【ZM150】浮盖塑件的注塑工艺及模具设计【抽芯】[26CAD][侧浇口]
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浮盖塑件
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【ZM150】浮盖塑件的注塑工艺及模具设计【抽芯】[26CAD][侧浇口],zm150,浮盖塑件,注塑,工艺,模具设计,抽芯,26,cad,浇口
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河南科技大学毕业设计 (论文 ) I 浮盖塑件的注塑工艺及模具设计 摘 要 本文是关于浮盖模具的设计，里面对浮盖做了正确的工艺分析，同时也对注塑成型技术的发展过程和选取的注塑材料（ 简单的介绍。设计的内容包括分型面的设计、浇注系统的设计、侧向抽芯机构的设计 ,以及模架和注塑机的选取和校核。 考虑到生产效率，经济性和生产效率等相关因素，模具采用一模两腔的模具结构，由于型腔结构较为复杂，采用组合式结构。型芯采用整体式结构，便于加工且节省成本。为使加工方便同时满足塑件成型，采用侧浇口形式。 此模具的结构较为复杂，应用到了斜导柱滑块侧向抽芯机构，它是 本次设计的重点。然后根据浮盖的结构特点设计了模具的成型零部件（型芯、型腔、滑块），脱模、复位及导向机构。模具是材料成型加工中的工艺装备，它是利用其特定形状去复制成型或复制加工具有一定形状和尺寸的工具。浮盖在日常生产中是大批量投入生产的，应尽量减少开，合模取塑件过程中的手工操作，本次设计中采用自动开、合模和顶出机构。 关键词 ：注塑模，注塑机， 料 河南科技大学毕业设计 (论文 ) is of a of of a of a is of a to of is of is of of of is It is to or a of in of of we of of of PP 南科技大学毕业设计 (论文 ) 录 前言 .一章 塑料制件工艺性分析 . 料制件的分析 . 料材料的选用及分析 . 料材料选择 . S 性能分析 . 料成型特性及条件 . 件体积和质量估算 .二章 模具总体设计 . 体方案分析 . 选注射机 . 型面的选择 . 腔的排布 .三章 浇注系统设计 . 流道设计 . 流道设计 . 口设计 . 料穴设计 .四章 模具成型零部件设计 . 型零件结构设计 . 腔壁厚强度和刚度计算 . 腔侧壁厚度 . 腔底板厚度计算 .五章 抽芯机构设计 . 拔距与抽拔力的计算 . 导柱的设计 . 导柱弯曲力计算 . 导柱直径计算 . 块的设计 .南科技大学毕业设计 (论文 ) 六章 合模导向及定位机构设计 . 向机构的作用 . 向机构的设计 . 柱的选取 . 套的选取 .七章 脱模机构设计 . 模力的计算 . 杆的设计 . 杆的形式 . 杆尺寸计算 . 位机构的设计 .八章 排气机构设计 .九章 注射机参数校核 . 大注射量校核 . 射压力校核 . 模力校核 . 射机合模部分相关尺寸校核 . 模行程的校核 . 具厚度校核 .十章 模架的选取 .十一章 模具材料的选用 .论 .考文献 .谢 .河南科技大学毕业设计 (论文 ) I 浮盖塑件的 注塑 工艺及 模具设计 摘 要 本文是关于 浮盖 模具的设计，里面对 浮盖 做了正确的工艺分析，同时也对注塑成型技术的发展过程和选取的注塑材料（ 了简单的介绍。设计的内容包括分型面的设计、浇注系统的设计、侧向抽芯机构的设计 ,以及模架和注塑机的选取和校核。 考虑到生产效率，经济性和生产效率等相关因素，模具采用一模两腔的模具结构，由于型腔结构较为复杂，采用组合式结构。型芯采用整体式结构，便于加工且节省成本。为使加工方便同时满足塑件成型，采用侧浇口形式。 此模具的结构较为复杂，应用到了斜导柱滑块侧向抽芯机构，它是 本次设计的重点。然后根据 浮盖 的结构特点设计了模具的成型零部件（型芯、型腔、滑块），脱模、复位及导向机构。模具是材料成型加工中的工艺装备，它是利用其特定形状去复制成型或复制加工具有一定形状和尺寸的工具。 。 浮盖 在日常生产中是大批量投入生产的，应尽量减少开，合模取塑件过程中的手工操作，本次设计中采用自动开、合模和顶出机构 。 关键词 ： 注塑模， 注塑机， 料 河南科技大学毕业设计 (论文 ) is of a of of a of a is of a to of is of is of of of is It is to or a of in of of we of of of PP 南科技大学毕业设计 (论文 ) 录 前言 .一章 塑料制件工艺性分析 . 料制件的分析 . 料材料的选用及分析 . 料材料选择 . S 性能分析 . 料成型特性及条件 . 件体积和质量估算 .二章 模具总体设计 . 体方案分析 . 选注射机 . 型面的选择 . 腔的排布 .三章 浇注系统设计 . 流道设计 . 流道设计 . 口设计 . 料穴设计 .四章 模具成型零部件设计 . 型零件结构设计 . 腔壁厚强度和刚度计算 . 腔侧壁厚度 . 腔底板厚度计算 .五章 抽芯机构设计 . 拔距与抽拔力的计算 . 导柱的设计 . 导柱弯曲力计算 . 导柱直径计算 . 块的设计 .南科技大学毕业设计 (论文 ) 六章 合模导向及定位机构设计 . 向机构的作用 . 向机构的设计 . 柱的选取 . 套的选取 .七章 脱模机构设计 . 模力的计算 . 杆的设计 . 杆的形式 . 杆尺寸计算 . 位机构的设计 .八章 排气机构设计 .九章 注射机参数校核 . 大注射量校核 . 射压力校核 . 模力校核 . 射机合模部分相关尺寸校核 . 模行程的校核 . 具厚度校核 .十章 模架的选取 .十一章 模具材料的选用 .论 .考文献 .谢 .论文 ) 5 前 言 塑料是 20 世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革及硅酸盐等自然材料，成为现代工业 不可缺少的一种人造化学 合成材料，并与金属、木材和硅酸盐三种传统材料一起，成为现代工业 生产中四种重要的原材料之一。 随着塑料工业的发展 ,塑料制品以其密度小 、 质量轻 、 比强度高 、 绝缘性能好 、 介电损耗低 、 化学稳定性高等一系列特殊的优点 ,在机械 、 电子 、 国防 、交通 、 通讯 、 建筑 、 农业和包装以及轻工 、 日用产品等工业部门得到广泛应用 。随着我国经济的发展 ,塑料模逐渐向标准化 、 理论化 、 大型化 、 精密化 、 微型化 、复杂化发展 。 各种新技术 、 新材料 、 新工艺得到广泛应用 ,国际先进技术的 引进 ,尤其是计算机技术的飞速发展 ,更加快了塑料模具行业 的 发展 。 塑料模设计已从过去的凭经验手工绘图 ,发展到今天通过人机对话 ,能迅速设计出三维视图 , 并可以转化成二维视图，运用模具 以模拟塑料在模具中的流动状态，确 定浇口位置以便克服塑料成型过程中可能出现的问题，同时模具制造周期也大大缩短。 模具是以其特定的形状通过一定 的 方式使原料成型 。 一副好的注塑模可以成型上百万次 ,这同模具设计与制造有很大关系 。 在现代塑件生产中 ,合理的模塑工艺 、 高效的模塑设备 、 先进的塑料模具和制造技术是必不可少的重要因素 ,尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求 、 对塑件的使用要求和造型设计起着重 要作用。高效的自动化 设备也只有装上自动化生产的模具才可能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具制造和更新为前提。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求量愈来愈大 、 产品更新换代周期愈来愈短 、 用户对塑件的质量要求愈来愈高，因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求，促 使塑料模具设计和制造技术不断向前发展，从而也推动了塑料工业不断向前发展 。 随着科学技术的进步和 国民经济发展对塑件的广泛需求，塑料模塑成型技术正在向高精度、高效率与长寿命的方向迈进。由于它是一项综合性技术，所以它的发展必然涉及许多领域 的共同配合。主要表现在以下几个方面： 论文 ) 6 成型理论的进展：塑料在充模过程中的各种流变行为的研究不断深入， 有关挤出成型的流变理论和数学模型已经基本上建立，并且已在生产实际中得到应用；有关注射成型的流变理论尚在进行深讨；注射成型的塑料熔体在一维和二维简单模腔中的充模流动理论和数学模型已经有所解决，今后的工作是如何将理论与生产实际相结合，进一步加深塑料成型理论基础和工艺原理的研究，借以改进成型工艺方法、成型模具和成型设备。 型化和超大型化 ：为了满足国民经济各个部门对塑件的精密化、微型化和超大型 化的使用要求，高精度模具、微型和大型模具得到发展，小型和新型的塑料成型设备也不断涌现。 当前，塑料模具钢的发展有两大趋势； 从碳素工具钢 、低合金工具钢到高合金工具钢发展； 从高级材料（一般热处理）到低级材料（表面硬化处理）发展。 主要研制高效、精密、自动化的模具加工设备，从手工机械操作 向计算机数控操作方向发展 。 （ 1）术的进一步发展 。（ 2） 模具表面强化处理新技术的应用 （ 4）实施标准化 在未来的模具市场中 ， 塑料模具发展速度将高于其它模具，在模 具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在 “ 十 一 五 ” 期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。 对于一些新型塑 料和一些具有特殊要求的塑件，旧的成型方法已不在适用，因此，近年来出现了许多 新型的塑料成型方法，如无流道凝料的注射成型、热固性塑料注射成型、低发泡注射成型、排气注射成型、流动注射成型、动力熔融注射成型、气体辅助注射成型以及多品种塑料的共注射成型、铸塑成型、塑料粉末烧结成型等。 本次设计课题是 浮盖注 塑模具 设计，是对所学的专业知识的检验和综合运用，要求通过设计，能够熟悉一般模具设计的主要步骤和方法，以及一些与模具相关的问题，如 塑料嵌件的固定和定位，模具的材料及热处理、 模具的制造工艺 、 模具图形的绘制 、模具结构的设计 等等，但它具有一定的针对性和局限河南科技大学毕业设计 (论文 ) 7 性，又由于是应届毕业生，设计经验有限，所掌 握的东西又非最前沿和最新科技，所以，所设计的模具无法达到实际应用的水平。本次设计着重培养我们独立设计 、 综合应用所学知识和创新的能力。 第一章 制件分析 于注塑的材料 注塑零件为浮盖，材料是聚丙烯。聚丙烯（缩写代号为 属于结晶性高聚物，有着质轻、价廉、无毒、无味等特点，而且还具有耐腐蚀、耐高温、机械强度高等优点，在医药、食品、化工等工业中以及人们的日常生活中有着广泛的用途。 聚丙烯也存在着较为薄弱的一面，其成型收缩性大，耐老化性和抗低温性差等缺点都阻 碍了应用面的扩大。对此，人们做了大量的改性工作，如共聚、共混、引入添加剂等等，一期改其弱项，开阔用途。工艺特点如下： 1 （ 1） 聚丙烯为结晶性聚合物，其结晶度达 50% 70%，具有较为明显的熔点，熔点温度为 164 170 度。 （ 2） 热稳性较好，分解温度可达 300 度以上，与氧接触的情况下，树脂在260 度左右开始变黄。 （ 3） 聚丙烯的熔融流动性要比聚乙烯好，熔体粘度随着注塑温度和压力的上升而下降的程度比高密度聚乙烯来得明显，其中压力对熔体粘度的影响要河南科技大学毕业设计 (论文 ) 8 比温度明显。 （ 4） 熔体弹性较大且冷却凝固速度快，易产生内应力，同时成型收缩率比较大 （ 1% 并具有各向异性，在制品与模具设计时须加以注意。 （ 5） 聚丙烯的成型适应性比较强，一般注塑机均可使用，但由于其密度较低（ ,有一个设备容量温度须加注意，通常要求制品重量不超过设备容量的 50% 60%，以免造成制品不足等问题。 品的设计 图 2 1 制件图 制品的壁厚应充分考虑到熔体充模的可能性。聚丙烯熔体的最大流动长度与壁厚之比为 250 1，熔体的流动性较好，但实际影响流动性的因素众多，还应考虑到成型收缩率的关 系，故制品的壁厚通常在 范围内进行选择。当然，制品的壁厚还应尽可能保持均匀一致，厚薄不宜相差过大，最多不要超过 50%；厚壁与薄壁之间要用圆弧逐步过渡，转角处避免锐角存在，圆弧过渡的半径要求大一些，一般比壁厚小 1 3 即可， 从 塑料制品成型及模具设计 图 2 8 中曲线可以得出圆角半径 R 和厚度 T 应力的关系： 当 R ，则很少出现应力集中 根据上面的关系应 R/T算得 R 2际 大小见零件图。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 9 与其他塑料一样，聚丙烯制品的成型收缩率与其壁厚有关。壁厚越厚，制品的收缩率也就越大，反之壁厚越小，收缩率也就减少。表 5 6 为聚丙烯的壁厚与收缩率的关系。 塑料零件的壁厚为 1上表得收缩率为 1 2%。但考虑实际能达到的精度问题，小数点后保留两位，因此取收缩率为 1%。塑件的成型收缩率值可用以下两种方法计算： 表 1 1 聚丙烯制品壁厚与收缩率的关系 2 制品壁厚 ， 成型收缩率 ， 1 3 4 5 6 1 2 2 3 S 实 (a b) b (1 1) S 计 （ c b） c (1 2) 式中， S 实 实际收缩率 S 计 计算收缩率 a 塑件在成型温度时的单向尺寸 b 塑件在常温下的单向尺寸 c 模具型腔在常温下的单向尺寸 由于上述两种收缩率相差不大，且 a 值难以测定，所以通常在模具设计中采用是式 1 2 计算收缩率。 根据聚丙烯的收缩率情况，塑料件冷却后会包住型芯，为了脱模和取件方便，制品上应设有脱模斜度。一般说来硬质塑料比软质塑料斜度大；形状愈复杂或成型孔较多时，取较大的脱模斜度；制品高度愈高、孔愈深则取较小脱模斜度；内孔包住型芯，应取较大斜度。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内，否则应在图样上加以注明。在制品图上标注时，内孔以小端为基准，斜度由扩大方向取得；外形以大端为基准，斜度由缩小方 向取得。为方便加工型腔和型芯都取 1 。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 10 塑件在使用条件下要受到各种负载作用，如果塑件结构不能承受这些负载的作用，就会影响使用，甚至被破坏，为了抵抗这些负载的作用，增加壁厚是最简单的办法。但这方方法易产生缩孔、凹痕，且浪费材料，而在塑件的强度刚度最薄弱处设计加强筋，既改善了塑件的受力情况，有节省材料。塑件往往是有很多壁面构成的薄壁结构，对于壁薄、面积大的塑件，稍加受力就会产生变形，这种变形虽不至于使塑件受到破坏，但会大大影响塑件的使用，而在这类塑件的薄弱部位设置加强筋，将有效地克服翘曲变形。加强筋一般短粗厚 实，截面积较大，这种结构特点如在塑件本体某些过薄处设置加强筋，可为熔体的快速流动提供一个极好通道。加强筋的设置方向应和熔料流动充模时的方向一致，以免熔料的流动受到干扰致使塑件的韧性降低。因此，塑件的筋呈辐射状分布。制件 筋的截如图 1 1 示。 件体积和质量估算 运用 模型分析功能对塑件体积进行分析： V=P 的密度 为 量 m= V=二章 模具总体设计 体方案分析 该零件壁厚基本均匀，注塑成型 时不会发生冲不足的现象。考虑到生产效率，经济性和生产效率等相关因素，模具采用一模两腔的模具结构。从成型塑件内腔的角度看，型芯是规则的旋转体，可以做成一个整体，加工方便。图 1 1 筋的截面 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 11 但考虑到塑件的顶出，因为塑件的壁厚小，表面积大，把型芯做成两块。带锥台的做成一块，圆柱形的做成一块。为使加工方便同时满足塑件成型，采用侧浇口形式。分型面取在最大圆环之上。该制件侧面需要侧抽芯机构，由于是一模两腔，故两面同时采用侧抽。抽芯距为 用斜导柱侧抽芯。顶出机构采用 型芯内钻一个螺纹孔和顶杆连接，通过顶杆的作用实现推出的动作 ， 冷料穴采用 Z 型结构，利用推杆强制将浇注系统凝料推出，易于实现凝料的自动脱落。导向机构采用导柱、导套进行导向，从而保证型芯的准确对合。 择设备型号、规格 选注射机 根 据塑件的计算重量或体积，选择设备型号、规格，确定型腔数 注射机的额定注射量为 次的注射量不超过它的 80，即： n（ （ 2 1） 其中： n型腔数； 浇注系统的重量（ g）； 塑件重量。 根据浇注系统初步方案进行 估算： 塑件的外形尺寸较大，有一个锥台，需要侧向抽芯机构，这将使模具的外形尺寸变大，为了保证塑件的精度和缩小模具的外形尺寸，采用一模两件的结构，即： n 2 n 18.4 g （ 2 2） 考虑到采用侧抽芯机构后模具的外形尺寸变大，所以结合计算结果，并根据塑料注射机的技术规格，选用 30 型号的注射机。 该注射机的主要参数如下： 表 2 1 100 630 的主要参数 8 注射量 (g) 75 拉 杆间距 (370*320 注射压力 (170 模板行程 (270 螺杆直径 (30 螺杆转速(r/14200 模具厚度 (最大 340 定位孔尺寸 (125 最小 150 喷嘴球径 (南科技大学毕业设计 (论文 ) 12 塑化能力（ g/s） 模力 (630 射机有关参数校核 一 采用一模两腔的结构，由上面的计算结果可知： 每次注射需要的的塑料量为： G 2 射机的最大注射量为 75g能满足要求。 二 . 锁模力 与注射压力 的校核 1. 锁模力 F 由以下公式校核： F j） （ 2 3） 其中： 注射压力，一般 60 100） 100 塑件在分型面上的投影面积（ 浇注系统在分型面上的投影面积； F注射机额定的锁模力（ 投影面积的计算：（按最大外轮廓尺寸计算） （ ） 2 j （ 1/2） 2+ j） 100（ 2 F 630 能满足要求。 2. 100/630 的额定注射压力为 224满足 料成型的注射压力70 100求。 三 开模行程的校核 1 材料厚度的校核 用以下公式校核： H (2其中： 注射机允许的最小厚度（ 100/630 注射机的 150 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 13 注射机允许的最大厚度（ 100/630 注射机的 00 H 223 能满足上式的要求。 计算所需脱凝料行程为 43出制件的行程为32考虑操作时的空间问题，脱凝料的行程取 60出制件的行程取45共所需的开模行程为 105于所选设备的开模行程，因此能满足要求。 型面的选 择 分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气系统、浇口形式等有关。 选择分型面时一般应遵循以下几项原则 11： 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、 便于模具加工制造。 5、 对排气效果的影响。 6、 对侧向抽芯的影响。 一般来说，模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触面即为分型面。有时为了取出浇注系统凝料，如采用针点浇口时，需增设一个取出浇注系统凝料的分型面；有时为了实现侧向抽芯，也需要另增辅助分型面。对于 有侧凹或侧孔的制品，这可采用平行于开模方向的瓣合模式分型面。就这个零件而言，无需侧向抽芯机构，只要侧向分型就能把零件顺利顶出。选择分型面时，一方面要保证塑件质量，另一方面要便于制品脱模和简化模具，尽可能使塑件开模时留在动模，这样便于利用注射机锁模机构中的顶出装置带动塑件脱模机构工作。若塑件留在定模，将增加脱模机构的复杂程度。此外，分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料便易于消除或修整。由于分型面处不可避免地会在塑件上留下溢料痕迹或拼合缝痕迹，河南科技大学毕业设计 (论文 ) 14 最好不设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。分 型面还影响塑件飞边的位置，设计时应根据塑件使用要求和塑料性能选择分型面。零件如上图所示。从外形来看是个回转体，上面密封下面开口，加强筋呈圆形对称分布，底下还有三个夹角 120 度的插脚。没有侧孔和侧凸凹，也没有螺纹和嵌件，但是加强筋下方存在一个圆台形成一个夹角，开模时不能直接顶出塑件，需要侧向分型。但分型面设在圆环的上面使其大部分成型机构在动模上，所以设置在圆环上面。 腔的排布 2腔分布 确定模具型腔的方法有：根据锁模力确定；根据最大注射量确定；根据塑件精度确定和经济性确定 等。本零件 主要从经济性和实际情况选择，采用一模两腔。如图 2 2 所示。 第三章 浇注系统设计 流道设计 主流道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。在设计主流道时其长度要尽量缩短，主流道的大端处呈圆角，其半径 r=1 3 定位环与注射机定模固定板中心的定位孔相配合 ,其作用是为了使主流道与喷嘴和机筒对中 。 定位环与注射机定模固定板上的定位孔之间采用比较松动的间隙配合，配合长度为 10使注射剂喷嘴与浇 口套对中，与浇口河南科技大学毕业设计 (论文 ) 15 套采用 配合。 根据注射机动模板定位孔直径，选取定位环直径为 125口套公称直径为 他尺寸根据相关情况选择。 30 塑料注射机喷嘴前端直径为 前端球面直径为5据模具主流道与喷嘴 R=1 2)d=1)主流道浇口套球面直径R=16端直径 d=5便于凝料从主流道中拔出，将主流道设计成锥形，如图 3示，其斜度常取为 2 4，取 3 。 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 俗称浇口套 , 浇口套承受高压高温的料流，应选用优质的钢材，选用 ，热处理硬度为 55 60口套与定模之间采用 配合。如图 3示 ： 流道设计 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，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，在保证充满型腔的前提下，要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。因此，分流道的截面积不能太大，也不能太小。分流道截面积太小，会降低单位时间可输送的熔融塑料量，使充模时间增长，塑料制品出现缺料、烧焦、产生波纹及凹陷等；分流道截面积太大，易在模具型腔内积存气体，造成塑料制品出现缺陷，增加冷料回收量，延长了塑料制品的冷却时间，降低了生产效率。对于一模多腔的模具必定要开设分流道，单腔大型制件采用多点浇口时也要开设分流道。流道的效率用流道的截面积与周长的比值来表示，具体数据如下图所示。常用的流道截面形状有圆形、矩形、梯形、 U 形和六角形，从图中的数据可见，圆形和正方形流道的效率最高，但是正方形截面的流道不 易于凝料的顶出。一般当分型面为平面时，图 3 2 流道形式 图 3口套 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 16 常采用圆形截面流道，当分型面不为平面时，考虑到加工的困难，常采用梯形或半圆形截面的流道。对于此塑件来说，分型面为平面，选用圆形分流道。对于壁厚小于 3量在 200g 以下的塑件，可用经验公式确定分流道的直径。对于粘度较大的塑件，经验公式算出的 D 值再乘以 系数。常用塑料的分流道直径推荐值如表 2 1。 表 3 1 流道的截面形状与效率 6 。 为了知道塑料熔体会不会因其流动距离过长或流动性较差而无法充满整个型腔 ，可在模具设计之前对注射成型的流道比进行校核，如果设计出的流道比比塑料允许使用的流道比大，注射成型便有可能发生充模不足或制品缺料的现象。流动比是指塑料熔体在模具中进行最长距离流动时，其各段料流通道以及各段模腔之长度与其对应截面高度比值的总和。 最大流动长度和制件最小壁厚的比值为 200： 1，而制件最小壁厚为 1以分流道最大长度为 2004影响塑件的充填效果。 由于 口设计 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短的通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防 止倒流等作用。浇口设计与塑料性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。塑件上的一些缺陷，如缩孔、缺料、白斑、熔接痕、质脆、分解和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的。 浇口可分 为限制性和非限制性浇口两种。本设计 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河南科技大学毕业设计 (论文 ) 17 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。 从图 3 4 中可看出， 采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速 率及浇口封闭时间。这种 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。 图 2 2 浇口位置 该塑件要求的精度不高，可利用分型面的间隙和拉杆与孔配合间隙处排气，不需要另外设置排气槽。 料穴 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小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 10 25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，如果这里温度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，用一个河南科技大学毕业设计 (论文 ) 18 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。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 1 ，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积 。冷料穴有六种形式，本设计采用的是 10。 气设计 该塑件要求的精度不高，可利用分型面的间隙和拉杆与孔配合间隙处排气，不需要另外设置排气槽。 第 四 章 模具成型零部件 设计 型零件结构设计 成型零部件是指构成模具型腔的零件，通常有型 腔、型芯、各种成型杆和成型环等。这类零件形状复杂、尺寸精度要求较高、表面粗糙度较小，且多为不通孔型的内成型表面加工，所以加工难度比较大。一般选用工具钢。 在进行成型零部件的结构设计时，首先根据塑料的性能和塑件的形状、尺寸、及其他使用要求，确定型腔的整体结构、注射模的浇注系统及浇口位置、分型面、脱模方式、排气等，然后根据塑件的形状、尺寸和成型零件的加工及装配工艺进行成型零件的结构设计和尺寸计算 14。 模 因为型腔长期在高压高温的环境下工作，一定程度上会出现磨损和变形，为了更换方便，选用镶 拼式凹模。 强度校核 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 19 r (2 1) (4 )145230 0 30 0(252 5度校核 t1=r ( 11 (4其中： 2525（ + =25（ 281/5+28） 芯 从成型塑件内腔的角度看，型芯是规则的旋转体，可以做成一个整体，加工方便。但考虑到塑件的顶出，因为塑件的壁厚小，表面积大，把型芯做成两块。带锥台的做成一块，圆柱形的做成一块。如图。型芯内钻一个螺纹孔和顶杆连接，通过顶杆的作用实现推出的动作。上型芯作一个 15凹槽，下型芯作一个 15凸台，倒 圆角，两者起定位作用。因为圆柱形的型芯的直径大且壁厚 ,自校核锥台的部分 . 按强度校核 r 2L (4 2 0045 6按刚度校核 图 5 1 型芯 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 20 r3 (4=比较型芯的尺寸能满足以上要求。 因为锥台的上下半径的差距比较大，上面是按最大的半径 校核，对于小凸台来说，计算结果比实际的要大，能满足强度要求。刚度在这里不做校核。另外，圆柱形的型芯外尺寸与型腔内尺寸采用 H7/合。 腔 为了方便更换，型腔也做成镶块式。由于壁厚只有 1表取镶块模的最小壁厚 7型芯之间采用 H7/ 板 按强度校核 (4 刚度校核 E (4 了方便加工和测量，取整为 30 以上各式中的符号的意义和单位如下： 模腔压力（ 一般为 25 45 45 E材料的弹性模量（ 取 E 105 图 4 2 型腔 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 21 r凹模型腔内孔或凹模、型芯外圆的半径； 材 料的许用应力（ 的 300 成型零部件的许用变形量； L型芯的长度； 型零部件的工作尺寸的计算 本设计中成型零件工作尺寸计算时，均采用平均法，查表得 收缩率 ,平均收缩率为 塑件的最大收缩率（ 最小收缩率（ 和的一半，即： （ /2 (4型腔径向尺寸计算： 03%4Zm s s c L 型腔的径向尺寸（ 塑件尺寸（ 平均收缩率（ 为塑件公差（ （ 1/3 1/4） 。 型腔深度尺寸计算： 02%3Zm s s c H S 式中 型腔深度尺寸（ 塑件深度尺寸（ 芯尺寸 (1+ 3 04=(1+ 1043 南科技大学毕业设计 (论文 ) 22 (1+ 2 (4=(1+ 2 (1+ 3 (1+ 4243 (1+ 2 (1+ 1032 腔尺寸 (1+ 3 (1+ 1243 (1+ 3 (1+ 3 (1+ 3 (1+ 843 南科技大学毕业设计 (论文 ) 23 (1+ 3 (1+ 4443 (1+ 3 (1+ 5243 (1+ 3 (1+ 643 (1+ 3 (1+ 343 m (1+ 3 (1+ 343 (
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