壓蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì)

1、青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言大學(xué)四年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)四年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)全面、系統(tǒng)的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。塑料是近代興起的一門新興產(chǎn)業(yè)，在人民生活、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防等多方面都得到了越來(lái)越大的應(yīng)用。塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍，這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點(diǎn)所決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕，所以有“以塑代鋼”的優(yōu)點(diǎn)。塑料強(qiáng)度高，絕緣性能好，介

2、電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，尤其是結(jié)合了計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)之后，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)

3、向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。在塑料模具中注射模具是應(yīng)用最廣泛、類型最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種。在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求，滿足塑料制件的使用要求，降低塑料制件的成本起著重要的作用。一副好的注塑?？沙尚蜕习偃f(wàn)次，這與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具的制造有著很大的關(guān)系。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種的需求量很大，對(duì)塑料模具也提出了越來(lái)越高的要求，因此促進(jìn)塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。1緒論1.1塑料注射模具簡(jiǎn)介模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，同時(shí)又是原料和設(shè)備的“效益放

4、大器”，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志。塑料成型加工及模具技術(shù)不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高、成型設(shè)備成型機(jī)械的革新、成型工藝的成熟而進(jìn)步，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展。注射成型也稱為注塑成型，其基本原理就是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的

5、閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。采用這種方法既可以生產(chǎn)小巧的電子器件和醫(yī)療用品，也可以生產(chǎn)大型的汽車配件和建筑構(gòu)件，生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)效率高和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場(chǎng)需求和良好的發(fā)展前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注射制品約占所有塑料制品總產(chǎn)量的30%，全世界每年生產(chǎn)的注射模數(shù)量約占所有塑料成型模具數(shù)量的50%。早期的注射成型方法主要用于生產(chǎn)熱塑性塑料制品，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前的注射成形方法已經(jīng)推廣應(yīng)用到熱固性塑料制品和一些塑料復(fù)合材料制品的生產(chǎn)中。例如，日本的酚醛（熱固性塑料）制

6、品生產(chǎn)過(guò)去基本上依靠壓縮和壓注方法生產(chǎn)，但目前已經(jīng)有70%被注射成型所取代。注射成型方法不僅廣泛應(yīng)用于通用塑料制品生產(chǎn)，而且就工程塑料而言，它也是一種最為重要的成型方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前的工程塑料制品中，80%以上都要采用注射成型的方法生產(chǎn)。隨著塑料材料技術(shù)和注塑成型加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，塑料注塑加工行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展。塑料加工是將原材料變?yōu)橹破返年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有迅速的發(fā)展塑料加工業(yè)，才可能把各種性能優(yōu)良的高分子材料變成功能各異的制品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域發(fā)揮作用。1.2國(guó)內(nèi)外塑料模具現(xiàn)狀我國(guó)塑料模具的質(zhì)量、技術(shù)和制造能力近年來(lái)發(fā)展很快，有些已達(dá)到或接近國(guó)際水平。隨著改革開放政策的不斷深入，國(guó)外先進(jìn)制造

7、技術(shù)的不斷引進(jìn)，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)在塑料模的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用已越來(lái)越普遍，特別是 CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，已經(jīng)取得了很大成績(jī)。目前，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工的編程已成為精密、大型塑料模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要手段。應(yīng)用電子信息工程技術(shù)進(jìn)一步提高了塑料模的設(shè)計(jì)制造水平。這不僅縮短了生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間，而且還為擴(kuò)大模具出口創(chuàng)造了良好的條件，也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期。此外，氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，精密、復(fù)雜、大型模具的制造水平有了很大提高，模具壽命及效率不斷提高，同時(shí)還采用了先進(jìn)的模具加工技術(shù)和設(shè)備

8、。這些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國(guó)塑料模具設(shè)計(jì)制造水平的提高起到了重大的作用。然而，由于我國(guó)模具制造基礎(chǔ)薄弱，各地發(fā)展極不平衡，其中廣東、江蘇昆山、浙江寧波等沿海一帶模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)，但內(nèi)地模具工業(yè)基本上還是空白。而且從總體上來(lái)看，與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距還很大。主要表現(xiàn)在以下方面：塑料模具生產(chǎn)技術(shù)水平不高，與國(guó)外先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；我國(guó)塑料模制造企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率比國(guó)外低很多，且設(shè)備不配套、利用率低的現(xiàn)象十分嚴(yán)重；開發(fā)能力低，在市場(chǎng)上處于被動(dòng)地位，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益方面，國(guó)內(nèi)有些企業(yè)是微利甚至虧損；國(guó)內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯；我國(guó)塑料模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，特別是大型、復(fù)雜

9、、長(zhǎng)壽命塑料模產(chǎn)需矛盾十分明顯。1.3模具的發(fā)展趨勢(shì)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來(lái)越大，技術(shù)要求也越來(lái)越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國(guó)內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國(guó)的模具產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)于

10、出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來(lái)發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，高精度、高效率、自動(dòng)化、精密、高壽命仍然是模具發(fā)展必然的趨勢(shì)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，主要有以下幾個(gè)方面：（1）CAD/CAM/CAE 技術(shù)將全面推廣；（2）快速原型制造（RPM）、高銑削加工、熱流道技術(shù)、氣體輔助注射技術(shù)、高壓注射成型及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展；（3）開發(fā)新的模具材料，如采用粉末冶金及噴射成型工藝制作出硬制合金、陶瓷及復(fù)合材料；（4）模具表面強(qiáng)化熱處理

11、新技術(shù)應(yīng)用，如我國(guó)研制的PMS鏡面塑料模具，就是在低級(jí)材料中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素后，經(jīng)過(guò)毛坯淬火與回火處理，使其硬度30HRC，然后加工成型，再進(jìn)行時(shí)效處理，使模具硬度上升到4050HRC，從而大大提高了模具的使用壽命。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。振興和發(fā)展我國(guó)塑料模具工業(yè)，特別是注射模具將越來(lái)越受到人們的重視。2 塑料制件及材料的分析2.1.塑料制件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1.1塑件形狀及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于塑料有其特殊的物理機(jī)械性能，因此在設(shè)計(jì)塑件時(shí)要充分發(fā)揮其性能優(yōu)點(diǎn)。

12、在滿足使用要求的前提下，塑件形狀應(yīng)盡可能地做到簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝要求。塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，塑件設(shè)計(jì)原則是在保證使用性能、物理性能、力學(xué)性能、電氣性能、耐化學(xué)腐蝕性能和耐熱性能等的前提下，盡量選用價(jià)格低廉和成型性能好的塑件。同時(shí)還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚均勻，成型方便。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，還應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）塑料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、對(duì)應(yīng)力的敏感性；（2）塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性；（3）塑件形狀應(yīng)有利于沖模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化；（4）塑件在成型以后的收縮情況及

13、各向收縮率的差異；（5）模具的總體結(jié)構(gòu)，特別抽芯與脫出塑件的復(fù)雜程度；（6）模具零件的形狀及其制造工藝；對(duì)于流動(dòng)性差、收縮率大、易變形、精度要求高、形狀復(fù)雜、內(nèi)應(yīng)力不平衡的制品，其尺寸都不易過(guò)大。制品的配合表面按需要選取，非配合表面精度可低一些。模具粗糙度低于制品12個(gè)等級(jí)，塑件常用脫模斜度為11.5，當(dāng)塑件有特殊要求時(shí)，斜度可設(shè)計(jì)為外表面5，內(nèi)表面1020，塑件上有凸起或加強(qiáng)筋時(shí)，單邊應(yīng)有45的斜度，側(cè)壁有花紋時(shí)46的脫模斜度。2.1.2壓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及分析本設(shè)計(jì)塑料制件為壓蓋，外形如圖21所示： 圖21 塑料制品Fig. 2-1 plastic product（1）從結(jié)構(gòu)上分析，該制品的結(jié)

14、構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是考慮到塑件應(yīng)有一定的厚度，壁厚太薄熔料充滿型腔時(shí)的流動(dòng)阻力大，會(huì)出現(xiàn)缺料現(xiàn)象，而壁厚太厚塑件內(nèi)部又會(huì)產(chǎn)生氣泡，外部會(huì)產(chǎn)生凹陷等現(xiàn)象，同時(shí)還增加了成本，壁厚不均還造成收縮不均，因此塑件的壁厚一般取14mm為宜，此塑件壁厚為3 mm；（2）從尺寸精度分析，該制品除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對(duì)較低， ，一般精度等級(jí)，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證；（3）從表面質(zhì)量分析，該零件表面質(zhì)量要求較高，外表面不得有熔接痕、氣痕、飛邊等缺陷產(chǎn)生.。綜合分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，該制品的成型要求可以得到保證。2.2塑料制件材料的選用分析塑料可分為兩種

15、：熱固性塑料和熱塑性塑料；其中熱塑性塑料又分為四大類：烴類塑料（非極性塑料）、含有極性基團(tuán)的乙烯基類塑料、工程塑料和纖維素類塑料。2.2.1塑件材料的選用原則塑料制件的選材應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： （1）塑料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度，剛性，韌性，彈性，彎曲性能，沖擊性能以及對(duì)應(yīng)力的敏感性； （2）塑件的物理性能，如對(duì)使用環(huán)境溫度變化的適應(yīng)性，光學(xué)特性，絕熱或電氣絕緣的程度，精加工和外觀的完美程度； （3）塑件的化學(xué)性能，如對(duì)接觸物（水、溶劑、油、藥品）的耐性，衛(wèi)生程度以及使用上的安全等；（4）必要的精度，收縮率的大小以及各項(xiàng)收縮率的差異；本設(shè)計(jì)中壓蓋選用ABS樹脂作為材料,即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

16、。2.2.2 ABS性能和特點(diǎn)ABS樹脂是流動(dòng)性中等的熱塑性材料。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性、韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時(shí)具有吸濕性強(qiáng)，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。ABS無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。有極好的沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。

17、ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。表21 ABS的綜合性能Tab.2-1 ABS synthesis nature屬性數(shù)值屬性數(shù)值比重 g/cm1.021.06抗拉屈服強(qiáng)度 MPa50比容 k/cm0.860.98拉伸彈性模量 MPa1800吸水性 %0.20.4沖擊韌性 MPa無(wú)缺口：26.1收縮率 %0.30.8缺口：1.1熔點(diǎn) 130160脫模斜度（型芯）型腔：40120體積電阻系數(shù)6900000型芯：351表22 ABS的技術(shù)指標(biāo)Tab.2-2 ABS qualification屬性高強(qiáng)度沖擊超高強(qiáng)度沖擊收縮率%0.40.70.50.7相對(duì)密度1.071.05拉伸強(qiáng)度 MP

18、a6335彎曲強(qiáng)度 MPa9762彎曲彈性模量 GPa3.01.8 沖擊強(qiáng)度 K/m6.03.0硬度（洛氏） R121R100熱變形溫度 89872.2.3 ABS的成型特性（1）無(wú)定形塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。（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(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。（3） 流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂、聚氯乙烯好）。（4） 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對(duì)物性影響較大，料溫過(guò)高易分解（分

19、解溫度為 250左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件，模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080。注射壓力應(yīng)比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180230，注射壓力為100MPa140MPa，螺桿式注射機(jī)則取160230，70100MPa為宜。（5） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，分流道及澆口截面要大，選擇好進(jìn)料口位置、形式，推出力過(guò)大機(jī)械加工時(shí)塑料件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但熱水中預(yù)熱可消失），在成型時(shí)的脫模斜度2度，收縮率取0.5%。3注塑成型模具的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，成型塑料制品的模具叫做塑料模具。塑料成型模具可分壓制成型、壓鑄成型

20、、注射成型、擠出成型、中空制品吹塑成型、真空或壓縮空氣成型等幾種模具。3.1注塑模具設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問(wèn)題本設(shè)計(jì)選用的是注射模具，設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮塑料熔體流動(dòng)行為等塑料加工工藝要求方面的問(wèn)題，又要考慮模具制造裝配等模具結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題。（1）了解塑料熔體的流動(dòng)行為，考慮塑料在流道和型腔各處的流動(dòng)阻力，流動(dòng)速度，校驗(yàn)最大流動(dòng)長(zhǎng)度。根據(jù)塑料在模具內(nèi)流動(dòng)方向（即充模順序），考慮塑料在模具內(nèi)重新熔合和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問(wèn)題；（2）考慮冷卻過(guò)程中塑料收縮及補(bǔ)縮問(wèn)題了；（3）通過(guò)模具設(shè)計(jì)來(lái)控制塑料在模具內(nèi)結(jié)晶、取向和改善制品的內(nèi)應(yīng)力；（4）進(jìn)澆點(diǎn)和分型面的選擇問(wèn)題；（5）制件的橫向分型抽芯及頂出問(wèn)題；（6）模

21、具的加熱和冷卻問(wèn)題；（7）模具有關(guān)尺寸與所用注射機(jī)的關(guān)系，包括與注射機(jī)的最大注射量、鎖模力、裝模部分的尺寸等關(guān)系；（8）模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡(jiǎn)單合理，模具應(yīng)具有適當(dāng)?shù)木?、光潔度、?qiáng)度和剛度，易于制造和裝配。以上這些問(wèn)題并非孤立存在，而是相互影響的，應(yīng)綜合考慮。3.2注射模具典型結(jié)構(gòu)注射模具的結(jié)構(gòu)是由注射機(jī)的形式和制件的復(fù)雜程度等因素決定的。凡是注射模具，均可分為動(dòng)模和定模兩部分。注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開模時(shí)動(dòng)模與定模分離，取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定板上，而動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)模具上各個(gè)零件所起的作用，可分為以下幾個(gè)部分：（1）成型零部件：成型產(chǎn)品的

22、零件稱為成型零部件，它通常由凸模（成型塑件內(nèi)部形狀），凹模（成型塑件外部形狀），成型桿、鑲塊等構(gòu)成。模具的型腔由動(dòng)模和定模有關(guān)部分聯(lián)合構(gòu)成。其中型腔個(gè)數(shù)是由用戶要求，產(chǎn)量要求和注射機(jī)要求來(lái)確定的，應(yīng)對(duì)稱布置。（2）澆注系統(tǒng)：將塑料由注射機(jī)噴嘴引向型腔的流道稱澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口、冷卻井等結(jié)構(gòu)組成。（3）導(dǎo)向部分：為確保動(dòng)模與定模合模時(shí)準(zhǔn)確對(duì)中而設(shè)導(dǎo)向零件，起定位導(dǎo)向作用。通常有導(dǎo)向柱、導(dǎo)向孔或在動(dòng)模定模上分別設(shè)置互相吻合的內(nèi)外錐面，有的注射模具的頂出裝置為避免在頂出過(guò)程中頂出板歪斜，還設(shè)有其它導(dǎo)向零件，使頂出板保持水平運(yùn)動(dòng)。（4）分型抽芯機(jī)構(gòu)：帶有外側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在被頂出以前，

23、必須先進(jìn)行側(cè)向分型，拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯，才能順利脫出。（5）頂出裝置：也叫脫模機(jī)構(gòu)，是在開模過(guò)程中，將塑件從模具中頂出的裝置。主要由頂桿、頂板、頂出底板及主流道拉料桿等組成。 （6）冷卻加熱系統(tǒng)：也叫溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具內(nèi)設(shè)有冷卻或加熱系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)一般在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)部或周圍安裝加熱元件，如電加熱元件。（7）排氣系統(tǒng)：為了在注射過(guò)程中將型腔內(nèi)原有的空氣排出，常在分型面處開設(shè)排氣槽。但小型塑件排氣量不大，可直接利用分型面排氣，許多模具的頂桿或型芯與模具的配合間隙均可起排氣作用，故不必開設(shè)排氣槽。3.3注射模具分類注射模具的分類方法很多，按其在注射機(jī)上的安裝方式可分為移動(dòng)

24、式（僅用于立式注射機(jī)）和固定式注射模具；按所用注射機(jī)類型可分為臥式或立式注射機(jī)用注射模具和角式注射機(jī)用注射模具；按模具成型腔數(shù)目和分為單型腔和多型腔注射模具；按注射模具的總體結(jié)構(gòu)特征可分為以下幾種。3.3.1單分型面注射模具單分型面注射模具也叫雙板式注射模具，它是注射模具中最簡(jiǎn)單的一種，構(gòu)成型腔的一部分在動(dòng)模上，另一部分在定模上。臥式或立式注射機(jī)用的單分型面注射模具，主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開模后制品連同流道澆料一起留在動(dòng)模一側(cè)。動(dòng)模上設(shè)有頂出裝置，用于頂出制件和流道澆料。3.3.2雙分型面注射模具（1）帶有活動(dòng)鑲件的注射模具：由于塑件的特殊要求，模具上設(shè)有活動(dòng)的螺紋型芯或側(cè)向

25、型芯或哈夫塊等。 （2）橫向分型抽芯注射模具：當(dāng)塑件有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，在自動(dòng)操作的模具里設(shè)有斜導(dǎo)柱或斜滑塊等橫向分型抽芯機(jī)構(gòu)。在開模時(shí)，利用開模力帶動(dòng)側(cè)型芯作橫向移動(dòng)，使其與制件脫離。（3）自動(dòng)卸螺紋注射模具：對(duì)帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件要求自動(dòng)脫模時(shí)，在模具上設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺紋型芯或型環(huán)。（4）定模設(shè)頂出裝置的注射模具：由于制件的特殊要求或形狀的限制，將制件留在定模上，則在定模一側(cè)設(shè)置頂出裝置。開模時(shí)，有拉板或鏈條帶動(dòng)頂出裝置頂出制件。（5）無(wú)流道注射模具：主要包括熱流道和絕熱流道注射模具。綜以上所述，結(jié)合壓蓋形狀，本設(shè)計(jì)中采用單分型面雙板式注射模具。3.4擬定模具結(jié)構(gòu)形式3.4.1 確定型腔數(shù)量

26、（1）按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目n；（2）按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)；（3）按制品的精度要求確定型腔數(shù)：生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，增加一個(gè)型腔，塑件的尺寸精度將降低4%。為了滿足塑件尺寸精度需使型腔數(shù)目減少；（4）按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)。型腔的數(shù)量是由要求給定，生產(chǎn)批量為大批量，結(jié)合塑件的大小，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、鎖模力和注射量，可以設(shè)計(jì)為一模兩腔，因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為多型腔的模具。3.4.2確定型腔布置方案多型腔在模具上通常采用圓形排列，H形排列，直線形排列以及復(fù)合形排列等。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：（1）盡可能采用平衡式排列；（2）型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；

27、（3）盡量使型腔排列得緊湊一些，以便減小模具的外形尺寸；（4）型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工麻煩，從平衡角度考慮應(yīng)盡量采用H形排列。綜合以上考慮，我們可將一模兩腔布置成對(duì)稱平衡式排列，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊一點(diǎn)。3.4.3選擇分型面模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)疑料的可分離的接觸表面通稱為分型面。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾

28、項(xiàng)原則：（1）分型面應(yīng)避免開設(shè)在制品光亮平滑的外表面或圓弧的拐角；（2）從制件的頂出考慮分型面應(yīng)盡可能使制件留在動(dòng)模邊；（3）從保證制件各部分同心度出發(fā)，同心度要求高的制件，取分型面時(shí)最好把要求同心度高的放在同一側(cè)；（4）有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯結(jié)構(gòu)時(shí)，取分型面時(shí)應(yīng)能考慮將抽芯或分型距離長(zhǎng)的一邊放在動(dòng)、定模開模方向；（5）應(yīng)選擇在塑件的最大截面處；（6）有利于保證塑件的尺寸精度，臺(tái)階面應(yīng)置于模具同一側(cè)；（7）盡量減小塑件在合模平面上的投影面積，以減少所需鎖模力；（8）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向，有利于減少抽拔距；（9）有利于排氣，將分型面置于熔料充模的末端；塑件的最大輪廓處是塑件的

29、底面，同時(shí)可以保證制品表面的精度和外觀質(zhì)量要求，同時(shí)有利于模具的加工工藝性。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用推板頂出一次脫模機(jī)構(gòu)，側(cè)澆口兩板式注射模。具體結(jié)構(gòu)如圖3-1：圖3-1 模具結(jié)構(gòu)Fig. 3-1 mold construction4 注射機(jī)型號(hào)的選取4.1注射機(jī)的概述注射機(jī)規(guī)格的選取主要是根據(jù)塑料件的大小及生產(chǎn)批量來(lái)確定的。（1） 注射成型機(jī)的分類1） 按用途：熱塑性塑料注射成型機(jī)，熱固性塑料注射成型機(jī)；2） 按外形：立式，臥式，角式；3）按能力：小型（注射量小于50cm），中型（注射量在501000cm）， 大型（注射量大于1000cm）； 4）按塑化裝置分：螺桿塑化裝置，柱塞

30、塑化裝置；5）按操作：手動(dòng)，半自動(dòng)，自動(dòng)。（2）注射成型的結(jié)構(gòu)組成1）注射系統(tǒng)：料斗，塑化部件（料筒，螺桿，電熱圈）噴嘴；2）鎖模系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)模具的啟閉，鎖緊，塑件頂出；3）傳動(dòng)操作控制系統(tǒng)。（3）注射機(jī)的基本參數(shù)1）一般以注射量表示注射機(jī)的容量；2）基本參數(shù)：公稱注射量，合模壓力，注射壓力，注射速度，注射功率，塑化能力，合模與開模速率，最大成型面積，模板尺寸，模板間距離，模板過(guò)程。（4）注射成型機(jī)的工作過(guò)程合模注射保壓冷卻開模取塑件合模4.2注射機(jī)的選擇依據(jù)壓蓋結(jié)構(gòu)和ABS注射成型的相關(guān)工藝參數(shù)（見表41），綜合制品的質(zhì)量、投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益方面因素的考慮選用臥式螺

31、桿式注射機(jī)，型號(hào)為SZY-300，有關(guān)參數(shù)見下表42：表41 ABS工藝參數(shù)Tab.4-1 ABS technological Parameter屬性數(shù)值屬性數(shù)值注射機(jī)類型螺桿式預(yù)熱和干燥溫度 ()8085 料筒溫度前段：180200預(yù)熱和干燥時(shí)間 (h)23中段：165180噴嘴溫度 ()170180后段：150170模具溫度 ()5080注射壓力(MPa)70100螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min)30注射時(shí)間 (s)2090后處理方法：紅外線燈、烘箱表42注射機(jī)技術(shù)參數(shù)Tab.4-2 injection technical Parameter屬性數(shù)值屬性數(shù)值型號(hào)SZY-300注射重量 (g)320

32、螺桿直徑 (mm)60理論容量 (cm)300注射壓力 (MPa)125螺桿轉(zhuǎn)速 (r/m)230鎖模力 (kN)1400噴嘴球半徑(mm)12開模行程 (mm)340噴嘴孔直徑(mm)4最大模厚 (mm)355定位圈直徑(mm)125最小模厚 (mm)130模板尺寸 (mm)520x620機(jī)器重量 (t)2.5外形尺寸 (mm) 5300x940x18154.3有關(guān)參數(shù)校核4.3.1最大注射量的校核注射機(jī)標(biāo)稱注射量有兩種表示方法，一是用容量(cm3)表示，一是用質(zhì)量(g)表示。國(guó)產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的注射量均以容量(cm3)表示。為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（塑件和流道凝料質(zhì)量之和）應(yīng)

33、在公稱注塑量的35%75范圍內(nèi)，最大可達(dá)80，最小應(yīng)不小于10，為保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在5080。 （41）V一個(gè)成型周期所需注射的塑料容積, cm3N型腔數(shù)目Vn單個(gè)塑料件的容量，cm3Vj澆注系統(tǒng)凝料的容積，cm3 （42）Vg注射機(jī)額定注射量，cm3本制品采用一模兩腔，即n取2，同時(shí)使用PRO/E分析塑件和膠料容積： 塑件和流道凝料的體積沒(méi)有超過(guò)注射機(jī)的額定注射量，且在其額定注射量的80%內(nèi)，完全符合要求。4.3.2注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，制件成型所需的壓力是由注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)性、澆注系統(tǒng)和型腔

34、的流動(dòng)阻力等因素決定的。ABS注射成型壓力為70100MPa，SZY-300注射壓力為125MPa，故滿足要求。4.3.3鎖模力的校核鎖模力又稱合模力，是為了克服在注塑充模階段和保壓補(bǔ)縮階段，模腔壓力可產(chǎn)生使模具分開的張模力的作用，合模系統(tǒng)必須對(duì)模具施以閉緊力。工藝合模力為額定合模力的0.80.9倍，以保證可靠的合模成型，壁厚均勻的日用品模腔壓力為25MPa，一般民用產(chǎn)品為30MPa，工業(yè)制品為35MPa，精度高，形狀復(fù)雜的工業(yè)制品為40MPa。當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，使模具沿分型面張開，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這

35、個(gè)面積上的總力，應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，否則在注射時(shí)會(huì)因鎖模不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊跑料現(xiàn)象。對(duì)于流動(dòng)性差、形狀復(fù)雜、精度要求高的制品，成型時(shí)需要較高的型腔壓力。型腔內(nèi)熔體壓力可按下式計(jì)算： （44）P0注射壓力，MPaK壓力損耗系數(shù)，與塑料品種、注射機(jī)形式、噴嘴阻力、流道阻力等因素有關(guān)，其值在0.30.7范圍內(nèi)選取，可取K為0.5。一般小型制品的型腔壓力為2040 MPa，本制件型腔內(nèi)的平均壓力大約為30 MPa，因此其在型腔內(nèi)產(chǎn)生的推力約為：故滿足要求。4.3.4模具厚度的校核注射機(jī)規(guī)定的模具最大厚度Hmax與最小厚度Hmin是指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板和定模板的最大與最小距離，因此，

36、所設(shè)計(jì)模具的厚度Hm應(yīng)落在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，即 （44）模具閉合厚度，mm注射機(jī)允許的最小模具厚度，即注射機(jī)動(dòng)、定模固定板之間的最小開距，mm注射機(jī)允許的最大模具厚度，mm否則不能獲得規(guī)定的鎖模力。本模具的厚度為264mm，注射機(jī)規(guī)定的最大厚度為355mm，最小厚度為130mm，滿足要求。4.3.5模具的長(zhǎng)度和寬度模具的長(zhǎng)度和寬度要與注射機(jī)的拉桿間距相適應(yīng)，使模具安裝時(shí)可以穿過(guò)拉桿空間在動(dòng)定模固定板上固定，通常有螺釘固定和螺釘壓板壓緊兩種固定方式。當(dāng)用螺釘直接固定時(shí)，模具固定板與注射機(jī)模板上的孔必須吻合；用壓板固定，只要模具固定板需要安裝壓板的外側(cè)附近有螺孔就能固定，有很大

37、的靈活性。本模具長(zhǎng)為355mm，寬為250mm，在所選注射機(jī)拉桿內(nèi)距之內(nèi)，滿足要求。本模具選擇壓板固定方式。4.3.6開模行程校核模具開模后為了便于取出塑件應(yīng)有足夠的開模距離，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行注射機(jī)開模行程的校核。對(duì)于帶有不同形式鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開模行程有的與模具厚度有關(guān)，有的則與模具厚度無(wú)關(guān)。本模具為單分型面模具，開模行程可按下式校核 （45）塑件脫模（推出）距離，mm塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm注塑機(jī)最大開模（移動(dòng)模板行程），mm由公式得開模行程小于注射機(jī)移模行程，故滿足要求。5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴接觸處到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，其主要作用式

38、輸送流體和傳遞壓力。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，此設(shè)計(jì)采用一模兩腔，它對(duì)注射成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類型。本設(shè)計(jì)選用的是普通澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 5.1普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則（1）考慮塑料的流動(dòng)性，保證流體流動(dòng)順利，快，不紊亂；（2）熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少?gòu)澱?，表面粗糙度要低；?）確保均衡進(jìn)料：盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置；

39、（4）塑料耗量要少，在滿足充滿各型腔的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗量；（5）消除冷料：澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的冷料，防止其進(jìn)入型腔，影響塑件質(zhì)量；（6）排氣良好：澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔各個(gè)角落，使型腔的氣體順利排出，防止塑件出現(xiàn)缺陷；（7）塑件外觀質(zhì)量：根據(jù)塑件大小，形狀及技術(shù)要求，做到去除修整澆口凝料方便，澆口痕跡無(wú)損塑件的美觀和使用；（8）塑料熔體流體特性：大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，予以充分利用。5.2 模具型腔壓力周期分析將模具型腔壓力對(duì)時(shí)間作圖就可以得到模具壓力周期。模具壓力周期一般分為四個(gè)階段：充模階段向模內(nèi)補(bǔ)料階段倒流階段澆口封閉后的冷卻階段。對(duì)

40、于，模具型腔的壓力周期的分析和研究，有助于選擇型腔能承受的最大壓力，一般來(lái)講，在向模內(nèi)補(bǔ)料階段模腔內(nèi)的壓力將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)峰值，而在充模階段壓力快速上升達(dá)到這個(gè)峰值，在倒流階段模內(nèi)壓力下降，但會(huì)在冷卻階段產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的大小對(duì)脫模產(chǎn)生很大的影響，如果殘余應(yīng)力太大，所需脫模力就較大，在頂出制品時(shí)就會(huì)產(chǎn)生劃傷、卡住或破裂現(xiàn)象，但如果殘余應(yīng)力為負(fù)壓，則會(huì)造成制品收縮率較大或產(chǎn)生凹痕、縮孔等缺陷。5.3主流道的設(shè)計(jì)主流道指噴嘴口起到分流道入口處的一段，是緊接注射機(jī)噴嘴到分流道為止的那段流道，與注射機(jī)噴嘴一般在同一軸線上。物料在主流道中不改變流動(dòng)方向，主流道斷面形狀一般為圓形。其設(shè)計(jì)基本原則有：（1

41、）為便于流道凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有26的錐角，內(nèi)壁有Ra0.8以上的粗糙度，其小端直徑常見為48mm，并且小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約1mm，否則凝料將無(wú)法脫出。 （2）主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進(jìn)口處與噴嘴反復(fù)碰撞，因此主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)材料單獨(dú)加工和熱處理。一般選用T8、T10制造。熱處理硬度為HRC5256。有時(shí)將主流道襯套大端的圓盤突出定模端面510mm，并與注射機(jī)定模板的定位孔成為動(dòng)配合，起定位環(huán)作用。 （3）主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，以避免高壓的塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑R2 應(yīng)比噴嘴頭半徑R1大13mm，如若相反

42、，則主流道凝料將無(wú)法脫出。 （4）直角式注射機(jī)中，主流道設(shè)計(jì)在分型面上，不需沿軸線上拔出凝料，主流道可設(shè)計(jì)成粗的圓柱形。 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)采用的主流道長(zhǎng)度為58mm，錐角取2，主流道進(jìn)料口處的球面半徑R2為14mm，凹入深度5mm，進(jìn)口處直徑為5mm；澆口套的中心孔狀為主流道，具體結(jié)構(gòu)見下圖5-1：圖5-1 澆口套Fig. 5-1sprue bush5.4分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻

43、力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。5.4.1分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。（2）分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來(lái)說(shuō)在分流道上不須開設(shè)冷料井。（3）分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。（4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。5.4.2分流道的長(zhǎng)度分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，

44、熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。5.4.3分流道的斷面分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。因ABS的推薦斷面直徑為4.59.5，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問(wèn)題，由于采用的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的份流道，為了保證外形無(wú)澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體

45、冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。5.4.4分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成份流道過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。5.5 澆口的設(shè)計(jì)5.5.1澆口的作用澆口是連接分流道和型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口以外），是塑料注入型腔的入口。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)

46、塑件質(zhì)量影響很大，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；（2）易于切除澆口尾料；（3）對(duì)于多型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.030.09倍，澆口截面形狀多為矩形和圓形兩種。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。5.5.2澆口的設(shè)計(jì)原則（1）澆口能實(shí)現(xiàn)快速、一致性好、單方向性填充的類型；（2）位置能使型腔內(nèi)的空氣在注射時(shí)從型腔內(nèi)釋放；（3）澆口選取不同的位置會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)合線，應(yīng)適當(dāng)安排澆口的位置； （4）選擇合適的澆口位置和尺寸以防止激射，可增大澆口或澆口位置放在使熔體直接注射到型

47、腔壁上的位置；（5）澆口處熔料的凝固時(shí)間是最有效的填充時(shí)間；（6）位置應(yīng)設(shè)在塑件的最厚處，不影響外觀，盡量避免產(chǎn)生噴射等缺陷，有利于塑料熔體流動(dòng)；（7）長(zhǎng)度應(yīng)盡可能?。?15mm；（8）澆口直徑是澆口處塑件厚度的50%80%，針點(diǎn)式澆口和潛伏式澆口直徑一般選0.252.0mm；（9）纖維填充材料需較大的澆口以盡可能減少纖維在經(jīng)過(guò)澆口時(shí)的破損；（10）塑件上有加強(qiáng)筋可作為通道，有利于型腔排氣，減少或避免塑件的熔接痕，考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊憽?.5.3澆口的常見形式澆口是指流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分，起著料流速度、補(bǔ)料時(shí)間等的調(diào)節(jié)控制作用。澆口的常見形式有：（1）針點(diǎn)式澆口：是一種尺寸

48、很小的澆口。物料通過(guò)時(shí)有很高的剪切速率，對(duì)于降低牛頓液體中假塑性液體的表觀粘度是有益的，還有摩擦生熱提高料溫的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)尺寸：澆口直徑為0.32mm，常見為0.51.8mm，臺(tái)階長(zhǎng)度為0.52mm,常見為0.81.2mm。澆口與制件相接處采用圓弧或倒角，使針點(diǎn)澆口拉斷時(shí)不致?lián)p傷制件。與澆口相接的流道下部具有圓弧，增大了此處截面積，減小了熔體的冷卻速度，有利于補(bǔ)料。當(dāng)塑件較大時(shí)，用多點(diǎn)進(jìn)料，可縮短流程，加快進(jìn)料速度，降低流動(dòng)阻力，減少翹曲變形。對(duì)于薄壁制件，由于針點(diǎn)澆口附近的剪切速率過(guò)高，會(huì)造成分子的高度定向，增加局部應(yīng)力，甚至開裂。因而將澆口對(duì)面壁厚增加并呈圓弧過(guò)渡，同時(shí)圓弧還有儲(chǔ)存冷料的作

49、用。模具應(yīng)采用雙分型面（三板式）模，增加的分型面用以脫出流道凝料。（2）潛伏式澆口：又名隧道式澆口、剪切澆口。潛伏式澆口是由針點(diǎn)式澆口演變而來(lái)的。進(jìn)料部位選在制品較隱蔽的地方，以免影響制品的外觀，頂出時(shí)，流道與塑件自動(dòng)分開，故需大的頂出力，對(duì)于過(guò)分強(qiáng)韌的塑料，不適合于潛伏式澆口。（3）側(cè)澆口：又名邊緣澆口。一般開于分型面上，從塑料邊緣進(jìn)料，是典型的矩形澆口。對(duì)中小型塑件其典型尺寸為：深0.52.0mm，通常取制品最大壁厚的1/32/3，視材料的收縮情況和補(bǔ)縮需要而定；寬1.55mm，臺(tái)階長(zhǎng)1.02.5mm視制件重量和材料流動(dòng)性能而定。（4）扇形澆口：是邊緣澆口的一種變異形式，常用來(lái)成型寬度較大

50、的薄片狀制品。塑料經(jīng)過(guò)扇形澆口，在橫向得到均勻分配，可降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性。但澆口的斷面積不宜大于分流道的橫斷面積。（5）平縫式澆口：又稱薄片式澆口，對(duì)于大面積的扁平制件（如片狀物），可以采用平縫式澆口，物料可以通過(guò)平行流道得到均勻分配，以較低速度呈平行流均勻地進(jìn)入型腔，降低了制件的內(nèi)應(yīng)力，減少了取向產(chǎn)生的曲翹，提高了制件的質(zhì)量。（6）圓環(huán)形澆口：主要用于圓筒形制品或中間帶有孔的制品。這樣可使進(jìn)料均勻，在整個(gè)圓周上取得大致相同的流速，空氣容易順序排出。 （7）輪輻式澆口：適用于范圍類似于圓環(huán)形澆口，但是它把整個(gè)圓周進(jìn)料改成了幾個(gè)小段圓弧進(jìn)料，其澆口去除方便，澆口回頭料較少，同時(shí)由

51、于型芯上部得以定位，因此增加了型芯的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是制件上帶有幾條合縫，對(duì)制件強(qiáng)度有影響。（8）爪澆口：是輪輻式澆口的一種變異形式，與輪輻式澆口的區(qū)別在于分流道與澆口不在一個(gè)平面內(nèi)，適用于管狀制件，尤其適用于制件內(nèi)孔較小的管狀制件和同心度要求高的制件。（9）護(hù)耳式澆口：又名分接式澆口，小澆口易產(chǎn)生噴射造成各種缺陷，采用護(hù)耳式澆口可以避免這種缺陷，通過(guò)小澆口的塑料沖擊在凸出塊對(duì)面的壁上，從而降低了速度，改變了流向，均勻的進(jìn)入型腔。（10）直接式澆口：又叫中心澆口，主流道型澆口。它的特點(diǎn)有：尺寸較大，冷凝時(shí)間較長(zhǎng)。壓力直接作用于制件上，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。澆口凝料的去除較困難。流動(dòng)的阻力小，進(jìn)料的速度快

52、，用于大型長(zhǎng)流程式的單腔制品，可以較好地補(bǔ)縮。5.5.4澆口開設(shè)部位的選擇（1）避免熔體破裂現(xiàn)象在塑件上產(chǎn)生缺陷；（2）考慮定向方位對(duì)塑件的影響；（3）有利于流動(dòng)、排氣和補(bǔ)料；（4）減少熔接痕，增加熔接強(qiáng)度，考慮流動(dòng)比；（5）防止物料將型芯或嵌件擠歪變形。 本模具設(shè)計(jì)采用一模兩腔的形式，采用側(cè)澆口，半圓形截面。澆口半徑為2mm，澆道長(zhǎng)度1mm，澆口與分流道采用半徑為4mm的球面曲面連接。綜合以上所有分析，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成，最后澆注系統(tǒng)會(huì)形成如下的凝料，具體結(jié)構(gòu)見下圖5-2：圖5-2 凝料Fig. 5-2 clotting material5.6冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì)冷料井是為了除去料流中的前鋒

53、冷料而設(shè)置的。冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的11.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。冷料井中常設(shè)有拉料結(jié)構(gòu)，以便開模時(shí)將主流道凝料拉出。常見冷料井結(jié)構(gòu)有：（1）帶Z形頭拉料桿的冷料井，這種冷料井適合于彈性較好的塑料。（2）帶球形頭拉料桿的冷料井，這種拉料桿專用于制件以推板脫模的模具中，同樣也是適合彈性較好的塑料。（3）無(wú)拉料桿冷料井，其特點(diǎn)是在主流道末端開設(shè)一錐形凹坑，在凹坑錐壁上鉆一深度不大的小孔，開模時(shí)靠小孔的固定作用將主流道凝料從主流道中拉出。脫模時(shí)錐形拉料桿頂在塑件或分流道凝料上，模內(nèi)冷料

54、先沿小孔軸線移動(dòng)，然后全部脫出。為使冷料能沿斜向移動(dòng)，分流道應(yīng)設(shè)計(jì)成S形或其它具有撓性的形狀。 此壓蓋的注塑成型模具是推件板頂出塑件的模具，因?yàn)檫x用球形頭拉料桿，具體結(jié)構(gòu)見下圖5-3：圖5-3 拉料桿Fig. 5-3 sprue puller6成型零部件的設(shè)計(jì)型腔是模具上直接用以成型制品的部分，成型零件是指構(gòu)成型腔的零件，通常包括凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)等。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制品的質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性以及承受塑件的擠壓力和料流的摩擦力和足夠的精度和較低的表面粗糙度。表面粗糙度一般為Ra0.8以上，以保證塑料制品表面光亮美觀，容易

55、脫模。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能和制品的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)械加工角度決定型腔各個(gè)零件之間的組合方式，詳細(xì)的確定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸以及加工工藝要求。型腔數(shù)量及布置方案已進(jìn)行了確定，分型面也已經(jīng)進(jìn)行了選取，現(xiàn)設(shè)計(jì)排氣方式后再進(jìn)行成型零部件的設(shè)計(jì)。6.1 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排氣是注射模具設(shè)計(jì)中不可忽視的問(wèn)題。注射成型過(guò)程中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)氣體受壓將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠＃瑫r(shí)氣體壓縮產(chǎn)生高溫，可能使塑料焦燒。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚較厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。6.1