毕设论文斜三通注塑模设计

1、毕业设计说明书题 目： 斜三通注塑模设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 职 称： 教授 题目类型：¨理论研究 ¨实验研究 þ工程设计 ¨工程技术研究 ¨软件开发 2012年2月23日摘 要随着塑料制品在生产生活中应用的增多，塑件制造得到较高的重视。因为注塑模具在生产塑料件的速率和质量上有较大的优越性，所以在塑料制品的成型中占有很大比重，因而塑料模具的设计显得至关重要。本设计主要是斜三通管的注射模具设计。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工

2、艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。介绍了斜三通管注塑模具的结构组成及工作原理。该模具一模一腔,采用斜导柱和侧滑块抽芯机构,结构合理,运行可靠。通过模具设计表明该模具能达到斜三通管的质量和加工工艺要求。目的是通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，ABS 等材料的各项性能指标，工艺方案的选择，和侧向抽芯技术的掌握。塑料注射的设计过程，其中的设计内容有零件的工艺性 塑件的工艺性分析、塑件的体积和质量计算及注射机参数的确定；结构设计：分型面选择、型腔数确定、型腔的排列方式、浇口设计、侧向分型抽芯机构设计

3、、推出及复位机构方式确定；型芯、型腔尺寸计算；模具加热和冷却系统计算；模具闭合高度确定；注射机有关参数的校核；如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。关键词： 斜三通；注塑模具；注射机；侧型芯滑块；斜导柱AbstractWith the increasing of plastic products in manufacturing and life, plastic part manufacturing is attracted more attention. Due to the advantage of

4、 injection mold on the speed and quality of plastic parts processing, it plays an important role in shaping of plastic parts. So the injection mold design is key segment of product life cycle.This design mainly applies to injection mold of Diagonal Tee Connector.It analyzes the process and structure

5、 through plastic parts. It gives detailed design on the injection system of molds, the structure of molding part, push-off system, selection of injector from the perspectives of product workmanship and specific mold structure. The mould features as one mould with one cavity, adopting slanted guide p

6、illar side core-pulling mechanisms, reasonable structure and reliable working. It is to prove the mold can satisfy the quality and process requirements of the Diagonal Tee Connector through the design. Purpose is through the parts of the injection mold process design, mold design steps, ABS material

7、s such as performance, selection of the process scheme, and side core drawing techniques.Plastic Injection the design process, which is designed as part of the craft-oriented establishment : Plastic Parts of the Process Analysis, Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection

8、 parameters set; Structural design : Surface choice cavity determination, Cavity the arrangement, gate design, lateral type pulling mechanism design, launch and reattached body identified; Core, Cavity size calculation; Die heating and cooling system computation; Mold closing high set; Injection mac

9、hine parameters in the verification; The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated. Using a set of auto mapping mold parts and assembly plans.Keyword：Diagonal Tee Connector；plastic injection mould；plas

10、tic injection mould machine；Slide core-slide；slanted guide pillar目 录引言11 塑件工艺分析4 成型工艺分析51.2 ABS 的注射成型过程及工艺参数5 材料分析62 注射成型机的选择与成型腔数的确定7 注射成型机的选择7 注塑机的校核8 成型腔数的确定93 成型零件结构设计93.1 分型面的设计93.2 型腔的分布113.3 凹模的结构设计113.4 凸模的结构设计123.5 成型零件工作尺寸的计算124 浇注、排气、温度调节系统的设计134.1 浇注系统的设计13 排气系统的设计16 温度调节系统的设计175 导向与抽芯机构

11、的设计20导向机构的设计205.2 抽芯机构的设计236 其它零件的设计模具安装和试模30 其它零件的设计30 模具安装和试模317 模具的总装图和工作原理318 结论32谢 辞33参考文献34附 录35 引言1.1 我国塑料模具工业的发展现状 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， 2003 年模具进出口统计中， 我国模具的出口总额为 2.52 亿美元,我国模具的出口总额 3 亿美元,进口额则达到 13 亿多美元,在进口 模具中的塑料模具占到 50%左右。可以看出，在

12、塑料模具方面，我国与国外产品还存在较大差距。在引进的塑料模具中，以科技含量较高的模具居多，如高精度模具、大型模具。热流道模具、气辅及高压注射成型模具等。现代塑料制品对表面光洁度、成型时间都提高了更高的要求，因而也推动了塑料模具的发展。以电视机塑料外壳模具为例。其精度已由以前的 0.050.1mm 提高到 0.0050.01mm ,制造周期也由 8 个月缩短到了 2 个月,并且使用寿命也由过去可制 10 万20 万件制品延长到了可 60 万件制品。从电视机外壳塑料模具的发展可以看到，高精密、长寿命、短周期、低成本是模具的发展方向。目前我国使用覆盖率和使用量最大的模具标准件为冷冲模架、注塑模架和推

13、杆管这三类产品。以注塑模架为例，目前全国总产值有 20 多亿元，按照需求，国内约需注塑模架 30 多亿 元，而实际上国内市场并未达到这个规模，其中主要一个原因就是模具厂家观念旧，注塑模架自产配 比例较高，外购很少。这样做厂家不仅重复制造本应标准化的购件，延长了模具生产周期，又不利于 维修。很多相关的模具标准件并没有相关的国家标准，因此制定模具构件的标准规范工作也是当务之急。1.2 国际塑料模具工业的发展现状 美国 1991 年发表的“ 国家关键技术报告”认为:材料领域的进展几乎可以显著改进国民经济所有部门的产品性能,提高它们的竞争能力;因此把材料列为六大关键技术的首位。这是由于先进材料与制造技

14、术是未来国民经济与国防力量发展的基础,是各种高、新技术成果转化为实用产品与商品的关键。当前各种新材料市场规模超过 1000 亿美元,预计到 2000 年将达 4 000 亿美元。由新材料带动而产生 的新产品新技术则是一个更大的市场。 项目 国外 国内 注塑模型腔精度 0.0050.01mm 0.020.05mm 型腔表面粗糙度 µm µm 非淬火钢模具寿命 1060 万次 1030 万次 淬火钢模具寿命 160300 万次 50100 万次 热流道模具使用率 80% 以上 总体不足 10% 标准化程度 7080% 小于 30% 中型塑料模生产周期 一个月左右 24 个月 在

15、模具行业中的占有量 3040% 2530%1.4 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 1 ）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。 2 ）在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体 化系统结构初见端倪，CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型 过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3 ）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。气助注射成型可在保证产品 质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需

16、要确 定和控制体辅，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。 4 ）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5 ）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产； 其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准 件规格品种。 6 ）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7 ）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工 程是塑料模 CAD/CAM 的关键

17、技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，经加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样，开模取得所注塑成型塑件。：1.是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；2.是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品；3.是成型过程的合模、加料、

18、塑化、注塑、启模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制的无缺陷、壁厚的变化又较大的热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产。1.7构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个模腔的各个角落；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。1.8注塑成型的特点：成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸准确、带有金属或非金属嵌件的塑料制

19、件。对成型各种塑料的适应性强。目前，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，某些热固性塑料也可以采用注塑成型。生产效率高，易于实现自动化生产。注塑成型所需设备昂贵，模具结构比较复杂，制造成本高，所以注塑成型特别适合大批量生产。注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力，将已塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内，经冷却固化定型后开模得到塑件。本次设计的目的： 此次毕业设计给了我亲自动手的机会，于以后的工作、学习等都有很大的帮助，是大学四年学习 的一个总结，中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要

20、理论和实践相结合的，所以这次毕业设计的 意义十分重大。目的是通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，ABS 等材料的 各项性能指标，工艺方案的选择，和侧向抽芯技术的掌握。1 塑件工艺分析三通管工件如图所示，它是一种常见的塑料工件，广泛应用与建筑行业，由于塑件材料为聚氯乙烯，从工件本身来看，属特小型件，其抽芯脱模机 构较为复杂，侧向抽芯技术可以说是这次课题的难点零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。由于抽拔距很长普通的斜导桂抽芯结构难以实现抽芯动作的顺利完成故采用液压缸进行侧向抽芯。因此本次 毕业设计主要是针对以上问题进行模具设计，以解决实际生产中存在的问题。模具浇注系统应粗短，进料

21、口截面宜大，溶料流程不易长，因此采用直接浇口。根据该塑件的结构特点，模具设计为上下开模，三向侧抽芯，由滑块上的型芯成型。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，该模具选择一次开模及一模一腔。 1.1 成型工艺分析1）精度等级 影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。按 SJ13721978 标准，塑料件尺寸精度分为 8 级，本塑件所用材料为丙烯烃-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS ）, 由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选

22、用一般精度 5 级。 2 ）脱模斜度 由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的 内、外表面，设计足够的脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时，才可以不设计斜 度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。 塑件脱模斜度为： 35 1º30 考虑到本塑件的结构以及模具的侧抽芯结构，可以使开模后塑件自动留在型腔中，所以不需要考虑脱模斜度。 1.2 ABS 的注射成型过程及工艺参数 2.2.1 注射成型过程 1）成型前的准备 对 A

23、BS 的色泽、细度和均匀度等进行检验。 2）注射过程 塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模 具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却 5 个阶段。 3）塑件的后处理 采用调湿处理，红外线灯烘箱，热处理温度 70，处理时间2h 。 2.2.2 ABS 的注射工艺参数 1）注射机： 螺杆式 2 ）螺杆转速(r/min)： 30 3 ）料筒温度() ： 150170(后段) 165180(中段) 180200(前段) 4 ）喷嘴温度()： 170180 5 ）模具温度()： 4060 6 ）注射压力(MPa)： 100130 7 ）成型时间(s)： 注

24、射时间 05 保压时间 2090 冷却时间 20120 成型总周期 502201.3 材料分析三通管所用的材料是 ABS ，名称 Acrylonitritle-Butadiene-Styrene copolymer,全称丙烯腈丁二烯 苯乙烯共聚物。它将 PS ，SAN，BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力 学性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙 烯。ABS 工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓 慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融

25、滴落现象。综合性能好，冲击强度高，化学稳定好、电性能良好，尺寸稳定性好、抗化学药品性、染色性， 成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。与 372 有机玻璃的熔接性良好，可制成双色塑料，且可表面镀铬。 ABS 工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。因而 ABS 适用于制作一般机械零件、 减摩耐磨零件、传动零件和电讯零件。ABS 塑料的使用范围为-40100。 2.成形特性 1）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。 2 ）吸湿性强，含水量应小于

26、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。 3 ）流动性中等，溢边料0.04mm 左右（流动性比聚苯乙烯、AS 差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。 4 ）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。 2 注射成型机的选择与成型腔数的确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。 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形

27、尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、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。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。2.1注射成型机的选择 1） 估算零件体积和投影面积。用solidworks建模分析知塑件体积为体积：V= cm3，单侧投影面积为：A=40188mm3，由于此模具浇注系统采用直接浇口，其浇注系统凝料较小，估算浇注系统的体积为10cm3 ，所以可地一次总的注射量约为560cm3。2）锁模力计算其所需锁

28、模力为： F锁 =A·P型=40188×45Mp=1808.45KN （3.1）3）选择注射机及注射机的主要参数查塑料模具设计手册P15，可知PVC的注射压力为100 -150MP，宜用螺杆式注射机，螺杆带止回环，喷嘴宜用自锁式。初选SZ-800/3200型。其主要参数如下2：型号：SZ800/3200 螺杆直径：ø67mm最大理论注射量：840cm3注射压力：150 MPa最大模具厚度：650 mm 最小模具厚度：300mm拉杆间距：750×750mm合模力：3200KN移模行程：550mm喷嘴圆弧半径：20mm 喷嘴孔径：ø4mm 定位孔直

29、径：ø150mm注射机顶出杆孔径：ø 100mm 2.2注塑机的校核（1） 最大注塑量效核 材料的利用率为560/840=0.67，符合注塑机利用率在0.30.80的要求。（2） 注射压力的效核 所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，UPVC塑件的注塑压力一般要求为100150MPa，所以该注塑机的注塑压力符合条件。（3） 锁模力效核 高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔压力Pc可按下式粗略计算： Pc=kP（MPa） （3.2）式中： Pc

30、为型腔压力，MPa；P为注射压力，MPa；K为压力损耗系数，通常在0.250.5范围内选取。所以 ， Pc=KP=0.37×120=45MPa，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力： T>KPcA （3.3）式中： T为注塑机的额定锁模力，KN；A为塑件和流道系统在分形面上的投影面积，mm2；K为安全系数，通常取1.11.2；KpcA=1.2×45××104=KN （3.4）所以T=3200KN >KPcA成立，即该注塑机的锁模力符合要求。2.3成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： （

31、3.5）式中： N-型腔数S-注射机的注射量（g）W浇-浇注系统的重量（g）W件-塑件重量（g）因为，N=1.3<2所以，此模具型腔为一模一腔结构合理。3 成型零件结构设计型腔通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接 触，并且脱模是反复与塑件摩擦，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙 度。同时还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其 对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。三通管有三个孔，分模时无法脱出，需要使用侧抽芯才能顺利脱模。型芯一般单独制

32、造，侧面的孔采用一个侧型芯，长孔方向采用两个相同的主型芯，选择在中心处分模。这样将易于加工，并且在 生产中方便直接替换，提高生产效率。3.1 分型面的设计 塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 分型面的选择原则 ：1）有利于保证塑件的外观质量； 2）分型面应选择在塑件的最大截面处； 3）尽可能使塑件留在动模一侧； 4）有利于保证塑件的尺寸精度； 5）尽可能满足塑件的使用要求；

33、6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积； 7）长型芯应置于开模方向； 8）有利于排气； 9）有利于简化模具结构。 a.分型面的分类实际的模具结构基本上有三种情况：A、型腔完全在动模一侧；B、型腔完全在定模一侧；C、型腔各有一部分在动、定模中。b.分型面的分类及选择原则分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且设计末句结构和制造成本。一般来说，分型面的总体选择原则有以下几条：A、脱出塑件方便；B、模具结构简单；C、型腔排气顺利；D、确保塑件质量；E、无损塑件外观；F、合理利用设备。c.分型面的确定鉴于以上的要求，在该模具中分型面设在塑件截面尺寸最大的部位，如下图C-C截面位置： 图3.1

34、分型面位置3.2 型腔的分布 模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。该模具涉及三侧面抽芯，结构较为复杂，综合考虑模具设计为一模一腔，模具位于模板上的位于中心位置。3.3 凹模的结构设计凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。由于该模具结构相对复杂，又属于中小型模具，外表面又要求一般

35、，所以凹模板采用镶嵌式。凹模嵌块的的结构形式如下：图3.2 凹模3.4 凸模的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体，大、中型模具采用镶拼组合式。由于该塑件是三向抽芯，两头大中间小，侧壁有孔，所以采用镶拼组合式型芯。凸模的分割形式如下图：3.5 成型零件工作尺寸的计算 设计模具时应该对成型零件的结构形式、计算尺寸、强度校核给以足够的重视。该模具型腔和圆形型腔磨具类似，故可按圆形型腔近似计算。1.按刚度设计计算： （3.1）应使 （3.2） 则= =5

36、4mm （3.3）2.按强度条件计算： （3.4）应使 （3.5）则： （3.6）式中： E 模具材料的弹性模量（Mpa），碳钢为2.1×105 Mpa；P型腔压力（Mpa）；取45Mp刚度条件，即允许变形量（mm）模具材料的许用应力(Mpa)；为160Mpr型腔内径，r=68mm。综上型腔厚度初选为70mm，但根据塑料模具设计指导2P108页“中小模架的选择”中的经验方法确定凹模嵌块的型腔壁厚为50mm，凹模板底部厚度为也50mm，故总的凹模壁厚为100mm，凹模板厚度为160mm。4 浇注、排气、温度调节系统的设计4.1 浇注系统的设计浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的

37、流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求是：(1) 对模腔的填充迅速有序；(2) 可同时充满各个型腔；(3) 对热量和压力损失较小；(4) 尽可能消耗较少的塑料；(5) 能够使型腔顺利排气；(6) 浇注道凝料容易与塑料分离或切除；(7) 不会使冷料进入型腔；(8) 浇口痕迹对塑料外观影响很小。浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井。主流道通常位于模具的入口处，其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，以便于塑料熔体得流动及流道凝料的拔出。热塑性塑料注塑成型用的主流道，由于要与高温塑料及

38、喷嘴反复接，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套1。浇口套的尺寸设计要求：（1）浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设模具浇口套球面半径为R，注射机球面半径为r，其关系式如下： R= r+0.51mm=20+1=21mm; （4.1）（2）浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔d1直径大2mm。很据模具特点和设计要求浇口套的长度为146mm。 D=4+0.5=4.5mm （4.2）（3）浇口套的形式如下，浇口锥度为3°，长度为146mm。 图4.1浇口套（4）主流道衬套的固定因为采用的有托浇口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为150mm，内径50m

39、m。具体固定形式如下图所示：图4.2定位圈（5） 浇口设计 浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），是塑料熔体进入型腔的入口。它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、位置及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大。合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。因为直接浇口被广泛采用且生产效率好，容易实现，尤其适用热敏性及高粘度材料，故浇口采用直接浇口。4.1.1主流道凝料体积： Q塑件= 3 （4.3）4.1.2主流道剪切速率校核：由经验公式计算： < 5*103m/s-1 （4.4）式中： qv=Q主+Q塑件=4.8+490=495

40、cm3 （4.5）从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体7。排气系统的设计相当重要。 4.排气不良的危害 增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满； 在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低； 滞留气体时塑件产生质量缺陷； 型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解； 由于排气不良，降低了充模速度。4.2.2排气系统的设计方法 利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关； 对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气； 利用顶杆与孔的配合间隙排气； 利用球状合金颗粒烧结块渗导排气； 在熔合缝位置开

41、设冷料穴 在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低挥发气体，这些气体若不能顺利排出，型腔内气体将产生很大的压力，阻止塑料熔体正常快速充模， 同时气体压缩产生高温，可能是塑料烧焦。在充模速度大、温度高、物料粘度低、注射压力大和塑件壁厚较厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。 注塑模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气，只在特殊情况下采用 开设排气槽的排气方式。排气槽一般设在分型面上凹模一侧，以便于模具制造与清理。排气槽尺寸一 般为宽 1.56mm，深 0.020.05mm，以塑料不从排气槽溢出

42、为宜，即应小于塑料的溢料间隙。 该塑件为小型塑件，即模具是属小型模具，且不须采用特殊的高速注射，故利用分型面和推杆的 配合间隙排气即可，因此本设计不单独开设排气槽。4.3温度调节系统的设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和粘模；温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模温不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。一般注塑到模具内的塑料温度为 200左右，而塑

43、件固化后从模具型腔中取出时其温度在60以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。该设计塑件材料为 PVC，在注塑成型时，黏度低，流动性好，要求模具温度（一般低8）较低，用常温水对模具进行冷却。由于该模具的模温要求在80以下，有是小型模具，所以无需设置加热装置，仅需要设置冷却系统即可。4.3.1冷却系统的设计原则：1）冷却回路数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大；2）冷却通道的布置应合理；3）冷却回路应有利于降低冷却水进、出口水温的差值；4）冷却回路结构应便于加工和清理；5）冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等；6）冷

44、却水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影响塑件的精度4.3.2 温度调节对塑件质量的影响a、 采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好；b、 模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要。4.3.3 对温度调节系统的要求a、 根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式；b、 希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量；c、 采用较底的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好；d、 温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。4.3.4 冷却装置的

45、设计要点a、 冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀；b、 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合；c、 塑件局部壁后处，应加强冷却；d、 对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷却；e、 当成型大型塑件或薄壁制品时，料流程较长，而料温愈流愈低，为在整个塑件上取得大致相同的冷却速度，可以适当改变冷却水道的排水密度，在料流末端冷却水道可以排列得稀一些；f、 冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件强度；g、 冷却装置的形式应根据模腔的几何形状而定；h、 便于加工清理。4.3.5冷却系统设计计算冷却水的体积流量：在单位时间内塑料熔体凝固所放出的热量应等

46、于冷却水带走的热量： （4.1）式中： W 单位时间内注入磨具内的塑料质量KG/Min，按每分钟注射两次，为500cm33Q1××102KJ/KG冷却水的密度1000KG/M3。冷却水出口温度25C。冷却水入口温度20 C。冷却水的比热容4.187KJ/(KG*C) 14。冷却水管直径：为使冷却水处于湍流状态，查资料取D=10mm冷却水在管道内的流速：V=4Qv/D2=4×××（0.01）2=1.6m/s （4.2）冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 （4.3）冷却管道的总传热面积；m2 （4.4）式中：为模具表面温度取40C。 冷却水平均温

47、度。 H为传热膜系数。模具上应开设的冷却水孔数： （4.5）结合模具的结构取2条冷却管道会造成模具温度会分布不均，故这里取4条，上下模板各两条。冷却水道的结构：由于该塑件体积比较小，所以水道采用直水道直径为10mm，其分布如下图（虚线部分）： 图4.3 冷却水道5 导向与抽芯机构的设计5.1导向机构的设计 5导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：a、定位作用b、导向作用c、承载作用d、保持运动平稳作用 e、锥面定位机构作用 导向机构的设计原则：a、 导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘

48、应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形；b、 导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度；c、 导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求；d、 导柱和导套应有足够的耐磨性；e、 为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。5.1.2导柱、导套的设计导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用H7/h6级配合8。导柱的设计： 导柱的结构形式有两种：一种为单节式导柱，另一种为台阶式导柱。小型模具采用单节式导柱，大型模具采用台阶式导柱，在导柱的

49、工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦，但增加了成本，由于该模具要求不高，所以不再加油槽。故导柱采用不加油槽的阶梯式导柱根据国家标准选用直径为40mm长度为306mm的导柱。如下图所示：导套的设计：由于导柱已选定，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套为型带头导套，其直径为40mm，长度分别为160。如下图所示：导向孔的总体布局 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心距模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。5本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在

50、顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式9。 直径的确定：根据该塑件和模具的结构特点，在开模后塑件的收缩不仅不对侧凹成型零件产生包紧，反而会松开，故脱模力较小，可忽略不计，所以只能凭经验初选推杆的直径为 d=8mm。推杆的形式 ：顶杆可以分为普通顶杆、成形顶杆、锥面顶杆，该模具的顶杆形式选择普通顶杆，如下图所示： 图5.3 推杆推杆长度的计算 ，顶杆总长度为：h杆=h凸+1+h动垫+S顶+2+h顶固 式中：h杆 为推杆的总长度；h凸 为凸模的总高度；h动垫 为动模垫板的厚度；S顶 为顶出行程；h顶固 为顶杆固定板的厚度；1为富裕量，一

51、般为（0.050.1）mm，表示顶杆端面应比腔型的平面高出； 2为顶出行程富裕量，一般为36mm。根据以上公式计可得，推杆的总长度为280mm。5.1.4推板导柱、导套的设计推板导柱导套推板导柱为推板动作导向，成滑动配合；推板导套与推板导柱配合，为了防止推板导套的磨损，应制成便于更换的淬火套。由模具设计与制造简明手册查的推板导柱导套的结构如下图所示：图5.4 推板导柱 图5.5 推板导套5.2 抽芯机构的设计斜导柱抽芯机构设计原则a、 活动型芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑脱。型芯与滑块连接部位要有一定的强度和刚度；b、 滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住、跳动等现象；c

52、、 滑块限位装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动；d、 锁模块要能承受注射时的侧向压力，应选用可靠的连接方式与模板连接。锁模块和模板可做成一体。锁紧块的斜角1应大于斜导柱的倾斜角，一般取1- >2°3°，否则斜导柱无法带动滑块运动。e、 滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。f、 防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。g、 滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。 抽芯机构的确定由于该模具比较简单，抽芯力不大，故采用斜导柱外侧抽芯机构。斜导柱抽芯机构的有关参数计算该磨具中有三根斜导柱且长度相差不是很大，为设计和生产方便同时也为了降低了生产成本本次计算全部按最长的的斜导柱为主11。抽芯距S抽芯距指型芯从成型位置抽至不妨碍脱模的位置时，型芯或滑块在抽芯方