卷尺盒蓋注塑模具設(shè)計(jì)【塑料注射?！?

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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(guò)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(wú)以倫比的效益放大器” 。沒(méi)有高水平的模具，也就沒(méi)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(guó)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?guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位，因此自 1998 年 3 月國(guó)務(wù)院頒布了《當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》以來(lái)，模具工業(yè)一直被提到很高的位置，國(guó)家也給予了一些鼓勵(lì)和扶持政策。在國(guó)家支持下，雖然我國(guó)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(guó)家落后許多，模具工業(yè)在我國(guó)仍舊還是幼稚工業(yè)，模具進(jìn)出口逆差每年超過(guò) 10 億美元，隨著我國(guó)加入 WTO，模具出口前景越來(lái)越好，我國(guó)模具工業(yè)還需發(fā)展得更快一些，才能適應(yīng)形勢(shì)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(guò)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反應(yīng)能力和速度。雖然我國(guó)的注塑模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的需求，提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)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(cè)量技術(shù)和逆向工程；開(kāi)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(lái)塑料制具在各領(lǐng)域得到了越來(lái)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(guó)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(guó)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(jí)） 。外觀要求：外表藍(lán)色且光澤性好，無(wú)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(mǎn)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(duì)模型進(jìn)行觀察，軟件可以測(cè)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(wèn)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(cè)，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(guò)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(wú)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(duì)精度要求不高，采用一般精度 4 級(jí)。（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(guò)程級(jí)工藝參數(shù)：混料——干燥——螺桿塑化——充?！骸鋮s——脫模——塑件后處理（1）ABS 塑料的干燥ABS 塑料的吸濕性和對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)大，塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈，容易造成粘模。對(duì)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(guò)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(mǎn)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(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗型樹(shù)脂，料溫更宜取高） ，料溫對(duì)物性影響較大、料溫過(guò)高易分解（分解溫度為250℃左右，與在料筒中停留的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，比聚苯乙烯易分解） ，對(duì)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(zhuān)門(mén)對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng) 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(guò) 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(lái)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(lái)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(jiàn)參考書(shū) 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(wú)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(shū) 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(duì)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(wú)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(guò)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(guò)長(zhǎng)。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(mǎn)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(kāi)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(guò)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(wú)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(duì)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(duì)外觀有明確要求的塑件，更應(yīng)注意分型面對(duì)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(kāi)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(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)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(duì)動(dòng)模型芯有一定的包裹力，開(kāi)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(mǎn)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(duì)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(mǎn)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(lái)成型，模具結(jié)果比較簡(jiǎn)單。澆口開(kāi)在塑件的側(cè)面，對(duì)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(duì)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(kāi)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(wú)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(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)（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(duì)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(zhǎng)，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(zhǎng)度。因流道長(zhǎng)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(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)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(guò)大影響鎖模。定模板及定模仁均開(kāi)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(zhǎng)度。長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，且少?gòu)澱?。該分流道的長(zhǎng)度計(jì)算如下。1414①梯形分流道單向長(zhǎng)度。根據(jù)型腔布置，又通過(guò) 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(zhǎng)度為mL41?②圓錐形分流道單向長(zhǎng)度。根據(jù)所選模板厚度和模仁高度，圓錐形分流道單向長(zhǎng)度為562③分流道總長(zhǎng)度為20L1??）（總④分流道單向長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì) 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(mǎn)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(duì)面積的減少及脫模斜度等因素，取 b=5mm。通過(guò)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(zhǎng)，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(duì)面設(shè)冷料穴，對(duì)于臥式注塑機(jī)冷料穴設(shè)在與主流道末端相對(duì)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(wú)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(zhǎng)時(shí)，可將分流道端部沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)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(zhǎng) 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(duì)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(zhǎng)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(lèi)來(lái)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(shū) 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(guò)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(guò)大澆口尺寸來(lái)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(guò)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(guò)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(jiǎn)單，而且去除澆口的后加工操作也非常簡(jiǎn)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(duì)于該模具，從主流道到兩個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸對(duì)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(duì)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(guò)熔體的體積計(jì)算（1）流過(guò)澆口的體積3c12.8?塑GV（2）流過(guò)分流道的體積3R cm765.413.92.2V????梯圓 錐塑（3）流過(guò)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(jiàn)參考書(shū) 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(chēng)注射量以?xún)?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(wèn)題可調(diào)整注射速率來(lái)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(chēng)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(duì)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(jí)按 GB/T14486-1993,ABS 一般精度取 MT3 級(jí)，計(jì)算中按相應(yīng)公差來(lái)查取，采用平均法來(lái)計(jì)算。（1）型腔長(zhǎng)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(zhǎng)邊尺寸（為 66mm） ；six——修正系數(shù)，見(jiàn)參考書(shū) 2 表 2—10；——塑件公差值（參考書(shū) 1 中表 2—4） ；?2121——制造公差，見(jiàn)參考書(shū) 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(jiàn)參考書(shū) 2 表 2—10；——塑件公差值（參考書(shū) 1 中表 2—4） ；?——制造公差，見(jiàn)參考書(shū) 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(jiàn)參考書(shū) 2 表 2—10；——塑件公差值（參考書(shū) 1 中表 2—4） ；?——制造公差，見(jiàn)參考書(shū) 2 表 2—11.z?2222其他尺寸計(jì)算依此類(lèi)推，計(jì)算結(jié)果如下表所列 模具尺寸名稱(chēng)塑件尺寸零件精度等級(jí)塑件尺寸公差模具等級(jí)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(zhǎng)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(zhǎng)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?chē)?guó)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(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有進(jìn)入 Pro/E 的模架庫(kù)。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(kāi)模隙（橇模溝 C40×5） ，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)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(guò) 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)暮穸龋撃＞咴O(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(lèi)型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)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(duì)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(xiàn)處沒(méi)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(shū) 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(duì)于本套模具，導(dǎo)柱主要對(duì)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(wú)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(chēng)為推出機(jī)構(gòu)。本套模具的推出機(jī)構(gòu)形勢(shì)較為簡(jiǎn)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(kāi)模第一次分型時(shí)，由于圓形拉?？郏ㄩ_(kāi)閉器）的作用，主分型面Ⅲ不能打開(kāi)，在壓縮彈簧的作用下，位于定模的Ⅱ分型面打開(kāi)，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(kāi)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(kāi)，使凝料推板在開(kāi)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(xiàn)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(cè)量十分復(fù)雜。其計(jì)算方法有簡(jiǎn)單估算法和分析計(jì)算法。下面應(yīng)用簡(jiǎn)單估算法對(duì)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(shū) 2 公式中（2 —42） ，即總 脫Fbce??式中 ——塑件對(duì)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(kāi)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(kāi)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_(kāi)，進(jìn)行第三次分型時(shí)，定模板與動(dòng)模板分開(kāi)，即主分型面打開(kāi)。這時(shí)脫模阻力主要由位于定模仁上的塑件部分對(duì)其產(chǎn)生脫模阻力即位于動(dòng)模仁上的塑件部分對(duì)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(kāi)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(kāi)模后塑件不可能留在定模，定模也無(wú)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(xiàn)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(jiàn)參考書(shū) 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(jiàn)參考書(shū) 2 表 2—][12 取 。MPa7.1因此，本模具推桿的推出面積是可滿(mǎn)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(guò)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(mǎn)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(kāi)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(guò)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(wú)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(duì)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(duì)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?duì)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(jiǎn)略計(jì)算。如果忽略模具因空氣對(duì)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(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡(jiǎn)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(shū) 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(shū) 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(shū) 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(mǎn)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(kāi)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(guò)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(guò)，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(duì)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(mǎn)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(jiàn)模架選型。（2）開(kāi)模行程校核 對(duì)雙分型面注射模而言，其開(kāi)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(zhǎng)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(zhǎng)，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(zhǎng)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(guò)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(chēng) 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(guò)程模具裝配試模完畢之后（見(jiàn)總裝配圖） ，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過(guò)程如下：（1） 對(duì)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(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射；（5） 注射，其過(guò)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(guò)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(guó)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(guó)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(rùn)禮，程志遠(yuǎn)編著. 《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000[6]王鵬駒主編， 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