橡膠塑料模具設(shè)計(jì)范例

1、第一節(jié) 緒論 隨著我國(guó)橡膠制品工業(yè)的發(fā)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)，橡膠模具越來越多，模具的制造水平與模具復(fù)雜程度也越來越高越精致。高效率、自動(dòng)化、精密、長(zhǎng)壽命已經(jīng)成為橡膠模具發(fā)展的趨勢(shì)。一、橡膠模具的分類 橡膠模具根據(jù)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。1 壓制成型模具 又稱為普通壓模。它是將混煉過的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過的半成品膠料直接放入模

2、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。2 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，通過壓鑄塞的壓力擠壓膠料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型。特點(diǎn)：比普通壓模復(fù)雜，適用于制作普通模壓不能壓制或勉強(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。采用這種模具生產(chǎn)的制品致密性好、質(zhì)量?jī)?yōu)越。3 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

3、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)。4 擠出成型模具通過機(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，而后經(jīng)過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)。二、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)0.60.8Mpa，硫化溫度在158168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100140Mpa，硫化溫度為140185，硫化時(shí)間為15分）擠出法模具使用擠出機(jī)。

4、第二節(jié) 橡膠壓制成型模具一、 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：1 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。2 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。3 模具中模腔的數(shù)量適當(dāng)、便于機(jī)械加工和使用。4 在保證模具強(qiáng)度和剛度情況下力求模具輕便。5 模具設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化。二、 壓制成型模具的結(jié)構(gòu)1 開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，具有較大流動(dòng)性的膠料和形狀簡(jiǎn)單的制品。結(jié)構(gòu)形式2 封閉式 模具配合高度，壓制過程中膠料不易外溢，能充

5、分。封閉式模具適用于夾布、及其他織物的制品、膠料硬度較高、流動(dòng)性差的制品。結(jié)構(gòu)形式 3 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4 鉸鏈?zhǔn)剑ê享撌剑┻m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5 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)形式第一節(jié) 模具設(shè)計(jì)一、 模具設(shè)計(jì)步驟1 模具結(jié)構(gòu)的選擇2 分型面的選擇3 型腔尺寸的確定4 鑲塊及型芯安裝方法的確定5 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

6、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。二、 分型面的選擇1分型面：分開模具，取出制品的面。2分型面選擇位置的不同直接影響到膠料的填充、制品質(zhì)量、模具加工、模具使用、制品修邊等。3分型面設(shè)計(jì)原則保證制品順利取出與脫模具體結(jié)構(gòu)見下圖。模具的分型面應(yīng)盡量閉開制品的工作面具體結(jié)構(gòu)見下圖。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)見下圖。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

7、相交處為宜。如圖所示。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=36mm。如圖所示。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)根據(jù)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。具體見下圖。對(duì)于一般細(xì)長(zhǎng)套管（兩頭大、中間小，或帶有臺(tái)階的各類保護(hù)套），當(dāng)立式分型面加料困難，且模具閉合高度超過模具寬度而影響導(dǎo)熱時(shí)，通常采用臥式分型面的模具結(jié)構(gòu)。如圖。 對(duì)于波浪形的防塵罩，分型面采用臥式兩瓣模結(jié)構(gòu)。

8、模芯由多件（56塊）鑲塊組合。如圖所示。 如果防塵罩臺(tái)階較少，其中一端口徑較大，制品厚度小于1.5mm，也可采用整體模芯結(jié)構(gòu)。這樣模具加工容易，操作方便。也可采用圓片形拼合模芯結(jié)構(gòu)。如圖所示。 另外，橡膠軸承制品分型選擇應(yīng)根據(jù)制品高度確定。當(dāng)制品高度超過60mm時(shí)，模具應(yīng)采用臥式分型面。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）。三、 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,必須采用不同的方式

9、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：1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：（1）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。（2）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，影響制品外觀質(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。2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

10、命長(zhǎng)。技術(shù)要求：（1） 圓錐面、斜面定位采用615，常用10。配合定位高度為610mm。3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：（1）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。（2）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12mm。也可視模具高度而定。（3）配合精度：見圖：4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題，從根本上防止上下模或型芯壓壞的現(xiàn)象。5螺釘定位形式較多，特點(diǎn)是既可起調(diào)節(jié)

11、作用，又可起拉緊、定向作用。（1）螺釘調(diào)節(jié)高度定位帶有金屬嵌件活門的雜件制品，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，可以避免壓膠時(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，操作比較麻煩。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。（2）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。（3）嵌件或型芯螺釘定位此方法適

12、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。四、 膠料收縮率的確定（1）膠料收縮率的定義膠料在壓制、加熱硫化過程中，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。收縮率比例一般采用百分比表示。（2）影響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

13、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（3）膠料收縮率的一般規(guī)律硫化溫度越高（超過正硫化溫度），收縮率越大。在一般情況下，溫度每升高10C，其收縮率就增加0.1%0.2%。膠料壓延方向和在模具中流動(dòng)方向的收縮率大于垂直方向的收縮率；流動(dòng)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，收縮率越小；膠料的硬度越高，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

14、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00.4%；？夾滌綸線制品，其收縮率一般在0.41.5%；？夾錦綸絲、尼龍布制品，其收縮率一般在0.81.8%；？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00.4%；？單向粘合制品其收縮率一般在0.41

15、.0%；(如骨架油封結(jié)構(gòu)中嵌件粘合部分其收縮率一般在00.4%；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。（4）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)在還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的、完美且具有實(shí)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)估計(jì)和積累實(shí)際測(cè)定數(shù)據(jù)為參考。常用的橡

16、膠收縮率計(jì)算公式如下。1橡膠制品與模腔相應(yīng)尺寸計(jì)算公式：C=（L2L1）/ L1 X 100%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。2以邵氏硬度計(jì)算制品膠料收縮率的經(jīng)驗(yàn)公式：C=（2.8-0.02K）X 100%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。）3以橡膠硫化溫度計(jì)算制品膠料的收縮率的一般公式：C=（）T R X 100%橡膠的線形膨脹系數(shù)；模具材料的線形膨脹系數(shù)，T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)（%）。、常見值見下表五、 模具型腔尺寸計(jì)算收縮率對(duì)制品成型尺寸影響很大，另外，制品尺寸的波動(dòng)還取決

17、于合模壓力、硫化過程中的工藝條件，也取決于模具結(jié)構(gòu)和工藝過程。所以考慮模具尺寸 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)膠料收縮率有一定影響。實(shí)踐證明：制品越厚，收縮率越小；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)膠料收縮率的影響（又稱補(bǔ)償值）見表。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H33661010202030304050斷面寬度W收縮率S補(bǔ)償值S （%）S S 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

18、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（DS ）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（dS ）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，可以按下列經(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)：UHC (W S

19、)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3.1 O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 )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； 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 ）式中：W 型腔斷面直徑； WO型圈斷面直徑； 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：1差表以硬度為基準(zhǔn)，計(jì)算收縮率

20、近似值；2提高型腔的加工精度，一般制品要求提高23級(jí)，其公差值約等于制品公差的0.3 倍左右。3在新開的模具，盡可能留有修模的余地。第三章 橡膠模壓制品的廢、次品分析其原因主要有：1橡膠收縮率計(jì)算不準(zhǔn)。2成型、硫化工藝不正確。3模具結(jié)構(gòu)不合理。4膠料本身有缺陷。5制品尺寸公差過小。橡膠模壓制品的廢、次品分析見下表序號(hào)廢品類型廢品 特征產(chǎn)生的原因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1 設(shè)備、模具平行度不良2 橡膠收縮率計(jì)算不準(zhǔn)3 模具加工不良2缺膠 制品沒有明顯的輪廓，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1裝入的膠料重量不足2壓制時(shí)上升太快，膠料沒有

21、充滿型腔而溢出模外3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1裝入的膠料超量過多2模具沒有必要的余料槽或余料槽過小3壓力不夠4氣泡制品的表面和內(nèi)部有鼓泡1壓制時(shí)型腔內(nèi)的空氣沒有全部排出2膠料中含有大量的水分或易揮發(fā)性的物質(zhì)3模具排氣條件不佳4裝入的膠料重量不夠5凸凹缺陷制品表面有凸凹痕跡1模具加工時(shí)留下的加工痕跡2膠料本身有缺陷（如黏度大或超期）3模具排氣條件不佳6裂口制品上有破裂現(xiàn)象1啟模時(shí)取出制品時(shí)，制品被劃傷2因型腔內(nèi)涂刷隔離劑過多而造成膠料分層現(xiàn)象3模具結(jié)構(gòu)不合理4膠料成型方法不合理（特別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1

22、型腔內(nèi)裝入了臟污的膠料2型腔內(nèi)所涂的隔離劑過多3不同膠料相混4工藝操作（成型、加料方法）不正確5膠料超期8雜質(zhì)制品表面和內(nèi)部混有雜質(zhì)1膠料在塑煉、混煉及保管、運(yùn)輸中混有雜質(zhì)2模具沒有清理干凈（包括飛邊、廢膠未清理干凈）9分型面錯(cuò)位制品在分型面處有較大的錯(cuò)位1模具制造精度誤差和加工精度不夠245度分型膠圈由于飛邊增厚3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1膠料加工性能差（如氟橡膠）2模具結(jié)構(gòu)不合理（厚制品應(yīng)采用封閉式結(jié)構(gòu)模具和合理開置余料槽）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1模具粗糙度不夠2鍍鉻層有部分脫落3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)

23、合不好1金屬嵌件鍍銅或吹砂質(zhì)量不好2沒有嚴(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）3壓制地點(diǎn)的相對(duì)濕度太大4膠料與金屬粘接劑選擇不當(dāng)13孔眼制品有孔眼缺陷1雜質(zhì)脫落2氣泡破裂3裝入的膠料重量不足14接頭痕跡制品有接頭痕跡1成型、加料不正確2模具結(jié)構(gòu)不合理3膠料流動(dòng)、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、硫化流動(dòng)性好2丁晴膠 易悶氣，結(jié)合力差，在接頭處易產(chǎn)生痕跡而影響制品的強(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)），制品取出過程中變形量大（特別是熱模，強(qiáng)制拉出制品）

24、4丁苯膠 該膠料（特別是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、流動(dòng)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，所以有的制品采用冷卻后取出8聚氨脂橡膠 混煉、成型、硫化加工工藝性差，易起泡、發(fā)粘、開裂、流動(dòng)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

25、，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)亦分別稱為冷喂料擠出機(jī)和熱喂料擠出機(jī)。擠出原理就是膠料在擠出機(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，通過變換口型模，可以擠出各種斷面形狀的橡膠

26、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，可以滿足由于設(shè)備的限制而不能采用模壓制造的超長(zhǎng)制品。5 通過擠出模具膠料的變形與膨脹規(guī)律。膠料通過擠出機(jī)口模時(shí)間非常短，膠料在離開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：硬度較低的橡膠（邵氏硬度5060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；可塑性較好的膠料，擠出后膨脹變形較小，擠出尺寸穩(wěn)定

27、；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；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。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)。幾種常見的橡膠擠出模具結(jié)構(gòu)如

28、圖1所示。虞P218，221，222圖。對(duì)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。這樣對(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)避免膠料發(fā)生過熱硫化，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1：1.21.4之間。2.1 口型模設(shè)計(jì) 根據(jù)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)見圖2圖2 P215

29、2.1.1口型模口徑尺寸 圓形口型?？趶匠叽缫话銥閿D出機(jī)螺桿直徑的1/33/4?？谛湍？趶竭^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；口型模口徑過小，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)系見表2。表2擠出機(jī)螺桿直徑306585115口徑尺寸20以下204030604080 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2.53.5倍。但其總擠出量也應(yīng)在螺桿直徑的1/33/4。扁平形制品的擠出寬度與擠出機(jī)螺桿直徑的關(guān)系見表3。表3擠出機(jī)螺桿直徑306585115口徑最大寬度90180250300 膠料

30、通過口模后，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口型模口徑（mm）；D制品斷面尺寸K膨脹率，見表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90，流道較長(zhǎng)形狀簡(jiǎn)單的口型模擠出錐度一般在3060。如圖2所示。2.1.3口型模厚度 口型模厚度越大，膨脹率越?。豢谛湍：穸仍叫?，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，通過試模檢查

31、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口型模，口型模與口型模套筒的過渡角厚度越小越好，一般在0.51mm左右。見圖2。 對(duì)擠出機(jī)容量與擠出容量相差過大或擠出制品形狀不對(duì)稱時(shí)，可適當(dāng)開設(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。排膠口形式見圖3。圖3 P2162.2型芯與支架 帶有型芯與支架的擠出模具見圖4。圖4 P228 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)；另一種是無孔結(jié)構(gòu)，用于擠出膠料硬度較

32、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23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)間，減小生產(chǎn)中的準(zhǔn)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)的過程，其過程是一種化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)完成的時(shí)間隨著反應(yīng)溫度的增加而縮短。橡膠硫化過程每當(dāng)溫度升高10達(dá)到同一硫化程度所需要的時(shí)間就縮短約一半。當(dāng)然，橡膠在硫化過程中的化學(xué)、物理性能的變化是與溫度和時(shí)間有關(guān)的，選擇合理的硫化時(shí)間和溫度是保證注射硫化制品的性能的關(guān)鍵。 塑料模

33、具設(shè)計(jì)緒論一、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)中用來成型制品的重要工業(yè)裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。模具直接影響著新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(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，沒有高水平的模具工業(yè)，就沒有高水平的機(jī)電工業(yè)。 塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)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，塑料工業(yè)的發(fā)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。塑料已經(jīng)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、木材等材料已

34、經(jīng)成為塑料發(fā)展的趨勢(shì)。近幾年來，由于生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的提高和發(fā)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)是采用模具加工而成的。沒有模具加工業(yè)，就沒有橡塑制品。就塑料加工業(yè)而言，塑料產(chǎn)品的不斷開發(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)了模具的發(fā)展。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過或接近機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。我國(guó)也已經(jīng)把模具工業(yè)作為重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要部分。二、塑料橡膠模具概述在

35、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就是橡塑模具。 隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多橡塑產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、家電等各行業(yè)。特別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)的發(fā)展，同時(shí)對(duì)模具工業(yè)也提出了更高的要求。CAD/CAM/CAE已經(jīng)成為模具加工、設(shè)計(jì)的主流。生產(chǎn)

36、高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、壽命長(zhǎng)的模具已經(jīng)成為模具發(fā)展的趨勢(shì)和判斷一個(gè)國(guó)家模具行業(yè)制造水平高低的主要因素。近幾年來，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)類別及使用設(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。1 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

37、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)2 壓制成型模具將物料直接加入敞開的模具型腔內(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)，經(jīng)過物理或化學(xué)變化物料硬化定型。橡膠制品目前多采用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)3 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

38、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)4 塑料中空吹塑成型模具塑料中空吹塑成型根據(jù)成型工藝方法可分為擠出成型和注射成型等多種。擠出成型就是將擠出機(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。注射成型就是把注射機(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

39、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1 注射成型機(jī)2 平板硫化機(jī)3 擠出成型機(jī)4 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就是塑料注射模具，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。掌握注射模具的基本結(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

40、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。它主要由六部分組成。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)。它分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。圖3-1-1為普通澆注系統(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

41、模具在頂出板上也設(shè)有導(dǎo)向部分，目的是保證頂出過程中的準(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。根據(jù)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)。普通澆注系統(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)一、概述澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的流動(dòng)通道，它分為普通澆注系統(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

42、都有直接影響，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動(dòng)規(guī)律，這樣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，這方面的理論主要研究塑料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過程；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)入模具型腔過程中的流動(dòng)、相變和固化。注塑過程的研究主要集中在第二區(qū)段，它涉及到熔體通過澆注系統(tǒng)時(shí)所受到的剪切力及熔體表觀粘度的變化，這些都直接影響到澆注系統(tǒng)的尺

43、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)段的流動(dòng)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)流動(dòng)時(shí)，由于各點(diǎn)的流速不同存在著剪切力。設(shè)有剪切力于定溫下施于相距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)牛頓液體來說，剪切力與剪切速率du/dy成正比。= （3-2-1）比例常數(shù)稱為牛頓粘度，它是液體流動(dòng)難易程度的量度。 當(dāng)塑料在圓形流道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)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，其任意半徑r處的熔體所受的剪切力為：= （3-2-2）圖3-2-1 塑料熔體在圓形流道內(nèi)的流

44、動(dòng)情況在管壁處其剪應(yīng)力為：= （3-2-3）矩形流道剪應(yīng)力為： = 對(duì)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3-2-1 b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)間的流量，厘米 故在管壁處有：= （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：=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)流動(dòng)時(shí)，其各

45、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。= 所以 （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 由上面的公式可以看出：1 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，所以澆口斷面尺寸的增大有個(gè)極限值，就是大澆口尺寸的上限。超過此值，會(huì)取得相反的效果。而小尺寸澆口，由于

46、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)”。超過此極限值，剪切速率在增加，表觀粘度也不在降低。此時(shí)澆口的斷面尺寸就是點(diǎn)澆口的極限尺寸。2 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

47、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，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。3 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)引起表觀粘度的很大變化。這將使注射過程難于控制。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)表觀粘度的影響最

48、小，這樣有利于注射過程的控制。一般來說，剪切速率取最高值，對(duì)粘度的影響最小。所以，注射過程的剪切速率通常取 （1/s），而且盡可能提高。4 表觀粘度的控制在注射過程中，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。而升高溫度則帶來熱量損耗的增加和冷卻時(shí)間的延長(zhǎng)，溫度過高還會(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、小型等制品采用小澆口尺寸對(duì)制品的沖模及制品質(zhì)量是有利的；而大型、厚壁、粘度高的熔體則采用大尺寸澆

49、口。二、普通澆注系統(tǒng) （一）、普通澆注系統(tǒng)的組成普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。它的作用就是使注射機(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)先經(jīng)過它。 分流道是指把主流道的融料引入各個(gè)型腔的流道。對(duì)普通澆注系統(tǒng)而言，它開設(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。 冷料井就是為了避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

50、開設(shè)在主流道或分流道的末端。 （二）普通澆注系統(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。對(duì)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，為了防止開模時(shí)模板的縫隙留有溢料無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渡配合（H7/k6）或過盈配合(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2o6o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，避免注射時(shí)