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南 京 工 程 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)
作 者： 劉珊珊 學(xué) 號：088810202009
學(xué) 院： 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
專 業(yè)： 數(shù)控加工與模具設(shè)計
題 目： 磁帶復(fù)位鍵塑料模設(shè)計
指導(dǎo)者：
評閱者：
2012 年 4 月 淮 安
第I頁
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。
本設(shè)計介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則；詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計過程，并對模具強(qiáng)度要求做了說明。該注射模采用了1模8腔側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)。
通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。
關(guān)鍵詞 塑料模具 分型面 側(cè)向分型 澆注系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)
南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要
Title Tape reset button plastic mold design
Abstract
The plastics industry is the world's growth in one of the fastest-growing industry categories, the injection mold is a type of rapid development, so a great deal of injection mold the plastic production process and improve product quality.
This design introduces the basic principles of injection molding, in particular, a single sub-surface structure and working principle of the injection mold, injection molding products, the basic design principles; details the cold runner injection mold gating system, the temperature control system and the top the system design process, and mold strength is described. The injection mold using an 8-cavity mold side core pulling structure.
With this design, the injection mold can have a preliminary understanding, noted that some of the details in the design, understanding of the mold structure and working principle.
Keywords Plastic mold parting surface side parting gating system cooling system
目 錄
前 言 1
第一章 緒論 2
1.1 塑料模概述 2
1.2 我國塑料?，F(xiàn)狀 3
1.3 塑料模發(fā)展趨勢 3
第二章 注射模的可行性分析 5
2.1注射性能分析 5
2.1.1注射成型工藝的可行性分析 5
2.1.2表面粗糙度 6
2.1.3尺寸精度 6
2.1.4脫模斜度 6
2.1.5壁厚 6
2.1.6圓角 6
2.1.7質(zhì)量和體積 7
2.2注射模組成及設(shè)計特點 7
2.2.1注射模組成 7
2.2.2注射模設(shè)計要求 8
2.3材料選擇 9
第三章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 11
3.1 型腔數(shù)目的確定 11
3.2 分型面的選擇 12
3.3 制品在模具中的位置確定 13
第四章 注射劑型號的確定 16
4.1注射機(jī)型號的確定 16
4.1.1注射量的計算 16
4.1.2塑件和道凝料在分型面上的投影面積及所需要鎖模力計算 16
4.1.3注射機(jī)型號的選擇 16
4.1.4注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 17
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 19
5.1注射模具主流道的設(shè)計 19
5.1.1主流道尺寸的設(shè)計確定 21
5.1.2主流道襯套的設(shè)計 21
5.1.3主流道剪切速率γ校核 22
5.2 分流道的設(shè)計 22
5.2.1分流道的布局形式 23
5.2.2分流道的截面形狀和尺寸的確定 23
5.2.3分流道長度確定 23
5.2.4分流道凝料體積計算 24
5.2.5分流道的剪切速率γ校核 24
5.2.6分流道凝料體積計算 25
5.2.7分流道的剪切速率γ校核 25
5.2.8分流道的表面粗糙度 26
5.3澆口設(shè)計 26
5.3.1澆口的類型 28
5.3.2澆口剪切速率γ的校核 28
5.4 冷料穴設(shè)計 28
5.5冷料穴拉桿設(shè)計 29
弟六章 模架的確定 30
6.1各模板尺寸的確定 30
6.2開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核 31
第七章 成型零件的設(shè)計 32
7.1注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 32
7.2成型零件的設(shè)計 33
7.3凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計 33
7.4凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 35
7.5型腔側(cè)壁壁厚及底板厚度的計算 35
7.6成型零件工作尺寸的計算 37
第八章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 39
8.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 39
8.2 抽拔力和抽芯距的計算 40
8.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 40
8.3.1斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 40
8.3.2斜導(dǎo)柱彎曲力的計算 41
8.3.3斜導(dǎo)柱截面尺寸的計算 41
8.3.4斜導(dǎo)柱的長度計算 41
第九章 工藝計算 44
9.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 44
9.1.1脫模力的計算 44
9.1.2推桿的截面形狀 44
9.1.3推桿的尺寸的計算 44
9.2 拉料桿的設(shè)計 45
9.3 塑件的脫模動作 45
第十章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 46
10.1導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計 46
10.2導(dǎo)柱和導(dǎo)套材料的選擇 48
第十一章 注射模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 49
11.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功用 49
11.1.1對制品質(zhì)量的影響 49
11.1.2對生產(chǎn)效率的影響 49
11.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 49
第十二章 零件的數(shù)控加工編程 52
致 謝 58
參考文獻(xiàn) 59
第54頁
南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）
前 言
塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡易模外，一般來說制模費用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。
本次設(shè)計的課題是磁帶復(fù)位件塑料模設(shè)計。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品及零件，具有生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料，成本低廉，保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和主要發(fā)展方向。
在此次設(shè)計中，主要用到所學(xué)的注射模設(shè)計，以及機(jī)械設(shè)計等方面的知識。著重說明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、注射模具設(shè)計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列布局、流道布局以及澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我更加了解模具設(shè)計的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我們以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
本次畢業(yè)設(shè)計也得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，特別是指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，在此表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺乏，且水平有限，時間倉促。設(shè)計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學(xué)批評指正。
第一章 緒論
1.1塑料模概述
模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀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，一般將模具分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品，所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè)。在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡稱塑料模.塑料模優(yōu)化設(shè)計,是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。
塑料模具的設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過合理設(shè)計制造出來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的。
塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。
現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制品成型技術(shù)的“三大支柱”。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無可替代的作用。高效全自動化設(shè)備，也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。
塑料摸是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80%。由此可知，推動模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計與制造水平，常標(biāo)志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度。
1.2 我國塑料?，F(xiàn)狀
塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點是制造簡、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。
在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化。
隨著我國改革開放步伐的進(jìn)一步加快，我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入WTO后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。塑料模的設(shè)計、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化]商品化尚待規(guī)?；?；CAD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高；獨立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此，我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強(qiáng)國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平，提高模具設(shè)計與制造水平，提高國際競爭能力。
1.3塑料模發(fā)展趨勢
塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不段向前發(fā)展，對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計和制造有關(guān)系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。
由于計算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得CAD/CAM逐漸取代了過去塑料模的設(shè)計與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模CAD/CAM的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計與制造工時，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對塑料模行業(yè)提出的“質(zhì)量高、交貨快、價格低”的要求。
塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面：
1、注射模CAD實用化；
2、擠塑模CAD的開發(fā)；
3、壓模CAD的開發(fā)；
4、塑料專用鋼材系列化；
5、塑料模CAD/CAE/CAM集成化；
6、塑料模標(biāo)準(zhǔn)化。
有人說，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的世紀(jì)已經(jīng)來到了，世界各國對模具生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)，從而促進(jìn)模具制造局勢的不斷進(jìn)步。
第二章 注射模的可行性分析
2.1 注射性能分析
2.1.1 注射成型工藝的可行性分析
本設(shè)計的塑件如圖1-1所示。
本塑件形狀復(fù)雜，壁厚不均，由于是一個錄音機(jī)內(nèi)部的零件，是一個使裝載磁帶的外殼回位的裝置，對塑件的強(qiáng)度有要求，尺寸精度要求不高，但有較高的尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性能的要求，因此對模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個優(yōu)點：
形狀：幾乎有復(fù)雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔；
尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒有限制；
材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動性的熱塑性塑料；
精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性；
圖1-1 塑件三維立體圖
生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，增加模具的型腔數(shù)來提高生產(chǎn)率。
由以上塑件的特點和注射成型工藝的優(yōu)點，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。
2.1.2 表面粗糙度
由塑件外觀可知，塑件的外表面要求不高，塑件在錄音機(jī)的內(nèi)部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺質(zhì)量，從簡化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。
一般情況下，模具粗糙度低于塑件1～2個等級，故取型腔表面粗糙度為Ra0.4um，而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。
2.1.3 尺寸精度
按SJ1372—1978標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為8級。本塑件所用材料為ABS,由此查塑料模具設(shè)計手冊可知，塑件可選用4級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。
塑件尺寸精度與模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級為IT8。
2.1.4 脫模斜度
塑件選用的塑料是ABS，而ABS的成型收縮率較?。?.4-0.7%），而且塑件較復(fù)雜，對型芯的包緊面積不很大，所以應(yīng)取較小的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計圖紙要求可知α＝2°。
2.1.5 壁厚
零件壁厚不均勻，對成型比較不利，會產(chǎn)生很多的問題，因此必須再設(shè)計中加以考慮，比如，塑件再設(shè)計澆口時，可以設(shè)計兩個以有利于塑料再行腔中的流動，從而來提高塑件的成型質(zhì)量。
2.1.6 圓角
從零件圖可知，該塑件外表面的轉(zhuǎn)折處根部都設(shè)計了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的充模能力，減少了流動阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強(qiáng)度。
2.1.7 質(zhì)量和體積
由天平可稱出該塑件的質(zhì)量約為m＝1.8g
再由公式v=m/ ρ＝1.8/1.03=1.74cm3
塑件的質(zhì)量小于200g，由此可知，該塑件屬于小型塑件。
2.2 注射模組成及設(shè)計特點
2.2.1 注射模組成
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，但不論是簡單的還是復(fù)雜的注射模具，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定模板上，動模部分安裝在注射機(jī)的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時，動模和定模由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開模時定模和動模分離，取出制件。
根據(jù)模具上各個零部件所起的作用，一般注射模具可由以下幾個部分組成：
1、成型零部件
成型零部件是指動、定模部分有關(guān)組成型腔的零件，它直接與熔體相接觸并成型塑料制件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動模和動模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。
2、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動模和定模在合模是準(zhǔn)確對合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，并避免模具中其他零部件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，對于深腔薄壁塑件，除了采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向外，還常采用在動、定模部分設(shè)置互相吻合的內(nèi)外錐面導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)。
3、澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口和冷料穴等。
4、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)
帶有側(cè)向凹凸形狀的孔或凸臺的塑件，在開模推出塑件之前，必須先把成型塑件側(cè)向凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向型芯從塑件上脫開或抽出，塑件方能順利脫模。側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)就是為實現(xiàn)這一功能而設(shè)置的。
5、推出機(jī)構(gòu)（脫模機(jī)構(gòu)）
推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置，又叫脫模機(jī)構(gòu)。一般情況下，推出機(jī)構(gòu)由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復(fù)位桿及為了該機(jī)構(gòu)運動平穩(wěn)所設(shè)置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)所組成的。
常見的推出機(jī)構(gòu)有推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)。此外還有凹模推出機(jī)構(gòu)、順序推出機(jī)構(gòu)和二級推出機(jī)構(gòu)。
6、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
它是為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求而設(shè)置的，其作用是保證塑料熔體的順利充型和塑件的固化定型。注射模具中是設(shè)置冷卻回路還是設(shè)置加熱裝置要根據(jù)塑料的品種和塑件成型工藝來確定。冷卻系統(tǒng)一般在模具上開設(shè)冷卻水道，加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)或周邊安裝點加熱元件，有的注射模須配備模溫自動調(diào)節(jié)裝置。
7、排氣系統(tǒng)
為了在注射成型過程中將型腔內(nèi)空氣及注射過程中塑料本身揮發(fā)出來的氣體排出模外，以避免它們在塑料熔體充型過程中造成氣孔或充不滿等缺陷，常在分型面處開設(shè)排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預(yù)先設(shè)置專用排氣槽。
8、支承零部件
用來安裝固定或支承成型零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件均稱為支承零部件。支承零部件組裝在一起，可以構(gòu)成注射模具的基本骨架。
2.2.2 注射模設(shè)計要求
注射模具的功能是雙重的；賦予塑化的材料以期望的形狀、質(zhì)量；冷卻并推出注射成型的制件。
塑料注射模塑能一次性地成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或嵌件的塑料制品。在注射模設(shè)計時。必須充分注意以下三個特點：
1、塑料熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來設(shè)計澆注系統(tǒng)，并校驗型腔壓力及鎖模力。
2、視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為保證模具的閉合、成型、開模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進(jìn)行，模具零件和塑件的剛度與強(qiáng)度等力學(xué)問題必須充分考慮。
3、在整個成型周期中，塑件—模具—環(huán)境組成了一個動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實現(xiàn)。
模具決定最終產(chǎn)品的性能、形狀、尺寸和精度。為了周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求及質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，模具的結(jié)構(gòu)特征、成型工藝及澆注系統(tǒng)的流動條件是影響塑料制件的質(zhì)量及生產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。目前我國注射模具的設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論計算設(shè)計階段發(fā)展，因此，在了解并掌握塑料的成型工藝特性、塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性及注射機(jī)性能等成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出先進(jìn)合理的注射模具，是一名合格的模具設(shè)計人員所必需達(dá)到的要求。
2.3 材料選擇
該塑件為錄音機(jī)內(nèi)零件，所處的工作環(huán)境好，一般處于室溫下，用于一般的日常生活中也不處于酸、堿性環(huán)境中；塑件的成型材料的要求質(zhì)優(yōu)價廉，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；要求比較好的力學(xué)性能；產(chǎn)量大。根據(jù)塑件的特點，我選擇的材料為丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS）。
1）基本特性 ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤。具有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可以配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
2）成型特點 吸濕性強(qiáng)，原料要干燥；流動性均等，宜用高溫料、高模溫、高注塑壓力成型，溢邊值0.04mm;尺寸穩(wěn)定性好；塑件盡可能有大的脫模斜度。
3）物理和工藝性能
ABS成型的特點：
1) 無定型料，其品種牌號多，各品種的機(jī)電性能也各有差異，應(yīng)該按照品種確定成型條和成型 方法
2) 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間的預(yù)熱干燥
3). 流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯、AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）
4). 比聚苯乙烯加工困難，易取高料溫，模溫（對耐熱，高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更易取高），料溫隊對物性影響較大，料溫過高易分解（分解溫度為2500C左右，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模具溫度取50～600C，要求有光澤及耐熱性易取60～800C，注射壓力應(yīng)比聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機(jī)時的溫度為180～2300C，注射壓力為100～140MPa，螺桿式注射機(jī)則取160～2200C，70～1000Mpa
5). 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機(jī)械加工時，塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度易取20以上
第三章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
3.1 型腔數(shù)目的決定
注射模的型腔數(shù)目按照具體的情況來求確定，可以是一模一腔，每一次注射生產(chǎn)一個塑件，產(chǎn)品的成型質(zhì)量容易保證；也可以是一模多腔，每一次注射生產(chǎn)多個塑件，但是塑件在成型中的質(zhì)量很難保證，因為模腔數(shù)目越多，模腔的表面就很難達(dá)到很高的要求，在一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關(guān)系。
（一） 塑件尺寸精度
型腔數(shù)目越多時，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動不均所致。按照SJ1372—78標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1、2級超精密級塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少（形狀簡單）可以是一模二腔。3、4級的精密級的精密塑料件，最多是一模四腔。但是在本設(shè)計中，對塑件尺寸的要求不是很嚴(yán)格可以設(shè)計更多的模腔數(shù)目。
（二） 模具制造成本
多腔模的制造成本高于單腔模，但非簡單的倍數(shù)比。四腔模的制造成本并非單腔模的四倍。但是多模腔提高了塑件的成型效率，為生產(chǎn)廠家?guī)淼睦孢h(yuǎn)遠(yuǎn)超過加工模具節(jié)省下。因此，從模具費用的比例在生產(chǎn)塑件總體成本中所占來看，多腔模模具在一般情況下比單腔模模具低。
（三） 注塑成型的生產(chǎn)效益
從表面上看多腔模模具比單腔模模具帶來的經(jīng)濟(jì)效益高，但是并不是模腔越多對塑件生產(chǎn)越有利，多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長而維修費用高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮模具的型腔數(shù)。本零件為一小形零件，質(zhì)量很小，就算是多模腔模具，也不會因為注射量對模具注射機(jī)有太大的影響。參見注射機(jī)的選擇。
（四） 制造難度
多腔模的制造難度比單腔模大。在整體式模腔中，當(dāng)其中一腔損壞（或磨損超差）時，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn);在設(shè)計中可以適當(dāng)?shù)目紤]組合式模腔，當(dāng)一個模腔損壞時，可以更換后繼續(xù)生產(chǎn)。
綜合以上幾個方面綜合考慮，采用一模八腔的結(jié)構(gòu)形式。就精度而言，零件取四級精度；從模具制造成本以及模具成型的生產(chǎn)效益來看，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，而且塑件的注射量適中；但從制造難度來講，這套模具的型腔比較復(fù)雜，整套模具的尺寸雖然不很大，但是由于有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，如果選擇更多型腔的模具，那么各個型腔之間就有可能產(chǎn)生干涉。選擇本套模具，不僅使得模具有了較好的精度，而且便于加工，便于注塑，適應(yīng)了現(xiàn)代化大規(guī)模高效率生產(chǎn)高質(zhì)量零件的要求。
3.2 分型面的選擇
分型面即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面，分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)分開模具取出塑件的面稱為分型面;注射模有一個分型面或多個分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向。分型面的形狀有平面和曲面等，但也有將分型面作傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。
圖3—1 分型面的選擇
1——動模板 2——型腔 3——凸模
選擇分型面時，應(yīng)考慮的基本原則：
1. 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法從形腔中脫出。
2. 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模
從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當(dāng)制件的壁相當(dāng)厚但內(nèi)孔較小時，則對型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動模邊，利用頂管脫模，當(dāng)制件的孔內(nèi)有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。
3. 保證制件的精度和外觀要求
與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具腔內(nèi)。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。
4. 分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的困難。
5. 不妨礙制品脫模和抽芯。
在安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直方向的避側(cè)凹或側(cè)孔。
6. 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。
7. 盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。
根據(jù)上述原則，對于本設(shè)計而言，設(shè)計思路是將型腔部分放在定模板，而部分放在動模板，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，塑件的最大截面設(shè)計為分型面，見圖3—1中A—A所示。這樣便于塑料制品的脫模和成型時排氣，也能保證塑料制品的質(zhì)量。
3.3 制品在模具中的位置的確定
制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具分型面的確定、澆口的設(shè)置、制品的尺寸精度和質(zhì)量等等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在模具中的位置；然后再考慮具體生產(chǎn)條件（包括模具制造的），生產(chǎn)批量所需的機(jī)械化和自動化程度其它設(shè)計問題。
制品在模具中的位置在設(shè)計時應(yīng)遵循以下基本要求：
（1）制品或制品組件的正視圖，應(yīng)相對于注射機(jī)的軸線對稱分布，以便于成型；
（2）制品的方位應(yīng)便于脫模；
（3）當(dāng)模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡便，使各個抽芯動作操作方便；
（4）長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具的開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個平面開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在于與模具開模相互垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具的厚度，便于開模和取出制品。但此時需采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu)。
圖3—2 型腔的排列形式
制品在模具中的位置的設(shè)計，即是型腔的位置設(shè)計，型腔有如下幾種結(jié)構(gòu)形式：
1、整體式
由整塊材料加工而成的型腔。整體式型腔的優(yōu)點是，強(qiáng)度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)十拼?？p痕跡。它的缺點是，切削量大，使模具成本較高，同時給熱處理和表面處理帶來困難，只適用于形狀較為簡單的中、小型模具，但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，隨著電蝕機(jī)床、仿型機(jī)床、程控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，有些形狀復(fù)雜的大型模具也有采用整體式型腔結(jié)構(gòu)的。
2、整體組合式
型腔由多塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，再分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度要求以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行熱處理等。
3、局部組合式
型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多用于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。
4、完全組合式
完全組合式是由多個鑲拼塊組合而成的型腔。它的特點是便于機(jī)械加工，便于拋光、研磨和局部熱處理，節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或大面積塑件的大型型腔上。
第四章 注射機(jī)型號的確定
4.1注射機(jī)型號的確定
4.1.1注射量的計算
通過Pro/E建模分析，塑件的質(zhì)量m1 =1.8g,流道的凝料質(zhì)量為一未知數(shù)，設(shè)為m2，根據(jù)經(jīng)驗，m2可用塑件質(zhì)量的0.6倍來計算，從上分析得出初步確定為一模八腔的結(jié)構(gòu)，所以注射量為：
m=1.6nm1 =1.6×8×1.8=23.04g,
模具中塑件總的體積為v,則
v=m/ρ=23.04/1.03=22.69cm3
4.1.2塑件和道凝料在分型面上的投影面積及所需要鎖模力計算
流道凝料（包括澆口）在分型面上投影面積為A2，在模具設(shè)計計算前為一未知數(shù)，根據(jù)多型腔模統(tǒng)計分析，大約為塑件在其分型面上的投影面積A1的0.2～0.5倍，在設(shè)計時用A2=0.5nA1來估算。所以A=nA1+A2=nA1+0.5nA1=1.5nA1=1.5×8×336mm2=4032mm2
式中 A ——塑件和凝料在分型面上的總的投影面積/mm2
A1——塑件在分型面上的投影面積，據(jù)零件尺寸的大小確定為A1=336mm2
F鎖=AP=4032×35=141120N=141.12kN
F鎖——計算得出的注射機(jī)的鎖模力/kN
P——型腔的壓力/MPa，取35MPa
4.1.3注射機(jī)型號的選擇
根據(jù)對注射機(jī)的注射量的計算和對鎖模力的計算，選擇注射機(jī)的型號為SZ系列塑料注射機(jī)，選用SZ-60/40臥式注射機(jī)，注射機(jī)的主要的參數(shù)列于下表4—1所示
表4—1 國產(chǎn)SZ-60/40塑料注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
結(jié)構(gòu)類型
臥式
鎖模方式
雙曲式
理論注射容量（cm3）
60
鎖模力（kN）
400
螺桿直徑（mm）
30
拉桿內(nèi)間距(mm )
200×300
注射壓力（MPa）
180
移模行程(mm )
250
注射速率（g/s）
70
最大模具厚度(mm )
250
塑化能力（g/s）
35
最小模具厚度(mm )
150
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
0～200
定位孔直徑(mm )
80
噴嘴球半徑（mm）
10
噴嘴口直徑（mm）
3
4.1.4注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
1〉 按照注射機(jī)理論注射容量確定的型腔數(shù)目
n注≤(KV機(jī)-V澆)/V單=(0.8×60-22.69)/1.73=14.06≥8
式中
n注 ----按照注射機(jī)的注射容量計算的型腔數(shù)目;
K ----注射機(jī)注射容量利用系數(shù),取K=0.8;
V澆 ----注射機(jī)理論注射容量(cm3)，根據(jù)表1—2得V澆=60 cm3，;
V澆 ----注射系統(tǒng)體積(cm3)，V澆 =23.04/1.03=22.69 cm3;
V單 ----單個制品的體積(cm3)，V單 =1.8/1.03=1.73.cm3.
2〉 按照注射機(jī)鎖模力確定型腔數(shù)目
n鎖≤(0.1F鎖/p模-A澆)/A單=(0.1×400000/35-13.44)/3.36=336≥8
式中
n鎖 ----按照注射機(jī)的鎖模力來計算的型腔數(shù)目;
F鎖----注射機(jī)鎖模力(N)，根據(jù)表得，F(xiàn)鎖=4000000N
p模----模內(nèi)壓力(MPa)，取p模=35MPa;
A澆----澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(cm2)，
A澆=0.5×8× A單=0.5×8×3.36=13.44cm2;
A單----單個型腔在分型面上的投影面積(cm2)，A單=336mm2.=3.36 cm2
3〉 按照注射機(jī)料桶塑化速率校核模具的型腔數(shù)目
n塑≤(KMT/3.6-m2)/m1=(0.8×120×30/3.6-8.64)/1.8=439≥8
式中
n塑----按照注射機(jī)的塑化能力計算的型腔數(shù)目;
K ----注射機(jī)注射容量利用系數(shù),取K=0.8;
M ----注射機(jī)塑化能力(kg/h)，根據(jù)表得M=35g/s×3600/1000=120kg/h;
T ----注射成型周期(s),取30s;
m2 ----澆注系統(tǒng)的凝料重量(g)，m2=0.6×n×m1=0.6×8×1.8=8.64g;
m1 ----單件制品的重量(g)，m1=1.8g.
根據(jù)以上的技術(shù)參數(shù)的校核，模具的型腔數(shù)目選擇8是合理的，也完全符合設(shè)計的要求。
4〉注射壓力的校核
所選擇的注射機(jī)的公稱壓力P2為180MPa，塑件成型時所需要的壓力一般由塑料的流動性，塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型決定，一般為70～150MPa，而ABS塑料的成型壓力為60～100MPa，以注射時的壓力滿足塑件成型時所需要的注射壓力
第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
注射模具的澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口、冷料穴和排氣槽或溢流槽等部分組成。在注射模具設(shè)計中對澆注系統(tǒng)進(jìn)行合理布局和形式的選擇是一個重要的環(huán)節(jié)。因為它的設(shè)計正確與否直接影響著注塑過程中的成型效果和塑件的質(zhì)量。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)注意以下原則：
（1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；
（2）盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間；
（3）澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇行流動，并有利于排氣和補(bǔ)縮；
（4）避免高壓熔體對型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移。
（5）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；
（6）熔合縫位置必須合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽；盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；
（7）澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8以上精度；
（8）排氣良好。
5.1 注射模具主流道的設(shè)計
主流道是連接注塑機(jī)噴嘴和分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，主流道的設(shè)計要點有見圖5-1：
圖5—1 主流道襯套和定位圈
1—定位圈 2—主流道襯套 3—定模座板 4—定模板
1）主流道圓錐角а=20～60，對流動性差的塑料可以取30～60，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm .所以本設(shè)計取а=30
2）主流道大端呈圓角，半徑R=1～3mm，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。取R=1mm
3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能的短，一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。要和定模板厚度綜合考慮后再取值。
4）對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但是在大多數(shù)情況下是將主流道襯套和定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上，如圖5—1所示。主流道襯套和定模板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9的間隙配合。
5）主流道襯套材料應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)T8A，并應(yīng)進(jìn)行淬硬處理，熱處理強(qiáng)度為49.5～53HRC，以防止注射機(jī)噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應(yīng)低于注射機(jī)噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度R為0.63m，以增加內(nèi)壁的耐磨性，并減小注射中的阻力。圓錐孔大端處應(yīng)有=1°的過渡圓角，以減小料流在轉(zhuǎn)向時的流動阻力；
6）主流道襯套與注射機(jī)噴嘴頭的接觸面必須吻合。主流道球面半徑：
SR=噴嘴球面半徑+(1-2)=10+2=12mm
端面凹球面深度取3—5mm，本設(shè)計中取4mm。球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。
7）定位圈是模具與注射機(jī)的定位裝置，它保證主流道襯套與注射機(jī)的噴嘴對中定位。定位圈厚度應(yīng)小于注射機(jī)定位孔的深度。
8）澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。
9）在可能情況下澆口套長度L應(yīng)盡量的短，L越大其壓力損失越大，使物料降溫過大，影響注射成型。主流道盡量不采用分級對接形式。若根據(jù)需要L必須加長時，所對接的內(nèi)錐孔的小直徑D應(yīng)大于澆口套內(nèi)錐孔的大直徑d，即D=d+(0.5～1.0)㎜?？傊瑘A錐孔不應(yīng)有倒拔角，同時兩件的對接處A應(yīng)緊密吻合不應(yīng)有間隙，以免因此產(chǎn)生飛邊影響澆注凝料的順利取出。
5.1.1 主流道尺寸的確定
主流道小端尺寸為：d1=3.6mm
主流道大端尺寸為：d2=5.2mm
主流道球面半徑：
SR=噴嘴球面半徑+(1-2)=10+2=12mm
5.1.2主流道襯套的設(shè)計
本設(shè)計雖然是一小型模具，但是為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計成分體式，主流道長度為40mm，約等于定模座板的厚度（參見模架的確定和裝配圖）。襯套主流道襯套的尺寸如圖5—2所示，材料為T8A鋼，熱處理淬火后的表面硬度為49.5～53HRC。
主流道凝料的體積為：
q=πdn2L/4=3.14×((3.6+5.2)2×35/4=2227.7mm3
圖5—2 主流道襯套的尺寸
5.1.3主流道剪切速率γ校核
由經(jīng)驗公式γ=3.3q/πRn3=2.15×103S-1 γ值在5×102～5×103 之間，所以主流道的剪切速校核合理
式中 q——流經(jīng)主流道的體積/c m3
q=q主+q分+q塑件=2227.7+5580 +13980 = 21787.7mm3=21.79cm3
q分=5580mm3 參見分流道的設(shè)計計算
q塑件=8×1.8/1.03=13.98cm3
Rn= [（3.6+5.2）/2]/2=2.2m m=0.22 cm
5.2 分流道的設(shè)計
分流道是將熔融塑料從主流道中通過流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進(jìn)入單腔中的進(jìn)料澆口或從主流道進(jìn)人多腔模的各個型腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)換方向的作用。通常分流道設(shè)置在分型面的成型區(qū)域內(nèi)。
分流道的設(shè)計要點如下：
1. 在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應(yīng)盡量的小。但分流道的截面積過小會降低注射速度，使填充時間延長，同時可能出現(xiàn)缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷凝料的回收量，并延長了物料的冷卻時間?！銇碚f，在注射完成后。分流道的冷卻時間應(yīng)比型腔中塑件的冷卻時間要短，才不影響注射時的效率。一模多腔時分流道的截面積應(yīng)為各澆口的截面積之和．同時多型腔的外流道的截面積總和不能大于主流道的截面積。
2. 分流道和型腔的分布原則是排列緊湊，間距合理，應(yīng)采用軸對稱或中心對稱，使其平衡，盡量縮小成型區(qū)域的總面積。最好使型腔和分流道的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心相重合。
3. 分流通的形狀設(shè)計時，要考慮分流道的截面積與其周邊長度的比最大為好，這樣可以以減少熔料的散熱面積和摩擦阻力．減少壓力損失。
4. 在分流道上的轉(zhuǎn)向次數(shù)盡量少，在轉(zhuǎn)向處應(yīng)圓滑過渡，不能有尖角。這些都是為了減少壓力損失，有利于物料的流動。
5. 在總體分布中，應(yīng)綜合考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局．并留出冷卻水路的空間。
5.2.1分流道的布局形式
在多型腔的模具中，分流道的布局形式很多。研究分流道的布局，實質(zhì)上就是研究型腔的布局問題。分流道的布局是圍繞型腔的布局而設(shè)置的，即分流道的布局形式取決于型腔的布局，兩者應(yīng)統(tǒng)一協(xié)凋，相互制約。 分流道和型腔的分布有平衡式和非平衡式兩種。本設(shè)計采用平衡分流道平衡式分布的特點是：從主流道到各個刑腔的分流道，其長度、斷面尺寸及其形狀都完全相同，以保證各個型腔同時均衡進(jìn)料，同時注射完畢。分流道的布局如圖2—4所示
5.2.2 分流道的截面形狀和尺寸確定
為了便于加工以及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，為了減少壓力損失，流道截面應(yīng)該較大，而要求散熱少，流道的表面積應(yīng)盡可能小。 因此，可用流道的截面積和同長的比值表示流道的效率，比值愈高，流道效率愈高。圓形和正方形的流道效率較高，但是圓形流道加工困難，兩個半圓模不易對中;正方形截面的流道難以脫模，在實際生產(chǎn)中常使流道側(cè)壁的角度增加，形成梯形截面。所以本設(shè)計采用加工工藝性好的梯形截面，并且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不大。
5.2.3 分流道長度確定
分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失，同時考慮型腔的布置和澆口的位置設(shè)計，將分流道設(shè)計成直線的，總長310mm,分流道的布置和基本尺寸如圖5—3所示。
由于零件的壁厚小于3mm,質(zhì)量小于200g, 可以用一下的經(jīng)驗公式來確定分流道的直徑:
D=0.2654m1/2L1/4=0.2654×14.41/2×3101/4=4.2mm
式中 m—流經(jīng)分流道的塑件量(g)，m=1.8×8=14.4g;
L—分流道的長度(mm);
D—分流道的直徑 (mm).
根據(jù)《塑料制品成型及模具設(shè)計》P59 表4-3 部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍，材料為ABS，分流道斷面直徑取D=5mm
圖5—3 分流道布置形式
根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)采用梯形時,上底設(shè)為D,下底為x,高度為h,則其最佳比例為：
h/D=0.84~0.92 (1)
x/D=0.7~0.83 (2)
計算得:
h=5×(0.74～0.92)=3.7~4.7mm 取 h=4mm
x=5×(0.7～0.83)= 3.5~4.15mm 取x=4mm
分流道的截面形狀和基本尺寸見圖2—5
5.2.4 分流道凝料體積計算
q分=A截面L=18×310=5580mm3
式中q分——分流道的凝料體積（mm3）；
A截面—分流道的截面面積（mm2），計算得18 mm2 ；
L ——分流道的總長度（mm）,310mm 。
5.2.5 分流道的剪切速率γ校核
由經(jīng)驗公式
γ=3.3q/πRn3=1.688×103S-1
γ值在5×102~5×103 之間，所以分流道的剪切速率合理
式中q—流經(jīng)分流道的塑料的體積，q =q 分+q塑件=5580+13980=19560 mm3=19.5cm3
Rn=（2A2/πc）1/3=0.2298cm
式中A—— 梯形的面積（0.18cm2）；
c—— 梯形的周長（1.7cm）。
圖5—4 分流道的截面形狀
5.2.6 分流道凝料體積計算
q分=A截面L=18×310=5580mm3
式中q分——分流道的凝料體積（mm3）；
A截面—分流道的截面面積（mm2），計算得18 mm2 ；
L ——分流道的總長度（mm）,310mm 。
5.2.7 分流道的剪切速率γ校核
由經(jīng)驗公式 γ=3.3q/πRn3=1.688×103S-1 γ值在5×102~5×103 之間，所以分流道的剪切速率合理.
式中q—流經(jīng)分流道的塑料的體積，
q =q 分+q塑件=5580+13980=19560 mm3=19.5cm3
Rn=（2A2/πc）1/3=0.2298cm
式中A—— 梯形的面積（0.18cm2）；
c—— 梯形的周長（1.7cm）。
5.2.8 分流道的表面粗糙度
分流道的表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般在0.8μm~1.6μm之間就可以，在此考慮加工的難易程度取1.6μm，倒角R1。 如圖5—4所示。表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。實際加工時，用銑床銑出流道后，稍微省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）
5.3 澆口的設(shè)計
模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模之后有時還需修改澆口尺寸。無論采用什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響均很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。一般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征、成型質(zhì)量核技術(shù)要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動特性、成型條件等因素。選擇澆口位置的幾項原則：
1、盡量縮短流動距離
澆口位置的安排應(yīng)保證塑料熔體迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動距離，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體，這對大型塑件更為重要。
2、澆口應(yīng)設(shè)在塑件制品斷面較厚的部位
當(dāng)塑件的壁厚相差較大時，若將澆口開設(shè)在塑件的薄壁處，這時塑料熔體進(jìn)入型腔后，不但流動阻力大，而且還易冷卻，以致影響了熔體的流動距離，難以保證其充滿整個型腔。另外從補(bǔ)縮的角度考慮，塑件截面最厚的部位經(jīng)常是塑料熔體最晚固化的地方，若澆口開設(shè)在薄壁處，則厚壁處極易因液態(tài)體積收縮得不到收縮而形成表面凹陷或真空泡。因此為保證塑料熔體的充分流動性，也為了有利于壓力有效地傳遞和比較容易進(jìn)行因液態(tài)體積收縮時所需的補(bǔ)料，一般澆口的位置應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處。
3、必須盡量減少或避免熔接痕
由于成型零件或澆口位置的原因，有時塑料充填型腔時造成兩股或多股熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時尤為嚴(yán)重。有時為了