茶杯杯盖的注塑模具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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摘要 模具工业是国民经济的基础工业，而塑料模具又是整个模具行业的霸主。我国的塑料成型模具设计，制作技术比较晚，整体水平还比较低，但近几年发展比较迅速。目前单单型腔的模具达 80%以上，仍占主导地位。该设计通过对多种相似塑件的模具结构参考，设计的是聚乙烯塑件（某型口杯盖），采用的是一模两腔注射。该产品采用点浇口注射，和整体式型腔设置。型腔是由两瓣合模构成，利用斜导柱侧向分型，塑件的螺纹采用强制脱模。 关键词 ：杯盖；注射模；瓣合模；侧向分型；设计； 2 he is is in It is of is in is in is 0%,an of I a in on is by is is 3 目 录 前 言 1 概 述 . 6 料工业简介 . 6 国塑料模现状 . 7 料模发展趋势 . 7 2 制品的分析 . 8 品的简介 . 8 品的工艺性及结构分析 . 8 射成形过程 . 8 3 拟订模具的结构形式 . 11 . 11 具结构形式的确定 . 11 塑机型号的确定 . 11 型面位置确定 . 14 注系统的设计 . 15 模推出机构的确定 . 24 向分型与抽芯机构的设计 . 25 模导向机构的设计 . 28 气系统的设计 . 31 度调节系统设计 . 31 架的确定和标准件的选用 . 33 形零件的结构设计和计算 . 35 4 塑料模材料的选用及技术要求 . 41 料模材料的性能要求 . 41 料模零件选材原则 . 41 料模材料选用 . 41 具的精度要求 . 42 5 模具工作过程 . 43 型前的准备 . 43 射过程 . 44 模过程 . 44 . 44 总结 . 45 参考文献 . 46 4 前言 塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定 形状和尺寸的塑料制品的工具。塑料模具对塑料制品的质量和操作难易程度都有相当的影响因此要求模具在生产度，外观，物理性能等各方面都满足使用要求并要求其效率高，操作简便，结构合理，制造容易，成本低廉。现代塑料制品中合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少三项重要因素。尤其是塑料模具要实现塑料加工工艺要求，制件使用要求和造型设计起着十分重要的作用。因此，对塑料模具生产也提出了越来越高的要求。因此促使模具生产不断向前发展。 模具工业是现代工业的基础，它的技术水平很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争能力。随着 我国加入“ 伐的日益加快。“入世”将对我国模具工业产生重大而深远的影响，经济全球化的趋势日益明显，同时世界众多知名公司不断进行构调整，国内市场的国际性进一步现，该行业将经受更大的冲击，竞争也会更加激烈。在如此严峻的行业背景下，我国的技术人员经过不断的改革和创新使得我国模具水平有了较大的提高，大型，复杂，精密，高效和长寿命模具有上了新的台阶。 塑料制品的成型是塑料成为具有实用价值制品的重要环节。塑料成型方法已达 40多种。其中最重要的是注射，挤出，吹塑和压制等。它们几乎占了整个塑料成型的 85%；其中注射 尤为突出，占塑料成型的 30%以上。注射模具成形是热塑性塑料成型的一种方法，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，有些热固性塑料也可以用注射模塑成型。 我国塑料模的发展，极其迅速。现已具有相当规模。无论是设计水平，加工制造技术，还是 要求的周期越来越短、精度越来越高，以加速新产品投产及产品的更新换代，提高经济效益及竞争力。近几年来，许多企业认识到这一点，都在朝这个方向努力发展。把在实际工作中积累的经验收集、整理与总结。逐渐形成一种规范化，标准化的设计。 本设计严格按照模具设计的步 骤，及模具设计中的要求来设计的：塑件工艺性的分析、型腔数量的确定、分型面的确定、浇注系统的设计、成型零件的设计等，这一整套的程序下来，感觉自己这方面的知识丰富了不少。同时在设计中也要求对机械的相关知识有相当的了解：机械制图、公差与配合、机械制造、材料成型、数控技术等。 随着政府和企业界对模具工业的重视程度的不断提高，模具的发展速度在不断加快，技术得到进一步发展，模具工业的发展前景十分的广阔。 5 1 概 述 料工业简介 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从聚氯乙烯塑料问世以来，随着高 分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的进步、愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促进塑料工业的发展。 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促 进了塑料模具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模。 塑料模具的设计是模具 制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模的优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品 （或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的 效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型 6 塑料模的设计与制造水平，常标志一个国家工业化的发展程度。 国塑料模现状 塑料模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模工业是国民经济的基础工业。用塑料模生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 在模具方面 ，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模的设计、制造技术、 术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模 具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化 商品化尚待规模化； 立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。 料模发展趋势 塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型 工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。 由于计算技术和数控加工迅速发展，使得 传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模 少塑料模的设计与制造工时，缩短塑料模生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的“质 量高、交货快、价格低”的要求。 塑料模以后的发展主要有以下几方面： 1、注射模 2、挤塑模 3、压模 4、塑料专用钢材系列化。 2 制品的分析 7 品的简介 制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 制品的分析主要包括以下几点 1、 产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性； 2、 脱模斜度 是否合理； 3、 塑件厚度及其均匀性； 4、 塑件种类及其收缩率； 5、 塑件表面颜色及表面质量要求。 设计中塑件各项要求 1、 塑料名称：聚乙烯 ( 2、 色调：淡绿色 不透明； 3、 生产纲领： 大批大量。 品的工艺性及结构分析 构分析 该制品为一口杯盖 ,表面有一阶梯 ,小阶梯的外圆面有突起 ,这就增大了成型的难度 ,两 外圆面分别在两个型腔成型 ,必须保证同轴度 , 所以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证传动精度。内部有不规则螺纹，也给脱模带来困难。见图 2 1。 型工艺分析 1、 精度等级：采用一般精度 6级 2、 脱模斜度：因本设计中采用的是瓣合模，所以不需要考虑脱模斜度，也就是说脱模斜度为零度。 料的性能分析 聚乙烯（ 由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料来源充足，而且聚乙烯具有优 良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能，耐低温性能和良好的加工流动性，因此 其制品生产非常迅速 . 射成形过程 对 度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 注射工艺参数 8 2 1 塑件零件图 注射机：注塞式 喷嘴形式：直通式 喷嘴温 度 :230 240 料筒温度（ ： 前段 250 280 中段 段 240 260 模具温度（ ： 80 100 注射压力（ ： 80 130 保压力（ ： 40 50 成形时间（ s ）：注射 0 5 保压时间（ s ）： 20 50 冷却时间（ s ）： 20 50 成形周期 （ s ）： 50 140 E 的使用性能 耐腐蚀性 ,电绝缘性 (尤其高频绝缘性 )优良 ,可以氯化 ,辐照改性 刚性 ,硬度和强度较高 ,吸水性小 ,有突出的电气性能和良好的耐辐射性 伸长率 ,冲击强度和透明性较好 ,超高分子量聚乙烯冲击强度高 ,耐疲劳 ,耐磨 ,用冷压烧结成型 . 9 E 的主要性能指标 表 2密度 g/性模量 10 比容 g 曲强度 08400 吸水率 %（ 24h） 小于 拉屈服强度 20390 收缩率 % 点 C 105137 3 拟订模具的结构形式 模具的结构形式，是指设计过程中的注射机的确定，浇注系统的形式和浇口位置的 10 选择，成型零件的设计，脱模推出机构的设计， 侧向分型与抽芯机构的设计，合模导向机构的设计，温度调节系统的设计及各个零件的设计和装配图设计。 定型腔数量及排列方式 当塑料制件的设计已经完 成，并选定所用塑料后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型 腔模。与多型腔模相比，单型腔模具有以下优点： 1、塑料制件的形状与尺寸精度始终一致； 2、工艺参数易于控制； 3、模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。 一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 由以上分析初步定为一模两腔 , 见图 3 具结构形式的确定 型腔单分型面模具 制品外观质量要求不高，尺寸精度要 求一般的小型制品，可采用此结构。 型腔多分型面模具 制品外观质量要求高，尺寸 精度要求一般的小型制品，可采 图 3 1 型腔分布示 意图 用此结构。该制品外观质量要求 较高，分析该制品样品采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的痕迹，可知浇口为一般侧浇口，并可初步拟定采用两型腔双分型面的模具结构形式，其中双分型面为：水平、垂直分型面。 塑机型号的确定 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注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型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、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。 射机的选用原则 1、计算塑件及浇道凝料的总容量（体积或重量）应小于注射机额定容量（体积或容量）的 2、模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力； 11 3、模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力； 4、模具的闭模高度应在注射机最大，最小 闭合高度之间； 5、模具脱模取出朔件所需的距离应小于所选注射机的开模行程； 6、模具的外形尺寸及安装尺寸必须与所选注射机模板适应，既模具最大外形尺寸安装时应不受拉杆间距的影响，模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合；模具的模板各安装孔应与注射机固定模板的安装孔相对应、机床喷嘴孔径和球面半径应与模具进料孔相对应，注射机的开模行程应满足脱件条件。 关制品的计算 根据零件图提供的样品，便可以根据样品测绘得出制品体积，同时也可以借助计算机辅助软件 (如： 软件等 )建立制品模型（对于没有提 供样品的设计，也可以由所提供的制品图样建立模型），这样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。因条件所限 ,本设计是由测绘所的体积： 1）制品的体积为： 质量为： m= ）初步估计浇注系统的体积约为塑件的 ： 本设计中取 5（ 3）该模具一次注射共需塑料的体积约为： 射机型号的确定 根据以上的计算初步选定型号为 125的注射机。 近年来我国引进注射机的机型很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的“注射机使用说明书”上标明的技术参数。 根据以上的计算初步选 定型号为 125的注射机，其主要技术参数如下表： 表 3125注射机主要技术参数 额定注射量（ 125 螺杆 (柱塞 )直径（ 42 注射压力（ 150 注射行程（ 115 注射时间 (s) 模力（ 900 最大成型面积（ 320 最大开合模行程（ 300 模具最大厚度（ 300 模具最小厚度（ 200 合模方式 液压 机械 喷嘴球头半径（ 杆中心距（ 230 喷嘴孔径（ 4 射机及各个参数的校核 12 1、 注射压力的校核： 该注射机的注射压力为 1500 130 所以能够满足要求。 2、由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 n： 123 60 0/ M n 上式右边 =2 （符和要求） 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 注射机的额定塑化量（ g/h 或 h） T 成形周期 浇注系统所需塑料质量和体积（ g或 单个制品的质量和体积（ g或 3、按注射机的最大注射量校核型腔数量 n： 12M n =2 （符合要求） 式中 注射机允许的最大注射量（ g或 4、按注射机的锁模（合模）力的校核： 注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机的额定锁模力，既 F P（ n 式子的右面为 合要求） 式中 F 注射机的额定锁模力（ N） 单个制品在模具分型面上的投影面积（ 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ p 塑料熔体在模腔内的平均压力（ 通常模腔内的压力为2040型一 般制品为 2434密制品为 3944 本设计中取模腔内的平均压力为 40n 型腔个数 5、 开模行程的校核： S=2+5 10 上式右边 S=32+34+46+5 =117注射机的最大开模行程是 300以（符合要求） 13 式中 注 射机最大开模行程（ 推出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统在内的制品高度（ 型面位置确定 模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具 ,而且涉及模具结构与制造成本 应考虑成形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度 和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 型面的选择原则 1、分型面应选择在制品的最大截面处 ,无论塑件以何方位布置型腔 ,都应将此作为首要原则； 2、有利于保证制品的外观质量 ,分型面上型腔壁面稍有间隙 ,熔体就会在塑件上产生飞边； 3、尽可能使制品留在动模一侧 ,因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行； 4、有利于保证制品的尺寸精度； 5、尽可能满足制品的使用要求； 6、尽量减少制品在合模方向上的投影面积 ,以减小所需锁模力； 7、长型芯应置于开模方向 ,当塑件在 相互垂直方向都需设置型心时 ,将较短的型心设置在 4侧抽芯方向 ,有利于减小抽拔距离； 8、有利于排气； 9、有利于简化模具结构 ,应尽量避免侧向分型或抽芯； 10、在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。 对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，从所提供样品采用的分型面可知：第一分型面与开模方向垂直；进行模具设计时，在充分考虑上述原则的基础上，可得出：第二分型面与制品推出方向平行。 14 2341、定模板 2、第一分型面 3、瓣合 模 4、第二分型面 图 3分型面位置图 注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处 ,以获得外形轮廓清晰 ,内在质量优良的塑料制件 . 它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料穴、浇口。 注系统设计原则 1、浇注系统与塑件一起在分型面上 ,应有压降 ,流量和温度的分布的均衡布置； 2、结合型 腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置； 3、尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间； 4、浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料； 5、避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生； 6、浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修； 7、熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态， 以及对制品质量的影响； 8、尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量； 9、浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有 10、设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施； 11、尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。 15 流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 1、主流道尺寸 1）主流道小端 直径 d=注射机喷嘴直径 +1 =4+1 取 d =5（ 这样便于喷嘴和主流道能同轴对准 ,也能使的主流道凝料能顺利脱出 2）主流道球面半径 主流道入口的凹坑球面半径 R,应该大于注射机喷嘴球头半径的 2 两者不能很好的贴合 ,会让塑件熔体反喷 ,出现溢边致使脱模困难 . 射机喷嘴球头半径 +2 3 取 2+2=14（ 3）主流道长度 L 一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少 物料损耗，以短为好，小模具控制在 50之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构 取 L=35（ 4）主流道大端直径 D=d+2锥角为 1 2，取 =2） 8 取 D=8（ 2、主流道衬套的形式及尺寸 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和 16 图 3口套 热处理，常采用碳素工具钢，如 处理硬度为 53 57于该模具主流道较长 设计成分体式较宜。 3、定位圈的结构尺寸 定位圈是对浇口套的固定和对注射方向的导正 均布均布图 3位圈 4、主流道衬套的固定 17 （ ）（ ）123451、定位圈 2、内六角螺钉 3、浇口套 4、定模座板 5、浇注凝料 图 3流道衬套的固定 料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 10 25深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成形性能不佳，如果这里相对较低的 冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴（冷料井）。 冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件质量。 1、主流道冷料穴 主流道冷料穴常设在主流道的末端，开模时应将主流道中的冷凝料拉出 ,所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径 料穴分别开在左右瓣合模上，开模时，将主流道中的凝料拉出来；侧向分型时 ，冷料穴中的凝料会制动脱落。 其中 该模具取 d=D=8 ( 18 123451、浇注凝料 2、 3、定模板 4、瓣合模 5、拉料杆 图 3流道冷料穴 其中 2为主流道的冷料穴，这样设计的好处是不紧能容纳熔料的冷峰，同时还可以配合拉料杆巧妙的拉出凝料，见图 3 6。 2、分流道冷料穴 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的 2倍。 该模具的分流道冷料穴与流道的截面形状相同，直径逐渐缩小的半圆形，见图 3 7。 1231 、定模座板 2、分流道冷料穴 3、定模板 图 3流道冷料穴 流道的设计 在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的动通道，其作用是通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔。分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小。在多种常见截 19 面 当中，圆形截面的压降是最小的。 1、分流道的形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、 U 形、半圆形、矩形、六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大、表面积小。因此可以用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。各种截面的效率见表 3 2。 表 3 2 各种截面的效率表 截面形状 圆形 方形 六边形 半圆形 梯形 矩形 效率 设计在保证塑件质量的前提下，从经济和加工的角度分析，最终采用了半圆形截面，从图 3 8中也可以看出。 因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，也常用塑料的分流道直径的推荐值，对于壁厚小于 3量在 200 克以下的塑件，可以用以下的经验公式确定分流道的直径： 式中 B分流道直径（ m流经分流道的塑料量（ g） L分流道的长度（ 根据公式计算得 4 1 4 09 0 B = （故不在适用范围） 计算结果不在给定的推荐值内，在本设计中取 12 3部分常用塑料常用分流道断面尺寸推荐范围 塑料名称 分流道断面尺寸 料名称 分流道断面尺寸苯乙烯 10 聚乙烯 聚氯乙烯 10 尼龙类 聚氯乙烯 16 聚甲醛 10 聚氨酯 丙烯 5 10 聚苯醚 10 丙烯酸塑料 8 10 聚砜 10 20 1231、定模座板 2、分流道截面形状 3、定模板 图 3流道的截面形状 分流道长度 长度应尽量短，且少弯折，该模具分流道的长度为： 140，见图 3 8。 2、分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想因此分流道的内表面粗糙度 不要求很低，一般取 m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处取 m。 3、分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分为平衡式与非平衡式两种。不管有多少种布置形式，总的来说应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式 4、分流道与浇口部分的连接 1231、定模座板 2、分流道截面形状 3、定模板 图 3分流道与浇口的连接 口的设计 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，它的作用是增加和控制塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料，以保证充填实，确保制品质量。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。 1、浇口的主要作用有如下几点： 1）熔体充模后，首先在浇口处凝结，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流； 2）熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦 热，使熔体升温，有助于充模； 3）易于切除浇口尾料； 4）对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口还能 21 用以 控制熔接痕的位置。 2、浇口尺寸的确定 浇口的截面积一般为分流道截面积的 3% 9%，截面的形状多为矩形（宽度与厚度的比为 3： 1）或圆形；浇口长度约为 右。在设计的时候一般取小值，在以便在试模时修正。浇口最终的具体尺寸根据经验和零件的尺寸和形状的要求确定。 3、浇口位置的选择 浇口位置与数量对制品质量影响很大，选择浇口位置时应遵循如下原则： 1）浇口应设在 能使型腔的各部位、各角落同时充满的位置； 2）浇口应开设在塑件较厚的部位，以使熔料从厚断面移入薄断面，以利于补料； 3）浇口应设在有利于排除型腔中气体的部位； 4）口应设在避免塑件表面产生熔合纹的部位； 5）对于带有长型心的模具，浇口应设置在能使进料沿型心轴向均匀进行，以免型心被熔体冲击而变形； 6）浇口的设置应避免熔体的断裂； 7）浇口的设置应不影响塑件的外观； 8）浇口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。 4、浇口结构的形式 注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况个 不相同。按浇口的特征可分为限制浇口（既封闭式浇口，在分流道与型腔之间有突然缩小的阻尼式浇口）和非限制浇口（既开放式浇口，又称直接浇口或主流道式浇口）；按浇口形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环行浇口及薄片式浇口；按浇口的特征性质可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的塑件的位置可分为中心浇口和侧浇口等。 对于该模具，是中小型制品的多型腔模具，同时从塑件的形状等各方面分析知采用的是点浇口。点浇口又称橄榄形浇口或菱形浇口，是种截面尺寸特小的圆形浇口。点浇口一般设在型腔底部，排气畅通，成型良好，塑件无不良痕迹 。有利于实现制动化操作，常用于成型如壳盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件，能制动切断浇口凝料，见图 3 10。 22 图 3点浇口的结构尺寸 5、浇口结构尺寸的经验计算 根据模具的实际情况，再结合所提供经验值得，点浇口的直径为 1，长度为 1。见表3 4。 表 3 4 侧浇口和点 浇口的推荐尺寸 制品壁厚 /浇口尺寸 /点浇口的直径 d（ 浇口长度 l/度 h 宽度 w 2 浇注系统凝料的脱出机构 1、普通浇注系统的凝料的脱出 通常采用侧浇口、直接浇口及盘形环浇口类型的模具，其浇注系统凝料一般与塑件连在一起。 塑件脱出时，先用拉料杆拉住冷料穴，使浇注浇注系统留在动模一侧，然后用推杆或拉料杆推出，靠其自重而脱落。 2、点浇口式浇注系统凝料的脱出 点浇口浇注系统凝料，一般用人工、机械手取出，但生产效率低，为适应自动化生产的需要，可采取以下方式脱出凝料：利用推杆拉断点浇口凝料、利用侧凹拉断点浇口凝料、利用拉料杆拉断点浇口凝料、利用定模推板拉断点浇口凝料等。 综合对比各个方式，本设计中的点浇口的拉断利用的是侧凹：是在接近分流道的末端钻一斜孔，开模时保证先从此分型面分开，点浇口被拉断，流道凝料被中心拉料杆拉向型腔板一侧。拉 断点浇口凝料的侧凹，见图 3 23 1 2 3 41、浇口套 2、定模座板 3、拉断点浇口的侧凹 4、定模板 图 3凹拉断点浇口的系统 注系统的平衡 对于中小型制品的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成形。一般在制品形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状 及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口流量及成形工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。 1、分流道平衡 对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔料在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下： 212121 式中 熔料分别在流道 1和流道 2中的流量， s； d1, 分流道 1和分流道 2的直径， 分流道 1和分流道 2 的长度， 2、浇口平衡 在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔料同时充满各型腔。 浇口平衡简称为 ,只要做到各型腔 相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： 中 浇口的截面积， 浇口的长度， 分流道的长度， 该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。 24 模推出机构的确定 注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构，称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。既首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。 模推出机构的设计原则 制品推出（顶 出）是注射成形过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则： 1、结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，且推出机构应尽量设置在动模一侧
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