小型计算器外壳注塑模设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计小型计算器外壳注塑模设计DESIGN OF SMALL CALCULATORS SHELL INJECTION MOLD学生姓名：阳成海学 号：200741914126年级专业及班级：2007级机械设计制造及其自动化（1）班指导老师：吴彬 讲师湖南长沙提交日期：2011 年 5 月目 录摘要1关键词11前言2 1.1塑料膜国内外发展现状22拟定模具结构形式2 2.1确定型腔数量及排列方式2 2.1.1塑件成型工艺性分析2 2.1.1塑料材料的成型特性4 2.1.3脱模斜度6 2.1.4型腔数目及排列方式7 2.2 模具结构形式的确定73注射机型号的确定8 3.1注射量的计算8 3.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁摸力计算8 3.3 选择注塑机8 3.4 注射机有关参数的校核9 3.4.1由注塑机料筒塑化速率校核模具的型腔数n9 3.4.2 按注射机的最大注射量校核型腔数量9 3.4.3开模行程的校核9 3.4.4注射量校核94分型面位置的确定105浇注系统形式和浇口的设计11 5.1主流道设计11 5.1.1主流道尺寸11 5.1.2主流道衬套的形式11 5.1.1主流道剪切速率校核12 5.1.4主流道衬套的固定12 5.2 分流道设计12 5.2.1分流道的布置形式12 5.2.2分流道长度12 5.2.3分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积13 5.3浇口的设计14 5.4排气槽的设计166模架的确定167成型零件的设计与计算17 7.1成型零件钢材选用18 7.2凹模的结构设计18 7.3凸模的结构设计19 7.4成型零件工作尺寸的计算19 7.4.1平均收缩率计算型腔尺寸19 7.4.2按平均收缩率计算型芯尺寸21 7.5 模具强度的校核23 7.5.1 整体式矩形型腔侧壁厚度计算23 7.5.2整体式型腔底板厚度计算248导向机构的设计25 8.1合模导向零件机构的作用25 8.2导柱导向机构26 8.2.1导柱26 8.2.2 导套279脱模机构及复位机构的设计28 9.1推出机构的组成28 9.1.1推出机构的组成28 9.1.2推出机构的分类29 9.1.3推出机构的设计原则29 9.2本模具的推出机构29 9.2.1推出机构的选择29 9.2.2斜推杆30 9.3脱模阻力的计算31 9.4复位机构设计3210抽芯机构的设计32 10.1机构分类及机构选择32 10.2抽拔距与抽拔力及机构组成33 10.2.1抽拔距33 10.2.2抽拔力34 10.2.3滑块34 10.2.4导滑槽35 10.2.5楔紧块3611冷却系统的设计36 11.1冷却系统的计算36 11.2 冷却系统的结构与布置37 11.2.1冷却通道设计的基本原则37 11.2.2冷却装置的结构3812塑件质量的分析39 12.1合格的塑件应满足的要求39 12.2 模具性能39 12.3 次品分析3913注射模具选材13 13.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材40 13.2 模板零件的选材40 13.3 浇注系统零件的选材41 13.4导向零件的选材41 13.5侧向分型与抽芯机构的选材41 13.6推出机构零件的选材41 13.7其它零件41 13.8该套模具所用材料的性能比较4114模具的试模与修模42 14.1试模中遇到的问题42 14.1.1粘着模腔42 14.1.2粘着模芯42 14.1.3粘着主流道42 14.2成型缺陷43 14.2.1注射填充不足43 14.2.2溢边（毛刺、飞边、批锋）43 14.2.3制件尺寸不准确4415模具工作过程及工艺性与经济性分析44 15.1模具工作过程44 15.2工艺性与经济性分析4416设计结论45参考文献46致谢47小型计算器外壳注塑模设计学生：阳成海指导老师：吴彬（湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128）摘 要:本设计通过对小型计算器外壳工艺的正确分析，设计了一副一模两腔的塑料模具。在本套模具设计过程中详细地叙述了模具成型零件包括定模板、模仁、动模板、镶块、导杆、斜推杆、滑块等的设计过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，及推出机构、浇注系统以及侧向分型、抽芯机构的设计过程，利用当今业界广泛应用的绘图软件pro/E、AutoCAD分析了各方案可行性，并绘出了整套模具，并对成型零件进行了计算。分析并选择了各个成型零件的材料，对其刚度，强度进行了校核，并对试模与产品缺陷作了介绍，最后进行了对模具工艺性与经济性分析。 关键词：塑料；模具；侧向分型；多型腔Design of Small Calculators Shell Injection MoldStudent:Yang Cheng HaiTutor:Wu Bin(Qrient Science&Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract: The design is aim to accurately analyse the Shell craft of small calculator ,and designs mold two cavity plastic molds. (In this set of mold design process)make a clear introduction about the mold to take shape in detail the components after to decide the template, the mold kernel, moves the template, inlays the block, the guide rod, the oblique putter, the slide and so on the design process,selection of the important components craft parameter,and promoted the organization, pours systematic as well as the lateral minute pulls out the core organization the design process, make use of field widespread application cartography software in the field like pro/E, AutoCAD to analyzed various plans feasibility,drew the entire wrap mold, and to took shape the components to carry on the computation ,analysis and chooses has taken shape one by one the components material, the intensity has carried on the examination, and has made the introduction to the experimental mold and the product flaw, finally has carried on to mold technology capability and efficient analysis.Keywords：plastic；injection mould；petal mold modules；excessive casements1 前 言模具被称为“工业之母”，是国民经济的基础工业。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀，发展极为迅速。为了适应社会发展需要，满足企业对人才的需求，近年来，我国各级学校大多开了“模具设计”专业，并将“塑料成型工艺及模具设计”为主要必修课。本论文的主要目的为：开发一套塑料注射模具。1.1 塑料模国内外发展现状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。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具，六点五公斤大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具，多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星。亩模具有限公司制造多腔光碟和影碟齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度，同轴度，跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08毫米的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02毫米0.05毫米，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量，寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。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，如青岛海信模具有限公司，天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934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 - MOLD的气辅软件，取得较好的效果。如益宇气辅设备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5080相比，差距较大。在制造技术方面的CAD / CAM / CAE一体化技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的CAD / CAM系统，如美国EDS公司的UG软件，美国参数技术公司的专业/ Emgineer，美国简历公司的CADS5，英国Deltacam公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE，以色列公司的Cimatron公司，美国交流科技公司的 -模具及澳大利亚Moldflow的公司的精神创伤和痛苦塑模分析软件等等。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，实现了的CAD / CAM的集成，并能支持两院技术对成型过程，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的CAD / CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模的CAD / CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA电子图板系统，华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及工程院软件等，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，为进一步普及模具的CAD / CAM技术创造了良好条件。2 拟定模具结构形式2.1 确定型腔数量及排列方式2.1.1 塑件成型工艺性分析该塑件是一小型计算机外壳，如下图所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，材料为聚丙烯（PP，20%40%短玻纤增强），在本设计中选用的收缩率为0.5。成型工艺很好，可以注射成型。该产品主要用于计算器外壳，要求表面光滑、无明显的浇口痕迹，故采用潜伏式浇口。利用弹簧滑块机构来实现侧抽芯。如图1、图2、图3所示：图1 计算器外壳Fig.1 The case of calculator图2 计算器外壳Fig.2 The case of calculator 图3 塑件尺寸Fig.3 The size of plastics 2.1.2 塑料材料的成型特性 （1） 无定形塑料，热稳定性好，成形温度范围宽，超过330C才呈现严重分裂，分解时产生无毒，无腐蚀性气体。（2） 吸湿性极小,但水敏性强,含水量不得超过0.2%,加工前必须干燥处理,否则会出现银丝,气泡及强度显著下降现象。（3） 流动性差,溢边值为0.06mm左右,流动性对温度变化敏感,冷却速度快。（4） 成形收缩率小,如成形条件适当,塑件尺寸可控制在一定公差范围内,塑件精度高。（5） 可能发生应力开裂,易产生应力集中(即内应力),应控制成形条件,塑件宜退火处理消除内应力。（6） 熔融温度高,粘度高,对大于200g的塑件应用螺杆式注射机成形,并喷嘴应加热,喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴。（7） 塑件壁不宜取厚,应均匀,避免有尖角,缺口及金属镶件造成应力集中,脱模斜度宜取2,若有金属镶件应预热,预热温度一般为110130C。（8） 粘度高,但对剪切作用敏感,浇注系统宜设冷料穴。进料口附近有残余应力，必要时可采用调节式进料口，模具宜加热，模温一般取70120C为宜，应注意顶出均匀，模具应用耐磨钢，并淬火。（9）筒温度对控制塑件质量是一个重要因素，料温低时会造成缺料，表面无光泽，温度高时易溢料，出现银丝暗条，塑件变色有泡。注射压力宜高不宜低。（10）模温对塑件质量影响很大，薄壁塑件宜取80120C，模温低则收缩率，伸长率。抗冲压强度大，抗弯，抗压，抗张强度低，模温超过120C塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成形周期长。表1聚丙烯力学性能Tab.1 The mechanical properties of polypropylene材料性能纯PP短玻纤PP屈服强度/MPa377890抗拉强度/MPa无无断裂伸长率/%75%泊松比0.3275%泊松比0.32弯曲强度/MPa67.5132弯曲弹性模量/GPa1.813.58抗压强度/ MPa77110抗剪强度/ MPa4053简支梁冲击强度(无缺口)/(kJ/m2)不断57.8简支梁冲击强度(缺口)/(kJ/m2)55.89010.7布氏硬度HBS8.659.83表2聚丙烯的物理热性能Tab.2 The physical thermal properties of polypropylene塑料性能纯PP短玻纤PP密度/(g/cm3)0.91.041.05比体积/( cm3/g)0.83无续表2吸水性/%(24小时)长时间23500.010.0323浸水中0.152350RH0020.323浸水中0.2透明度或透光度计算收缩率130.40.8熔点(粘流温度)/170176170180热变形温度/45N/cm2180N/cm21021155667127线膨胀系数/(10-/)5.8103.08.4比热容/J/(K)19001680热导率/W/(mK)0.2260.237燃烧性/(/min)自熄自熄比热容/J/(K)19001680热导率/W/(mK)0.2260.237燃烧性/(/min)自熄自熄表3 聚丙烯塑料成形条件Tab.3 The molding conditions of polypropylene plastic材料PP(聚丙烯，短玻纤化)密度（g/） 1.041.05预热 80100时间（h） 12料筒温度（） 后段 160180中段 180200前段 200220喷嘴温度（） 200250模具温度（） 8090注射压力（MPa） 70100螺杆转速（r/min） 48适用注射机类型 螺杆式较好2.1.3 脱模斜度由于制品冷却后产生收缩时会紧紧包在凹模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤、擦毛等，在制品设计时应考虑其表面在合理的脱模斜度。聚丙烯的脱模斜度取0.3，本零件高度比较小，可以不采用脱模斜度。2.1.4 型腔数目及排列方式型腔数量主要是根据塑件的质量、投影面积、几何形状（有无抽芯）、塑件精度。批量大小以及经济效益来确定，以上这些因素有时是互相制约的，在确定设计方案时，须进行协调，以保证满足其主要条件。为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并提高塑件精度，模具设计时应该确定型腔数目。常用的方法有两大类：一是按技术参数确定型腔数目；二是按经济性确定型腔数目。型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计及型芯的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇注口的位置选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。该塑件精度要求一般，精度等级为4，生产批量比较大，可以采用一模多腔的形式。但是考虑到塑件有两侧抽芯，在脱模是需要侧抽芯因此我们设计的模具为多型腔的模具。选择合适的浇口位置十分重要，对此，我充分考虑力各种各式对浇口位置，最后选择了以塑件卡紧位置为浇口位置，这样对模具对脱模，型腔的布置都十分有利，结合考虑模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如图4示：图4 型腔排列方式Tab.4 The arrangement of cavity2.2 模具结构形式的确定由于塑件外观质量要求一般，尺寸精度要求一般，且装配精度要求一般，因此我们设计的模具采用多型腔单分型面。根据本塑件小型计算机外壳的结构，模具将会采用单分模面、单分型面，也可以采用多分型面、单分模面的结构，模具设计中，要力求简单，尽量减少加工过程，达到最高效益。相对来说采用单分模面、单分型面结构为最佳选择。3 注射机型号的确定3.1 注射量的计算通过计算或pro/E建模分析，塑件质量m1为13.2g，塑件体积V1为12.4cm3,流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。所以流道凝料为13.20.6=6.78g。从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为：m=1.6nm1=1.6213.2=36.16g。3.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁摸力计算流道凝料（包括浇口）在分型面的A2，在模具设计前还是个未知数，根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上投影面积A1的0.2倍0.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以 A=nA1+A2=1.35nA1=25776mm2 （1） 式中 A1为塑件投影面积，根据计算： A1=7507.6mm2 F=AP=2577630=603.1KN式中 型腔压力P取30MPa。3.3 选择注塑机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-100/630卧式注塑（上海第一塑料机械厂）如下表4表示： 表4 注塑机主要技术参数Tab.4 The main technical parameters of injection molding machine理论注射容量/cm3100锁模力/mm630螺杆直径/mm30拉杆内间距/mm370320注射压力Mpa204移模行程/mm270注射速率(g/s)60最大模厚/mm300塑化能力(g/s)7.3最小模厚/mm150螺杆转速(R/min)14200定位孔直径/mm125喷嘴球半径SR15喷嘴孔直径/mm4锁模方式双曲肘 3.4 注射机有关参数的校核3.4.1 由注塑机料筒塑化速率校核模具的型腔数nN ( kMt/3600-m2)/m1=(0.87.3030)/3600-15.6/13.2=12.32 （2）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（7.3g/s） t 成型周期,取60s。 m2浇注系统所需要塑料质量和体积，取0.6*2mN 。3.4.2 注射机的最大注射量校核型腔数量n(Kmm-m2)/m1 上边右式=14.62，故符合要求式中 mm注塑机所允许的最大注射量，该注塑机为100。其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定后才可以进行。3.4.3 开模行程的校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压-机械式锁模机构注塑机，其最大开模行程由注塑机双曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。单分型面注射模，其开模行程按下式校核： (510) （3）式中S注塑机的最大开模行程(移动模板台面行程)H1塑件脱出距离H2包括流道凝料在内的塑件高度已知 H1=10mm；H2=62mm所以 H1+H2+(510)=10+62+(510)82mm又由于SZ-100/630卧式注塑机的移模行程为270mm82mm270mm所以开模行程也符合要求。3.4.4 注射量校核注射量以容积表示，最大注射容积为VmaxV=0.8x100=80cm3式中 Vmax模具型腔和流道的在注射压力下所能注射的最大容积（cm3） V指定型号与规格的注射机注射量容积（cm3），该注射剂为100cm3。 注射系数，取0.750.85，无定型塑料可取0.85，结晶型塑料可取0.75，该处取0.8。最小注射量：Vmin=0.25x100=25cm3实际注射量：VS1.2NV1=1.2x2x12.4=30cm3最小注射量实际注射量最大注射量，合格。4 分型面位置的确定如何确定分型面，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。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4) 满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7) 对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。对工件的仔细观察，可以发现，本塑件采用一个分型面最好，工件的其他地方最好采用侧抽芯方式进行型芯和型腔设计，如下图所示： A-D为分型面，此分型面就是AD水平面，采用此水平面为分型面简单方便，容易设计而且有利于脱模，本设计中塑件的浇口设计采用潜伏式浇口，浇口设计在塑件的卡紧位置。如果不做也行，但浇口只能用点浇口，对本塑件不适用。分型面就以上确定的曲面ABCD以下就为型腔，如下图中显示ABCD面下的属于型腔，AED面上的属于型芯，并且本塑件有两个内测抽芯，内测抽芯采用滑块抽芯。但是型心的尺寸很小，决定了滑块的尺寸也小。基本上不影响整个型腔的布局。由于本塑件结构较为简单，而且处于对称结构，可以确定为了保证脱模后塑件留在动模上，也即型芯上。塑件留在动模（此为型腔），通过脱模机构即可以把塑件脱出。图5 塑件分型面Fig.5 The sub-surface of plastic parts在考虑分型面的时候，必须考虑到包括产生飞边，排气，塑件表面质量等的影响，根据以上分析，所设计的分型面能很好的排气，能保证塑件表面质量，但可能会产生飞边，从整体上看选择AED水平面作为分型面最好。5 浇注系统形式和浇口的设计5.1 主流道设计5.1.1 主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。根据所选注塑机，则主流道小端尺寸为： d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）=4+0.5=4.5mm 主流道球面半径： SR=喷嘴球面半径+（12）=15+2=17mm5.1.2 主流道衬套的形式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，本设计虽然是小型模具，但是为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取61，约等于定模板的厚度的1.5倍（见模架的确定和装配图）。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（称浇口套），衬套如图6所式，材料采用T10A刚，热处理淬火后表面硬度为5357HRC。图6 主流道衬套Fig.6 The sprue of bushing主流道凝料体积为： Q主 =/4dn2L=/4(4.5+6.41)/2240=932.1262mm3=0.93cm35.1.3 主流道剪切速率校核由经验公式3.3q/Rn3 （4）=0.948103=948s-15103s-1式中 q=q主 + q分 + q塑件=0.93+0.672+7.432=18.3cm3 Rn=(4.5+6.41)/4=2.7275mm主流道剪切速率尺寸偏小，主要塑喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。5.1.4 主流道衬套的固定因为采用可以拆卸的主流道衬套，所以用定位圈固定在定模板上，下为定位圈，图7所示：图7 定位圈Fig7 Positioning ring5.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。5.2.1 分流道的布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑件熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道，本塑件比较特殊，因此采用平衡式。5.2.2 分流道长度如图8所示：分流道L=20mm5.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积（1） 形状及截面尺寸为了便于加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分型面上，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面，梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，对于壁厚小于3mm（此塑模壁厚为1.6mm），质量在200g以下的塑件可用公式来确定截面尺寸：B=0.2654=0.26544=3.3mm （5）根据模具设计大典取B=4mmH=2/3B=2/3*4=2.67 取H=3mm式中 B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）L分流道的长度（mm）H梯形的高度（mm）梯形的侧面斜角a 常取50150，在应用式时应注意它的适用范围，即塑件厚度在2.2mm 以下，重量小于200g，且计算结果在2.27.5mm 范围内才合理。为了便于加工，主副分流道都采用一样截面都流道，依据上述可以确定主副分流道截面尺寸，如下图8所示：图8 分流道Fig8 Shunt(2)凝料体积 分流道长度： L=20mm 分流道截面积：A=(4+3)/23=10.5mm2 凝料体积为： q分=2010.5=210mm3=0.21cm3(3)分流道剪切速率校核 采用经验公式 3=2.8710-3s-1 在51025103之间，剪切速率校核合理 式中 q=v/t=2v1/1=21.24=2.48cm3 Rn=3=0.1773 t - 注射时间 取1s A - 梯形面积（0.105cm2） C - 梯形周长（1.3cm）(4) 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.8m1.6m即可，在此取1.6m，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。如图5.3所示。5.3 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，截面形状为矩形或圆形，浇口长度为0.52mm，表面粗糙度不低于0.4。浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。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。浇口的主要作用有两个：一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。在本次设计中为了满足塑件的要求不在表面留下痕迹，不影响塑件的外观，采用潜伏式浇口，尺寸为：1mm，0.5mm，具体的表示形式见下图9：图9 浇口Fig.9 Runner 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝。本设计中对于冷料穴的选 择是按照设计的目的来选择的。由于此设计的目的是要实现自动脱模。所以选择如下图的冷料穴（与推杆相匹配的冷料穴）。这种冷料穴的底部有一根推杆，而推杆安装在推板上，与其它推杆或推管连用。该设计采用的是Z形头冷料穴，它很容易将主流道凝料拉离定模，当其被推出时又很容易脱落。示意图如图10：图10 冷料穴Fig.10 Cold slug5.4 排气槽的设计在注塑成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中有的气体外，还有塑件受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，使塑件产生气泡，或使塑料熔接面不良而引起缺陷，因而须进行排气设置。1）排溢设计：排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的气体等。2）引气设计：对于一些大型腔壳形塑件，注射成型后，整个型腔由塑料填满，型腔内气体被排出，此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空，当塑件脱模时，由于受到大气压的作用，造成脱模困难，如采用强行脱模，势必使塑件发生变形或损坏，因此必须加引气装置。3）排气系统有以下几种方式：利用排气槽；利用型芯、镶件、推杆等配合间隙；有时为了防止制品在顶出时造成真空而变形，必须设置进气装置。4）该套模具的排气方式有 a.利用塑件推杆的配合间隙；b.在分型面开排气槽；综合以上所述，结合到本模具，本模具采用分型面间隙排气，不用专门设计排气槽。6 模架的确定以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。根据塑料模具设计手册可以确定出标准模架的形式，规格及标准代号。在确定了标准模架尺寸以后就可以用pro/E、AutoCAD等绘图软件把模架调出来。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。在设计模具时，应尽可能地选用标准模架和标准件，因为标准件有很大一部分已经商品化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造成本时极其有利的，提高公司在市场中的竞争力。设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。考虑到设计要求我选择了355L(1)模架中的A1型号，其中L355，由于本设计要求有内侧抽芯机构，根据结构的需要对垫块做了一定的修改，各部分的设计和尺寸如各零件图所示：1）定模座板（400355，厚25mm） 通过4个16的内六角螺钉与定模板连接；2）定模板（315355，厚40mm） 用以固定型腔，通过4个16的内六角螺钉与定模座板连接。3）动模板（315355，厚40mm） 用以固定型心，通过4个6的内六角螺钉与模仁连接。4）动模座板（400355，厚32mm） 其注射机顶杆孔为40mm； 其上的推板导柱孔与导柱采用H7/f7配合。5) 垫块（56355mm，厚80mm） 1.主要作用：在动模座板与动模垫板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。 2.结构型式：可以是平行垫块、也可以是拐角垫块。（该模具采用平行垫块） 3.垫块一般用中碳钢制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨铸铁等。 4 .垫块的高度计算： h垫块=h限钉+h顶垫+h顶固+s顶+ = 0+21+20+25+4 =80（mm）式中 顶出行程的富裕量，一般为36mm，以免顶出板顶到动模垫板7 成型零件的设计与计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、滑块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的