第 3 章 塑件型腔数量及排列方式的确定
3.1 数量
分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说,大中型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。但对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模可使生产率大为提高降低成本。结合塑件的批量,质量要求,塑料的品种形状尺寸及塑件的生产成本,所选用的技术要求和规范,选择一模一腔。
3.2 排列方式
由于是采用单型腔模具，所以型腔的排列方式的设计步骤可以省略。
第 4 章 注射机的选择和有关工艺参数的校核
注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解
现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是依据塑件的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量,锁模力,注射压力,拉杆间距,最大和最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。
4.1所需注射量的计算
① 塑件质量和体积的计算
对于该设计,用户提供了塑件样图,据此进行三维见建模,对其分析得: 塑件体积V1≈146.75cm3
塑件质量m1＝ρV1≈0.95×146.75＝139.41g ② 浇注系统凝料体积的估算
可按塑件体积的0.6倍计算,由于该模具采用一模四腔,所以浇注系统凝料体积为
V2＝V1×0.6＝146.75×0.6＝88.05 cm3 ③ 该模具一次注射所需塑料
体积V0＝ V1+ V2≈146.75+88.05= 234.80cm3 质量m0＝ρV0≈0.95×234.80=223.06g
4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积为A2,在模具设计前是个未知数,
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根据多型腔模的设计分析,A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2-0.5倍,因此可用0.35 A1来进行计算,所以
A = n A1+ A2= n A1+ 0.35nA2 = 1.35n A1 A1 = 234×83×2+ 20×8×2+ 8×8 = 39228mm2 A =1.35×1×39228 =52957.9mm2
则Fm = A×P型 =52957.8×20 =1059156N = 1059.16KN
其中P型由参考文献[1]表5-1查得P型 =20Mpa
4.3 注射机型号的选定
由上述数据查参考文献[1]附录6及参考文献[3]选注射机型号为SZ160/1000,基本参数如下 结构形式 注射容量 螺杆直径 注射压力 塑化能力 螺杆转速 注射机类型 生产厂家 表４-１
卧式 拉杆内间距 634 cm3 移模行程 58mm 最大模具厚度 150 Mpa 最小模具厚度 24 g/s 锁模形式 10～125 r/min 定位孔直径 柱塞式 喷嘴球半径 上海第一塑料机械厂 544 ?485 490mm 500mm 250mm 双肘型 ?180?0.060SR18mm 4.4 有关工艺参数的校核
① 按注射机的最大注射量校核型腔数量，公式源自参考文献[3]式4-2
n?kvg?v2v1?0.8?634?88.05146.75?2.8
n?kmN?m2m1?0.8?0.9?634?83.65139.41?2.7
n<2.7 , 符合要求。
式中，K—注射机的最大注射量的利用系数一般取0.8；
成型周期一般为40-140s,因塑件壁厚不大，取40s m1—单个塑件的质量或体积（g或cm3），m1=139.41g m2—浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm3），m2=0.6×m1=83.65g
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mN—为注射机的最大注射量（g或cm）该注射机质量为634×0.9=570.6g，其他符号意义与取值同前。 满足要求
② 注射量的校核
一般情况下必须使一个注射成型同期内塑料的焙体的容量或质量应为制体或浇注系统额定注射两的80%以内。
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nvn?vj?0.8vg???nmn?mj?0.8mg??
式中n为型腔数，vn(
3mn)单个塑件容量或质量cm或g,
vg3vj (
mj)浇注系
统的凝料容量或质量cm或g,
即
注射机的额定注射量。
234.80?0.8?634?507??
223.06?634?0.8?0.9?456.5?当每次注射量过小时，塑料在塑筒中停留的时间将过长，如此会使塑料高温分解，影响制件的质量和性能，因此，其最小的注射量不应该小于注射量的20%。
因此vmin?0.2?v0?0.2?234.80?47.00cm3 而
v0=234.80满足
vmin?v0?vmax 符合要求。
满足要求
③ 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核
A?nA1?A2
式中A1?234?83?2?20?8?2?8?8?39228mm2
A2是每个塑件分型向上的投影、面积的0.2～0.5倍，该处取0.35倍，
A2 =0.35nA1=13729.8mm2
T推=AP平均≤AP=AkP0
其中，A—塑料与浇注系统在分型面上的投影面积mm2；
k--压力损耗系数，取0.4； P0--注射压力，取90Mpa；
P平均—型腔内塑料熔体的平均压力，20MPa。
A??A1?A2??39228?13729.8?52957.8mm2
T推=52957.8×20=1059156N=1059KN
1059KN≤52957.8×0.4×90N=1906480.8N=1906.5KN＜锁模力=3500KN 满足要求 ④ 注射压力的校核
所选注射机额定注射压力为130MPa,该塑件的注射压力为70-100MPa,由于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,同时HDPE流动性好,因此注射压力选用80MPa,注射应满足 Pmax≥k’P0
式中: max注射机额定注射压力 P0注射成型时所用的注射压力
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k’安全系数,常取k’ = 1.25-1.4
左边 = 150MPa 右边 = 1.25×80---1.4×100= 100-140MPa 满足要求。 ⑤ 模具厚度的校核
模具厚度指模板闭合后达到规定锁模力时,动模板与定模板之间的距离。 模具厚度H应满足: Hmin≤H≤Hmax
对于所选注射机 式中Hmin = 250mm, Hmax = 490mm 而模具厚度为H = 260mm 满足要求 ⑥定位环尺寸
?0.06注射机定位孔的尺寸为?1800，定位环与定位孔要呈较松动的间隙配合，
由于此处为小型模具，所以定位环的高度取8～10mm. ⑦喷嘴尺寸的校核
主流通道的小端D直径大于注射机喷嘴直径d以有利于塑料熔体流动，通常为D?d?(0.5~1)mm?4?(0.5~1)mm
对于该模取d=4mm 取D=4.5mm满足条件。
主流道入口处的凹坑球面半径SR0应该大于注射机的喷嘴球头半径SR,以利用同心和紧密接触,否则主流通道凝料无法脱出.通常取SR0= SR+(1～2)mm 对于该模具SR=18mmm ， 所以SR0=19mm 符合条件。 ⑧ 开模行程的校核
该套模具用的注射机为具有液压-机械式机构的注射机，其最大开模行程由肘杆机构的最大行程所决定，而不受模具厚度的影响，当模具厚度变化时可由调整装置调整。故校核时只要使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即
Smax≥S
对于双分型面模具，模具所需开模距离为：
S?H1?H2?a?(5~10)mm
式中 H1—塑件脱模需要的顶出距离，为15mm；
H2—塑件厚度（包括流道凝料在内），H2=15+30=45mm。
a—取出浇注系统凝料所需浇口板与固定板之间的距离，mm
开模行程需要满足：
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Smax?S?15?45?50?10?120mm，而Smax?490mm（由表2-1得）
所以，符合要求。
综上,注射机选择合理,能够满足使用要求
第5章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算
所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。浇
注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统由主流道。分流道.浇口.冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模,压实,保压。
5.1 主流道的设计
主流道是浇注系统中从喷嘴与模具相接触部位开始,到分流道为止的塑料熔
体的流动通道,属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具中的过渡阶段,因此它的形状和尺寸非常重要。
主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的塑料熔体冷热交换的反复接触,属于易损件,对材料的要求高,因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式----浇口套 主流道部分尺寸如下:
① 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + (0.5-1) = 4 + 0.5 = 4.5mm
② 主流道球面半径 SR = 注射机喷嘴球面半径 + (1-2) = 18 + 1 = 19mm ③ 球面配合高度 h = 3- 5 取h = 4mm ④ 主流道锥角 α=2°-6° 取α=4°
⑤ 主流道长度 L 尽量≤60mm 42+5 = 47mm
? ⑥ 主流道大端直径 D = d + 2Ltg?4.5?2?47?tg2?=7mm
2 取D = 7mm
为减少料流转向过渡时的阻力，主流道大端要设计成圆角过渡，圆角半径r=1～3mm。
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