取1.25;推桿的長度L。由塑件的結(jié)構(gòu)可知，將推桿布置在型芯內(nèi)。根據(jù)模架的基本 結(jié)構(gòu)及型芯的尺寸估算得:L =27 32 25 11 =95 mm鎖模力F。由前面的計算可知F=5985.87N ；n =2模具鋼的彈性模量E。一般取為E = 2.1 105 MPa；由此估算推桿直徑:=4.2 mm1.259525985874 nE推桿的具體結(jié)構(gòu)形式按照實用模具技術(shù)手冊表20

41、-18 A型國標(biāo)推桿尺寸42 2.1 105系列選取，起尺寸如圖4.5所示:推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位的設(shè)計為了使推出機構(gòu)在推出過程中能正確、靈活、平穩(wěn)的移動，設(shè)計推出機構(gòu)必 須附加設(shè)置導(dǎo)向裝置；而在每次合模后，推出機構(gòu)要準(zhǔn)確無誤的回到原來的位置， 組成完整的型腔，這就要求設(shè)置復(fù)位裝置 。推出機構(gòu)的導(dǎo)向裝置。該模具用于大批量生產(chǎn)，應(yīng)有導(dǎo)套和導(dǎo)柱相配，以 提高支承剛性和延長了導(dǎo)向的壽命。其具體結(jié)構(gòu)尺寸見總裝圖。推出機構(gòu)的復(fù)位裝置。該模具有側(cè)向分型和側(cè)抽芯機構(gòu)，但推桿復(fù)位桿和 滑塊不會發(fā)生干涉現(xiàn)象。其結(jié)構(gòu)形式見裝配圖。在推桿固定板和動模座之間應(yīng)設(shè)置限位釘，而在兩者之間留出一定的間隙，以便藏納污垢，保證推

42、板的正常定位和型芯的準(zhǔn)確位置。同時，還可對推出機構(gòu)起到支承和調(diào)整作用。其具體形式見總裝圖4.5側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計分析本設(shè)計的產(chǎn)品塑料蓋，可知塑件的側(cè)壁帶有凹槽，對于這類零件的成型， 需設(shè)計科側(cè)向移動的模具結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)就是側(cè)向分型與側(cè)抽芯機構(gòu)。抽芯距與抽芯力的計算抽芯距的計算。側(cè)抽芯距S是指側(cè)向型芯從成型位置到不妨礙塑件脫模推 出位置所移動的距離。S應(yīng)該比塑件的側(cè)向凹槽的高度大23 mm。注射模的d =51mm抽芯距計算公式為：S =3(2 3)mm ；D 2 d 2S1 = ( D/2 ) 2 + (d/2) 2 1/2Si =(-)-()亠22 2其中D為塑件的最大直徑，此處 D =

43、55mm ;D為塑件的最小直徑，此處；因此有：55 2512S1 =)2 ()2“ 2 =10.2mm ;2 2取 S=13mm抽芯力的計算。抽芯力的計算和脫模力的計算方法類似。其估算公式如下：F =ch p(bosj-sin_：0 ；側(cè)型芯成型部分的截面平均周長 Ch懐dx 50=157 mm ;側(cè)型芯成型部分的高度h =2mm ;塑件對型芯單位面積上的包緊力p。 該塑件是在模內(nèi)冷卻，故取p =10m Pa塑料對模具鋼的摩擦系數(shù)亠0.2 ;側(cè)型芯的脫模斜度a。選取方式同型芯的脫模斜度，取 a = 1°；因此有：F =157 2 10 (0. 2xcos1si n) 5 7 3. N

44、O能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)向分型和側(cè)抽芯的機構(gòu)有多種類型， 根據(jù)計算，本模具側(cè)抽芯力 不大，因此采用生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。 這種機構(gòu)利用注 射機的開模力作為動力和開模行程， 通過斜導(dǎo)柱等零件，在塑件脫模之前，將模 具的可側(cè)向移動的成型零件從塑件中抽出； 雖然機構(gòu)較復(fù)雜，但是不再需要特別 的設(shè)備，而且生產(chǎn)效率高。其結(jié)構(gòu)如下圖 4.6所示：圖4.6側(cè)抽芯機構(gòu)452斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計斜導(dǎo)柱的側(cè)向分型與側(cè)抽芯機構(gòu)有三個要點： 側(cè)滑塊的平穩(wěn)導(dǎo)滑； 注射時側(cè)型芯的牢固鎖緊； 側(cè)抽芯結(jié)束時滑塊要定位可靠。設(shè)計步驟為： 斜導(dǎo)柱的設(shè)計a斜導(dǎo)柱傾斜角a的確定。 斜導(dǎo)柱的傾斜角大小，既關(guān)系到斜導(dǎo)柱

45、的有效長度、抽芯距和開模行程，又關(guān)系到開模力的大小、提供的抽芯力大小和斜導(dǎo)柱 所受的彎曲力。在此要從側(cè)抽芯時的開模力和開模距兩個方面來確定斜導(dǎo)柱傾斜 角。因為斜導(dǎo)柱的傾斜角越大，斜導(dǎo)柱的長度和開模距越小，越有利于減小模具 的尺寸，而斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和開模力越大，從而影響了模具和斜導(dǎo)柱的強度 和剛度；相反，傾斜角越小，模具合導(dǎo)柱所受的力就會越小。但在相同的抽芯距 的情況下，斜導(dǎo)柱的長度和開模距離會越大， 從而使模具的尺寸變大。經(jīng)過理論 推導(dǎo)取a = 22° 33'時是比較理想的。在一般的設(shè)計計算中取12°< a <20°。由前面的設(shè)計和計算可知

46、，該模具的抽芯距較大，而抽芯力較小。與此同時，這 里采用斜導(dǎo)柱對稱布置，抽芯力可以相互抵消。因此，一般偏向于取大一點的值。 在此取a = 18°。b斜導(dǎo)柱的尺寸的確定。由于理論計算比較復(fù)雜，為此采用查表的方法來確定斜導(dǎo)柱各部分尺寸。由前面計算得到：脫模力 F=5985.87N ;斜導(dǎo)柱的傾斜角-18 ;則查實用模具技術(shù)手冊表15-43最大彎曲力與脫模力和斜導(dǎo)柱傾斜角的 關(guān)系，得到：最大彎曲力Fw =6 KN根據(jù)斜導(dǎo)柱抽芯時的受力及模架尺寸估算側(cè)型芯滑塊所受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線的交點到斜導(dǎo)柱固定板的距離Hw : 20 mm則查實用模具技術(shù)手冊表15-44斜導(dǎo)柱傾斜角a、高度Hw

47、、最大彎曲力Fw與斜導(dǎo)柱直徑之間的關(guān)系，得到：斜導(dǎo)柱直徑d =16 mm然后再由實用模具技術(shù)手冊表20-37斜導(dǎo)柱推薦尺寸查得斜導(dǎo)柱的各個 尺寸，如下圖4.7所示: 滑塊的設(shè)計為了保證成型工藝的可靠性和塑件尺寸精度的準(zhǔn)確性，側(cè)滑塊的導(dǎo)滑不但有 準(zhǔn)確而且要靈活。確定滑塊的形式。滑塊分為整體式和組合式兩種。此處由于側(cè)向移動零件的 形狀比較簡單，因此在滑塊上直接加工出整體式結(jié)構(gòu)的側(cè)向成型塊。確定滑塊的導(dǎo)滑形式。為了使滑塊抽芯和復(fù)位過程中，沿一定方向平滑往復(fù) 移動時不產(chǎn)生跳動或者卡滯的現(xiàn)象， 這就必須為滑塊設(shè)置導(dǎo)滑槽。這里采用整體 式T形槽來導(dǎo)滑。為防止塑料熔體溢入間隙，用 H8/g7的配合精度。配合

48、部分 表面粗糙度要求為Ra=0.8。確定滑塊的定位裝置。為了使斜導(dǎo)柱在合模時能可靠地進入滑塊的斜孔， 滑塊在側(cè)抽芯后必須對終止位置進行定位。本設(shè)計的定位裝置為依靠壓簧的恢復(fù) 來將滑塊定位在限位塊出。其結(jié)構(gòu)形式見圖 4.4 楔緊塊的設(shè)計a確定楔緊塊的形式。設(shè)置楔緊塊目的是為了防止活動型芯和滑塊在成型過 程中因力的作用而移動，或斜導(dǎo)柱的受力過大，以便合模時將滑塊壓緊。由于該 模具抽芯時承受的側(cè)向力較大，所以采用把楔緊塊整體鑲?cè)肽K中的形式， 要求 配合為H7/f6。b確定楔緊塊的楔緊角。為了使模具開模時楔緊塊先離開滑塊， 以便對滑塊 進行側(cè)向抽芯，當(dāng)斜導(dǎo)柱帶動滑塊作抽芯動作時，楔緊塊的楔緊角必須大

49、于斜導(dǎo) 柱的楔角。此處滑塊移動方向與合模方向垂直，所以取楔緊塊的楔緊角為：a + (2° + 3°)=18° +2°=20°4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計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 在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽以及塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的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，還會因 為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件， 使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。而排氣 系統(tǒng)的作用是將型腔中原有空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體

50、順利的排除以免使塑 件產(chǎn)生疏松、氣泡等缺陷而影響成型及塑件表面質(zhì)量 。排氣槽的設(shè)計應(yīng)遵循下列原則14:排氣口不能正對操作者，以防止溢料濺出傷人，可采用折彎式結(jié)構(gòu)；排氣槽盡量開設(shè)在分型面上，產(chǎn)生飛邊時易隨塑件脫出；排氣槽應(yīng)設(shè)置在型腔最后充滿的位置；排氣槽一般應(yīng)設(shè)置在分型面動模一方；以便模具加工和清模；排氣槽深一般可取0.025 0.1 mm槽寬取1.5 6.0 mm,以不產(chǎn)生明顯飛邊 為原則；對于本設(shè)計由于是中小型模具，利用配合間隙排氣是最簡便合理的方法。在 分型面之間，推桿與模板之間及活動型芯與模板之間留有一定的間隙進行排氣， 其間隙值不能過大，一般取為 0.03mm- 0.05mm4.7模具

51、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的介紹及重要性在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 由 于各種塑料的性能和成型工藝要求不同， 模具的溫度要求也不同。一般的塑料都 需在200r左右的溫度由注塑機的噴嘴注射到模具內(nèi)，熔體在 60C左右在模具內(nèi)固化，脫模，其熱量除少部分輻射、對流大大氣環(huán)境外，大部分都是通過模具 的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶走。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就 可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入 模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件， 為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加

52、熱0塑料ABS成型時要求的模具溫度是60 70C，因此，該模具設(shè)計僅需設(shè)置 冷卻系統(tǒng)，而不需要設(shè)計加熱系統(tǒng)。模具溫度的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響有如 下幾點：影響塑件的尺寸精度。采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率。影響塑件的力學(xué)性能。對于結(jié)晶型的塑料，結(jié)晶溫度越高，塑件的應(yīng)力開 裂傾向越大，為了減少應(yīng)力開裂，應(yīng)該適當(dāng)降低模具溫度。模溫均勻，冷卻時間 短，注射速度快可以減少塑件的變形。影響塑件的表面質(zhì)量。提高模具溫度可以改善塑件的表面光潔度， 而過低 的模具溫度會是塑件的輪廓不清晰，并產(chǎn)生明顯的熔合紋。與此同時，模具溫度及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)對生產(chǎn)效率也有很大的影響。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計冷卻系統(tǒng)設(shè)計的原則

53、 冷卻系統(tǒng)可設(shè)計成單回路或多回路。冷卻水道必須是一個回路，使水道中 的水循環(huán)。當(dāng)流道較長時，隨水溫的升高，模具的溫度不均勻，可設(shè)計成多個回 路。 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大。冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大, 則對塑件的冷卻效果越好。 盡量將冷卻水孔至型腔表面的距離設(shè)置成相等的， 當(dāng)塑件的壁厚較均勻時， 冷卻水道與型腔表面的距離應(yīng)相等； 當(dāng)塑件壁厚不均勻時，厚的地方，冷卻水道 與型腔表面的距離應(yīng)該近些，冷卻水道的間距也應(yīng)小些。冷卻水道孔邊與型腔表 面之間的距離應(yīng)該大于10 mm，常為12 15 mm。 澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳。因為塑料熔體在填充型腔時， 模具的澆口處是從熱的

54、部分，距澆口越遠的地方溫度越低。 冷卻水道的出入口溫度應(yīng)盡量小，進出水溫差一般不超過5C。為了減小出入口溫差，必要時，要在模具上設(shè)置多對水道的出口和入口。 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。 合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機 構(gòu)發(fā)生干涉。冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好， 對于矩形模具，通常沿寬度 方向開設(shè)水孔。冷卻系統(tǒng)的計算 計算塑料傳給模具的熱量計算公式為：Q 二 nmqq =Cp （ 3 -九）qm其中，每小時的注塑時間為n。根據(jù)前面的資料，取閉模時間3S,開模時間 3S,頂出時間2S,注射時間4s冷卻時間20S，保壓時間10S，總周期為42S。 則，n

55、=60 x 60 “42 86 次每次注射的塑料量為m。包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，由前面的計算可知：m =0.04146 Kg塑料的比熱容為Cp。根據(jù)表1 ABS的性能指標(biāo)可知Cp =1.47kJ/kg.k塑料熔體充模溫度為K。按照注射機噴嘴溫度取值，則有：廿 185C塑件脫模的溫度為®。按照模具溫度取值，則有-60 C結(jié)晶型塑料的熔融潛熱為qm。由于塑料ABS是非結(jié)晶型塑料，故qm =0由以上分析有:單位質(zhì)量的塑料在型腔內(nèi)散發(fā)的熱量為q。q=Cp( 3-折 qm =1.47 (185-60)0 =183.75 KJ/kg單位時間內(nèi)塑料傳給模具的熱量為 Q。Q =nmq =86 0.04 1 4168 3.316 5 5 .k2J / h