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注塑成型工藝流程及條件介紹
成型條件設(shè)定
按成型步驟:可分為開鎖模,加熱,射出,頂出四個(gè)過程.
鎖模條件設(shè)定:
1，鎖模一般分: 快速→中速→低壓→高壓
2.，快鎖模一般按模具情況分,如果是平面二板模具,快速鎖模段可用較快速度,甚至于用到特快,當(dāng)用到一般快速時(shí),速度設(shè)到55-75%,完全平面?？稍O(shè)定到 80-90%,如果用到特快就只能設(shè)定在45-55%,壓力則可設(shè)定于50-75%,位置段視產(chǎn)品的深淺(或長短)不同,一般是開模寬度的1/3.
3，中速段,在快速段結(jié)束后即轉(zhuǎn)換成中速,中速的位置一般是到模板(包括三板模,二板模)合在一塊為止,具體長度應(yīng)視模板板間隔,速度一般設(shè)置在30%-50%間,壓力則是20%-45%間.
4，低壓設(shè)定,低速設(shè)定一般是在模板接觸的一瞬間,具體位置就設(shè)在機(jī)臺(tái)顯示屏顯示的一瞬間的數(shù)字為準(zhǔn),這個(gè)數(shù)字一般是以這點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn),,即于此點(diǎn)則起不了高壓,高于此點(diǎn)則大,輕易起高壓.設(shè)定的速度一般是15%-25%,視乎不同機(jī)種而定,壓力一般設(shè)定于1-2%,有些機(jī)則可設(shè)于5-15%,也是視乎不同機(jī)種不同.
5.高壓設(shè)定,按一般機(jī)臺(tái)而言,高壓位置機(jī)臺(tái)在出廠時(shí)都已作了設(shè)定,相對(duì)來講,是不可以隨便更改的,比如震雄機(jī)在50P.速度相對(duì)低壓略高,大約在30-35%左右,而壓力則視乎模具而定,可在55-85%中取,比如完全平面之新模,模具排氣良好,甚至于設(shè)在55%即可,如果是滑塊較多,原來生產(chǎn)時(shí)毛邊也較多,甚至于可設(shè)在90%還略顯不足.
加熱工藝條件設(shè)定
1.加熱段溫度設(shè)定必須按照產(chǎn)品所使用的原料的不同而不同,但卻必須遵循一個(gè)這樣的規(guī)則,即由射口筒到進(jìn)科段溫度是逐步遞減的.且遞減溫度是以10.度為單位.
2特殊情況下.如料頭抽絲,則射口筒溫度應(yīng)降低,如果是比較特殊的原料冷凝比較快的.則射口筒溫度則不止比第二節(jié)法蘭溫度高10度.比如PPS. 尼龍等.
3.機(jī)臺(tái)馬達(dá)啟動(dòng)溫度視乎機(jī)臺(tái)不同而不同,一般出于對(duì)機(jī)臺(tái)油路中的油封保護(hù)需要,油溫最好能控制在40度-60度,以免油封長期高壓而變化,縮短使用壽命,造成成型不穩(wěn)定.
注射是把塑料原料經(jīng)加熱后射進(jìn)模腔的過程,它一般可分為第一級(jí),第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí)及保壓幾段:
1 .第一級(jí)注射一般是注射料頭段.具注射量一般可根據(jù)料頭的輕重來估計(jì)其行程,當(dāng)然也可以依據(jù)公式來計(jì)算,如公式
L=Si=Vi/0.785Ds2:
L:注射行程; Si: 注射行程;
Vi:理論注射容積; Ds:螺桿直徑;
0.785:是Ω/4的值.
當(dāng)然,如果我們?cè)诔尚蜁r(shí)每設(shè)定一個(gè)參數(shù)都要計(jì)算一次,要成型出一個(gè)產(chǎn)品就要幾個(gè)小時(shí)才能完成了.
2. 第二級(jí)是注塑產(chǎn)品約2/3的階段,當(dāng)然,根據(jù)產(chǎn)品特殊需要,也允許成型不到2/3階段,比如避免結(jié)合線問題,這一階段的成型速度及壓力一般是整個(gè)成型段的最大值段,如果排的產(chǎn)品與機(jī)臺(tái)基本是相吻合的.模具結(jié)構(gòu)合理,排氣良好,這一段的壓力一般也不會(huì)超過80%.速度側(cè)視產(chǎn)品需變,可能大到95%也可,自然一般都是在55%-80%間.
3. 第三段是注射余下的1/3段,其速度和壓力根據(jù)產(chǎn)品的需要,一般是小于第二段,速度和壓力存在于一個(gè)往下降的過程.主要是為了防止產(chǎn)品毛邊的產(chǎn)生,但同時(shí)又必須把產(chǎn)品充填飽滿.
4.第四段:一般有機(jī)臺(tái)還有第五,第六段,這段的成型速度和壓力相同前,都存在兩段一個(gè)遞減過程.其作用都是起到一個(gè)再次充滿的作用.
5.保壓段:不論成型什么產(chǎn)品,都存在一個(gè)保壓過程.任何產(chǎn)品都不同程度的存在一個(gè)厚薄不一的問題,正常情況下,較厚的部分都可能存在一個(gè)收縮凹陷的現(xiàn)象,為了解決這種現(xiàn)象,就應(yīng)應(yīng)用到保壓,保壓一般來講都應(yīng)用較慢的射速,而壓力的設(shè)置則應(yīng)看縮水的情況如何,小到25%,大到80%都有可能.
產(chǎn)品經(jīng)冷卻定型后則有一個(gè)開模的過程,開?；旧鲜呛夏５姆催^程.開模的未段則有一個(gè)慢速設(shè)置,開模完成后,產(chǎn)品必須頂出的過程.
一.頂前:
頂前最好分兩個(gè)階級(jí),第一階可分為中壓慢速,即是把產(chǎn)品輕輕頂出一部分,然后是中壓中速頂,中壓中速一般指的是35%-55%,而低速則有可能低到5%,這需視產(chǎn)品不同而言,頂出行程設(shè)定是頂出長度稍比產(chǎn)品垂直深度大1-2cm即可.
二.退針
頂退包括兩個(gè)過程與頂落的過程基本一致,頂退的終點(diǎn)應(yīng)預(yù)留1-3cm的空間,以保護(hù)頂針油管不被頂壞.
三.頂針
頂針方式還包括一個(gè)多次頂,單次頂及頂針停留的選擇,機(jī)械手取產(chǎn)品,脫模順利的情況都采取多項(xiàng),為了頂針油缸 壽命的延長,多次頂就以不超過三次
為宜,頂針停留一般用在頂針帶著產(chǎn)品退回有可能對(duì)增品產(chǎn)生損傷的模具,同時(shí)為配合機(jī)械手使用,有時(shí)也需要較短的頂針停留.
Injection molding technical process and condition introduction
Section Molding parameter Setting
Molding steps: mold opening/closing, heating injection and knocking out.
Mold closing parameter setting
1.Mold closing: high-speed →low-speed →low pressure→high pressure
2.In high-speed section, Mold closing speed depends on type of mold. For two –plate mold it can set quick and even especially quick usually, it set speed within 55-75%. For full-plate mold it set speed within80-90% while using especially high speed it set speed within 45-55% and pressure within 50-75% position distance setting differs depending on the volume of product and usually it can be set 1/3 of mold opening position.
3.In mid-speed section: Mold closing speed changes into mid-speed after high-speed section finish. Mid-speed start position is where two plates meet (include three-plate mold and two-plate mold ) Distance of mid-speed is up to distance of two plates plate it speed within 30-50% and pressure 20-45%.
4.Low-pressure section: Mold closing sets low-pressure when plates meeting. This position is set to the data of machine screen on this time. This point is the gage of the data. Data lower the point there is no high-pressure. Data higher the point there is high-pressure easily. It set speed within 15-25% and pressure within 1-2% depending on type within 1-2% depending on type of injection molding machine.
5. High-pressure section: To normal injection molding machine, high-pressure position had been set before they were sent to customer. It can not be modified. For example high-pressure position of CHENHSONG machine is 50P.The speed of high-pressure section is about 30-35% and higher than that of low-pressure. The pressure is up to mold, it can set within 55-85% For full-plate mold, it’s eject air well, it can set pressure 55% .If mold has a lot of slides and flash rate high in production, pressure can set 90%.
Heating technique parameter setting
1.The proper temperature setting differs depending on type of resin material, but it must be abide by a rule that temperature setting should diminish in step 1０.C from nozzle to feeding resin material position.
2 Nozzle temperature setting should low if product line. If resin material such as PPS, PA, cool very soon , Nozzle temperature should higher more 10.C than the second cylinder temperature.
3. Pump turning on temperature is different depending on type of injection molding machine. To protect oil seal of machine it set oil temperature within 40.C-60.C, If oil seal work on condition that high pressure and damaged It’s work time will be shorter, it can cause molding stable.
Injection is a step which inject melt resin material into mold. It consists of stepl,step2 ,step3,step4 and holding pressure step:
1. Step l injects usually tunnel material, Injection Volume can be estimated according to the weight of course it can be calculated by formula:
L=Si=Vi/0.785Ds2
L: injection stroke Si: injection stroke
Vi: injection volume of theoretical Ds: diameter of screw
0. 785: value of Ω/4.
But it cost a lot of time to produce one product if every time molding parameter is setting by calculation.
2. Step 2 inject 2/3 of product. It can lower 2/3 of product according to requirement of product. For example to prevent weld line. Molding speed and pressure on this step is the maximum of whole molding section. If Mold suit the injection molding machine and mold structure reasonable and eject air well, pressure of this step should lower 80%. Molding speed setting within 55-80% but it may setting 95% for especial product.
3. Step3 inject remain 1/3 of product. According to product molding speed and pressure lower than that of step2 To prevent flash speed and pressure should decrease but it can’t shot short.
Step
4 section: Some injection machines have step5,step6 which are same as former molding speed and pressure this step should diminish and inject once more.
5. Holding pressure step: No matter what product there is a holding pressure step. Any product can’t molding a same thickness. Usually the deeper section may sink mark . To prevent this defect it should set holding pressure, The injection speed of holding pressure step is slow but holding pressure setting within 25-80% depending on sink mark.
There is a mold opening step after product cooling taking shape. Mold opening is a reverse step of mold closing. The last step of mold opening speed set slow. Product should be knocked out after mold opened.
one.Knocking out
Knocking out includes two steps, Step1 section setting mid-speed, knocks product out partly step2 section setting mid-pressure and mid-speed . Depending on different product, mid-pressure and mid-speed sets within 35-55% but low-speed can set 5%. Distance of knocking out longer 1-2cm than the vertical thickness of product.
two.Back
The same as knocking out, ejector back includes 2 steps. To protect the ejector oil jar, it should make a 1-3mm distance in the ending point of ejector back.
Three. Thimble
The way of knocking out includes knocking out once, Knocking out repeat and ejector delay. Take product by manipulator or take product easy, it should select knocking out once. To longer the work time of ejector oiljar, times of knocking out lower 3 times. Ejector delay used when product will be damaged if ejector back or suit manipulator.
第 1 頁 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）封面 編號(hào)： 日期： 2012 年 XX 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題 目 型星齒輪的成型工藝及模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 姓 名 學(xué) 號(hào) 2012 年 4 月 20 日 第 2 頁 目 錄 1. 零件分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................................................3 1.1 零件的作用 3 1.2 材料的選擇 3 2. 注射機(jī)的選用及校核 ...........................................................................................................................4 2.1 注射機(jī)的選用 .................................................................................................................................4 2.1.1 制品的體積估算 ......................................................................................................................4 2.1.2 根據(jù)體積選注射機(jī) ..................................................................................................................4 3．塑料制件在模具中的位置 ...................................................................................................................5 3.1 分型面的確定 .................................................................................................................................5 3.2 型腔數(shù)量及排列方式 .....................................................................................................................5 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................6 3.4 成型零件工作尺寸的計(jì)算 .............................................................................................................6 3.5 型腔徑向方向上的尺寸計(jì)算 .........................................................................................................6 3.6 型腔深度方向上的尺寸計(jì)算 .........................................................................................................7 3.7 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 .................................................................................................7 4. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................8 4.1 主流道設(shè)計(jì) 8 4.2 冷料井設(shè)計(jì) 9 4.3 分流道設(shè)計(jì) 9 4.4 澆口設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................10 4.5 注射機(jī)注射量的校核 ...................................................................................................................11 4.5.1 鎖模力的校核 ........................................................................................................................11 4.5.2 最大注射壓力的校核 ............................................................................................................12 4.6 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 ...............................................................................................12 4.6.1 噴嘴尺寸 ................................................................................................................................12 4.6.2 定位孔尺寸 ............................................................................................................................13 4.6.3 模具厚度與注射機(jī)模板閉厚度 ............................................................................................13 4.6.4 開模行程的校核 ....................................................................................................................13 5. 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................................................................................................................14 5.1 脫模力的計(jì)算 ...............................................................................................................................14 5.2 推管直徑的計(jì)算 ...........................................................................................................................15 5.3 推管應(yīng)力校核 ...............................................................................................................................16 6. 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................16 7. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................17 7.1 模具冷卻水管道直徑 ...................................................................................................................18 7.2 冷卻水管總的傳熱面積 ...............................................................................................................18 7.3 模具上開設(shè)的冷卻通道的孔數(shù) ...................................................................................................18 8. 模板的選用 .........................................................................................................................................19 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................19 第 3 頁 型星齒輪的注塑模設(shè)計(jì) 摘要：本文設(shè)計(jì)了一行星齒輪的注塑模具。該零件選用 PA66，質(zhì)量輕，化學(xué)穩(wěn)定性高。PA66 齒輪具有較高的力學(xué)強(qiáng)度 和剛性，優(yōu)良的耐磨性，自潤滑性、耐疲勞性及耐熱性，可在 中等載荷、較高溫度無潤滑或少潤滑下使用。通過計(jì)算設(shè)計(jì)了 注塑模具的成型結(jié)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等方面，并進(jìn)行了 塑件上、下模的仿真加工，生成刀具路徑。該模具結(jié)構(gòu)小巧而 緊湊，運(yùn)行順暢無阻。 第 4 頁 1. 零件分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1 零件的作用 該零件為一帶金屬嵌件的塑料行星齒輪，其用于家用或辦公用機(jī)械，功率很小， 但要求傳動(dòng)平衡，低噪音或無噪音，以及能在少潤滑或無潤滑狀態(tài)下正常工作。該 零件在其受力較大的部位鑲?cè)虢饘偾都?，這樣可以對(duì)塑料齒輪起到增強(qiáng)作用，并由 于金屬嵌件的加入，塑料齒輪的成型收縮也將減小，齒輪精度提高。該零件尺寸較 小，同軸度要求精度較高，按照其工作要求，其精度等級(jí)可選用一般精度等級(jí)。 1.2 材料的選擇 根據(jù)零件工作要求及其精度等級(jí)，該零件選用 PA66 塑料成型。其中，PA 為聚 酰胺的縮寫，又名尼龍。PA66 齒輪具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和剛性，優(yōu)良的耐磨性，自 潤滑性、耐疲勞性及耐熱性，可在中等載荷、較高溫度無潤滑或少潤滑下使用。 表 2-20 塑料精度等級(jí)的選用，PA66 的一般精度要求為 5 級(jí)。 表 1.1 PA66 的成型條件 第 5 頁 密 度 3cmg 計(jì) 算 收 縮 率 （% ） 加熱前料筒溫度（ ）C?模具溫度?成型壓力MPa預(yù)熱 后處理 宜用注射機(jī)類 型 噴 嘴 料 筒 前 部 料 筒 中 部 料 筒 后 部 溫 度C? 時(shí) 間h方 法 溫 度? 時(shí) 間h 1 . 1 5 1.5 ～2 .2 26 5 26 0 25 0 24 0 80 70 ～ 12 0 100 ～1 10 12 ～1 6 油、 水、 鹽 水 90 ～ 10 0 4 宜用 螺桿 式注 射機(jī)， 螺桿 帶止 回環(huán)， 噴嘴 宜用 自鎖 式 2. 注射機(jī)的選用及校核 2.1 注射機(jī)的選用 2.1.1 制品的體積估算 將該行星齒輪塑件的體積分成四部分：冶金粉末嵌件中間凹陷處 、塑件中1V 間圓環(huán) 及塑件兩邊齒輪 、 。2V3V4??32221 79.516)( mrh???????????????? ???322222 .06?? 第 6 頁 ????322233 86.15765.6mrhV???????????????? ?322244 9.7?? ?321 8.506.8.153.0679.5??????總 2.1.2 根據(jù)體積選注射機(jī) 常用熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格初選 型注射機(jī)如表二所示：?SZ40/68 表 1.2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論 注射 容積??3cm 螺桿 直徑 注 射 壓 力 （MPa ） 模板 行程??m 模具 最大 厚度 頂出 行程?? 噴嘴 孔直 徑m 實(shí)際 注射 量??g 鎖 模 力 （KN ） 模具 最小 厚度??m 定位 孔直 徑 噴嘴 球半 徑?? 58 26 160 220 240 40 4 53 400 130 064.53??12 3．塑料制件在模具中的位置 3.1 分型面的確定 若按分型面設(shè)計(jì)原則中的“塑件要求同軸度的部分要放到分型面的同一側(cè)，以 保證塑件同軸度要求”來確定分型面的話，塑件脫模比較困難。來確定分型面的話， 塑件脫模比較困難。故為使塑件從模具中順利脫模，且簡化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)按設(shè)計(jì)原 則中的最基本一條：將分型面選擇在塑件外形的最大輪廓處，即塑件 處，而m32? 其同軸度要求通過對(duì)結(jié)構(gòu)中如定模板等零部件的設(shè)計(jì)與加工提出尺寸與形狀的公差 精度來保證。 第 7 頁 3.2 型腔數(shù)量及排列方式 考慮到該塑件尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，故采用多腔注射。根據(jù)所選注射機(jī) 注射容量，由前校核所述，選取四腔。 模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H 形排列、直線排列及復(fù)合排 列等。其中，型腔的圓形排列加工較困難，直線形排列加工容易，但平衡性能較差， H 形排列平衡性能好，而且加工性能尚可，使用較廣泛，故選用 H 形排列。 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) 對(duì)于塑料模的型腔設(shè)計(jì)常用的有兩種方式：一種是整體式型腔，另一種是組合 式型腔。整體式型腔結(jié)構(gòu)簡單，牢固不易變形，但是型腔復(fù)雜，加工難度非常大。 組合式型腔可使復(fù)雜型腔簡單化，并且加工難度降低，模具型腔可更換，提高了模 具的使用壽命。 3.4 成型零件工作尺寸的計(jì)算 成型零件上用以成型塑件部分的尺寸,稱為成型零件的工作尺寸.成型零件工作 尺寸主要有型腔和型芯徑向尺寸，型腔和型芯的深度尺寸中心距等。 3.5 型腔徑向方向上的尺寸計(jì)算 分度圓直徑： ??cpmQdD??1 齒頂圓直徑： a 齒根圓直徑： cpfmf 式中： ——塑件分度圓直徑 ；d?? ——塑件齒頂圓直徑 ；a ——塑件齒根圓直徑 ；f ——塑件平均收縮率（%） ；cpQ 則有： %85.12.??c 齒數(shù)為 處：17Z??mDm9.25..??? 第 8 頁 ??mDma 03.29%85.1.21???? f7 齒數(shù)為 處：8Zm.7.2 ??a 56308130???? mDf .2.5.2 對(duì)于塑件最大輪廓 處：?zxQdcps????0 式中： ——型腔內(nèi)徑尺寸 ；?? ——塑件外徑基本尺寸 ；sd ——塑件公差 ；?m ——綜合修正系數(shù)；塑件精度低，批量比較小時(shí)， ；塑件精度高，x 21?x 批量大時(shí)， 。43? ——模具制造公差 ，一般 ；z???????41~5z? 由[1]查得 5 級(jí)精度時(shí)： ；m36.0??mz09. 則有： D09.09.324%85.132????????????? 3.6 型腔深度方向上的尺寸計(jì)算 zcpmQhH???????????0132 則對(duì)于動(dòng)模板上， ，查得： ；h81 m. mz05.4?? 故有： D05.05.1823%5. ????????????? 而對(duì)于定模板上， ，查得： ；mh61 .?z05.4??? 故有： m05.05.972385. ????????????? 第 9 頁 3.7 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 理論分析和實(shí)踐證明，對(duì)大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度條件計(jì) 算；對(duì)小尺寸型腔，強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。 該模具為小尺寸型腔，則對(duì)于圓形鑲拼組合式，按強(qiáng)度計(jì)算有： 側(cè)壁： ?? ??????12mpcPrt? 底部： pht. 式中： ——模腔壓力（ ） ；mPMa ——材料許用應(yīng)力（ ） ，對(duì)于 45 鋼， ；p?PMPap160?? ——凹模型腔內(nèi)孔 ；r??m 則有： tc 3.5121603?????????? th7.85. 并由[3]表 6.10 對(duì)于型腔內(nèi)壁直徑在 范圍內(nèi)的圓形鑲拼組合式凹模有：m40 ; 模套壁厚：mtC8?S18? 今取： 10 4. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指從注射機(jī)的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段流道。主 流道橫截面形狀采用圓形截面。為了便于流道凝料的脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形， 其錐度為 ，取 ，內(nèi)壁光滑，表面粗糙度 小于 。主流道大?6~2???4??Ram?4.0 端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角（通常 取 ，選用 ）以減少料流轉(zhuǎn)rm3~1r1? 向時(shí)的阻力。 第 10 頁 圖 3-1 主流道 對(duì)于小型注射模具，直接利用主流道襯套的臺(tái)肩作為模具的定位圈，定位圈與 澆口套一體，壓配于定模板內(nèi)，能防止從定模板內(nèi)頂出。且因定位圈直徑 D 為注射 機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直徑確定。直徑一般比注射機(jī)定位孔 直徑小，以便于裝模，故選澆口套上 D 為： ，澆口套結(jié)構(gòu)與尺寸參m01.36??? 數(shù)如零件圖所示。 圖 3-2 澆口套結(jié)構(gòu) 4.2 冷料井設(shè)計(jì) 在每個(gè)注射成型周期開始時(shí)，最前端的料接觸低溫模具后會(huì)降溫，變硬被稱為 冷料。為了防止在下一次注射成型時(shí)，將冷料帶進(jìn)型腔而影響塑件質(zhì)量，一般在主 流道或分流道的末端設(shè)置冷料井，以儲(chǔ)藏冷料并使熔體順利地充滿型腔。 為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往使冷料井兼有開模時(shí)將 主流道凝料從主流道拉出而附在動(dòng)模一邊的作用。先選用 Z 形拉料桿的冷料井，其 結(jié)構(gòu)尺寸如下附圖所示： 第 11 頁 圖 3-3 冷料井 4.3 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與型腔澆口之間的一段流道。它是熔體由主流道流入型腔的過 渡通道。對(duì)于多型腔模需設(shè)分流道，為使各型腔內(nèi)能同時(shí)填充，分流道采用平衡式 布置。比較不同截面形狀分流道的性能，采用 U 形分流道，其熱量損失小，加工性 能容易。 U 形分流道寬度 可在 內(nèi)選取，半徑 ，深度 ，Bm10~5BR5.0?RH25.1? ；斜度HR5.0?? ??? 取： ； ；m?8 ； ； ；?5.2.?mH35.21???m5.13.0?? 4.4 澆口設(shè)計(jì) 澆口是料流進(jìn)入型腔最狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短的一段。澆口尺寸狹小 且短，目的是使由分流道流進(jìn)的熔體產(chǎn)生加速，形成理想的流動(dòng)狀態(tài)而充滿型腔， 又便于注射成型后的塑件與澆口分離。本設(shè)計(jì)中澆口形式采用側(cè)澆口，其形狀簡單， 便于加工，而且尺寸精度容易保證；適用于一模多件，能提高生產(chǎn)效率；試模時(shí)， 如發(fā)現(xiàn)不適當(dāng)，容易及時(shí)修改；能相對(duì)獨(dú)立地控制充填速度與封閉時(shí)間。 側(cè)澆口截面形狀為矩形，其尺寸參數(shù)如下： tnh?? 0.5~1?b75.0~l 3~1r 式中： ——澆口深度 ，通常 ；h??m2 ——塑件在澆口位置處的壁厚 ；t ?? ——系數(shù)，對(duì)于 PA， ；n8.0?n ——澆口寬度 ；b?? 第 12 頁 ——澆口長度 ；l??m ——澆口半徑 ；r 則有： ； h6.128.0?? ?。?； ；Bb5r 為去澆口方便，取： ；ml7.0 其中分流道與澆口的連接方式及尺寸參數(shù)如下附圖所示： 如圖 3-4 4.5 注射機(jī)注射量的校核 33821.59.5820cmV??總 則： gm7.6?總總 ? 在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注 系統(tǒng)兩部分質(zhì)量之和，即： 澆總 mn?? 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的 80%，即： g8.0? 式中： ——一個(gè)成型周期內(nèi)所需注射的塑料質(zhì)量 ；m?? ——型腔數(shù)目，取 ；n4?n ——單個(gè)塑件的質(zhì)量 ；總 ??g ——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料質(zhì)量 取 ；澆 ??ggm10?澆 ——注射機(jī)額定注射量 ；gm?? 則有： 4.2538.0617.4?????? 第 13 頁 4.5.1 鎖模力的校核 鎖模力是在成型時(shí)鎖緊模具的最大力。成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的 漲力應(yīng)小于鎖模力，即： 10AkPFc? 式中： ——注射機(jī)的額定鎖模力 ；F??N ——塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 ；A ??2m ——熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力 ；對(duì)于螺桿式注射機(jī)，其型腔內(nèi)cPaP 平均壓力一般為 ，取 ；aMP35~20c30? ——安全系數(shù)，常取 ；k2.1~k 其中： 塑料制品在分型面的投影面積為: ??2213174mA???? 主流道在分型面的投影面積為: 2225.80 分流道在分型面的投影面積為: 23764mA?? 故總投影面積為: 2321 5.40765.81m??? 則有: KNKNF16.0.40????? 故滿足條件. 4.5.2 最大注射壓力的校核 塑件成型所需的最大鎖模力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，即： sP? 式中： ——注射機(jī)的最大注射壓力 ；P??Ma 第 14 頁 ——成型塑件所需的注射壓力 ；sP??MPa 注射機(jī)的額定注射壓力為 160 ；40/68?SZ 而 PA66 材料的注射壓力為 70～120 ； 故有： sP? 4.6 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 4.6.1 噴嘴尺寸 模具主流道襯套的小端孔徑 D 和球面半徑 R 要與塑料注射成型機(jī)噴嘴??m??m 前端孔徑 d 和球面半徑 r 滿足下列關(guān)系：??m 2~1??R1~5.0??d 保證注射成型時(shí)在主流道襯道處不形成死角，無熔料積存，并便于主流道凝料 的脫模。故有： m142??mD514?? 4.6.2 定位孔尺寸 模具與注射機(jī)上定位孔為 ，兩者按 配合實(shí)現(xiàn)定位，以保證模具主3.6?7fH 流道的軸線與注射機(jī)噴嘴軸線重合。 4.6.3 模具厚度與注射機(jī)模板閉厚度 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)動(dòng)、定模固定板之間的最大閉合高度和最小閉合高 度之間，即： minH?max 式中： ——注射機(jī)允許的最小模具厚度 ；minH?? ——模具閉合厚度 ；?? ——注射機(jī)允許的最大模具厚度 ；ax 其中模具閉合厚度為： mHm1925632403??? 第 15 頁 故有： mm2401930? 4.6.4 開模行程的校核 對(duì)于單分型面注射模，其最大開模行程應(yīng)滿足： ??mHS10~521?? 式中： ——注射機(jī)最大開模行程 ；S ——塑件脫模距離 ；1H? ——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 ；2 ?? 則有： mmS51060???? 其中：注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無關(guān)。 5. 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔和型芯上脫出，這種脫 出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。整個(gè)脫模過程包括開模、推出、取件、閉模、脫模機(jī) 構(gòu)復(fù)位過程。 對(duì)于中心有孔的圓筒形塑件，采用推管推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模，推管推出平穩(wěn)可靠， 塑件無變形，無頂出痕跡。推管的脫模機(jī)構(gòu)采用動(dòng)模座板固定型芯的推管機(jī)構(gòu)，即： 型芯（主型銷）固定在動(dòng)模座板上，并且穿過推板和推桿固定板，推管固定在推桿 固定板上。推管內(nèi)部與主型銷做間隙配合，推管外部與型腔板做間隙配合，推管與 主型銷配合長度為頂出行程 ，推管與型腔板的配合長度為推管外徑的m5~3? 倍，這種頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)可靠，多用于脫模距離不大的場合。2~5.1 5.1 脫模力的計(jì)算 當(dāng)脫模斜度不大時(shí)（一般指 ）初始脫模力最大，一經(jīng)推動(dòng)，脫模力即迅速減?5〈 小，所以脫模力的計(jì)算須按照無脫模斜度的條件計(jì)算。 由于塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比大于 ，故由[1]表 5-94 應(yīng)按下式計(jì)算：201 第 16 頁 ??1012??????BfkmLSErQ? 式中： ——脫模力 ；Q??N ——塑料彈性模量 ，對(duì)于 ，由表 5-57 查得： E2/c6PA ；25/108.2~.c? ——塑料平均成型收縮率 ；S??% ——包容型芯的長度 ；Lm ——塑料與鋼的摩擦系數(shù)，對(duì)于 ，由表 5-56 查得： ；f 6PA35.0~2 ——塑料的泊松比，約為 ；m49.0~38. ——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積 ，當(dāng)塑件底部有B ??2m 通孔時(shí)，該項(xiàng)視為零。 ——與 和 有關(guān)的系數(shù)，其由下式計(jì)算所得：krt trk2?? 式中： ——型芯的平均半徑 ， ；r??cmcm475.1037??? ——塑件的壁厚 ，約為 ；t t.15?? 則有： 2.47.1502.???k 其中：?。?； ； ；cmNE3.0f46.m 則有： ???NQ1590.152.46.018%?????? 5.2 推管直徑的計(jì)算 推管直徑 由下式計(jì)算所得：d413264?????????QEnld?? 式中： ——推管直徑 ；d??cm 第 17 頁 ——推管長度系數(shù)， ；?7.0?? ——推管長度 ， ；l??cmcml6.1? ——推管數(shù)量；n ——推管材料的彈性模量 ，對(duì)于鋼：E?2/N27/10.2cmNE?? 則有： cmd3.01590.216764473??????????? 考慮到于推管中放一主型銷與冶金粉末嵌件配合，故選?。?d 5.3 推管應(yīng)力校核 其校核公式如下： SdnQ????24 式中： ——推管應(yīng)力???2/cmN ——推管鋼材屈服極限強(qiáng)度 ，對(duì)于一般中碳鋼：S ??2/c ；2/30cNS? 則有： ??2221 /30/0401594 cmNS???????? 6. 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在模具工作時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模和定模正確合模，合模后保持型腔的正 確形狀。同時(shí),導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模，防止型芯在合模過程中損壞；并 能承受一定的側(cè)壓力。 本設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。因動(dòng)、定模合模時(shí)無方位要求，故導(dǎo)柱在 模具上的布置方式可采用直徑相同并對(duì)稱布置。并使固定導(dǎo)柱的孔徑與固定導(dǎo)套的 孔徑相等，以便于加工，且有利于保證同軸度和尺寸精度。為使導(dǎo)向裝置具有良好 的導(dǎo)向性能，將導(dǎo)柱的先導(dǎo)部分做成錐度。 考慮到模具生產(chǎn)批量大，故選用帶肩導(dǎo)柱與帶肩導(dǎo)套。為了使導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配 第 18 頁 合表面硬而耐磨，而中心部分具有良好的韌性，導(dǎo)柱導(dǎo)套材料選用 20 號(hào)鋼經(jīng)滲碳淬 火處理，滲碳深度為 0.8~1.2mm。其中，導(dǎo)柱淬火到 HRC56～60，導(dǎo)套淬火到 HRC50~55，導(dǎo)套硬度低于導(dǎo)柱硬度，可以改善摩擦情況。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸參數(shù)如 下附圖所示: 圖 6-1 導(dǎo)柱 圖 6-2 導(dǎo)套 導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工的工藝路線為:毛坯(棒料，材料為 20 號(hào)鋼)→車削加工(內(nèi)外圓 配合部分留磨量 0.2～0.3mm)→熱處理(滲碳淬火)→內(nèi)外圓磨削→精磨至要求尺寸。 導(dǎo)柱在熱處理后修復(fù)中心孔，最后進(jìn)行磨削時(shí)，可利用兩端的中心孔進(jìn)行裝夾， 并在一次裝夾中將導(dǎo)柱的兩個(gè)外圓磨出，以保證兩表面間的同軸度。 導(dǎo)套磨削加工時(shí)，先磨內(nèi)圓，再以內(nèi)圓定位，用頂尖頂住芯軸磨外圓。這樣， 就不僅可保證同軸度要求，且能防止內(nèi)孔的微量變形。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套端部轉(zhuǎn)彎處必須圓滑，以防止在運(yùn)動(dòng)中將配合表面劃傷。因此，全 部精磨后，必須用油石將圓弧處磨圓滑，消除磨削后在圓弧處出現(xiàn)的棱帶。 7. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑料注射成型過程中，模具就像一個(gè)熱交換器，輸入熱量的方式是加熱裝置 的加熱和塑料熔體帶走的熱量。輸出熱量的方式是自然散熱和向外熱傳導(dǎo)，其中 95%的 熱量是靠傳熱介質(zhì)(冷卻水)帶走。在塑料成型過程中，要保持模具溫度穩(wěn)定，就應(yīng) 保持輸入熱和輸出熱平衡。為此，必須設(shè)置模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)模具進(jìn)行加熱和 冷卻，以調(diào)節(jié)模具溫度。 第 19 頁 7.1 模具冷卻水管道直徑 vVd?604? 式中： ——冷卻水管道直徑 ；d??m ——管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取 ，選取v sm/5.2~8smv/0.2? 則有： 60.2617343????? 7.2 冷卻水管總的傳熱面積 傳熱膜系數(shù)按下式計(jì)算： ??2.08.174dvfk?? 式中： ——冷卻通道孔徑與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)， （ ） ；k ??ChmJ??2/ ——與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)，由[5]表 8-29 查得： ；f .7?f 則有： ??Jk ?????? 22.08.03/5161.718.4 故冷卻水孔總的傳熱面積為： TkWQA?26 式中： ——模溫與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫度 ，其中，模溫為 ；T???C? C?80 則有： 213.0238092445.6mA??????????? 7.3 模具上開設(shè)的冷卻通道的孔數(shù) dLAn?? 式中： ——冷卻通道的長度 ，為使模具得到均勻冷卻，要求控制回路長度L??m 在 1.2~1.5m 內(nèi)，今取為 1.4m； 第 20 頁 則有： 84.10623.?????n 8. 模板的選用 由[6]表注射模中小型模架組合形式，結(jié)合實(shí)際計(jì)算所需，采用基本型 模板2A 尺寸選用如下： 表 8-1 模板的選用 模板 座板規(guī)格 寬度 長度 厚度 寬度 厚度LB???L 定模 A動(dòng)模 B1定模 1H動(dòng)模 2 200 x250 200 250 32 40 315 25 25 墊塊 支承板 推桿固定板 推板 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 復(fù)位桿 內(nèi)六角螺釘 寬度 厚度 厚度 厚度 寬度 直徑3BC3H1h22Bd12d3 40 63 32 16 20 118 20 28 12.5 84M? 中心距b2b3bl2l3l 160 80 156 206 210 146 參考文獻(xiàn) [1] 付宏生， 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [2]劉京華，注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [3]屈華昌，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [4]模具使用技術(shù)叢書編委會(huì) 塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例，機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 [5]黨根茂，駱志斌，李集仁，模具設(shè)計(jì)與制造，西安電子科技大學(xué)出版社，1995 [6]王樹勛，鄧庚厚.典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)，中南工業(yè)大學(xué)出版社，1992 [7]許發(fā)樾，實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [8]王之煦，許杏根.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1992 第 21 頁 [9]黃毅宏，李明輝.模具制造工藝，機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [10]楊偉群，數(shù)控工藝工藝教程，清華大學(xué)出版社，2002