机械毕业设计（论文）-分油套注塑模具设计（全套图纸）.pdf

摘要摘要 从塑料材料的性能分析，根据塑件的基本形状和尺寸入手，合理选择注射 的成型方法。通过对塑件工艺性的分析和对模具生产条件及制造水平的掌握。 开始进行模具的结构设计。其中模具的结构设计过程包括：型腔的数目和位置 的确定，模具的总体结构形式设计，动模及定模成形零件尺寸的确定，浇注系 统形式及尺寸的确定，脱模方式的确定，调温及排气系统的确定,模具结构各 部分完成以后，便开始绘制模具的结构草图，根据具体尺寸校核注射模具及注 射机的有关尺寸，并对工艺参数进行核定和计算。之后进行初步的审查对所存 在的问题进行确定和修正，然后绘制模具总装配图，按装配图绘制成型零件及 所有需要加工的零件工作图，同时考虑零件的加工工艺。 关键字：关键字：成型工艺；结构设计；试模 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 Abstract From the plastic material performance analysis, according to models a basic shape and the size obtain, reasonably selects the injection to take shape the method. Though to models a technological analysis and to the mold working condition and manufacture level grasping, formulates the formed craft card. In formulates after the formed craft card, starts to carry on the mold the structural design. Mold structural design process includes. The cavity number and the position determination, the mold overall structural style design, moves the mold and decides the mold forming components size the determination ,pours the system andthe size determination, the drawing of PA66tterns mode determination after, adjusts warm and the exchaust gas completes, then starts to draw up the mold the structure schematic diagram, according to the specific size examination injection mold and the injection computer relatedsize, and carries on the checking and the computation to the craft PA66rameter. Carries on the determination and the revision afterward, then the plan mold assembly drawing, takes shape the components and all needs to process, simultaneously considers the components the processing craft. Keyword: takes shape the craft； the structural design. V 目录目录 摘要摘要 . 1 ABSTRACT . 2 目录目录 . V 前言前言 . 1 第二章第二章 塑件的分析塑件的分析 . 3 2.1 塑件结构分析 . 3 2.1.1 塑件及塑件材料的特点 . 3 2.1.2 影响塑件尺寸精度的因素 . 4 2.2 塑件材料的选择与工艺性分析 . 5 2.2.1 工艺性分析 . 5 2.2.2 材料的选择 . 5 2.2.4 PA66 的注射成型工艺参数 . 6 2.3 塑料成型工艺的种类 . 7 2.3.1 注射成型 . 7 2.3.2 压缩成型 . 7 2.3.3 压住成型 . 7 2.3.4 挤出成型 . 8 第三章第三章 注塑机的选择与校核注塑机的选择与校核 . 9 3.1 注塑机的选择 . 9 3.1.1 由公称注射量选定注射机 . 9 3.1.2 由锁模力选定注射机 . 9 3.2 注塑机的校核 . 10 3.2.1 型腔数目的确定及校核 . 10 VI 3.2.2 锁模力的校核 . 10 3.2.3 开模行程的校核 . 11 第四章第四章 浇注系统浇注系统 . 12 4.1 分型面的确定 . 12 4.1.1 分型面的选择原则 . 12 4.1.2 分型面的决定 . 13 4.2 浇注系统的定义 . 13 4.3 主流道的设计 . 14 4.4 分流道的设计 . 15 4.5 拉料杆与冷料穴的设计 . 16 4.6 浇口的设计 . 16 4.7 浇注系统的计算 . 18 4.7.1 剪切速率的校核 . 18 4.7.2 主流道剪切速率校核 . 18 4.7.3 浇口剪切速率的校核 . 18 4.8 排溢系统设计 . 19 第五章第五章 成型零件设计成型零件设计. 20 5.1 凹模的工作尺寸计算 . 20 5.2 型腔壁厚、支撑板厚度的确定 . 21 第六章第六章 顶出系统顶出系统 . 23 6.1 模具对脱模机构的要求 . 23 6.2 脱模力的计算 . 23 6.3 顶管的设计 . 25 第七章第七章 温度系统温度系统 . 27 7.1 温度调节对塑件质量的影响 . 27 7.2 冷却系统的设计 . 29 VII 7.2.1 冷却系统的设计原则 . 29 7.2.2 冷却回路的确定 . 29 7.3 冷却系统的计算 . 29 第八章第八章 导向系统导向系统 . 33 8.1 导柱的设计 . 33 8.2 导向孔与导套 . 34 8.3 导柱的数量和布置 . 34 第九章第九章 抽芯系统设计抽芯系统设计 . 36 9.1 侧向分型与抽芯机构的分类 . 36 9.2 侧向分型与抽芯机构的设计 . 37 第十章第十章 模具开合模动作过程模具开合模动作过程 . 39 总结与展望总结与展望 . 40 参考文献参考文献 . 41 致谢致谢 . 42 附录附录 . 43 产品网格划分 . 43 浇注系统的设计 . 44 注塑工艺参数的设定 . 45 模拟结果分析 . 46 VIII 1 前言 本文以分油套为对象，详细介绍其注射模设计过程。设计中主要用 PRO/ENGINEER 软件，根据制件的零件图进行零件的三维造型，采用模具专家 系统 EMX，提高了设计效率。通过 Autocad 完成工程图的制作，从塑料材料的 性能分析，根据塑件的基本形状和尺寸入手，合理选择注射的成型方法。根据 注塑的额定注塑量我们可以确定模具的型腔为一模一腔，制件圆周方向有 12 个侧孔，无法直接脱模，所以我们需要设计侧抽芯机构，利用转盘带动滑块来 同时完成 12 个侧孔的抽芯，最后当主流道余料全部被拉出后，再利用推杆推 出机构完成塑件的推出。 需要分析的问题是：塑料在型腔内的注射过程中流动情况，温度压力变化 情况、注塑件残余应力等, 根据分析检查模具结构、流动状态、产品质量等问 题。 如是否存在浇注系统不合理, 流道和浇口位置尺寸是否不当, 型腔平衡以 及产品的翘曲变形等。设计完成后，最后通过 Autocad 完成工程图的制作。 1 塑料制品和注射成形在模具业的重要地位 塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。 它在电脑、 手机、 汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可 替代的作用，应用极其广泛。 注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑 料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为 加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶 段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 塑料注射成形工艺的最大特点是复制， 能够复制出所需任意数量的可直接 使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备 上投入较大， 但是可以生产制品的数量非常大， 实属一种经济快捷的生产方式， 因此得到广泛的应用和快速的发展。 2 模具在我国的发展历程 过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家 2 用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着 现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越 来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经 不能满足人们对物质的需求， 然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加 工出来， 因此， 模具的发展与人们的生活关系越来越紧密， 如我们使用的电脑、 手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、 先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备 等都是成形优质塑件的重要条件。 我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒 地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业 发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也 较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以 中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任 务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的 发展任重而道远。 3 前景展望 我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期， 模具工业的发 展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关 于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下， 进一步推进改革， 调整结构， 开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。 不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业 强国的宏伟目标而奋斗。 我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期， 模具工业的发 展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关 于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下， 进一步推进改革， 调整结构， 开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。 不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业 强国的宏伟目标而奋斗。 3 第二章 塑件的分析 2.1 塑件结构分析 塑件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。仔细阅读塑件 制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等各方面 考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材 料种类与结构修改的可能性。 2.1.1 塑件及塑件材料的特点 本产品是一个塑料件。如图所示 图 2.1 分油套零件图 1 开模方向 由零件的三维图分析，外表面的表面质量是比较重要的，再根据模具的结 构分析得到，产品的外表面应该在定模上，在产品的分型面设置推出机构，所 以开模方向应沿零件的 Z 轴。 4 2 零件壁厚 是根据零件的工作要求、摆放位置和化学和流动特性确定的。 3 脱模斜度 根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效 率和表面质量，脱模斜度设置为 1。 4 圆角 塑件在面与面之间都设计了圆角过渡， 这样不仅可以避免塑件尖角处的应 力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于 充模。 5 侧面 12 个直径 5 的孔 由于塑件有 12 个不同方向的角度的孔所以必须用侧抽芯，考虑到外观较 严，所以可以采用转盘，作为驱动力，来驱动滑块运动，实现抽芯。 2.1.2 影响塑件尺寸精度的因素 1 和模具直接有关系:模具的形式或基本结构；模具的加工制造误差；模 具的磨损、变形、热膨胀。 2 和塑料有关的原因:塑料的标准收缩率的变化；塑料的成型收缩、流动 性、结晶化程度的差异；再生塑料的混合、着色剂等添加剂的影响；塑料中的 水分以及挥发和分解气体的影响。 3 和成型工艺有关的原因： 由于成型条件变化造成的成型收缩率的波动； 成型操作变化的影响；脱模顶出时的塑料变形，弹性恢复。 4 和成型后实效有关的原因： 周围温度、湿度不同造成的尺寸变化；塑 料的塑性变形及因为外力作用产生的蠕变、弹性恢复；残余应力、残余变形起 的变化。 5 塑件的尺寸公差：本塑件在使用上不需要采用高精度等级，但为了不影 响塑件的美观，也不能采用低精度等级。同时，考虑到该材料的性能和成型工 艺特点，经查表模具设计与制造手册 ，精度等级选为 4 级。 5 2.2 塑件材料的选择与工艺性分析 2.2.1 工艺性分析 塑料是以高分子量的合成树脂为主要成分。 它在一定的温度和压力的条件 下具有可塑性，能够流动变形，其被塑造成制品之后，在一定的使用环境条件 之下，能保持形状、尺寸不变，并满足一定的使用性能要求的材料。塑料中的 必要和主要成分是树脂，树脂是由高分子物质所组成，它是通过聚合反应而制 成的， 所以又叫聚合物或称高聚物。 塑料的主要成分是合成树脂， 并加入填料、 增塑剂、燃料、稳定剂等各种辅料组成。其多组成分有：树脂、填充剂、增塑 剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、着色剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂等。 塑料具有：1 质量轻；2 化学稳定优越；3 电绝缘性能好；4 比强度高；5 减摩、耐磨性能优良，自润滑性好；6 成型加工方便；7 粘结性能好；8 光学 性能好；9 着色性能较强；10 导热率低的特性。 但是在目前塑料的应用中，塑料也存在着一些缺点，使其应用受到一定限 制。一般塑料的机械强度均不如金属。塑料成型时收缩率较高。塑料对温度的 敏感性远比金属或其它非金属材料的大， 塑料的使用温度范围远较其它材料的 窄。塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其形状会产生“蠕变” ，塑料这 种渐渐产生的塑件流动是不可塑的，导致塑件尺寸精度丧失。所以，在选择塑 料时要注意扬长避短。 塑料按照受热后的表现性能，可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。 前者的特点是在一定的温度下，经过一定时间加热、加压或加入硬化剂后，发 生化学反映而硬化。 硬化后的塑料化学结构发生变化， 质地坚硬， 不溶于溶剂， 加热也不再软化，如果温度过高就分解。后者的特点为受热后发生物态变化， 由固体软化或者熔化成粘流体状态，但冷却后又可变硬而成为固体。且过程可 以多次反复，塑料本身的分子结构则不发生变化。热塑性塑料和热固性塑料的 性能对比如下表。 2.2.2 材料的选择 聚酰胺纤维又称尼龙（Nylon） ，简称 PA66，是分子主链上含有重复酰胺 6 基团NHCO的热塑性树脂总称。 尼龙用途广泛，因此，在汽车、机械部构、通讯、纺织、造纸工业等方面 应用相当广泛，随着社会发展的日新月异，人民对尼龙的需求越来越大。特别 是尼龙作为结构性材料，对尼龙的强度、耐热性、耐寒性等多方面的性能提出 了更高的要求。尼龙也有其自身不足。特别是 PA6、PA66 两大品种来说，与 PA46、PAl2 等品种比具有很高的价格优势，虽某些性能不适用于相关行业发 展。因此，必须针对一应用特定领域，通过提高其某些性能，来扩大其应用的 领域。 2.2.3 尼龙材料特点 优点： 1 机械强度、韧性好； 2 耐疲劳性能突出； 3 表面光滑，耐磨； 4 耐腐蚀； 5 无毒； 6 耐热。 7 有较好电气性能，具有较好的电绝缘性。 8 重量轻，易染色，易成形。 缺点： 1 计较易吸水。 2 耐光较差。 3 不耐强酸、氧化剂等。 4 设计技术要求并较严。 2.2.4 PA66 的注射成型工艺参数 1 密度（g/ cm3） ：1.36; 2 计算收缩率（%） ：0.30.7; 3 摩擦系数：1.3; 4 弯曲弹性模量 E：8000 (MPA66)3.0103N/cm3; 5 适用注塑机类型：螺杆式、柱塞式均可。 7 6 后处理:利用油、水、盐水均可，在温度为 90100时，放置 4 小时。 2.3 塑料成型工艺的种类 2.3.1 注射成型 注射成型又称为注射模塑或注塑成型， 是热塑性塑料制品成型的一种重要 方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料均可用此法成型塑 件。注射模塑可成型各种形状、满足众多要求的塑件。注射成型已成功地应用 于某些热固性塑件、甚至橡胶制品的工业生产中。 注射成型的过程是，将粒状或粉状塑件从注射机的料斗送入加热的料筒， 经加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施压而通过料筒顶端部的喷嘴注入 低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形状，开模取出 塑件。由于注射成型具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有 金属或非金属嵌件的塑件；对各种塑料均有良好的适应性；生产效率高，易于 实现全自动化生产等一系列优点， 因而注射成型是一种技术经济先进的成型方 法。 2.3.2 压缩成型 压缩成型又称为压制成型、压缩模塑或模压成型。压缩成型技术主要用于 成型热固性塑料制品；也可用于热塑性塑料制品的热料冷压成型；也可用于将 原料放在模内，施以一定的压力，先加热后冷却定型的成型；还可用于粉料的 冷压成型等。 2.3.3 压住成型 压住成型又称为传递成型，压住模具用于成型热固性塑料制品，模具具有 单独的加料室，成型时先将型腔闭合，并预热到成型温度，将热固性塑料加入 模具的加料室，利用压柱施压，塑料在高温高压下转变成黏流态并以一定的速 度通过浇注系统，进型腔，经保温保压一段时间塑料交联固化，当达到最佳性 能时即开模取出塑件。 8 压住成型工艺过程和压缩成型基本相同，他们的主要区别在于：压缩成型 过程是先加料后闭模，而压住成型则一般要求先闭模后加料。 2.3.4 挤出成型 挤出成型也称为挤塑成型。它在热塑性塑料加工领域中，是一种变化多、 用途广、占比重颇大的加工方法。挤出成型是将塑料在旋转的螺杆于料筒之间 进行输送、压缩、熔融塑化，定量地通过处于挤塑机头部的口模和定型装置， 生产出连续型材的加工工艺。 除了以上几种外，塑料成型工艺还有气动挤出成型系列：中空成型、真空 成型和压缩空气成型。 9 第三章 注塑机的选择与校核 3.1 注塑机的选择 3.1.1 由公称注射量选定注射机 塑件的体积:V=25.461cm3 塑件的质量：M=1.36gx25.461=34.63g 流道凝料 V=0.2V ； 根据实际注射量应小于 0.8 倍公称注射量原则, 即： 0.8V 公 V 实 3.1.2 由锁模力选定注射机 F 锁F 胀=A 分P 型 = 2 4 D P 型 式（3.1） =1/43.1411222510 6 =246.18 （KN） 式中 F 锁:注射机的锁模力（N） ； A 分:塑件和浇注系统在分型面上的 投影面积之和；P 型:型腔压力，取 P 型=25MP a； D 取的是塑件的最大直径。 结合上面两项的计算，初步确定注塑机为国产注射机 SZ-320/1250，其主 要技术参数如下表所示。 表 3-1 国产注射机 SZ-320/1250 技术参数表 特性 内容 特性 内容 结构类型 卧 拉杆内间距(mm) 910910 理论注射容积（cm 3 ） 816 移模行程(mm) 360 螺杆(柱塞)直径(mm) 48 锁模力(KN) 1600 注射压(MPa) 1410 螺杆转速(r/min) 10200 10 注射速率(g/s) 660 锁模形式(mm) 双曲肘 塑化能力(g/s) 22.2 模具定位孔直(mm) 150 最小模具厚度(mm) 150 喷嘴球半径(mm) 18 最大模具厚度（mm） 950 喷嘴口直径（mm） 6 3.2 注塑机的校核 3.2.1 型腔数目的确定及校核 根据市场经济及生产效率的要求，本模具采用一模一腔型腔结构，即型腔 数目 1=n 。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有 关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速 率确定型腔数量n； m mKm n p1 式（3.2） 式中K注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8； p m 注射机最大注塑量，g； 1 m 浇注系统所需塑料质量， g ； m 单个塑件的质量， g 。 式中 p m 、 1 m 、 m 也可以为注射机最在注射体积 （cm 3） 、 浇注系统凝料体积 （cm3） 、 单个塑件的体积（cm 3） 。 估算浇注系统的体积：0.2V=15.28cm 3 故取 1=n 满足我们设计要求。 3.2.2 锁模力的校核 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素， 其数值越大，需要的锁模力也就越大。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件 在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料 现象， 应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面 积之和的乘积小于注射机额定锁模离，即： 11 p FpAnA+)( 1 式（3.3） 式中 A 为单个塑件在分型面上的投影面积，mm2; 1 A 为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，mm2； P 为塑料熔体在型腔中的成型压力，MPA66; p F 为注塑机的额定销模力,N。 3.2.3 开模行程的校核 注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。 因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为 了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具， 需要满足下式： ()105 21 +=aHHS 式（3.4） 式中S模具开模行程； 1 H 推出距离 2 H 塑件高度； a定模板与中间板之间的分开距离。 则 ()105 21 +=aHHS 500mm 小于注射机最大开合模行程，故满足要求。 12 第四章 浇注系统 4.1 分型面的确定 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面， 也 叫合模面。 4.1.1 分型面的选择原则 1 符合塑件脱模：为使塑件能从模具内取出，分型面的位置应设在塑件断 面最大尺寸的部位。 2 分型面的数目和形状：通常只采用一个与开模运动方向相垂直的分型 面。确定分形面应以模具制造及脱模方便为原则。 3 型腔的选择： 尽量防止形成侧孔和侧凹， 以避免采用较复杂的模具结构。 4 确保表面质量：分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面，避免影响塑件 的外观质量;将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧。以确保塑件的同 轴度;要考虑减小造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。 5 有利于塑件脱模：由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧，故尽可能 使开模后塑件留在动模一侧。 6 考虑侧向轴拔距：一般机械式分型 抽芯机构的侧向轴拔距都较小，因 此选择分型面的时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向 上，即将短轴拔距作为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定 模抽芯。 7 锁紧模具的要求：侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑 件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小较小 的方向作为侧向分型面。 8 有利于排气：当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑料的 流动末端，以利于排气。 9 模具零件易于加工。 13 4.1.2 分型面的决定 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。分型面与模具 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等有关，因此分 型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分， 它们的接触表面分开 时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面 称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种 选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条 件。 应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 该塑件表面质量 无特殊要求，结构也比较间单，固选平直分型面。如何确定分型面，需要考虑 的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、 塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、 操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方 案中优选出较为合理的方案。 4.2 浇注系统的定义 定义：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道，使塑料熔体平 稳有序的填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分， 以获得组织紧密的塑件。 分类：普通浇注系统：冷流道（本模具采用） 无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道 普通浇注系统设计原则： 了解塑料的成型性能和塑料的流动性。 要保证塑件的质量，避免常见的充填问题。 尽量减少停滞现象；尽量避免熔接痕；尽量避免过度保压和保压不足；尽 量减少流向杂乱。 14 1 尽量减少及缩短浇注系统的断面和长度。 2 尽可能做到同步填充。 3 便于修整浇口以保证制件外观。 4.3 主流道的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传 质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。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，包括主流到，分流到、冷料穴，浇口。 1 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处， 它将注射机喷嘴射出的熔体 导入分流道或型腔中。主要的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模是主流 道凝料的顺利拔出 主流道尺寸 主流道小端直径 D=注射机喷嘴直径+（0.51） =3+（0.51） ，取 D=4 主流道球面半径 SR0=注射机喷嘴球头半径+（12） =15+(12)，取 SR0=17 球面配合高度 h=35mm，取 h=3mm 主流道长度 L=40mm 主流道大端直径 D=D+2Ltan=4+240tan2=6.79，取 D=7mm 浇口套总长 LO=L+h+2=45mm 2 主流道衬套的形式 主流道小端入口处于注塑机喷嘴反复接触，属于易损件，对材料要求较严 格，因而模具主流道部分设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便 有效的选用幼稚钢材进行单独加工和热处理， 常采用碳素工具钢， 如 T8A、 T10A 等，热处理硬度为 50HRC55HRC。 15 图 5-1 主流道衬套 4.4 分流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。 分流道的 作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注 意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射 速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比 较容易。根据型腔的放置方式可知分流道的长度不长，为了便于加工起见，选 用形状为圆形分流道，查塑料模设计手册得 R=3mm。 塑料迅速冷却，只有内布的熔体流动比较理想，因此分流道表面粗糙度一 般取 Ra1.6mm 如下图所示: 16 图 5.2 分流道 4.5 拉料杆与冷料穴的设计 冷料穴是为储存因熔体与低温模具接触而在料流前锋产生得冷料而设置 的，这些冷料如果进入型腔将减慢熔体填充速度，最终影响制品的成型质量。 冷料穴一般设置在主流道的末端， 分流道较长时， 分流道的末端也应设冷料穴。 一般情况下，主流道冷料穴圆柱体的直径为 56mm，深度为 56mm。对于 大型制品，冷料穴的尺寸可适当加大。对于分流道冷料穴，其长度为 11.5 倍的流道直径。 冷料穴的分类：1 底部带推杆的冷料穴，由于加工方便，故常使用。2 推 板推出的冷料穴，这种拉料杆专用于制品以推板或推块脱模得模具中。3 无拉 料杆的冷料穴，对于具有垂直分型面的注塑模（两边抽芯的哈夫模） ，冷料穴 至于左右两半模的接触面上，开模时分型面左右分开，制品与前锋冷料一起拔 出，冷料穴不必设置拉料杆。4 分流道冷料穴一般采用以形式 4.6 浇口的设计 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修 17 改浇口尺寸， 无论采用何种浇口， 其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大， 因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节， 同时浇口位置的不同还 影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位 置的选择，通常要考虑以下几项原则： 1 尽量缩短流动距离。 2 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3 必须尽量减少熔接痕。 4 应有利于型腔中气体排出。 5 考虑分子定向影响。 6 避免产生喷射和蠕动。 7 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8 注意对外观质量的影响。还应该考虑的因素有： 不要将浇口置于高压力区域； 尽量避免或减少熔合线； 尽量使熔合线远离高压力区域； 对于增强型塑料，浇口位置决定零件的保压性能 ； 提供足够的排气口以避免空气存集。 考虑到特殊的注塑过程，如下所示： 图 5.3 浇口的的形式 18 4.7 浇注系统的计算 4.7.1 剪切速率的校核 生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.810 2 5 10 3S1 、浇口的剪切速率 R=10 4 10 5 S 1 时，所成型的塑件质量最好。对一般热 塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示： 3 3.3 n v R q R = 式（5.1） 式中 q v体积流量（CM 3 /S） ； R 3 n浇注系统断面当量半径（CM） 。 4.7.2 主流道剪切速率校核 Q主 v=0.8Q公 /T =338.21.5=225.5 （CM 3 /S） T 注射时间：T=2.5（S） ； R n主流道的平均当量截面半径：Rn= 4 21 dd+ =0.538（cm） d1 主流道小端直径 ，d1=0.63 （CM） ；d 2 主流道大端直径，d 2 =1.36 （CM） 13 3 1047.12783.014.3/9.1581.3 3.3 =s R q R n v ）（ 主 510 2 1.4710 3 510 3 (满足条件) 4.7.3 浇口剪切速率的校核 1 3 10345.1423.014.3/15267.3 3.3 =S R q R n v ）（ 浇 其中：浇口面积 S=/4(D22-D12),当量面积 S=R 2 当n 所以 R 当n =7mm。 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模 4 腔， 无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，所以浇口 的剪切速率是合适的。 从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证 19 明流道与浇口的尺寸取值是合理的。 4.8 排溢系统设计 当塑件熔体填充型腔时， 必须顺序排出型腔中及浇注系统内的空气及塑料 受热或凝固产生的低分子挥发气体。 注射成型时的排气通常有如下四种方式进 行。1 利用配合间隙排气 2 在分型面上开设排气槽排气 3 利用所有排气塞排 气 4 强制性排气 本塑件采用第一种，其具体深度可按下表 3 选取取 0.03mm 表 5.4 分型面上排气槽深度(mm) 塑料 深度 h 塑料 深度 h 聚乙烯 PP 0.02