控制器盒蓋模具設(shè)計(jì)說明書

目 錄 摘要 . 1 . 2 1緒 論 . 3 2 控制器盒蓋設(shè)計(jì)要求及其成型工藝分析 . 4 品基本要求 . 4 件結(jié)構(gòu)和形狀 . 4 料選擇 . 4 . 5 . 5 . 5 3. 選擇注塑機(jī)及相關(guān)參數(shù)的校核 . 6 述 . 6 型腔數(shù)量及排列方式選擇 . 6 注射機(jī)選型 . 6 . 6 取注射機(jī) . 8 腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 . 8 塑機(jī)工藝參數(shù)的校核 . 9 4. 模具設(shè)計(jì) . 10 . 10 . 10 流道的設(shè)計(jì) . 11 流道的設(shè)計(jì) . 13 料穴的設(shè)計(jì) . 15 口的設(shè)計(jì) . 16 注系統(tǒng)的平衡 . 18 注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 . 18 注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計(jì)算 . 19 通澆注系統(tǒng)截面尺寸的計(jì)算與校核 . 19 具成型零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 . 21 型零件的尺寸計(jì)算 . 21 . 22 . 26 模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 29 . 30 出 . 30 . 30 模力的計(jì)算 . 31 度的校核 . 33 . 34 . 38 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 38 注射機(jī)安裝尺寸的校核 . 41 5. 成型零件的制造工藝 及仿真加工 . 42 模型腔的制造工藝 . 42 模型芯制造工藝過程 . 43 模型腔的數(shù)控程序設(shè)計(jì) . 45 模加工的仿真 . 48 6. 模具材料的選用 . 49 7. 模具的工作過程 . 49 總 結(jié) . 51 致 謝 . 51 參考文獻(xiàn) . 52 1 控制器盒蓋塑料模具設(shè)計(jì)及加工 摘 要 ： 本課題主要是針對(duì) 底控制器盒蓋 的模具設(shè)計(jì) , 控制器盒蓋 具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)，制作方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。通過對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較 ,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都 有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝 。 依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產(chǎn)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動(dòng)脫模，此外為保證塑件表面質(zhì)量采用 潛伏澆口 ，因此選用 單 分型面注射模， 潛伏澆口 自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)。模具的型腔采用一模 兩 腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用潛伏澆口 成形，推出形式為 二十二 推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)中 不僅參考了大量紙質(zhì)文獻(xiàn)，而且在互聯(lián)網(wǎng)上查閱資料，設(shè)計(jì)過程比較完整。 關(guān)鍵詞 ： 單分 型面注射模具 底座蓋 硬聚氯 2 is at of a to is of is an of it in of of At of of on of we to is of a is to In in to of we a of a we 2 to of a in we in in we to a of on is 1 緒 論 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域， 中國(guó)塑料模具市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮螅壳耙褲u入佳境。 由于塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，加快了塑料模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。 模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益 和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。目前，我國(guó)模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國(guó)產(chǎn)化程度，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴。 雖然近幾年來，我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進(jìn)的技術(shù)如 術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展需要 。 21 世紀(jì)模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 運(yùn)用 和 件自主設(shè)計(jì) 控制器盒蓋的注塑模具 。 也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn) 控制器盒蓋 塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì) 控制器盒 蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計(jì)，使我對(duì) 潛伏澆口 模具的設(shè)計(jì)有了較深的 認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，通過查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn) 本次設(shè)計(jì)中得到了周老師的指點(diǎn)。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。 4 2 控制器盒蓋設(shè)計(jì)要求及其成型工藝分析 品基本要求 最大幾何尺寸： 用環(huán)境 :室內(nèi)， 80 電氣性能：電絕緣性好。 質(zhì)量要求：塑件質(zhì)量要求是不允許有裂紋和變形缺陷，外殼美觀。 其他要求：具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，散熱性能良好，盒蓋側(cè)面有通孔。 根據(jù)上述要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求塑件具有良好的電絕緣性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，且還應(yīng)具有較好的流動(dòng)性，以滿足成型要求。 件結(jié)構(gòu)和形狀 從圖紙上看，該塑件的外形為圓滑的曲線，壁厚在 符合最小壁厚要求。該塑件有側(cè)孔和內(nèi)凸，需要采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，底部的倒鉤采用斜頂機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯， 為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部處增設(shè) 1 2的拔模斜度。用件進(jìn)行控制器盒蓋的三維建模。能更加直觀的表現(xiàn)產(chǎn)品造型，軟件可以測(cè)量并且可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 的 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 件材料選擇 此塑件用作控制器盒蓋，故首先必須具有良好的介電性能，以防止導(dǎo)電。因此，應(yīng)初選幾種電氣性能較好的常用塑件，進(jìn)行各方面性能的比較，即通過力學(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（過程從略），選出最適 合成型此控制器盒蓋的的塑料。 材料最終選定為 (乙烯 丙烯腈共聚體 )，其綜合性能優(yōu)異，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，極好的低溫抗沖擊性能，優(yōu)良的電性能、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、染色性易于加工成型。 成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為5 溢料值為 右； 密度為 比熱容較低，在模具中凝固較快，模具周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。 廣泛應(yīng)用于制造汽車內(nèi)飾件、電器外殼、手機(jī)、電話機(jī)殼、旋鈕、儀表盤等諸多方面。 0. 1603+ 0 制器盒蓋 型方法及其工藝的選擇 根據(jù)塑件所選用的材料為 據(jù)塑件的外形特征和使用要求，選擇最佳的成型方法就是注射成型。 型工藝分析 （ 1） 外觀要求 此塑件為薄壁殼體類塑件，外形為腰型。要求塑件表面平整光滑，無翹曲、折皺、裂紋等缺陷，防止產(chǎn)生熔接痕。 （ 2） 精度等級(jí) 此塑件對(duì)精度要求不高，采用一般等級(jí)度 4 級(jí)。 （ 3） 脫模斜度 該塑件平均壁厚約為 流動(dòng) 性為中等，為使其充型順暢，其脫模斜度取 1。 射成型工藝過程及工藝參數(shù) 混料 6 3. 選擇注塑機(jī)及相關(guān)參數(shù)的校核 述 在對(duì)控制器盒蓋進(jìn)行材料選定、零件工藝分析、成型工藝過程分析和工藝參數(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以型腔數(shù)量和排列方式，根據(jù)模具所需注射量就可以確定注塑機(jī)的型號(hào)及安裝尺寸。 型腔數(shù)量及排列方式選擇 此控制器盒蓋屬中小型塑件，形狀比較規(guī)則，精度 要求為一般，且為大批量生產(chǎn)，但塑件尾部有側(cè)孔和凹槽，需進(jìn)行側(cè)抽芯。底部有倒鉤，需采用內(nèi)側(cè)斜頂桿進(jìn)行抽芯。如采用一模一腔固然可簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，提高制件的精度。但考慮到經(jīng)濟(jì)效率和生產(chǎn)效率，并結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)，防止模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，初步擬定采用一模兩 腔?？紤]到分型的承壓面寬度，型腔中心距初定為 100具長(zhǎng)度定為 210度定為 170樣凹模的強(qiáng)度足夠，型腔布置方式如圖 注射機(jī)選型 射量計(jì)算 （ 1）塑件質(zhì)量、體積計(jì)算 通過 e 建模分析，如圖 3 2 所示，塑 件體積 件質(zhì)量 密度為 流道凝料的質(zhì)量 是個(gè)未知數(shù)，可按塑件的 來估算。從上述分析中確定為一模兩腔，所以注射量為： m=2 = 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，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析， 每個(gè)塑件在分型面上 的投影面積 此可用 進(jìn)行估算，所以： 7 A=2=中 2= 型腔布置 圖 質(zhì)量屬性分析 8 模具所需鎖模力 p 型 =35=中 型腔壓力 p 型 取 35 選取注射機(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 200/100 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表 列（參見本節(jié)參考文獻(xiàn) 3中表 表 200/100 注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 項(xiàng) 目 參數(shù) 項(xiàng) 目 參數(shù) 理論注射容量 /10 鎖模力 /000 螺桿直徑 /42 注射壓力 /50 注射速度 /(r/ 塑化能力 /(kg/h) 18 螺桿轉(zhuǎn)速 /(r/ 拉桿內(nèi)間距 /65 365 移模行程 /20 最大模具厚度 /50 最小模具厚度 /30 鎖模形式 模具定位孔直徑 /25 噴嘴球半徑 /嘴口直徑 / 注射機(jī)頂出 /心、兩側(cè) 腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 型腔數(shù)量校核 （ 1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n=,故型腔數(shù)校核合格。 式中 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，無定型塑料一般取 M 注射機(jī)的額定塑化量（ g/h 或 h） ,該注射機(jī)為 50400g/h; t 成型周期，取 50s 單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（ g 或 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積（ g 或 取 表 3 1 中注射速率、塑化能力是以 標(biāo)準(zhǔn)，而 密度與 差不，所以上述計(jì)算不需進(jìn)行換算。 （ 2）按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 n=型腔數(shù)校核合格。 9 式中 注射機(jī)允許的最大注射量（ g 或 該注射機(jī)為 210他符號(hào)意義同上。 （ 3）按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 n=，故該注塑機(jī)符合設(shè)計(jì)要求。 式中 F 注塑機(jī)的額定鎖模力（ N），該注塑機(jī)為 2N； 一個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（ 澆注 系 統(tǒng) 在 模 具 分 型 面 上 的 投 影 面 積 （ ， 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（ 該處取 35 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 V=210=168中 模具型腔和流道的在注射壓力下所能注射的最大容積（ V 指定型號(hào)與規(guī)格的注塑機(jī)注射量容積（ ,該注射機(jī)為 210 注射系數(shù)，取 定型塑料可取 處取 倘若實(shí)際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留的時(shí)間就會(huì)過長(zhǎng)。所以最小注射容積 210=每次注射的實(shí)際注射量容積 合要求。 （ 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該注射機(jī)的最高壓力 50見表 3 1） ,應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力 70 100） =98 140符合要求。 式中 K 安全系數(shù)，常取 K=處取 實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需注射壓力為 70 100 10 其他安裝尺寸及開模行程的校核待模具設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行。 4. 模具設(shè)計(jì) 通過理論設(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。 型面位置和形式的確定 （ 1）在塑件 設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)該考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。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。 （ 2）根據(jù)分模面的選擇原則及該塑件的結(jié)構(gòu)形式，該塑件的水平主分型面可以選擇如圖 示平直分型面，這樣有利于制造和減少脫模高度，在控制器盒蓋的尾部還有破孔和凹槽，因此還應(yīng)進(jìn)行側(cè)向分型（圖 圖右面紅色位置）。主分型面設(shè)置于圖示 位置 (圖 圖水平黃線，此塑件的最大截面處，有利于充模時(shí)的排氣，并可以利用該分型面兩側(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)模有一定的包緊力，開模時(shí)有利于塑件保留在動(dòng)模的一側(cè)方便脫出。這樣設(shè)置主分型面后，產(chǎn)生的側(cè)向抽芯必然在動(dòng)模上，符合一般抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)位置，有利于側(cè)向抽芯。另外控制器盒蓋里面有兩個(gè)連接用的倒鉤，需采用斜頂桿進(jìn)行內(nèi)側(cè)抽芯（圖 紅色位置）。 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的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 11 圖 分型面的位置及形式 圖 頂桿的形式 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)澆口或點(diǎn)澆口流道相對(duì)較短，模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但澆口開在側(cè)面或頂部，對(duì)塑件 外觀有一定的影響，若采用潛伏式澆口從塑件底部進(jìn)料，澆口被拉斷之后痕跡在隱蔽之處。對(duì)塑件的外觀比較有利。因此本套模具采用一模兩腔，潛伏式澆口的流道澆注系統(tǒng)，包括：主流道、分流道、冷料穴、潛伏澆口。 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)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。其頂部設(shè)計(jì)成半球凹形，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 1 2果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑側(cè)主流道凝 料無法一次脫出。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38 45計(jì)獨(dú)立的定位環(huán)用來安裝模具時(shí)起定位作用，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑 1避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截現(xiàn)象，其關(guān)系如圖 示。 12 嘴與澆口套尺寸關(guān)系 （ 1）主流道尺寸： 主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴直徑 1），取 d=5 主流道球面半徑 塑機(jī)噴嘴球半徑 1 2） =20+(1 2),取2 球面配合高度 h=3 5 h=5 主流道長(zhǎng)度 由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取 0 主流道大端直徑 D=d+錐角 為 1 2，這里取=1）。 澆口套總長(zhǎng) 0 （ 2）澆口套（主流道村套）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)成可拆卸更換的主流道村套形式即澆口套，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 56設(shè)計(jì)若采用分體式結(jié)構(gòu)，主流道比較長(zhǎng)，凝料體積比較大，因此把村套和定位圈（注射機(jī)定位孔尺寸為 125位圈尺寸取 ，兩者之間成較松動(dòng)的間隙配合）做成一整體的延伸式澆口套，有利于縮短主流道長(zhǎng)度。因流道長(zhǎng)短與所選模架大?。０搴穸龋┯嘘P(guān)，所以在確定流道尺寸之前應(yīng)根據(jù)型腔數(shù)量及布局估算動(dòng)、定模板的平面尺寸，及粗定 模架的型號(hào)和規(guī)格，這樣才使理論計(jì)算有據(jù)可依。根據(jù)前述的布局及考慮到模具厚度、分型時(shí)一些元件的布置等，選用直澆口 B 型模架，規(guī)格大致為 350 400，查表得 5伸式澆口套如圖 示。 為了縮短主流道長(zhǎng)度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)尺寸有一點(diǎn)調(diào)整，澆口套的固定形式如13 圖 示 圖 延伸式澆口套 圖 主流道村套的固定形式 1 內(nèi)六角螺釘； 2 延伸式澆口套； 3 定模座板； 4 定模扳； 5 定模； 流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面社，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，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，應(yīng)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、縮小模具版面尺寸；另一方面流程應(yīng)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大影響鎖模。分流道開在分型面和動(dòng)模內(nèi)，塑料由潛伏澆口經(jīng)推桿上的二次流道進(jìn)入型腔，分流道的布置形式如圖 示 14 視圖 視圖圖 分流道的布置形式 1 主流道； 2 水平分流道； 3 斜分流道； 4 潛伏澆口； 5 推桿上的二次流道； （ 2） 分流道的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，且少彎折。該模具分流道的長(zhǎng)度計(jì)算如下。 水平分流長(zhǎng)度。根據(jù)型腔的 布置，又通過 澆道口位置的模擬 ,澆口如選擇在模具中心面內(nèi)，分流道短而且彎折較少，可以選擇最佳澆注位置。但是這樣離斜頂桿較近，潛伏澆口要經(jīng)過的推桿會(huì)和斜導(dǎo)柱的 以將澆口的位置布置在離中心面 位置。見圖 4 6 所示，可計(jì)算得分流道單向長(zhǎng)度為： 0 圓錐型分流道單向長(zhǎng)度。根據(jù)澆口位置和水平分流道的長(zhǎng)度，圓錐型分流道單向長(zhǎng)度為： = 推桿上分流道的長(zhǎng)度： 分流道的總長(zhǎng)度為 L 總 =2(2+ 分流道單向長(zhǎng)度為 L = 3）分流道的形狀及其尺寸。為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上。斜圓錐分流道布置在動(dòng)模內(nèi)，將一根直徑為 4 的推桿切掉一小部分，15 做成二次流道。 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 型和六角形。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，還要考慮到凝料拉斷和容易脫模，因此水平分流道設(shè)計(jì)成 圓形流道。斜流道設(shè)計(jì)成圓錐形。 圓形分流道的設(shè)計(jì)，本塑件壁厚為 右，質(zhì)量為 以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算分流道的直徑： D=中 D 分流道直徑（ m 塑件的質(zhì)量（ g），為 L 單向分流道長(zhǎng)度（ 為 注：上式的實(shí)用范圍，即塑件厚度在 3下，質(zhì)量小于 200g，且 D 的計(jì)算結(jié)果在 圍內(nèi)才合理。 圓錐型分流道的設(shè)計(jì)，為方便凝料的脫出，動(dòng)模內(nèi)的斜分流 道斜度取45，流道為圓錐形，其錐角為 10，流道的參數(shù)如下： d= =45 =10 t= b= =0 料穴的設(shè)計(jì) （ 1）主流道冷料穴的設(shè)計(jì)。為避免前端冷料進(jìn)入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的對(duì)面設(shè)冷料井，考慮到塑件從動(dòng)模上脫落時(shí)，要將凝料從動(dòng)模中脫出，因此冷料井的高度應(yīng)比斜分流道在豎直面上投影高度略高，因此主流道冷料設(shè)在動(dòng)上，且需設(shè)置拉料桿。其形式采用圓柱形，如圖 示： 圖 4 6 主流道冷料穴的形式 （ 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。本模具將推桿上二次流道向下延長(zhǎng)2圖 示： 16 圖 流道冷料穴的形式 口的設(shè)計(jì) （ 1）點(diǎn)澆口尺寸的確定。澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)小通道。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)采用潛伏澆口，澆口截面，為推桿被切掉的那一部分，截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取 b=試模時(shí)根據(jù)填充情況再進(jìn)行調(diào)整。尺寸如圖 示。 俯視圖 左視圖圖 4流道尺寸 （ 2）澆口位置的確定。 熔融時(shí)顯現(xiàn)比較明顯的非牛頓性，其熔體表面粘度隨剪切速率的升高而降低。如采用尺寸較大的澆口，能降低流動(dòng)阻力，但熔融體通過大交口時(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，因此不能通過增大澆口尺寸來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17 率，澆口尺寸過 大，澆口前后方的壓力降 p 減少，會(huì)導(dǎo)致得不到理想的充模速率?？刂破骱猩w塑件壁厚較小流程相對(duì)較長(zhǎng)，且其側(cè)壁與頂面均有破空，不利于熔體充滿整個(gè)型腔，對(duì)成型不利。剪切速率是影響 體黏度的最主要因素，而黏度有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，以達(dá)到順利充模的目的。 綜合以上分析和考慮到塑件和實(shí)際磨具形狀，采用潛伏澆口進(jìn)料，位置在靠近頂部顯示器孔的一側(cè)，這樣可以避開頂桿與斜頂桿滑槽的相干涉，而且去除澆口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，不會(huì)影響控制器盒蓋的外觀，試模式澆口尺寸易于修整。 將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入 的模流分析模塊 料顧問）建立仿真分析，分析結(jié)果如圖 示。 （ a） 18 （ b） 圖 值模擬結(jié)果 （ a）充模時(shí)間場(chǎng)變化 ；（ b）充模壓力降變化。 圖 件充模流動(dòng)狀況， 圖（ a）中從窗口側(cè)邊白點(diǎn)部分開始，從深灰色到淺灰色的過度充模時(shí)的流動(dòng)過程，深灰色先被充滿，淺灰色最后充滿，圖（ b）為充模過程的溶體壓力損失的變化情況，深灰色為壓力損失最小部位，熔體從噴嘴進(jìn)入型腔初期壓力損失較小，當(dāng)熔體達(dá)到型腔末端時(shí)壓力損失達(dá)到最大以紅色表示，中間的顏色過渡顯示了溶體壓力損失的變化情況，從分析結(jié)果看，澆口選在該位置熔體充模良好，但圖（ a） /（ b）左下角充模時(shí)間稍長(zhǎng)，壓力降稍大，要使充模更好，澆口還應(yīng)向中心方向稍移一點(diǎn)。 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)澆口也對(duì)應(yīng)相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 （ 1）主流道與主流道冷料井凝料體積 =+=（ + + （ 5+52） +82 12/4 =9 （ 2）分流道的體積 水平分流道的凝料體積 =3=22 40+ 23=斜分流道體積 =2（ + =2（ =1= 推桿里的凝料 =2 3）澆注系統(tǒng)凝料體積 = + =值小于前面對(duì)澆注系統(tǒng)凝料的估計(jì)值（約為 所以前面有關(guān)澆注系統(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。 注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計(jì)算 （ 1）流過推桿頂部澆口的體積 = 2）流過澆口的體積 =+= 3）流過分流道的體積 =+（ +） = = 4）流過主流道的體積 =2+=2 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)（ 料的流動(dòng)性），澆注系統(tǒng)各段的取以下值，所 成型塑件質(zhì)量較好。 主流道、分流道 =5 1025 103澆口最大剪切速率 =5 104 2）確定體積流率 q（澆注系統(tǒng)中各段的 q 值是不同的）。 主流道體積流率 因塑件并不大，且為一模兩腔，所需注射塑料熔體的體積也因此不是很大，而主流道尺寸由于和注射機(jī)噴嘴孔直徑相關(guān)聯(lián)，其直徑并不小，因此主流道體積流率并不大，取 =2 103 代入得 20 = =2 103=s 式中 主流道平均半徑（ 為 10 澆口體積流率 潛伏澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俾?=5 104入得 s 式中 潛伏澆口半徑（ （ 3）注射時(shí)間（充模時(shí)間）的計(jì)算： 模具充模時(shí)間 =中 主流道體積流率； 模具成型時(shí)所需塑料熔體的體積（ ; 注射時(shí)間（ s） ; 單個(gè)型腔充模時(shí)間 = 注射時(shí)間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得注射時(shí)間 T=/3+2/3=+2 =據(jù)參考資料 1表 2 3 可知， t 注射機(jī)公稱注射量以內(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 澆口剪切速率 =104102 合理 式中 =s; R 分流道截面積半徑（ R= 主流道剪切速率 =103 合理 式中 實(shí)際主流道體積流量 =s 分析：從上面計(jì)算結(jié)果得知，澆口剪切速率基本達(dá)到極限值，在試模時(shí)若存在有成型時(shí)間問題可調(diào)整注射速率（延長(zhǎng)注射時(shí)間）來達(dá)到要求。 21 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為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿等。成型零件工作時(shí)，直接與塑件接觸，塑件熔體的高壓流的沖刷，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，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能和良好的拋光性能。 型零件的尺寸計(jì)算 此控制器盒蓋尺寸精度要求不太高，盒蓋上面有 5 個(gè)按鍵孔，和一個(gè)顯示器孔，尾部側(cè)壁有一個(gè)圓孔和一個(gè)方形孔，對(duì)塑件只有外形尺寸和內(nèi)孔尺寸要求，這就要考慮模具磨損量和制造公差等，所有安裝孔距只需考慮收縮而與磨損量無關(guān)，因此只需計(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14486 1993,般精度取 ，計(jì)算中按相應(yīng)公差來查取，采用平均值法來計(jì)算。 （ 1）型腔長(zhǎng)度尺寸 =(1+)=(1+ 中 塑件平均收縮率 s= X 修正系數(shù)（取 塑件公差值（查參考資料 3中表 制造公差，見參考資料 1中表 2 （ 2）型腔寬度尺寸 =(1+)=(1+ 中 塑件平均收縮率 s= X 修正系數(shù)（取 塑件公差值（查參考資料 3中表 制造公差，見參考資料 1中表 2 （ 3）型腔深度尺寸 =(1+)H =(1+ 2 式中 塑件平均收縮率 s= X 修正系數(shù)（取 塑件公差值（查參考資料 3中表 ； 制造公差，見參考資料 1中表 2 其他尺寸計(jì)算依次類推，計(jì)算結(jié)果如表 列。 表 4 1 塑件成型零件工作尺寸計(jì)算表 單位： 具尺寸名稱 塑件 尺寸 塑件精度等級(jí) 塑件尺寸公差 模具等級(jí)1800 模具尺寸公差 m 磨具尺寸計(jì)算結(jié)果 模具尺寸規(guī)范化 型腔長(zhǎng)度 型腔寬度 66 3 型腔深度 型芯長(zhǎng)度 型芯寬度 型芯高度 小型芯大徑 7 3 小型芯小徑 3 3 型零件的創(chuàng)建 在分型面和澆口位置確定以后 ,采用 進(jìn)行分模（分型面）設(shè)計(jì)，然后創(chuàng)建模具體積塊和切割側(cè)型芯等。分模以后的型腔和型芯，通過有關(guān)軟件可自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，從而可 實(shí)現(xiàn)無圖化生產(chǎn)，這樣大大提高了工作效率和模具的制造精度。以下簡(jiǎn)介本模的分模過程。 （ 1）導(dǎo)入?yún)⒄樟慵?，將模型?duì)稱排列如圖 示。 23 圖 參照模型示意圖 （ 2）設(shè)置收縮率。單擊【收縮率】 按鈕，設(shè)置收縮率，取 平均收縮率為 如圖 示。 圖 置收縮率 圖 立中心坐標(biāo)系 對(duì)塑件生產(chǎn)批量不是太大的模具，設(shè)置收縮率就可以了，而對(duì)于大批量生產(chǎn)塑件的模具還應(yīng)考慮型腔、型芯的磨損以及今后多次修模應(yīng)留的余量 ，本設(shè)計(jì)應(yīng)按上述計(jì)算結(jié)果（見表 相應(yīng)尺寸進(jìn)行修改。 （ 3）建立中心坐標(biāo)系。為塑件建立模具中心坐標(biāo)系，用于確定塑件與模仁及模架的位置關(guān)系如圖 示。 （ 4）創(chuàng)建毛坯。根據(jù)參照模型，創(chuàng)建毛坯，如圖 示。 24 圖 建毛坯 （ 5）創(chuàng)建主分型面。先通過【裙邊曲線】命令 創(chuàng)建 單擊【創(chuàng)建分型面】 按鈕，