毕业设计（论文）-塑料积木注塑模具设计.doc

20102011 年度毕业设计（论文）任务书年度毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 塑料模具的设计 设计人姓名：_ 班级： _ 指导老师姓名： 1、设计（论文）内容、设计（论文）内容 (1)分析零件的成形工艺性。 (2)制品的基本参数的计算及注射机选用。 (3)模具类型及结构的确定。 (4)模具和成型设备关系的校核。 (5)模具零件的必要计算。 (6)绘制模具装配图。 (7)绘制模具的部分零件的二维图 (8)编写设计说明书。 2、设计（论文）的目的和要求、设计（论文）的目的和要求 （1）综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行塑料模具 设计的实际训练，从而培养学生独立工作的能力，提高学生的实际分析能 力和创新意识。 （2）加深学生对塑料模具设计基本理论的理解，培养学生设计和实践 能力的重要环节和必要手段，培养学生设计塑料模具的能力。其目的是使 学生全面了解与掌握注射模具的组成、结构、动作原理及其设计方法与步 骤等。 （3）培养学生将所学的模具知识、零件设计、制图、工艺、公差与技术测 量等知识有机地结合在一起，提高学生对模具零件设计、制图、等知识与技能 的综合掌握与应用能力，培养其严谨的实验态度和分析解决问题的能力。 （4）掌握零件设计与加工的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料 和手册，熟悉标准和规范等。 3、设计（论文）主要技术指标、设计（论文）主要技术指标 (1) 模具的结构设计 (2)用 CAD 软件绘制装配图和部分零件的 2D 图； (3)(3)毕业论文撰写规范、论述清楚、文字精炼、计算准确，还应附有必要 的插图。 4、进度安排（共、进度安排（共 6 周）周） 阶段阶段设计工作内容设计工作内容要求要求时间（周）时间（周） 资料的准备、查阅材料 原始资料的分析 确定注射 工艺方案 注射机选用 根据教材 或手册 0.5 确定模具型腔数目及排列方式 确定分型面位置 选择浇注系统和排气系统 确定成型零件的主要结构形式 确定侧向抽芯结构 选择推出方式确定推出和回程机构 温度调节系统的设计 模具设计 模架的选择 零件的选材、热处理及表面处理 根据教材 或手册 注塑机的校核 3.5 装配图和零件 图的绘制 模具结构总装图和零件工作图的绘制按照装配 图、零件 图制图标 准 1 撰写整理论文撰写毕业论文、答辩准备1 塑料积木塑件图塑料积木塑件图 目目 录录 引 言 .2 1 结构工艺分析 .5 1.1 原始设计依据.5 1.2 塑件的结构及工艺性分析.5 1.3 塑件材料及成型特性分析.6 1.3.1 ABS 主要的性能特点 .7 1.3.2 ABS 的成型工艺性能.7 1.3.4 成形特性： .7 1.3.5 成形工艺： .8 2 注射模的组成 .9 2.1 注射模组成.9 3 注塑模整体结构设计 .10 3.1 型腔数量的确定.10 3.2 分型面的设计.10 3.3 气槽的设计.11 3.4 浇注系统的设计.11 3.4.1 主流道设计 .11 3.4.2 浇口套的结构形式 .12 3.5 分流道的设计.12 3.6 浇口的设计.13 3.6.1 浇口的作用 .13 3.6.2 浇口设计的基本要点 .13 3.6.3 浇口类型 .13 3.7 冷料穴的设计.14 3.7.1 冷料穴 .14 3.7.2 拉料杆设计 .15 3.8 合模导向机构的设计.15 3.8.1 导向机构 .15 3.8.2 对导柱结构的要求 .15 3.8.3 导向孔 .16 3.8.4 导柱与导套的配合 .17 3.8.5 导柱布置 .18 3.9 塑件脱模的机构设计.20 3.10 冷却系统设计.21 3.10.1 模具温度调节的重要性.21 3.10.2 冷却参数的计算.21 3.11、成型零件的结构设计.22 3.11.1、凹模的结构设计.22 4 相关理论计算及校核 .23 4.1 注射机型号的选择.23 4.1.1 估算塑件体积.23 4.1.2 选择注射机.23 4.2 注塑机基本参数.23 4.3 选择注塑机.23 4.3.1 体积计算 .15 4.3.2 选择成型设备 .15 4.3.3 注射机参数规格 .15 4.4 注射机的校核.23 4.4.1 最大注射量的校核 .15 4.4.2 注射压力的校核 .15 4.4.3 锁模力的校核 .16 4.4.4 喷嘴尺寸的校核 .17 4.4.5 定位圈尺寸校核 .18 4.4.6 开模行程和顶出装置的校核 .15 4.5 零件工作尺寸的计算.23 5.5.模具结构的初步确定 .25 5.1 模架的选择.25 5.2 注射模具的选材.25 5.2.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材.25 5.2.2 模板零件的选材.25 5.2.3 浇注系统零件的选材.26 5.2.4 导向零件的选材.26 5.2.5 模架的选择.26 5.2.6 推出机构零件的选材及推出方式.26 5.2.7 该套模具所用材料的性能比较.26 6 模具结构总装图与零件工作图的绘制 .28 7 模具的试模与修模 .28 7.1 注射机选定.28 7.2 试模用注塑料.28 7.3 试模工艺.28 7.4 试模.28 7.5 修模.29 七 总结 .30 参考文献 .31 引言引言 塑料模的功能塑料模的功能 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， 金必压铸模具，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， 简称塑料模具。塑料模具优化设计，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，模具腔形 状、流产尺寸、表面粗糙、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，塑料模具结构的合理性，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，除简易模具外，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，才能发挥其应有的交通。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更 新为前提。 塑料模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刻不容缓的策略。尤其大型塑 料模的设计与制造水平，常常标志一个国家工业化的发展程度。 我国塑料模现状我国塑料模现状 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、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、规格不全质量沿不稳定。模 具标准化程度不高，系列化商品化沿待规模化；CAD、CAEFlowCool 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沿无规划；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。 塑料模发展趋势塑料模发展趋势 1 注射模 CAD 实用化 2 挤塑模 CAD 的开发 3 压模 CAD 的 4 塑料专用钢材系列化 5 塑料模 CAD/CAD/CAM 集成化 6 塑料模标准化。 1 1 结构工艺分析结构工艺分析 1.1 原始设计依据原始设计依据 本塑件的外观要求表面光洁，要求无裂痕、斑纹、脱皮、分层、变形等缺陷。 该塑件选用材料为 ABS。塑件的二维图如图所示： 图 1-1 1.2 塑件的结构及工艺性分析塑件的结构及工艺性分析 根据塑件图，使用 Pro/e 软件绘制其三维造型图，通过三维图可以较为直 观地认识塑件的结构。塑件的壁厚均匀，依外形特点恰避免了侧抽芯，内壁有 八条加强筋以增强塑件的强度和刚度。塑件三维图如下所示： 图 12 图 1-3 1.3 塑件材料及成型特性分析塑件材料及成型特性分析 根据塑件的工艺性分析可知，本设计选用 ABS 材料较为恰当。ABS 是 Acrylomtrile Bidadiene Styrene 的缩写形式，全称为丙稀腈丁二稀本乙稀三 元共聚物，属于无定性聚合物，密度为 1.05g/cm3。 1.3.1 ABS 主要的性能特点主要的性能特点 ABS 具有较强的综合性能，ABS 塑料为无定型料，一般不透明。ABS 无毒、 无味，成形塑件的表面有较好的光泽。ABS 具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油 性、耐水性、化学稳定性和电性能；具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度 高。但是，在大气中老化性较差。 1.3.2 ABS 的成型工艺性能的成型工艺性能 （1）使用前的准备 ABS 的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前要前行充分的干燥和预热。 不单能削除水气造成的制品表面烟花状气泡带，而且还有助于塑料的塑化，减 少制品表面的色斑和云纹。ABS 原料水分要控制在 0.3%以下。干冬季节，干燥 温度为 75800c,料厚层厚度为 2030mm，干燥时间为 23h，夏季雨水天要在 80900c 下干燥 48 个小时。表面要求光泽的塑料须长时间预热干燥达 816 小 时。此外，还要根据原料产地、储存、和运输状况，对于干燥条件适当调整。 ABS 具有较好的染色性，一般采用浮染法。原料要加入紫外线吸收剂和抗氧化 剂，以提高耐老化度。 （2）ABS 的成型温度控制 ABS 是无定性材料，分解温度为 2700c，耐热性不是太好。因含有橡胶成分， 过高的成型温度并会使流动性增加，相反会引起橡胶分解，流动性降低。同时， 长时间的高温作用会造成降解，交联和炭化。所以成型时应严格控制温度在允 许范围内。对柱塞式料筒温度应控制在 1602300c，螺杆式料筒温度应控制在 1602200c，喷嘴温度在 1701800c 范围内。 ABS 成型易取高料温、高模温，但料温过高易分解。对精度较高的塑件， 模温宜取 50600c，对高光洁度，耐热塑件，模温宜取 60800c。较高的模具温 度，制品外表面能够达到较光洁，可以避免合模线和陷坑等不良现象，减少制 品变形，但收缩率较大。一般的模具温度应尽可能低些。 （3）注射压力的确定原则 注射压力的大小主要取决于制品的结构和壁厚，一般控制在 60120Mpa。 壁薄流道较长，流动阻力较大时，注射压力可高至 130150Mpa。壁厚，浇口 截面较大，流动阻力小时，注射压力可略底些。提高注射压力可以提高 ABS 制 品的光泽度。 注射过程中，保压压力的大小，对制品的表观质量和银丝状缺陷都有较大 的影响。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，在温度较高 时，制品表面易雾化。压力过大，塑料型腔表面摩擦作用强烈，容易造成黏模。 所以一定要调整配好保压压力和保压时间。保压压力为注射压力的 30%60%。 保压控制得越低越好，保压最高时可 1.5Mpa。螺杆前进速度采用慢速，一般不 0.550.65m/s。 （4）注射速度的确定 ABS 采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料容易分解，甚 至烧焦，从而在制品上出现熔接缝，光洁度差，及浇口附近的物料发红等缺陷。 但在生产调制品或复杂制品时，还是要保证有足够的注塑料。 1.3.4 成形特性：成形特性： 1.无定形塑料，其品种很多，各品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、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 2500c 左右，比聚苯乙烯易分解） ，对要求精度较高塑件，模温宜取 500c600c，要求光泽及耐热型料宜取 600c800c。注射压力应比聚苯乙烯高，一 般用柱塞式注射机时料温为 1800c2300c，注射压力为 100140Mpa,螺杆式注射 机则取 1600c2300c，注射压力为 100140Mpa，螺杆式注射机则取 1600c2300c，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 机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失） 。脱模斜度宜为 20以上。 1.3.5 成形工艺：成形工艺： 1.注射成型工艺过程 （1）预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压 冷却脱模塑件送下工序 （2）清理嵌件、预热；清理模具、涂脱模剂放入嵌件合模注射 2.成形机类型：螺杆式 密度：1.021.05g/cm3 计算收缩率：0.30.8% 预热温度：80850c 预热时间：23h 料筒 后段：1501700c 中段：1651800c 温度 前段：1802000c 喷嘴温度：1701800c 模具温度：50800c 注射压力：60100Mpa 成形 注射时间：2029s 高压时间：05s 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：700c 时间：24h 说明：该成形条件为加工通用级 ABS 料时所用，苯乙烯-与丙烯脂共物（即 AS）成形民上相似。 2 2 注射模的组成注射模的组成 2.1 注射模组成注射模组成 凡是注射模，均可分为动模和定模两大部分。注射充模时动模和定模闭合， 构成型腔和浇注系统；开模时定模和动模分离，取出制件。定模安装在注射机 的固定板上，动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同 功能，可由一个系统或机构组成。 （1）成型零件 指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件，通常有凸模、型 芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确 定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。 （2）浇注系统 将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流 道、浇口和冷料穴组成。 （3）导向与定位机构 为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别在动模和定 模上设置导柱和导套。型腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位，有时为保 证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。 （4）脱模机构 是指模具开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。 3 3 注塑模整体结构设计注塑模整体结构设计 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，只不过凸凹相反而已。 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。 3.1 型腔数量的确定型腔数量的确定 其数目的决定与下列条件有关： 1 塑件尺寸精度 开腔数越多时，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 一模二腔。3、4 级的精密注塑件，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，比单腔模经济更为效益高。但是多腔模所使用的注射机 大，每一注射循环长而维持费较高，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，塑件形状较简单，质量较小，生产批量大较。 所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件无孔，侧不必侧抽芯，所以模具采用 一模八腔、平衡布置。这样模具适中，生产效率高。如图所示： 图 31 3.2 分型面的设计分型面的设计 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） 确定有利的脱模方式，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。 在安排制作在型腔中的方位时，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如下图 31： 图 32 3.3 浇注系统的设计浇注系统的设计 3.3.1 主流道设计主流道设计 （1）浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度 2060.若锥度过大会造成压 力减弱，流速减慢，塑料涡流，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 0.51mm。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）浇口套与注射机喷嘴在接触处的圆弧度必须吻合，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： SR=r +0.51mm 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 Ra1.6Ra0.8um,保证料流顺利，易脱模。 （7）浇口套不能制成拼块结构，以避免塑料进入接缝处，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。 3.3.23.3.2 浇口套的结构形式浇口套的结构形式 浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，既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，故采用后一种结构形式，如下图： 图 33 浇口套 浇注系统组成名称及尺寸 : 名称符号尺寸/ 主流道小端直径d注射机喷嘴直径0.5=3 主流道接口半径R喷嘴球半径1=19 接口配合长度H4 主流道锥度 3 主流道大端直径DD= d2Ltan（/2）=5 过度半径r2 横流道长度h22 浇口半径R0.5 浇口长t1 主流道长L50 3.3 排气槽的设计排气槽的设计 当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体，使蒸汽不能顺利地排出， 将在制品上形成气孔、接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时还会因 气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生痕迹，而且型腔内气体被压缩产 生的反压力会降低充模速度，影响注塑周期和产品质量， （特别在高速注射时） 。 因此设计型腔时必须考虑排气问题。 本模具采用分型面排气可满足要求，这样设计可以减少加工成本，减少一 些不必要的工时，提高了工作效率。 常用分流道断面尺寸推荐如表 4-1 所示。 塑料名称分流道断面直径 mm 塑料名称分流道断面直径 mm ABS，AS 聚乙烯 尼龙类 聚甲醛 丙烯酸 抗冲击丙烯酸 醋酸纤维素 聚丙烯 异质同晶体 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810 聚苯乙烯 软聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 热塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 离子聚合物 聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513 表 4-1 流道断面尺寸推荐值 1） 长度：分流道长度取决于模具型 腔的总体布置方案和浇口位置。从输送熔 体使减少压力和热量损失的要求出发，应 力求缩短。 2) 断面尺寸：分流道断面面积应能 保证型腔充满并补充因型腔内塑料收缩所 需的熔体后，方可冷却凝固。因此，分流 道断面直径或厚度应大于塑件壁厚。按此 要求，查有关资料得 ABS 塑料分流道断面 推荐直径 4.89.5mm ,由于本设计塑件较 小，故本设计分流道取 4mm。 3) 分流道的断面形状有圆形，矩形， 梯形，U 形和六角形。要减少流道内的压 力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流 道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高， 但正方形的流道凝料脱模困难，所以制成半圆形流道。在该模具上取圆形断面 形状，直径为 4mm。 3.5 分流道的设计分流道的设计 分流道式指主流道末端与浇口之间有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。 该模具采用半圆型分流道，使得加工容易，热量损失与压力损失均不大，从而 有利于成形。 3.6 浇口的设计浇口的设计 3.6.1 浇口的作用浇口的作用 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 型腔内还末冷却的热料回流。 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 主流道拉料杆 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。 3.6.2 浇口设计的基本要点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 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熔接牢度，可以在熔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。 3.6.3 浇口类型浇口类型 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。 本设计采用潜伏式浇口，因为潜伏式浇口又称隧道式浇口，是点浇口演变 来的且吸收了点浇口优点也克服了由点浇口带给模具的复杂性。应用于多型腔 模具以及塑件外表面不允许有任何痕迹时采用。 3.7 冷料穴的设计冷料穴的设计 3.7.1 冷料穴冷料穴 当注射机示注射塑料之前，喷嘴最前端的融塑料的温度较低，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 形位料杆，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冷料穴。 图 34 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好，很少产生冷 料或塑件要求不高时，可不必设置冷料精神分裂症 。如果初始设计阶段对是否需要开设冷 料穴沿无把握，可流适当空间，以便增设。 3.7.2 拉料杆设计拉料杆设计 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： 图 35 拉料杆 3.8 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 3.8.1 导向机构导向机构 导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方 向和位置，所以必须设有导向机构。 导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。 a 定位作用 为避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正 确的开关，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 b 导向作用 动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型 芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。 C 承受一定侧压力 塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制使导柱 在工作中承受一定的侧压力，此时，导柱能承担一部分侧压力。 3.8.2 对导柱结构的要求对导柱结构的要求 a 长度：导柱的长度必须比凸模端面要高出 68 毫米。以免导柱末导正方向而 凸模先进入型腔与其相碰而损坏。 b 形状：导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。 C 材料：导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯、因此，多采用 低碳钢经渗碳淬火处理，或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度 HRC5055, 导柱滑动部位按需要可设油糟。 D 配合精度：导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。 E 光洁度：配合部分光洁度要求 6 级，此外，导柱的选择还应根据模架来确定。 由于模架大（400X400）所以设计成四导柱，据此导柱设计简图如下所示： 图 36 导柱 3.8.3 导向孔导向孔 导向孔可以直接开设在模板上，且设计为通孔，这种形式的孔加工简单，适 用于生产批量小，精度要求较高的模具。 对导向孔的结构主要有四点要求，分述如下: （1） 形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最 好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生 压力，给导柱的进入造成阻力。 （2） 材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这 样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。 （3） 导套的精度与配合一般 A 型用二级精度过度配合，B 型用二级精度间 隙配合。 （4） 光洁度配合：部分光洁度要求 7 级。 导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为 T8A 硬度达到 HRC5055 或采 用 20 钢渗碳 0.50.8 厚，淬硬到 HRC5660.本设计导套装在动模板。 3.8.4 导柱与导套的配合导柱与导套的配合 由于模具的结构不同，选用的导柱的结构也不同。本设计采用导柱与定模板的 配合的结构简图如图所示： 图 37 导柱与定模板配合简图 3.8.5 导柱布置导柱布置 根据模具的形状大小，在模具的空闲位置开设导柱孔和导套孔，常见的导 柱有 2 至 4 根不等，其布置原则必须保证定模只能按一个方向合模，此设计常 用四根相同的导柱布置在动模固定板的四角。 3.9 塑件脱模的机构设计 在注射成型 的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构 称为脱模机构或顶出机构。 脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类： a、按动力来源分类。分为手动脱模、机支脱模、液压脱模、气动脱模，本 设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸，并开模到一定距离后， 活塞的动作实现脱模。 b、按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二 级脱模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用的顶出机构是顶杆顶出机构。 顶杆的机构特点：顶杆加工简单，更换方便，脱模效果好，顶杆设计的注意事 项： a、顶出位置顶杆的顶出位置应设在脱模阻力大的地方，顶杆不宜设在塑作 最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增在顶出面积， 来改善塑件受力状况。此时，一般采用顶出杆顶出，此设计的顶杆放置在产品 的中央。 b、径顶杆直径不宜过细，应有足够的刚度承受顶出力，当结构限制顶出面 积较小是，为了避免细长杆变形，可设计成阶梯形顶杆。 c、配位