萬能手機(jī)電池充電器外殼注塑模設(shè)計(jì)及編程

1、<p>　　1 注射成形的基本過程</p><p>　　注射成形又稱注射模塑，是熱塑性塑料，是熱塑性塑料制件的一種主要成形方法，除個(gè)別熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成形。</p><p>　　注射成形可成形各種形狀的塑料制件，它的特點(diǎn)是成形周期短，能一次成形外形復(fù)雜，尺寸精密，帶有嵌件的塑料制件，且生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，所以廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)及批量

2、較小的塑料制件的生產(chǎn)。注射成形所用的設(shè)備式注射機(jī)，目前的注射機(jī)種類很多，但普遍采用的是柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。</p><p>　　1.1 注射成形的原理</p><p>　　注射成形的原理是將顆粒狀態(tài)成粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射機(jī)柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經(jīng)一定時(shí)間的保壓冷卻定型后可保持模具型腔所賦予

3、的形狀，然后開模分型獲得成行塑件，這樣就完成了一次注射工作循環(huán)。</p><p>　　1.2 注射成形的工藝過程</p><p>　　注射成形工藝過程包括：成形前的準(zhǔn)備、注射成形過程以及塑件的后處理三個(gè)階段。</p><p>　　1.2.1 成形前的準(zhǔn)備</p><p>　　A．原料外觀的檢驗(yàn)和工藝性能的測定，檢驗(yàn)內(nèi)容包括對色澤、粒度及均勻性

4、流動性、熱穩(wěn)定性及收縮率的檢驗(yàn)。</p><p>　　B．物料的預(yù)熱和干燥，對于吸水性強(qiáng)的塑料，，在成形前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，不然塑料制件表面會出現(xiàn)斑紋和氣泡等缺陷，甚至發(fā)生降解，嚴(yán)重影響塑料制件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，故對物料應(yīng)進(jìn)行充分的預(yù)熱和干燥。</p><p>　　C．嵌件的預(yù)熱，在成形帶金屬嵌件，特別是帶較大的嵌件的塑件時(shí)，嵌件放入模具之前必須預(yù)熱，以減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑

5、件的收縮應(yīng)力，保證塑件質(zhì)量。</p><p>　　D．料筒的清洗，當(dāng)改變產(chǎn)品，更換原料及顏色時(shí)均需清洗料筒，通常柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺桿式料筒可采用對空注射法清洗。</p><p>　　E．脫模劑的選用，塑料制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件和正確的模具設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)上為順利脫模，通常使用脫模劑。</p><p>　　1.2.2 注射成形過程</p>

6、<p>　　注射成形過程包括加料、加熱塑化、加壓注射、保壓、冷卻定型、脫模等工序，但實(shí)質(zhì)上將主要是塑化、注射充模和冷卻定型等基本過程。</p><p>　?。?）塑化是指粉狀或粉狀的物料在料筒內(nèi)加熱熔融成粘流態(tài)并具有良好的可塑性的全過程，對塑化的要求是：塑料在進(jìn)入模腔之前，既要達(dá)到規(guī)定的成形溫度，又要使熔體各點(diǎn)溫度均勻一致，并能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提供上述質(zhì)量的足夠熔融塑料，以保證生產(chǎn)連續(xù)順利地進(jìn)行。<

7、;/p><p>　?。?）注射成形與冷卻定形 注射成形與冷卻定形是指從注射機(jī)柱塞或螺桿將熔融塑料注射入模開始，經(jīng)過型腔充滿及熔體冷卻定形，直到塑件脫模為止的整個(gè)過程。這一過程時(shí)間不長，但合理的選擇和控制該過程的溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)，對塑料制件的質(zhì)量卻十分重要。根據(jù)塑料進(jìn)入模腔的流動情況，這個(gè)過程可分為注射充模、保壓補(bǔ)縮、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。</p><p>　　a．注射充模

8、 從注射機(jī)柱塞或螺桿快速推進(jìn)，將塑料熔體注入模腔，至充滿模腔為止為注射充模階段，這一階段壓力變化為：當(dāng)熔體未注入模具型腔時(shí)，模腔壓力基本上為零，充滿以后，隨熔體量迅速增加，模腔壓力也迅速上升。</p><p>　　b．保壓補(bǔ)縮 這一階段是從塑料熔體充滿型腔時(shí)起，至柱塞或螺桿退回時(shí)為止。在這段時(shí)間內(nèi)，熔體因?yàn)槔鋮s而收縮，但由于柱塞或螺桿繼續(xù)緩慢向前移動，使料筒內(nèi)熔體繼續(xù)進(jìn)入型腔，以補(bǔ)充因收縮而留出的空隙，從而保

9、持模腔內(nèi)熔體壓力仍為最大值。</p><p>　　c．倒流階段 這一階段是從柱塞或螺桿開始后退時(shí)起，至澆口處塑料熔體凍結(jié)時(shí)為止，這時(shí)模腔內(nèi)的壓力比澆注系統(tǒng)流道內(nèi)高，因此就會發(fā)生塑料熔體的倒流，從而使模腔內(nèi)壓力迅速下降。</p><p>　　d．澆口凍結(jié)后的冷卻 這一階段是從澆口處塑料完全凍結(jié)起到制件脫模取出時(shí)為止，這時(shí)，倒流不再繼續(xù)進(jìn)行，模腔內(nèi)的塑料繼續(xù)冷卻并凝固定型，當(dāng)脫模時(shí)，塑件應(yīng)

10、具有足夠的剛度，不致產(chǎn)生翹曲或變形，在冷卻階段中，隨著溫度的迅速下降，模腔內(nèi)的塑料體積收縮，壓力也逐漸下降。</p><p>　　1.2.3 塑件的后處理</p><p>　　由于塑化不均勻或由于塑料在型腔內(nèi)的結(jié)晶，取向和冷卻不均勻，或由于金屬嵌件的影響和塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍颍芗?nèi)部不可避免的存在一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂。為此，要對塑件進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?。?/p>

11、要是退火和調(diào)濕處理。</p><p>　　a．退火處理 退火熱處理是將塑件在定溫度的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜止一段時(shí)間，然后緩慢冷卻至室溫，從而消除塑件的內(nèi)應(yīng)力，提高塑件的性能。退火的溫度應(yīng)控制在塑件使用溫度10~20ºC ，退火處理后冷卻速度不能太快，以避免重新產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。</p><p>　　b．調(diào)濕處理 調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放入熱水中，以隔絕空氣，防止對塑

12、件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種后處理方法，其目的是使塑件顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定，防止塑件使用中尺寸變化，使制品盡快達(dá)到吸濕平衡。</p><p>　　1.3 注射成形的工藝參數(shù) </p><p>　　當(dāng)選擇了適當(dāng)?shù)乃芗贩N、成形方法及設(shè)備，設(shè)計(jì)了合理的成形工藝過程及模具結(jié)構(gòu)之后，在生產(chǎn)中工藝條件的選擇及控制就是保證成形順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量的關(guān)鍵，注射成形最后主要的工藝參數(shù)是塑化流動和

13、冷卻的溫度、壓力以及相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間。</p><p><b>　　1.3.1 溫度</b></p><p>　　注射成形過程控制需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等，前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動，而后一種溫度主要影響塑料的充模和冷卻定形。</p><p>　　a．料筒溫度 料筒溫度的選擇應(yīng)保證塑料塑化良好，能順利實(shí)現(xiàn)豬舍，

14、又不引起塑料分解。料筒溫度根據(jù)塑料的熱性能確定各種塑料具有不同的流動溫度，因此對非結(jié)晶性塑料而言，料筒末端最高溫度應(yīng)高于流動溫度，而對結(jié)晶性塑料應(yīng)高于熔點(diǎn)，但必須低于塑料的分解溫度，否則將導(dǎo)致熔體分解。除了嚴(yán)格控制最高溫度外，還應(yīng)控制塑料在加熱筒中停留的時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)間過長時(shí)，塑料也會發(fā)生降解。</p><p>　　b．噴嘴溫度 噴嘴溫度通常率低于料筒的最高溫度，這是為了防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生的流涎現(xiàn)象。噴嘴低溫產(chǎn)

15、生的影響可從熔料的注射時(shí)所產(chǎn)生的摩擦得到一定程度的補(bǔ)償。但是噴嘴溫度不能過低，否則熔料在噴嘴處會出現(xiàn)早凝而將噴嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影響塑件的質(zhì)量。</p><p>　　c．模具溫度 模具溫度對塑料熔體在型腔內(nèi)的流動和塑料制品的內(nèi)性能與表面質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料的特性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求及其他工藝條件等。模具溫度通常是由通入定溫的冷卻介質(zhì)來控制的也有靠熔料注入模具自然升溫和自然散熱

16、得到平衡而保持一定的模溫，不管是加熱或冷卻，對塑料熔體來說進(jìn)行的都是冷卻降溫過程，以使塑件成形和脫模。</p><p><b>　　1.3.2 壓力</b></p><p>　　注射成形過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力，他們關(guān)系到塑化和成形的質(zhì)量。</p><p>　　a．塑化壓力 塑化壓力是指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部塑料熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)

17、后退時(shí)所受的壓力，亦稱嘴壓，其大小可以通過液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調(diào)整，注射中，塑化壓力的大小是隨著螺桿的設(shè)計(jì)，塑件質(zhì)量的要求以及塑料的種類不同而異的。如果這些條件和螺桿的轉(zhuǎn)速都不變，則增加塑化壓力會提高熔體的溫度及其均勻性。使色料混合均勻，并排出熔體中的氣體，但增加塑化壓力會降低塑化速率，從而延長成形周期，而且增加了塑料分解的可能性。</p><p>　　b．注射壓力 注射壓力是指柱塞或螺桿頂部對塑料熔體所施加的

18、壓力，。其作用是克服熔體流動充模過程中的流動阻力，是熔體具有一定的充模速率，對熔體進(jìn)行壓實(shí)注射壓力的大小取決于注射機(jī)的類型。塑料的品種，模具結(jié)構(gòu)、模具溫度、塑件的壁厚及流程的大小等。尤其是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和尺寸，為了保證塑件的質(zhì)量。對注射速率有一定要求，而注射速率與注射壓力有直接關(guān)系。在同樣條件下，高壓注射時(shí)，注射速率高；反之，低壓注射時(shí)則注射速率低。</p><p><b>　　1.3.3 時(shí)間<

19、/b></p><p>　　完成一次注射成形所需要的時(shí)間，稱為成形周期。它包括以下幾部分：</p><p><b>　　注射時(shí)間</b></p><p>　　充模時(shí)間（柱塞或螺桿前進(jìn)的時(shí)間）</p><p>　　保壓時(shí)間（柱塞停留在前進(jìn)位置的時(shí)間）；</p><p>　　閉模冷卻時(shí)間（柱塞后

20、退的時(shí)間）；</p><p>　　其它時(shí)間（指開模、脫模、涂拭脫模劑、安放嵌件和模具等）。成形周期直接影響生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率，盡量在整個(gè)成形周期中，注射時(shí)間中的充模時(shí)間不長，一般不超過10s，保壓時(shí)間較長，一般為20-120s。冷卻時(shí)間的長短應(yīng)以保證塑料制品脫模時(shí)間不引起變形為原則，一般為30-120s。</p><p>　　此外，在成型過程應(yīng)盡可能縮短開模、脫模等其它時(shí)間，以提高率生產(chǎn)

21、率。</p><p>　　2塑件結(jié)構(gòu)分析及材料的選擇</p><p>　　2.1分析塑件的成型工藝性</p><p>　　零件表達(dá)如圖2—1。該塑件為一手機(jī)旅行充電器的上蓋，塑件壁薄屬薄壁形塑件，結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，尺寸精度及外觀要求中等偏上，塑件精度中等，生產(chǎn)批量20萬件。故選用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）塑料，成型工藝性很好，可以注射成型。</p>

22、;<p><b>　　圖2-1 塑件圖</b></p><p>　　2.2 分析制品的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量</p><p>　　A 結(jié)構(gòu)分析 從塑料制品圖可見，該制品幾何結(jié)構(gòu)一般，內(nèi)里輪廓的鑲嵌件較多，蓋下端面需考慮側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；零件總體輪廓尺寸為90.5mm×64.5mm×17.7mm，屬于中等結(jié)構(gòu)的小型件。</p&g

23、t;<p>　　B 尺寸精度分析 該制品尺寸中等，依據(jù)SJ1372-78建議采用的精度等級為（MT3），對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。制品大體壁厚為2.8mm，較均勻，有利于零件的成型。</p><p>　　C 表面質(zhì)量分析 該零件表面質(zhì)量要求較高，外表面不得有熔接痕、氣痕、飛邊等缺陷產(chǎn)生，有較高的光亮要求。</p><p>　　綜合分析可以看出，注射時(shí)在工藝

24、參數(shù)控制的較好的情況下，該制品的成型要求可以得到保證。</p><p>　　2.3分析制品原材料的工藝性</p><p>　　給定的塑件材料選用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）塑料。</p><p>　　2.3.1 ABS的基本特性</p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好

25、的綜合性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。</p><p>　　ABS無毒、無味，呈微黃色，密度1.02 g/cm3～1.16 g/cm3,成型的塑料件有較好的光澤。有極好的沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。A

26、BS表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高。</p><p>　　性能：綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)性能較高，尺寸穩(wěn)定而化學(xué)性、電氣性能良好；易于成形和機(jī)械加工，與此相反372有機(jī)玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。</p><p>　　用途：適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐摩零

27、件、傳動零件以及化工、電器、儀表等零件。</p><p>　　2.3.2 成形特性：</p><p>　　無定形塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。</p><p>　　吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。</p><p>　　流動性中等，溢邊

28、料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。</p><p>　　比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，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，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高塑件，模溫宜取50℃～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60℃～80℃。注射壓力應(yīng)比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180℃～230℃，

29、注射壓力為100～140MPa，螺桿式注射機(jī)則取160℃～230℃，70～100MPa為宜。</p><p>　　模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑料件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但熱水中預(yù)熱可消失）。脫模斜度宜為2°以上。</p><p>　　2.3.3 成形條件：</p><p>　　成形機(jī)類型：

30、 螺桿式</p><p>　　密度：　　　 1.02～1.16g/cm3</p><p>　　計(jì)算收縮率： 0.3～0.8%</p><p>　　預(yù)熱溫度： 80～85℃</p><p>　　預(yù)熱時(shí)間： 2～3h</p>&

31、lt;p>　　料筒　后段： 150～170℃</p><p>　　中段： 165～180℃</p><p>　　溫度　前段： 180～200℃</p><p>　　噴嘴溫度： 170～180℃</p><p>　　模具溫度： 50～8

32、0℃</p><p>　　注射壓力： 60～100MPa</p><p>　　時(shí)間: 冷卻時(shí)間： 20～120s</p><p>　　成形注射時(shí)間： 20～29s　</p><p>　　高壓時(shí)間： 0～5s</p><p>　　總周期：

33、 50～220s</p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速： 30r/min</p><p>　　適用注射機(jī)類型：螺桿式、柱塞式均可</p><p>　　后處理：方法： 紅外線燈、烘箱</p><p><b>　　溫度： 70℃</b></p>&l

34、t;p><b>　　時(shí)間： 2～4h</b></p><p>　　說明：該成形條件為加工通用級ABS料時(shí)所用，苯乙烯-丙烯腈共物（即ABS）成形條件與上相似。</p><p>　　2.4 塑件建模分析</p><p>　　通過Pro/E建模分析可得塑件的質(zhì)量、體積、單件的投影，如下圖 2—2：</p><p>　

35、　圖 2-2 塑件圖</p><p>　　其中單個(gè)塑件重20.8G，體積18.9cm3，材料是ABS工程材料建模的。</p><p>　　3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　3.1 分型面位置的確定</p><p>　　模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體

36、結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填性及制品的脫模，分型面的位置也影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。</p><p>　　分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 </p><p>　　當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分

37、型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法從形腔中脫出。</p><p>　　保證制件的精度和外觀要求</p><p>　　與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具腔內(nèi)。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。<

38、/p><p>　　考慮滿足塑件的使用要求注塑件在成型過程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度、推桿及澆口痕跡等，選擇分型面時(shí)，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。</p><p>　　考慮注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適。考慮鎖模力，盡量減小塑件在分型面的投影面積。確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模。從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當(dāng)制件的壁相當(dāng)厚但內(nèi)孔較小時(shí)，則

39、對型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動模邊，利用頂管脫模，當(dāng)制件的孔內(nèi)有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時(shí)，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。不妨礙制品脫模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開模運(yùn)動相垂直方向的側(cè)凹或側(cè)孔。一般機(jī)械式分型面抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小，因此選擇的分型面應(yīng)使抽拔距離盡量短。有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。分型面應(yīng)使模具分

40、割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的困難。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面選擇在充電器上蓋的最大平面上，如圖：</p><p>　　圖3-1 分型面選擇</p><p>　　3.2 型腔數(shù)量的確定</p><p>　　型腔指模具中成形塑件的空腔，而該腔是塑件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不過凸凹相反而己。</p><p&g

41、t;　　注射成形是先閉模以形成空腔，而后進(jìn)料成形，因此必須由兩部分（或兩部分以上）形成這一空腔——型腔。其凹入的部分稱為凹模，凸出的部分稱為型芯。</p><p>　　型腔數(shù)目的決定與下列條件有關(guān)：</p><p>　　3.2.1 塑件尺寸精度</p><p>　　型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對地降低，1、2級超精密注塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少可以一模二腔。3、4級

42、的精密級塑件，最多一模四腔。</p><p>　　3.2.2模具制造成本</p><p>　　多腔模的制造成本高于單腔模，但不是簡單的倍數(shù)比。從塑件成本中所占的模具費(fèi)比例看，腔模比單腔模具低。</p><p>　　3.2.3 注塑成形的生產(chǎn)效益</p><p>　　多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高。但是多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)

43、期長而維持費(fèi)較高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔數(shù)。</p><p>　　3.2.4 制造難度</p><p>　　多腔模的制造難度比單腔模大，當(dāng)其中某一腔先損壞時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn)。</p><p>　　塑料的成形收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸、大小、形狀，熔體溫度，模具溫度，注射壓力，充模時(shí)間，保壓時(shí)間等。影響最顯著的是塑件的壁厚和幾何形

44、狀的復(fù)雜程度。</p><p>　　本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮型腔布局方式，采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高，同時(shí)結(jié)構(gòu)更為合理。</p><p><b>　　3.3 型腔的布局</b></p><p>　　多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模

45、具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每一個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中心中均等地分得所需的壓力，以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時(shí)采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差異、應(yīng)力形成及脫模困難等問題。</p><p>　　平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀及

46、尺寸均對應(yīng)相同，可以實(shí)現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時(shí)充滿型腔的目的；非平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度不相等，因而不利于均衡進(jìn)料，但可以縮短流道的總長度，為達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的截面尺寸制作得不相同。</p><p>　　要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原則上不應(yīng)該用同一副多模腔模具生產(chǎn)。在同一副模具中同時(shí)安排尺寸相差較大的型腔不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)，不過有時(shí)為了節(jié)約

47、，特別是成型配套式塑件的模具，在生產(chǎn)實(shí)踐中還使用這一方法，但難免會引起一些缺陷，如有些塑件發(fā)生翹曲、有些則有過大的不可逆應(yīng)變等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)成型同一塑件，且壁厚均勻，故采用平衡式。如圖3—1：</p><p>　　圖 3-1 型腔分布</p><p>　　注射機(jī)型號的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　4.1 注射機(jī)

48、型號的選擇</p><p>　　4.1.1.注射量的計(jì)算</p><p>　　通過PRO/E建模分析，塑件的質(zhì)量m為20.8g，塑件的體積=18.9cm3，流道的凝料質(zhì)量是一個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6倍來計(jì)算。上述已知該模具為一模四腔，故注射量： </p><p>　　4.1.2 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</p><

49、;p>　　流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2在模具設(shè)計(jì)之前是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大約為每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍，因此可以用0.35nA1來進(jìn)行計(jì)算，所以：</p><p>　　式中塑件的投影面積A1由PRO/E建模分析A1=4727.95*10 –6</p><p>　　AP=4*1.35*4727.95*10 --6＝25530.93*

50、10 --6*35* 106 =893.55kN</p><p>　　式中 行腔壓力P取35MPa</p><p>　　4.1.3. 選擇注射機(jī)</p><p>　　根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算植，可選用SZ200/1000臥式注射機(jī)，參數(shù)如下：</p><p>　　表4-1 SZ200/1000注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)</p

51、><p><b>　　續(xù)表4-1</b></p><p>　　4.2 相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　4.2.1注射機(jī)型腔數(shù)的校核</p><p>　　由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)目n</p><p>　　由公式 合格</p><p>　　式中：k—注射機(jī)最

52、大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8</p><p>　　m—注射機(jī)的額定塑化量10.5k/s</p><p>　　t—成型周期 （因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的零件體積比較，所以成型周期可以根據(jù)各種情況縮短一點(diǎn)，在此取60s）</p><p>　　其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。</p><p>　　4.2.2.注射機(jī)最大開模行程與模厚

53、無關(guān)時(shí)的校核</p><p>　　根據(jù)屈昌華主編的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第99頁，對于單分型面注射模</p><p>　　s=H+H+5~10mm</p><p>　　式中：H——推出距離（脫模距離）（mm）</p><p>　　H——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）</p><p>　　由設(shè)計(jì)知 H1=1

54、8mm（由零件高度17.7近似）, H2=50mm, S=18+50+7=75mm</p><p>　　又 =300mm</p><p><b>　　所以符合要求。</b></p><p><b>　　5 模具材料的選用</b></p><p>　　5.1 模具材料選用原則&l

55、t;/p><p>　　用于注塑模具的鋼材，大致應(yīng)滿足如下要求：</p><p>　　機(jī)械加工性能優(yōu)良：易切削，適于深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位的加工和三維復(fù)雜形面的雕刻加工；</p><p>　　拋光性能優(yōu)良：沒有氣孔等內(nèi)部缺陷，顯微組織均勻，具有一定的使用硬度（40HRC以上）；</p><p>　　良好的表面腐蝕加工性：要求鋼材質(zhì)地細(xì)而均勻

56、，適于花紋腐蝕加工；</p><p>　　耐磨損，有韌性：可以在熱交變負(fù)荷的作用下長期工作，耐摩擦；</p><p>　　熱處理性能好：具有良好的淬透性和很小的變形，易于滲氮等表面處理；</p><p>　　焊接性好：具有焊接性，焊后硬度不發(fā)生變化，且不開裂、變形等；</p><p>　　熱膨脹系數(shù)小，熱傳導(dǎo)效率高：防止變形，提高冷卻效果；&

57、lt;/p><p>　　性能價(jià)格比合理，市場上容易買到，供貨期短。</p><p>　　在選擇注射模具鋼材時(shí)，要綜合考慮塑件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、復(fù)雜程度、體積大小和外觀要求等因素。對于塑件生產(chǎn)批量大、尺寸精度要求高的場合，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或體積比較大的塑件應(yīng)選用易切削鋼。外觀要求高的塑件可以選用鏡面鋼材。</p><p>　　5.2 注塑模具常用材料&l

58、t;/p><p>　　5.2.1 型腔、型芯類零件</p><p>　　由于這些零件直接于塑料接觸，因此要求具有一定的強(qiáng)度、表面耐磨性好、熱處理性能好、淬火變形??；對塑料具有腐蝕的模具，材料還應(yīng)有抗蝕能力。目前如P20、718、NAK80、NAK55、SKD61、H13、CrWMn、SKD11等材料較為常用，耐蝕模具鋼有HPM38、U420、3Cr13、Stavax等。</p>

59、<p>　　5.2.2 導(dǎo)向類零件</p><p>　　這類零件包括各種導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)向銷等。這類零件在使用中起導(dǎo)向作用。開、合模時(shí)有相對運(yùn)動，成型過程中要承受一定的壓力或偏載負(fù)荷。因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性。目前如GCr15、SUJ2、T8A、T10A等材料較為常用。</p><p>　　5.2.3 澆注系統(tǒng)零件</p><p>　　澆注系

60、統(tǒng)零件包括澆口套、拉料桿、分流錐等。這類零件的工作條件與成型零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性。目前如P20、T8A、T10A等材料較為常用。</p><p>　　5.2.4 推出機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)零件</p><p>　　這類零件要求表面磨性好，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。目前如SKH61、T8A、T10A等材料較為常用，也可采用與型腔、型芯同樣的材料。</p><

61、;p>　　5.2.5 模板類零件</p><p>　　這類零件是模具中主要承力零件，因此要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。目前應(yīng)用最普遍的是45鋼，有時(shí)也用55鋼；為延長使用壽命，可調(diào)質(zhì)至230~270HBS。</p><p>　　5.3 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的選材 </p><p>　　表5-1 成型零件選材</p><p>　　

62、5.4 模板零件的選材</p><p>　　表5-2 模板零件選材</p><p>　　5.5 澆注系統(tǒng)零件的選材</p><p>　　主流道襯套 T8A、T10A 淬火 53～57HRC</p><p>　　5.6 導(dǎo)向零件的選材</p><p>　　表5-3 導(dǎo)向零件材料</p>

63、<p><b>　　續(xù)表5-3</b></p><p>　　5.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選材</p><p>　　斜滑塊 40Cr 淬火 54～58HRC</p><p>　　5.8 推出機(jī)構(gòu)零件的選材 </p><p>　　表5-4 零件材料</p><p>&l

64、t;b>　　5.9 其它零件</b></p><p>　　1）定位圈 45鋼</p><p>　　2）各 銷 35鋼 熱處理后硬度28～38HRC</p><p>　　3）螺 釘 45鋼 淬火 硬度43～48HRC</p><p>　　4）水 嘴 45鋼 鍍鋅</p>

65、<p>　　5）彈 簧 65Mn</p><p>　　5.10 該套模具所用材料的性能比較 </p><p>　　表5-5 材料性能比較</p><p><b>　　6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1 主流道設(shè)計(jì)</b></p><

66、;p>　　6.1.1主流道的作用</p><p>　　主流道（也叫進(jìn)料口），它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足，

67、主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。</p><p>　　主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A

68、、T10A等，熱處理要求淬火53～57HRC。</p><p>　　在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨(dú)的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。</p><p>　　澆口套是注射機(jī)噴嘴在注射模具上的坐墊，在注射時(shí)它承受很大的注射機(jī)噴嘴端部的壓力同時(shí)由于澆口套末端通過流道澆口與型腔相連接

69、，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ粔喝肽＞邇?nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺肩，并用螺釘緊固在模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。</p><p>　　6.1.2主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　　1、澆口套的內(nèi)孔（主流道）呈圓錐形，錐度2°～ 6°。若錐度過大會造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進(jìn)時(shí)易混進(jìn)空氣，產(chǎn)生

70、氣孔；錐度過小，會使阻力增大，熱量損耗大，表面黏度上 升，造成注射困難。</p><p>　　2、澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑d1大0.5～１mm。若等于或小于注射機(jī)噴嘴直徑，在注射成型時(shí)會造成死角，并積存塑料，注射壓力下降，塑料冷凝后，脫模困難。</p><p>　　澆口套內(nèi)孔出料口處（大端）應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角r，一般為0.5～3mm。</p><p>　　澆

71、口套與注射機(jī)噴在接觸處球面的圓弧度必須吻合。設(shè)球面澆口套球面半徑為SR，注射機(jī)球面半徑為r，其關(guān)系式如下：</p><p>　　SR＝r＋0.5～1mm</p><p>　　澆口套球面半徑比注射機(jī)噴嘴球面半徑大，接觸時(shí)圓弧度吻合的好。</p><p>　　澆口套長度（主流道長度）應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。</p><p

72、>　　澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為Ra1.6～Ra0.8μm,保證料流順利，易脫模。</p><p>　　澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進(jìn)入接縫處，造成冷料脫模困難。</p><p>　　澆口套的長度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在分型面上，否則會造成合模困難，不嚴(yán)密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。</p><p>　　澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注

73、射工藝順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量，要考慮冷卻措施。</p><p>　　6.1.3澆口套的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　澆口套的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是整體式，即定位圈與澆口套為一體，并壓配于定模板內(nèi)，一般用于小型模具；另一種為將澆口套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本設(shè)計(jì)的模具為一副中型模具，故采用后一種結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　6.1

74、.4澆口套材料及尺寸</p><p>　　材料選用碳素工具鋼T8A，淬火硬度為５３～５７HRC。</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)澆口套尺寸如表6-1：</p><p>　　表6-1 澆口套尺寸</p><p>　　6.1.5 定位圈的設(shè)計(jì)</p><p>　　定位圈為模具的標(biāo)準(zhǔn)零件，查《中國模具設(shè)計(jì)大典》第

75、二冊，設(shè)計(jì)如下圖</p><p>　　6.1.6主流道凝料體積</p><p>　?。?78.7mm2=0.878cm2</p><p>　　6.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.2.1 分流道的作用</p><p>　　分流道是指主流道末端與澆口之間有一段塑料熔體的流動通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的

76、作用。多型腔模具必定設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口是也要設(shè)置分流道。其基本作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料，以較快的速度送到澆口處充模。同時(shí)，在保證熔體均勻地分配到各型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。</p><p>　　6.2.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　　a、便于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。常用的分流道

77、截面形狀一般分為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等；圓形分流道的直徑一般在3.2~9.5mm，對于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）應(yīng)采用較大的分流道，但對于流動性好的聚丙烯，尼龍等，分流道短時(shí)，可小到直經(jīng)為2毫米。</p><p>　　b、在保證正常的注射成型工藝條件下，分流道的截面尺寸應(yīng)盡量小，長度盡量短。</p><p>　　c、較長的分流道應(yīng)在末端開設(shè)冷料穴，以便容納注

78、射開始時(shí)產(chǎn)生的冷料和防止空氣進(jìn)入模腔。</p><p>　　d、在多型腔注射模具中，各分型面的長度均應(yīng)一致，保持相對平衡，以保證熔融的塑料同時(shí)均勻地充滿各個(gè)型腔。主流道的截面積應(yīng)大于各分流道截面積之和。</p><p>　　e、設(shè)計(jì)分流道時(shí)，應(yīng)先取較小的尺寸，以便于試模后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。</p><p>　　f、如果分流倒道較多時(shí)，應(yīng)加設(shè)分流錐。</p&

79、gt;<p>　　d、分流道內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 μm 左右即可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動有適宜的剪切速率和剪切熱。</p><p>　　多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置為佳，所謂平衡式的布置，就是從流道到各個(gè)腔的分流道其長度、形狀、斷面尺寸都是對應(yīng)相等的，這種設(shè)計(jì)可達(dá)

80、到各個(gè)型腔均衡地進(jìn)料。</p><p>　　6.2.3分流道的形狀和截面尺寸</p><p>　　分流道截面有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，要盡量把流道的截面積設(shè)計(jì)得大些，表面積小些。因此可以用流道的截面積與其周長的比值來表示流道的效率，各種截面分流道的效率如圖所示</p><p>　　表6—2 分流道的截面形式和效率<

81、;/p><p>　　從圖中可見，圓形和正方形流道的效率最高。一般分型面為平面時(shí)，通常采用圓形截面的流道。由于本設(shè)計(jì)采用一模四腔的潛伏式澆口，為了取出分流道凝料，且凝料在兩個(gè)平板之間，故采用的是梯形截面。 對塑料溶體及流動阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗(yàn)公式來確定截面尺寸</p><p>　　B=0.265=3.624</p><p>　　根據(jù)資料（塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)表

82、4-3）取B=5mm</p><p>　　H=4.5mm X =4mm</p><p>　　分流道截面形狀如圖：</p><p>　　圖6—3 分流道截面形狀</p><p>　　從理論上講L2要比L1的截面小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便，在分型面上的分流道采用一樣的截面。</p><p>　　6.

83、2.4分流道長度設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)型腔的排列形式得</p><p>　　第一級分流道L1=47mm </p><p>　　第二級分流道L2=12mm</p><p>　　第三級分流道L3=18mm</p><p>　　第四級分流道L4=22.7mm</p><p>　　6.2.5 分

84、流道凝料體積</p><p>　　分流道長度L=47+12+18+22.7=99.7</p><p>　　分流道截面面積 A=（5+4）/2*4.5=20.25</p><p>　　分流道凝料體積：99.7*20.25＝2018.93cm3</p><p>　　6.2.6分流道的表面粗糙度</p><p>　　分流道的

85、表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8～1.6即可，在此取1.6。</p><p><b>　　6.3 澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.3.1 澆口的作用</p><p>　　澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注射模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔

86、，型腔充滿塑料后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。</p><p>　　澆口設(shè)計(jì)與塑料制品形狀、塑料制品斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)（壓力等）及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料制品分離，塑料制品的澆口痕跡亦不明顯。</p><p>　　塑料制品質(zhì)量的缺陷，如缺料、縮孔、拼縫線、質(zhì)脆、分解、白斑、翹曲等，往往都

87、是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。</p><p>　　6.3.2澆口設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)</p><p>　　a、盡量縮短流動距離 澆口位置的安排應(yīng)保證塑料熔體迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動距離，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體，這對大型塑件更為重要。</p><p>　　b、澆口應(yīng)設(shè)在塑件制品斷面較厚的部位 當(dāng)塑件的壁厚相差較大時(shí)，若將澆口開設(shè)在塑件

88、的薄壁處，這時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔后，不但流動阻力大，而且還易冷卻，以致影響了熔體的流動距離，難以保證其充滿整個(gè)型腔。另外從補(bǔ)縮的角度考慮，塑件截面最厚的部位經(jīng)常是塑料熔體最晚固化的地方，若澆口開設(shè)在薄壁處，則厚壁處極易因液態(tài)體積收縮得不到收縮而形成表面凹陷或真空泡。因此為保證塑料熔體的充分流動性，也為了有利于壓力有效地傳遞和比較容易進(jìn)行因液態(tài)體積收縮時(shí)所需的補(bǔ)料，一般澆口的位置應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處。</p><p>

89、;　　1)、必須盡量減少或避免熔接痕 由于成型零件或澆口位置的原因，有時(shí)塑料充填型腔時(shí)造成兩股或多股熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤為嚴(yán)重。有時(shí)為了增加熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤其嚴(yán)重。一般采用直接澆口、點(diǎn)澆口、環(huán)形澆口等可以避免熔接痕的產(chǎn)生，有時(shí)為了增加熔體匯

90、合處的溶接牢度，可以在溶接處外側(cè)設(shè)一冷料穴，使前鋒冷料引如其內(nèi)，以提高熔接強(qiáng)度。在選擇澆口位置時(shí)，還應(yīng)考慮熔接的方位對塑件質(zhì)量及強(qiáng)度的不同影響。</p><p>　　2)、應(yīng)有利于型腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開設(shè)澆口。如果這一要求不能充分滿足，在塑件上不是出現(xiàn)缺料、氣泡就是出現(xiàn)焦斑。同時(shí)熔體充填時(shí)也不順暢，雖然有時(shí)可用排氣系統(tǒng)來解決，但在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)先行加以考慮。</p>

91、<p>　　3)、考慮分子定向影響 充填模具型腔期間，熱塑性塑料會在流動方向上2呈現(xiàn)一定的分子取向，這將影響塑件的性能。對某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的強(qiáng)度、應(yīng)力開裂傾向等都是有差別的，一般在垂直于流向的方位上強(qiáng)度降低，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。</p><p>　　4)、避免產(chǎn)生噴射和蠕動（蛇形流） 塑料熔體的流動主要受塑件的形狀和尺寸以及澆口的位置和尺寸的支配，良好的流動將保證模具型腔的均勻充填并防

92、止分層。塑料濺射進(jìn)入型腔可能增加表面缺陷、流線、熔體破裂及氣，如果通過一個(gè)狹窄的澆口充填一個(gè)相對較大的型腔，這種流動影響便可能出現(xiàn)。特別是在使用低粘度塑料熔體時(shí)更應(yīng)注意。通過擴(kuò)大尺寸或采用沖擊型澆口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止噴射和蠕動。</p><p>　　澆口與塑件連接得部位應(yīng)成R0.5的圓角或0.5×45°的倒角；澆口和流道連接的部位一般斜度為30°～45

93、76;，并以R1～R2的圓弧和流道底面相連接。</p><p>　　6.3.3澆口的類型</p><p>　　澆口的形式多種多樣，但常用的澆口有如下11種：</p><p>　　直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等。</p><p>　　6.3.4澆口尺寸及形狀</p

94、><p>　　潛伏式澆口的形狀如下圖(尺寸由查表所得)圖6-4</p><p>　　6.4 冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　6.4.1冷料穴</b></p><p>　　當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了集存這部分冷料渣，在進(jìn)料口的末端的動模板上開設(shè)一個(gè)洞穴或者在流道的末端開設(shè)

95、洞穴，這個(gè)洞穴就是冷料穴。</p><p>　　在注射時(shí)必須防止冷料渣進(jìn)入流道或模具型腔內(nèi)，否則將會堵塞流道和減緩料流速度，進(jìn)入模具型腔就會造成塑料制品上的冷把或冷斑。</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的動模板上,或者處于分流道的末端，其作用是收集熔體前鋒的冷料,防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品質(zhì)量。冷料穴分兩種,一種專門用于收集、貯存冷料，另外一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的

96、作用。</p><p>　　根據(jù)需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道轉(zhuǎn)向的位置，甚至在型腔的末端開設(shè)冷料穴。冷料穴應(yīng)設(shè)置在熔體流動方向的轉(zhuǎn)折位置，并迎著上游的熔體流向，冷料穴的長度通常為流道直徑d 的1.5～2倍，如圖。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圓管形的冷料穴底部裝有一根帶圓球形頭的拉料桿，稱為球形拉料桿，這是常用的冷料穴形式。同類形的還有倒錐形和圓環(huán)糟形的冷料穴。本設(shè)計(jì)中需要設(shè)計(jì)在分流道末端。 <

97、/p><p>　　并不是所有注射模都需要開設(shè)冷料穴，有時(shí)由于塑料性能或工藝控制較好，很少產(chǎn)生冷料或塑件要求不高時(shí)，可不必設(shè)置冷料穴。如果初始設(shè)計(jì)階段對是否需要開設(shè)冷料穴尚無把握，可流適當(dāng)空間，以便增設(shè)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)開設(shè)的主流道冷料穴長度為 1.6d=1.6×5=8mm。</p><p><b>　　6.5 拉料桿設(shè)計(jì)</b>

98、;</p><p>　　拉料桿的作用是勾著澆注系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動?；蚨Ｒ粋?cè)，其分為主流道拉料桿和分流道拉料桿，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用潛伏式澆口，模具結(jié)構(gòu)采用兩板式的模具結(jié)構(gòu)，為了便于澆道凝料脫模，主流道拉料桿如圖6—6所示：</p><p>　　圖6—6 錐型拉料桿</p><p>　　材料：T8A 熱處理50～55HRC</p><p&

99、gt;　　d=3.8mm D=6mm l=108mm </p><p>　　6.6 排氣槽的設(shè)計(jì) </p><p>　　當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排除型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，將會在制品上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷；此外氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致制品局部碳化或燒焦（褐色斑紋

100、）；同時(shí)積存的氣體還會產(chǎn)生反向而降低充模速度。因此，設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣的問題。</p><p>　　注射模成型時(shí)的排氣方式通常有如下幾種：</p><p>　　1）利用配合間隙排氣</p><p>　　2）利用燒結(jié)金屬塊排氣</p><p>　　3）在分型面上開設(shè)排氣槽排氣</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)的推桿比較

101、多，故采用推桿和推桿孔的配合間隙排氣。如圖6—7所示</p><p><b>　　圖6—7 間隙排氣</b></p><p><b>　　7 成型零件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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、鑲塊、成型桿和成形環(huán)等。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

102、表面粗糙度。此外，成形零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有高的強(qiáng)度、剛度及較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　7.1.1凹模</b></p><p>　　凹模是成形塑件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩類。</p><p>　　a．整體式凹模 整體凹模由整塊

103、材料加工而成，它的特點(diǎn)是牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡，但由于加工困難，熱處理不方便，故常用在形狀簡單的中、小型模具上。</p><p>　　b．組合式凹模 組合式凹模是指凹模有兩個(gè)以上零件組合而成，按組合方式的不同，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式。</p><p>　　由零件的特點(diǎn)選擇整體嵌入式凹模。</p>&

104、lt;p>　　采用此組合式凹模，簡化了復(fù)雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，拼合處有間隙利于排氣，便與模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。為了保證組合式型腔尺寸精度和裝配的牢固，減少塑件上的鑲拼痕跡，對于鑲塊的尺寸，形狀位置公差要求較高，組合必須牢靠，鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。</p><p>　　7.1.2 凸模和型芯</p><p>　　凸模和型芯均是成形塑件內(nèi)表面的零件，凸模一般是指

105、成形塑件中較大的，主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯。</p><p>　　主型芯的結(jié)構(gòu) 主型芯的結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗(yàn)?zāi)；蛐⌒湍＞呱系男螤詈唵蔚男托?。在一般的模具中，型心常采用鑲?cè)胄托窘Y(jié)構(gòu)，即型芯單獨(dú)加工，再鑲?cè)肽０逯小?lt;/p><p>　　7.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　成型零件工

106、件尺寸是指成形零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸。主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異型零件的長和寬）型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級，影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜。這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)，影響塑件尺寸精度的主要因素如下：<

107、;/p><p>　　a．塑件收縮率的影響，塑件成型后的收縮率與塑料的品種、塑件的形狀、尺寸、壁厚、模具的結(jié)構(gòu)、成型的工藝條件等因素有關(guān)。其尺寸變化值為： 式中，—為塑件收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差； —為塑料的最大收縮率； —塑料的最小收縮率； —塑件的基本尺寸。</p><p>　　按一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的 。</p><p>　　b

108、．模具成型零件的制造誤差，模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件加工精度愈低成形塑件的尺寸精度也愈低。實(shí)踐表面，成形零件的制造公差約占塑件總公差的 ，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的 ，或取IT7~IT8級作為模具制造公差。組合式型腔或型芯的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈來確定。</p><p>　　c．模具成型零件的磨損，模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫模時(shí)與塑件的摩

109、擦、成形過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕，以及由于上述原因造成成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成形零件尺寸的變化，這種變化的結(jié)果是型腔尺寸變大、型芯尺寸變小。磨損大小還與塑料的品種和模具材料及熱處理有關(guān)。上述諸要素中脫模時(shí)塑件對成形零件的摩擦磨損是主要的。對于中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的 ，對于大型塑件應(yīng)取以下。</p><p>　　d．模具安裝配合的誤差，模具成形零件裝配誤差以及在成型過

110、程中成形零件配合間隙的變化，</p><p>　　會引起塑件尺寸的變化。</p><p>　　綜上所述，塑件在成形過程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即： 式中， —塑件的成形誤差；z—模具成形零件制造公差；c—模具成形零件在使用中的最大磨損量；s—塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差；j—模具成形零件因配合間隙變化而引起塑件尺寸的誤差；a—因安裝固定成形零件而引起的塑件尺寸

111、誤差。</p><p>　　由此可見，由于影響因素多，累計(jì)誤差較大，因此塑件的尺寸精度往往較低。設(shè)計(jì)塑件時(shí)，其尺寸精度的選擇不僅需要考慮塑件的使用和裝配要求，還應(yīng)考慮使以上各項(xiàng)因素所引起的累積誤差不超過塑件規(guī)定的公差值，即： 。塑料的平均收縮率為： 式中， —塑料的平均收縮率； —塑料的最大收縮率；—塑料的最小收縮率。</p><p>　　7.2.1型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算</p&g

112、t;<p>　　ABS收縮率=0.7% =0.4% 塑件的公差等級為5級</p><p>　　塑件的長度H=90.5 塑件的最大寬度D=64.5 塑件的底寬D=36.5</p><p>　　塑件的高度H=10.7 模具的制造公差=/3 平均收縮率S=0.55%</p><p><b>　　型腔尺寸的計(jì)算：</b>