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1 外文原文： 1 to to in to in to of to be On to is On in to to to be 2 is in is an to to 2.1 is is of 0s is In in up as in as as It to is a PM to be or by so on of to at LA AD to 2 to is on to by to by is as to so on or is is to of to of OM is to is so is an to is so on LS is to by to so up is at of to DM is by to AD to to to up a or 3 to by on up a by in in 3 is ? by AD 2.2 is so on of in of of to in a to to of is .5 mu m. At in so on is of VC PU of in to be is to or to is in in to to a on is of 0to is is so on is of is in on on by to in is is 4 to be to 2.3 to to of is to a a do to to in he is a 38 s, is it of n( of at a a of of is to is is is a 00in on a is a of to or as 80 s or so to a on in s is to is to to to is a of to or as or as of of up to to is is is is on a of to to to to to to of a or as of to 2.4 of to is is T7 a=mu m, is 00,000 5 is in to of L. 2.5 is he is to to on to an at by .6 is is it is by is of is 00of 5mm is 2.7 to or to S or to to of in do 5PS or by or is 6 to PS or in 7on to PS or on to to to is is to so on so on 2.8 in to in so on is of or it it in is in to be as to to be effici 毕 业 设 计（论 文） 设计（论文）题目： 固定板 注塑 模具设计 学 院 名 称： 专 业： 班 级 ： 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期： 年 月 日 要 塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。 模具技术是融合机械工程、计算机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 本文中针对 射模具 制定出合理的设计 结构 ， 其中包括 成型部分及其零部件 设计，浇注系统设计，脱模机构设计 ，冷却系统设计 等。根据分析，设计了一套塑料注射模具，并对模具以及主要零件进行了 图。 关键字： 注射模具 ， 浇注系统 ， 脱模机构 ， 冷却系统 目 录 摘 要 . 录 . 1 章 绪 论 . 1 述 . 1 料模现状 . 1 具产品发展趋势 . 2 课题的设计步骤 . 4 第 2 章 塑件的工艺分析 . 6 件的工艺性分析 . 6 件的原材料分析 . 6 聚甲醛的注塑工艺参数 . 8 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 . 8 构分析 . 8 寸精度分析 . 9 面质量分析 . 9 算塑件的体积和质量 . 9 第 3 章 注塑模设计 . 10 射模具分型面的选择 . 10 分型面的基本形式 . 10 分型面选择的基本原则 . 10 分型面的选择 . 10 注系统的设计 . 10 注系统的组成 . 10 注射模具主流道的设计 . 11 流道的设计 . 12 口的设计 . 13 料穴和钩料脱模装置 . 16 腔数目的确 定及型腔的排列 . 16 腔数目的确定 . 16 腔的排列 . 18 第 4 章 成型零件和模体的设计 . 19 具型腔的结构设计 . 19 芯的结构设计 . 20 型零件的尺寸确定 . 20 第 5 章 顶出机构的设计 . 22 第 6 章 冷却系统的设计 . 24 第 7 章 排气系统 . 25 第 8 章 注射机有关参数校核 . 25 总结 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 28 第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪 论 述 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。 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。 料模现状 我国的模具工业在“九五”期间虽有较快发展，但相比一些发展较快的国家，我国仍存在相当大的差距。据资料显示， 应用，发达国家远高于中国，而中国大陆的应用程度有远低于香港，台湾。特别是 件和 件，发达国家已普及而中国大陆才刚刚起步。差距之大，使人感慨。在模具标准零件及标准模架方面，发达国家已普及，并实现了商品化，而中国大陆已有国家标准但尚未实现商品化。热流道及热管技术发达国家已大量使用，并形成了系列和标准。而我国大陆 70 年代开始研毕业设计（论文） 2 究迄今尚无标准。 在发达国家及发达地区塑料模具行业向小而专的方向发展；向技术密集方向发展；高技术与高技艺相结合；生产规模以小而专见长；专业化与柔性化相结合。而在中国大陆则恰恰相反。独立的模具工厂难以生存；多属于劳动密集型企业；有忽视高技艺的倾向；大 而全居多；尚无专业化与柔性化相结合的规划。而且大型，精密，复杂，长寿命模具产需矛盾仍然十分突出，高档模具进口的比例达 40%以上，而有些模具已出现过剩。 近年来我国塑料模具有了长足的进步，大型，复杂，高效和长寿命模具又上了新台阶，特别体现在高科技应用的深度和广度上，表现在下列几个方面： （ 1）广泛应用 别是加工方面，计算机造型，编程并由数控机床加工已是主要手段， 件也已得到广泛应用，提高了设计水平。 （ 2）热流道技术的推广应用更上一层楼，内热式和外热式流道装置，自制热喷咀和引进热 喷咀都得到了应用，有的已达到国际先进水平。 （ 3）气体辅助注射技术已得到应用，不少厂家均采用了此技术，例如熊猫公司开发气辅模具是时，采用了 C 辅分析软件使模具顺利研制成功。 （ 4）应用优质塑料模具钢，现注射模较少采用 45 钢， 得到广泛应用，大大提高了使用寿命和表面光洁度。 （ 5）抽芯脱模机构的创新设计，很多厂家已设计出结构新颖，脱模容易，具有创新意识的脱模机构，并解决了很多以前脱模难的问题但与发达国家。 （ 6）精密，复杂，大型，高寿命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高，模具零件要求 互换，塑件形状复杂的模具由于采用了 维技术计算机模拟注射成型，气辅技术等先进的方式，使模具达到了国外同类模具水平。模具的寿命也达到 100万次或更高。 具产品发展趋势 模具工业是我国国民经济的基础工业，随着全球经济的发展，新的技命不断取得新的进展和突破，市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种，小批量，高质量，低成本的方向发展，于是对制造各种产品的关键工艺装备 具必然会有如下发展趋势： 术将日益深入人心并发挥越来越重要的作用。基于网 络的一体化系统结构 达到开放性，兼容性和专业化的统一。 第 1 章 绪论 3 件在智能化，面向对象，基于特征和面向制造方面将获得长足的进步。模具 3D 分析的重要性更加明确。国产软件 统， 统和 软件的功能和水平将不断提高和完善。 2. 模具的精度将越来越高，并日趋大型化，现在模具精度已达 2 3 毫米，不久 1毫米精度的模具将上市。随着零件微化及精度要求的不断提高，这就要求发展超精加工。另一方面，由于用模具成型的零件日益大型化以及由于高效率要求而发展的一模多腔，势必要求模具随 之大型化。 流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高，由于热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用将会发展很快，比例也将逐渐提高。 辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。气体辅助注射成型技术能改善塑件的内在和外观质量。具有注射压力低，制品变形小，节约原料，提高制件生产率，从而大幅度降低成本等优点。而高压注射成型可减小树脂收缩率，增大塑件尺寸的稳定性，提高其精度。 制模技术的前景十分广阔，突出的表现在快速成型（ 速模具制造（ 。 21 世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达 75%以上。模具的生产周期将越来越短，成本也将相应降低。精度和寿命又能满足生产上的使用要求 T 的研究成为国内外 十分关注并大力发生的领域之一，正大力向着快速模具制造（ 展，一些新的快速成型方法相继涌现， 电脑，激光，光学扫描，先进的新型材料，计算机辅助设计（ 计算机辅助加工（ 数控（ 合应用的高进技术。利用它可以直接或间接的快速制模。快速制 模技术为适应市场的需求，必然呈现多元化的发展趋势。 具标准件不但能缩短模具制模周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本，因此模具标准件的应用必将日益广泛，在今后的模具市场中必将成为一类。十分活跃而又高速发展的产品。 向工程技术已成为模具制造，信息传递的简便途径，是模具 关键技术之一。 于对模具钢的要求越来越高，迫切需要研制出高强度，高硬度，高耐磨性惬意 加工，热处理变形小，导热性优良的制模毕业设计（论文） 4 材料，并广泛的投入应用。如各种导型材模具， 料等。 随着以塑料钢的进一步发展，塑料模的比例将不断提高，发展速度也将高于冲模。对模具的要求也将越来月高，高档模具在市场上的份额也将逐步扩大。 课题的 设计步骤 本设计要求使用 计成型注射模具。 带联合顶出机构对于注塑模的设计比较简单，使用常规的设计方法就能够设计出合理简单有效的模具。 机构的材料： 聚甲醛 根据选择模具要一腔两模，对于模具的基本方案是： （ 1）对于注塑机 的选择，由于机构的结构和产量以及所给的各项要求，进行综合的考虑，采用卧式注塑机； （ 2）模具结构设计 （ a）浇注系统设计 所给设计要求是一模两腔，因此将型腔对称放置，使用圆锥型主流道，使用球型头的拉料杆的冷料井。将分流道对称设置，分流道截面采用梯形截面，浇口采用潜伏式浇口，利用分型面或配合间隙排气； （ b）成型零件结构设计 阴模使用整体嵌入式，上下模板上均嵌入阴模。由于结构的上下结构特征，在上下模板均设计了型芯； （ c）合模导向和定位机构设计 使用导向柱四根，同时与导套配合，既能够导向，又能够定 位； （ d）脱模机构设计 使用推杆进行脱模，同时在喷雾器嘴的下侧使用一推环，虽然塑件有四处筋板，可使用使用四处推杆，但使用一推环可防止在推模时对塑件造成破坏； （ 3）零件图的绘制 在对模具的结构进行了基本的设计后，首先要进行三维图以及零件图的绘制，以为后一部的加工提供必要的尺寸及一些数据参数。 （ 4）对模具进行模具的 在对模具进行基本设计之后，就要进行相关的设计计算，在得到正确的数据后，利第 1 章 绪论 5 用 过进行人机交互，即可得到简单又优良的设计。在对模具进行设计完成之后，我们得到了模具的 三维图 ,并生成模具的装配图，同时生成我们所需要的所有零件的图纸。 进行以上的工作之后，还要进行 注射模具的制造工艺设计 ,在完成所有的设计之后完成设计说明书的撰写。 毕业设计（论文） 6 第 2 章 塑件的工艺分析 该塑件是 品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用 聚甲醛 ，生产类型为大批量生产。 图 1 件的工艺性分析 件的原材料分析 选择材料： 聚甲醛 聚甲醛 (英文： 塑性结晶聚合物。被誉为 “超钢 ”或者 “赛钢 ”，又称聚氧亚甲基。结构为，英文缩写为 常甲醛聚合所得之聚合物， 聚合度 不高，且易受 热解聚 。缩醛聚合物即聚甲醛是南甲醛聚合形成的，它也常称做聚氧亚甲基 (由甲醛米制备聚合物早在 20 世纪 20 年代 就被 s 九 究过，但是直到 杜第 2 章 塑件的工艺分析 7 邦开发出 林 )以前尚来制得热稳定的材料 “。均聚物是用非常纯的甲醛经阴离子聚台制 得胺类和可溶盹碱仓属盐 化这一反应 _2。形成的聚台物是不溶的随着聚合反应的进行不断析出。随着甲醛选出缩醛树 脂被拉开，于是发生了热降解。聚 合物的热稳定性可通过端羟基与醋酸酐的酯化来提高改善热稳定睦的另一个疗法是与第二单体如环氧乙烷共聚，其聚物是按阳离子聚台 法制备的 b。泼方法是山 r)康 )出售。 斯塔弗姆 )是另一种共聚物。第二单体的参与可降低聚台物 拉开式降解的倾向 ”。 缩醛 树 脂的热降解有四种机理。 第一种是热或碱催化的链解聚；结果是释出甲醛，聚合物的端基割闭可减少这种倾向；第二种是氧进攻聚合物的无规则位萱也导敛解聚，采 用抗氧剂可减少这种降解机理的发乍，共聚也有助于降低这种倾向；第三种机理是缩醛树脂链被酸断裂，这一点很重要，除怍经过清洗不要用生产聚氯乙烯的设备来 加 J。缩醛树脂，闻为设备中可能会存在微址的 叫种降解 t,当温崖超过 270。 C 时发生热解聚，这一点很重要，它告诫操作者加工温度要保 持 270 以下，以避免聚合物降懈。 缩醛树脂是高度结曲的，典型的结晶度是 75%，熔点星 180C。与聚乙烯 (比由于 cO 键更短所以分产 链堆积得更紧密，其结果是聚台物的熔点更高， E 也比 硬。高的结晶度赋予缩醛檗合物以很好的抗溶剂性。聚合物辛要是线型其分子鼍 ( 20000 到 110000 之间。 缩醛树脂是强而硬井典有良好疲劳性和尺十稳定性的热塑 (性 )塑料，它电具有低的摩擦系数和良好的耐热性以认为缩醛树 脂类似于尼龙，但它的耐疲劳性、耐蠕变性、硬度和耐水性比尼龙更好。仉是缩醛树脂的抗蠕变能力不如聚碳酸酯。如前所述，缩醛树脂具有优异的耐溶荆性，目前 还没有找到在 70 以下可以溶解缩醛树 脂的有机溶剂；但是它可以在某些溶剂中溶胀。缩醛树脂埘酸、碱和氧化剂敏感。尽管 cO 键是极性的但它已被平衡 且极性比尼龙中的羰基小得多，其结果导致缩醛树脂具有相对低的吸湿性。吸附的少量湿气可能引起溶胀和尺尺寸变化，但不会导致聚合物水解而降解。湿气的影响 比尼龙聚合物小得多。紫外线光町能会 f 起聚台物降解，町以通过加入炭黑来降低这种降解。共聚物通常具有和均聚物类似的性质，但均聚物的力学性能比共聚物 稍高一些其熔点也更高，但其热稳定性和耐碱性比共聚物差 。均聚物和共聚物都町填克填料 (玻璃纤维、含氟聚合物、芳 族聚酰胺纤维和其他填料 )制成增韧 级、紫外线光 (业设计（论文） 8 稳定级材料。缩醛树脂与聚氪酯弹性体共混提高其韧性，这些材料都可以在市场上买到。 用于注射成型、注塑成型和挤出成型的缩醛树脂都可买到。在加工过程中重要的是不要超温或由于产生甲醛而引起的严重超 压。聚合物在关机前应清洗干净，以免在启动过程中过热。缩醛树脂应在干燥的地方储存。缩醛树脂的表观粘度对剪切应力和温度的依赖性比聚烯烃小，但是其熔体 却具有低弹性和低强度。低的熔体强度是应用吹塑成型时存在的一个问题。对吹塑成型来说，带有支链结构的共聚物更适用。结晶速度很快 ，模塑后收缩可在成型后 的 48h 内完成。由于快速结晶很难制得透明薄膜。 美国和加拿大 缩醛树脂的市场需求量为 醛树脂的应用包括：齿轮、辊筒、管道部件、泵零 件、风扇叶片、吹塑膜制的空气溶胶容器、模制链轮和锁链，它经常用以直接取代金属。缩醛树脂主要用于注射成型，其次用于挤出板材和棒材。缩醛树脂的低摩擦 系数使之可用以制造良好的轴承 1。 聚甲醛 的注塑工艺参数 1、注塑机类型： 螺杆式 7、保压力 50702、喷嘴 形式 直通式 8、注射时间 35s 3 、 螺 杆 转 速（ r/ 3060 9、保压时间 1530s 4、喷嘴温度 180190 C 10、模具温度 5070 5、成型温度 C 料筒： 前 200210 中 210230 后 180200 11、冷却时间 1530s 6、注射压力 7090 12、成型周期 4070s 件的结构和尺寸精度 及表面质量分析 构分析 从零件图上分析，该零件总体形状为 长 圆 形。模具设计 ,该零件属于中等复杂程度 . 第 2 章 塑件的工艺分析 9 寸精度分析 从塑件的壁厚上来看 ,壁厚最大处为 2厚均匀 ,，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等 。 面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有 杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。 综上分析可以看出 ,注塑时在工艺控制得较好的情况下 ,零件的成型要求可以得到保证 . 算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用 注塑机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积： V=计算塑件的质量：根据设计手册可查得 聚甲醛 的密度为 = 塑件质量： M= 50g(通过 3 采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机 125型。 10 第 3 章 注塑模设计 射模具分型面的选择 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则：（ 1）保持塑料外观整洁；（ 2）分型面应有利于排气；（ 3）应考虑开模是塑料留在动模一侧；（ 4）应容易保证塑件的精度要求；（ 5）分型面应力求简单适用并易于加工；（ 6）考虑侧向分型面与主分型面的协调；（ 7）分型面应与注射机的参数相适应；（ 8）考虑脱模斜度的影响 11。 分型面的选择 根据对工件模型的观察和分 型面选择的基本原则。现选择 分型面。如图 图 分型面 注系统的设计 注系统的组成 浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进 入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统应注意以下几项原则 12。 （ 1）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。 （ 2）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。 （ 3）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率。 11 （ 4）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。 注射模具主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机喷嘴 先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。由于主流道与熔融注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式在定模板上 13。 （ 1）主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 （ 2）主流道尺寸 在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设 计成圆锥形，其锥角 为 2 6。小端直径 d 比注射机喷嘴直径大 1 于小端的前面是球面，其深度为 35 射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大 1道的表面粗糙度值 （ 3）主流道浇口套 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如 材料制造，热处理淬火硬度 5357 浇口套的材料应选用优质钢 应进行淬火处理，为了防止注射机喷嘴不被碰撞而损坏，浇口套的硬度应低于注射机喷嘴的硬度。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 6左右的圆锥孔。浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于注射机喷嘴是球面，半径是固定的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 6度左右的 圆锥孔，对流动性较差的塑料也可取得稍大一些，但过于大则容易引起注射速度缓慢，并容易形成涡流。 浇口套与塑料注射区直接接触时，其出料端端面直径应尽量选得小些。浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于注射机喷嘴是球面，所以为使熔融塑料从喷嘴完全 12 进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱模 14。 定位环是模体与注射机的定位装置，它保证浇口套与注射机的喷嘴对中定位，定位环的外径应与注射机的定位孔间隙配合。浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。 注射机 喷嘴球半径为 12 嘴孔径为 2 以要使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 13 锥孔的小端直径则应大于喷嘴口内径，取 3 图 图 口套 流道的设计 分流道是将熔融塑料从主流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口或主流道进入多腔的浇口的通道，它是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换方向的作用，通常分流道设置在分型 面的成型区域内。 在注射过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应是它的压力损失以及热量损失最小，而以分流道中产生的凝料最少为原则，分流道的设计要点总体归纳如下： 分流道的形状要考虑分流道的截面积与其周边长度的比最大为好，这样可以减少熔料的散热面积和摩擦阻力，减少压力损失。 在可能情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失，避免模体过大影响成本，在多型腔模具中和型腔的分流道长度尽量相等，以达到注射大时压力传递的平衡，保证 13 塑料尽可能同时均匀的充满各个型腔。在有些情况下分流道长度不能相等时，则应在浇口处作必要的 补救措施，如果分流道较长时，应在其末端设置冷料穴，放置冷料和空气进入模腔 15。 在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量的小，但分流道的截面积过小会降低注射速度，使填充时间延长，同时可能出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑件缺陷，而分流道过大则增大冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短，才不影响注射时的效率。因此在设计时应采用较小的截面积，以便于在试模是为不要的修正留有余地。 分流道和型腔的分布是排列紧凑，距离合理，应采用轴对称或中心对称，使其平衡，尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上 的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心相重合。 在分流道上的转向次数尽量少，在转向处应圆滑过渡，不能有尖角，这些都是为了减小压力损失，有利于物料的流动。 当分流道设在定模一侧或分流道延伸较长时，应在浇口附近或分流道的交叉处设置钩料杆，以便于在开模时在钩料杆的作用下首先从定模中拉出分流道的凝料，并与塑料一起顶出。 分流道的内表面不必要求很光，一般表面粗糙度取 m 即可，这样可以在分流道的摩擦阻力下使料流外层的流动小些，使其分流道的冷却皮层固定，有利于熔融塑料的保温。 在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和 布局，并留出冷却水路的空间。 射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。平衡式分流道的特点是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、截面尺寸及其形状完全相同，以保证各个型腔同时均匀进料，同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的效率比圆形稍差，但加工起来比圆形截面要简单。 口的设计 （ 1）浇口的概念 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。 （ 2）浇口的作用 浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两 类。非限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸 14 最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，其作用如下： 浇口通过截面积突然变化，使塑料熔体通过挠口的流速有突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件与浇口凝料的分 离 16。 （ 3）注射模浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口和爪形浇口。 （ a）直接浇口 直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单型腔模具。 特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难，去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。 （ b）中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心 或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形式。它具有直接浇口的优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。 （ c）侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状多为 (扁槽 )，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上。 特点是由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。 侧浇口的两种变异形式为扇形浇口和平缝浇口。 扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐渐增加、厚度逐渐减 少的呈扇形的侧浇口， 平缝浇口又称薄片浇口，浇口宽度很大，厚度很小。主要用来成形面积较小、尺寸较大的扁平 15 塑件，可减小平板塑件的翘曲变形，但浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在塑件上痕迹也更明显。 （ d）环形浇口 对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口。环形浇口的特点是进料均匀。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好型腔中的空气容易排出，熔接痕可基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。 （ e）轮辐式浇口 轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多。这类浇口在生产中比环形 浇口应用广泛。多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮辐浇口的缺点是增加了熔接痕，会影响塑件的强度。 （ f）爪形浇口 爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷。爪形浇口的缺点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 浇口位置的选择原则：尽量缩短流动距离；避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；减少熔接痕。 （ 4）浇注系统平衡设计 （ a）浇注系统的平衡概念 为了提高生产效率，降低成本，小 型 (包括部分中型 )塑件往往采取一模多腔的结构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔非平衡式布置形式，则需要通过调节浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到一致，这就是浇注系的平衡，亦称浇口的平衡。 （ b）浇注系统的平衡计算方法 浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的 来判断或计算。浇口平衡时， 应符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的 必须相等；不同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的 必须与其塑件型腔的充填量成正比。 （ 5）浇口的选择 本模具为一模两腔，选择侧浇口。侧浇口为扁平形状，可以大大的缩短冷却时间，缩短 16 成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。浇口设置在塑件表面，浇口截面形状简单，容易加工，且注射效率高。 料穴和钩料脱模装置 冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。球形拉料装置由冷料穴、拉料杆 组成，拉料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动。 腔数目的确定及型腔的排列 腔数目的确定 根据塑件生产批量及经济性，通过注射量及锁模力计算，可确定尽可能多的型腔数，以提高生产率。其型腔在一模中的数目确定方法 见表三： 序号 确定依据 确定方法 说明 1 按塑件的经济性确定型腔数 按总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产时的原材料费用，仅考虑模具费和成型加工费。其型腔数量，可用下式计算： N= N 每副模具型腔数； P 计划生产总件数； Y 单位小时模具加工费用（元 h）； T 成型周期 （ c 每个型腔模具加工费用（元）； 单型腔模具比多型腔模具制造成本低、周期短，所以批量较少的塑件，不宜采用多型腔特别是形状复杂、尺寸较大的、精度要求较高、小批量试生产的塑件应选用单型腔模具比较经济。 17 2 按注射机的最大注射量确定型腔数 塑件的每次注射量总和不能超过注射机最大额定注射量的 80，其计算方法是： NN 每台模具 允许型腔数； V 注射机最大注射量； 浇注系统凝料量； 单个塑件的容积；或质量（ 或 g） 若每次注射量总和大于注射机额定注射量，则型腔数应减小或采用单型腔； 3 按注射机额定锁模力确定型腔数 按注射机额定锁模力确定所需设型腔数，可以按下式核算： N中 F 注射机额定锁模力（ P 塑料对型腔平均压力（ A 浇注系统在分型面上的投影面积（ ； 单个塑件在分型面上的投影面积（ ； 所确定的型腔个数总锁模力不应超过注射机额定锁模力，否则合模时，模具难以合严，有溢料产生，应减小型腔个数。 4 按制品精度要求确定型腔数 型腔数越多精度越低，从满足精度要求出发型腔数可按下式确定： N 2500L中 L 塑件基本尺寸（ 塑件尺寸公差（ 单腔时，塑件可能达到尺寸公差（ 其中聚甲醛为 ； 增加一个型腔，其尺寸精度可降低 4。 料公差聚甲醛为 尼龙 66为 0。3，聚碳酸酯 聚甲醛 ，聚乙烯为 18 模不能超过四腔。 表三 此塑件采用第二种方法确定型腔数目；按注射机的最大注射量确定型腔数；根据公式： N N 94 5（取整 ） 最终确定采用一模二腔的结构形式； 腔的排列 型腔的布置采用对称分布，以防模具承受偏载而产生溢料。 平衡性好，加工容易，使用比较广泛。 19 第 4 章 成型零件和模体的设计 具型腔的结构设计 型腔大体有以下几种结构形式：整体式、整体组合式、局部组合式和完全组合 式。 型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工，特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。 型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。 完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大面积塑件的大型型腔上。这 里选择整体式型腔。 在塑料注射模具的注射过程中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击力，因此模具型腔应该有足够的硬度和刚度，总的来说，型腔所承受的力大体有合模时的压应力、注射过程中塑料流动的注射压力、浇口封闭前一瞬间的压力保证和开模时的压应力，但型腔所承受的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总是在变化。在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度。所以在模具设计时要首先考虑使型腔的壁厚和底板厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射 过程中产生超过规定限度的弹性变形。因此型腔壁厚和底板的计算和选择是十分重要的。 （ 1）型腔侧壁厚度的计算 按强度计算 其壁厚 S 按下列公式计算 12 式中 型腔材料的许用应力， =p 型腔内单位平均压力， P=r 型腔内半径， r=10入公式得： S=420 （ 2）底板厚度的计算 按强度计算 其壁厚 H 按下面公式计算 式中 型腔材料的许用应力， =p 型腔内单位平均压力， P=r 型腔内半径， r=10入公式得： H=芯的结构设计 型芯的结构形式大体有：整体式、整体复合式、局部组合式、完全组合式。 型零件的尺寸确定 （ 1）型腔尺寸计算 型腔的各部分尺寸一
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