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【ZM144】万能手机电池充电器外壳注塑模设计及编程【FY】[潜伏浇口],zm144,万能,手机电池,充电器,外壳,注塑,设计,编程,fy,潜伏,潜在,浇口

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NC , of at of of a in in to a In is it as in as of a in At is a a to of of In an C to at on a of as of a of be of on NC of of A s as a on in of a at by or a NC no is a NC In a in of in be in NC NC a NC to of of no on at go 2, of (1) of As a of PU as as PU at to of to (2) C be to of of a of to so to of (3) of in to of to at a on to or to of 80 of up 4 4) an is to to be to of of to of is a of in of At of is a of in C is as in at of of in so so as to 2.2 of 1) of on of of a of in as of it be of (2) in in be of so of is no to of to to as is to of At of be as as as as (3) of a of as 2D +2 A, B, as A of as a as as of as (4) LC LC be or an in LC at LC on of up (5) of so an NC of in at of of 1) of of PD to RT 21st of By to (2) to NC to of by of of C (3) at of on in be on on (4) to a be of of C is of is a in as it is to of be in of of an of a of in to 3, a of NC to to of a a of NC NC as to a 西南交通大学峨眉校区机械工程系 本科毕业设计外文翻译 英文题目： 文题目： 数控技术发展趋势 智能化数控系统 姓 名： 吴 小 平 学 号： 20057606 专业班级： 数控二 班 指导老师： 张 敬 2009 年 3 月 2 日 西南交通大学峨眉校区 毕业设计外文翻译 - 1 - 数控技术发展趋势 智能化数控系统 1、 国内外数控系统 发展 概况 随着 计算 机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各 工业 发达国家投入巨资，对 现代 制造技 术进行 研究 开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微 电子 、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。 目前 ，数控技术正在发 生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经 网络 等多学 科技 术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上， 数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构， 能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过 自动编程系统进行编制。 间没有反馈控制环节，整个制造过程中 是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰 和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正的设定量，因而 影响 工作效率和产品加工质量。由此可见，传统 统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了 多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。 2、 数控技术发展趋势 能发展方向 (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速 片、 片、 多 制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝西南交通大学峨眉校区 毕业设计外文翻译 - 2 - 着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是 指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子 880 系统控制轴数可达 24 轴。 (4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。 科学 技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正 朝 着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也 朝着具有智能行为的、更加复杂的 应用 发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、 学习 控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功 能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 能发展方向 (1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前 拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 (2)科学 计算 可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信 息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了 应用 领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于 自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。 (3)插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆 柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、 2D+2 螺旋插补、 补、 非均匀有理 B 样条插补 )、样条插补 (A、 B、 C 样条 )、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。 西南交通大学峨眉校区 毕业设计外文翻译 - 3 - (4)内装高性能 控系统内装高性能 制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准 户程序实例，用户可在标准 户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。 (5)多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 系结构的 发展 (1)集成化 采用高度集成化 片和大规模可编程集成电路 及专用集成电路 片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用 板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有 科技 含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和衡的新兴显示技术，是 21 世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。 (2)模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如 储器、位置伺服、 入输出接口、通讯等模块， 做 成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。 (3)网络 化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。 (4)通用型 开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实 时智能技术、网络技术、多媒体技术、 服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。 3、 智能化新一代 控系统 当前开发 研究 适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新西南交通大学峨眉校区 毕业设计外文翻译 - 4 - 一代 控系统已成为可能。 智能化新一代 控系统将计算机智能技术、网络技术、 服控制、自适应控制、动态数据管理及 动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。 前言 1. 塑料模的概况 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 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， 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，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不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平的高低，标志一个国家工 业化的发展程度。 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、 术、 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、规格不全质量尚不稳定。模具标 准化程度不高，系列化 、 商品化尚待规模化； 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尚无规划；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。 a 注射模 用化； b 挤塑模 开发； c 压模 系列化； d 塑料专用钢材系列化； e 塑料模 成化； f 塑料模标准化。 西南交通大学峨眉校区机械工程系 本科毕业设计 姓 名 吴小平 学 号 20057606 导师姓名 张 敬 职 称 工程师 专业班级 2005级数控 2班 题 目： 万能手机电池充电器外壳注塑模设计及编程 2009年 5 月 22 日 什么 是 潜伏 式 浇 口 ，其特点和应用如何？ 潜伏 式 浇 口 ，又叫隧道 式 浇 口 ， 是 由点 浇 口 演变而来，它既克服了点 浇 口 模具复杂的缺点，又保持了点 浇 口 的优点。 潜伏 式 浇 口 可设在动模一侧，也可设在定模一侧。它可以安置在分塑件的内表面或侧面隐蔽处，也可安置在塑件的筋、柱上，还可安置在分型面上。而利用模具的顶出杆来设置 浇 口 也是一种简便易行的办法。 潜伏 式 浇 口 一般为锥形体状，且与型腔成一定的角度，常为 20 40 ， 浇 口 尺寸可根据点 浇 口 尺寸选取。 一、 潜伏 式 浇 口 的优点 1、进料 浇 口 一般都在塑件的内表面或侧面隐蔽处，不影响 制品外观。 2、制品成型后，在顶出时会与逆件年自动拉断。因此，易于实现生产自动化。 3、由于 潜伏 式 浇 口 可设置在制品表面见不到的筋、柱上，成型时不会在制品表面留下由于喷射带来的喷痕和气纹。 二、 潜伏 式 浇 口 的缺点 1、由于 潜伏 式 浇 口 潜入分型面下面，沿斜向进入型腔，因此加工较为困难。 2、由于 浇 口 的形状为圆锥体，为顶出时便于切断，所以直径应偏小，但对付薄壁壁制品时，由于压力损失太大并易冷凝，故不大适用。 三、 潜伏 式 浇 口 的应用 潜伏 式 浇 口 特别适用于从一侧进料的塑件，一般适用于两 板式模具。由于在顶出时对塑件有较强的冲击力，因此，对于过于强韧的塑料如 ，则难以切断，而对于脆性塑料，如，则易于断裂而堵塞 浇 口 。 池 革新 埋伏 保障 镶嵌件 保证 型心 充电器 盖 其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯 根据屈昌华主编的塑料成型工艺与模具设计第 99 页，对于单分型面注射模 s s=H 1 +H 2 +510中： 推出距离（脱模距离）（ H 2 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ 由设计知 80S=18+50+7=75顶 杆杆 顶顶 出出 塑塑 件件 后后 ， 必必 须须 回回 到到 顶顶 出出 前前 的的 初初始始 位位 置置 ， 才才 能能 进进 行行 下下 一一 循循 环环 的的 工工 作作 。 因因此此 ， 还还 必必 须须 设设 计计 复复 位位 杆杆 来来 实实 现现 这这 一一 动动 作作 。目目 前前 常常 见见 的的 回回 程程 形形 式式 有有 三三 种种 ： 复复 位位 杆杆 回回 程程 ， 如如 图图 2所 示示 。复复 位位 杆杆 端端 面面 与与 分分 型型 面面 平平 齐齐 ， 合合 模模 时时 ， 定定模模 板板 4 推推 动动 复复 位位 杆杆 5， 通通 过过 顶顶 杆杆 固固 定定 板板 7、顶顶 板板 8 使使 顶顶 杆杆 6 恢恢 复复 到到 顶顶 出出 前前 的的 位位 置置 。复复 位位 杆杆 必必 须须 装装 在在 固固 定定 顶顶 杆杆 的的 同同 一一 固固 定定 板板上上 。 H7/孔与轴的公差范围 H 代表基孔制配合 7 是公差等级 轴的配合 m 是过渡公差带代号 6 是等级 H7/一个常用过渡配合 H7/过渡配合 配合公差 H7/基本含义 :基孔制 ,间隙配合 ,孔的公差等级是 的公差等级也是 过盈是轴大孔小） （过渡是有可能有轴大，有可能有轴小） （间隙是轴小孔大） 万能手机充电器上翻盖注射模设计及编程 设计者：吴小平 指导教师：张敬 摘要 本次设计是对旅行用的手机充电器上翻盖的注射模进行了设计研究。该塑件成品的表面质量要求较高，使用寿命较长。顾在设计中选用 程材料，潜伏式浇口以保证起模质量要求。 由于塑件的外形轮廓及内部结构较为复杂，因此在该设计中采用一模四腔，对称平衡式布置，型芯型腔大量使用镶嵌件，以减少生产成本，保证塑件制品的加工成型。同时盖的下端面需考虑侧向分型抽芯，这里采用的是斜导柱滑块外侧抽芯，足以保证塑件制品的分型取出。在设计方面，主要进行了注射 成形的基本过程、塑件结构分析及材料的选择、拟定模具结构形式、模具材料的选用、模架的选择、排气系统设计、温度调节系统的设计；在计算方面，主要进行了注射机型号的选择及相关参数的校核、浇注系统的设计、成型零件设计、侧向分型与抽芯机构设计、温度调节系统的设计；在编程方面，选择一个具有代表性的成型零件，如：动模座板进行 程。该模具结构设计紧凑合理，开合模顺畅，便于加工装配。 关键词： 注射模；一模四腔；潜伏式浇口；斜导柱；外侧抽芯。 on of to is on to an to be is to BS in of is in a is a to In of 2 of of to of of in of of of of in of a of C is 3 目 录 1 注射成形的基本过程 . 错误 !未定义书签。 射成形 的原理 . 错误 !未定义书签。 射成形的工艺过程 . 错误 !未定义书签。 形前的准备 . 错误 !未定义书签。 射成形过程 . 错误 !未定义书签。 塑件的后处理 . 错误 !未定义书签。 注射成形的工艺参数 . 错误 !未定义书签。 度 . 错误 !未定义书签。 力 . 错误 !未定义书签。 间 . 错误 !未定义书签。 2 塑件结构分析及材料的选择 . 错误 !未定义书签。 析塑件的成型工艺性 . 错误 !未定义书签。 析制品的结构、尺寸精度及表面质量 . 错误 !未定义书签。 析制品原材料的工艺性 . 错误 !未定义书签。 基本特性 . 错误 !未定义书签。 形特性 . 错误 !未定义书签。 形条件 . 错误 !未定义书签。 件建模分析 . 错误 !未定义书签。 3 拟定模具结构形式 . 错误 !未定义书签。 型面位置的确定 . 错误 !未定义书签。 型腔数量的确定 . 错误 !未定义书签。 件尺寸精度 . 错误 !未定义书签。 具制造成本 . 错误 !未定义书签。 塑成形的生产效益 . 错误 !未定义书签。 造难度 . 错误 !未定义书签。 腔的布局 . 错误 !未定义书签。 4 注射机型号的选择及相关参数的校核 . 错误 !未定义书签。 注射机型号的选择 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 . 错误 !未定义书签。 选择注射机 . 错误 !未定义书签。 关参数的校核 . 错误 !未定义书签。 射机型腔数的校核 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 5 模具材料的选用 . 错误 !未定义书签。 具材料选用原则 . 错误 !未定义书签。 塑模具常用材料 . 错误 !未定义书签。 腔、 型芯类零件 . 错误 !未定义书签。 4 向类零件 . 错误 !未定义书签。 注系统零件 . 错误 !未定义书签。 出机构和抽芯机构零件 . 错误 !未定义书签。 板类零件 . 错误 !未定义书签。 料模具成型零件（型腔、型芯）的选材 . 错误 !未定义书签。 板零件的选材 . 错误 !未定义书签。 注系统零件的选材 . 错误 !未定义书签。 向零件的选材 . 错误 !未定义书签。 向分型与抽芯机构的选材 . 错误 !未定义书签。 它零件 . 错误 !未定义书 签。 套模具所用材料的性能比较 . 错误 !未定义书签。 6 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 流道设计 . 错误 !未定义书签。 流道的作用 . 错误 !未定义书签。 流道设计要点 . 错误 !未定义书签。 口套的结构形式 . 错误 !未定义书签。 口套材料及尺寸 . 错误 !未定义书签。 位圈的设计 . 错误 !未定义书签。 流道凝料体积 . 错误 !未定义书签。 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 流道的作用 . 错误 !未定义书签。 计要点 . 错误 !未定义书签。 流道的形状和截面尺寸 . 错误 !未定义书签。 流道长度设计 . 20 流道凝料体积 . 错误 !未定义书签。 流道的表面粗糙度 . 错误 !未定义书签。 口的设计 . 错误 !未定义书签。 口的作用 . 错误 !未定义书签。 口设计的基本要点 . 错误 !未定义书签。 口的类型 . 错误 !未定义书签。 口尺寸及形状 . 错误 !未定义书签。 料穴的设计 . 错误 !未定义书签。 料穴 . 错误 !未定义书签。 料杆设计 . 错误 !未定义书签。 气槽的设计 . 错误 !未定义书签。 7 成型零件设计 . 错误 !未定义书签。 型零件的结构设计 . 错误 !未定义书签。 模 . 错误 !未定义书签。 模和型芯 . 错误 !未定义书签。 型零件工作尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 5 腔和型芯工作尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 8 导向、推出及复位机构的设计 . 29 向机构设计 . 29 向机构的作用 . 29 向结构的总体设计 . 29 柱的设计 . 错误 !未定义书签。 d 数量及布置 . 错误 !未定义书签。 套 . 错误 !未定义书签。 出机构的设计 . 错误 !未定义书签。 出机构的分类 . 错误 !未定义书签。 模推出机构的设计原则 . 错误 !未定义书签。 件的推出机构推杆的设计 . 错误 !未定义书签。 出机构的复位 . 错误 !未定义书签。 9 侧向分型与抽芯机构设计 . 错误 !未定义书签。 导柱侧向分型与抽芯机构 . 错误 !未定义书签。 9 2 侧向抽心机构的设计 . 错误 !未定义书签。 9 3 斜导柱抽芯机构的设计 . 错误 !未定义书签。 9 4 斜导柱直径的计算 . 错误 !未定义书签。 9 5 侧向抽心力的计算 . 错误 !未定义书签。 导柱的长度计算 . 错误 !未定义书签。 紧楔的设计 . 错误 !未定义书签。 10 模架的选择 . 39 腔强度及支撑板厚度计算 . 39 腔侧壁厚度 . 39 撑板的厚度 . 39 架的确定 . 错误 !未定义书签。 个模板的确定 . 错误 !未定义书签。 11 排气系统设计 . 错误 !未定义书签。 12 温度调节系统的设计 . 错误 !未定义书签。 却水的体积流量计算 . 错误 !未定义书签。 定冷却管道的直径 . 错误 !未定义书签。 定冷却水在管道的流速 . 错误 !未定义书签。 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热系数 . 错误 !未定义书签。 却管道的总传热面积 . 错误 !未定义书签。 模具上应开设的冷却水孔数 . 错误 !未定义书签。 13 模具动作过程 . 错误 !未定义 书签。 具动作过程 . 错误 !未定义书签。 14 模具的试模与修模 . 错误 !未定义书签。 射机选定 . 错误 !未定义书签。 模用注塑料 . 错误 !未定义书签。 6 模工艺 . 错误 !未定义书签。 模 . 错误 !未定义书签。 模 . 错误 !未定义书签。 15 程 . 49 总结 . 51 致谢词 . 52 参考 文献 . 53 1 1 注射成形的基本过程 注射成形又称注射模塑，是热塑性塑料，是热塑性塑料制件的一种主要成形方法，除个别热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成形。 注射成形可成形各种形状的塑料制件，它的特点是成形周期短，能一次成形外形复杂，尺寸精密，带有嵌件的塑料制件，且生产效率高，易于实现自动化生产，所以广泛用于塑料制件的生产及批量较小的塑料制件的生产。注射成形所用的设备式注射机，目前的注射机种类很多，但普遍采用的是柱塞式注射机和螺杆式注射机。 射成形 的 原理 注射成形的原理是将颗粒状态成粉状塑料从注 射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成行塑件，这样就完成了一次注射工作循环。 射成形 的 工艺过程 注射成形工艺过程包括：成形前的准备、注射成形过程以及塑件的后处理三个阶段。 形前的准备 A原料外观的检验和工艺性能的测定，检验内容包括对色泽、粒度及均匀性流动性、热稳定性及收缩率的检验。 B物料的预热和干燥，对于吸水性强的塑料， ，在成形前应进行干燥处理，不然塑料制件表面会出现斑纹和气泡等缺陷，甚至发生降解，严重影响塑料制件的外观和内在质量，故对物料应进行充分的预热和干燥。 C嵌件的预热，在成形带金属嵌件，特别是带较大的嵌件的塑件时，嵌件放入模具之前必须预热，以减少物料和嵌件的温度差，降低嵌件周围塑件的收缩应力，保证塑件质量。 D料筒的清洗，当改变产品，更换原料及颜色时均需清洗料筒，通常柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射法清洗。 E脱模剂的选用，塑料制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，在生产上为 顺利脱模，通常使用脱模剂。 射成形过程 注射成形过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等工序，但实质上将主要是塑化、注射充模和冷却定型等基本过程。 （ 1）塑化是指粉状或粉状 的 物料在料筒内加热熔融成粘流态并具有良好的可塑性的全过程，对2 塑化的要求是：塑料在进入模腔之前，既要达到规定的成形温度，又要使熔体各点温度均匀一致，并能在规定时间内提供上述质量的足够熔融塑料，以保证生产连续顺利地进行。 （ 2）注射成形与冷却定形 注射成形与冷却定形是指从注射机柱塞或螺杆将熔融塑料注射入模开始， 经过型腔充满及熔体冷却定形，直到塑件脱模为止的整个过程。这一过程时间不 长 ，但合理的选择和控制该过程的温度、压力、时间等工艺参数，对塑料制件的质量却十分重要。根据塑料进入模腔的流动情况，这个过程可分为注射充模、保压补缩、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 a注射充模 从注射机柱塞或螺杆快速推进，将塑料熔体注入模腔，至充满模腔为止为注射充模阶段，这一阶段压力变化为：当熔体未注入模具型腔时，模腔压力基本上为零，充满以后，随熔体量迅速增加，模腔压力也迅速上升。 b保压补缩 这一阶段是从塑料熔体充满型腔时起，至 柱塞或螺杆退回时为止。在这段时间内，熔体因为冷却而收缩，但由于柱塞或螺杆继续缓慢向前移动，使料筒内熔体继续 进入 型腔，以补充因收缩而留出的空隙，从而保持模腔内熔体压力仍为最大值。 c倒流阶段 这一阶段是从柱塞或螺杆开始后退时起，至浇口处塑料熔体冻结时为止，这时模腔内的压力比浇注系统流道内高，因此就会发生塑料熔体的倒流，从而使模腔内压力迅速下降。 d浇口冻结后的冷却 这一阶段是从浇口处塑料完全冻结起到制件脱模取出时为止，这时，倒流不再继续进行，模腔内的塑料继续冷却并凝固定型，当脱模时，塑件应具有足够的刚 度，不致产生翘曲或变形，在冷却阶段中，随着温度的迅速下降，模腔内的塑料体积收缩，压力也逐渐下降。 塑件的后处理 由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶，取向和冷却不均匀，或由于金属嵌件的影响和塑件的二次加工不当等原因，塑件内部不可避免的存在一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂。为此，要对塑件进行适当的后处理。主要是退火和调湿处理。 a退火处理 退火热处理是将塑件在定温度的加热液体介质或热空气循环烘箱中静止一段时间，然后缓慢冷却至室温，从而消除塑件的内应力，提高塑件的性能。退火 的温度应控制在塑件使用温度1020C ，退火处理后冷却速度不能太快，以避免重新产生的内应力。 b调湿处理 调湿处理是将刚脱模的塑件放入热水中，以隔绝空气，防止对塑件的氧化，加快吸湿平衡速度的一种后处理方法，其目的是使塑件颜色、性能以及尺寸得到稳定，防止塑件使用中尺寸变化，使制品尽快达到吸湿平衡。 注射成形 的 工艺参数 当选择了适当的塑件品种、成形方法及设备，设计了合理的成形工艺过程及模具结构之后，在生产中工艺条件的选择及控制就是保证成形顺利进行和塑件质量的关键，注射成形最后主要的工艺参 数是塑化流动和冷却的温度、压力以及相应的各个作用时间。 3 度 注射成形过程控制需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等，前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要影响塑料的充模和冷却定形。 a料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现猪舍，又不引起塑料分解。料筒温度根据塑料的热性能确定各种塑料具有不同的流动温度，因此对非结晶性塑料而言，料筒末端最高温度应高于流动温度，而对结晶性塑料应高于熔点，但必须低于塑料的分解温度，否则将导致熔体分解。除了严格控制最高温度外，还 应控制塑料在加热筒中停留的时间，因为时间过长时，塑料也会发生降解。 b喷嘴温度 喷嘴温度通常率低于料筒的最高温度，这是为了防止熔料在喷嘴处产生的流涎现象。喷嘴低温产生的影响可从熔料的注射时所产生的摩擦得到一定程度的补偿。但是喷嘴温度不能过低，否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。 c模具温度 模具温度对塑料熔体在型腔内的流动和塑料制品的内性能与表面质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料的特性，塑件尺寸与结构、性能要求及其他工艺条件等。模具温度通常是由通入定温的 冷却介质来控制的也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热得到平衡而保持一定的模温，不管是加热或冷却，对塑料熔体来说进行的都是冷却降温过程，以使塑件成形和脱模。 力 注射成形过程中的压力包括塑化压力和注射压力，他们关系到塑化和成形的质量。 a塑化压力 塑化压力是指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部塑料熔体在螺杆旋转后退时所受的压力，亦称嘴压，其大小可以通过液压系统中的溢流阀来调整，注射中，塑化压力的大小是随着螺杆的设计，塑件质量的要求以及塑料的种类不同而异的。如果这些条件和螺杆的转速都不变，则增加塑化 压力会提高熔体的温度及其均匀性。使色料混合均匀，并排出熔体中的气体，但增加塑化压力会降低塑化速率，从而延长成形周期，而且增加了塑料分解的可能性。 b注射压力 注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力，。其作用是克服熔体流动充模过程中的流动阻力，是熔体具有一定的充模速率，对熔体进行压实注射压力的大小取决于注射机的类型。塑料的品种，模具结构 、 模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等。尤其是浇注系统的结构和尺 寸 ，为了保证塑件的质量。对注射速率有一定要求，而注射速率与注射压力有直接关系。在同样条件下，高压注射 时，注射速率高；反之，低压注射时则注射速率低。 间 完成一次注射成形所需要的时间，称为成形周期。它包括以下几部分： 1注射时间 a. 充模时间（柱塞或螺杆前进的时间） b. 保压时间（柱塞停留在前进位置的时间）； 4 2闭模冷却时间（柱塞后退的时间）； 3其它时间（指开模、脱模 、 涂拭脱模剂、安放嵌件和模具等）。成形周期直接影响生产效率和设备利用率，尽量在整个成形周期中，注射时间中的充模时间不长，一般不超过 10s，保 压时间较长，一般为 20却时间的长短应以保证塑料制品脱模时间不引起变形为原则，一般为30 此外，在成型过程应尽可能缩短开模、脱模等其它时间，以提高率生产率 。 5 2 塑件结构分析及材料的选择 零件表达如图 2 1。该塑件为一手机旅行充电器的上盖，塑件壁薄属薄壁形塑件，结构不算复杂，尺寸精度及外观要求中等偏上，塑件精度中等，生产批量 20万件。故选用 烯腈 料，成型工艺性很好，可以注射成型。 图 2塑件图 析制品的 结构、尺寸精度及表面质量 A 结构分析 从塑料制品图可见，该制品几何结构一般，内里轮廓的镶嵌件较多，盖下端面需考虑侧抽芯机构；零件总体轮廓尺寸为 于中等结构的小型件。 B 尺寸精度分析 该制品尺寸中等，依据 议采用的精度等级为（ 对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。制品大体壁厚为 均匀，有利于零件的成型。 C 表面质量分析 该零件表面质量要求较高，外表面不得有熔接痕、气痕、飞边等缺陷产生，有较高的光亮要求。 综合分析可以看出，注射时在工艺参数控制的较好的情况下，该制品的成型要求可以得到保证。 给定的塑件材料选用 烯腈 苯乙烯共聚物）塑料。 二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 烯腈使 二烯使 乙烯使它有良好的加工和染色性能。 味，呈微黄色，密度 g/g/型的塑料件有较好的光泽。 有极好6 的冲击强度，且在低温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对 酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。 物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。 于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高。 性能：综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与此相反 372 有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。 用途：适于制作一般 机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。 形特性： 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。 吸湿性强，含水量应小于 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。 流动性中等，溢边料 动性比聚苯乙烯、 ，但比聚碳酸脂 ,聚氯乙烯好）。 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 50 60 ，要求光泽及耐热型料宜取 60 80 。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为 180 230 ，注射压力为 100 140杆式注射机则取 160 230 ， 70 100 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料件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失）。脱模斜度宜为 2 以上。 形条件： 成形机类型： 螺杆式 密度： 算收缩率： 预热温度： 80 85 预热时间： 2 3h 料筒 后段： 150 170 中段： 165 180 温度 前段： 180 200 喷嘴温度： 170 180 模具温度： 50 80 注射压力： 60 100间 : 冷却时间： 20 120s 7 成形注射时间： 20 29s 高压时间： 0 5s 总周期： 50 220s 螺杆转速： 30r/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： 70 时间： 2 4h 说明：该成形条件为加工通用级 时所用，苯乙烯 形条件与上相似。 件建模分析 通过 建模分析可得塑件的质量、体积、单件的投影，如下图 2 2： 图 2塑件图 其中单个塑件重 积 料是 8 3 拟定模具结构形式 型面位置的确定 模具上用以取出塑件或取出浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填性及制品的脱模，分型面的位置也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。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键内容。 分型面的选择应注意以下几点： 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。 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，或同轴度要求较高的外形或内孔，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 滑的外表面或带圆弧的转角处。 考虑满足塑件的使用要求注塑件在成型过程中，有一些难免的工艺缺陷，如脱模斜度、推杆及浇口痕迹等，选择分型面时，应从使用角度避免这些工艺缺陷影响塑件功能。 考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适。考虑锁模力，尽量减小塑件在分型面的投影面积。确定有利的留模方式，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。不妨碍制品脱模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的侧凹或侧孔。一般机械式分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。有利于浇注系统的合理处置。尽可能与料流的末端重合，以利于排气。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。 根据塑件结构形式，分型面选择在充电器上盖的最大平面上，如图： 图 3分型面选择 9 型腔数量的确定 型腔指模具中成形塑件的空腔，而该腔是塑 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，只不过凸凹相反而己。 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。 型腔数目的决定与下列条件有关： 件尺寸精度 型腔数越多时，精度也相对地降低， 1、 2 级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少可以一模二腔。 3、 4级的精密级塑件，最多一模四腔。 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 ，腔模比单腔模具低。 塑成形的生产效益 多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。 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、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几何形状的复杂程度。 本设计根据塑件结构的特点，考虑型腔布局方式，采用一模四腔 的模具结构，这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。 腔的布局 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，由于型腔的排布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加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模 困难等问题。 平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。 要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生 产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。 10 本设计成型同一塑件，且壁厚均匀，故采用平衡式。如图 3 1： 图 3型腔分布 11 4 注射机型号的选择及相关参数的校核 注射机型号的选择 通过 建模分析，塑件的质量 件的体积 =道的凝料质量是一个未知数，可按塑件质量的 来计算 。上述已知该模具为一模四腔，故注射量： 1 2 11 . 6 1 2 0 . 9 6m m m n m g= + = =31 2 0 . 9 6 / 1 . 1 1 1 0v c m= 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 据多型腔模的统计分析，大约为每个塑件在分型面上的投影面积的 此可以用 行计算，所以： 1 2 1 1 10 . 3 5 1 . 3 5A n A A n A n A n A 式中塑件的投影面积 建模分析 0 6 *0 0 5* 106 =中 行腔压力 5. 选择注射机 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算植，可选用 000卧式注射机，参数如下： 表 4000 注射机的主要技术参数 理论注射容量（ 3 210 螺杆直径（ 42 注射压力（ 150 注射速率（ g/s） 110 塑化能力（ g/s） 14 螺杆转速（ r/ 10 250 喷嘴球半径（ 15 锁模方式 双曲轴 锁模力（ 1000 拉杆内间距 (315 315 移模行程 (300 12 续表 4大模厚 (350 最小模厚 (150 模具定位孔直径 (125F 喷嘴孔直径 (关参数的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数目 n 由公式 *360 0* m 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 s t 成型周期 （ 因为本设计的零件体积比较，所以成型周期可以根据各种情况缩短一点，在此取 60s） 其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。 根据屈昌华主编的塑料成型工艺与模具设计第 99页，对于单分型面注射模 s=510中： 推出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ 由设计知 8零件高度 , 0 S=18+50+7=75 00以符合要求。 13 5 模具材料的选用 具材料选用原则 用于注塑模具的钢材，大致应满足如下要求： 机械加工性能优良：易切削，适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工； 抛光性能优良：没有气孔等内部缺陷，显微组织均匀，具有一定的使用硬度（ 40 良好的表面腐蚀加工性：要求钢材质地细而均匀，适于花纹腐蚀加工； 耐磨损，有韧性：可以在热交变负荷的作用下长期工作，耐摩擦； 热处理性能好：具有良好的淬透性和很小的变形，易于渗氮等表面处理； 焊接性好：具有焊接性，焊后硬度不发生变化，且不开裂、变形等； 热膨胀系数小 ，热传导效率高：防止变形，提高冷却效果； 性能价格比合理，市场上容易买到，供货期短。 在选择注射模具钢材时，要综合考虑塑件的生产批量、尺寸精度、复杂程度、体积大小和外观要求等因素。对于塑件生产批量大、尺寸精度要求高的场合，应选用优质模具钢。对于结构复杂或体积比较大的塑件应选用易切削钢。外观要求高的塑件可以选用镜面钢材。 塑模具常用材料 腔、型芯类零件 由于这些零件直接于塑料接触，因此要求具有一定的强度、表面耐磨性好、热处理性能好、淬火变形小；对塑料具有腐蚀的模具，材料还应有抗蚀能力。 目前如 718、 蚀模具钢有 3 向类零件 这类零件包括各种导柱、导套和导向销等。这类零件在使用中起导向作用。开、合模时有相对运动，成型过程中要承受一定的压力或偏载负荷。因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韧性。目前如 材料较为常用。 注系统零件 浇注系统零件包括浇口套、拉料杆、分流锥等。这类零件的工作条件与成 型零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蚀性和热硬性。目前如 出机构和抽芯机构零件 这类零件要求表面磨性好，并具有足够的机械强度。目前如 材料较为常用，也可采用与型腔、型芯同样的材料。 14 板类零件 这类零件是模具中主要承力零件，因此要求具有足够的机械强度。目前应用最普遍的是 45 钢，有时也用 55 钢；为延长使用寿命，可调质至 230270 料模具成型零件（型腔、型芯）的选材 表 5成型零件选材 零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度 说明 型腔 型芯 45 调质 216 260于形状简单、要求不高的型腔、型芯 淬火 43 488A、 火 54 58状简单的小型腔、型芯 0火 54 58于形状复杂、要求热处理变形小的型腔、型芯或镶件 20碳 淬火 20板零件的选材 表 5模板零件选材 零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度 垫板（支承板） 45 淬火 43 48、定模板 动、定模座板 45 调质 230 270定板 45 调质 230 270235A 垫块 45、 推件板 火 54 585 调质 230 270注系统零件的选材 主流道衬套 淬火 53 57向零件的选材 表 5导向零件材料 零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度 导柱 火 50 550 渗碳、淬火 56 605 续表 5件名称 材料牌号 热处理方法 硬度 导套 火 50 55板导柱 推板导套 火 50 55向分型与抽芯机构的选材 斜滑块 40 淬火 54 58出机构零件的选材 表 5零件材料 零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度 推杆 火 54 58板 45 淬火 43 48块、复位杆 45 淬火 43 48杆固定板 45、 它零件 1） 定位圈 45 钢 2） 各 销 35 钢 热处理后硬度 28 38） 螺 钉 45 钢 淬火 硬度 43 48） 水 嘴 45 钢 镀锌 5） 弹 簧 65套模具所用材料的性能比较 表 5材料性能比较 钢号 切削加工性 淬透性 淬火不变形性 耐磨性 耐热性 差 差 45 优 差 差 中 差 差 差 中 差 差 差 良 差 40 优 优 优 良 16 6 浇注系统的设计 流道设计 主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易 造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。 主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较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（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢 ，热处理要求淬火 53 57 在一般情况下，主流道不直接开设在定模板 上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。 浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的坐垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。 1、浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度 2 6 。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，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 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。 浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角 r，一般为 3 浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球面半径为 射机球面半径为 r，其关系式如下： r 17 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。 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。 浇口套锥度内壁表面粗糙度为 m,保证料流顺利，易脱模。 浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。 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。 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。 的结构形式 浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即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中型模具，故采用后一种结构形式。 材料选用碳素工具钢 火硬度为 根据以上设计要点设计浇口套尺寸如表 6 表 6浇口套尺寸 位圈的设计 定位圈为模具的标准零件，查中国模具设计大典第二册，设计如下图 符号 名称 尺寸 锥度 3 d 主流道小端直径 1 h 球面配合高度 3R 主流道球面半径 r+1=15+1=16 主流道长度 49 主流道大端直径 d 2 458 料体积 244nq d L主23 * 4 92 流道的设计 流道的作用 分流道是指主流道末端 与浇口之间有一段塑料熔体的流动通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口是也要设置分流道。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。 计要点 a、便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般分为圆形、梯形、 U 形、半圆形及矩形等；圆形分流道的直径一般在 于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）应采用较大的分流道，但对于流动性好的聚丙烯，尼龙等，分流道短时，可小到直经为 2毫米。 b、在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道的截面尺寸应尽量小，长度尽量短。 c、较长的分流道应在末端开设冷料穴，以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模腔。 图 6 1 定位圈 19 d、在多型腔注射模具中，各分型面的长度均应一致，保持相对平衡，以保证熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。 e、设计分流道时，应先取较小的尺寸，以便于试模后根据实际情况进行修 正。 f、如果分流倒道较多时，应加设分流锥。 d、分流道内表面粗糙度 不要求很低，一般取 m 左右即可，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，以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。 多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置为佳，所谓平衡式的布置，就是从流道到各个腔的分流道其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的，这种设计可达到各个型腔均衡地进料。 分流道截面有圆形、矩形、梯形、 。为了减少流道内的压力损失和传热损失，要尽量把流道的截面积设计得大些，表面积小些。因此可以用流道的截面积与其周长的比值来表示流道的效率，各种截面分流道的效率如图所示 表 6 2 分流道的截面形式和效率 从图中可见，圆形和正方形流道的效率最高。一般分型面为平面时，通常采用圆形截面的流道。由于本设计采用一模四腔的潜伏式浇口，为了取出分流道凝料，且凝料在两个平板之间，故采用的是梯形截面。 对塑料溶体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式来确定截面尺寸 B= 据资料（塑 料制品成型及模具设计表 4 B=5= X =4流道截面形状如图： 20 图 6 3 分流道截面形状 从理论上讲 1 的截面小 10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。 根据型腔的排列形式得 第一级分流道 7第二级分流道 2三级分流道 8四级分流道 分流道凝料体积 分流道长度 L=47+12+18+流道截面面积 A=（ 5+4） /2*流道凝料体积： 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取 此取 口的设计 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21 料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型 腔内还未冷却的热料回流。 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。 a、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。 b、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 。 1)、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。 2)、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。 3)、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 2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。 4)、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22 向型腔壁或粗大型芯），可以防止喷射和蠕动。 浇口与塑件连接得部位应成 圆角或 45的倒角；浇口和流道连接的部位一般斜度为 30 45，并以 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。 潜伏式浇口的形状如下图 (尺寸由查表所得 )图 6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 2 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带圆球形头的拉料杆，称为球形拉料杆，这是常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。 本设计中需要设计在分流道末端 。 23 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较好，很少产生冷料或