毕业设计（论文）-多功能笔架盒塑料件注射模具设计【全套图纸】.doc

南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书(论文) 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 作 者： xxx 学 号：08xxxxx01408xxxxx014 学 院： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 专 业： 数控加工与模具设计数控加工与模具设计 题 目： 多功能笔架盒塑料件注射模具设计多功能笔架盒塑料件注射模具设计 指导者： 评阅者： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 1 2013 年 4 月 南 京 南京工程学院毕业设计说明书（论文） I 毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）中中文文摘摘要要 本文详细地阐述了多功能笔盒架注射模具的设计过程。设计了注射模具 中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构，并对 塑料材料性能进行了分析，选择合适的注射机。根据塑件的产品数量要求， 以及结构要求，该模具采用一模二腔。整个设计过程使用 UG 软件进行参数化 设计，使整个模具设计过程简单明了。利用 Mlodflow 软件进行模流分析，为 模具设计和成型工艺的确定提供参照依据。使用 UG 软件设计成型零件以及非 标零件，从而进行全方面的参数化设计，即对模具进行分模、生成元件、装 配、试模、开模、模架的选择等设计工作。同时应用 UG 软件可快捷地将三维 图转化为二维工程图，直接指导生产。针对塑件的特点，本模具设计了侧抽 芯滑块机构，也构成了本次模具设计的主要内容。 关键词 塑料模具 侧抽芯 注射模 注射机 模架 南京工程学院毕业设计说明书（论文） II 毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）外外文文摘摘要要 Title: Multifunctional pen rack box of injection mold design Abstract This paper expatiates a multi-function pen boxes frame injection mould design process. The design of injection mould includes pouring system, orientation and the position of the institutions, side parting and core-pulling mechanism. The plastic material properties are analyzed, and the injection machine is choosed appropriately. According to the number of plastic parts product requirements, and the structural requirements, the mould cavity with the two. The whole mould is designed by UG software, it makes the whole mold design process more simpler and clearer. Mlodflow software mold flow analysis can provides reference basis for the design and forming technology. Using UG software design molding parts and non-standard parts, and thus for all aspects of the parametric design, includes mold parting, and the formation of components, assembling, mode testing, mold opening, choice of formwork. At the same time using UG can easily transfer a 3d figure into a 2d engineering graphics, which can directly be used in producing. According to the characteristics of the plastic parts, the mould includes a side core-pulling slider mechanism, and this forms the main content of the design. Keywords plastic mold injection mold injection side core pulling machine mold 南京工程学院毕业设计说明书（论文） III 目目 录录 前言.1 第一章 塑料模的功能.2 第二章 塑件成型工艺分析.3 2.1 拟定制品成型工艺.3 2.2 热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺.3 2.2.1 聚丙烯的注射成型工艺参数.3 2.2.2 聚丙烯材料综合性能分析.4 第三章 拟定模具结构形式.5 3.1 分型面位置的确定 .5 3.2 确定型腔数量及排列方式.6 第四章 注塑机型号的确定.7 4.1 注射量的计算.7 4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算.7 4.3 选择注射机.8 4.4 有关参数的校核.10 第五章 浇注系统形式和浇口的设计.12 5.1 浇注系统的设计.12 5.1.1 主流道设计.14 5.1.2 分流道的设计.16 5.2 浇口的设计.18 5.2.1 浇口设计的技术要求 .18 5.2.2 浇口尺寸的确定 .20 5.3 冷料穴的设计.21 5.4 拉料杆的设计.22 5.5 浇注系统的平衡.22 5.5.1 分流道平衡.23 5.5.2 浇口平衡.23 第六章 模架的确定和标准件的选用.24 6.1 模具各个板料尺寸的确定.24 6.1.1 定模座板.24 6.1.2 定模板.25 6.1.3 动模板.25 6.1.4 动模垫板.25 南京工程学院毕业设计说明书（论文） IV 6.1.5 垫块.25 6.1.6 动模座板.26 第七章 合模导向机构的设计.27 7.1 导向结构的总体设计.27 7.1.1 导柱的设计.27 7.1.2 导套的设计.28 第八章 脱模推出机构的设计.29 8.1 脱模推出机构的设计原则.29 8.2 制品推出的基本方式.29 8.3 塑件的推出机构.29 8.4 推杆推出机构的设计要点.30 8.5 复位机构设计.31 第九章 抽芯机构设计.32 9.1 侧向分型与抽芯机构的分类.32 9.2 斜导柱抽芯机构的设计.32 9.2.1 斜导柱的倾斜角的确定.33 9.2.2 侧向抽心力的计算.33 9.2.3 斜导柱的弯曲力的计算.33 9.2.4 斜导柱直径的计算.34 9.2.5 斜导柱的长度计算.34 9.2.6 锁紧楔的设计.35 第十章 成型零部件的设计.36 10.1 成型零件的结构设计.36 10.1.1 凹模的结构设计.36 10.1.2 凸模的结构设计.37 10.2 成型零件工作尺寸的计算.38 10.2.1 响工作尺寸的因素.38 10.2.2 成型零件工作尺寸的计算.39 10.3 成型零件强度计算.41 10.3.1 型腔侧壁厚度计算.41 第十一章 排气系统的设计.43 11.1 排气设计的要点.43 11.2 排气系统的几种方式.43 第十二章 温度调节系统设计.45 12.1 加热系统设计.45 南京工程学院毕业设计说明书（论文） V 12.2 冷却系统设计.45 12.2.1 冷却系统的设计原则 .45 12.2.2 冷却回路的布置:.46 12.3 型芯的冷却.47 12.4 冷却系统的有关计算：.47 结束语.49 致 谢.50 参考文献.51 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 1 前言前言 模具行业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是 高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产 品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具 在整个模具行业中约占 30%左右。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对 注塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计的多 品种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性 的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附 加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与 模具设计制造系统。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。 着重说明了一副注射模的设计流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参 数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与 结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。 其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择， 模具型腔数目的确定、型腔的排列布局、流道布局以及浇口位置的选择，模具工 作零件的结构设计，侧向分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形 式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义， 以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们 以后从事模具行业相关工作打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，特别是指导老师的悉心指导， 在此表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免 有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 2 第一章第一章 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形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，具有决定性的影响。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，具有十分重要的意义。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，标志一个国家工业化的发展程度。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 3 第二章第二章 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 2.12.1 拟定制品成型工艺拟定制品成型工艺 该制品是笔盒架，如图 2.1 所示，生产批量大。材料为绝缘性能较好的聚 丙烯，成型工艺性能好，可以注射成型。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留 在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。 图 2.1 塑件 2.22.2 热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺 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）预热、清理模具 涂脱模剂 合模注射 2.2.12.2.1 聚丙烯的注射成型工艺参数聚丙烯的注射成型工艺参数 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 4 表 2.1 塑件的注射成型工艺参数 工艺参数内容工艺参数内容 温度 80100注射时间2060 预热和干燥 时间 12 h保压时间03 后段160180冷却时间2090 中段180200 成型时间/s 总周期50160料筒温度/ 前段200220螺杆转速 48 r/ min 喷嘴温度/190200方法/水或油 模具温度/8090温度/90100 注射压力7001000 后处理 时间/h410 2.2.22.2.2 聚丙烯材料综合性能分析聚丙烯材料综合性能分析 （1）结晶料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分 解。 （2）流动性极好（溢边值为 0.03mm 左右） ，但成型收缩范围和收缩值大， 易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强。 。 （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，方向性明显，低温高压时尤其明显。模具温度低于50时，塑件无 光泽，易产生熔接不良、流痕， 90以上已发生翘曲变形。 （4）塑件壁厚应均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中。 （5）聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路。 表 2.2 聚丙烯综合性能 性能名称数 值性能名称数 值 密度 g/cm0.900.91弹性模量 MPa 0.840.95 比容 cm/g1.101.11弯曲强度 MPa 67.5 吸水率%（24h）0.010.03硬度 HB9.65 R95105 收缩率%1.03.0体积电阻率 .cm 1016 熔点C170176击穿电压 Kv/mm 30 热变形温度C 0.46MPa 102115 1.85MPa 5667 冲击强度 kJ/m 无缺口 78 缺口 3.54.8 抗拉屈服强度 MPa 37 介电系数 60Hz 10 Hz2.32.4 6 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 5 第三章第三章 拟定模具结构形式拟定模具结构形式 3.1 分型面位置的确定 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着 成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 分型面的选择应注意以下几点： A不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品； B有利于保证塑件的精度要求； C有利于模具加工，特别是型腔的加工； D有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计； E便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 （1）多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的 小型塑件，可采用此结构。 （2）多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小 型塑件，可采用此结构。 该塑件外观质量要求较高，并可以看出：分型面的位置、塑件推出机构的痕 迹、浇口为侧浇口。可初步拟定双型腔单分型面的结构。 根据塑件的结构形式，分型面选在笔架盒上下面的最大轮廓处为分型面，如 图 3.1 所示。 图 3.1 分型面位置 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 6 3.23.2 确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式 一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构， 对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求） ，形状简单，又是大批量 生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高， 多功能笔盒架塑件属于中型塑件，大批量生产。考虑到模具制造费用低一点， 设备运转费用小一点，初定为一模两腔的模具型式。根据塑件的形状，以及塑 件材料聚丙烯的综合性能，本设计采用一模两腔的形式。 图 3.2 型腔布局 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 7 第四章第四章 注塑机型号的确定注塑机型号的确定 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定 模具结构型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、最小模具厚度、推出型式、推出位置、 推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑 机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若 不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。 4.14.1 注射量的计算注射量的计算 通过 UG 建模 moldflow 分析，可得出塑件质量为 111.445 克，塑件体积V为 140.5 ，曲面表面积为 302。流道凝料m 3.24 克，可按塑件质量的 0.6 倍来计算。 3 cm 2 cm 从上述分析中确定型腔为一模两腔，所以注射量为： 按体积算 ： V= 2V1+V废料 (4.1) =140.52+140.520 = 309.1 3 cm 按质量算： M=2M1+M废料 (4.2) =222.89+111.44520 =245.179 g 4.24.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算 经 moldflow 分析注射过程锁模力如图所示： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 8 图 4.1 锁模力分析图 经上图分析注射过程所需的最大锁模力为8.08。MPa 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A 在模具设计前是个未知数， 根据多型腔模的统计分析，大概是每个塑件在分型面上的投影的0.2-0.5 倍。 因此可以采用 0.4nA1 来进行估算。所以 A= nA1+0.4 nA1 (4.3) =1.4 nA1 =2027360 2 mm 4.34.3 选择注射机选择注射机 塑件成型所需要的注射量应小于所选注射机的注射容量。可按注射容量、锁 模力、模具闭合时的厚度等来确定注射机的型号，还可以参照moldflow 分析 的压力图，如下图所示： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 9 图 4.2 压力分析图 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，确定选用SZY300 卧射机（上海塑机厂）。其参数如表 4.1 所示： 表 4.1 SZY300 卧式注射机主要技术参数 名 称单 位数 值名 称单 位数 值 公称注射 量 3 cm320 模板尺 寸 mm 620520 螺杆（柱 塞）直径 mm60 拉杆空 间 mm 400300 注射压力MPa47 合模方 式 液压机械 注射行程mm150 油泵流 量 L/min103.9、12.1 注射时间s2.5 油泵压 力 Mpa 7 螺杆转数R/min 1590 机器外 形尺寸 m 6.51.320 注射方式螺杆式 螺杆驱 动功率 kW7.8 合模力kN1500 加热功 率 kW6.5 最大成型 面积 3 cm 机器重 量 t4.5 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 10 （续） 4.44.4 有关参数的校核有关参数的校核 1. 型腔数量的校核 （1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n n= (4.4) 21 (/3600)/KMtmm = 0.8 20 116.77 3600/3600-3.45 111.445 = 16.7 2 所以，所设定的型腔数符合要求，合格。 上式中， k-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 M-注射机的额定塑化量，取 20g/s t-成型周期，取 116.77s 其它的安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定之后方可进行。 （2）按注射机的最大注射量校核型腔数量n： =3.6 (4.5) 21 ()/ n nKmmm 上式右边=3.62（符合要求） 式中 Mn注射机允许的最大注射量（g 或 cm） （3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量n： =2.8 (4.6) 21 ()/nFPApA 上式右边=2.82 （符合要求） 模板最大 行程 mm340 电动机 功率 kW17 模具最大 厚度 mm355 资料提 供单位 上海塑机厂 模具最小 厚度 mm285 喷嘴球半 径 mm18 喷嘴孔直 径 mm4 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 11 式中 F注射机的额定锁模力（N） A1单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm） A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm） p塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）一般是注射压力的 80% 2. 注射机的校核 （1）注射压力的校核：该注射机的注射压力为47MPa，经分析聚丙烯的 注射压力为 7 Mpa，所以能够满足要求。 （2）注射量以及锁模力在上面已经校核，符合要求。 模具厚度的校核：模具厚度H 必须满足： Hminmax 该模具厚度为 H=30+45+90+30+80+30 (4.7) =305mm（符合要求） 式中 Hmin注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距 Hmax注射机允许的最大模厚 （3）开模行程的校核： SmaxS=H1+H2+（510） (4.8) 上式右边 S=20+85+10 =115mm（符合要求） 式中 Smax注射机最大开模行程（mm） H1推出距离（脱模距离） （mm） H2包括浇注系统在内的塑件高度（mm） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 12 第五章 浇注系统形式和浇口的设计 浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。 它分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。 5.15.1 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统是指从注射机的喷嘴到模具型腔的浇口这一段塑料流动的信道称为 浇注系统。浇注系统由主浇道、分流道、冷料穴、浇口等组成。经moldflow 分析浇注系统如下图所示， 图 5.1 浇注系统分析图 1.浇注系统设计原则： （1）重点考虑型腔布局。 （2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽 可能大，弯折尽量少，表面粗糙度要低。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 13 图 5.2 温度分析图 （3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。 （4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以 减少塑料耗量。 （5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料” 。 （6）排气良好。 （7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、 残余应力。 图 5.3 气穴分析图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 14 （8）保证塑件外观质量。 （9）减少熔接痕。 图 5.4 熔接痕分析图 （10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为） 。 5.1.15.1.1 主流道设计主流道设计 1主流道是喷嘴熔融状态的塑料进入模具型腔时的首段信道，它的形状 和尺寸直接影响塑料的流动速度及填充时间。主流道一般呈圆锥形，锥度一 般为 26 度，其小端直径应大于喷嘴直径0.51mm，以便补偿与喷嘴对中的 误差。主流道的最佳长度一般为3060mm。 根据所选注射机，小端尺寸直径应为： d=注射机喷嘴尺寸+（0.51） (5.1) = 4 + （0.5 1） = 4.5 5 mm 主流道球面半径应为： R=喷嘴球面半径+（12） (5.2) = 18 + 2 = 20 mm 球面配合高度 h=35 取 h=5（mm） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 15 2主流道衬套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因 而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效 的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如： T8A、T10A 等，热处理硬度为 5357HRC。主流道衬套和定位圈设计成分体式， 用于中型模具。小型模具设计成分体式。但由于该模具主流道较长，设计成分 体式较宜。 为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈设计成分体式。主流道长 度取 50mm，约等于定模板（型腔板）的厚度。 （见模架的确定和装配图） 图 5.5 主流道衬套 主流道衬套材料采用 45 钢，热处理淬火或表面硬度为5355HRC。本设 计中，主流道与定模座板采用H7/k6 过度配合，与定位圈的配合采用H9/f9 间隙配合。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 16 图 5.6 定位圈 主流道的固定见装配图 3. 主流道凝料有关计算 主流道凝料体积为： V=dL (5.2) 4 = （）58 4 7+10 2 =3289.54 mm 主流道剪切速率校核： 由经验公式 : =3092.9 (5.3) 3 3 . 3 n R q 3 3.3 225.918 3.14 4.25 1 s 在 500-5000之间 1 s 1 s 式中，+ (5.4) 塑件浇道 qqq 主 q =3.4566+222.89 =225.918 R= (5.5) (7 10)/ 2 2 =4.25 mm 生产实践表明，当注射模具主流道的剪切速率在 500-5000之间，所成 1 s 1 s 型的塑件的质量较好。所以本设计的主流道剪切速率符合要求。 5.1.25.1.2 分流道的设计分流道的设计 1. 分流道布置形式： 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的 作用。本设计属于多型腔模具，必须设置分流道。 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经 分流道均衡的分配到各个型腔，因此，本设计采用平衡式分流道。 分流道尺寸及各级分流道的尺寸如图5-3 所示 2分流道的形状及截面尺寸 本课题采用半圆形断面分流道，在一块模板上，切削加工容易实现，且表面 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 17 积不大，热量损失和阻力损失不太大。 查相关资料，取标准值，半径为 4 的半圆。 流道截面形状及尺寸如图 5.7 所示 图 5.7 流道截面图 从理论上第二级分流道的截面尺寸可比第一级分流道截面尺寸小10%， 但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上和分流道采用一样的截面。 3分流道的有关计算： 分流道凝料体积 分流道长度 L=（20+20） 2=80 mm (5.6) 分流道截面积 A=3.1442 /2=25.12 (5.7) 2 mm 分流道凝料体积 q=80 25.12=2009.6 (5.8) 3 mm 分流道剪切速率校核： 根据经验公式：= 600.6 (5.9) 3 3 . 3 n R q 1 S 在 500-5000，剪切速率校核合理 1 S 1 S 其中，q= 225.918+6 = 231.918 3 cm R=159.5mm=15.95cm (5.10) 3 2 2 c F 其中 F 为锁模力，F=8080 KN c 为半圆截面周长（10.28cm） 分流道的表面粗糙度 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 18 分流道的表面粗糙度要求不是很低， 一般取 0.8um1.6um 即可，因此， 本设计取 1.5um。 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置 形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方 面流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，采用定模部分开有分流道。 5.25.2 浇口的设计浇口的设计 浇口，又称进料口，是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最小 部分。它使塑料熔体的流速产生加速度，以利于迅速充满型腔，同时还起封闭 型腔防止熔体倒流的作用，并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离。 根据塑件的外部特征，外观表面质量要求比较高，要求看不到浇口的痕迹， 塑件的外表面是光滑的，而且塑件的体积相对较大，因此本设计采用侧浇口， 在开模时浇口自行剪断，从外面看不到浇口。 侧浇口的优点：侧浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征 灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小 型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强 侧浇口的缺点：有浇口痕迹存在，会使塑件形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷， 且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。 5 5. .2 2. .1 1 浇浇口口设设计计的的技技术术要要求求 1浇口位置的选择应遵循的原则： （1）避免制件上产生喷射等缺陷（避免喷射有两种方法：a 加大浇口截 面尺寸，降低熔体流速； b 采用冲击型浇口，改善塑料熔体流动状况。 ）该 模具采用方法 a； （2）浇口应开设在塑件截面最厚处； （3）有利于塑件熔体流动； （4）有利于型腔排气； 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 19 （5）考虑塑件使用时的载荷状况； （6）减少或避免塑件的熔接痕； （7）考虑分子取向对塑件性能的影响； （8）考虑浇口位置和数目对塑件成型尺寸的影响； （9）防止将型芯或嵌件挤歪变形。 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。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 20 （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 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。 5.2.25.2.2 浇口尺寸的确定浇口尺寸的确定 1. 由经验公式：d=nk=0.6 0.29 = 2.3 mm 4 A 4 30200 (5.11) 其中查资料并计算得， n=0.6 , k=0.29 浇口截面形状如图 5.8 所示 图 5.8 浇口截面 在设计模具时， l=2,t=2,b=4 ，在试模时根据实际情况再进行调整。 2.浇口剪切速率的校核 根据侧浇口的经验公式： =25238 s 2 4 n q R 2 4 111.445 3.14 0.075 1 (5.12) 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 21 在 10000100000 s之间，减切速率符合要求。 1 5.35.3 冷料穴的设计冷料穴的设计 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