电话机听筒后盖注塑模设计

电话机听筒后盖注塑模设计学 生：杨光辉指导老师：陈力航(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)摘要 ： 本文介绍了注射模具的特点及发展趋势，叙述了电话机听筒后盖注射模具设计与计算的详细过程，介绍了该塑件成型工艺、注射模具的结构特点与工作过程, 阐述了在有斜滑块抽芯的注射模设计中应注意的事项。在对电话机听筒后盖的模具设计过程中，本设计主要设计要点如下：塑件的设计比较的合理；分型面的选择有利于塑件成型；脱模机构的设计不但结构简单，而且脱模动作稳定可靠；进浇口的选择不影响塑件外观，而且保证塑件充填均匀；冷却水道的设计使模具效率达到最高，保证塑件质量要求；在设计的过程中借用分析软件如CAM等使设计更合理、更有效；大量使用标准件，使模具制作成本大大降低；本模具设计最关键的一点就是设计应达到实际生产的要求。关键词： 听筒；注射模；分型面；斜滑块；侧抽芯；脱模机构Design of the Injection Mold for Telephone ReceiverStudent:Yang GuanghuiTutor:Chen LihangAbstract:The characteristics and developments of injection mold were introduced in this paper. The designing and calculating of injection mold of microphone were stated in detail. The forming process of the product and the structure characteristics as well as working process of the injection mould were introduced .The points must be paid attention to in the design of the injection mould for the part with lifters were stated.In the process of the designing of the injectinon mould for telephone receiver, people should pay attention to several suggestions: the plastic should be designed as reasonable as possible. The selection of the sub-type parts are benificial to mold the parts of plastic. The design of the structure of drawing of pattern is not only simple but also the movement should be stable and reliable. The selection of Jin runner should ensure to fill the plastic equally under the prerequisite of not influencing the appearance of the plastic. The design of cooling penstock should make the rate of production reach to the topmost, and ensure any influence to do nothing to the equality of the plastic. Meanwhile, in the process of designing ,we can use analysis soft, such as CAM, to make the design been more reasonable and efficient. Making full use of large amounts of standard pieces will reduce the cost of mold plastic facture. The key point of the design of mold plastic is to make the design reach to the request of the real production.Keywords:microphone; injection mould; lifter; core pulling ;selection of the sub-type parts;structure of drawing of pattern;cooling penstock.1前 言1.1 我国塑料模具发展的趋势目前，全世界模具的年产值约为65O亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备还很少，许多先进的技术如CADCAECAM技术的普及率还不高，特别是大型、精密、复杂和长寿命模具远远不能满足国民经济各行业的发展需要。现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设备与制造技术、专用的机床设备。重要的是生产技术的管理等。1.2 国外模具发展现状 尤其是日本的模具行业的加工方面发展最为迅速。日本的塑料模具设计加工水平高，塑料制品质量上乘，其主要原因是：(1)日本塑料模具加工企业主要是家族式的模具加工企业，从社长到模具加工人员都为家族亲属，工作认真、干劲十足；(2)模具加工企业引进了美国等先进国家的CADCAMCAE的机械设备、软件技术等；(3)于使用了先进的CADCAECAM 技术，减少了人员，大大缩短了模具设计加工时间。1.3 研究的目的与意义有比较才有鉴别，我国模具业与国外发达国家相差比较远，但我们更应该立足于现状，为我国模具行业的向前发展而奋斗。四年的大学学习生活即将结束。毕业设计作为这四年所学知识的一次融会贯通，有着十分重要的意义，也是对我们的一次考验。通过近一年对模具设计课程的学习，一个月的生产实习和两个月的工厂实习，对模具设计有了一定的感性认识和理性认识，但实际操作经验欠缺，所以这次毕业设计还是在摸索中进行的。2 塑件成型工艺分析2.1 塑件分析2.1.1塑件模型以下是塑件立体与平面图。图1 塑件三维立体图Fig1 Plastic three-dimensional map图2 塑件平面图Fig2 Plastic plane drawings塑料 ABS(Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)塑料件质量 47.1g 塑料件体积 435243色条 不透明（黑色）生产纲领：大批量生产工艺结构分析(1）结构分析 塑件结构复杂，表面质量要求也较高。如上图所示，塑件的前端有一挂槽，尾部有侧凹,因而需要考虑侧向分型抽芯机构的设置。塑件外观质量要求高,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷, 因而浇口应避免开设在塑件的外表面。塑件内表面具有1个内孔径为3mm、外径为6mm 的自攻螺钉柱，脱模斜度小,可考虑在此设置推管顶出装置。由于听筒呈空间曲面形状, 无论从正面还是从侧面看, 其边缘轮廓均不在与合模面平行的平面内,分型面设置具有一定难度（2）精度等级选用的尺寸精度等级一般为4 级, 根据GB/ T 14486 - 1993 标准，公差为0.74 mm。（3）脱模斜度 从表查得ABS 塑件的脱模斜度, 型腔为30130, 型芯351。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值; 反之可选用偏大值3 。因此, 此次设计的电话机听筒外壳的脱模斜度型腔取1, 型芯取40。(塑件内孔以型芯小端为准；塑件外形以型腔大端为准)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。2.2 塑件材料的成型特性与工艺参数2.2.1 塑料ABS成型特性（1）名称ABS，中文名，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，英文名，Acrylonitrile-butadiene-styrene。ABS是三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。ABS树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。此外，表面还可镀铬，成为塑料涂金属的一种常用材料。另外，ABS与#372有机玻璃熔接性良好，用于制造双色成形塑件（2）ABS主要性能 ABS，易燃，屈服强度50Mpa，拉伸强度38Mpa，伸长率35%，摩擦系数0.45，热变形温度 (45MPa)(180MPa)80103C，计算收缩率0.4-0.7 %。（3）成型特性a 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件； b 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； c 流动性中等，溢边料0.04mm左右(流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)； d 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250左右，比聚苯乙烯易分解)，对要求精度较高塑件模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080，注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140Mpa，螺杆式注射机则取160220，70100Mpa； e 模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)，脱模斜度宜取2以上。（4）主要用途在机械工业系统中用来制造凸轮，齿轮，泵叶轮，轴承，电机外壳，仪表表壳，蓄电池槽，水箱外壳，手柄，冰箱衬里等，汽车工业中用来制造驾驶盘，空气调节器，管加热器等，还可供电视机晶体管收音机制造外壳。2.2.2 塑料ABS成型工艺参数（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：30（3）预热和干燥：温度（C） 8085 时间（ h ） 23（4）料筒温度：（C） 后段 150170 中段 165180 前段 180220（5）喷嘴温度（C）：170180；喷嘴形式 自锁式（6）模具温度（C）：5080（7）注塑压力（MPa）：60100（8） 成型时间（s）50220成型时间（s）/注塑时间 2090成型时间（s）/保压时间 05成型时间（s）/冷却时间 20120（9）后处理 方法：用红外线灯、烘箱烘烤 温度：70C 时间：24小时2.2.3塑成型过程（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。3 拟定模具结构形式3.1型腔的设计3.1.1型腔数目的拟定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，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：（1）根据经济性确定型腔数目；（2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；（3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目；（4）根据制品精度确定型腔数目。型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但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。该塑件精度要求不高，生产批量适中，且具有两边抽芯，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模两腔。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，对于精度要求不太高的小型塑件，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。对于电话机听筒，虽然精度要求也较高，但是该通讯设备由于市场需求量比较大，而且更要考虑其经济性，所以采用一模多型腔。本人先设想为一模二型腔，其具体将通过注塑机的最大注塑量校核。 注塑模内的塑件及浇注系统的总熔量应在注塑机额定注塑量的80%以内，即： 计算得：n3式中：n型腔数量注塑机最大注塑量浇注系统凝料量 单个塑件的的容积由此可见，该注塑机正好匹配所对应的型腔数目，所以可确定其型腔数量为2。同时也说明了该注塑机的最大注塑量符合。3.1.2 型腔的布置 型腔的布置的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此，本模具一模两腔的布置方式如下图：图3型腔的布局Fig3 Cavity layout3.2 分型面的设计3.2.1 分型面的设计原则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。分型面的设计原则为：（1）便于塑件脱模； a 在开模时尽量使塑件留在动模内 b 应有利于侧面分型和抽芯 c 应合理安排塑件在型腔中的方位（2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏；（3）尽力保证塑件尺寸的精度要求；（4）有利于排气；（5）尽量使模具加工方便；（6）有利于嵌件的安装；（7）有利于预防飞边和溢料的的产生；（8）有利于模具结构的简化。3.2.2 分型面类型的选择。对于分型面，其特点如下：（1）单分型面注射模单分型面注射模又称两板式模具，它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于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）双分型面注射模 双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，我们接触到的大致有以下几种：a 定距板式双分型面注射模b 定距拉式双分型面注射模c 定距导柱式双分型面注射模d 拉钩式双分型面注射模e 摆钩式双分型面注射模f 尼龙拉钩式双分型面注射模双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。初步拟定二型腔双分型面的结构。在实际生产中，双分型面采用定距板式双分型面注射模最多，这种模具结构复杂，只适用于采用点浇口的单型腔或多型腔注射模。设计时，限位销到定距拉板末端距离S的尺寸应大于浇注系统凝料的长度35。此外，为了中间板在工作过程中的导向和支撑，所以在定模一侧一定要设置导柱，如该导柱同时对动模导向，则导柱的导向部分的长度应为： L = S + H + （1012）（）式中： S限位销到定距拉板末端距离 （），即第二次分型的距离；H中间板的厚度（）而动模部分是否设导柱，则由推出机构类型决定，如本设计中是采用顶杆推出机构脱模，则在定模一侧应设导柱。综上分析，本设计拟定采用定距板式双分型面注射模。3.2.3 分型面的确定对于此塑料件，外观质量要求比较高，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量, 第一个分型面设在定模板处，第二个分型面只能沿塑件边缘轮廓设置, 采用动模框与定模框对接形成与塑件轮廓曲线相一致的分型面形式, 其中动模框和定模框分别镶嵌于型腔板和型芯板中,分型面呈空间曲面形式。其形状如图：图3 分型面2的设计Fig3 Design of sub-surface 24 注塑机型号选择与确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合规范的模具。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。在确定模具结构形式及初步估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、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、推出行程、开模距离等进行计算。4.1 注射机的技术规范 从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范有：额定注射量、额定注射压、额定锁模力、模具安装尺寸以及开模行程等。公称注射量有注射容量和注射质量两种表示法。4.1.1 公称注射量 公称注射容量：是指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所射出的塑料体积，以立方厘米（3）表示。V公=（/4）D2S式中：D螺杆直径（）；S螺杆的最大注射行程（）在注射过程中，随温度和压力的变化，塑料的密度也发生变化，加上成型物料的漏损等因素，故注射机的公称容量一般为：V公=a（/4）D2S式中：a注射系数，一般为0.70.9。4.1.2 公称注射质量 公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能射出的聚苯乙烯塑料质量。由于各种塑料的密度及压缩比不同，在使用其他塑料时，实际最大注射量与聚苯乙烯的公称量可进行如下换算：= 式中：实际用塑料时的最大注射量（g）； 以聚苯乙烯为标准的注射机的公称注射量（g）； 实际用塑料在常温下的密度（g/3）； 聚苯乙烯在常温下的密度（g/3）（通常为1.06 g/3）； 实际用塑料的体积压缩比，由实验测定； 聚苯乙烯的压缩比，通常可取2.04.2 注塑过程注射量的计算4.2.1塑件质量、体积的计算。对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此塑件分析得：塑件体积V=43524 mm3=43.54cm3，塑件质量47.1g4.2.2 浇注系统凝料的初步计算、确定由于该模具采用一模两腔，按塑件体积的0.6倍计，所以浇注系统的凝料体积为：V=2V0.6=243.540.6=52.24cm3则：该模具一次注射所需塑料ABS：体积V=43.542+52.24=139.32 cm3质量M=V=1.08139.32=150.47g4.3 注射机型号的选定一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。1000cm2以下的中、小型注射机，其注射时间常为4s，大型注射机注射时间在12s以内，注射速度一般为57m/min，常用低速注射选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填不足。选用高速注射的或用大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及易发生飞边等弊病。根据以上的初步计算选定型号为 SZ-200/1200的卧式注射机。其主要技术参数见下表： 表1 注塑机的主要技术参数Table 1 The main technical parameters of injection molding machine注塑机各项目单位参数螺杆直径mm40螺杆转速r/min10250理论容量cm3200塑化能力g/s55注射速率g/s120额定注射压力MPa150锁模力KN 1200拉杆内间距mm355*385续表1注塑机各项目单位参数最大模具厚度mm400最小模具厚度mm230开模行程mm350定位孔直径mm125喷嘴球半径SRmm15喷嘴孔半径SRmm4.4 注射机参数的校核在注射生产中，注射机在每一个成型周期内唑模内注入熔融质量称为塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必须小于或等于注射机的实际注塑量。4.4.1 最大注塑量的校核最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。理论注塑量一般有两种表示：一种规定以注塑ABS塑料（密度约1g/cm3）的最大克数为标准。而另一种为规定以注塑塑料的最大容积(cm3）为标准，其具体情况如下：式中：Mmax注塑任意种塑料时的最大宽积质量，单位g；V理论注塑量，单位cm3；D所注塑的塑料熔体密度g/ cm3；所设计的注射模，塑料件加浇注系统凝料所用皆塑料量，不应超过最大注塑量，对于正常成批量生产，应满足下面的式子：式中：成型塑件所需求的注塑量（塑件加上浇注系统凝料所用注塑量），由定义可知即上节所讲的，因此=因此符合要求。4.4.2 注塑压力的校核注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在熔体流经机筒，喷嘴，模具的浇注系以后，在型腔中余于的模腔压力P，该王力在型腔中产生丁个使模具沿切型面胀开的胀模力，该力的大小为式中：P熔融塑料在型腔内的压力为20MPa40MPa，取35 MPa；A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和，mm2；Ax塑件在分型面上的投影面积，mm2；Aj塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2；流道进料（包括浇口）在模具分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模具的统计分析，每个塑件在分型面上的投影面积的倍，因此；可采用0.35倍的塑件在分型面上的投影面积来计算通过计算可得耍由于350mm，故满足要求4.5.2 模具闭合高度校核 模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之关系应满足：而式中，模具闭合后的总厚度，；注射机允许的最小模具厚度，；注射机允许的最大模具厚度，；注射机移动板的最小开合距离，；当时，则模具无法闭合。模具的实际厚度为291，510s-1，符合要求。式中，=q主+q凝+q塑=1293+139200=140493mm3=140.5cm3 Rn=(4.5+7.6)/4=0.3025cm5.3 冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。5.3.1 主流道冷料穴开模时应将主流道中的冷凝料拉出来，所以冷料井的直径宜稍大于主流道大端直径，深度约为直径的11.5倍。该模具采用底部无杆的圆环槽冷料井，其具体形状如图所示：图6 主流道冷料穴Fig6 Mainstream cold material point5.3.2 分流道冷料穴 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料井，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.52倍。具体情况看装配图。5.4 分流道的设计5.4.1 分流道截面形状的选择 在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，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。 分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小，在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。但由于圆形的分流道必须在上下模板上都加工出半圆槽，工艺性不好，故此设计中采用工艺性更为合理而压降也比较小且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大的U形截面或梯形截面。由于该模具的分型面不是水平的，因此为了加工，应采用梯形截面。图7 分流道的截面形状形式Fig7 Shunt cross section form5.4.2 梯形分流道的形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形。一般梯形分流道的尺寸为310mm。对于PS，ABS，SAN，BS等塑料，可根据塑件的品种、重量和壁厚及分流道的长度来确定其截面的尺寸。根据中国模具设计大典的其分流道直径尺寸影响因素分析表，对于塑件厚度大于3mm的情况，可查出壁厚尺寸估计B为5mm， 其高度H=2/3B=3.5（mm）梯形斜角通常取510，此处取6底部圆角r=12（mm），取r=1（mm）其截面形状及尺寸如图所示：图8 梯形分流道Fig8 Trapezoidal shunt5.4.3 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。也有效的降低了加工成本。该模具取0.65m5.4.4 分流道长度 长度应尽量短，且少弯折，但对于透明塑料件来说，分流到是形状应设计成弯形的，其作用是防止透明塑料件在注射时产生明显的气泡。一般长度为：L=（12.5）B，同时L不应小于8mm，因此根据查表经验知道，取得：第一级分流道：第二级分流道： 其分流道长度设计如下：图9 分流道长度尺寸设计Fig9 Length of shunt size design5.4.5 分流道的布置形式在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式。平衡式布置是指分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相等的布置形式。它要求各对应部分的尺寸相等，这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，使成型的塑件力学性能基本一致。但是这种布置使分流道较长。非平衡式布置是指分流道到各个型腔浇口的长度相等的布置。这种布置使塑料进入各个型腔有先后顺序，因此不利于均衡送料，但对型腔数量多的模具，为不使流道过长，也常采用。为了达到同时充满型腔的目的，各个浇口的断面尺寸要制作得不相同，在试模的时候要多修改才能实现。 两型腔分流道的布置类型如下图所示：图10 分流道的布置两种平衡形式Fig10 Shunt arrangement of two parallel 本模具的流道布置形式采用第一种平衡式，同时采用在内推杆板上开分流道。5.4.6 分流道剪切速率的校核 经过查表知，主流道适当的剪切速率为5102s-1，现进行校检。 由经验公式得知：6427 s-1，在5102s-15103s-1之间，符合要求。5.5 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统最关键的部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的主要作用：（1） 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；（2） 易于切除浇口尾料；（3） 对于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。浇口截面积通常为分流道截面积的0.070.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度约为0.52mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。5.5.1 浇口的类型及确定 注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况各不相同。按浇口的特征可分为限制浇口和非限制浇口，按浇口的形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口及薄片式浇口；按浇口的特性可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的位置可分为中心浇口和侧浇口等。 对于该模具，是中小型塑件的多型腔模具，依据塑料件形状和精度要求，该塑料件采用潜伏式内浇口进浇最宜。不过，由于其阻力比较大，因此相对弧形的内浇口在成型后浇道头需人工剔除。其形状如下图：图11 潜伏式内浇口Fig11 Latent inner gate5.5.2 浇口截面尺寸的确定 潜伏式浇口与分流道中心线的夹角一般在30o55o之间取值，浇口的截面常为圆形或椭圆形，其截面尺寸根据点浇口或侧浇口进行计算。通过查表，取其截面直径为1mm。5.5.3 浇口位置的选择 浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口位置时，应注意以下几点： （1）浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。 （2）浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。 （3）浇口位置选择有利于型腔中气体的排除。 （4）浇口位置应选择在能避免制品产生熔合文的部位。对于圆筒类制品，采用中心浇口比侧浇口好。 （5）对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。 （6）浇口应设在不影响制品外观的部位。 （7）不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。5.5.4 浇口剪切速率的校核由点浇口的经验公式得：=447364.781=4.5105s-1，为104105之间，符合要求。5.6 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均匀的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。5.6.1 分流道平衡 对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔融树脂在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下： 式中： Q1，Q2熔融树脂分别在流道1和流道2中的流量，cm3/s；d1,d2分流道1和分流道2的直径， cm;L1，L2分流道1和分流道2的长度，cm。5.6.2 浇口平衡 在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融树脂同时充满各型腔。浇口平衡简称为BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔BGV值相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： BGV= 式中 ： 浇口的截面积，mm2; 浇口的长度，mm; 分流道的长度，mm。 浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比SG/SZ取0.070.09，矩形浇口的宽度与厚度之比取3：1。 该模具，通过计算，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。6 成型零件的设计6.1 成型零件的要求及选材成型零件与高温高压塑料熔体直接接触，要求其具有一定的耐磨性、耐热性和抗腐蚀性能,且需要一定的强度和硬度,因此中碳合金钢是最佳的材料选择。所以，该模具的型腔和型芯均为40CrMnMo , 经调质处理后具有良好的综合机械性能,易于切削,易于抛光且热处理变形小。6.2 成型零件的结构设计由于塑件外观质量要求高,故而型腔采用了整体嵌入式结构, 制造时经过预铣后采用电火花加工盲孔形成内成型表面, 再经反复抛光,使其表面粗糙度达到Ra = 0. 05m 以下, 达到镜面效果。型芯则采用镶块镶嵌于动模板中, 再利用镶件成型塑件内表面的凸起和凹槽结构, 降低了模具制造难度及模具制造成本。6.3 成型零件尺寸的计算6.3.1 影响工件尺寸因素 （1）塑件的公差：塑件的公差按规定取单项极限制，制品的外轮廓尺寸公差取负值“”制品的内腔尺寸取正值“”。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，取“”。（2）模具制造公差：模具制造公差可取塑件公差的，即公差的。而且按成型加工过程中的增减趋向取“” “”符号。（3）模具在分型面上的合膜间隙：由于注射压力及模具分形面皮面的影响，会导致动模定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高表面粗糙度较低时塑件产生的飞遍也小。飞遍厚度一般应小于0.020.1。6.3.2 各零件的计算 一般情况影响零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差,塑件的收缩率S和模具磨损量这三项。塑件的尺寸公差取MT5，则：制造公差=；磨损量取=；塑件ABS的收缩率S=0.5%。 （1）型腔工作尺寸的计算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。其型腔结构与尺寸图如下：图12 型腔形状及尺寸的设计Fig12 Cavity shape and size of the design凹模的径向尺寸计算公式如下：a 型腔径向尺寸s塑件的平均收缩率，（以下相同）塑件外形公称尺寸（取214）修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取0.75（以下相同）塑件的尺寸公差（取0.86）模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取（以下相同）=72 =0.86=51 =0.24=56 =0.24=5 =0.32=9 =0.32b 型腔深度尺寸塑件外形公称尺寸（取5）修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取2/3（以下相同）塑件的尺寸公差（取0.24）模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取（以下相同）=32 =0.18=6 =0.12=22 =0.14凸模的工作尺寸的计算凸模是成型零件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸模的磨损会使被包容尺寸逐渐变小。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差，其型芯的结构于尺寸如下图：图13 型芯形状及尺寸的设计Fig13 Core shape and size of the design具体计算公式如下a 型芯径向尺寸塑件外形公称尺寸（取7.78）修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取0.75（以下相同）塑件的尺寸公差（取0.23）模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取（以下相同）=4 =0.14=5 =0.14=120 =0.193=200 =0.86b型芯高度尺寸计算示中 塑件外形公称尺寸（取6）修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取2/3塑件的尺寸公差（取0.16）模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取同理，型芯其它高度尺寸为： 6.4 型腔刚度的校核6.4.1 型腔侧壁的厚度（按整体式矩形型腔计算）式中；模具材料的弹性模量（），碳钢为； 与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比有关的系数，查表得0.13型腔压力，一般取2530，取35型腔深度（mm） 刚度条件，即允许