塑料三通模具设计及三维造型 - 图文(4)

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3.3 注射机型号的确定

3.3.1 注射量的计算

我们从图2-1可以看出塑件是由一个实体，再减去中间空心部分的体积，则近似塑件

体积：

V1?(?4?50?15)?3??32?150?22?4?40?120?22?4?40?120?2?4?40?1202

??4?4?32?59

?123000mm3?123cm3

ABS材料的密度取1.04g/cm3,所以塑件质量：

m1????123?1.04?127.92?128g

3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算

浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来计算。本次设计浇注系统的凝料按塑件体积的0.5倍来计算。

流道凝料的体积：V2?0.5V1?61.5cm3 流道凝料的质量：m2??V2?64g 所需注射量为：V0?V1?V2?189.5cm3 公称注射量为：V3?3.3.3注射机的选择

注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手去产品后，也可实现全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设，其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或

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V00.8?236.88cm3

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型环旋转，以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化，塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。

根据以上的计算，初步选定公称注射量为270cm3，注射机型号为SZ-250/1250，其主要技术参数见表3-1。

表3-1 注塑机参数

螺杆直径 注射压力 开模行程 最大模具厚度 喷嘴圆弧直径SR 定位孔直径 45㎜ 160MPa 360mm 550㎜ 15㎜ Φ160㎜ 最大理论注射量 锁模力 最小模具厚度 喷嘴孔径 拉杆空间距离 250㎝3 1250kN 150㎜ 4㎜ 415?415㎜ 3.3.4 注射机的相关参数的校核

1、注射压力校核

查表2-1可知，ABS所需注射压力为80~110MPa，这里取p0?90MPa，该注射机的公称注射压力p1?160MPa，注射压力安全系数k1?1.25~1.4，这里取k1?1.3，则：

k1p0?1.3?90?117?p1，所以，注射机注射压力合格。

2、锁模力校核

（1）塑件在分型面上的投影面积

由图2-1可知，塑件在分型面上的投影面积:

A?50?15?3?120?40?40?40?8650mm?8650?10m?622

（2）浇注系统在分型面上的投影面积

由图3-2可知，浇注系统在分型面上的投影与塑件在分型面上的投影重合，且全部在塑件投影范围内，故可以不考虑。

（3）模具在型腔内的胀型力F1

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F1?Ap2?8650?35?302750N?302.75kN

式中，p2是型腔的平均计算压力值，即模具型腔内的压力，通常取注射压力的

20%~40%，大致范围为25MPa~40MPa。对于粘度较大的塑料制品应取较大值，

故p2取35MPa。

查表3-1可得该注射机的公称锁模力F2?1250kN，锁模力安全系数k2?1.1~1.2，这里取k2?1.2，则：

k2F1?1.2F1?1.2?302.75?363.3kN?F2，所以，注射机锁模力合格。

对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。

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第4章 浇注系统的设计

浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。校注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道。它具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量具有决定性的影响。它的设计合理与否，影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易程度。

4.1 浇注系统的功能

浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序，压力损失小热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与制品分离或切除。 4.1.1 浇注系统的组成

无论用于何种类型的注塑机模具，其浇注系统一般由四部分组成。

1、主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。它是塑料熔体首要经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一条轴线。

2、分流道 指主流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔模具中分流道是为了分配物料，通常有一级分流道核二级分流道，甚至多级分流道组成。

3、浇口 指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序的填满型腔，且对补缩具有控制作用。

4、冷料穴 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和储存熔料前锋的冷料。 4.1.2 浇注系统设计原则

1、适应塑料的成型工艺特性 注射成型时，熔融塑料在浇注系统和型腔中的温度、压力和剪切速率是随时随处变化的，相应的表观粘度也不断发生变化。因此设计浇注系统时，应综合考虑这些因素，以便在充模这一阶段能使熔融塑料以尽可能低的表观粘度和较快的速度充满整个型腔，而在保压这一阶段又能通过浇注系统，使压力充分地传递到型腔的各个部位，同时还能通过浇口的适时凝固来控制补料时间，以获得外形清晰、尺寸稳定、质量较好的塑件。

2、利于型腔内气体的排出 浇注系统应顺利而平稳地引导熔融塑料充满型腔的各个角落，在充填过程中不产生紊流或涡流，使型腔内的气体顺利排出。

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3、尽量减少塑料熔体热量及压力损失 浇注系统应能使熔融塑料通过时其热量及压力损失最小，以防止因过快的降温压而影响塑件的成型质量。为此，浇注系统的流程应尽量短，尽量减少折弯，表面粗糙度Ra值应小。

4、避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件 经浇口进入型腔的熔料的速度和压力一般都较高，应避免直冲型芯或嵌件，以防止细小型芯和嵌件产生变形或位移。

5、便于修整和不影响塑件的外观质量 设计浇注系统时要结合塑件的大小、形状及技术要求综合考虑，做到去除、修整浇口凝料方便，并且不影响塑件的美观和使用。

6、防止塑件翘曲变形 当流程较长或需采用多浇口进料时，应考虑由于浇口收缩等原因引起塑件翘曲变形问题，采取必要的措施予以防止或消除。

7、便于减少塑料耗量和减少模具尺寸 在满足以上各项原则的前提下，浇注系统在容积尽量小，以减少其占用的塑料量，从而减少回收料，同时浇注系统与型腔的布置应合理对称，以减小模具尺寸，节约模具材料。

4.2 主流道的设计

主流道是熔融塑料进入模具型腔时的最先经过的部位，其截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间，如果主流道截面尺寸太小，则塑料在流动时的冷却面积相对增加，热量损失大，使熔体粘度增大，流动性降低，注射压力损失也相应增大，造成成型困难。反之，如果主流道截面尺寸太大，则使流道容积增大，塑料耗量增多。且塑件冷却定型的时间延长，降低了生产效率。同时主流道过粗还容易使塑料在流动中产生紊流和涡流，在塑件中出现气泡，从而影响其质量。因此，主流道的设计主要应恰当地选择主流道截面尺寸。

主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道和型腔，其形状为圆锥形，便于充模时既能顺利通过又能在脱模时拔出。其尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，甚至塑料的内在质量。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 4.2.1 主流道尺寸

1、主流道的长度：小型模具Lz应尽量小于60mm，本次设计中初去40mm进行设计。

2、主流道小端直径：d1?喷嘴半径+(0.5~1)(mm)=5mm。

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