音響面殼模具設計研究

摘 要：音響面殼模具的簡單設計分析，是在考驗我們目前是否夠較為熟練地使用當下常用的設計分析軟件，并對所學知識的一個能力運用。通過對該模具的設計實踐，我們對注塑模具在塑件的工藝性，注射機的選擇，模具的設計，溫度的調節與模架的選擇有了更深的了解。

關鍵詞：模具設計；工藝；分型

1 塑件的工藝性分析

ABS是一種常用的工程塑料，具有綜合的力學性能，為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。其機械強度和耐磨性很好，但沒有自潤滑作用。通過相關資料查詢可知：ABS塑料為熱塑性非結晶型塑料，是把丙烯腈、丁二烯等異種單體導入聚苯乙烯分子中后形成的一種改性共聚物，普遍稱為改性聚苯乙烯，是比聚乙烯有更好使用性和工藝性的塑件。ABS為不透明物，密度是1.02～1.05g/cm3。ABS機械強度較好，抗沖擊強度特別高，且無毒、無味，成型塑件表面光澤性較好。ABS還具有一定的耐磨性與耐寒性，搭配不錯的耐油性和耐水性，還有穩定的化學性能和電性能，在經過調色后可配成任何顏色。ABS本身有一定的硬度和尺寸穩定性，所以比較容易成型和進行機械加工，可用作雙色成形塑件并且表面可鍍鉻。ABS也存在一些缺點，其耐熱性較低，如果連續工作則約70℃，熱變形溫度則約為93℃。因其耐候性比較差，所以在紫外線的作用下容易變硬發脆。

2 注射機的初選

由于塑件的大批量生產性，我們決定采用一模兩件的模具結構。這就需增加澆注系統冷凝料的質量，目前初步估算為12g。

根據注射量的需要，我們選擇了G54-S200/400型號，以滿足注射量小于或者等于注射機所允許的最大注射量的80%的要求。

3 模具的設計

模具方面要注意：

3.1 分型面的選擇

根據分型面的設計原則進行：如分型面應該選在塑件的最大輪廓處，并有利于塑件的順利脫模，要保證塑件的精度要求，還要滿足塑件的外觀質量要求，而且要便于模具的加工制造，同時有利于排氣主流道的設計。其中主流道主要是指澆注系統中以注射機噴嘴和模具接觸為開始，以分流道為結束的塑料體的流動通道。這里選擇型號為G54-S200/400臥式螺桿式注射機，并結合實際應用情況及模架的選擇，綜合剛度與強度的要求澆口套設計如下：主流道設計為圓錐型，錐角選擇為2°～6°，內壁的粗糙度Ra取值1.6？滋m。分流道截面設計圓形截面使得更加容易加工，讓熱量的損失與壓力的損失降低，這是常用形式。圓形截面的分流道的直徑由于塑件的流動性良好，所以可以使用圓形截面。根據經驗，分流道的直徑d我們可取值4～6mm之間。這樣可得出主流道球面半徑R=20mm，主流道的小端直徑d=4.5mm。

3.2 澆口的設計方面的選擇

澆口的設計方面，我們知道澆口是分流道與型腔之間其連接作用的細短通道，澆口的斷面形狀一般包括圓形、矩形或正方形。而選取較小澆口有氣有點的優點可以增加物料的充模流速，通過產生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動性，達到控制澆口的封閉時間，降低模塑周期的目的，這樣更易于平衡各型腔的進料速度，更容易與塑件斷離。但是澆口過小會造成太大的流動阻力，從而延長進料時間。澆口的類型有：（1）直接澆口（2）側澆口（3）扇形澆口（4）薄片澆口（5）環形澆口（6）輪輻澆口（7）爪形澆口（8）護耳澆口（9）點澆口（10）潛伏澆口。

根據本產品的結構特點和生產特性，一般澆口位置在選擇上要注意以下幾點：（1）避免熔體破裂導致塑件成品上產生缺陷。（2）考慮分子定向會影響到塑件的性能。（3）要有利于流動、排氣和補縮的進行。（4）在多腔模塊中，每個型腔澆口方位一定要保持一致。（5）要盡量減少熔結痕并努力提高熔結痕的強度。（6）校對核準流動距離比。（7）澆口的位置一定要便于再次修整。（8）防止料流把型芯或者嵌件擠歪變形。我們根據以上的幾點關于塑件的形狀、尺寸、精度要求，來綜合考慮確定選擇側澆口。

3.3 排氣與引氣系統的設計

利用配合間隙排氣這種最常見的方法，是最經濟最具有使用性的。通過滑塊與導滑槽配合間隙便可以進行排氣。塑件熔體進行填充型腔時，必須按順序排出型腔中以及澆注系統內的空氣，讓塑料受熱或凝固產生的低分子能夠揮發氣體。注射成型時的排氣通常如下四種方式進行。（1）利用配合間隙排氣。（2）在分型面上開設排氣槽排氣。（3）利用所有排氣塞排氣。（4）強制性排氣。

本塑件采用利用配合間隙排氣的方法，其具體深度可按下表選取，這里取值0.03mm，分型面上排氣槽深度為0.03mm。

4 溫度調節系統的設計

溫度方面我們根據冷卻系統的設計原則進行設計。（1）冷卻水道要盡量的多。（2）冷卻水道至型腔表面的距離要盡量相等。（3）澆口處要加強冷卻。（4）冷卻水道以及入口的溫差要盡量小。（5）冷卻水道應沿著塑料收縮的方向去設置。

此外，冷卻水道在設計中必須盡量去避免接近塑件的溶接部位，這樣以可以避免產生溶接痕，不會降低塑件強度。由于該設計模具是一模倆件，注塑的體積不會很大，所以生產批量小，所以決定用風冷設計來代替水冷。

5 模架的選擇

模架的選擇主要是確定型腔側壁厚度，模架組合形式，模板厚度，模架類型并檢驗所選模架，這樣選擇起來就不難了。

6 結束語

也許這個模具的設計還不夠完美，但通過這次的努力設計，我學到了更多的東西，看一千遍不如做一遍的真理在這次音響面殼的模具設計上得到了又一次的驗證，該模具希望能達到預期的效果。

參考文獻

[1]陳建榮主編.《塑料成型工藝與模具設計》《模具專業畢業設計手冊》.北京理工大學出版社，2010.

[2]王衛衛主編.《材料成形設備》.機械工業出版社，2007.

[3]李學鋒主編.《塑料模設計及制造》.機械工業出版社，2001.