塑料衣架注塑模型设计

技术学院学生毕业设计资料装订本 题 目： 塑料衣架注塑模型设计 院 系： 专业班级： 13机制301 学生姓名： 同组学生： 蒋鹏飞 装订日期： 2016 年 5 月 10 日指导教师审核签名答辩组长审核签名答辩委员会主任审核签名院长（副院长）审核签名技术学院 教务处制装订目录1、 技术学院学生毕业设计总成绩评定表2、 技术学院学生毕业设计评价3、 技术学院学生毕业设计评价4、 技术学院学生毕业设计评价5、 毕业设计任务书6、 毕业设计开题报告7、 毕业设计说明书技术学院学生毕业设计总成绩评定表学生姓名专业班级机制13301总评成绩课题名称 塑料衣架注塑模设计课题性质产品设计 工艺流程设计 方案设计 其他题目来源教师下达 社会生产实践学生自选 指导教师姓名职称校内 校外职称校内 校外 指导教师评阅成绩指导教师签名： 年 月 日答辩小组评阅成绩答辩小组组长签名： 年 月 日答辩成绩答辩小组组长签名： 年 月 日答辩委员会审核意见： 答辩委员会主任签字： 年 月 日学生所在院（部）审核意见： 院长（副院长）签名：综合成绩 年 月 日注：1、指导教师评阅成绩、答辩小组评阅成绩、答辩成绩，每项评分均按百分制。 2、学生毕业设计成绩根据上述三项评分，总评成绩=指导教师评阅成绩*40%+答辩小组评阅成绩*40%+答辩成绩*40%，总评成绩按五级记分制 技术学院学生毕业设计评价（一）指导教师评价用表毕业设计评价评分内容具体要求权重评分加权分学习态度努力学习，遵守记律，作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务01创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值01调研论证能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力02综合能力能综合运用所学知识和技能，发现解决实际问题02质量论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理，绘图（表）符合要求02外文翻译摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求01撰写质量结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整、书写格式规范，符合规定字数要求01成绩合计指导教师评语指导教师签名： 年 月 日说明：评分内容、具体要求、权重为参考，具体由专业教研室根据专业特点设计技术学院学生毕业设计评价（二）答辩小组评价及答辩资格审核用表毕业设计评价评分内容具体要求权重评分加权分任务量毕业设计（论文）任务量饱满，难度较大02创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值01质量论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理，绘图（表）符合要求05外文翻译摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求01撰写质量结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整、书写格式规范，符合规定字数要求01成绩合计毕业设计答辩资格审查毕业设计完成情况任务书 有 无开题报告 有 无设计说明书 完成 未完成字数设计作品完成 未完成答辩资格审查结论：（说明是否可进行答辩，并根据学生毕业设计质量说明可答辩的依据）：答辩小组成员签名： 、 、 、 组长签名： 年 月 日 说明：评分内容、具体要求、权重为参考，具体由专业教研室根据专业特点和教育厅有关评价指标设计技术学院学生毕业设计评价（三）答辩小组答辩评价用表毕业设计答辩评分评分内容具体要求权重评分加权分自述总结思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，分析归纳合理03创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值01答辩能够正确回答所提出的问题，基本概念清楚，有理论根据05资料资料齐全，符合技术学院毕业设计（论文）基本规范要求01成绩合计答辩记录答辩地点答辩日期 记录内容：1、阐述毕业论文要点 2、提问与回答内容记录人签名： 年 月 日答辩结论答辩委员会（小组）成员签名姓名职称姓名职称姓名职称说明：评分内容、具体要求、权重为参考，具体由专业教研室根据专业特点和教育厅有关评价指标设计技术学院毕业设计任务书 院 系: 专 业: 机械设计与制造 班 级: 13机制301班 学生姓名: 同组学生: 蒋鹏飞 指导教师: 彭福人 下发日期: 2015 年 12 月 15 日任务书填写须知 毕业设计任务书由指导老师认真填写，并由教研室主任签名，任务书是决定学生毕业设计工作能否正常开展的最重要的指导性文件，在培育学生严谨的工作作风和文字表达能力方面有示范作用，因此指导老师在填写时必须字斟句酌，要做到叙述清楚、要求明确、清晰工整、符合规范。毕业设计须知 1、认真学习理解技术学院毕业设计工作管理条例。 2、努力学习、勤于实践、勇于创新，保质保量的完成任务书规定的任务。 3、遵守纪律、保证出勤，因事因病离岗，应事先向指导教师请假，否则按旷课处理。凡随机抽查三次不到，评分时降低10分起评；学生缺勤（包括病、事假）累计超过毕业设计时间1/3以上者，取消答辩资格，不予评定成绩，须重新补做。 4、独立完成规定的工作任务，不弄虚作假，不抄袭和拷贝别人的工作内容。否则毕业设计成绩作不及格处理。 5、毕业设计必须符合技术学院毕业设计基本规范要求，否则不能取得参加答辩资格。 6、毕业设计成果、资料应予答辩结束后及时交指导教师并转交院系收存，学生不得擅自带离学校。 7、严格遵守学校的有关管理制度和操作规程，保持良好的学习和工作环境。 8、毕业设计任务书作为毕业设计作品评阅和毕业设计答辩的主要档案资料，是毕业设计成册的主要内容之一，须妥善保管，设计完成后，与设计作品一同交指导教师。毕业设计课题方向：塑料注塑模设计题目：塑料衣架注塑模设计完成日期：2016年5月25日1、 题目来源： 零件为注塑件，一次成型，大批量生产。二、设计要求：（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求） 按照零件图的设计要求，在调查研究、消化资料的基础上，设计一副模具完成本零件的注塑成型工序。要求完成：1、 完成本模具总体设计，绘制模具的总装图，用A1图纸打印；2、 完成本模具各个非标零件的设计，绘制主要零部件的零件图，用A4图纸打印；3、 完成设计说明书，要求A4纸打印，不少于30页。3、 个人重点： 浇注系统的设计： 1、主流道设计 2、分流道设计 3、浇口的设计 4、冷料穴的设计 导向、推出及复位机构设计： 1、导向机构设计 2、推出机构设计 技术学院毕业设计开题报告 题 目： 塑料衣架注塑模设计 院 系： 专 业： 机械设计与制造 班 级： 13机制301班 学生姓名： 学 号： 201303040114 同组学生： 蒋鹏飞 指导教师： 彭福人 填表日期： 2015 年 12 月 24 日一、选题的依据及意义本毕业设计的课题来源与教师。主要是设计衣架的注塑模具。模具作为塑料成型加工工具，已广泛应用于电子、机械产业的零部件加工中。应用模具可以大批量生产，同时还可以保证生产塑料件的精度和互换性。现代模具行业大量简化模具设计过程，提高生产效率，本设计详细介绍D/CAM设计、生产流程，并介绍现代加工工艺。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）塑料制品在日常生活中常常见到，如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材及医疗器材等众多领域，塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因：第一，塑料与金属相比有许多优点：容易加工，生产效率高；节约能源，绝缘性能好；质量轻，相对密度为1.01.4，比铝轻一半，比钢轻3/4，比强度高，具有突出的耐磨、耐腐蚀性等；第二，在日用和工业产品中，一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，从而减少产品中配置的各种紧构件，降低了金属材料的消耗和加工及装配公时；第三，注塑方法是塑料加工中普遍采用的方法之一。该方法适用于全部热塑料和部分热固性塑料，制品数量比其他常规的金属成型方法要大得多。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续的生产，并且具有稳定的尺寸，容易实现生产的自动化和高速化，具有极高的经济效益。因此目前工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。中国是发展中国家，具有生产发展水平较低，劳动力资源丰富，生产成本低廉及市场前景广阔等一般发展中国家同样的一些特点，但中国人均GDP己超过2000美元，同时还具有相当雄厚的技术和工业基础，人们聪慧、勤劳、灵巧和改革开放良好环境等一些特殊的特点，这些特点很适合发展模具工业，可以预设，不远的将来，我国将成为世界最大的制造中心，这给我国的模具行业提供了前所未有的发展机遇。因此，加快高技术设备如数控加工、快速制模特种加工在模具行业的应用，加大新兴CAM/CAM技术在模具设计与制造中的应用比例，加速模具新结构、新工艺、性材料的研究和强化模具高级技术人员的培养，已成为我国模具行业再上一个新台阶的关键。三、本课题研究内容1、注塑模具工艺分析2、浇注系统的设计 导向、推出及复位机构设计四、本课题研究方法利用已具备的初步设计基础知识，工程制图与AutoCAD，机械制造工艺学，模具设计与制造，与查阅图书馆丰富的设计资料及其他相关资料书籍，认真完成所做课题。五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度 主要研究了浇注系统、导向 推出及复位机构设计的研究内容，为了保证其孔的精度，采用了两种定位方式互相配合。2015年12月15日 - 12月25日 撰写开题报告，指导老师审核。2016年1月 - 2月 完成初稿，指导老师修改、审核。2016年3月 - 2015年4月 完成二稿指导老师修改审核。2016年5月初 - 2015年5月中旬 毕业设计定稿，指导老师修改审核。提交论文，准备答辩。2016年6月 毕业设计答辩。六、主要参考文献 1 林清安.Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 模具设计M.北京：电子工业出版社，2005. 2 王文广，田宝善，田雁.塑料注塑模具设计技巧与实例M.北京：化学工业出版社，2004. 3 杜智敏，何华妹.Pro/ENGINEER 野火版塑料注塑模具设计实例M.北京：机械工业出版社，2005. 4 付宏生，刘京华.注塑制品与注塑模具设计M.北京：化学工业出版社，2003. 5 曹岩，程维中.Pro/ENGINEER Wildfire 模具设计实例精讲M.北京：机械工业出版社，2005. 6 奚永生. 塑料橡胶成型模具设计手册M.北京：中国轻工业出版社，2000. 7 葛正浩. Pro/ENGINEER Wildfire塑料模具设计入门与实践M.北京：化学工业出版社,2004. 8 孙建民等.基于 Pro/E 的塑料模具设计研究J.现代塑料加工应用,2006.18年第18期第5卷：3-7. 9 张荣清.模具设计制造M.北京：高等教育出版社,2008.技术学院2016毕业设计班 级： 机制13301 姓 名： 指导教师： 彭福人 2016年 5月 25日 毕 业 设 计项目说明书设计题目：塑料衣架注塑模设计专 业： 机械设计与制造 班 级： 机制13301 学 号： 201303040105 设 计 者： 指导教师： 彭福人 完成时间： 2015.5.25 技术学院前 言模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，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，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。塑料摸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，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常棵标志一个国家工业化的发展程度。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。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，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 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、商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；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。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。第一章 材料的选择与塑件结构分析1.材料的选用 给定的塑件材料选用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）塑料。1). ABS的基本特性ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的确综合性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，性能：综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与此相反372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。用途：适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。2).成形特性(1)其品种很多，各品无定形塑料，种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。(2)吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。(3)流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。(4)比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140MPa，螺杆式注射机则取160230，70100MPa为宜。(5)模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑料件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失）。脱模斜度宜为2以上。3).成形条件成形机类型： 螺杆式密度： 1.031.07g/cm计算收缩率： 0.30.8%预热温度： 8085预热时间： 23h料筒后段： 150170中段： 165180温度前段： 180200喷嘴温度： 170180模具温度： 5080注射压力： 60100MPa成形 注射时间：2029s高压时间：05s时间: 冷却时间：20120s总周期： 50220s螺杆转速： 30r/min适用注射机类型：螺杆式、柱塞式均可后处理：方法： 红外线灯、烘箱温度： 70 时间： 24h说明：该成形条件为加工通用级ABS料时所用，苯乙烯-丙烯腈共物（即AS）成形条件与上相似。2.塑件结构塑件为一支架，结构不算复杂，尺寸精度及外观要求都不是很高，塑件精度取一般精度。依据SJ1372-78建议采用的精度等级得ABS的一般精度等级为4级。据此对所给塑件进行测绘， 标注零件的公差数值，零件表达如图。 零件图（1）单件体积VV=641.57mm3V=()=1589.04 mm3V=442 mm3V=()=2399.48 mm3 V= V+ V+ V+V=641.57+1589.04+442+2399.48=5071.1 mm3（2） 总体积V=4 V=45071.110-3=20.1 cm3(3) 主视图投影面积S S=3112+3.5202+222+55.5+5.55.5+560.5 =570.25mm(4) 俯视图投影面积（分型面方向的投影面积）S S=845 mm(5) 重量g/ cm单件G=V=1.055071.110=5.3g4件G=21.3g第二章 型腔数量及布局型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一空腔型腔。其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。1.型腔数量的确定其数目的决定与下列条件有关：1).塑件尺寸精度型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。3、4级的精密级塑件，最多一模四腔。2).模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。3).注塑成形的生产效益多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。4).制造难度多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。本设计根据塑件结构的特点，考虑型腔布局方式，采用一模四腔的模具结构，这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。2. 型腔的布局多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。本设计成型同一塑件，且壁厚均匀，故采用平衡式，布局如图所示： 型腔布局第三章 注射机型号的选择 一般按塑件质量在注射量的60%80%范围内，本次设计塑件总质量为21g，21/60%=35（g），据中国模具设计大典（2）选大于35g的的注射机型号：有两种： SZ60/40 立式 SZ60/450 卧式 理论注射容量 (cm) 6078 106螺杆（柱塞）直径 (mm)3030 35注射压力 (MPa)150170 125注射速度 (g/s)60 75塑化能力 (r/min)5.6 10螺杆速度 (KN)14200锁模力 (mm) 400450拉杆间距 (mm) 295x185 280x250移模行程 (mm) 260 220 180最大模具高度 (mm) 280 300最小模具高度 (mm) 160 100锁模形式 双曲肘喷嘴球直径 (mm) 15 SR20模具定位孔直径 (mm) 55喷嘴口孔径 (mm) 3.5卧式注射机较常用，本次选用。第四章 分型面的设计 分开模具取出塑件的面称为分型面;注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向。分型面的形状有平面和曲面等，但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。选择分型面时，应考虑的基本原则：(1).分型面应选在塑件外形最大轮廓处当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。(2).确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对型芯的包紧力很少常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。(3).保证制件的精度和外观要求与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。(4).分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。(5).不妨碍制品脱模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹或侧孔。(6).有利于浇注系统的合理处置。(7).尽可能与料流的末端重合，以利于排气。本次设计产品的分型面在塑件上一目了然，分型面设在塑件的对称面上，所以不必再选择，这样的分型面必然产生侧向抽芯，实际上也是这样的分型面最合理。 分型面第五章 浇注系统的设计.主流道设计1).主流道的作用主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。2).主流道设计要点(1) 浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度2 6。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。(2) 浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径d1大0.5mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。(3) 浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r，一般为0.53mm。(4) 浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球面半径为SR，注射机球面半径为r，其关系式如下：SRr0.51mm浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。(5) 浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。(6) 浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.6Ra0.8m,保证料流顺利，易脱模。(7) 浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。(8) 浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。(9) 浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。3).浇口套的结构形式浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具；另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副小型模具，故采用前一种结构形式。4).浇口套材料及尺寸材料选用碳素工具钢T8A，淬火硬度为HRC。根据以上设计要点设计浇口套尺寸如表：符号名称尺寸锥度d主流道小端直径d0.5mmh球面配合高度4mmSR主流道球面半径r+1=15+1=16 mmL主流道长度48mmD主流道大端直径d2Ltg/24248tg3/2=6.5 mm具体尺寸如下与图：5).浇口套的固定浇口道的固定采用四个M620的内六角螺钉与模板相连接，尺寸20处与模板之间采用H7/k6的过渡配合。 浇口套2.分流道的设计1).分流道的作用分流道式指主流道末端与浇口之间着一段塑料熔体的流动通道。其基本作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到浇口处充模。同时，在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下，要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。2).设计要点（1）于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等；圆形分流道的直径一般在3.29.5mm，对于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）应采用较大的分流道，但对于流动性好的聚丙烯，尼龙等，分流道短时，可小到直经为2毫米。(2）在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道的截面尺寸应尽量小，长度尽量短。(3）较长的分流道应在末端开设冷料穴，以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模腔。(4）在多型腔注射模具中，各分型面的长度均应一致，保持相对平衡，以保证熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。(5）设计分流道时，应先取较小的尺寸，以便于试模后根据实际情况进行修正。(6）如果分流倒道较多时，应加设分流锥。(7）分流道内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 m 左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。 多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置为佳，所谓平衡式的布置，就是从流道到各个腔的分流道其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的，这种设计可达到各个型腔均衡地进料。本设计分流道的截面采用半圆形，只在定模板开分流道，这样避免了采用圆形流道加工及合模对中性的问题。分流道的直径按中国模具设计大典（2）第318页由图9.2-12设计，取塑件壁厚3.5mm及塑件重量15g得D=5.2mm取D=6mm。一模四腔流道的排布形式如下所示：分流道3.浇口的设计1).浇口的作用浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。 塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。2).浇口设计的基本要点(1)尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。(2)浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。(3)必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。(4)应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。(5)考虑分子定向影响 充填模具型腔期间，热塑性塑料会在流动方向上2呈现一定的分子取向，这将影响塑件的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。(6)避免产生喷射和蠕动（蛇形流） 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配，良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气，如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔，这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止喷射和蠕动。(7)浇口与塑件连接得部位应成R0.5的圆角或0.545的倒角；浇口和流道连接的部位一般斜度为3045，并以R1R2的圆弧和流道底面相连接。3).浇口的类型浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下11种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。本次设计采用侧浇口形式。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一半开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝（也有半圆型的注入口）。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据素件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的浇口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对于各种塑料的成型适应型较强，这些都是本次设计采用侧浇口的主要原因；但侧浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑料排气不便。这次设计的塑件允许存在熔接痕，且型腔不深，故可采用。 侧浇口的尺寸按经验公式计算如下：b（0.60.9）30tb3式中b侧浇口的宽度（mm）A塑件的外侧表面积（mm）t侧浇口的厚度（mm）把 A5702+8452+31122=3574 mm代入式中得b1.6 mm b取1.8 mm 则 t=0.6 mm 。4. 冷料穴的设计1).冷料穴当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径d 的1.52倍，如图。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根Z形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的圆管形冷料穴。 冷料穴并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料穴。如果初始设计阶段对是否需要开设冷料穴尚无把握，可流适当空间，以便增设。本设计开设冷料穴长度为 1.5d=1.56=9mm。2).拉料杆设计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧，其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆图如下： 拉料的杆固定与配合材料：T8A 热处理5055HRCD=8mm D=13mm l=98.8mm 第六章 排气系统设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用，排气方式一般有利用排气槽，利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙，利用分型面上的间隙。本次设计的模具是在分型面上开设排气槽，排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔，排气槽若设计不合理，将回产生如下弊病：(1) 增加熔体充模流动的阻力，使型腔无法被充满，导致制品棱边不清晰。(2) 在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕，使制品的力学性能降低。(3) 滞留气体使制品产生银纹，气孔，剥层等表面质量缺陷。(4) 型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温，