塑料罩注塑模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+PROE】

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HIPS的性能 耐沖擊性聚苯乙烯（HIPS）是通過(guò)在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。乳白色不透明顆粒.密度為1.05g/cm^3.熔融溫度150~180℃.熱分解溫度300℃.溶于芳香烴,氯化烴,酮類(lèi)和酯類(lèi).能耐許多礦物油,有機(jī)酸,堿,鹽,低級(jí)醇及其水溶液,不耐沸水.HIPS是最便宜的工程塑料之一,和ABS,PC/ABS,PC相比,材料的光澤性比較差,綜合性能也相對(duì)差一些. HIPS是由PS加丁二烯改性而成的,因?yàn)镻S的沖擊強(qiáng)度很低,做出的產(chǎn)品很脆,而丁二烯的韌性很好,加入丁二烯后可使PS的沖擊性能提高2~3倍.盡管HIPS的沖擊強(qiáng)度比PS的沖擊強(qiáng)度高出很多,但其綜合性能還是不如ABS,PC/ABS等. 2. HIPS的工藝特點(diǎn) 因HIPS分子中含有5-15%的橡膠，在一定程度上影響了其流動(dòng)性，注射壓力和成型溫度都宜高一些。其冷卻速度比PS慢，故需足夠的保壓壓力、保壓時(shí)間和冷卻進(jìn)間。成型周期會(huì)比PS稍長(zhǎng)一點(diǎn)，其加工溫度一般在190-240℃為宜。HIPS制件中存在一個(gè)特殊的“白邊”的問(wèn)題，通過(guò)提高模溫和鎖模力、減少保壓壓力及時(shí)間等辦法來(lái)改善，產(chǎn)品中夾水紋會(huì)比較明顯。 HIPS是經(jīng)過(guò)改性的高耐沖擊PS，是無(wú)定型塑料，熱穩(wěn)定性好，非牛頓流體，易于成型。具有良好的可塑性和較小的成型收縮率，是熱塑料成型工藝性能最好的品種之一，易制作形狀復(fù)雜的制品。具體參數(shù)如下： 性能 密度（kg/dm3） 收縮率s 抗拉屈服強(qiáng)度δ/MPa 抗彎強(qiáng)度δb/MPa 硬度HB 比體積υ(dm3/kg) 參數(shù) 0.98～1.10 0.3～0.6 35.2 ～ 50 35～70 M20～80 0.91～1.02 2.2 分型面的確定 2.2.1 分型面的選擇原則 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，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(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。 分型面的選擇應(yīng)遵循以下基本原則 1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量； 2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處； 3）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)； 4）有利于保證塑件的尺寸精度； 5）盡可能滿足塑件的使用要求； 6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積； 7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向； 8）有利于排氣； 9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 2.2.2 塑件分型面的確定 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形式，分型面選在塑料罩Ⅱ的最大平面處，如下圖A-A截面。 圖2-3 塑件分型面 2.3 型腔數(shù)量及排列方式的確定 2.3.1 型腔數(shù)量的確定 為了制模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、注射機(jī)的額定鎖模力、注射機(jī)的最大注射量、制品的精度等。一般來(lái)說(shuō)，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。 該塑件精度要求不高，生產(chǎn)批量適中，且具有兩邊抽芯，但抽芯距較短，從模具加工成本及制品生產(chǎn)成本考慮，故擬定為一模四腔。采用一模四腔，能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需求，潛伏式點(diǎn)澆口，澆口去除方便，模具結(jié)構(gòu)孔不復(fù)雜，容易保證塑件質(zhì)量。 2.3.2 型腔的排列方式 該塑件有兩個(gè)側(cè)孔，要使側(cè)抽芯從塑料脫出，必須設(shè)計(jì)一套自動(dòng)抽芯的結(jié)構(gòu)，并且采用一模四腔，型腔的排列方式采用單列直排，如圖2-4： 圖 2-4 型腔的排列方式圖 2.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可以知道，本模具采用一模四腔，推件板推出，在動(dòng)模部分設(shè)計(jì)一個(gè)成型滑塊來(lái)成型，因此基本上可以確定模具結(jié)構(gòu)形式為A2型帶推件板的單分型面注射模。 此模具采用點(diǎn)澆口，故用三板模。模架如圖2-5所示： 圖 2-5 模架 2.4 注塑機(jī)型號(hào)的選擇 2.4.1 注塑機(jī)選擇的一般原則 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶(hù)已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶(hù)取得商量調(diào)整。 2.4.2按預(yù)選型腔數(shù)選擇注塑機(jī) 1.注射量 模具所需的塑料熔體注射量 式中 m —— 一副模具所需的質(zhì)量或體積（g或） n —— 初步選定的型腔數(shù)，這里n=4 —— 單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g或） —— 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積（g或） 是個(gè)未知量，對(duì)于流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件的質(zhì)量或體積（g或）的15%-20%；對(duì)于流動(dòng)性不好或是精度要求高的塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件的質(zhì)量或體積（g或）的0.2-1倍。 在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)常以0.6來(lái)估算，即 3.0=19.2 2.鎖模力 塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面的投影面積及所需鎖模力 式中 A —— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積（） n —— 初步選定的型腔數(shù)，這里n=4 —— 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（） —— 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（） —— 模具所需的鎖模力（N） —— 塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（） 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（）在模具設(shè)計(jì)好前是個(gè)未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（）的0.2-0.5倍，因此可用0.35n來(lái)估算。即 成型時(shí)塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（）一般為注塑壓力的30%-65%。查表可得HIPS的注射壓力為=120-150MPa 2138.076×30=64.14kN, 式中型腔壓力取30Mpa 3.選擇注塑機(jī)型號(hào) 注塑成型機(jī)按結(jié)構(gòu)形式可分為立式、臥式、和直角式三類(lèi)。立式注塑機(jī)是注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上（下模）安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點(diǎn)是制品自模具中頂出后不能靠重力下落，需靠人工取出，這就有礙于全自動(dòng)操作，但附加機(jī)械手去產(chǎn)品后，也可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。臥式注塑機(jī)是注射柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向均沿水平裝設(shè)，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低容易操縱和加料，制件頂出后可自動(dòng)墜落，故易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。直角式注塑機(jī)是注塑機(jī)柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，這種注塑機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制，適用于單件生產(chǎn)中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)常利用開(kāi)模時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件?？紤]到生產(chǎn)成本和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，塑件還是靠自身重力下落比較合適，且重心較低安裝穩(wěn)妥。 通過(guò)上述的分析，該塑件的注射量和鎖模力較大，由于本模具具有抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，同時(shí)考慮到開(kāi)模行程和脫模力的原因，所以應(yīng)該采用臥式注射機(jī)。 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注塑量和鎖模力的計(jì)算值，查閱參考書(shū)，可選用SZ60/450臥式注射機(jī)（上海第一塑料機(jī)械廠），其參數(shù)見(jiàn)下表： 理論注射容量/cm3 78 鎖模力/kN 450 螺桿直徑/mm 30 拉桿內(nèi)間距/mm 280×250 注射壓力/MPa 170 移模行程/mm 220 注射速率/(g/s) 60 最大模厚/mm 300 塑化能力/(g/s) 5.6 最小模厚/mm 100 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 14～200 定位孔直徑/mm 55 噴嘴球半徑/mm 20 噴嘴口直徑/mm 3.5 鎖模方式 雙曲肘 2.4.3 校核注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù) 1. 校核模具的型腔數(shù)n 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n， =(0.8×5.6×30-0.6×4×2.74)/2.74＝46.65≥4 式中 k—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M—注射機(jī)的額定塑化量（5.6g/s） t—成型周期，取30s 2.注射壓力的校核 =1.3×130=169Mpa＜170=Pe 注射壓力校核合格 式中 —取1.3，—取130MPa，屬于薄壁深腔模。 3.鎖模力的校核 =1.2×64.14=76.968KN 而F=450kN，故校核后得出鎖模力合格。  第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳物質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。 圖 3-1 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得正確與否對(duì)塑件品質(zhì)影響很大，對(duì)澆注系統(tǒng)的基本要求是： 1.要適應(yīng)塑料的成型性能 2.要能保證塑件的質(zhì)量 3.盡量避免出現(xiàn)熔接痕：熔接痕的存在主要會(huì)影響外觀，使得產(chǎn)品的表面 較差；而出現(xiàn)熔接痕的地方強(qiáng)度也會(huì)較差。 4.使塑料熔體流動(dòng)乎穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流。防止卷入、吸收氣體。 5.盡量避免過(guò)度保壓和保壓不足：過(guò)度保壓會(huì)使產(chǎn)品密度較大，增加內(nèi)應(yīng) 力，甚至出現(xiàn)飛邊。 6.盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的截面及長(zhǎng)度 7.盡可能做到同步填充：一模多腔情形下，要讓進(jìn)入每一個(gè)型腔的熔體能 夠同時(shí)充滿，而且使每個(gè)型腔的壓力相等。 8.防止型芯的變形和嵌件的位移。 9.有利于型腔中氣體的排出 3.2 流道的設(shè)計(jì) 3.2.1 主流道的設(shè)計(jì) 1.主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1）為便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計(jì)成錐形，其錐角 α=2°～6°。內(nèi)壁表面粗糙度一般為 Ra=0.8。 2）為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道進(jìn)口處應(yīng)制成球面凹坑，其球面半徑為 R 2 =R 1 +(1～2)mm,凹入深度 3～5mm。 3) 為了物料的流動(dòng)阻力，主流道末端與分流道連接處呈圓角過(guò)渡，其圓角半徑 r=1～3mm。 4) 主流道長(zhǎng)度 L 應(yīng)盡量短，否則將增加主流道凝料，增大壓力損失，一般主流道長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)和模板厚度所確定，一般不大于 60mm，取 L=40mm。 5) 因主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進(jìn)口處與噴嘴反復(fù)碰撞，因此，常將主流道設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，用較好的鋼材制造并進(jìn)行熱處理，一般選用 T8、T10 制造，熱處理硬度為 HRC50～55。 2. 主流道尺寸 根據(jù)所選注塑機(jī)，則主流道小端尺寸為 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.5～1)=3.5+0.5mm=4mm 主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）=20+2=22mm 3. 主流道襯道的形式 本設(shè)計(jì)雖然是小型模具，但是為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長(zhǎng)度取40mm如圖3-2。襯套采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC～57HRC。 圖 3-2 主流道襯套 4. 主流道凝料體積 =（）0.8 cm3 5. 主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗(yàn)公式 =(3.3×21.66)/(3.14×0.2525)=825/s＜5×103/s Rn==0.2525mm 校核合格 3.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 1. 分流道的布置形式 分流道是連接主流道到和澆口的進(jìn)料通道。在單腔膜中，常不開(kāi)設(shè)分流道，而在多腔膜中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過(guò)它盡快地充滿型腔，流動(dòng)中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時(shí)，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔，因此，采用平衡式分流道如圖 5-5 所示。分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的回料量，分流道也不能過(guò)粗。過(guò)粗的分流道冷卻緩慢，還會(huì)增長(zhǎng)模塑周期。 2. 分流道的長(zhǎng)度 長(zhǎng)度應(yīng)盡量取短，且少?gòu)澱?。該模具的分流道的長(zhǎng)度很短，如圖 圖 3-3 流道分布圖 第一級(jí)分流道 L1=50 mm 第二級(jí)分流道 L2=25 mm 第三級(jí)分流道 L3=20mm 3. 分流道的形狀及尺寸 分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、U 形等多種。在流過(guò)同等橫截面積的條件下，橫截面為正方形的流動(dòng)阻力最大，傳熱最快，熱量損失最大，因此對(duì)熱塑性塑料注射模而言，不宜采用正方形的分流道。而圓形橫截面流動(dòng)阻力小，熱量損失最小，熔體降溫也最慢，但從加工來(lái)說(shuō)，它需要同時(shí)在動(dòng)模和定模上開(kāi)設(shè)半截面，要使兩者完全吻合，制造較困難。半圓形和矩形截面的分流道比表面積（即表面積/體積比）較大，較少采用。而梯形截面、U 形截面的分流道，加工容易且熱量散失和流動(dòng)阻力也不大。為了便于機(jī)械加工及凝聊脫模，本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分型面上，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力均不大，一般可以采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算截面尺寸： B=0.2654=0.2654=1.713mm 由于B不在適用范圍，需要自行設(shè)計(jì)。取B=6mm H==6=4mm ，取H=4mm （1）分流道截面形狀如圖 從理論上L2，L3分流道可比L1截面小10%，但是 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。 （2）凝料體積 分流道長(zhǎng)度 L=（40+25+20×2）×2=210mm 圖3-4 分流道截面形狀 分流道截面積 A==20 凝料體積 （3）分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式=(3.3×4.52)/(3.14×)=350＜5×103/s 0.2418cm 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 Ra 并不要求很低，一般取 0.63?m～1.6?m，這樣的表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(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 Ra= 1.6 從前面圖中可以看出，流道分兩組，流道開(kāi)在塑件的中心處，通過(guò)作圖可以看出，該模是由主流道、一級(jí)分流道、二級(jí)分流道、三級(jí)分流道和點(diǎn)澆口組成。 3.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道（除了直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口的主要作用： 1） 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； 2） 易于切除澆口尾料； 3） 對(duì)于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。 當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動(dòng)性能，有利于充型，但是澆口尺寸過(guò)小會(huì)使壓力增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。 3.3.1 澆口形式的選擇 在注塑模設(shè)計(jì)中，按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口形式有如下幾種： 直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口 、環(huán)行澆口、輪輻式澆口、爪形澆口 、點(diǎn)澆口、 潛伏式澆口?。 各種澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖3-5所示： 圖3-5 澆口結(jié)構(gòu)形式 澆口的設(shè)計(jì)與塑件的形狀，截面尺寸，模具結(jié)構(gòu)，注射工藝參數(shù)及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面尺寸要小，長(zhǎng)度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉。便于與塑件分離或切除，且澆口的痕跡不明顯。由于我設(shè)計(jì)的是中小型塑件一模多腔表面不允許有大的痕跡的塑件，所以選用點(diǎn)澆口。 點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖3-6： 圖 3-6 澆口的結(jié)構(gòu)形式 本模具采用的點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖3-7： 3.3.2澆口位置的選擇 澆口的位置選擇，應(yīng)遵循如下原則： 1. 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷 避免噴射有兩種方法：a 加大澆口截面尺寸，降低熔體流速；b 采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動(dòng)狀況。該模具采用方法 a。 2. 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件截面最厚處； 3. 有利于塑件熔體流動(dòng)； 4. 有利于型腔排氣； 5. 考慮塑件使用時(shí)的載荷狀況； 6. 減少或避免塑件的熔接痕； 7. 考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀? 8. 考慮澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件成型尺寸的影響； 9. 防止將型芯或嵌件擠歪變形。 鑒于上述原則，本模具澆口位置取在塑件頂部圓中心。 3.3.3澆口的尺寸的確定 澆口截面積通常為分流道截面積的 0.07～0.09 倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度約為 0.5～2mm 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. 由經(jīng)驗(yàn)公式得：d= 式中 A=0.583 n——塑料材料系數(shù)取0.6 k——塑件壁厚的函數(shù)值取0.291 3.3.4點(diǎn)澆口剪切速率的確定 由經(jīng)驗(yàn)公式得： 在范圍內(nèi)，剪切速率校核合格。 3.4 澆注系統(tǒng)的平衡與冷料井的設(shè)計(jì) 3.4.1 澆注系統(tǒng)的平衡 流道排列的原則：1）盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。 2）使型腔壓力中心盡可能與注射機(jī)的中心重合。 幾種常見(jiàn)的平衡式澆注系統(tǒng)如圖3-8所示： 圖 3-8 澆注系統(tǒng)的平衡方式 對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀和截面尺寸也相同，各個(gè)澆口也相同，因此澆注系統(tǒng)是平衡的 3.4.2 冷料井的設(shè)計(jì) 1主流道冷料穴 采用半球形，半徑比主流道末端半徑大1mm，球心比分流道低1mm。該冷料井設(shè)在斜銷(xiāo)固定板上。 2分流道冷料穴 在分流道端部加長(zhǎng)2mm作為分流道冷料穴。 圖3-9  第四章 成型零件的設(shè)計(jì) 4.1成型零件的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱(chēng)為成型零件。成型零件包括凹模。型芯、鑲件、成型杠和成型環(huán)等。成型過(guò)程中成型零件受到塑料熔體的高壓作用，料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間發(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，此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的加工工藝性，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和表面硬度。 在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)確定模具成型模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些因素因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有如下幾個(gè)方面： （1）塑件收縮率所引起的尺寸誤差。塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、厚度、模具的結(jié)構(gòu)，成型工藝條件等因素有關(guān)。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，要準(zhǔn)確的確定收縮率是很困難的，因?yàn)槌尚秃髮?shí)際收縮率與計(jì)算收縮率是有差異的，生產(chǎn)中工藝條件變化，塑料批次的改變也造成塑件收縮率的波動(dòng)，這些都會(huì)引起塑件尺寸的變化。 （2）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，成型塑件的尺寸精度也愈低 （3）模具成型零件的磨損。模具在使用過(guò)程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)塑件的摩擦、成型過(guò)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的成型零件表面粗糙度提高而重新進(jìn)行打磨拋光等，均會(huì)造成成型零件尺寸的變化。磨損的結(jié)果使型腔尺寸變大，型芯尺寸變小。 （4）模具安裝配合的誤差。模具成型零件裝配誤差以及在成型過(guò)程中成型零件配合間隙的變化，都會(huì)引起塑件尺寸的變化。 一般情況下，收縮率的波動(dòng)、模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。而收縮率的波動(dòng)引起的塑件尺寸誤差隨塑件尺寸的增大而增大。因此生產(chǎn)大型零件時(shí)，若單靠提高模具制造精度等級(jí)來(lái)提高塑件精度是比較困難和不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動(dòng)較的塑料。生產(chǎn)小型塑件是，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，因此，應(yīng)提高模具精度等級(jí)和減少磨損。 設(shè)計(jì)成型零件是應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及精度要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位和冷卻水道的布置等，然后根據(jù)成型零件加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)重要的成型零件進(jìn)行剛度和強(qiáng)度的校核。 4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.2.1 凹模（斜滑塊） 塑料罩Ⅱ的外壁為圓筒形狀，帶有側(cè)凸臺(tái)和側(cè)凹孔，要進(jìn)行側(cè)向抽芯，可采用瓣合模的結(jié)構(gòu)形式。本模具采用的凹模即為斜滑塊。其結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，詳圖見(jiàn)模具零件工作圖（SLZM01-02）。 4.2.2 型芯 本模具有兩個(gè)型心： （1） 主型芯：用于成型塑件圓柱筒內(nèi)表面； （2） 側(cè)型芯：用于成型塑件的側(cè)孔。 主型芯是一個(gè)簡(jiǎn)單的整體式圓柱體型芯。成型部分用數(shù)控銑床銑出，熱處理后用線切割切割外形，然后用電極對(duì)成型面進(jìn)行精加工。其結(jié)構(gòu)形式如圖4-1所示： 圖 4-1 主型芯 側(cè)型芯結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，加工方法與主型芯類(lèi)似。其結(jié)構(gòu)形式如圖4-2： 圖 4-2 側(cè)型芯 4.2.3 滑塊合模導(dǎo)向及鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 左右滑塊分布著4個(gè)型腔，因此滑塊寬度較大，為了使開(kāi)合模抽芯力大而且均勻，每個(gè)滑塊采用雙斜導(dǎo)柱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。合模后采用嵌入式楔緊塊鎖緊。開(kāi)模后采用鋼珠定位，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，但模具安裝時(shí)，左右滑塊宜水平安裝，以保證定位可靠。如圖4-3： 圖 4-3 滑塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 4.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 塑件尺寸公差由塑料制件尺寸公差表（標(biāo)準(zhǔn)SJ1372）查得，根據(jù)要求，HIPS選用高要求等級(jí)精度，即選用MT1，則查塑料成型模具書(shū)表3-5-1得，模具制造公差等級(jí)為IT8. 由公式 式中 s—塑件的收縮率，取0.006； Ls—塑件外徑尺寸； x—修正系數(shù)（取0.6）； Δ—塑件公差值（由塑件的公差表查得）。 δ—制造公差，取Δ/4或Δ/5； 型腔圓柱面半徑SR1=[(1+0.013)×22- 0.6×0.04] 0+0.04 =22.26 0+0.04 型腔的凸臺(tái)到圓柱中心的距離H= [(1+0.013)×24- 0.6×0.04] =24.29 0+0.05 主型芯的徑向尺寸R1=[(1+0.013)×18 - 0.6×0.04] 0+0.05=18.21 0+0.05 主型芯接觸面高度尺寸H1=[(1+0.013)×18- 0.6×0.04]=18.21 0+0.04 側(cè)型芯的徑向尺寸R2=[(1+0.013)×2 - 0.6×0.04] 0+0.02=2 0+0.02 側(cè)型芯接觸面高度尺寸H2=[(1+0.013)×3- 0.6×0.04]=3 0+0.02 由于本次是課程設(shè)計(jì)，參考的資料有限，故在選擇材料的過(guò)程中我都是選擇型號(hào)和材料以及尺寸都是高于要求的，故對(duì)于型腔零件強(qiáng)度、剛度的校核可以不用進(jìn)行。  第五章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 5.1 模架的確定 以上內(nèi)容計(jì)算確定之后，便可根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定模架。在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分可參照各模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸來(lái)繪圖；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模具，確定出標(biāo)準(zhǔn)架的形式、規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，這樣能大大縮減模具制造周期，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對(duì)于大型模具，這一點(diǎn)尤其重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，在根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，利用EMX輔助設(shè)計(jì)，模架制造商為hasco-246*296。 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。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便的分開(kāi)兩塊模板。 本模具的模架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 圖 5-1 模架的結(jié)構(gòu) 5.2 各模板的尺寸及材料 1.定模底板（400mm×316mm，厚度為20mm） 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。 定位圈通過(guò)4個(gè)M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。 2.凝料推板（316mm×316mm，厚度為20mm） 定模板應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 3.斜銷(xiāo)固定（316mm×316mm，厚度為13mm） 與定模板一樣，推件板也應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 4.定模板（316mm×316mm，厚度為50mm） 定模板應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 5. 動(dòng)模板（316mm×316mm，厚度為32mm） 與定模板一樣，推件板也應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 6.支撐板（316mm×316mm，厚度為36mm） 作用為固定型芯。 7.墊塊（50mm×316mm，厚度為85mm） 墊塊的主要作用是在動(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)的模具安裝厚度的要求。 墊塊材料為45號(hào)鋼，也可以用Q235A等。該模具墊塊采用45號(hào)鋼制造。 8.推桿固定板（200mm×316mm,厚度為16mm） 材料為45鋼。 9.推板hasco板K60（200mm×316mm,厚度為25mm） 材料為45鋼，用4個(gè)M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推板固定板聯(lián)接。 10.動(dòng)模底板（316mm×316mm,厚度為25mm） 支承板應(yīng)有較高的平行度和硬度，因?yàn)樵撎啄＞叩男托竟潭ㄔ谥С邪迳稀２牧陷^宜采用45鋼，調(diào)質(zhì)230HB～270HB。  第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。如需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì) 6.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1. 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周?chē)蚩拷吘壍牟课?，其中心至模具邊緣?yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 2. 為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的空口倒角，該模具采用無(wú)導(dǎo)套，無(wú)倒角設(shè)計(jì)。 3. 在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。 4. 動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。 6.1.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本模具有三個(gè)分型面，包括三個(gè)零部件的導(dǎo)向： 1.凝料推板的導(dǎo)向 2.動(dòng)模板的導(dǎo)向 3.頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 6.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 6.2.1導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱的一般結(jié)構(gòu)形式有三種（如圖6-1所示）： （1）帶頭無(wú)軸肩導(dǎo)柱（圖6-1（a）） （2）帶頭有軸肩導(dǎo)柱（圖6-1（b）、（c）） 圖6-1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 （3）限位導(dǎo)柱 6.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)要求 1. 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模的斷面高度高出6mm~8mm。 2. 為使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐型或球形，本設(shè)計(jì)采用球形設(shè)計(jì)的先導(dǎo)部分。 3. 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該模具的導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可以知道為30mm）。 4. 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H8/f7配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/g7的間隙配合。 5. 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4微米。 6. 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易這段的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)過(guò)滲碳淬火處理或碳素工具鋼經(jīng)過(guò)淬火處理，其硬度為50HRC以上。 6.2.3導(dǎo)柱的選擇 1.凝料推板的導(dǎo)向 由于分型面II處需進(jìn)行限位，故此處采用限位導(dǎo)柱。其結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 6-2 限位導(dǎo)柱 2.動(dòng)模板的導(dǎo)向 采用帶頭有軸肩導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)形式如圖6-3： 圖 6-3 帶頭有軸肩導(dǎo)柱 3.頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 采用推板導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 6-4 推板導(dǎo)柱 6.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 6.3.1導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 圖 6-5 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 6.3.2導(dǎo)套的選擇 1.凝料推板的導(dǎo)向：采用直導(dǎo)套（圖a）； 動(dòng)模板的導(dǎo)向：采用帶頭導(dǎo)套（圖b）； 2.動(dòng)模板的導(dǎo)向：采用帶頭導(dǎo)套（圖b）； 3.頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：采用推板導(dǎo)套（圖c）。 第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)。 7.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 塑件推出（定出）是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，一次，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵守下列原則。 1．推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 2．保證塑件不因推出而變形損壞。 3．機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。 4．良好的塑件外觀。 5．合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。 7.2 塑件的推出基本方式 1．推桿推出是一種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形、階梯型。本設(shè)計(jì)采用最基本的直推桿的形式。 2．推件板推出對(duì)于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的塑件，采用推件板推出機(jī)構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件形狀而定。本設(shè)計(jì)采用推件板推出。 3．大型深腔塑件，經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。本套模具的推出機(jī)構(gòu)形式較為復(fù)雜，全部采用推桿推動(dòng)推件板推出。這種設(shè)計(jì)的好處是，不用在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)復(fù)位桿了。 7.3塑料罩II的推出機(jī)構(gòu) 1．本課程設(shè)計(jì)的塑件由于有側(cè)孔，為了防止強(qiáng)制脫模對(duì)塑件產(chǎn)生破壞，所以設(shè)置了斜導(dǎo)柱脫模機(jī)構(gòu)，通過(guò)斜導(dǎo)柱的側(cè)向力，把動(dòng)模模仁向兩邊分開(kāi)，再用中心推桿把塑件頂出。 2．通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與底面平齊或高出型芯底面0.05~0.10mm。 3．推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿空加工誤差引起的軸線不一致使發(fā)生卡死現(xiàn)象。 4．推桿的材料常用碳素工具鋼T8A，熱處理要求硬度在50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為Ra=0.8微米。  第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8.1 加熱系統(tǒng) 本次設(shè)計(jì)是熱塑性塑料，而且該套模具的模溫要求為30-60°C左右，所以無(wú)需設(shè)置加熱裝置。 8.2 冷卻系統(tǒng) 本套模具內(nèi)塑料的溫度為180°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)的溫度應(yīng)該在60°C以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。 成型溫度和模具溫度分別為160-190℃，和20~50℃，常用溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 8.2.1 冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水比較多，因?yàn)樗臒崛萘看?、傳熱系?shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔的周?chē)鷥?nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道。 如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射以及與注射機(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。 8.2.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 1.塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q HIPS單位質(zhì)量釋放出的熱量設(shè)為700Kj/Kg。 Q=WQ1=0.154×700×60＝6468Kj/h 2.冷卻水的體積流量 式中，—冷卻水的密度，為1000kg/m3 C1—冷卻水的比熱容，為4.187Kj/（kg°C） 1—冷卻水出口溫度，取25°C 2—冷卻水入口溫度，取20°C 3.冷卻水在管道中的流速 由于模具較小，空間有限，取進(jìn)出水管道直徑d=8mm。 4. 冷卻水道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù)h 5 .冷卻管道總傳熱面積A 式中，—模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫度，模具溫度取50°C。 6.模具上應(yīng)該開(kāi)設(shè)的孔數(shù) 由于注射量較少，所需的冷卻水也較少，在這里無(wú)需開(kāi)設(shè)冷卻水道。  參考文獻(xiàn) 1. 錢(qián)知勉主編.塑料成型加工手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社. 2. 黃鎮(zhèn)昌主編.互換性與測(cè)量技術(shù).廣州：華南理工大學(xué)出版社. 3. 楊占堯主編.注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 4. 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