毕业设计（论文）-金属散热器风扇架的模具设计（全套图纸）.doc

金属散热器风扇架的模具设计 摘摘 要要 随着模具业发展，注射模具设计要求越来越高，造型也比较复杂，本设计介绍了 金属散热器风扇架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原则；详细介绍了型芯和型腔、冷流道注射模具浇注系 统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。设计内容主 要包括设计计算及说明与绘图两部分。 本次金属散热器风扇架设计中计算及说明部分包括如下：分型面及动、定模板结 构型式的选择；冷却系统结构形式的确定；浇注系统结构形式的确定；模具型腔、型 心结构的确定；自动脱螺纹机构形式的确定；注塑机的选择；排气系统结构的确定。 关键词：关键词：金属散热器风扇架 注射模 自动脱螺纹机构 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 Abstract Abstract Along with the mold industry development, injection molding design is getting higher and higher to the mold request, the shaping is also quite complex, this the design introduced the metal radiator fan frame injection moldings basic principle, specially single is divided the profile to inject molds structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the core and the die space, the cold flow channel injection mold gating system, the temperature control system and goes against systems design process, and has given the explanation to the mold intensity request. The design content mainly includes the design calculation and shows and draws a chart two parts. In the metal radiator fan frame design computation and specification part including as follows: Divides the profile and moves, decides the template structure pattern the choice; Cooling system structural style determination; Gating system structural style determination; Mold die space, core structure determination; Automatic thread off Mold emptier form determination; Injection molding machines choice; Discharge gas system structure determination. Keywords: metal radiator fan frame Injection Mold Automatic thread off Mold emptier 目录目录 摘摘 要要 .IVIV ABSTRACTABSTRACT .V V 绪绪 论论 .1 1 产品介绍产品介绍 .3 3 第一章第一章 塑料成型工艺性分析塑料成型工艺性分析 .4 4 1.1 塑件分析.4 1.2 性能分析.4 1.2.1 塑件的分析.4 （1）外形尺寸 该塑件壁厚为 1.5mm，结构简单，外观质量要求一般，尺寸不大，塑 料熔体流程不太长，适合于注射成型。.4 1.2.2 ABS 的性能分析.4 1.2.3 HDPE 的注射成型过程及工艺参数.5 第二章第二章 分型面位置的分析和确定分型面位置的分析和确定 .6 6 2.1 分型面的选择原则.6 2.2 分型面选择方案.6 第三章第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定塑件型腔数量及排列方式的确定 .9 9 3.1 数量.9 3.2 排列方式.9 第四章第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核注射机的选择和有关工艺参数的校核 .1111 4.1 所需注射量的计算 .11 4.2 注射机型号的选定.11 4.3 有关工艺参数的校核.12 目录 4.3.1 注射量的校核.12 4.3.2 注射压力的校核.12 4.3.3 锁模力的校核.12 4.3.4 模具的固定.13 4.3.5 开模行程的校核.13 第五章第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 .1515 5.1 主流道的设计.15 5.2 冷料穴的设计.16 5.3 分流道的设计.17 5.4 浇口设计.18 5.5 浇注系统的平衡 .20 第六章第六章 成型零件的设计及力学计算成型零件的设计及力学计算 .2121 6.1 成型零件的结构设计.21 6.2 成型零件工作尺寸计算.21 6.3 成型零件的强度及支撑板厚度计算 .23 6.4 成型零件的钢材的选用 .25 第七章第七章 模架的确定和标准件的选用模架的确定和标准件的选用 .2626 第八章第八章 导向机构的设计导向机构的设计 .2727 第九章第九章 脱模机构的设计脱模机构的设计 .2828 9.1 脱模机构的设计原则.28 9.2 塑件的脱模机构的设计计算 .28 9.2.1 脱模力的计算.28 9.2.2 推杆直径确定.29 第十章第十章 温度调节系统的设计温度调节系统的设计 .3131 10.1 冷却系统的简单计算.31 第十一章第十一章 排气槽的设计排气槽的设计 .3333 第十二章第十二章 模具总体结构模具总体结构 .3434 设计总结设计总结 .3535 参考文献参考文献 .3636 附件一附件一 .3737 绪论 绪绪 论论 随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不 断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，如：家用电器、仪器仪表、建 筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅速增加， 由于在工业产品中，一个设计合理的塑料件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，成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低了金属材料消 耗量和加工及装配件工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。 特别是近几年塑料制品在电子产品上的应用开发技术越来越成熟，塑料在电 子产品领域中越来越得到重用，取代了很多原料在电子产品上的用途，为电子 产品带了了新的生命和活力。塑料向电子产品领域扩展的又一前沿阵地是显示 器产品。在传统显示器方面，由于同质化情况日趋严重，厂商要提升产品的市 场竞争力，设计个性化非常关键。塑料外壳良好的可塑性、鲜艳多姿的色彩为 厂家的设计提供了更为广阔的空间。但在外壳塑料模具方面，国内模具还存在 着制模周期长、高精度模具难以生产的缺点。在个性化显示器日渐受欢迎的今 天，对国内塑料模具厂家也提出了新的要求。 现在塑料已更深刻地进入了显示 器领域，不仅只是用来制作外壳。飞利浦公司已研制出一种塑料质地的计算机 显示器，这种显示器使用具有柔韧性的塑料半导体元器件而不是传统的硅芯片， 每秒更新速度为 100 次。不过这种显示器的清晰度还有待改进。 塑料显示器的 出现，使寻找纸张替代品的工作取得了巨大进展。塑料显示器可以制成轻雹柔 软、便于携带和阅读的“电子纸” ，这种“纸”可以方便地更新内容，可以被成 千次地使用，如传真、电报等临时需要或阅读一到两次就被抛弃的文件，都可 以用电子纸来生成和重新使用，它将显著地减少办公室和家庭的纸张消费，一 旦投入市场，将产生巨大的经济效益。 “塑料制品生产的关键常在模具” 。改革开放以来，随着我国的塑料加工工 业地飞跃发展，随着塑料制品的应用领域日益广泛，我国的模具行业也飞速地 发展起来，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。塑料模已能 生产 34、48大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠 和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已 开始采用。目前，生产塑料制品最广泛采用的是压制成型法、铸压成型法、注 射成型法、中空吹塑成型法、真空成型法、压缩空气成型法、其中包括近年来 得到发展的热固性塑料注射成型、低发泡塑料注射成型及微型注射成型等。 注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料 和部分热固性塑料，生产的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。由 于注塑成型加工实现了生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。作为 注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成 型过程中的生产效益等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产 品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。 产品介绍 产品介绍产品介绍 本次毕业设计的对象是金属散热器风扇架，产品主要用于固定在电脑显卡 上的散热风扇，一般大概在 6080 摄氏度的温度之间下工作，因为会与电子元 件直接接触，所以所用的塑料材料应该有良好的绝缘性，在 6080 度的温度下 可以正常工作，因为是和于固定风扇的结构，所以本产品有良好的综合力学性 能。下图是产品的外形图和基本尺寸图。 图 0-1 产品外形及基本尺寸图 第一章第一章 塑料成型工艺性分析塑料成型工艺性分析 1.1 塑件分析塑件分析 该塑件为金属散热器风扇架，塑件的公差要求不高，质量要求是不允许有 裂纹和变形缺陷；脱模斜度；塑件的材料定为 ABS，生产批量为大批量， 0 130 塑件公差按模具设计要求进行转换。这里塑件的精度要求不高所以公差按国家 标准备公差 MT6 来进行计算，详见参考目录塑料成型工艺及模具设计表 （2-4） 。 1.2 性能分析性能分析 1.2.1 塑件的分析塑件的分析 （1）外形尺寸 该塑件壁厚为 1.5mm，结构简单，外观质量要求一般，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 根据题目要求，塑件为金属散热器风扇架，材料为 ABS，所 以按高精度等级 MT6 来计算。 （3）脱模斜度 ABS 属无定型塑料，成型收缩率较小，在之间，%8 . 0%3 . 0 查参考目录塑料成型工艺及模具设计表（2-10）选择该塑件上型芯和凹模 的统一脱模斜度为。 0 1 1.2.2 ABS 的性能分析的性能分析 （1）使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定。耐化学性， 电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、 减摩零件、传动零件和结构零件。 （2）成型性能 1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按 品种来确定成型方法及成型条件。 2）吸湿性强。含水量应小于 0.3%（质量） ，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。 4）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 加工时塑件表面呈现白色痕迹。 第一章 塑料成型工艺性分析 （3）ABS 的主要性能指标 表 1-1 ABS 性能指标 密度/ 3 cmg1.021.08比热容/ 1 CkgJ1470 收缩率()%0.30.8拉伸强度/MPa38 吸水率()%0.20.4弹性模量/MPa 3 104 . 1 熔点/C130160弯曲强度/MPa80 屈服强度/MPa50压缩强度/MPa53 比体积/ 13 gcm0.860.98弯曲弹性模量/ MPa 3 104 . 1 1.2.3 HDPE 的注射成型过程及工艺参数的注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程 1）成型前的准备。对 ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 ABS 的吸水性较大，成型前应该进行充分的干燥，进行预热，处理温度为 7080 ，处理时间为 12。Ch 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，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷 却五个阶段。 3）塑件的后处理。处理介质为空气和水，处理温度为 6075，处理时C 0 间为 1620S。 （2）注射工艺参数 1）注射机：螺杆式，螺杆转速为 30。min/r 2）料筒温度（）：后段：150170；C 中段：165180； 前段：180200。 3）喷嘴温度（）：170180。C 4）模具温度（）：5080。C 5）注射压力（）:60100。MPa 6）成型时间（ ）：15.3（注射时间 1.6，冷却时间 5.7,辅助时间 8） 。s 第二章 分型面位置分析和确定 第二章第二章 分型面位置的分析和确定分型面位置的分析和确定 2.1 分型面的选择原则分型面的选择原则 在塑件设计阶段,首先应该考虑成型时分型面的形状数量,否则就无法用模具 成型。在模具设计阶段,应首先确定分型面的位置,然后才选择模具的结构。分型 面选择是否合理,对塑件质量工艺,操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因 此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。选择分型面总的原则是保证 塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构:由参考文献1可知 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,选择分型面应尽量使塑件 开模时留在动模; 分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除 和修整; 分型面的选择应保证塑件尺寸精度; 分型面选择应有利于排气; 分型面选择应便于模具零件的加工、方便模具制造； 分型面选择应考虑注射机的规格； 分型面上尽量避免尖利边。 2.2 分型面选择方案分型面选择方案 根据该塑件的形状,分型面选择的方案有如下几种,分析比较如下: 分型面选择方案 1.如图所示： 1、定模板 2、动模板 3、型芯 图 2-1 分型面方案 1 分型面与开模方向平行,置于最大截面处,塑件包紧在动模型芯上。利用推出 机构易于推出,开模行程合理,模具结构简单,制造方便,塑件成型精度高,能够满足 要求。 分型面选择方案 2 图所示 1、定模板 2、动模板 3、型芯 图 2-1 分型面方案 2 与方案 1 很类似,但是此方案比方案 1 多了一块型腔底板，加大了模具的制 造复杂性和成本，所以此方案不如方案 1 好。 综上所述,分型面采用方案一,模具结构简单。塑件成型精度可靠。 下图是分塑件的分型面及上下模： 图 2-3 分型面上表面 第二章 分型面位置分析和确定 图 2-4 分型面下表面 图 2-5 型腔 图 2-6 型芯 第三章第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定塑件型腔数量及排列方式的确定 3.1 数量数量 分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说,大中 型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。但对于这种 精度要求不高的中小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,考 虑到经济性因素，若采用多型腔模可使生产率大为提高、降低成本。结合塑件 的批量,质量要求,塑料的品种形状尺寸及塑件的生产成本,所选用的技术要求和 规范,选择一模 2 腔。 3.2 排列方式排列方式 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。由于型腔布置 方式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注意以下 几点： 尽可能采用平衡式排列，一边构成平衡式浇注系统，确保塑件质量的均 一和稳定。 型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢 料现象。 尽量使型腔排列得紧凑些，以便减小模具的外形。故采用如下的直对排 列，这样模板总面积小节省钢材，模具质量轻。 图 3-1 型腔分布图 综上所述，本模具采用一模 2 腔，直对排列，流道采用平衡式，浇口采用 第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定 侧浇口，模具结构为二板式直浇道推板推出形式。 第四章第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核注射机的选择和有关工艺参数的校核 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解 现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是 依据塑件的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构形式及初步估算外形 尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量,锁模力,注射压力,拉杆间距,最大 和最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。 4.1 所需注射量的计算所需注射量的计算 塑件质量和体积的计算 通过 pro/e 三维软件建模设计分析计算得 塑件体积： 1.42cm3， 塑 V 查表 1-1 知 =1.05g/cm3 ，所以， 塑件质量： 。 ggVm491 . 1 05 . 1 42 . 1 塑塑 浇注系统凝料体积的估算 浇注系统的凝料在设计之前是不是能准确的数值，但是可以根据经验按塑 件体积的 0.21 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的 凝料按塑件体积的 0.2 倍来估算，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 2 个塑件体积之和）为 33 4 . 322 . 142 . 1 2)2 . 01 (cmcmVV 塑总 4.2 注射机型号的选定注射机型号的选定 根据上面计算出来的一次注入模具型腔的塑料总体积 ， 3 4 . 3 cmV 总 并结合教材塑料成成型工艺及模具设计公式（4-18）则有 。 33 26 . 4 8 . 0/4 . 38 . 0/cmcmV 总 根据以上的计算，初步选定公称注射量为 10 cm3，注射机型号为 XS ZS22 的立式注射机，其主要技术参数见下表： 第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核 表 4-1 注射机参数图 螺杆直径/mm20额定注射量/cm320 3 cm 注射压力MPa117锁模力/KN250 最大面积 cm290模板行程/mm160 最大模具厚度/mm180最小模具厚度/mm60 定位孔直径/mm推出孔径/mm 两侧孔距/mm喷嘴球半径/mm12 喷嘴孔直径/mm4 4.3 有关工艺参数的校核有关工艺参数的校核 4.3.1 注射量的校核注射量的校核 选用注射机时，通宵是以某塑件（或模具）实际需要的注射量来初选某一 公称注射量的注射型号，然后依次对该机型的公称注射压力，公称锁模力，开 模行程以及模具安装部分的尺寸一一校核。 以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号，为了保证正常的注射成 型，模具每次需要的实际注射量应该小于或等于某注射机的公称注射量的 80%，即 公浇塑 VVnV8 . 0 带入数据： 33 16208 . 0124 . 3 2 . 042 . 1 42 . 1 2cmcm 4.3.2 注射压力的校核注射压力的校核 该项工作是校核所选注射机的公称压力能否满足塑件成型时所需要的注射 压力。塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性，塑件结构和壁厚以及浇 注系统类型等因素决定，今次我们选用的是 ABS 塑料，而该塑料正好可以查 书塑料成型及模具设计表 4-1，得 ABS 塑料的注射压力为 80-110（小件 厚壁易流动） ，这里我们取，而公称注射压力为，MPa80 0 MPa117 公 注射压力安全系数，这里取，则：4 . 125. 1 1 k3 . 1 1 k 公 104803 . 1 01 k 所以注射机注射压力合格 4.3.3 锁模力的校核锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体 充真型腔时，沿锁模方向产生一个很在的胀型力，为此注射机的额定锁模力必 须大于该胀型力，否容易产生锁查模不紧而发生溢料的现象。即： 总腔胀锁 AkFkF 22 因为这次零件为二腔排列所以： )(2 浇分总 AAA 式中，是注射机的额定锁模力（N） ；是型腔的胀型力（N） ；是 锁 F 胀 F 腔 模具型腔内塑料熔体平均压力（） ，一般为注射压力的 0.30.6 倍，通常为MPa 2040MPa,也可以参考下表；是塑件在分型面上的投影面积（） ；是 分 A 2 mm 浇 A 浇注系统在分型面上的投影面积，一般为的 0.2 到 0.5 倍，这里取 0.2； 分 A 是锁模力安全系数一般取 1.11.2 这里我们取 1.1。则： 2 k 根据上式和零件型状我们可以校核锁模力是不合格。 2222 9534/614 . 3 24/2014 . 3 4/3814 . 3 3944mmA 分 查下表MPa35 腔 NAFk 4 . 96062)9532 . 0953(2352 . 12 . 1 2 总腔胀 而所选的注射机的额定锁模力为 250KN， 胀锁 FkF 2 锁模力校准合格。 表 4-2 常用塑料注射时型腔的平均压力1 塑件特点举 例 型腔平均压力 （MPa） 容易成型塑件 PE、PP、PS 等薄厚均匀的日用品、容器 类 25 一般塑件在模温较高下，成型壁薄容器类30 中等粘度塑料及有精度要求的塑 件 ABS、POM 等有精度要求的零件，如壳体 等 35 高粘度塑料及高精度、难充型塑 料 高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等40 4.3.4 模具的固定模具的固定 模具的安装固定形式有压板式和螺钉式两种。当用压板固定时，只要模具定， 动模座板以外的注射机安装板附近有螺孔就能固定，操作很灵活方便，当用螺 钉直接固定时，模具动，定模座板上必须设安装孔，同时还要与注射机安装板 上的安装孔吻合，一般用于较大型的模具安装。这里我们属小型模具，所以我 们选用压板固定的方式。 第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核 4.3.5 开模行程的校核开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开模距离，用 H 表示，它必须小 于注射机移动模板的最大行程。由于注射机的锁模机构不同。 max S （1）开模行程与模具厚度无关 这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连 杆机构的最大冲程决定的，而与模具厚度无关。当模具厚度发生变化时，可由 相应的调模装置进行调整不。 而我们这次正好是选择的这种注射机，而且我们的模具是单分型面注射模，所 以我们可以用塑料成型工艺及模具设计式(4-7) 即 mmHHS)105( 21max 式中，是塑件脱模所需要的推出距离；是包括浇注系统在内的塑件高度； 1 H 2 H 是注射机移动板最大行程。来校核开模行程。带入数据得 max S mmS160 max max21 31105 . 8 5 . 1210SmmHH 第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 第五章第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓 清晰，内在质量优良的塑件。因此要求冲模速度快而有序，压力损失小，热量 散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，而且在塑件上留 下的浇口痕迹小。 所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。 浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统由主 流道。分流道.浇口.冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的 塑料熔体平稳而顺利的充模,压实,保压。 5.1 主流道的设计主流道的设计 主流道是浇注系统中从喷嘴与模具相接触部位开始,到分流道为止的塑料熔 体的流动通道,属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具中的过渡阶段,因此它的形 状和尺寸非常重要。 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的 熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模 时主流道凝体的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模 时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常 设计成可拆卸更换的浇口套。 主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的 塑料熔体冷热交换的反复接触,属于易损件,对材料的要求高,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-浇口套 下面为主流道主要设计要点： 1为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢料，主流道与喷嘴的对接处应设计成 半球形凹坑，凹坑的深度为 35mm，其球面半径 SR 应该比注射机喷嘴头球 面半径 SR。大 12mm；主流道小端直径 d 应比注射机喷嘴直径 d。大难 0.51mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。 2为了减小对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度 应该加工到。umRa 8 . 0 3主流道的圆锥角设得过，会增加主流道凝料的脱出难度；设得过大，又会产 生湍流或涡流，卷入空气，所以，通常。对流动性差的可以取大 42 点，圆锥角可由下式表示 LdD2/ )(tan 式中，D 是主流道大端直径；d 是主流道小端直径；L 是主流道长度。 4主流道大端呈圆角，半径 r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。 5在模具结构允许的情况下，主流道的长度应尽可能短，一般取 L60mm.过 长则会增加压力损失，使塑料熔体的温度下降过多，从而影响熔体的顺利充 型。另外过长的流道还会浪费塑料材料、增加冷却时间。为此，可以采用延 伸式浇口套或采用能缩短主流道的定位圈，让注射机喷嘴伸到模具内部，从 而达到缩短主流道的作用。 根据以上原则计算 （1）主流道尺寸 主流道长度：小型模具应尽量60mm，本次设计初取 50mm 进行设计 主 L 主流道小端直径：d = 注射机喷嘴直径 + (0.51)= 4 +1= 5mm 主流道大端直径： 式中mmLdD10tan2 主 4 主流道球面半径 ：SR = 注射机喷嘴球面半径 + (12)= 12 +1 = 13mm 球面配合高度： h = 35 取 h =3mm （2）主流道的凝料体积 3332222 74 . 1 17403/ )5 . 255 . 25(3814 . 3 3/ )(cmmmmmrRrRLV 主主主主主主 （3）主流道当量半径 mmRn75 . 3 2/ )5 . 25( （4）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易 磨损。对材料要求严格，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材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢 （T8A 或 T10A） ，热处理淬火表面硬度为 5055HRC。 5.2 冷料穴的设计冷料穴的设计 冷料穴的作用是贮存两次注射间隔而产生的冷料及熔体流动前锋冷料,以防 止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设置在主流道的末端,当分流道较长时,在分流 道的末端有时也设冷料穴。同时冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套 中拉出并滞 留在动模一侧。本设计采用推杆脱模机构,采用球头拉料杆的冷料穴。塑料进入 冷料穴后，紧包在拉料杆的球形头上，拉料杆的地步固定在动模边的型芯固定 板上，开模时将主流道凝料拉出定模，然后靠推杆推顶塑件时，强行将其从拉 第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 料杆上刮下脱模，因此这种冷料穴和拉料杆也主要用于弹性较好的塑料品种， 适合 ABS 材料， 5.3 分流道的设计分流道的设计 （1）分流道的布置形式 分流道是主流道与浇口之间的通道，分流道在分型面上的布置与前面所述 型腔排列密切相关,有多种不同的形式,但应遵循两个方面的原则:一是排列紧凑, 缩小模板尺寸,二是流程尽量短,锁模力均匀。在设计时应考虑尽量减少在流道内 的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还考虑减小分流道的容积，保证 压力平衡，因此采用平衡式分流道， （2） 分流道的长度 长度应尽可能短,结合模具尺寸结构,取单边分流长度 L= 40mm. （3） 分流道形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U 形、六角形等，圆形和正方形分 流道截面积虽然效率高,但其是以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出, 因而其加工工艺性不佳,不予采用。为了便于加工和凝料的脱模，分流道设在分 型面上，采用梯形截面，梯形截面加工工艺性好,且塑料熔体的热量散失,流动阻 力均不大。 （4）分流道的的当量直径： 根据经验分流道直径按上一级流道的（80%90%）来计算，所以一级分流 ，取 6.5mm； mmDD75. 665 . 79 . 08 . 09 . 08 . 0 分 （5）分流道截面尺寸 查经验公式，梯形截面，经过计算并根据常用分流0.76HD1.14BD 道横截面形状及尺寸1，选 H=5mm，B=8mm，r=2mm。如图 5-3 所示： 图 5-1 分流道横截面尺寸 (6)凝料体积 1）分流道的长度 。 mmL80240 分 2）分流道的面积 2 2 2 18.33 2 5 . 6 2 mm D A 分 分 3）凝料体积 33 654 . 2 265418.3380cmmmALV 分分分 (7)校核剪切速率 1）确定注射时间：查表 4-8， 可取st6 . 1 2）分流道体积流量： scm t VV q/4 . 3 6 . 1 84 . 2 654 . 2 3 塑分 分 3）剪切速率： 12 3 3 3 105 . 7 2 25. 3 14. 3 104 . 33 . 33 . 3 s R q r 分 分 分 该分流道剪切速率处于主流道与分流道的最佳剪切速率 之间，所以分流道内熔体的剪切速率合格。 132 105105 s (8)分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙要求不是很低， 一般取即可，此处取。另外，其脱模斜度一般在mRa5 . 225. 1mRa6 . 1 之间，这里取脱模斜度为。1058 5.4 浇口设计浇口设计 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,是浇注系统的关键部分,起着调 节控制料流速度,补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状、尺寸、位置对塑件 的质量产生很大的影响。浇口设计与塑件性能、塑件形状、截面尺寸、模具结 构及注射工艺参数等因素有关。总的要求是使熔料以较快的进入并充满型腔， 同时在充满后能适时冷却封闭，因此浇口截面要小，长度要短，这要可增大料 流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹， 保证塑件外观质量。 （1）类型及位置的确定 直接浇口适用于任何塑料，常用于成型大而深的塑件，熔体的压力损失少， 成型容易。但由于浇口处固化慢，容易造成成型周期延长，产生较大的残余应 第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 力，超压填充，浇口处易产生裂纹，浇口凝料切除后塑件上疤痕较大。 点浇口位置能灵活确定，成型后表面质量好，但由于浇口面积较小，需提 高注射压力，增加模具成本。 潜伏式浇口，为了不影响产品外观，要开设二次浇口，但其二次浇口加工 困难。 该模具是中小型塑件的多型腔模具。有塑料顾问分析可知,类型选用常用的 侧浇口,开设再模具的分型面上，这类浇口加工容易,修整方便,并且可以根据塑 件的形状特征灵活选择进料位置。缺点是再制品的外表面留有浇口痕迹。可在 塑件取出后进行后续处理，以弥补此缺陷。 （2）浇口的结构尺寸经验数据 由参考文献表 4-11 知，一般侧浇口的厚度为 0.5-1.5mm,宽度为 0.8- 2.4mm，浇口长度为 1mm。浇口的大小由其厚度,宽度和长度决定。 侧浇口的深度: =0.63= 1.8mm nth 式中 h 侧浇口厚度 mm， t 塑件壁厚 mm 塑件厚度为 3 mm， n 与塑料品种有关的系数,查得 n = 0.6， 取侧浇口宽度 B=2 mm， 浇口长度取 L = 1mm。 （3）校核浇口的剪切速率 1）计算浇口的当量半径 由，得 BhR 2 浇 mm Bh R071 . 1 14 . 3 8 . 12 2 1 浇 2）校核浇口的剪切速率 确定注射时间