塑料仪表盖注塑模具设计

1、.前 言近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。 工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一， 已广泛应用于国民经济的各个领域， 并且直接影响着塑料制品的质量、 性能与生产周期。 先进的制造技术（如 cad/cam/cae 等）制造生产注塑模具，不仅省时省力，更是实现了无图纸化加工， 增加了制品的准确性， 缩短模具的设计及生产周期。 注塑模成型与信息技术

2、紧密相连。 未来注塑模具制造将是以计算机辅助技术为主导技术， 以信息流畅作为所要备件的有极强应变能力于竞争力的技术。.第一章概论1.1 模具在工业生产中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。自改革开放以来，到目前为此制造业在中国国民经济中占的比重已占到 45%，制造业部门成为 gdp增长的主要支撑力量。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上， 仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模

3、具市场一半左右。 汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一， 汽车工业重点是发展零部件， 经济型轿车和重型汽车， 汽车模具作为发展重点， 已在汽车工业产业政策中得到了明确。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量， 缩短生产周期， 沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。现代模具行业是技术， 资金密集性的行业， 模具行业的发展， 可以带动制造业的蓬勃发展。对国民经济的发展有着辐射

4、性的影响。1.2 我国的模具工业的现状我国模具工业起步晚， 底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但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，我国模具工业发迅速。据统计，我国（未包括香港、台湾、澳门）现有模具生产厂近2 万家，从业人员约 50 万人， “九五 ”期间的年增长率为13%， 2000 年总产值为 270 亿元，占世界总量的5%。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具仅为1/3左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的20%左右，.其中，中高档模具进口比例达40%。因此，

5、近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口量下降，模具技术和水平也有长足的进步。目前，我国的模具正处在告诉增长时期，尤其是塑料模具近年来发展相当快，2002 年已猛增到 140 亿元左右。 当前国内塑料模具市场以塑料模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具， 这是与工程塑料的快速发展分不开的。 预测塑料建材件模具需求量将增长较快。但是，我们国家的模具产业并不是完美的。 虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面：(1) 总量供不

6、应求国内模具自配率只有 70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有 50%左右。(2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达 60%左右，而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。 2004 年，模具进出口之比为 3.7 1，进出口相抵后的净进口额达 13.2 亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。(3) 模具产品水平大大低于国际水平，生产周期

7、却高于国际水平产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。(4) 开发能力较差，经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。 我国每个模具职工平均年创造产值约合1 万美元，国外模具工业发达国家大多是1520 万美元，有的高达 2530 万美元，与之相对的是.我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理， 真正实现现代化企业管理的企业较少。造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因： 国家对模具工业的政策支持力度还不够虽然国家已经明确颁布了模具

8、行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有185 家，大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步， 而且民营企业贷款十分困难。 人才严重不足，科研开发及技术攻关投入太少模具行业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺， 高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够， 科研单位和大专院校的眼睛盯着创收，导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使模具技术发展步伐不大，进展不快。 工艺装备水平低，且配套性不好，利用率

9、低近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。 由于体制和资金等方面的原因， 引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍， 设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。 专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 40左右，其余为自产自用。 模具企业之间协作不畅， 难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低， 模具标准件使用覆盖率低也对模具质

10、量、 成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。. 模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。1.3 我国模具行业的发展趋势11 模具日趋化。2 模具的精度将越来越高。 10 年前精密模具的精度一般为 5 微米，现已达到 2-3微米。 1 微米精度的模具也将上市。3 多功能复合模具将进一步发展。4 热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高。5 随着塑料成型工艺的不段发展与改进， 气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。6 标准件的应用将日益广泛。

11、 模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和就降低模具制造成本。7 快速经济模具的前景十分广阔。8 随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。9 以塑代钢、以塑代木的进程一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。10 模具技术含量将不断提高。.第二章仪表盖的结构设计2.1 设计要求表 2-1 零件尺寸要求单位 ：mm材尺寸序号料abcdefghiabs908050447296542.2 塑件成型工艺的可行性分析及修改说明产品的可行性分

12、析主要包括：产品尺寸精度分析； 脱模斜度检测； 塑件厚度及其均匀性检测；圆角设计。塑件的修正：对于塑件的精度、壁厚、拔模斜度、圆角等不合理之处加以更正说明，在不影响使用的前提下提出合理可行性的更正措施，以利于工业生产。2.2.1 塑件材料及产品精度分析该塑件选用 abs 塑料。 abs（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）综合性能较好、吸湿性强 , 含水量应小于 0.3%，成型前必须进行充分干燥；有较高的冲击强度、收缩率在 0.3%-0.8%范围内，流动性较差，应选较高的料温和模温，但料温过高易分解，所以料温应选择在210 260。塑件要求表面光洁，模温应选 25 70。选用螺杆式注塑机，注射压力为50

13、100mp。abs 具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。abs的成型特性：成型温度： 200-240 干燥条件： 80-90 2 小时（1）无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度， 3 小时。（2）宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为 270 ）。对精度较高的塑件， 模温宜取 50-60 度；对高光泽 .耐热塑件，模温宜取 60 80 。（3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。.（4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表

14、面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮， 需对模具及时进行清理， 同时模具表面需增加排气位置。 abs 的工艺特点：abs 树脂abs 树脂是丙烯腈、聚丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成的。其中丙烯腈使之有较高的硬度，表面光泽；聚丁二烯能增加韧性；苯乙烯则使加工性能良好。因而ab s 树脂具有综合性能较好，冲击韧度高，化学性能稳定，电性能好，与 372 有机玻璃的熔接性好，制成双色塑件，而且表面可以有镀层，适合制作一般塑件、件耐磨零件、传动零件等。其成型工艺性如下：（1）无定性料，吸湿大，不易分解，必须充分干燥，表面要求干燥的零件需长时间预热干燥。（2）宜取高料温、高模温，但是要防止温度过高发生分解

15、（分解温度大于2500c）, 对于精度要求高的塑件，模具温度宜取0050c 60 c，对光泽耐热塑件，模温取 606000c8060 c2.2.2 脱模斜度设计由于注塑件在开模冷却时会产生收缩， 对型芯产生一个包紧力， 所给标准塑件没有设置脱模斜度，使得塑件脱模困难，过大的推出力推出时易拉坏插伤塑件。在不影响塑件使用的前提下， 为了便于塑件脱模， 在塑件的内外表面沿脱模方向设计一定的脱模斜度。表 2-2 单边脱模斜度推荐值3脱模高度 mm183030505080续表 2 2abs1 451 30115塑件内外表面的脱模高度为40mm，所以外表面脱模斜度取1，内表面脱模斜度取 1.5。2.2.3

16、 塑件壁厚分析塑件壁厚对质量的影响 3 ：壁厚过小：成型时流动阻力大，熔体难以充满型腔；壁厚过大：易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷；增加冷却时间，降低生产效率。.表 2-3 abs 的建议壁厚值 3单位 ： mm最大壁厚常用壁厚最小壁厚944分析结果：壁厚均匀满足厚度要求且为常用壁厚,所以塑件壁厚合理。2.2.4 圆角设计塑件除特殊要求的圆角之和塑件某些特殊部位如分型面、 型芯和型腔配合处不便作圆角， 而只能采用尖角外， 其余所以转角处均应尽采用圆角过度， 因为制件尖角处易产生应力集中， 导致塑件制件破裂或失效； 同时圆角过度使料流平滑绕过，大大改善了塑料的冲模特性；塑件设计成圆角，尤其是外圆角，

17、使模具型腔对应部位也是圆角， 增加了模具的坚固性。 通常塑件理想的内圆角半径应有壁厚的 1/4 以上 3 。这里因塑件外圆角半径为 4mm,塑件内圆角设为 3mm。2.3 修正后的产品图如图 2-2 所示2-2 修改后的塑件的工件图与零件图.第三章模具结构设计3.1 分型面位置的确定分型面的选择原则 1 ：（ 1）便于塑件脱模，尽量使塑件开模时留在动模一侧。（ 2）分型面应尽量选在塑件的最大截面处。（ 3）有利于保证塑件的精度要求。（ 4）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置和模具型腔的加工。（ 5）便于嵌件的安装。确定结果：分型面选在塑件的投影面最大的部位，如图 3-1。图 3-1 分型

18、面的选择3.2 型腔数量和排列方式的确定3.2.1 型腔数量的确定模具型腔数量的确定要综合考虑塑件的技术质量要求、 产品的生产数量、 塑料的种类、塑件的形状、塑件的加工成本、注塑机的额定最设量和锁模力等因素。单腔模具、多腔模各自的缺点和使用范围：单型腔模具结构相对简单，设计自由度较大， 成型塑件的形状和尺寸的一致性好， 塑件精度较高； 多型腔模具的结构复杂，生产效率高， 分配到单个塑件上的成本低。 单型腔模具宜用于大型或精度要求较高的塑件的注塑成型， 多型腔模具特别使用于精度要求不是很高、 结构较易冲型的中小型塑件的大批生产。型腔数量的确定： 因本次设计的塑料罩类零件的精度要求不高；注塑用塑料

19、.abs 型性能良好；塑件属小型塑件。综合塑件的尺寸，考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，这里初步拟定采用一模四腔的模具成型。3.2.2 产品布局型腔排列形式采用矩形对称布局，如图 3-2 所。图 3-2 型腔排列方式.第四章注塑机型号的选择4.1 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下， 以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中， 经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段

20、的工作。图 4-1 注塑成型压力时间曲线（ 1）物料准备 成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况、有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥， 若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热， 以避免收缩应力和裂纹， 有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。（ 2）注塑过程 塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射、保压、倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示 3-1所示。图中 t0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（ t=t1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值

21、 p0。从时间 t1到 t2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。 由于塑料仍在流动，.而温度又在不断下降， 定向分子（分子链的一端在模腔壁固化， 另一端沿流动方向排列）容易被凝结， 所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。 这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从 t 2到t 3），由于模腔内的压力比流道内高， 会发生熔体倒流， 从而使模腔内的压力迅速下降。 倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。 其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。（ 3）制件后处理 由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的

22、变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同， 制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外， 还会使制件的力学性能， 光学性能及表观质量变坏， 严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力， 此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性， 温度一般在塑件使用温度以上的 1020度至热变形温度以下 1020度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、 而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。 调湿处理所用的加热介

23、质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为 121，加热温度为 100121），保温时间与制件厚度有关，通常取 29小时。4.2 注塑成型工艺条件abs 的注射工艺参数 注射机类型：螺杆式。 喷嘴形式：通用式 料筒温度（ t/）； 后段 150170；中段 180190；前段 200210。 喷嘴温度（ t/）：180190. 模具温度（ t/）：5060。 注射压力（ mpa）：60100。 保压压力（ mpa）： 4060。 成型时间（ /s）：注射 20 90；高压 05；.成型周期 1530；冷却 515。注：螺杆带止回环。 后处理：方法红外线烘箱温度（ 70）时间（ 0.3 1）红外线灯、烘箱

24、；温度（ t/） 70；时间（ /h） 24。表 4-1 abs 的主要技术指标 4密度 /(g/ cm3)1.131.14拉伸弹性模量 e/ gpa比体积 /（dm3/kg-1 ）0.860.98抗弯强度/ mpa吸水率 24h/ pgc1000.20.4拉伸强度mpa收缩率 s0.30.8硬度 hr熔点 t/130160体积电阻系数v /( cm)弯曲弹性模量gpa50热变形温度 t/ 4.3 按预选型腔数选择注塑机4.3.1 注塑机的初步选择原则1） ms0m2） ffm式中ms0 最大注塑量( g或 cm3 )f 注塑机的额定锁模力(n)fm 注塑所需的锁模力（n）m 一次注塑所需塑料

25、量( g或 cm3 )（ 1）注塑量的计算ms0m1.8103803549628610156598.m1.6nm1（ 4-1）其中m1 成型单个塑件所需的塑料量( g或 cm3 )n 型腔个数1.6折算系数（将浇注系统的塑料量折算成0.6nm1 ）塑件体积 v1=71.40cm3塑件质量 m1=v=78.54g由于尺寸此次设计的模具采用的是一模四腔，所以塑件的总体积和总质量分别为v=4v1=4 71.40=285.60cm3m=4m1=4 78.54=314.6g所以 vso v=1.6285.60=457.0cm3mso m=1.6314.6=503.4g（ 2）锁模力计算ffmfm 1.3

26、5na1 p型（ 4-2）式中a1 单个塑件在分型面上的投影面积( mm2 )n型腔个数1.35将浇注系统在分型面上的投影面积折算成0.35na1p型 塑料熔体对型腔的平均压力（mpa）投影面积 a 1=6358.5mm2根据查参考文献 2 表 2-2 取 p型 =35mpa所以 fm 610 40106=1202kn=1.3546358.5ms0=503.4gf1202kn4.3.2 注塑机型号的选择由上面计算得到的m 和 fm 值来选择注塑机，注塑机的最大注射量（额定注.射量 g）和额定锁模力f 应满足g m=629.25g式中注塑机最大注射量的利用系数一般取0.8f1202kn初步选择

27、sz-400/1600 型注塑机表 4-2 ly240 型（卧式）注塑机主要参数4最大注射容量 /cm3799拉杆内间距 /mm560560螺杆直径 /mm65开模行程 /mm500注射压力 / mpa153最大模具厚度 /mm520注射速率 /(g/s)187最小模具厚度 /mm220塑化能力 /(g/s)48推出行程 /mm150螺杆转速 /(r/min)10 170锁模形式双曲肘锁模力 /kn2400喷嘴球半径 sr/mm14定位孔直径 /mm120孔直径 /mm54.3.3 注塑机参数校核( 1) 塑化能力 m (g / s ) 校核塑化能力必需满足 m m =16.78g s 模具宽

28、度，拉杆间距合格；模具高度校核：模具高度 516 最小模具厚度 220，校核合格；开模行程校核：开模行程 h 是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，它必须小于注塑机的动模板的最大行程 s。因选注塑机是双曲肘结构（即开模行程与模具厚度无关）且是单分型面注射模，所以模具开模行程 h=60（顶出行程）+166.1（浇注系统凝料高度） +（810）=234.1236.1500 (注塑机移模行程s) 合格。综合以上各项校核可知ly240 型（卧式）注塑机的各项参数均合格。结论：通过各项校核，确定选择ly240 型（卧式）注塑机。5.2 浇注系统的设计.浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重

29、要阶段， 对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始， 到型腔入口为此的那一段流道，对于多型腔模具，浇注系统包括主流道、分流道、浇口、冷料井。如5-3 图所示图 5-3浇注系统的组成5.2.1 主流道设计紧接注塑机喷嘴， 与注塑机喷嘴在同一直线上， 主流道形状一般为圆形和圆锥形，为便于冷料流道凝料的拔出，设计成具有24 度的圆锥形。( 1) 主流道尺寸为避免高压塑料熔体溢出， 凹坑球半径 sr2 应比喷嘴球半径 sr1 大 12mm, 主流道小端直径 d2 比喷 嘴孔 直径 d1 大0.51mm,如图 5-4 示：根据所选注塑机 ，则 主流道小端尺寸 为：d=注塑机喷嘴尺寸+（

30、0.51） =5+（ 0.51）=5.5mm主流道球面半径sr=喷嘴球半径+ （ 12）=15mm( 2) 主流道衬套形式为了便于加工和缩短主流道尺寸，衬套和定位环设计成分体式，长166.1mm,材料采用 t10钢，热处理淬火后表面硬度为53hrc 57hrc图 5 -4 喷嘴与主流道衬套如 5-5 图所示：.图 5-5 主流道衬套结构( 3)主流道剪切速率 主主 = 3.3 qv /r3=3.3 177.5/ 0.6783 = 598.5s-1（ 5-1）5102 s-1598.5 s-1 5103 s-1主流道剪切速率校核符合要求式中qv 体积流量 (cm3 / s)3/s（ 5-2）qv

31、 =v/t=299.85/1.69=177.5 cmt注射时间（ s）t=m/ v =314.88/187=1.69stv 所选注塑机的注射速率（ 187 g / s ）r主流道平均半径 ( cm ) r=(0.806+0.55)/2=0.6783一次成型所需的塑料总体积v=m/ =314.88/1.13=299.85cm一次成型所需的总塑料量m= m 主 + m 分 + m 塑件 =3.9g+23.82g+314.16g=314.88 g（ 5-3）m主=v=h(d121 222+dd +d )/12=1.13 3.15 7.50 (0.652+0.65 0.92+0.922)/12 3.9

32、gm 分=la=1.13(4 13.5) 0.42=23.82gm=4m1 塑件分流道长度总l=4l 1 （l1为单个流道的长度，13.5cm）=4 13.5=54cm分流道截面积 a0.8 0.7230.55 0.42cm22.5.2.2 分流道设计（ 1）分流道断面形状的选择分流道的断面形状有圆形、六边形、半圆形、梯形、矩形、 u 形等。断面的比表面积直接关系到熔体的热量损失和流动阻力，在其它条件相同时， 比表面积越大则热量损失和流动阻力也越大；反之亦然。表 5-3 分流道断面形状3断面形状优缺点及适用范围圆形比表面积最小，浇口可开设在流道中心线上，延长了浇口冻结时间，但需要同时在定模和动

33、模上切削加工且必须保证吻合度，制造困难，成本高正六边形优点与圆形断面相似， 比表面积稍大， 但加工稍易，常用于小断面尺寸 （约 3mm ）流道梯形只需在一侧模板上加工，节省了加工费用，且热量损失和阻力损失均不太大，最为常用半圆形比表面积较大，不常采用矩形比表面积大，脱模斜度小，不常采用u 形优缺点和梯形断面基本相同，较为常用综合工艺和加工成本等多角度考虑，梯形断面流道最为合理， 所以这里选择圆形周流道，如 图 5-6 所示。表 5-5 分流道取值 3表 5-4 部分塑料分流道尺寸推荐值3塑料名称推荐直径 /mmabs4.8-9.5图 5-6 分流道截面（ 2）分流道的布置分流道的设计原则： 在

34、熔体不产生喷射的前提下，流道越短越好， 以减小压.力损失，提高充型压力。由前面的镶件设计部分可知，两型腔在长度方向的中心距为 173mm,在宽度方向的中心距为130mm。通过计算可知， 当流道与长度方向所成角度约为35o 时，流道最短，如 图 5-7 所示。图 5-7 分流道的布置（ 3）分流道剪切速率分 计算分3.3qv3.344.251085s 1rn33.140.35 3分流道的合理剪切速率范围为5102 s 1 5 103 s 1 ，根据前面的设计的尺寸校核可知： 剪切速率在范围内，分流道尺寸设计校核合格。式中qv 分流道体积流量（ cm3 / s）1 m分 m塑件1 314.16 2

35、3.821.13qv443t1.6944.25 cm srn 分流道截面的当量半径（cm ）rn3 2 a23 2 0.4220.35cm（ 5-4）l3.14 2.5分流道截面面积 a0.42cm2 ，截面周长 l 2.5cm 。5.2.3浇口设计.浇口作用：浇口对充模流动和补料时间起着控制性作用。浇口断面面积约为分流道断面面积的 3%9%，浇口越小，即比表面积越大大，熔体流经浇口时的热量损越大， 浇口处的流动阻力也越大， 但由于浇口尺寸很小，导致熔体流经浇口时剪切速率明显升高， 这使得熔体表观粘度降低， 从而又使流体流动变得容易，一定程度上抵消了因浇口尺寸变小而增加的流动阻力，另外因熔体通

36、过浇口时有明显的粘性发热现象，使进入型腔的熔体温度升高， 反而使充模更容易，充模效果优于大浇口。（ 1）常见的浇口形式及各自优缺点 31) 侧浇口（又名标准浇口、边缘浇口） ：属小浇口的一种，断面接近矩形，便于机械加工且易保证精度；可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。2) 扇形浇口和平缝式浇口：能使物料在横向得到均匀分配，降低了塑件的内应力，特别是减少应取向而产生的翘曲，常用于成型宽度较大的薄片状制品，但成型后去除浇口的后加工量大。3) 点浇口：浇口尺寸很小，开模时容易自动切断，熔接痕小。点浇口适用于表观粘度对剪切速率敏感的塑料熔体和粘度较低的塑料熔体。4) 护耳浇口：适用于用小尺寸浇

37、口会产生喷射场合，但成型后加工余量大。5) 直浇口：注塑压力和热量损失最小，固化时间长，延长了补料时间，补缩效果好。但浇口附近容易产生残留内应力，浇口处易产生缩孔。浇口的选择分析： 因模具布局为一模四腔且分流道设在主分型面上， 故不能采用直浇口的形式； 由于塑件中心有一个大的型芯（即凸模） ，塑料熔体冲击在大型芯上，降低了流速、改变了流向，采用小浇口进料也不会产生喷射，又因为是从顶部进料，所以不宜采用侧点浇口； 而采用点浇口进料能够保证顺利充模，且浇口的加工工艺性好，成型后的加5-8浇口剖面图工余量相对较小。所以此套模具的浇口形式选定为点浇口。如图 5-8 所示图( 3) 矩形浇口剪切速率浇

38、计算.浇3.3qv3.341.22.51 104 s 1rr33.140.123浇口剪切速率的合理范围是104 s1 10 5 s 1 ，所有剪切速率校核合格。式中 qv 浇口处的体积流量（cm3 / s ）qvm178.54 1.1341.2 cm3st1.69r r 浇口截面当量半径（cm ）rr3 2 a232 0.05322（ 5-5）l0.12cm1.045.2.4 冷料井设计(1) 冷料井的作用：储存喷嘴前端的冷料，使冷料不进入型腔；在开模时将主流道凝料拉向动模侧。( 2) 冷料井类型的选择： 常见的有z 型头拉料钩冷料井、 球头拉杆冷料井、倒锥形拉杆冷料井和圆环槽型冷料井， 其原

39、理都是通过拉料杆头部侧凹将主流道凝料拉住，开模时从主流道中拉出。 当脱模时由于塑件形状限定而无法左右移动时不宜采用 z 型头拉料杆；成型用塑料的弹性较差时不宜用倒锥形、圆环槽型拉料杆。由于 abs 塑料的机械强度较大、弹性性能较差，在强行脱出凝料时所需图的力较大。经分析比较可知，采用 无拉料杆 型头拉料杆冷料井（如 图 5-9）最为合适。( 3) 尺寸结构：冷流井直径与主流道大端直径相同或略大一些， 其深度为直径的1倍 1.5 倍。主流道大端直径为10mm,取冷5-9无拉料杆冷料井料井直径为 15mm,深度为 20.5mm。如 图 5-9 所示：5.3 脱模力计算本次设计使用是是推杆脱模机构，

40、 在对脱模机构做说明之前， 需要对脱模力做个简单的计算。脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需的外力，.需克服塑件对型芯的包紧力、真空吸力、粘附力及脱模机构本身的运动阻力。5.3.1 正压力计算要确定将塑件从圆锥型芯上脱下的摩擦阻力，应先计算塑件收缩时对型芯的正压力。因塑件壁厚与直径之比t1.51rcp ，可近似用型芯半径 r 代替塑d10020件的平均半径 rcp ，得出塑件由于收缩而产生的对型芯的正压力pp2t coset cosr(1（ 5-6）)r其中e abs 的拉伸弹性模量塑料的收缩率（ m/m）塑料的泊松比塑件的拔模斜度角（1.25）t塑件的壁厚 mm5.3.2 包紧力计算全面积所受的总压力为fp ，模被制件包紧部分的长度为l, 取高度为 dl 的一圈作微分单元，半径为 r，其表面积为 da 2 r dl cos该段所受的包紧力为df p 2dlet cos2 e t dlcos(1)r1薄壁塑件收缩使型芯全面积所受的总压力为fpl 2 et11dl 2 e tl（5-7）015.3.3 脱模力计算.5-10力分析假设图如图 5-10 塑件包紧型芯时，把空间汇交力系简化在平面上，两个对称的