盲人电子助听器注射模具CAD设计 毕业论文(注塑模).doc

密级： 科学技术学院 nanchang university college of science and technology 学 士 学 位 论 文thesis of bachelor（20092013年）题 目: 盲人电子助听器注射模具cad设 学 科 部： 理工学科部 专 业： 材料成型及其控制工程 班 级： 09材料（2） 班 学 号： 7013309048 学生姓名： 指导教师： 起讫日期： 2012.12.192013.5.6 南昌大学 科学技术学院学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：宁北京 日期：2013年05月25日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ，在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）作者签名：宁北京 日期：宁北京导师签名： 日期：目录 摘要abstract第一章 绪论1 1.1选题的依据及义1 1.11选题依据1 1.12论文选题义1 1.2国内外研究现状及发展趋势1第二章 塑件的工艺分析4 2.1盲人助听器外壳分析4 2.1.1 制件分析4 2.1.2聚苯乙烯（ps）的性能分析5 2.2 分型面位置的确定8 2.3 型腔数量和排列方式的确定8 2.4注射机型号的确定9第三章 浇注系统的设计11 3.1浇注系统的设计原则11 3.2 主流道的设计11 3.3 分流道的设计12 3.4浇口的设计14 3.4.1侧浇口尺寸的确定 15 3.4.2 侧浇口剪切速率的校核15 3.5 冷料穴的设计及计算15第四章 成型零件的结构设计及计算17 4.1 成型零件工作尺寸的计算17 4.2 成型零件尺寸板厚度的计算20 4.3 模架的确定21 4.4 排气槽的设计23 4.5 脱模机构的设计23 4.5.1 脱模机构的设计原则23 4.5.2 推出方式的确定和脱模力的计算24 4.5.3 推杆的尺寸、数量和布置24 4.5.4 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力24 4.6 注射模具导向机构的设计25第五章 冷却系统的设计27 iii 5.1冷却系统设计原则及注意事项27 5.2 冷却系统的结构形式27 5.3总装图和零件图的绘制28 5.4 装备图的装备过程30 5.5 装备图33 参考文献34 总结35 致谢36 iii 盲人电子助听器注射模具cad设计 摘 要：随着制造业和计算机软硬件的发展，模具已经得到了快速发展和广泛的应用，因此对各种塑料制品的模具设计具有重要的理论意义和实际应用价值。 本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计，介绍了流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统的设计过程度要求做简单说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。并分析和阐述了模具型芯零件及各标准件的选材，塑件的结构要素，塑件的尺寸公差和精度的选择，塑件的体积和质量的计算方法对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证。成型零件尺寸的计算和模架选着通过本设计可以对注塑模具有一个更进一步的认识，了解模具结构及工作原理。关键词： 盲人助听器；注塑模；模具结构；浇注系统；脱模机构；冷却系统 ithe injection mold design of cad electronic hearing aid abstract：with the development of manufacturing, and computer hardware and software, mold has been the rapid development and wide application, therefore the mould design of all kinds of plastic products is of great heoretical significance and practical application。 his paper describes the basic principles of injection molding, especially single structure and working principle of injection mold for the parting surface, introduced a basic design to injection molding products, an introduction to flow injection mold runner system, cooling system and ejection system design demands a simple description. design and moulding parts and components as well as the launch of the design agency. and the analysis and elaboration of mold core material selection of replacement parts and fasteners, plastic structural elements, select dimension tolerances and accuracy of plastic parts, plastic parts of volume and mass calculation methods to verify that the design is related to the injection machine parameter validation. forming parts size calculation and model selection of injection molds through the design can have a greater understanding, knowledge of die structure and working principle。key words ：the blind hearing aids ；injection mold；die structure ；gating system ；demoulding mechanism ；cooling system ii 第一章 绪论 1.1 选题的依据及意义：1.11选题依据 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在玩具产业中模具已经成为生产各种玩具不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，挤出，压制，压铸和气压成型等和气压成型等。而注射模，挤出约占成型总数的60%以上。注射成型分为加料，熔融塑料，注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。所以我选盲人电子助听器模具cad设计作为我毕业设计的课题。1.12论文选题意义 模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。模具是一种高附加值和技术密集型产品，其生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。随着工业的发展，特别是cad/cam/cae技术的飞速发展，极大地推动了模具的发展。目前，cad/cam/cae技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(fea)及优化设计、数控加工编程(ncp)、仿真模拟及产品数据管理(pdm)等内容。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力有机地结合起来。cad/cam/cae技术成为设计人员的得力助手。cad/cam/cae技术随着internet网络和并行高性能计算机的普及，使协同、虚拟设计及实时仿真技术在cad/cam/cae中得到广泛应用。墓于cad/cam/cae的重要性，有必要对其现状加以综述，并对其发展趋势加以展望 本课题应用性强，涉及的知识面与知识点较多，如注塑成型、模具设计、三维造型及二维三维软件的应用。通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼（1）塑料件制品涉及及成型工艺的选择（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用的ug软件及同实际设计的结合的能力（5）掌握写论文的一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力。1.2 国内外研究现状及发展趋势 近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。机密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。 在制造方面，cad/cam/cae技术的应用上了一个新台阶，一些企业引进cad/cam系统，并能支持cae技术对成形过程进行分析。近年来我国自主开发的塑料膜cad/cam系统有了很大发展，如北航华正软件工程研究所开发的caxa系统、华中理工大学开发的注塑模hsc5.0系统及cae软件等。 优化模具系统结构设计和型件的cad/cae/cam，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和缩短制造周期；研究、应用针对各类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和个性化，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成塑料注塑模，缩短新产品试制周期。这些是未来520年注塑模具生产技术的总体发展趋势，具体表现在以下几个方面：1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2.在塑料模设计制造中全面推广应用cad/cam/cae技术。cad/cam软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3d设计与成型过程的3d分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。4.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 在成型工艺方面，多材质塑料成行模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新业取得了较大进展。气体辅助注射成形技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有些单位还采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。 当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种： （1）气体辅助注射成形技术，它是向模腔中注入经准确计量的塑料熔体，在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向前进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压，当气体的压力、注射时间合适的时候，则塑料会被压力气体压在型腔壁上，形成一个中空、完整的塑件，待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体，开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。应用气体辅助注塑成型技术，可以提高产品强度、刚度、精度，消除缩影，提高制品表面质量；降低注射成型压力以减小产品成型应力和翘曲，解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题；简化浇注系统和模具设计，减少模具的重量减少塑件产品的重量，减少成型时间以降低成本和提高成型效率等。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段：塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。 （2）热流道技术 它是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。这一技术在大批量生产塑件、原材料较贵和产品质量要求较高的情况下尤为适用。热流道注塑成型技术应用范围很广，基本上，适用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用热流道模具加工，许多产品如手机壳、按键、面板、尺寸要求精密的机芯部件等都是采用热流道技术成型。一个典型的热流道系统一般由如下几大部分组成：（1）热流道板（manifold）；（2）喷嘴（nozzle） ；（3）温度控制器；（4）辅助零件。 （3）反应注射成形技术 它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料（单体）同时以一定压力输入到混合器内进行混合，在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中，使其在型腔内发生聚合反应而固化，成为具有一定形状和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为rim。 （4）共注射成形技术 它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机，将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时，最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度。 总的来说注塑模在未来的的制造产业中将越来越占有重要的地位，而且也将会对冷冲压模行业产生影响。 第二章 塑件的工艺分析2.1盲人助听器外壳分析 本设计实例为盲人助听器，如图2-1所示 a 盲人助听器外壳 b 塑件外形尺寸 c 塑件外形尺寸d 塑件外形尺寸图 2-12.1.1 制件分析 在进行盲人助听器壳注塑模具设计之前，首先对制品图及形状结构分析，其内容主要包括以下几个方面： （1）外形分析 该盲人助听器外壳大部件的底部厚度为1.7085mm，周边的厚度为1.4371mm，长为90.4012mm，宽为46.0528mm，最高为14.0826mm，是外壳上的小圆柱体。小部件是个椭圆型零件，该大部件外壳上有一个椭圆孔和一个圆孔，外壳的侧方有两个开口。 （2） 精度等级 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就实际公差进行计算。2.1.2聚苯乙烯（ps）的性能分析 聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为polystyrene,简称ps。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于摄氏100度的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。聚苯乙烯密度：1050 kg/m³ 电导率：() 10-16 s/m 导热率：0.08 杨氏模量：(e) 3000-3600 mpa 拉伸强度：(t) 4660 mpa 伸长长度：34% ;夏比冲击试验：25 kj/m² 玻璃转化温度：80-100c ;熔点：240c ;热膨胀系数：() 8 * 10-5/k ;热容：(c) 1.3 kj/(kgk) ;吸水率：(astm) 0.030.1 ;降解：2000年。玻璃化温度8090，非晶态密度1.041.06克/立方厘米，晶体密度1.111.12克/立方厘米，熔融温度240，电阻率为10201022欧厘米。导热系数30时0.116瓦/(米开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度070，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。 聚苯乙烯（ps）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（eps)，高抗冲聚苯乙烯（hips）及间规聚苯乙烯（sps）。普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。 聚苯乙烯的合成:本体聚合获得的ps纯净度高，主要用来制造对电性能要求高的制品。悬浮聚合获得的ps分子量高分布窄但纯度不如本体聚合ps，可用来制造一般日用和工业用品、和ps泡沫塑料。乳液聚合主要用于涂料和ps泡沫塑料。溶液聚合主要用于配制清漆。聚苯乙烯的结构:聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。由于侧苯基的体积较大，有较大的位阻效应，而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬，因此，玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高，且刚性脆性较大，制品易产生内应力。由于侧苯基在空间的排列为无规结构，因此聚苯乙烯为无定形聚合物，具有很高的透明性。侧苯基具有很大的空间位阻，造成ps分子链很僵硬，tg在80。 侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些，苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。此外，侧苯基可以使主链上a 氢原子活化，在空气中易氧化生成过氧化物，并引起降解，因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。但由于苯环为共扼体系，使得聚合物耐辐射性较好，在较强辐射的条件下，其性能变化较小。聚苯乙烯的性能: 基本特征 聚苯乙烯为无色、无味的透明刚性固体，透光率可达88%90%，制品质硬，落地时会有金属般的响声。聚苯乙烯的密度在1.041.07 之间，尺寸稳定性好，收缩率低。聚苯乙烯容易燃烧，点燃后离开火源会继续燃烧，并伴有浓烟。(1) 力学性能 聚苯乙烯属于一种硬而脆的材料，无延伸性，拉伸时无屈服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料中是很高的，但其冲击强度很低。聚苯乙烯的力学性能与合成方式、相对分子质量大小、温度高低、杂质含量及测试方法有关。(2) 热性能 聚苯乙烯的耐热性能较差，热变形温度约为7095 ，长期使用温度为6080 。聚苯乙烯的热导率较低，约为0.100.13w/ ( mk ) ，基本不随温度的变化而变化，是良好的绝热保温材料。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材料之一。聚苯乙烯的线膨胀系数较大，为（68 )x10-5k-1，与金属相差悬殊甚大，故制品不易带有金属嵌件。此外，聚苯乙烯的许多力学性能都显著受到温度的影响。(3) 电性能 聚苯乙烯是非极性的聚合物，使用中也很少加人填料和助剂，因此具有良好的介电性能和绝缘性，其介电性能与频率无关。由于其吸湿率很低，电性能不受环境湿度的影响，但由于其表面电阻和体积电阻均较大，又不吸水，因此易产生静电，使用时需加人抗静电剂。(4） 耐化学药品性 聚苯乙烯的化学稳定性比较好，可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油、低级醇及各种有机酸，但不耐氧化酸，如硝酸和氧化剂的侵蚀。聚苯乙烯还会受到许多烃类、酮类及高级脂肪酸的侵蚀，可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及醋类当中。此外，由于聚苯乙烯带有苯基，可使苯基a 位置上的氢活化，因此聚苯乙烯的耐气候性不好，如果长期暴露在日光下会变色变脆，其耐光性、氧化性都较差，使用时应加人抗氧剂。但聚苯乙烯具有较优的耐辐射性。(5） 加工性 聚苯乙烯是一种无定形的聚合物，没有明显的熔点，从开始熔融流动到分解的温度范围很宽，约在120180 之间，且热稳定性较好，因此，成型加工可在很宽的范围内进行。聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动性、热稳定性好，所以可以用多种方法加工成型，如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型等聚苯乙烯1密度1050 kg/m弹性模量(e)3-3.5mpa电导率()10-16 s/m成型收缩率0.6-0.8% 导热率0.08 w/(mk)透明性透明杨氏模量(e)3000-3600 mpa弯曲强度（kg/cm2）610-960拉伸强度(t)4660 mpa 比热（卡/）0.32伸长长度34%连续耐热高温（c0）66-77夏比冲击试验25 kj/m降解2000年2玻璃转化温度95c吸水率(astm)0.030.1熔点240c热容(c)1.3 kj/(kgk)热膨胀系数()8 * 10-5/k压缩强度83117聚苯乙烯（英语：polystyrene，简称ps）是一种无色透明的热塑性塑料。具有高于摄氏100度的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。编辑 结构聚苯乙烯的单体为苯乙烯，聚合反应如下：2.2 分型面位置的确定制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型面的确定，浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产条件（包括模具制造的），生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件(含嵌件)的正视图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等)；如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求;最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量,无损塑件外观、设备利用合理。所以，模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如下图2-2所示。 图 2-2分型面2.3 型腔数量和排列方式的确定 （1）型腔数量和排列方式的确定 该塑件有两个，考虑到塑件的尺寸的大小关系，以及制造费用等成本因素，初步确定为一模两腔，如下图2-3所示： 图 2-3型腔排列 （2）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔。根据塑件结构形状，推出机构采用推杆脱模机构的推出形式。浇口采用的是侧浇口，且开设在分型面上。2.4注射机型号的确定 （1）注射量的计算 通过三维软件建模设计分析算得塑件体积： =10.208cm3 塑件质量： =10.2081.05g=10.718g （2）浇注系统凝料体积的初步计算 浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来算，故一次注入模具型腔塑料体的总体积为： =（1+0.2）=10.7181.2=12.86163 （3）选择注射机 根据第二部计算得知塑料的总体积v总=12.86163,，因v公=v总/0.8，所以v总=12.8616/0.8=16.0773。根据以上的计算，初步选定公称注射量为203，注射机型号为xs-zs-22,其型号和技术参数为下表2-1。表2-1 sz-60/40 注射成型机的型号与参数标称注射量/cm360注射行程/mm130螺杆直径/mm30螺杆转速/（r/min）注射压力150注射时间0.5合模力/n4105模板最大行程/mm模板最大厚度/mm280模板最小厚度/mm160模板尺寸/mm250380拉杆空间mm235喷嘴球半径/mm15喷嘴口孔径/mm3 （4） 注射机的相关参数的校核 1） 注射压力校核，书材料成型工艺及模具设计表4-1可知，ps所需的注射压力为80100mpa，这里取p0=90mpa，该注射机的公称压力=150mpa，注射压力安全系数为1.251.4，这里取k1=1.25，则： k1p0=901.25=112.5p公，所以，注射机压力合格。 2） 锁模力校核 塑件在分型面上的投影面积，则=5662.09-5.079250=4392.342 浇注系统在分型面上的投影面积，是每个塑件在分型面上投影面积的0.20.5倍，这里取=0.2a塑，所以=1.2=5270.812,。 模具型腔内的胀型力，则 =5270.8130=158.124kn试中，是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的2040，大致范围为2040mpa，这里取=30mpa。该注射机的=400kn，锁模安全系数为=1.11.2，这里取1.2，则 =1.2158.124=189.749kn，所以注射机锁模力合格。第三章 浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力充分传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制件。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。3.1浇注系统的设计原则塑料成型特性、设计浇住系统应适用所有塑料的成型特性的要求，以保证塑件的质量。塑件的大小和形状、根据塑件的大小、形状、壁厚、技术要求等因素，结合分形面同时考虑浇注系统的形式，进料口数量和位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型心或型心受力不匀以及充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修正的余地。模具成型塑件的型腔数设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。塑件外观、设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便。同时不影响塑件的外表美观。注射机安装模板的大小在塑件投影面积较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模板的大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口，造成注射时的受力不匀。成型效率、在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成型质量的恰好难题下尽量缩短流程，减少断面积以缩短流程填充及冷却时间，缩短成型周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。冷料、在注射间隔时间。喷嘴的端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件的质量，故设计浇注系统是应该考虑储存冷料的措施。3.2 主流道的设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到飞流到为止的塑料熔体的流动通道。其直径直接影响到塑料熔体的流动速度和填充时间，直径过大，浇道容积增大，凝料多，增加了冷却时间，且易产生涡流或紊流，制件出现气孔。直径过小，则热量与压力损失大，成型困难。主流道的设计原则是：在保证塑料制件成型良好的前提下，尽量缩短主流道的长度，以使凝料少，压力和热量损失小。一般长度不大于60mm，主流道大端呈圆角过渡，以减小料流转向阻力。（1） 主流道尺寸 1） 主流道的长度：小型模具l主应尽量小于60慢慢，本次设计中初取50mm进行设计。 2） 主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=3+0.5=3.5mm 3） 主流道大端直径：d；=d+2tan（/2）=3.5+1.74=5.24，其中=20 4） 主流道球面半径：sr0=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=15+1=16mm（2） 主流道的凝料体积 =（/3）（2+2+）=749.021mm3=0.749cm3（3） 主流道当量半径 =（1.75+2.6）/2=2.125mm（4） 主流道浇口套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢进行单独加工和热处理。 主流道浇口套的结构形式如下图3-1所示。 图3-1浇口套3.3 分流道的设计由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主流道转换到模腔，所以，设计时不仅要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小，而且还要求分流道能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔。从这些要求出发，分流道应设计得短而粗，但过短过粗时又会增加塑料消耗量，并使冷却时间延长，另外还会使模腔布置发生困难。因此，恰当合理的分流道形状和尺寸应根据制品的体积、壁厚、形状复杂程度、模腔的数量以及所用塑料的性能等因素综合考虑。分流道的种类和截面形状很多,从压力传递角度考虑,要求有大的流道截面积,从散热少考虑应有小的比表面积.圆形截面最理想,使用越来越多,方形截面由于脱模困难,多不采用,梯形截面比表面虽然大些,但因加工和脱模方便,应用广泛,所以分流道采用梯形截面分流道。以其t/d=2/3-4/5,梯形侧边斜度5-15为宜.截面尺寸由经验公式计算.但计算结果须按现有刀具尺寸圆整，并校核熔料剪切速率在5102103s-1范围内，方才合理。（1） 分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失课尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少小分流道的容积和压力平衡，因此采用非平衡式流道。如下图3-2所示： 图 3-2分流道的设计（2） 分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小些。分流道长度如下图3-3所示：（3） 分流道的当量直径 因为该塑件的质量=10.2081.05g=10.718g200g，个人扭矩公式可得=1.936mm，圆整为2mm，=6mm。 图3-3 分流道的结构设计（4） 分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、u形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多涉及在分型面上。本设计采用园形截面分流道，园形截面的效率高。即具有最小的压力将和热损失。（5） 分流道截面尺寸 如下图3-4所示 a 小塑件一端的 b 大塑件一端的 图 3-4 分流道截面尺寸（6） 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取ra 1.252.5m即可，此处取ra 1.6m 。另外，其脱模斜度一般在5 10 之间，这里取脱模斜度为8。3.4浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道。浇口的断面形状有圆形、矩形或正方形。取较小浇口的优点，可以增加物料的充模流速，产生摩擦热或增大剪切速率来提高流动性，控制浇口封闭时间，降低模塑周期，易于平衡各型腔的进料速度，尤其是使平衡式分流道达到各浇口同时进料，容易与塑件断离；浇口过小的缺点是会造成太大的流动阻力，延长进料时间。浇口的形式及位置：浇口的类型有： 直接浇口 ：又称主流道型浇口，其优点：利于排气和消除熔结痕，模具机构简单而紧凑。缺点：周期延长，超压填充，容易产生残余应力。适用于单腔模。 侧浇口 ：一般开设在分型面上，由塑件侧面进料，广泛使用于多腔模。浇口与分流道相接处采取斜面或圆弧过度。 扇形浇口：它是矩形侧浇口的一种变异形式，此浇口的加工虽困难一些，但有助于熔体均匀地流过扇形浇口。优点：使塑料充模时横向得到更均匀的分配，降低制品的内应力和带入空气的可能性。常用来成型宽度较大的薄片状制品。 薄片浇口：其特点是将浇口的厚度减薄，而宽度取作浇口边制品宽度的1/4至全宽，浇口台阶长约0.65mm。优点：能使物料在平行流道内均匀分配，以较低的线速度呈平行流均匀地进入型腔，降低了制品的内应力，减少了因取向而产生的翘曲。缺点：提高了制品的生产成本。适于成型大面积的扁平制品。 环形浇口：优点：进料均匀，流速大致相同，空气容易顺序排出，同时避免了侧浇口的型芯对面的熔结痕。主要用于圆筒形制品或中间带有孔的制品。 轮辐浇口：这种浇口将整圆周进料改成了几小段圆弧进料，优点：去除浇口方便，浇口回头料较少。缺点：熔结痕增多，塑件强度受到影响。 爪形浇口：分流道与浇口不在同一个平面内。 护耳浇口 ：小浇口加护耳，作用：可以避免喷射现象，降低速度，均匀地进入型腔，确保制件质量。缺点：割除护耳比较麻烦。适于有机玻璃、聚碳酸脂等透明材料和大型abs塑料成型。 点浇口：是一种断面尺寸很小的浇口。优点：自行切断，无需修剪浇口，生产效率高。单腔模多腔模均适用。断离后的点浇口凝料可以由手工取出或靠点浇口自动脱落机构脱模。 潜伏浇口：采用潜伏浇口只需要两板式的单分型面模具，而采用点浇口则需要三板式的双分型面模具。其特点：浇口位置一般选择在制品侧面不影响外观的地方或加工圆柱形分流道；分流道设置在分型面上；浇口部位宜设计为镶拼结构。3.4.1侧浇口尺寸的确定 （1）计算浇口的深度。由于材料为聚苯乙烯，塑件简单，根据经验