橡膠與塑料模具設(shè)計(jì)教案

200/200橡膠與塑料模具設(shè)計(jì)教案橡膠模具設(shè)計(jì)緒論 隨著我國(guó)橡膠制品工業(yè)的進(jìn)展，橡膠制品的種類日益增多，產(chǎn)量日益擴(kuò)大，促使著橡膠模具設(shè)計(jì)與制造由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到理論計(jì)算設(shè)計(jì)。尤其是橡膠生產(chǎn)設(shè)備的不斷提高與生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，橡膠模具越來(lái)越多，模具的制造水平與模具復(fù)雜程度也越來(lái)越高越精巧。高效率、自動(dòng)化、周密、長(zhǎng)壽命差不多成為橡膠模具進(jìn)展的趨勢(shì)。橡膠模具的分類 橡膠模具依照模具結(jié)構(gòu)和制品生產(chǎn)工藝的不同分為：壓制成型模具、壓鑄成型模具、注射成型模具、擠出成型模具四大常用模具，以及一些生產(chǎn)特種橡膠制品的特種橡膠模具，如充氣模具、浸膠模具等。壓制成型模具 又稱為一般壓模。它是將混煉過(guò)的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過(guò)的半成品膠料直接放入模具中，而后送入平板硫化機(jī)中加壓、加熱。膠料在加壓、加熱作用下硫化成型。 特點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)、使用面廣、操作方便，故在橡膠模壓制品中占有較大比例。壓鑄成型模具又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是將混煉過(guò)的、形狀簡(jiǎn)單的、限量一定的膠料或膠塊半成品放入壓鑄模料腔中，通過(guò)壓鑄塞的壓力擠壓膠料，并使膠料通過(guò)澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型。特點(diǎn)：比一般壓模復(fù)雜，適用于制作一般模壓不能壓制或牽強(qiáng)壓制的薄壁、細(xì)長(zhǎng)易彎曲的制品，以及形狀復(fù)雜、難以加料的橡膠制品。采納這種模具生產(chǎn)的制品致密性好、質(zhì)量?jī)?yōu)越。注射成型模具它是將預(yù)加熱成塑性狀態(tài)的膠料經(jīng)注射模的澆注系統(tǒng)注入模具中定型硫化。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用于大型、厚壁、薄壁、形狀復(fù)雜的制品。生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。擠出成型模具通過(guò)機(jī)頭的成型模具制成各種截面形狀的橡膠型材半成品，達(dá)到初步造型的目的，而后通過(guò)冷卻定型輸送到硫化罐內(nèi)進(jìn)行硫化或用作壓模法所需要的預(yù)成型半成品膠料。特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。成型設(shè)備模壓法模具使用平板硫化機(jī)。（蒸汽硫化機(jī)：一般飽和蒸汽的最高壓力可達(dá)0.6～0.8Mpa，硫化溫度在158～168范圍內(nèi)。電阻絲加熱平板、油壓平板硫化機(jī)）壓鑄法模具使用壓鑄機(jī)。注射法模具使用注射機(jī)。（注射機(jī)工作壓力一般為100～140Mpa，硫化溫度為140～185，硫化時(shí)刻為1～5分）擠出法模具使用擠出機(jī)。第二節(jié)橡膠壓制成型模具壓制成型模具的設(shè)計(jì)原則為了保證制品有正確的幾何形狀和一定的尺寸精度，在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)遵循如下原則：掌握和了解橡膠制品所選用的橡膠材料（牌號(hào)）硬度（邵氏）和收縮率。設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)合理、定位可靠、操作方便、易于清洗和制品修邊。模具中模腔的數(shù)量適當(dāng)、便于機(jī)械加工和使用。在保證模具強(qiáng)度和剛度情況下力求模具輕便。模具設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化。壓制成型模具的結(jié)構(gòu)開(kāi)放式利用上下模最終吻合時(shí)的壓力壓制制品，多余膠料從分型面益出，制品有水平方向飛邊。適用于硬度較低，具有較大流淌性的膠料和形狀簡(jiǎn)單的制品。結(jié)構(gòu)形式封閉式eq\o\ad(封閉式模具型腔上端帶有一定高度的,)模具配合高度，壓制過(guò)程中膠料不易外溢，能充分eq\o\ad(地充滿型腔，制品致密性好,)。封閉式模具適用于夾布、及其他織物的制品、膠料硬度較高、流淌性差的制品。結(jié)構(gòu)形式半封閉式模具一端帶有一定深度錐面配合。特點(diǎn)是操作安全、定位可靠、不易拉毛配合面，使用面廣。適用于上下帶有型腔、制品同軸度要求較高的單腔模具。結(jié)構(gòu)形式鉸鏈?zhǔn)剑ê享?yè)式）適用于制品件較小或模具中的鑲塊暴露在凸模上，操作時(shí)容易碰傷的情況。結(jié)構(gòu)形式外箍壓緊式適用于夾布膠帶、平膠帶等帶夾織物制品。結(jié)構(gòu)形式模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)步驟模具結(jié)構(gòu)的選擇分型面的選擇型腔尺寸的確定鑲塊及型芯安裝方法的確定其它尺寸的確定。模具結(jié)構(gòu)的形式直接關(guān)系到制品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具加工難易、使用壽命等。制品不同，模具結(jié)構(gòu)不同；制品相同，使用的設(shè)備不同、加工工藝不同，模具結(jié)構(gòu)也不同。分型面的選擇分型面：分開(kāi)模具，取出制品的面。分型面選擇位置的不同直接阻礙到膠料的填充、制品質(zhì)量、模具加工、模具使用、制品修邊等。分型面設(shè)計(jì)原則⑴保證制品順利取出與脫模具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。⑵模具的分型面應(yīng)盡量閉開(kāi)制品的工作面具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。⑶同一類型制品不同分型面的選擇 同一類型制品的分型面選擇必須考慮到制品的取出。制品能否取出決定于制品厚度、斷面與內(nèi)徑的大小。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。⑷分型面選擇的最大特點(diǎn) 分型面的選擇在制品的非工作面上，或者在制品的邊角、圓弧突出點(diǎn)的面上。突出點(diǎn)在邊角或圓弧相交的制品，分型面一般設(shè)置在邊角或圓弧相交處為宜。如圖所示。⑸夾布、夾織物制品的分型面 夾布、夾織物制品的分型面的選擇，既要考慮膠料與夾布織物的安放與填充，又要考慮膠料與織物的壓緊和壓實(shí)，因此，分型面必須有適當(dāng)?shù)蔫偳兜纳疃?。常用的鑲嵌深度H=3～6mm。如圖所示。⑹橡膠制品中各類套管、防塵罩、橡膠軸承分型面的選擇 上述制品分型面的選擇應(yīng)依照工廠的實(shí)際情況考慮，但一定要保證模具導(dǎo)熱均勻，制品取出方便。分型面可分為立式、臥式。具體見(jiàn)下圖。關(guān)于一般細(xì)長(zhǎng)套管（兩頭大、中間小，或帶有臺(tái)階的各類愛(ài)護(hù)套），當(dāng)立式分型面加料困難，且模具閉合高度超過(guò)模具寬度而阻礙導(dǎo)熱時(shí)，通常采納臥式分型面的模具結(jié)構(gòu)。如圖。 關(guān)于波浪形的防塵罩，分型面采納臥式兩瓣模結(jié)構(gòu)。模芯由多件（5～6塊）鑲塊組合。如圖所示。 假如防塵罩臺(tái)階較少，其中一端口徑較大，制品厚度小于1.5mm，也可采納整體模芯結(jié)構(gòu)。如此模具加工容易，操作方便。也可采納圓片形拼合模芯結(jié)構(gòu)。如圖所示。 另外，橡膠軸承制品分型選擇應(yīng)依照制品高度確定。當(dāng)制品高度超過(guò)60mm時(shí)，模具應(yīng)采納臥式分型面。如圖所示。 常用O型圈分型面的選擇，一般按使用要求可分為180°和45°分型面的結(jié)構(gòu)。如圖所示。180°分型面一般適用于固定（靜態(tài)）密封的場(chǎng)合，45°分型面一般適用往復(fù)直線、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)密封場(chǎng)合（固定密封也可使用）。模具定位模具型腔一般由多塊模板組成,要確保制品在型腔中獲得準(zhǔn)確的形狀與位置,必須采納不同的方式的定位,不然難以壓制出準(zhǔn)確的制品。 模具定位的結(jié)構(gòu)方式：圓柱面定位結(jié)構(gòu)形式如圖所示。 特點(diǎn)：通用性強(qiáng)，加工方便，定位可靠。 設(shè)計(jì)要求：定位配合長(zhǎng)度h應(yīng)大于制品的高度H，否則易壓壞模具。圓柱面定位有單向定位、雙向加強(qiáng)定位結(jié)構(gòu)。單向定位：如圖。合理結(jié)構(gòu)因?yàn)橹破吩诹蚧瘯r(shí)會(huì)鉆縫，導(dǎo)致出模時(shí)制品邊緣拉傷以及鉆縫殘留飛邊，阻礙制品外觀質(zhì)量。雙向定位：適用于長(zhǎng)壁管類的制品。特點(diǎn)：雙向定位加料方便、并具有良好的定位性能、制品壁厚均勻、型芯不易歪斜等。定位方式有球面定位和圓錐面定位，如圖所示。圓錐面與斜面定位結(jié)構(gòu)形式：特點(diǎn)：性能可靠，精度高，加工較難，操作方便，斜面配合不易損傷、拉毛，模具使用壽命長(zhǎng)。技術(shù)要求：圓錐面、斜面定位采納6°～15°，常用10°。配合定位高度為6～10mm。導(dǎo)柱、導(dǎo)套定位結(jié)構(gòu)形式：特點(diǎn)：適用于多腔模具。技術(shù)要求：導(dǎo)柱排列方式：三孔丁字形排列（比后者好，因此應(yīng)用較多））；一大一小對(duì)角排列。導(dǎo)柱直徑：6、8、12、16mm；長(zhǎng)度：24、28、34、38、44、48mm，比模具閉合后短1～2mm。也可視模具高度而定。配合精度：見(jiàn)圖：鑲塊與V形擋板定位：適用于壓制異形膠管、護(hù)套、空芯嵌條等臥式模具，它既解決了模具加工困難，又能拉緊模具。結(jié)構(gòu)形式：特點(diǎn)：能解決加料后型芯的定位問(wèn)題，從全然上防止上下?；蛐托緣簤牡默F(xiàn)象。螺釘定位形式較多，特點(diǎn)是既可起調(diào)節(jié)作用，又可起拉緊、定向作用。螺釘調(diào)節(jié)高度定位帶有金屬嵌件活門(mén)的雜件制品，由于嵌件尺寸誤差不相一致，如嵌件為上偏差，導(dǎo)致壓膠時(shí)嵌件高度變形；如嵌件為下偏差，導(dǎo)致制品缺膠或出現(xiàn)微孔不致密狀態(tài)；如增加膠料，則制品飛邊增厚。用螺釘調(diào)節(jié)嵌件高度，能夠幸免壓膠時(shí)造成的飛邊增厚、變形、缺膠等現(xiàn)象。 用螺釘調(diào)節(jié)嵌件定位高度，操作比較苦惱。壓膠前必須先壓緊上模，待螺釘高度（壓緊嵌件狀態(tài)）調(diào)整后，再卸下壓緊螺釘，而后加料、加壓硫化。否則嵌件與模具高度H必須作到一致，將比較困難。如圖所示。騎縫螺釘定位 帶方形或異形的型芯要求定位時(shí)，可用騎縫螺釘或騎縫圓柱銷定位，如圖所示。嵌件或型芯螺釘定位此方法適用于制品中帶有鑲件制品，或用臥式模具成型的制品中型芯用螺釘拉緊定位的情況。如圖所示。膠料收縮率的確定膠料收縮率的定義膠料在壓制、加熱硫化過(guò)程中，膠料內(nèi)部發(fā)生變形和交聯(lián)，由此產(chǎn)生熱膨脹力，硫化膠料在冷卻過(guò)程中，應(yīng)力趨于消除。膠料的線性尺寸成比例縮小。因此，在模具設(shè)計(jì)中，成型部分的尺寸需相應(yīng)地加大。收縮率比例一般采納百分比表示。阻礙膠料收縮率的因素橡膠的熱膨漲、制品的結(jié)構(gòu)形式如端面壁厚、有無(wú)金屬非金屬嵌件、制品的含膠率、硫化溫度、膠料的致密程度、硫化工藝等。制品收縮率隨所用膠料量的增加而增大。如圖所示。制品收縮率隨硫化后的橡膠硬度增加而成馬鞍形變化。如圖所示。制品收縮率隨硫化溫度的變化曲線。如圖所示。半成品膠料重量與收縮率的關(guān)系膠料收縮率的一般規(guī)律硫化溫度越高（超過(guò)正硫化溫度），收縮率越大。在一般情況下，溫度每升高10°C，其收縮率就增加0.1%～0.2%。膠料壓延方向和在模具中流淌方向的收縮率大于垂直方向的收縮率；流淌距離越長(zhǎng)，收縮率越大。半成品膠料量越多，制成品致密度越高，其收縮率越小。膠料的可塑性越大，收縮率越?。荒z料的硬度越高，收縮率越小。（高硬度例外，據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，膠料硬度超過(guò)邵氏90度以上，其收縮率有上升的趨勢(shì)）填充劑用量越多，收縮率越小；含膠量越高，收縮率越大。多型腔模具中，中間模腔壓出制品的收縮率比邊沿模腔制品的收縮率略小。注射法制品比模壓法制品的收縮率小。薄形制品（斷面厚度小于3mm）比厚制品（10mm以上）的收縮率大0.2%～0.6%.一般制品的收縮率隨制品內(nèi)外徑和截面的增大而減小。不同類型橡膠的收縮率大小依次為氟橡膠、硅橡膠、三元乙丙膠、天然膠、丁晴膠、氯丁膠。（以上橡膠類型按膠種而言，不是按膠種配方牌號(hào)）。常用的橡膠制品的收縮率棉布經(jīng)涂膠后與橡膠分層貼合的夾布制品，其收縮率一般在0～0.4%；夾滌綸線制品，其收縮率一般在0.4～1.5%；夾錦綸絲、尼龍布制品，其收縮率一般在0.8～1.8%；夾層織物越多，收縮率越小。襯有金屬嵌件的橡膠制品收縮率小，且朝金屬方向收縮，其收縮率一般在0～0.4%；單向粘合制品其收縮率一般在0.4～1.0%；(如骨架油封結(jié)構(gòu)中嵌件粘合部分其收縮率一般在0～0.4%；唇口部分（純膠部分）收縮率為階梯形式，離嵌件一端越近，其收縮率越小，反之越大。)硬質(zhì)橡膠（邵氏硬度大于90度），含膠量約在20%時(shí)，制品其收縮率一般在1.5%；橡膠與塑料拼用像塑制品的收縮率一般在1.1%～1.6%；約比同類橡膠制品小0.1%～0.3%；帶槽方形制品，由于橡膠壓制時(shí)擠壓方向關(guān)系，B向比A向收縮率大0.2%～0.4%,如圖。膠料收縮率的計(jì)算方法膠料收縮率隨膠種、模具、工藝條件等因素的不同而不同，現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的、完美且具有有用價(jià)值的計(jì)算公式。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員常憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可能和積存實(shí)際測(cè)定數(shù)據(jù)為參考。常用的橡膠收縮率計(jì)算公式如下。橡膠制品與模腔相應(yīng)尺寸計(jì)算公式：C=（L2—L1）/L1X100%C—制品膠料的收縮率：L1—室溫時(shí)測(cè)得的橡膠制品尺寸；L2—室溫時(shí)測(cè)得的模具型腔尺寸。以邵氏硬度計(jì)算制品膠料收縮率的經(jīng)驗(yàn)公式：C=（2.80.02K）X100%K—橡膠的邵氏硬度。（查《橡膠模具設(shè)計(jì)制造與使用》，虞福榮編。）以橡膠硫化溫度計(jì)算制品膠料的收縮率的一般公式：C=（α—β）ΔT·RX100%α—橡膠的線形膨脹系數(shù)；β—模具材料的線形膨脹系數(shù)，ΔT—硫化溫度與測(cè)量溫度差，R—生膠、硫磺、有機(jī)配合劑在橡膠中的體積百分?jǐn)?shù)（%）。α、β常見(jiàn)值見(jiàn)下表模具型腔尺寸計(jì)算收縮率對(duì)制品成型尺寸阻礙專門(mén)大，另外，制品尺寸的波動(dòng)還取決于合模壓力、硫化過(guò)程中的工藝條件，也取決于模具結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程。因此考慮模具尺寸時(shí)應(yīng)綜合考慮，并配以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以得到合理的成型尺寸。計(jì)算模具型腔尺寸的方法有以下幾種。1．厚、薄制品模具型腔內(nèi)外徑尺寸計(jì)算 制品厚、薄、斷面寬度對(duì)膠料收縮率有一定阻礙。實(shí)踐證明：制品越厚，收縮率越??；斷面寬度越大，相對(duì)收縮率也越小。制品厚度、斷面寬度對(duì)膠料收縮率的阻礙（又稱補(bǔ)償值）見(jiàn)表。表制品厚度H、斷面寬度W對(duì)膠料收縮率S補(bǔ)償值S厚度范圍H≤3＞3～66～1010～2020～3030～40＞50斷面寬度W收縮率S補(bǔ)償值S（%）SS－0.1S－0.2S－0.3S－0.4S－0.5S－0.6 在上表中，當(dāng)H、W不在同一數(shù)值范圍內(nèi)時(shí)，S值取H、W中尺寸范圍小者為補(bǔ)償值。如：H=3、W=25時(shí)，應(yīng)取H=3相對(duì)補(bǔ)償值S=（S－0.1）%。 厚、薄制品的模具型腔外徑尺寸按下式計(jì)算： D=D＋（D×S）式中：D—型腔外徑尺寸； D—制品外徑尺寸；S—膠料收縮率補(bǔ)償值。 厚、薄制品的模具型腔內(nèi)徑尺寸按下式計(jì)算： d=d＋（d×S）式中：d—型腔內(nèi)徑尺寸； d—制品內(nèi)徑尺寸；S—膠料收縮率補(bǔ)償值。2．襯有金屬嵌件制品的收縮率 襯有金屬嵌件橡膠制品，其收縮率較小，且朝金屬嵌件方向收縮。對(duì)一般帶有金屬嵌件的制品，能夠按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其自由收縮值。 制品形狀如圖所示。 雙向制品時(shí)：U≈＋(W·S) 單向制品時(shí)：U≈H·C＋(W·S)式中：U—自由收縮最深深度；H—制品膠料厚度（嵌件粘接高度）；S—膠料收縮率；W—制品斷面寬度。3．橡膠O形圈模具型腔內(nèi)徑及斷面尺寸計(jì)算3.1O型圈型腔內(nèi)徑尺寸及公差的計(jì)算，可按下列公式計(jì)算： d=d(1+S)±Δ式中：d—型腔內(nèi)徑尺寸； d—制品內(nèi)徑尺寸；S—內(nèi)徑收縮率；Δ—型腔內(nèi)徑公差（提高精度后公差，其值約等于O形圈制品內(nèi)徑公差的0.3倍）。3.2型腔斷面尺寸及公差，可按下列公式計(jì)算： W=W（1+S）±Δ式中：W—型腔斷面直徑；W—O型圈斷面直徑；Δ—模具型腔斷面公差取±0.05(包括上、下模合攏后型腔斷面錯(cuò)位量）。 型腔尺寸計(jì)算應(yīng)遵循的原則：差表以硬度為基準(zhǔn)，計(jì)算收縮率近似值；提高型腔的加工精度，一般制品要求提高2～3級(jí)，其公差值約等于制品公差的0.3倍左右。在新開(kāi)的模具，盡可能留有修模的余地。第三章橡膠模壓制品的廢、次品分析其緣故要緊有：橡膠收縮率計(jì)算不準(zhǔn)。成型、硫化工藝不正確。模具結(jié)構(gòu)不合理。膠料本身有缺陷。制品尺寸公差過(guò)小。橡膠模壓制品的廢、次品分析見(jiàn)下表序號(hào)廢品類型廢品特征產(chǎn)生的緣故1尺寸不準(zhǔn)制品厚度不均，外形尺寸超差，其尺寸不符合圖樣要求設(shè)備、模具平行度不良橡膠收縮率計(jì)算不準(zhǔn)模具加工不良2缺膠制品沒(méi)有明顯的輪廓，其形狀不符合圖樣要求制品有明顯的輪廓，但存在局部凹陷、欠缺裝入的膠料重量不足壓制時(shí)上升太快，膠料沒(méi)有充滿型腔而溢出模外排氣條件不佳3飛邊增厚制品在模具分型面處有增厚現(xiàn)象裝入的膠料超量過(guò)多模具沒(méi)有必要的余料槽或余料槽過(guò)小壓力不夠4氣泡制品的表面和內(nèi)部有鼓泡壓制時(shí)型腔內(nèi)的空氣沒(méi)有全部排出膠料中含有大量的水分或易揮發(fā)性的物質(zhì)模具排氣條件不佳裝入的膠料重量不夠5凸凹缺陷制品表面有凸凹痕跡模具加工時(shí)留下的加工痕跡膠料本身有缺陷（如黏度大或超期）模具排氣條件不佳6裂口制品上有破裂現(xiàn)象啟模時(shí)取出制品時(shí)，制品被劃傷因型腔內(nèi)涂刷隔離劑過(guò)多而造成膠料分層現(xiàn)象模具結(jié)構(gòu)不合理膠料成型方法不合理（特不是氟橡膠與高硬度丁晴橡膠）7皺折裂紋、離層制品表面皺折制品表面和內(nèi)部有裂紋、離層的現(xiàn)象型腔內(nèi)裝入了臟污的膠料型腔內(nèi)所涂的隔離劑過(guò)多不同膠料相混工藝操作（成型、加料方法）不正確膠料超期8雜質(zhì)制品表面和內(nèi)部混有雜質(zhì)膠料在塑煉、混煉及保管、運(yùn)輸中混有雜質(zhì)模具沒(méi)有清理潔凈（包括飛邊、廢膠未清理潔凈）9分型面錯(cuò)位制品在分型面處有較大的錯(cuò)位模具制造精度誤差和加工精度不夠45度分型膠圈由于飛邊增厚模具定位不良10卷邊制品在分型處有明顯的向內(nèi)收縮的現(xiàn)象膠料加工性能差（如氟橡膠）模具結(jié)構(gòu)不合理（厚制品應(yīng)采納封閉式結(jié)構(gòu)模具和合理開(kāi)置余料槽）11粗糙度不夠制品表面粗糙度不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求模具粗糙度不夠鍍鉻層有部分脫落有些膠料腐蝕模具表面12結(jié)合力不強(qiáng)金屬嵌件與橡膠結(jié)合不行金屬嵌件鍍銅或吹砂質(zhì)量不行沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行涂膠工藝規(guī)程（包括使用超期鍍銅件、膠粘劑或混煉膠）壓制地點(diǎn)的相對(duì)濕度太大膠料與金屬粘接劑選擇不當(dāng)13孔眼制品有孔眼缺陷雜質(zhì)脫落氣泡破裂裝入的膠料重量不足14接頭痕跡制品有接頭痕跡成型、加料不正確模具結(jié)構(gòu)不合理膠料流淌、結(jié)合性差幾種常用膠料易產(chǎn)生的缺陷及特點(diǎn)序號(hào)常用膠料易產(chǎn)生的膠料及特點(diǎn)1天然膠易產(chǎn)生粘模、卷邊、悶氣現(xiàn)象，扯斷力差、伸長(zhǎng)率大，易于取出制品、硫化流淌性好2丁晴膠易悶氣，結(jié)合力差，在接頭處易產(chǎn)生痕跡而阻礙制品的強(qiáng)度3氯丁膠因黏度大，制品表面易產(chǎn)生凹痕（如低洼麻點(diǎn)），制品取出過(guò)程中變形量大（特不是熱模，強(qiáng)制拉出制品）4丁苯膠該膠料（特不是3160膠料）對(duì)模具型腔腐蝕性大，型腔表面易發(fā)黑，因而制品表面光亮度差5硅橡膠收縮率不易掌握，因而制品尺寸較難保證。6144膠料粘模、硬度低、飛邊薄，而且扯斷力差，制品取出比較困難6氟橡膠收縮率變化范圍大；與其他膠料相比，加工工藝性差（如硬度大、流淌性小、結(jié)合性能差）、不易變形、硫化定性快，在分型處易卷邊（縮邊）和產(chǎn)生裂痕（縫）7乙丙橡膠三元乙丙橡膠（1023膠料）硫化啟模后，氣味難聞、制品易撕裂，因此有的制品采納冷卻后取出8聚氨脂橡膠混煉、成型、硫化加工工藝性差，易起泡、發(fā)粘、開(kāi)裂、流淌性差9丁鋰橡膠該膠料（2840膠料）硫化啟模后氣味難聞，易粘模，硬度偏低，膠邊（飛邊）易卷邊和粘合第三節(jié)橡膠擠出模具1、橡膠擠出模具的特點(diǎn) 橡膠擠出成型是橡膠制品生產(chǎn)工藝過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，它為下一個(gè)工序提供所需的半成品或預(yù)成品。按提供給擠出機(jī)膠料的不同可分為冷喂料和熱喂料，使用的擠出機(jī)亦分不稱為冷喂料擠出機(jī)和熱喂料擠出機(jī)。擠出原理確實(shí)是膠料在擠出機(jī)中進(jìn)行加熱和塑化，并在螺桿和機(jī)筒間受到強(qiáng)烈的剪切，并通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)不斷地向前輸送，然后在一定的壓力作用下通過(guò)擠出模具（亦稱口模）擠出而得到所需的制品形狀。1.1橡膠擠出成型的特點(diǎn)：膠料通過(guò)擠出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)得到進(jìn)一步的混煉和塑化，保證擠出的半成品膠料質(zhì)量更致密、均勻；應(yīng)用面廣，通過(guò)變換口型模，能夠擠出各種斷面形狀的橡膠型材和供壓制模具使用的預(yù)成型半成品；擠出成型的制品速度快，生產(chǎn)效率高，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)；擠出成型不受長(zhǎng)度限制，能夠滿足由于設(shè)備的限制而不能采納模壓制造的超長(zhǎng)制品。5．通過(guò)擠出模具膠料的變形與膨脹規(guī)律。膠料通過(guò)擠出機(jī)口模時(shí)刻特不短，膠料在離開(kāi)口模的瞬間壓力得到釋放，因此膠料具有瞬時(shí)應(yīng)力松弛的特點(diǎn)，這種應(yīng)力松弛導(dǎo)致膠料在離開(kāi)口模后長(zhǎng)度方向收縮、斷面方向膨脹，這種變形通常稱為膨脹變形。橡膠擠出膨脹變形有以下規(guī)律：①硬度較低的橡膠（邵氏硬度50～60度），膨脹變形大，擠出尺寸不穩(wěn)定；硬度較高（邵氏硬度70度以上）的膠料擠出變形小，擠出制品形狀尺寸比較穩(wěn)定；②可塑性較好的膠料，擠出后膨脹變形較小，擠出尺寸穩(wěn)定；③硅橡膠擠出的型材和半成品尺寸形狀一般不膨脹，反而有所收縮；④擠出型材的膨脹與制品大小有關(guān)，相同斷面形狀在相同工藝條件下，膨脹率與型材尺寸成正比。⑤擠出型材膨脹與制品斷面形狀有關(guān)，一般圓斷面的制品擠出后斷面形狀不變，尺寸因膨脹會(huì)增大；矩形或其它異形斷面形狀的制品，擠出后膨脹變形，其斷面形狀發(fā)生改變。因此設(shè)計(jì)擠出模具時(shí)，應(yīng)充分考慮膨脹變形的因素，力求設(shè)計(jì)出符合制品要求的斷面形狀。按膠料硬度擠出型材膨脹率見(jiàn)表1。表1膠料硬度（邵氏A型）膨脹范圍5015%～20%6010%～22%>705%～20%2、擠出模具設(shè)計(jì) 橡膠擠出模具總體結(jié)構(gòu)與塑料擠出模具結(jié)構(gòu)大致相同。但又有其設(shè)計(jì)特點(diǎn)。幾種常見(jiàn)的橡膠擠出模具結(jié)構(gòu)如圖1所示。虞P218，221，222圖。關(guān)于形狀簡(jiǎn)單且類似的制品，由于使用同一臺(tái)擠出機(jī)生產(chǎn)，為提高效率、降低成本，可設(shè)計(jì)出能更換口型模的擠出模具。如此對(duì)不同的制品要求只需更換口型模而不必更換整套模具。如上圖中的口型模、口型模套筒。對(duì)擠出模具的結(jié)構(gòu)要求：模具內(nèi)腔呈流線型為使膠料能沿著模具的流道均勻地?cái)D出，同時(shí)幸免膠料發(fā)生過(guò)熱硫化，模具內(nèi)部不能存在滯留膠料留存的死角。有足夠的壓縮比為使橡膠制品質(zhì)量致密和消除因分流器造成的料流結(jié)合線，擠出模具應(yīng)有足夠的壓縮比。壓縮比通常在1：1.2～1.4之間。2.1口型模設(shè)計(jì) 依照制品形狀的不同可分為圓形擠出口型模和扁平形擠出口型模?？谛湍＝Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2圖2P2152.1.1口型?？趶匠叽?圓形口型模口徑尺寸一般為擠出機(jī)螺桿直徑的1/3～3/4。口型?？趶竭^(guò)大會(huì)導(dǎo)致擠出的膠料壓力不足，使擠出不均勻，膨脹率變化不定，斷面形狀產(chǎn)生波動(dòng)，擠出的制品致密性差；口型?？趶竭^(guò)小，容易引起膠料焦燒。擠出機(jī)螺桿直徑與口型模尺寸的相互關(guān)系見(jiàn)表2。表2擠出機(jī)螺桿直徑306585115口徑尺寸20以下20～4030～6040～80 扁平形口型?？趶匠叽?扁平形的制品由于斷面壁薄，一般擠出寬度為螺桿直徑的2.5～3.5倍。但其總擠出量也應(yīng)在螺桿直徑的1/3～3/4。扁平形制品的擠出寬度與擠出機(jī)螺桿直徑的關(guān)系見(jiàn)表3。表3擠出機(jī)螺桿直徑306585115口徑最大寬度90180250300 膠料通過(guò)口模后，由于壓力消除，出現(xiàn)膨脹變形現(xiàn)象，使制品斷面積增大，而由于牽引收縮的因素，斷面積也有縮小的趨勢(shì)。這種膨脹和收縮的大小與橡膠種類、性質(zhì)、機(jī)頭溫度、擠出速度、壓力、口型模結(jié)構(gòu)等有直接的關(guān)系。復(fù)雜的口型模尺寸的計(jì)算目前多由經(jīng)驗(yàn)確定。簡(jiǎn)單制品的口型模尺寸可按下式計(jì)算：d=D–KDd─口型?？趶剑╩m）；D─制品斷面尺寸K─膨脹率，見(jiàn)表1或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.1.2口型模擠出錐度 口型模擠出錐度一般不超過(guò)90°，流道較長(zhǎng)形狀簡(jiǎn)單的口型模擠出錐度一般在30～60°。如圖2所示。2.1.3口型模厚度 口型模厚度越大，膨脹率越??；口型模厚度越小，膨脹率越大。 在設(shè)計(jì)口型模時(shí)，可先將口型模的厚度加大，通過(guò)試模檢查擠出制品的情況。如不合適再作修改。 對(duì)硬度較高的膠料，形狀復(fù)雜且焦燒溫度較低的制品，口型?？杀∫恍?。 為保證膠料能順利通過(guò)口型模，口型模與口型模套筒的過(guò)渡角厚度越小越好，一般在0.5～1mm左右。見(jiàn)圖2。 對(duì)擠出機(jī)容量與擠出容量相差過(guò)大或擠出制品形狀不對(duì)稱時(shí)，可適當(dāng)開(kāi)設(shè)一些排膠口，以免出現(xiàn)制品焦燒、自硫或口型模因強(qiáng)度不足而損壞的情況。排膠口形式見(jiàn)圖3。圖3P2162.2型芯與支架 帶有型芯與支架的擠出模具見(jiàn)圖4。圖4P228 型芯有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是帶中心孔結(jié)構(gòu)，它與支架加強(qiáng)筋外接孔相通，擠出過(guò)程中利用壓縮空氣吹入滑石粉，使空芯制品的內(nèi)徑保持不粘合狀態(tài)；另一種是無(wú)孔結(jié)構(gòu)，用于擠出膠料硬度較高或厚壁制品。 支架起支撐型芯的作用，它與擠出模具的內(nèi)孔配合定位。支架一般有2～3根支撐筋。第四節(jié)橡膠注射模具的特點(diǎn) 橡膠注射硫化工藝是橡膠制品生產(chǎn)中的一項(xiàng)新型加工技術(shù)。其最大特點(diǎn)是：縮短硫化時(shí)刻，減小生產(chǎn)中的預(yù)備工序，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。 橡膠注射硫化的原理是橡膠的線形大分子在硫化交聯(lián)劑的作用下交聯(lián)成網(wǎng)狀或體形結(jié)構(gòu)的過(guò)程，其過(guò)程是一種化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)完成的時(shí)刻隨著反應(yīng)溫度的增加而縮短。橡膠硫化過(guò)程每當(dāng)溫度升高10°達(dá)到同一硫化程度所需要的時(shí)刻就縮短約一半。因此，橡膠在硫化過(guò)程中的化學(xué)、物理性能的變化是與溫度和時(shí)刻有關(guān)的，選擇合理的硫化時(shí)刻和溫度是保證注射硫化制品的性能的關(guān)鍵。 塑料模具設(shè)計(jì)緒論橡塑模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)成型制品的重要工業(yè)裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)進(jìn)展的重要基礎(chǔ)之一。模具直接阻礙著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，阻礙著產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)效益的增加。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為模具工業(yè)是工業(yè)的基石。日本則稱模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力。的確，沒(méi)有高水平的模具工業(yè)，就沒(méi)有高水平的機(jī)電工業(yè)。 塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的進(jìn)展應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生的。自40年代研制出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等塑料產(chǎn)品以來(lái)，塑料工業(yè)的進(jìn)展日新月異，新材料、新工藝、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品產(chǎn)量不斷翻番。塑料差不多成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四大材料。以塑料代替金屬材料、木材等材料差不多成為塑料進(jìn)展的趨勢(shì)。近幾年來(lái)，由于生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的提高和進(jìn)展，橡膠產(chǎn)品也已不只是單純的壓制產(chǎn)品，注射產(chǎn)品等也越來(lái)越多的應(yīng)用于工業(yè)、家電等各行業(yè)。這些橡塑產(chǎn)品的應(yīng)用，提高了工業(yè)產(chǎn)品的附加值。事實(shí)上，儀器儀表、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等行業(yè)的產(chǎn)品零件中，絕大多數(shù)是采納模具加工而成的。沒(méi)有模具加工業(yè)，就沒(méi)有橡塑制品。就塑料加工業(yè)而言，塑料產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，就不斷地向模具設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)提出更高的要求，這又極大地促進(jìn)了模具的進(jìn)展。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)的產(chǎn)值差不多超過(guò)或接近機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。我國(guó)也差不多把模具工業(yè)作為重點(diǎn)進(jìn)展的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)差不多成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的重要部分。塑料橡膠模具概述在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如塑料制品使用的塑料模具，橡膠制品使用的橡膠模具，金屬壓力加工使用的金屬模具，陶瓷、玻璃制品使用的陶瓷、玻璃模具，金屬鑄造成型使用的砂型模具等等。 模具是利用特定的形狀和尺寸成型一定制品的工具。成型橡塑制品的模具確實(shí)是橡塑模具。 隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷進(jìn)展，越來(lái)越多橡塑產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、家電等各行業(yè)。特不是塑料材料已成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四大材料。許多形狀復(fù)雜、尺寸精度高的產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這些產(chǎn)品的產(chǎn)生勢(shì)必帶動(dòng)模具工業(yè)的進(jìn)展，同時(shí)對(duì)模具工業(yè)也提出了更高的要求。CAD/CAM/CAE差不多成為模具加工、設(shè)計(jì)的主流。生產(chǎn)高效率、自動(dòng)化、大型、微型、周密、壽命長(zhǎng)的模具差不多成為模具進(jìn)展的趨勢(shì)和推斷一個(gè)國(guó)家模具行業(yè)制造水平高低的要緊因素。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)不斷引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)的模具加工設(shè)備與計(jì)算機(jī)軟硬件，我國(guó)模具的設(shè)計(jì)制造水平不斷提高。性能穩(wěn)定的設(shè)備、合理的生產(chǎn)工藝、高質(zhì)量的模具是生產(chǎn)高質(zhì)量制品的必備條件。三、塑橡模具的結(jié)構(gòu)類不及使用設(shè)備（一）、塑料橡膠模具分類不同成型方法成型的制品使用的模具結(jié)構(gòu)與成型原理是不同的。按成型加工方法的不同，橡塑成型模具可分為以下幾大類。注射成型模具在注射機(jī)的料筒內(nèi)加入物料，物料在注射機(jī)螺桿或柱塞的作用下，向前輸送，經(jīng)螺桿和外部加熱裝置的作用，由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，然后在注射機(jī)螺桿或柱塞的作用經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注入型腔中定型。塑料中熱塑性塑料多用注射模具生產(chǎn)，橡膠制品中也越來(lái)越多的使用注射模具生產(chǎn)。特點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用于生產(chǎn)大型、厚壁、薄壁、形狀復(fù)雜、尺寸精度高的制品；生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。圖2-3-1注射模具結(jié)構(gòu)壓制成型模具將物料直接加入放開(kāi)的模具型腔內(nèi)，然后合模施壓。物料在模具中經(jīng)熱和壓力的作用成為熔融狀態(tài)，通過(guò)物理或化學(xué)變化物料硬化定型。橡膠制品目前多采納壓制成型的方法生產(chǎn)。特點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)、使用面廣、操作方便。圖2-3-2壓制模具結(jié)構(gòu)擠出成型模具擠出成型模具又稱機(jī)頭。在擠出機(jī)中的物料經(jīng)螺桿旋轉(zhuǎn)向前輸送，在料筒加熱裝置的作用下，由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，經(jīng)擠出機(jī)機(jī)頭擠出成型。隨著機(jī)頭斷面形狀的改變可生產(chǎn)不同斷面形狀的連續(xù)制品。 特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。圖3-2-3擠出模具結(jié)構(gòu)塑料中空吹塑成型模具塑料中空吹塑成型依照成型工藝方法可分為擠出成型和注射成型等多種。擠出成型確實(shí)是將擠出機(jī)擠出的熔融管胚放入模具中，模具閉合夾緊，然后在管胚中通入壓縮空氣，使料胚膨脹貼緊模具定型成型。注射成型確實(shí)是把注射機(jī)生產(chǎn)的型材放入模具中加熱并使之軟化，然后通入壓縮空氣，使料胚膨脹貼緊模具定型成型。 特點(diǎn)：模具受力小，模具結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)講簡(jiǎn)單，可成型用其他方法不能成型的制品。圖3-2-4塑料中空吹塑模具結(jié)構(gòu) 除以上常用的模具外，還有壓鑄成型模具，塑料真空或壓縮空氣成型模具，塑料發(fā)泡模具等等。圖3-2-5壓鑄模具結(jié)構(gòu)圖3-2-6塑料真空或壓縮空氣模具（二）、設(shè)備簡(jiǎn)介注射成型機(jī)平板硫化機(jī)擠出成型機(jī)塑料中空成型機(jī)第一節(jié)概述利用塑料注射成型機(jī)成型塑料制品的模具確實(shí)是塑料注射模具，其結(jié)構(gòu)由制品的形狀及注射機(jī)形式?jīng)Q定的。注射機(jī)成型的原理及特點(diǎn)在第二章中已有表述。塑料注射模具是塑料制品中應(yīng)用最廣的，由注射模具生產(chǎn)的制品已占塑料產(chǎn)品的80%以上。注射模具在結(jié)構(gòu)上也是塑料模具中最復(fù)雜的。掌握注射模具的差不多結(jié)構(gòu)，其它模具也就觸類旁通了。注射模具安裝在注射機(jī)上生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)要和注射機(jī)的規(guī)格相聯(lián)系，同時(shí)也與制品的要求、生產(chǎn)要求有關(guān)。 圖3-1-1為單分型面塑料注射模具的結(jié)構(gòu)形式。它要緊由六部分組成。圖3-1-1單分型面塑料注射模具 （一）、澆注系統(tǒng) 將塑料熔體由注射機(jī)引向模具成型部分的通道稱為澆注系統(tǒng)。它分為一般澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。一般澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。圖3-1-1為一般澆注系統(tǒng)的模具結(jié)構(gòu)。 （二）、成型零部件 成型制品的部分，它由型腔和型芯組成。是模具設(shè)計(jì)好壞的關(guān)鍵，它涉及到模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型零部件的尺寸計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算等。 （三）、導(dǎo)向部分 導(dǎo)向裝置的作用是確保動(dòng)模與定模在生產(chǎn)過(guò)程中閉合的準(zhǔn)確性，從而保證制品的質(zhì)量。由導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔組成。大型模具或頂出零件比較多的模具在頂出板上也設(shè)有導(dǎo)向部分，目的是保證頂出過(guò)程中的準(zhǔn)確性。 （四）、頂出部分 塑料注入模具經(jīng)冷卻定型后，由模具的頂出裝置頂出。實(shí)現(xiàn)模具的下一次注射。依照制品的結(jié)構(gòu)形式頂出結(jié)構(gòu)有簡(jiǎn)單頂出、二次頂出結(jié)構(gòu)等。 （五）、排氣系統(tǒng)在注射過(guò)程中把型腔內(nèi)氣體排出模具以外。保證制品的完整成型。（六）、冷卻加熱系統(tǒng)為了保證注射工藝對(duì)模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻加熱系統(tǒng)。一般澆注系統(tǒng)的模具設(shè)冷卻系統(tǒng)；熱流道模具的澆注系統(tǒng)設(shè)加熱裝置，成型部分設(shè)冷卻系統(tǒng)。第二節(jié)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的流淌通道，它分為一般澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)對(duì)制品性能、外觀質(zhì)量和成型難易程度都有直接阻礙，因此在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮以上因素。 設(shè)計(jì)塑料模具時(shí)必須遵循塑料熔體的流淌規(guī)律，如此才能使所成型的塑料制品獲得最佳的質(zhì)量。塑料在注射過(guò)程中可分為三個(gè)區(qū)段。第一區(qū)段是塑料在螺桿（柱塞）與料筒壁之間進(jìn)行的輸送、壓縮、熔融和塑化，并將塑化好的塑料熔體存儲(chǔ)在料筒的前端，這方面的理論要緊研究塑料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過(guò)程；第二區(qū)段是儲(chǔ)存在料筒前端的塑料熔體經(jīng)螺桿（柱塞）作用，經(jīng)注射機(jī)噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔；第三區(qū)段是塑料熔體進(jìn)入模具型腔過(guò)程中的流淌、相變和固化。注塑過(guò)程的研究要緊集中在第二區(qū)段，它涉及到熔體通過(guò)澆注系統(tǒng)時(shí)所受到的剪切力及熔體表觀粘度的變化，這些都直接阻礙到澆注系統(tǒng)的尺寸大小、制品的質(zhì)量等。下面就從理論上簡(jiǎn)要討論塑料熔體在此區(qū)段的流淌特性。（一）、熔體流變方程的基礎(chǔ)概念 當(dāng)塑料熔體在外力作用下經(jīng)澆注系統(tǒng)流淌時(shí)，由于各點(diǎn)的流速不同存在著剪切力。設(shè)有剪切力τ于定溫下施于相距dy的兩平行液層，使兩平行液層以du的相對(duì)速度移動(dòng)。du/dy稱為剪切速率或速度剃度（）。對(duì)牛頓液體來(lái)講，剪切力τ與剪切速率du/dy成正比。τ=η（3-2-1）比例常數(shù)η稱為牛頓粘度，它是液體流淌難易程度的量度。 當(dāng)塑料在圓形流道內(nèi)作穩(wěn)定流淌時(shí)，如圖3-2-1，設(shè)在長(zhǎng)為L(zhǎng)半徑為R的圓形流道兩端的壓力差為ΔＰ，其任意半徑r處的熔體所受的剪切力為：τ=（3-2-2）圖3-2-1塑料熔體在圓形流道內(nèi)的流淌情況在管壁處其剪應(yīng)力為：τ=（3-2-3）矩形流道剪應(yīng)力為：τ=關(guān)于牛頓液體在圓管橫截面內(nèi)各點(diǎn)流速呈拋物線分布（圖3-2-1b所示），在中心的流速最大，在管壁處流速為零，其剪切速率在中心為零，在管壁處最大，其值為：（3-2-4）式中Q：?jiǎn)挝粫r(shí)刻的流量，厘米故在管壁處有：η=（3-2-5）Q=但大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，剪應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系不符合式3-2-1的正比關(guān)系，恒溫下，在一定的剪切速率范圍內(nèi)，可近似地用下面的指數(shù)定律描述它：τ=K（3-2-6）式中n：非牛頓指數(shù)，表示該流體與牛頓流體的偏離程度，對(duì)牛頓流體，n=1 非牛頓流體其粘度已不在是一個(gè)常數(shù)。在圓管內(nèi)流淌時(shí)，其各點(diǎn)流速分布不再呈拋物線分布，因此管壁處的剪切速率為乘以校正系數(shù)。（3-2-7）為了討論方便，將叫做非牛頓流體在管壁處的表觀剪切速率，管壁處的剪應(yīng)力與表觀剪切速率之比叫做表觀粘度。表觀粘度隨剪切速率的變化而變化。=因此（3-2-8）（3-2-9）矩形流道：式中：W：矩形流道寬度h：矩形流道深度 由上面的公式能夠看出：澆口斷面尺寸增大澆口斷面尺寸，有利于Q值的提高。從式中可知，Q值隨或成正比。但澆口斷面尺寸的增加，熔體在澆口處的流速減慢，其表觀粘度相應(yīng)提高，Q值反而下降，因此澆口斷面尺寸的增大有個(gè)極限值，確實(shí)是大澆口尺寸的上限。超過(guò)此值，會(huì)取得相反的效果。而小尺寸澆口，由于絕大多數(shù)塑料熔體的表觀粘度是剪切速率的函數(shù)。熔體流率越快，越低，越有利于充模。另外，由于熔體流徑小澆口，部分動(dòng)能因高速摩擦而轉(zhuǎn)換成熱能，提高了澆口處的局部溫度，熔體的粘度再次降低，Q值增加。但當(dāng)剪切速率達(dá)到極限值時(shí)（一般為1/s），剪切速率于表觀粘度便失去了依存關(guān)系，稱之為“剪切速率效應(yīng)”。超過(guò)此極限值，剪切速率在增加，表觀粘度也不在降低。現(xiàn)在澆口的斷面尺寸確實(shí)是點(diǎn)澆口的極限尺寸。澆口長(zhǎng)度當(dāng)注射壓力恒定時(shí)，則澆口處的壓力保持不變。澆口長(zhǎng)度短，熔體流經(jīng)澆口的阻力毫秒年兆升毫秒度減小，也就使?jié)部诘娜肟谟诔隹陂g的壓力降減小，從而使塑料熔體在澆口處的流速增大，Q值得到提高。反映在注射螺桿上，螺桿向前推進(jìn)的速度加快，也即注射速度加快。因此縮短澆口長(zhǎng)度，在不增加澆口截面的條件下，就能提高注射速率Q值。同時(shí)由于熔體在澆口中速率的提高，也即剪切速率增加，熔體的表觀粘度相應(yīng)降低。此外，短澆口可保持常開(kāi)，有利于補(bǔ)縮。由上可知，在設(shè)計(jì)澆口長(zhǎng)度時(shí)，選擇其最小值最好。剪切速率的選擇由于絕大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，其表觀粘度與剪切速率的函數(shù)關(guān)系不是線形關(guān)系（如式3-2-6）。由實(shí)驗(yàn)知，在較低的剪切速率范圍內(nèi)，剪切速率的微小變化會(huì)引起表觀粘度的專門(mén)大變化。這將使注射過(guò)程難于操縱。導(dǎo)致制品表面不光滑，沖模不均，密實(shí)性差，內(nèi)應(yīng)力高，翹曲變形等缺陷。因此，選擇一段剪切速率，使其的變化對(duì)表觀粘度的阻礙最小，如此有利于注射過(guò)程的操縱。一般來(lái)講，剪切速率取最高值，對(duì)粘度的阻礙最小。因此，注射過(guò)程的剪切速率通常取～（1/s），而且盡可能提高。表觀粘度的操縱在注射過(guò)程中，當(dāng)沖模不滿，除增大注射量和提高注射速度等工藝條件外，降低塑料熔體的表觀粘度是比較好的方法。降低粘度的方法之一是升高溫度。而升高溫度則帶來(lái)熱量損耗的增加和冷卻時(shí)刻的延長(zhǎng)，溫度過(guò)高還會(huì)引起塑料的分解。二是提高剪切速率。但剪切速率的提高也不能超過(guò)其極限值。提高剪切速率的方法，一是提高注射壓力，二是減小澆口尺寸。 綜上所述，一般情況下，薄壁、小型等制品采納小澆口尺寸對(duì)制品的沖模及制品質(zhì)量是有利的；而大型、厚壁、粘度高的熔體則采納大尺寸澆口。二、一般澆注系統(tǒng) （一）、一般澆注系統(tǒng)的組成一般澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。它的作用確實(shí)是使注射機(jī)噴嘴射出的熔融塑料流入型腔。澆注系統(tǒng)組成部分如圖3-2-2。1—主流道2—分流道3—澆口4—冷料井圖3-2-2澆注系統(tǒng) 主流道是指緊接注射機(jī)噴嘴到分流道為止的那一段流道，熔融的塑料進(jìn)入模具時(shí)先通過(guò)它。 分流道是指把主流道的融料引入各個(gè)型腔的流道。對(duì)一般澆注系統(tǒng)而言，它開(kāi)設(shè)在分型面上。 澆口是指在分流道的末端將融料引入型腔的流道。 冷料井確實(shí)是為了幸免冷料堵塞澆口或進(jìn)入型腔而設(shè)置的。在每次注射中，前鋒的料流首先與溫度較低的模具接觸，從而造成料流前端存在一些低溫料，常稱冷料。冷料井一般開(kāi)設(shè)在主流道或分流道的末端。 （二）一般澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1．主流道的設(shè)計(jì) 由于主流道首先與高溫、高壓的融料以及和注射機(jī)的噴嘴反復(fù)接觸，為增加主流道的耐磨性和耐腐蝕性主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，又稱澆口套。關(guān)于模板尺寸較小的模具可直接在模板上加工主流道。大型模具中為了主流道加工的方便；另外有些模具的定模板有幾塊板組成，為了防止開(kāi)模時(shí)模板的縫隙留有溢料無(wú)法使主流道順利脫出，也設(shè)計(jì)有主流道襯套。澆口套與定模板的配合一般取過(guò)渡配合（H7/k6）或過(guò)盈配合(H7/m6)。常用的主流道襯套的結(jié)構(gòu)如圖3-2-3所示。圖3-2-3主流道襯套結(jié)構(gòu)在主流道結(jié)構(gòu)中，為了使凝料順利脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有2o～6o的錐角，澆口套長(zhǎng)度長(zhǎng),其夾角小些,澆口套長(zhǎng)度小,其夾角可大些，澆口套內(nèi)壁表面粗糙度值一般在以下，小端直徑應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑1毫米。主流道與噴嘴接觸處一般成半球形，為使兩者緊密配合，幸免注射時(shí)的融料溢出，球面半徑應(yīng)比噴嘴半徑大1～2毫米。在小端直徑和錐角一定的情況下，大端直徑也就確定了。然而，有些情況下要確定大端直徑的大小，以滿足熔體體積流率的充模要求。大端直徑可由下列公式計(jì)算。 D=2()(cm)Q—流經(jīng)該流道的熔體體積流率，cm/s；Q=D—圓形流道截面直徑，cm；—熔體在該流道內(nèi)的剪切速率，1/s，圓形截面流道=5×10； 為滿足注射成型的需要，注射機(jī)最大熔體體積流率必須大于注射該制品的熔體體積流率。2．定位環(huán)的設(shè)計(jì) 定位環(huán)起模具與注射機(jī)定模板定位孔定位的作用。目的一是支撐模具，二是使模具中心與注射機(jī)噴嘴中心一致。澆口套與定位環(huán)相配合的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-2-4。當(dāng)定位環(huán)尺寸較小時(shí)，可把定位環(huán)與主流道襯套做成一體。定位環(huán)用螺釘使之與模具連接。當(dāng)澆口套在注射過(guò)程中受力專門(mén)大時(shí)，為減少螺釘?shù)氖芰?，可把定位環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成如圖3-2-5所示。圖3-3-4定位環(huán)結(jié)構(gòu)圖3-2-5定位環(huán)的另一種結(jié)構(gòu) 定位環(huán)外徑為注射機(jī)定模板定位孔直徑，定位環(huán)與澆口套的配合一般取間隙配合，常用的有H7/f6。定位環(huán)凸出定模板的高度一般在20毫米以下。緊固定位環(huán)的螺釘一般選M6、M8，數(shù)量2～3個(gè)。3．分流道的設(shè)計(jì) 分流道是連接主流道與型腔的通道。分流道的形狀有圓形、半圓形、梯形、U形等，從壓力傳遞的角度講：要求流道截面積最大；從熱傳導(dǎo)的角度講：要求流道外周長(zhǎng)度最小。推斷分流道形狀優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是流道的比表面積。比表面確實(shí)是流道的截面積與外周長(zhǎng)之比。比表面積小，熱量損耗小。 常用的分流道的斷面形狀與尺寸見(jiàn)表2-1所示。表2-1分流道斷面尺寸尺寸數(shù)據(jù)（mm)d56789101112R2.533.544.555.56H56789101112WH567891011123.5455.56789 U形、梯形分流道中，當(dāng)H=（～2）R及H=（～）W時(shí)，流道的比表面積較小。 分流道尺寸視制品大小和塑料品種、注射速率、以及分流道長(zhǎng)度而定。圓形分流道一般在5～10毫米之間；關(guān)于流淌性好的塑料，如聚丙烯、尼龍等，當(dāng)分流道專門(mén)短時(shí)，直徑可小到2毫米。對(duì)流淌性差的塑料，可大到10毫米。實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)塑料分流道直徑在5～10毫米時(shí)，對(duì)流淌性阻礙較大，在增加直徑，對(duì)流淌性阻礙差不多專門(mén)小了。分流道尺寸可用下述公式計(jì)算。a．圓形分流道截面直徑 D=2()(cm)Q—流經(jīng)一分流道的熔體體積流率，cm/s；D—圓形流道截面直徑，cm；A—熔體在該流道內(nèi)的剪切速率，1/s； 熔體體積流率見(jiàn)表1。（注：計(jì)算分流道體積流率時(shí)，應(yīng)除以分流道數(shù)。） 常用A值圓形截面分流道A=5×10～10；b． 關(guān)于壁厚在3.2mm以內(nèi)，重量為200g以下的塑料制品的圓形分流道直徑，可按下列經(jīng)驗(yàn)公式求得。流道直徑限于3.2～9.5mm以內(nèi)。 D=0.2654·其中：D：流道直徑(mm) W：制品重量(g) L：流道長(zhǎng)度 (mm)c．對(duì)梯形分流道截面，其截面深度H可用下面公式計(jì)算。 H=1.587()(cm)截面寬度W，W=（～）H 在多型腔中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種。所謂平衡式布置，確實(shí)是從主流道到各個(gè)型腔的分流道長(zhǎng)度、形狀、斷面尺寸差不多上對(duì)應(yīng)相等的，這種設(shè)計(jì)可達(dá)到各個(gè)型腔的均勻進(jìn)料。如圖3-2-6所示。非平衡式布置如圖3-2-7所示。圖3-2-6圖3-2-7 型腔的分布以平衡布置為佳。從流道長(zhǎng)度看：直線排列最短。從流淌平衡角度看：一模四腔的H形排列和圓形排列的熱平衡性、流淌性最好。關(guān)于周密成型時(shí)排列，圓形排列最理想。非圓制品作為一模四腔，H形排列最理想。 不管是平衡布置依舊非平衡式布置，都牽扯到型腔數(shù)目的問(wèn)題。型腔數(shù)目以制品精度、所選擇注射機(jī)大小都有關(guān)系。關(guān)于技術(shù)要求高的塑件如光學(xué)件等，一般只能一模一腔。關(guān)于技術(shù)要求不嚴(yán)格的一般塑件，可用以下公式求得。a．由注射機(jī)鎖模力確定設(shè)：鎖模力F(N) 型腔內(nèi)樹(shù)脂壓力P(N/cm) 一個(gè)零件的投影面積a(cm) 分流道、澆口的投影面積b(cm)則n=(－b)÷ab．由注射量確定設(shè)：最大注射量G（kg） 一個(gè)零件的重量W（kg） 一組主流道、分流道的重量W（kg）則n=(0.8G－W)÷W若注射機(jī)注射量以體積標(biāo)注，則n=（0.8V－υ）÷υV：注射機(jī)的標(biāo)稱注射量，cmυ：主流道、分流道的體積cmυ：一個(gè)塑件的體積cm4．澆口澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀與尺寸對(duì)制品的質(zhì)量阻礙專門(mén)大，正如前面熔體流變方程的基礎(chǔ)概念所討論的，在多數(shù)情況下是澆注系統(tǒng)中截面積最小的，而且是有利的。采納小澆口的緣故是：（1）操縱填充熔融樹(shù)脂的流淌方向與流量的同時(shí)，把樹(shù)脂封在澆口內(nèi)，直到制品充分固化到能頂出的狀態(tài)，防止樹(shù)脂向流道回流。（2）樹(shù)脂通過(guò)狹窄的澆口產(chǎn)生摩擦熱，使樹(shù)脂溫度上升，減小流淌及熔接痕的產(chǎn)生。（3）容易切斷與制品的連接，二次加工方便。（4）對(duì)多型腔多澆口，通過(guò)調(diào)整澆口的尺寸能取得向型腔的平衡填充。直澆口直澆口注射時(shí)塑料從型腔深處流向分型面有利于型腔氣體的排出；塑件表面一般無(wú)熔接痕。由于澆口處于塑件中心的位置，因此對(duì)塑料注入成型時(shí)，近似于等距離注滿，澆注系統(tǒng)流程最短，因此壓力損耗、熱量損失均小，塑件質(zhì)量好，常用于成型大型、長(zhǎng)流程的制品。但由于其尺寸大，固化時(shí)刻長(zhǎng)，去除困難，制品表面留有痕跡，注射壓力直接作用在制品上，制品表面容易產(chǎn)生殘留應(yīng)力。直澆口的型式見(jiàn)圖3-2-8。圖3-2-8直澆口直澆口類似于主流道的形式，其小端直徑由所選注射機(jī)的噴嘴直徑?jīng)Q定，且大于注射機(jī)的噴嘴直徑1～2mm。直澆口大端尺寸的計(jì)算也可參照主流道大端尺寸的計(jì)算公式。直澆口常用的一般數(shù)據(jù)為：當(dāng)l＞30時(shí)，D=Φ9～Φ12，當(dāng)l≤30時(shí)，D=Φ4～Φ6。針點(diǎn)澆口針點(diǎn)澆口是一種尺寸專門(mén)小的澆口，在制品表面留有專門(mén)小的痕跡，且澆口在開(kāi)模時(shí)容易自動(dòng)切斷，為了取出中間澆注系統(tǒng)的凝料，模具結(jié)構(gòu)為三板式。相關(guān)于其他澆口而言，澆口的位置不受限制；多點(diǎn)進(jìn)料時(shí)能取得澆口的平衡；關(guān)于投影面積大或易變形的制品，采納多個(gè)澆口也能得到理想的結(jié)果。針點(diǎn)澆口的型式見(jiàn)圖3-2-9。圖3-2-9(a)適用于外觀要求不高的塑件，圖(b)適用于外觀要求高、薄壁及熱固性塑料。尺寸計(jì)算d=2()(cm)Q—流經(jīng)一針點(diǎn)澆口的熔體體積流率，cm/s，D—針點(diǎn)澆口截面直徑，cm；A—熔體在針點(diǎn)澆口內(nèi)的剪切速率，1/s常用A值如下：苯乙烯類：A=5×10～10；聚烯烴類：A=10～5×10；尼龍類：A=4×10；聚甲醛A=6×10～5×10。點(diǎn)澆口常用的一般數(shù)據(jù)為：d=φ0.5～φ1.5，l=0.5～2，a=6°～15°。3．埋伏式澆口埋伏式澆口是由點(diǎn)澆口演變而來(lái)的。它具有點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)之一是澆口可設(shè)置在塑件側(cè)面不明顯處，分模時(shí)澆口與塑件自行分離，可使塑件生產(chǎn)達(dá)到自動(dòng)化。由于埋伏式澆口的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)脆性、過(guò)于強(qiáng)韌的塑料，埋伏式澆口是不適宜的。埋伏式澆口的型式見(jiàn)圖3-2-10。圖3-2-10埋伏式澆口尺寸計(jì)算：埋伏式澆口的澆口尺寸可按點(diǎn)澆口尺寸的計(jì)算公式計(jì)算。常用的埋伏式澆口的澆口尺寸d=0.8～1.5，=30～45°，β=5～20°，ι=1～1.5，R=1.5～3，b=0.6～0.8t，θ=0～2°，L＞3d1。4．側(cè)澆口側(cè)澆口是一種簡(jiǎn)單而有常用的澆口，它開(kāi)設(shè)在分型面上，與其它形式的澆口相比，它具有澆口截面形狀簡(jiǎn)單，易于機(jī)械加工；澆口的尺寸精度易于滿足；澆口尺寸修改方便；充填型腔的速度受澆口封閉時(shí)刻的限制不大；適用于各種塑料。缺點(diǎn)是塑件上留有明顯的痕跡。側(cè)澆口型式見(jiàn)圖3-2-11。圖3-2-11側(cè)澆口尺寸計(jì)算：h=n·tw=n·／30式中：h—澆口的深度(mm)；w—澆口的寬度(mm)；A—制品外側(cè)表面積(mm)；t—制品的壁厚(mm)；n—樹(shù)脂系數(shù)，不同樹(shù)脂的系數(shù)見(jiàn)表2-2。表2-2樹(shù)脂名稱樹(shù)脂系數(shù)PS、PE0.6POM、PC、PP0.7PVC0.9PVAC、PMMA、PA0.8幾種常用塑料澆口的推舉尺寸見(jiàn)表2-3表2-3(mm)形狀塑料名稱h制品壁厚PEPPPSPMMAABSPOMPSPSFPPO

簡(jiǎn)單<1.50.5～0.70.6～0.80.8～1.2復(fù)雜0.5～0.60.5～0.80.6～1.0簡(jiǎn)單1.5～30.6～0.91.2～1.41.3～1.6復(fù)雜0.6～0.80.8～1.21.2～1.5

簡(jiǎn)單>30.8～1.11.2～1.51.0～1.6復(fù)雜0.8～1.01.0～1.41.4～1.6臺(tái)階長(zhǎng)l=0.8～2.0mm，澆口寬度w：中小型塑件3～10h；大型塑件＞10h。搭接澆口 搭接澆口由側(cè)澆口演變而來(lái),要緊是克服注射時(shí)料流在型腔產(chǎn)生噴射現(xiàn)象。這種澆口除粘度較大的PVC塑料外，其它塑料均適用。搭接澆口的型式見(jiàn)圖3-2-12。圖3-2-12搭接澆口5．扇形澆口扇形澆口是側(cè)澆口的一種變異形式。常用來(lái)成型寬度較大的制品，澆口沿進(jìn)料方向逐漸變寬，厚度逐漸變薄。由于澆口呈展?fàn)?，注射時(shí)流痕專門(mén)小，因此塑件的定向性也相對(duì)減小，降低了制品的內(nèi)應(yīng)力，型腔內(nèi)的氣體容易排出。當(dāng)用于成型有色塑料時(shí)，可不能象針點(diǎn)澆口那樣使色澤有散射狀感受，塑件色澤一致；除粘度較大的PVC外，其它塑料均適用。扇形澆口的型式見(jiàn)圖3-2-13。圖3-2-13扇形澆口扇形澆口的尺寸同側(cè)澆口尺寸差不多一樣。為了能夠充分發(fā)揮扇形澆口的優(yōu)點(diǎn)，可采納比計(jì)算結(jié)果更大的澆口寬度。寬度為35mm的扇形澆口在設(shè)計(jì)中也是經(jīng)常見(jiàn)到的。為了補(bǔ)償壓力損失，澆口的深度宜做成如圖3-2-14所式的型式，以改善成型條件。圖3-2-14扇形澆口的改善型7．平縫式澆口 平縫式澆口適用于成型尺寸較大和要求翹曲變形小的薄壁塑件。對(duì)一些有透明度要求、表面不同意有流淌痕跡以及要求平直的平板塑件尤為適用。平縫式澆口的型式見(jiàn)圖3-2-15。平縫式澆口的尺寸見(jiàn)表1-15。圖3-2-15平縫式澆口尺寸計(jì)算h=0.7n·t常用的尺寸h=0.2～1.5，l≤1.5，b=0.75～1B注：公式中的n、t同前。8．圓環(huán)形澆口 圓環(huán)形澆口要緊用來(lái)成型圓筒形制品。圓環(huán)形澆口進(jìn)料均勻，型腔氣體容易排出。若塑件內(nèi)孔要求較高，則應(yīng)把澆口設(shè)在型腔上；反之，若孔內(nèi)同意殘留澆口痕跡，則把澆口設(shè)在型芯上。圓環(huán)形澆口的型式見(jiàn)圖3-2-16。圖3-2-16圓環(huán)形澆口圓環(huán)形澆口的尺寸同側(cè)澆口，常用尺寸為h=0.2～1.5，l=0.8～29．輪幅式澆口 輪幅式澆口適用范圍類似于圓環(huán)形澆口，但它是把整個(gè)圓周進(jìn)料改成幾個(gè)小段圓弧進(jìn)料，這種澆口去除方便。缺點(diǎn)是制件上有接合縫。輪幅式澆口的型式圖3-2-17輪輻式澆口10．爪澆口 爪澆口是輪幅式澆口的一種變異。澆道開(kāi)設(shè)在分流錐上，適用于成型內(nèi)孔較小的管狀塑件和同心度要求較高的塑件。其尺寸可參照輪幅式澆口選取。爪澆口型式見(jiàn)圖3-2-18所示。圖3-2-18爪澆口11．護(hù)耳式澆口 護(hù)耳式澆口是一種注塑塊狀實(shí)體塑件的特不形式的澆口。塑件側(cè)邊外有凸起的耳柄，注塑時(shí)塑料經(jīng)耳柄進(jìn)入型腔。由于熔融的塑料從橫流通道通過(guò)澆口后不是直接進(jìn)入型腔中去，而是先注入一個(gè)與型腔成90°的耳柄處，如此塑料就可不能產(chǎn)生噴射，而是平穩(wěn)地充滿型腔。同時(shí)澆口離塑件較遠(yuǎn)，因此定向效果不明顯，從而塑件上可不能產(chǎn)生波浪、白斑等疵病。故適合于成型透明度要求較高、內(nèi)應(yīng)力小的塑件。護(hù)耳式澆口型式見(jiàn)圖3-2-19。圖3-2-19護(hù)耳式澆口護(hù)耳式澆口常用尺寸為L(zhǎng)=15～29，B=10～15，H=0.8t，l、w、h參見(jiàn)側(cè)澆口尺寸及計(jì)算公式。5．冷料井設(shè)計(jì) 冷料井是用來(lái)儲(chǔ)存注射時(shí)前鋒的冷料，幸免冷料進(jìn)入型腔造成制品缺陷及堵塞澆口，并在開(kāi)模時(shí)拉出主流道的凝料。冷料井的直徑稍大于主流道的大端直徑。 冷料井的結(jié)構(gòu)型式有：帶Z形頭拉料桿的冷料井在冷料井有一根其頭部形狀為Z形頭的桿，它的作用確實(shí)是利用Z形頭的側(cè)凹在開(kāi)模時(shí)拉出主流道的凝料，并在頂出時(shí)頂出冷料井的冷料。帶Z形頭拉料桿的冷料井，常用于熱塑性塑料，也可用于熱固性塑料其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖3-2-19。圖3-2-20帶Z形頭拉料桿的冷料井帶球形頭或菌形頭的拉料桿這種拉料桿常用于頂板頂出時(shí)的情況。其固定在動(dòng)模板上，開(kāi)模時(shí)由于拉料桿上的側(cè)凹拉出主流道的凝料，頂出時(shí)，由于拉料桿不動(dòng)，頂板頂出，從而將拉料桿上的凝料硬刮下來(lái)。因此帶球形頭或菌形頭拉料桿的冷料井，常用于頂板頂出的彈性較好的塑料。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖3-2-22。圖3-2-22帶球形頭或菌形頭拉料桿的冷料井帶分流錐形拉料桿的拉料桿，通常用于成型單腔模中帶中心孔的制品及熱固性塑料。結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖3-2-23。圖3-2-23帶分流錐形拉料桿的拉料桿分流道的拉料桿常用于多腔點(diǎn)澆口結(jié)構(gòu)中，尺寸要比主流道拉料桿小。（三）澆口位置對(duì)制品的阻礙 澆口的開(kāi)設(shè)位置對(duì)制品質(zhì)量阻礙專門(mén)大。確定澆口位置應(yīng)對(duì)制品、模具作全面的考慮。1．澆口位置設(shè)計(jì)原則（1）澆口的位置在能同時(shí)充滿到各型腔末端的位置；（2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在制品壁厚最厚處，并有利于樹(shù)脂的流淌、排氣、補(bǔ)料；（3）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在不阻礙制品使用的部位或能容易處理的部位；（4）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在不易產(chǎn)生熔接痕的部位； 多點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，各股料之間由于沒(méi)有充分融合而產(chǎn)生的痕跡。熔接痕的產(chǎn)生對(duì)制品的質(zhì)量、強(qiáng)度都有阻礙。澆口位置應(yīng)使熔接痕產(chǎn)生在制品不重要的部位或要求低的部位。圖3-2-24為澆口與熔接痕的關(guān)系。圖3-2-24澆口與熔接痕的關(guān)系（5）澆口應(yīng)避開(kāi)細(xì)型芯、鑲件或細(xì)長(zhǎng)桿的部位，以及由于流淌壓力可能造成壁厚不均及成型零件變形的部位；（6）澆口的開(kāi)設(shè)應(yīng)幸免在制品中產(chǎn)生困氣現(xiàn)象；（7）不在制品承受彎曲載荷及沖擊栽荷的地點(diǎn)開(kāi)設(shè)；（8）澆口的開(kāi)設(shè)應(yīng)幸免注射時(shí)產(chǎn)生噴射現(xiàn)象，即采納沖擊型澆口（見(jiàn)搭接澆口）； 由于澆口的尺寸較小，受到的剪切力專門(mén)高，若在注射中正對(duì)著一個(gè)寬度和厚度比較大的型腔，則高速的塑料流過(guò)澆口時(shí)，會(huì)產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)等熔體斷裂現(xiàn)象。有時(shí)塑料熔體直接從型腔一端噴到另一端，造成熔體的折疊，使制品上產(chǎn)生波浪狀痕跡；或在高速剪切速率下，噴出的高度定向的細(xì)絲或斷裂物專門(mén)快冷卻變硬，與后進(jìn)入的塑料不能專門(mén)好的融合，造成制品缺陷。噴射還會(huì)使型腔中的氣體難以順利排出。 因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取加大澆口斷面尺寸或采納沖擊型澆口。沖擊型澆口即澆口開(kāi)設(shè)的方位正對(duì)著型腔壁或型芯。使高速料流沖擊在型腔壁或型芯上，改變流向和降低流速，并使之均勻沖模。圖3-2-25為沖擊型澆口和非沖擊型澆口。圖中為非沖擊型澆口。圖3-2-25沖擊型澆口和非沖擊型澆口（9）在制品的重心部位開(kāi)設(shè)澆口；（10）澆口的開(kāi)設(shè)還應(yīng)考慮樹(shù)脂分子定向方位對(duì)塑件性能的阻礙。 分子定向確實(shí)是熔體的分子沿注射壓力的方向進(jìn)行排列。對(duì)一個(gè)制品而言，垂直流向與平行流向的強(qiáng)度、應(yīng)力開(kāi)裂傾向等都有差不。澆口開(kāi)設(shè)位置不同，分子流向不同，對(duì)制品的阻礙不同。充分利用分子定向的特性，對(duì)有些制品是有利的。如聚丙烯材料，利用分子定向可作成具有鉸鏈特性的制品。如圖3-2-26。圖3-2-26聚丙烯鉸鏈盒鉸鏈處的定向 側(cè)澆口成型板狀制品確實(shí)是利用了分子定向的作用，而使制品變形量減小。不同的制品應(yīng)依照制品材料及制品結(jié)構(gòu)的專門(mén)性，合理選擇澆口的位置，使分子定向有利于制品的成型及保證制品的質(zhì)量。2．澆口位置選擇實(shí)例澆口位置選擇實(shí)例見(jiàn)表3-2-。表3-2-澆口位置選擇實(shí)例選擇合理選擇不合理講明圓環(huán)形塑件采納切向進(jìn)料，可減少熔接痕，提高熔接部位的強(qiáng)度，有利于排氣盒罩形塑件頂部壁薄，采納點(diǎn)澆口可減少熔接痕，有利于排氣，可幸免頂部缺料或塑件燒焦殼體塑件采納中心全面進(jìn)料，可減少熔接不良多型腔深腔殼體塑采納多點(diǎn)澆口，可防止型芯受力不均而偏斜變形圓片塑件采納徑向扇形進(jìn)料，防止旋渦和排氣不良產(chǎn)生的接縫及氣孔罩形、細(xì)長(zhǎng)圓筒形、薄壁等塑件設(shè)置澆口時(shí)，應(yīng)防止缺料，熔接不良，排氣不良，型芯受力不均，流程過(guò)長(zhǎng)等缺陷大尺寸薄板塑件采納中間孔兩面進(jìn)料，既可縮短流程，防止缺料或熔接不良，又可防止模具受力不均、鎖模力不足而造成的制品缺陷選擇澆口時(shí)，應(yīng)注意去澆口后殘留痕跡不阻礙塑件使用要求及外觀質(zhì)量3．流淌比流淌比是指塑料的流淌長(zhǎng)度與制品厚度的比值。流淌比在模具設(shè)計(jì)中是比較重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，它能夠推斷設(shè)計(jì)時(shí)澆口的位置是否合理。成型時(shí)的總流程的流淌比等于各個(gè)部分流程（包括主流道、分流道、澆口、成型部分）的流淌比之和。圖3-2-27為塑料流淌比的計(jì)算示意圖。圖3-2-27流淌比流淌比=＋＋＋＋2 關(guān)于大型塑件來(lái)講，推斷制品能否成型的標(biāo)準(zhǔn)還需要把流淌比和面積比同時(shí)考慮。面積比=t(制品的厚度）／A（制品的表面積）一般面積比為（1／10～3／10）～（1／10～3／10）被認(rèn)為是成型條件。 塑料制品常用的流淌比見(jiàn)表3-2-。表3-2-塑料制品常用的流淌比塑料名稱注射壓力p/MPa流動(dòng)比塑料名稱注射壓力p/MPa流動(dòng)比PE150280～250PA90320～200PE60140～100ABS60300～260PP120280PS90300～280PP70240～200PS120150～120PP50140～100PC90130～904．澆口的平衡 在多腔模具中，當(dāng)型腔為非平衡布置時(shí)，由于各型腔距離主流道的遠(yuǎn)近不同，各腔不能同時(shí)注滿，容易引起遠(yuǎn)方型腔填充不足或密度不足，導(dǎo)致制品的尺寸及質(zhì)量問(wèn)題。因此，必須對(duì)澆口的尺寸加以調(diào)整，以達(dá)到各型腔澆口的平衡。 一般情況下，各級(jí)分流道差不多按計(jì)算設(shè)定，最后對(duì)各型腔的調(diào)整要緊是改變各型腔澆口處的流淌阻力。同一模具中，應(yīng)使各腔的澆口平衡值（BalancedGateValue)相等，即：S BGV=L×式中：S—各型腔澆口的截面積，mm； L—各型腔澆口的長(zhǎng)度,mm； L—各型腔自主流道流經(jīng)的分流道長(zhǎng)度，mm。（四）排氣槽設(shè)計(jì) 排氣槽的開(kāi)設(shè)是為了把型腔的氣體在注射過(guò)程中能順利排出，不阻礙制品的成型及制品的質(zhì)量（如制品形成氣孔、接縫或燒焦等）。排氣間隙要使制品不產(chǎn)生飛邊、溢料。 排氣的方式有分型面排氣、間隙排氣、強(qiáng)制排氣、粉末燒結(jié)金屬排氣、設(shè)置冷料井排氣。1．分型面排氣分型面排氣的結(jié)構(gòu)型式如圖3-2-28所示。圖3-2-28分型面排氣 排氣槽的深度可取0.025～0.1mm,寬1.5～6mm。排氣槽做成彎曲狀，為的是幸免象腔中被壓縮的熱空氣直接噴入人體上。排氣槽深度的取值要小于被注射塑料的溢料值。常用塑料的排氣間隙見(jiàn)表1-24。表1-24塑料名稱間隙塑料名稱間隙PE0.02ASA0.01PP0.01～0.02POM0.01～0.03PS0.02PA0.01PB0.03GRPA0.01～0.02ABS0.03PBTP0.01～0.03SAN0.03PC0.01～0.032．間隙排氣間隙排氣是利用成型件、頂桿與孔的配合間隙來(lái)排氣。間隙排氣的結(jié)構(gòu)型式如圖3-2-29所示。圖3-2-29間隙排氣 排氣間隙的取值要小于被注射塑料的溢料值。因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)，配合件的配合精度一定要選擇合理。常見(jiàn)塑料的溢料值見(jiàn)表1-25。表1-25常見(jiàn)塑料的溢料值塑料名稱溢料值塑料名稱溢料值聚乙烯聚丙烯軟聚氯乙烯聚苯乙烯聚酰胺0.020.030.030.030.02聚甲醛372有機(jī)玻璃ABS聚碳酸酯聚砜0.030.030.040.060.083．強(qiáng)制排氣強(qiáng)制排氣是由于制品的形狀復(fù)雜，成型時(shí)型腔的氣體不能順利排出而被包裹在型腔內(nèi)部（非分型面及成型桿的配合處），阻礙制品的質(zhì)量?，F(xiàn)在可采納強(qiáng)制排氣的方法，使氣體排出。 強(qiáng)制排氣的結(jié)構(gòu)型式為，在產(chǎn)生氣體的地點(diǎn)設(shè)置排氣桿（類似于間隙排氣）或利用真空泵排氣。但由于在制品上留有桿的痕跡，排氣桿應(yīng)設(shè)置在制品內(nèi)側(cè)。4．粉末燒結(jié)合金排氣此方法是利用球狀顆粒燒結(jié)而成材料的間隙排氣，但要考慮材料的強(qiáng)度，以免成型時(shí)造成變形。粉末燒結(jié)合金排氣的結(jié)構(gòu)型式如圖3-2-30所示。圖3-2-30粉末燒結(jié)合金排氣5．設(shè)置冷料井排氣冷料井的作用是儲(chǔ)存注射時(shí)的前鋒冷料，但用在氣體滯留區(qū)，將氣體趕入冷料井也可起到排氣的效果。這種冷料井應(yīng)設(shè)在塑料熔融部位。 冷料井排氣的結(jié)構(gòu)型式如圖3-2-31所示。圖3-2-31冷料井排氣型式三、熱流道澆注系統(tǒng) 熱流道澆注系統(tǒng)是利用加熱的方法，使從注射機(jī)噴嘴起到型腔為止的這一段流道的塑料一直保持熔融狀態(tài)，從而在頂出制品時(shí)沒(méi)有澆注系統(tǒng)的余料。與一般澆注系統(tǒng)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，它幸免了一般澆注系統(tǒng)的回料；熱澆口有利于壓力傳遞，在一定程度上克服了塑料因補(bǔ)料不足而產(chǎn)生的凹陷和縮孔；省略了修剪澆口，回收凝料等工序；縮短了成型周期，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。其缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜維修困難，對(duì)模具制造有較高的要求，對(duì)模具的維修及使用要求有較高的技術(shù)和較豐富的經(jīng)驗(yàn)，塑料的使用有一定的局限性。用于熱流道模具的塑料應(yīng)具有的性質(zhì)：（1）加工的溫度范圍寬，粘度隨溫度改變而變化小，在較低溫度下有較好的流淌性，在高溫下具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。（2）對(duì)壓力敏感，不加注射壓力時(shí)不流淌，施以較低的注射壓力即可流淌。 （3）熱變形溫度高，制品在比較高的溫度下可快速固化頂出。部分塑料適應(yīng)熱流道澆注系統(tǒng)的情況見(jiàn)下表。表部分塑料對(duì)熱流道澆注系統(tǒng)的適用程度流道方式聚乙烯聚丙烯聚笨乙烯ASABS聚氯乙烯聚碳酸酯聚甲醛延伸式噴嘴可可可不可不可可熱流道可可可可可可（一）延伸式噴嘴 延伸式噴嘴將注射機(jī)噴嘴延長(zhǎng)，直接與模具型腔接觸，其延長(zhǎng)部分代替了點(diǎn)澆口澆道。為使噴嘴內(nèi)的塑料保持熔融狀態(tài)，防止噴嘴前端受冷而堵塞，必須安裝外加熱器。為幸免噴嘴熱量過(guò)多地傳給低溫型腔，必須采納有效的絕熱措施（如塑料絕熱和空氣絕熱）。此外，還應(yīng)使模具不變形。延伸式噴嘴的結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖3-2-。圖3-2-延伸式噴嘴的結(jié)構(gòu)型式此結(jié)構(gòu)的延伸式噴嘴。加熱噴嘴與模具設(shè)計(jì)成一體，采納空氣絕熱和噴嘴外而加熱器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，更換模具時(shí)不需要更換注射機(jī)噴嘴（二）多點(diǎn)進(jìn)料的熱流道 多點(diǎn)進(jìn)料的熱流道是在定模固定板與型腔板之間設(shè)有加熱流道板。熱流道板用加熱器加熱，使流道內(nèi)的塑料完全處于融熔狀態(tài)。流道板利用絕熱材料或空氣的間隙與其余部分隔熱。主流道和分流道均設(shè)在熱流道板內(nèi)，分流道直徑一般為10～18毫米。流道表面應(yīng)光滑，流道孔端的螺塞應(yīng)采納比流道孔徑大的細(xì)牙螺紋，并用銅或氟塑料墊圈密封以防止塑料泄漏。流道及流道噴嘴的拐角應(yīng)盡量幸免死角。以防塑料滯留劣化變形。多點(diǎn)直接澆口熱流道的型式見(jiàn)圖3-2-。圖3-2-多點(diǎn)直接澆口熱流道1－熱流道板；2－流道噴嘴；3－滑動(dòng)壓環(huán)多點(diǎn)直接澆口熱流道。流道板的熱膨脹可通過(guò)端接觸的噴嘴及活動(dòng)壓環(huán)的移動(dòng)來(lái)補(bǔ)償。塑件留有直接澆口凝料。適用于成型大型塑件。多點(diǎn)點(diǎn)澆口若流道（全絕熱式噴嘴）。噴嘴前端與活動(dòng)壓之間采納塑料絕熱，適用于成型較小塑件。見(jiàn)圖3-2-。圖a為熱流道結(jié)構(gòu)，圖b為其尺寸圖3-2-多點(diǎn)點(diǎn)澆口熱流道常見(jiàn)的流道板的固定差不多上有兩種。一種是靠螺釘緊固在定模板上。采納這種方式時(shí)，熱流道板上的螺釘過(guò)孔要留有分流板熱膨脹的余量，否則螺釘會(huì)被拉斷。另一種是用附加模板將熱流道板及噴嘴等整個(gè)系統(tǒng)壓在定模板上。緊固結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖形及圖形。圖形圖形（三）熱流道噴嘴 熱流道模具，當(dāng)成型周期過(guò)長(zhǎng)時(shí)，澆口也有發(fā)生凍結(jié)的危險(xiǎn)。下面的噴嘴結(jié)構(gòu)形式可解決這一問(wèn)題。 1．內(nèi)熱式噴嘴 內(nèi)熱式噴嘴結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。加熱棒放在噴嘴內(nèi)的魚(yú)雷體中，熱量損失小，省電。魚(yú)雷體尖端能夠伸到注射孔中，熱量可傳到頂部。因此注射孔能夠做得專門(mén)少（0．75）。內(nèi)熱式噴嘴結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-2-。圖內(nèi)熱式噴嘴結(jié)構(gòu)2．外熱式噴嘴 外熱式噴嘴結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。這種結(jié)構(gòu)因加熱器套在不處，熱量損耗大。只有約30%的熱量傳給模具，模具須冷卻。3．外熱式閥式噴嘴 關(guān)于融熔粘度專門(mén)低的塑料來(lái)講，為幸免流延現(xiàn)象。熱流道模具能夠采取專門(mén)的閥式澆口。在注射和保壓時(shí)期澆口處的針形閥門(mén)開(kāi)啟，在保壓結(jié)束后針形閥門(mén)關(guān)閉。閥的啟閉能夠在模具上設(shè)計(jì)專門(mén)的液壓或機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置，也可采納壓縮彈簧的針形閥。彈簧閥式澆口的熱流道模具結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖3-2-。圖3-2-彈簧閥式澆口的熱流道模具結(jié)構(gòu)型式 （四）噴嘴及熱流道板的選擇 在了解塑件的情況和熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件的基礎(chǔ)上，可依照下面的條件選擇。（1）依照塑件的投影面積、深度、制件生產(chǎn)量及批量決定是否用熱流道板、系列規(guī)格、注射口數(shù)量；（2）依照塑件澆口痕跡選噴嘴形式。針點(diǎn)澆口—內(nèi)熱式噴嘴直澆口—外熱式噴嘴凹平澆口—閥式澆口無(wú)同心圓—無(wú)頭噴嘴（3）依照材料流淌性（高、中、低）及塑件重量選用噴嘴規(guī)格及注射孔徑。 選用時(shí)，噴嘴的長(zhǎng)度尺寸L的選擇由定模板厚度決定。在選擇噴嘴及熱流道板時(shí)，勿須考慮加熱功率，因?yàn)橹圃鞆S家在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)差不多充分考慮并留有余地。6．組合注意事項(xiàng)（1）噴嘴和熱流道板在熱膨脹情況下，因保持較低的應(yīng)力。（2）熱流板周圍最少要有10毫米以上的間隙，而且長(zhǎng)度方向上最好不封閉，以通風(fēng)散熱。（3）模具和熱流板之間盡量減少接觸面積，以利絕熱。（4）澆口附近要有獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，以利降溫。（5）電熱線、電偶線必須有耐熱導(dǎo)管愛(ài)護(hù)，并放在模具的線槽內(nèi)。（6）熱電偶線加長(zhǎng)超過(guò)1.5米時(shí)，須加補(bǔ)償導(dǎo)線以保證顯示溫度準(zhǔn)確。（7）熱流道系統(tǒng)在裝配完成后，須在模具上一區(qū)一區(qū)地檢查各功能是否正常，溫度是否均衡。待合項(xiàng)要求滿足時(shí)，方可裝機(jī)試模。第三節(jié) 成型零部件設(shè)計(jì) 成型零部件是指模具中的型腔、型芯、成型桿、成型環(huán)等。成型零部件的設(shè)計(jì)關(guān)系到制品能否成型，模具加工的難易及模具費(fèi)用等，是模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位。一、型腔分型面的設(shè)計(jì) 分型面是分開(kāi)模具，取出制品的面。注射模具有一個(gè)分型面和多個(gè)分型面的模具。分型面的位置有垂直于開(kāi)模方向、平行于開(kāi)模方向以及傾斜于開(kāi)模方向幾種。分型面的形狀有平面、曲面等。分型面設(shè)計(jì)的是否恰當(dāng)，直接關(guān)系到模具制造、制件質(zhì)量的。（一）分型面型式 一般分型面時(shí)與注射機(jī)開(kāi)模方向相垂直的平面。依照制品形狀的不同，還有臺(tái)階分型面和曲面分型面（圖3-2-1）。因此，也能夠講分型面是沿制品最大輪廓表面向外展開(kāi)的面。圖3-2-1水平分型面(b)垂直分型面(c)斜分型面(d)階梯分型面(e)曲線分型面 另外，設(shè)計(jì)分型面時(shí)還應(yīng)盡量幸免與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向上制品存在側(cè)凹或側(cè)孔，以減少側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如圖3-2-2所示。右圖結(jié)構(gòu)合理，左圖結(jié)構(gòu)由于存在側(cè)凹，模具中需設(shè)計(jì)側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，增加了模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。圖3-3-2制品安排位置對(duì)分型面的阻礙（二）分型面設(shè)計(jì)原則 分型面的設(shè)計(jì)以取出制品為要緊原則。在滿足制品取出的同時(shí)，還要考慮制品的技術(shù)要求。分型面的選擇應(yīng)使制品表面光滑，減少溢料痕跡、拼合縫等。如圖3-2-3。圖3-2-3分型面位置對(duì)制品外觀的阻礙2．由注射機(jī)的結(jié)構(gòu)我們明白，注射機(jī)頂出裝置是在注射機(jī)的動(dòng)模一側(cè)，因此，分型面的開(kāi)設(shè)應(yīng)使制品留于動(dòng)模一側(cè)。從那個(gè)意義上講，成型制品內(nèi)表面的型芯應(yīng)設(shè)計(jì)在模具動(dòng)模板上。有的情況下，制品結(jié)構(gòu)專門(mén)難推斷由于物料的冷卻收縮，制品留在定?；騽?dòng)模上，如此，應(yīng)采取增加型芯的摩擦阻力、減少型腔的脫模阻力，或設(shè)計(jì)Z型頭拉料桿形式的頂出桿，使制品留于動(dòng)模。3．從模具加工的裝夾、定位角度