牙膏瓶盖注塑模具设计

- - I 摘 要 本文设计的内容是牙膏瓶盖注塑模具。塑件的材料为 据牙膏盖的结构形状特点以及现有的注塑成型工艺，采用 强制脱螺纹机构 ， 型芯 为复合型芯，外型芯设有成型塑件加强肋的肋槽，内型芯为螺纹型芯。 开模时， 在开模弹簧的驱动力下定模板和定模座板先分开 ，主流道的冷料被拉出并随塑件和定、动模板一起运动。当运动一定距离时，在定距拉杆的作用下从分型面开模，塑件在包裹里下会和型芯一起继续运动，定模板停止运动，同时浇口被拉断，自动脱落。塑件从分型面开模一定距离后，有推杆推动 推板强制脱螺纹。本文对注塑模具进行 了 简要介绍，对于自 动脱螺纹的过程以 简单 阐述。对注塑模具中的主要零件进行了设计计算，并在设计过程中着重考虑了生产实际中的经济性和合理性。 关键词：注塑模具 内螺纹 点浇口 注塑成型 - - he of is to a is to of of as an To of a of of of of of is in - - 录 摘要 . I . 1 章 概述 . 1 第 2 章 塑料模具概论 . 2 塑料模具简介 . 2 塑料模具行业的 现状及发展方向 . 2 第 3 章 注塑成型工艺与设备 . 6 注塑模的组成及各部分作用 . 6 注塑成型过程 . 6 第 4 章 模具分析与设计 . 9 设计任务书 . 9 塑件介绍及初步设计 . 9 塑件介绍 . 9 件的初步设计： . 10 第 5 章 塑料成型工艺分析 . 12 塑件材料 析介绍 . 12 注射成型工艺过程及工艺参数 . 13 件的分析 . 14 分型面选择 . 14 型腔布置方案 . 15 注塑机的选择 . 16 塑机初选 : . 16 射机相关参数的校核 . 17 浇注系统的设计 . 18 流道的设计 . 18 流道尺寸 . 19 - - 主流道浇口套的形式 . 19 位环的设计 . 20 分流道设计 . 21 计分流道 . 21 浇口的设计 . 22 流动比的校核 . 23 第 6 章 成型零件的结构设计及计算 . 25 型零件的的结构设计 . 25 型零件的材质选用 . 26 型零件的工作尺寸计算 . 26 第 7 章 导向机构的设计 . 28 向机构的作用： . 28 柱导向机构的设计要求有以下几点： . 28 第 8 章 模架设计 . 29 择模架 . 29 定模板尺寸的设计计算 . 29 动模板的尺寸的设计计算 . 32 注塑机的二次校核 . 34 第 9 章 浇注冷却系统的设计 . 35 结论 . 37 参考文献 . 38 致谢 . 40 - - 1 第 1 章 概述 本次毕业设计的题目是牙膏盖注塑模具的设计，设计中的注塑产品（牙膏盖）与实际生活息息相关。设计中关于内螺纹 脱模的设计内容是注塑模具设计中的常见 问题 。 对于带螺纹的塑件，脱螺纹的方式以及脱螺纹机构的设计是其整个模具设计过程中的重点。设计之初，在完成塑件产品图的绘制之后，查阅相关书籍及设计手册后发现对于脱螺纹的方式较多，有手动脱螺纹、拼块脱螺纹、强制脱螺纹以及旋转自 动脱螺纹等方式。其中手动脱模机构结构简单但是需人工操作，劳动强度大，生产率低。拼块式脱螺纹机构主要应用于较大直径、分段螺纹的塑件而且对拼块以及型芯加工要求较高。强制脱螺纹 结构简单但是 强制脱模容易损伤塑件型腔。旋转自动脱螺纹机构 较多 应用于带螺纹的盖类塑件， 具有 注射周期短，生产效率高 的特点 。 但是根据本次塑件 设计的特点 还要求 在盖顶 有加强肋 以增强塑件的强度，综合比较只有强制脱螺纹方案能够满足要求。强制脱螺纹有两种：利用塑件的弹性脱螺纹和利用硅橡胶型芯脱螺纹。而本次设计的材质 像聚乙烯和聚丙烯具有高弹性，故本次设 计采用利用硅橡胶型芯脱螺纹。为了保证螺纹有一定的精度，在硅橡胶螺纹型芯中心设复合芯，开模时，先抽掉中心复合芯，使螺纹型芯中间形成空心，从而使脱螺纹时螺纹型芯有一定的形变空间，减小脱模时的摩擦力，保证螺纹的精度 。完成 脱螺纹机构的大体结构设计后开始 型腔的布置方案、 分型面的选择 以及浇注系统的设计 。结合上述 型腔的布置方案、分型面的选择以及浇注系统的设计 确定了模具的类型以及模架的初步选择。 - - 2 第 2 章 塑料模具 概论 塑料模具简介 塑料模具是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精 确尺寸的工具。由于塑料品种以及成型方法的不同，塑料模具主要分为以下几大类： （ 1） 塑料注塑模具：主要用来成型热固性塑料。 注塑模具由于其成型效率高，易于成型形状复杂的制品，并且容易在工业中实现自动化生产。因此在塑料工业中注塑模具发展较为迅速，目前在我国日益发展壮大，技术水平也得到了极大地提高和 发展。 （ 2） 塑料压塑模具：主要用来成型热固性塑料。包括压缩成型模具和压注成型模具。 （ 3） 塑料挤出模具：主要用来成型生产连续形状的塑料产品。 （ 4） 塑料吹塑模具：主要用来成型塑料容器类中空制品。 （ 5） 塑料 吸塑模具：主要用来生产一些日用品、食品类包装制品。 （ 6） 高发泡聚苯乙烯成型模具：主要用来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料。 塑料模具行业的现状及发展方向 模具工业生产的基础工艺装备。模具是现代，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。所以模具行业在整个工业领域重要性不言。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，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 （ 1） 我国 塑料模具行业的现状 80 年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%， 1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至 2002年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海 信模- - 3 具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 50%80%相比，差距较大。 在制造技术方面， 术的 应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 统，如美国 美国司的 国 司的 国 本 司的 色列公司的 国 司的 澳大利亚 司的 模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 集成，并能支持 成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模 统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 统、华中理工大学开发的注塑模 统及 件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具 术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如： 3 ，对模具的质量和使用寿 命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70% 80%相比，仍有差距。 长期以来，中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。其中长三角和珠三角个别企业的产品己达到 相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，这些企业的模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。同样在生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有 10 年以上的差距。 企业是模具创新的主体。长期以来我国塑模具企业存在着研发能力弱，创新意识- - 4 薄弱。一方面是由于技术人员比例低、水平不够高，另一方面是由于科研开发投入少，更重要的是观念落后，对开发不够重视。使得我国大多数塑料模具企业长期处在中低档模塑制品加工链下 游，难以实现高附加值的企业利润。 一切竞争都可归结于人才的竞争。由于我国现行体制和教育培养体系问题。高质量模具研发人才缺口问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，在经济全球化的过程中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，许多企业目前的体制和经营机制仍旧很难适应多变的市场。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题，但要得到较好解决尚待时日。 （ 2） 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向。 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。 在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件； 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。 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 。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。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。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。 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。 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。 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。 - - 5 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 随着科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，因而产生了新世纪产业需求的微机电系统技术。许多新兴制造技术随之产生，包括光刻，电铸及脱模技术 (紫外光蚀刻技术 (放电加工 (微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注射成型技术 以容易实现低成本大规模生产具有精密微细结构零件的优点成为世界制造技术的研究热点之一。因此我国必须在现有的基础上加强对微注塑成型领域的理论及技术研究。 - - 6 第 3 章 注塑成型工艺与设备 注塑模的组成及各部分作用 （ 1） 塑件成型零件：赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由型芯、型腔以及其他辅助零件等。 （ 2） 浇注系统：将熔融塑料从注射机喷嘴引向流入闭合的模腔，一般由主流道、分流道、浇口、冷井以及钩料杆等。 （ 3） 合模导向与定位零件：保证模具各结构件相互的移动精度，通常有导柱和导套以及定位环、锥面定位 元件等。 （ 4） 脱模机构：将塑件从模具中平稳可靠地脱出来的机构装置，称之为脱模机构或推出机构。脱模机构一般情况下设在动模一侧，主要有推杆、推杆固定板以及推杆电板等零件组成。 （ 5） 复位机构：模具完成塑件推出动作后，需要将动、定模闭合以便完成下一次的注塑。合模时为避免推杆损伤型腔表面，一般采用复位杆带动推杆回到原先位置。 （ 6） 温度调节系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具应设有温度调节系统对模具温度进行调节。温度调节系统主要由加热和冷却系统组成。一般热塑性塑料成型时需要冷却，热固性塑料成型时需要 加热。 （ 7） 排气系统：塑料熔体注入模具型腔时，会使型腔填充不满或因气体在高压力作用下快，快速升温而使塑件局部烧伤。所以在模具中应开有排气槽以保证气体迅速彻底排出模腔。 （ 8） 侧向分型抽芯机构：当塑件侧向有凸凹及孔时，在塑件被顶出之前，需要先抽拔出侧向的型芯（或镶块），才能使塑件顺利实现脱模。 （ 9） 模架：模具中各模板和导柱、导套以及复位杆、推杆等，通过螺钉连接组合成一起的装配体称之为模架。模架是实现模具基本功能的基础零件，模架的尺寸规格已实现系列化、标准化、商品化。在设计模具时可直接选用模架。 注塑成型过程 注塑成型是热塑性塑料的主要方法。它的注塑成型过程归纳起来是塑化、注射和模塑三个过程。其注射工艺流程如图 1 所示 - - 7 图 1 注射工艺流程 （ 1） 塑化过程：塑料在机筒内经过加热达到流动状态，经过螺杆旋转或者柱塞的推挤，达到组分均匀并具有良好可塑性的过程，即塑化过程是注塑过程的 （ 2） 注射过程：塑料在喷嘴的注射压力下由料筒克服一系列的流动阻力和运动阻力注射进入模腔的过程。一般喷嘴的注射压力常在 80 120间。 （ 3） 模塑过程：从塑料熔体注射进入模具开始，经过模腔注满熔体冷却固化定型，一直到塑件制品从模腔内脱出的这一过程。模塑过程大体可以分为三个阶段。 冲模阶段：从柱塞或螺杆开始向前推动融料起直至塑料充满模腔时为止。在此过程中注射压力起决定作用。 保压阶段：熔料充满模腔后，由于塑料熔体在模腔内受到冷却而发生收缩但因模腔内的塑料仍然处于柱塞或螺杆的稳压之下，料筒内的熔料必须向模腔内继续填充，才能补足因收缩而留出的空间。 - - 8 固化阶段：在冷却系统和模体温度的作用下，塑件逐渐固化成型，开模后顶出。 - - 9 第 4 章 模具分析与设计 设计任务 书 毕业设计（论文）任务书 姓 名： 龙海金 专 业： 材料成型及控制工程 设计（论文）题目： 牙膏盖注塑模具设计 设计方案及参数： 完成牙膏盖的注塑工艺及模具设计 外圆周表面有防滑竖纹，瓶盖内孔带有螺纹，两薄壁之间有加强肋以增加瓶盖强度。壁厚 2料： 批量生产 塑件介绍及 初步设计 塑件介绍 所设计的产品为牙膏盖。零件尺寸较小， 形状较规则。牙膏盖内部有连续的内螺纹，外侧有起止转作用以及增大摩擦力的的直纹。由于塑件产品直接与手接触，要求塑件表面光滑、无明显毛刺。此外，牙膏盖内部的内螺纹需 要经常与牙膏管头部的外螺纹配合使用，故对内螺纹的尺寸，形状有一定的 的精度要求。 - - 10 件的初步设计： 1、尺寸设计 参考市场已有的成品牙膏盖，设计本次塑件外形尺寸如图 2： 图 2 塑件外形尺寸 2、精度设计 生产中为了降低模具的加工难度和模具的生产成本，在满足塑料的使用要求的前提条件下将尽可能地把塑件尺寸精度设计的低一些。结合 实际和参考 市场现有同类样品 ，本次塑件设计精度设计为一般精度 。 塑件的尺寸公差依据 14486定 。 3 壁厚设计 保持塑件壁厚尽可能均匀，壁厚设为 2足设计要求 和成型要求。 4、脱模斜度 为方便脱模， 防止塑件表面在脱模时划伤在塑件设计时应考虑其表面具有合理的脱模斜度，本次设计 脱模斜度设计为 3。 5 加强肋 热塑件制品的加强肋的设计和塑件的壁厚有关，加强肋 的 设计如图 3 所示： - - 11 图 3 加强肋 6 圆角 为了使成型时熔体流动性 好，成型顺利进行，减小应力集中，在塑件上 设置圆角，结合圆角半径、 厚度与应力的关系 当 R/T，应力不明显，塑件 尖角处均设有圆角。 7 螺纹的设计 本次设计塑件的 螺纹孔的直径 0纹端部的无螺纹区为 1据螺纹孔和始末部分尺寸与螺纹的关系设计螺纹螺距为 2减小螺距的积累误差尽量缩短配合长度，取螺纹长度为 5足设计要求 。 - - 12 第 5 章 塑料成型工艺分析 塑件材料 析介绍 性能分析 1 使用性能 无毒、无味，密度小， 强度 、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯 ,可在 100 度左右使用。具有良好的电性能和高频 绝缘 性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化 耐 腐蚀 零件和绝缘零件。常见的酸、碱 有机溶剂 对它几乎不起作用，可用于食具。 2 成型性能 （ 1） 结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热 金属 接触易分解。 （ 2） 流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔。凹痕，变形。 （ 3） 冷却 速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于 50 度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕， 90 度以上易发生翘曲变形。故温度应该控制在 80 度。 （ 4） 塑料 壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。 3 主要性能指标 其性能见表 1 表 1 主要性能指标 密度 /服强度 /0 比体积 /8 拉伸强度 /8 吸水率 /% 伸弹性模量 /4000 熔点 / 164170 抗弯强度 /0 计算收缩率 /% 压强度 /3 比热容 /J/( )470 弯曲弹性模量 /4000 - - 13 注射成型工艺过程及工艺参数 1 注射成型过程 (1）成型前的准备，对 色泽，粒度和均匀度进行检查。 (2）注射过程。塑件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。 2 注塑模工艺条件 对注塑机的选用没有特殊要求。由于 有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按 3800t/确定，注射量 20%可。 (1) 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 (2) 熔化温度： 熔点为 160，分解温度为 350 ，但在注射加工时温度设定不能超过 275 。熔融段温度最好在 240 。 (3) 模具温度：模具温度 50，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低 5 以上。 (4) 注射压力：采用较高注射压力（ 1500保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的 95%时转保压，用较长的保压时间。 (5) 注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的 模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。 (6) 熔胶背压：可用 5胶背压，色粉料的背压可适当调高。 (7) 制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。 3 注射工艺参数 (1)注射机：螺杆式，螺杆转数为 30r/2)料筒温度 ( )：后段 150段 165段 180 - 14 (3)喷嘴温度 ( )： 1706)成型时间 (s)： 30（注射时间 却时间 助时间 8） 件的分析 （ 1）对外形尺寸的分析设计 本次设计的塑件为牙膏盖，此次设计产品的基本外形尺寸如图 2 所示 ，塑件壁厚为 2件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。 （ 2）精度等级 该产品为牙膏盖，而且外圆周表面有防滑竖纹，瓶盖内孔带有螺纹，两薄壁之间有加强肋以增加瓶盖强度。所以对塑件的表面精度要求较高，内部精度要求较低。公差按设计 进行计算。 （ 3）脱模斜度 无定形塑料，成型收缩率较大，脱模斜度选为 3。 分型面选择 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺有关，直接影响着成型塑件的质量以及注塑成型的效率。因此，分型面的选择是注塑模 具设计中的一个重要环节。 注塑模具分型面的选择，一般应考虑以下各项基本原则： （ 1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。 （ 2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。由于注塑机的顶出装置在动模一侧，所以分型面的选择应尽可能使塑件留在动模一侧，这样有助于在动模部分设置推出机构。 （ 3） 分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量。对于同轴度要求较高的塑件，选择分型面时尽量把有同轴度要求的部分放置在模具的同一侧。 （ 4） 分型面的选择应有利于模具的加工。通常在模具 设计中，选择平直分型面居多。但是要依据实际情况而定。 （ 5） 分型面的选择应有利于排气。分型面的选择与浇注系统的设计时应同时考虑，为了使型腔有良好的排气条件，分型面尽量设置在塑料熔体流动方向的末端。 结合本次设计的零件，由于零件尺寸较小，结构对称，形状较为规则。根据最大轮廓原则，选择牙膏盖塑件最大轮廓处作为分型面，如图 4 所示。 - - 15 图 4 分型面主视图 型腔布置方案 型腔数量和排列方式的确定 1 型腔数量的确定 该塑件采用的精度 为 且大批量生产，可以采取一模多腔的结构形式 ，同时考虑到塑件的尺寸、结构形式（塑件外表面有竖防滑纹，内部有螺纹，顶部有加强肋），模具结构尺寸和塑件尺寸的关系以及模具制造费用和各种成本费用，初步定为一模四腔结构。 2 型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，而且要力求紧凑，并与浇口开设部位对称，由于该设计采用的是一模四腔结构，故 型腔布局应为圆周形，在主流道周围呈行星式均布，如图 5 所示。 图 5 型腔 布局 - - 16 注塑机的选择 在模具设计时，必须根据塑件的具体情况，选择合适的注塑机。注塑机选择主要包括以下两方面的内容： （ 1）确定注射机的型号，使塑料，塑件，注射模及注射工艺等所要求的注射规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内； （ 2）调整注射机的技术参数至所需要的参数。 根据塑料的类型，塑件的结构和注射模的大小，成型方法，生产批量以及现有设备及注射工艺进行注射机的选择。 注射机规格的初选是根据以往的经验和注射模的大小。先预选注射机的型号，之后要进行校核。 塑机初选 : 1 注射量的计算 由经验计算公式 ： 费件公利 其中， 公G 是指注塑机的公称注射 质量（ g）； 利 K 是指注塑机最大注射量的利用系数；件G 是指塑件的质量（ g）； 废 G 是指浇注系统的废料质量。 由于浇注系统的废料质量无法确定，所以先用塑件的注射容量进行估算，计算如下： 塑件的注射容量即塑件的体积： V 塑 =41 （ 22725 ） 2 18（ 22321 ） 2 18+72 88=件的质量 m= V 塑 =10 浇注系统凝料体积的初步估计 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 来估算，由于本次采用流道较简单，流道较短，因此浇注系统的凝料按塑件的体积的 来计算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和 4 个塑件的体积之和）为 V 总 =4 V 塑 （ 1+= - 17 3 选择注塑机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔塑料熔体的总体积 V 总 = 并结合公式 V 公 =V 总 / 则有 V 公 = V 总 根据以上计算，初步选定 公称注射量为 30 ， 选择 注射机型号为 0/40 其技术参数见表 2 表 2 0/40 注射机主要技术参数 理论注射容量 60 模行程 270杆柱塞直径 35 大模具厚度 250射压力 225小模具厚度 150射速率 70g/s 锁模形式 液压 塑化能力 24kg/h 模具定位孔直径 80塑量 55g 喷嘴球半径 10模力 400嘴口孔径 4杆内间距 330 300 射机相关参数的校核 1 注射压力校核 一般 用较高注射压力（ 1500，这里 160 注塑机的工程注射压力 P 公 =225注射压力安全系数 ，这里取 ： 160=192 P 公 ,所以，注射机注射压力合格。 2 锁模力校核 （ 1） 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 =（ 227 ） 231 = 2） 浇注系统在分型面上的投影面积 A 即 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定， A 是每个塑件在分型面上的投影面积 - 18 的 ，由于本设计流道设计相对简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些，这里取 （ 3） 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积 n(=n(=4 塑 = （ 4） 模具型腔内的膨胀力 F 胀 ， 则 F 胀 =A 总 P 模 =35 4子中 P 模 是型腔的平均 计算压力值 ,通常取注射压力的 20%大致范围为25 对于粘度较大的精度较高的塑料制品应该取较大值。 于中等粘度塑料及有一定精度要求的塑件，故 P 模 取 35 查表 2 可得该注射机的公称锁模力 F 锁 =400 模力的安全系数 ,这里取 =24= 锁所以，注塑机锁模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从接触注塑机喷嘴处开始，到其型腔为止的塑 料熔体的流动通道。浇注系统分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。浇注系统设计是否合理，对于塑件的性能、表观质量以及成型的工艺性能影响很大。 1 普通浇注系统 普通浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口（进料口）以及冷料穴四个部分组成。 2 普通浇注系统的设计原则： 适应塑件注射成型的工艺特性； 有利于型腔内气体的排出； 尽量减少塑料熔体的热量损失和压力损失； 避免塑料熔体直接 冲击细小型芯或嵌件； 浇注系统应结合型腔的布局同时考虑流动距离和流动面积的校核。 流道的设计 主流道的截面为原形，整体形状为内圆锥形，锥度为 42 。主要是为了便于浇注凝- - 19 料从主流道中取出。对于粘度较大的塑料熔体可以将锥度增大到 6 。主流道的锥孔内壁必须光滑，其表面粗糙度应低于 为了与注塑机浇注喷嘴相吻合，主流道的始端设计为一凹形球面状，球面半径 R 要根据所选用注塑机的喷嘴球面半径来确定。一般球面凹坑的半径要比喷嘴的球面半径要略大，才能保证熔融塑料从喷嘴完全进入流道而不溢出 ，同样主流道圆锥孔的小端直径 d 则应大于喷嘴的内孔直径 1d 。此球面凹坑的深度一般取 35 由于主流道要与高温塑料熔体和喷嘴反复的地接触与碰撞，所以模具的主流道通常设计成可以拆卸与更换的衬套结构，故又称主流道衬套为浇口套。在模具零件的标准化中，已将浇口套（主流道衬套）作为标准零件。浇口套一般采用 料，热处理硬度为 50 55 流道尺寸 1 主流道长度：模具结构允许的情况下主流道尽可能短，小型模具的主流道 L 常小于60次设计中初值定为 462 主流道小段直径： d=注射机喷嘴直径 +（ +1=5 主流道大端直径： d=d+2L 主 5+2 46 子中 =4 4 主流道球面半径： 射机喷嘴球头半径 +202 5 球面的配合高度： h=4 6 主 流 道 的 凝 料 体 积 ： V 主 = 31 ( 2 (46+71) 31 ( 25 )2 71=1594 主流道当量半径 ： 4 = 主流道浇口套的形式 主流道浇口套为标准件可以选购。主流道小端入口处与注射机 喷嘴反复接触，容易磨损。对材料要求较为严格，因而尽管小型注射模可以将主流道交口套与定位圈设计成一个整体，但是考虑到上述因素，仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优- - 20 质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（ 者 ，热处理淬火表面硬度为 50流道的浇口套如图