《旋转体注塑模具设计综合实践报告-2022年0621.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《旋转体注塑模具设计综合实践报告-2022年0621.doc（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、模 具 设 计 综 合 实 践报 告 书题 目： 旋转体注射模具设计与制造 班 级： 机 制 141 姓 名： 严 效 男 学 号： 1410012200 指导老师： 袁 铁 军 完成日期： 2017.12.26 机械工程学院35 / 35目录1引言 41.1 塑料成型模具的国内外现状及其发展趋势41.2 课题研究的内容51.3 课题设计的目的及意义52 旋转体设计要求及其成型工艺分析 52.1 塑件产品的分析及基本要求52.2 塑件的结构和形状62.3 塑件材料的选择62.4 成型方法及工艺选择73选择注射机及相关参数的校核 93.1 概述93.2 型腔数量的确定及排列方式93.3 注射机的
2、选型 104模具的设计134.1 分型面位置和形式的确定 134.2 浇注系统的设计 145模具成型零部件结构设计和计算205.1 成型零部件的设计 205.2 成型零件的尺寸计算 206结构零部件的设计与标准模架的选择使用236.1 模具成型零部件材料的选择 236.2 注射模结构零部件设计 236.3 脱模推出机构的设计 256.4 模架的选择 287排气系统的设计288温度调节系统的设计299注射机安装尺寸的校核3210 设计小结 33致谢 34 参考文献 35摘要本次注塑模具设计中的塑料制品旋转体，是在我们的日常生活 中随处可见的日常用品。虽然对其尺寸精度的要求不是很高，但由于其结构的
3、特 殊性及其材料的特殊性，假如使用常规的注射模具，便无法达到要求。所以本次 的设计以旋转体作为研究对象，解决低密度聚乙烯塑料制品成型中的关键技术 问题，这也是本次设计的难点所在。最后进行了客观的经济性分析，进而论证了本设计的可行性。关键词：低密度聚乙烯 注塑模具 旋转体1引言1.1塑料成型模具的国内外现况及其发展趋势众所周知，模具的制造是制造业的重要组成部分，且常常被誉为“无可比拟 的效益倍增器”。没有高精尖的模具，也就没有更加精美的工业产品，故模具制 造业也成为评估一个国家总体制造水平的重要指标。塑料模具成型因其在生产效 率、材料消耗、生产成本、质量等方面具有相当好的优势，故而得到了广泛的运
4、 用。自从改革开放多年以来，我国的模具企业正以翻天覆地之势产生新的变化， 在以前国有制时期，我们国内的模具企业绝大部分都是归公家所有，也就是所谓 的国有企业，在这一段时期内，我们国家的模具行业出现了一个过山车式的发展， 在调查中发现，由于在这一时期内，我国的塑料注塑模具还处于空白阶段，所以 接受了国外的一些技术后，开始初步的形成了规模，发展的势头还是蛮不错的， 但由于当时主要的模具厂商属于国有资产，这些模具厂商受于国家政策的保护， 没有积极的改进现有技术，实现自主发展创造新的工艺方法。致使我们国家注塑 模具行业长期徘徊不前，正如古话所说“学如逆水行舟，不进则退”。对于这种 尴尬的局面，随着改革
5、开放的持续推进，国家开始逐步放开市场，迟滞不前的局 面被逐步打破。我国在进入新的世纪后，赶上了二十一世纪的信息技术大爆发， 因此模具的发展非常迅速，在模具行业开始普及计算机在模具设计以及模具的制 造。其中最为革命性的技术是 CAD/CAM 技术在模具行业中的成功运用，为简 化模具的设计提供了新的可能。而随着制造行业数控机床的发展，多轴联动的数 控机床已经实现了商用，这为实现提高模具制造精度打下了坚实的基础。至此， 塑料模具行业迎来了发展的曙光，呈现出一片欣欣向荣的局面。在国外， 欧美等发达国家，他们的模具企业在历经多年的发展后，使其牢牢 的掌握着先进的技术以及对企业管理理念。在大型精密模具方面
6、，其仍然拥有无 可比拟的技术领先优势。就那简单的注塑模具来说，国外对于注塑模的设计，早 已已经采用了更加先进的计算机软件来进行辅助设计，对模具浇注系统和型腔的 熔料流动行为及温度调节系统的热量分布都已经实现了计算机软件的分析，基本 上实现了无纸化操作。而在我国，注塑模具设计制造水平已经得到了较大的提升， 但在还是集中在中低精度、小型的模具设计制造，所以与我国现今的经济地位以及发展的需求来看，我们与走在模具行业前沿的欧美国家相比，差距是很显然是 很大的，因此我们需要更加注重模具的发展，争取早日赶上我们已经落下的。1.2课题研究的内容本设计以旋转体塑件为例，通过对旋转体模具的工艺分析以及 设计，使
7、自己在灵活综合运用大学四年来所学基础知识和专业知识的基础上，熟 练掌握塑料模具设计的全过程，此旋转体的模具设计的难点之处在于电源 插座旋转体内部四个小倒钩的处理以及采用一模多腔的设计方式，故本次设计将重 点围绕设计使倒钩顺利脱模的斜顶机构以及一整套模具设计的基本要求。进而达 到本次毕业设计所需要的结果。1.3课题设计的目的及意义随着社会经济的发展与时代的进步，旋转体已经开始步入千家万户， 在生活上提高人们的幸福感，因其成本低廉，外观装饰效果强的特点，故其深受 国内人们的喜欢，针对目前市场出现的旋转体的特点，设计出一款适合于 大批量生产的，且其结构简单外观优美的旋转体是具有巨大的市场潜力的。旋转
8、体正朝着美观安全多功能用途的方向发展。在设计旋转体的造型和结构上进行了改观，设计突出表现造型服务与功能的实用性，功能合理 的表现在造型的基础上，造型具有一定的艺术效应。在功能原理上进行了简洁化 设计，同时也附加了常用的基本功能，使得使用者用起来更加的方便，安全，可靠。因此，对旋转体的注塑模具设计的研究是具有深远意义的，它不仅能 够提升人民的居住环境的美观性，同时也具有巨大的市场潜力和经济效益。2旋转体设计要求及其成型工艺分析2.1塑件产品的分析及基本要求 最大几何尺寸：87mm87mm8mm。 使用环境：室内，-1060。 电气性能：电绝缘性好、阻燃性好。 精度要求：一般（MT3 级）。外观要
9、求：外表白色并且光泽度好，无明显成型缺陷。 其它要求：具有良好的抗冲击强度、热稳定性、以及良好的机械特性。 根据以上要求可总结为该旋转体的设计要求制件需要具有较好的电绝缘性和一定的抗冲击强度，并且材料具有良好的流动性，以满足旋转体 成型的需求。2.2塑件结构和形状根据旋转体产品的二维图（ 见图2.1 ），使用 UG-NX6.0 三维软件进行 旋转体的三维建模（ 见图2.2 ）。通过建立的三维实体模型，可以从不同 角度对模型进行全方位的观察，进而能够更加直观形象的表现出产品的造型；此 外，由于该产品是非规则几何体，常规方法难于准确快捷计算出其体积、面积等。图 2.1塑件二维图图 2.2塑件三维图
10、2.3塑件材料的选择该产品是家庭常用的旋转体，因而必须拥有良好的介电性能，以防止 在日常的使用过程中发生触电事故。通过分析材料力学性能、 化学性能、 电气性能、成型性能、以及产品经济指标等诸多方面的要求，最后选择常用塑料 电气 性能 较优异的 LDPE（低密度聚乙烯）。LDPE 是属于无定型聚合物，成型收缩率较小，其理论收缩率一般为 0.4% 0.8% ，比热容较低 ，在模具中 冷却 时间较短，可以缩 短成 型周期，制件 尺寸稳 定且表面光顺。因 LDPE 在较宽的湿度、温度范围内具 有杰出且稳定的电绝缘性， 属于上好的 绝缘 材料。同时，LDPE 也具有良好的阻燃性及尺寸稳定性，使其在家 庭
11、的日用产品中占有举足轻重的地位。2.4成型方法及工艺选择依据旋转体成型所选用的材料为 LDPE 和外形要求以及设计要求，最终 确认采用注射成型是最佳的方法。2.4.1成型工艺分析此旋转体的外观尺寸大小为 190.95X190.95X77.39 。外观的结构造型如 图 2.3 所示。该旋转体的 基本尺寸， 长 、宽、 高 都有一定的配合要求，图 2.3外观结构意图2.4.2注射成型工艺过程及参数加料干燥 螺杆塑化 充模保压 冷却 脱模塑件的后 处理（1）LDPE 的干燥。 LDPE 的吸水性的敏感性较大，在加工之前应对其进行干燥和预 热，使 LDPE 原料所含水分低于 0.3% 以下，这有助于消
12、除水汽造成的目标制件表面 银丝等。注射干燥前的条件是：夏季雨水天在 120左右,冬季干天一般在 110左 右，干燥需达到 8h12h 。（2）注射成型各阶段的温度。 LDPE 熔体粘度较高，可达103 105 Pas ，容易 受温度升高的影响，表观粘度而下降。 LDPE 的流动特性一般，近似于牛顿流体， 与剪切速率不怎么相关。因此一般通过温 度来 改善其流动性。 LDPE 在注射过程中 的各个阶段的温度相关参数如表 2.1 所示：表 2.1 LDPE 在注射过程中的各个阶段的温度相关参数工艺参数阻燃性 LDPE工艺参数阻燃性 LDPE喷嘴温度/240250料筒前段温度/240285模具温度/9
13、0110料筒中段温度/230280预热和干燥温度/110120料筒后段温度/210240（3）注射压力。 因为 LDPE 的熔融粘度比 ABS 高，故注射阶段时需要选 用相 对高 的注射压力。但绝不是所有的 LDPE 产品注射阶段都需使用高压，由于本设计的电 源插座旋转体塑件本身不大、壁较薄、结构简易，因此能够在注射阶段使用相对 较低的注射压力。注射阶段，注塑模具浇口封闭的那一瞬间型 腔内的压力决定了制件的表面 质 量及缺 陷的程度。假使注射阶段的压力太小，塑料收缩增大，与电源插座扣 盖注塑模具的型腔表面脱离的间距加大，结果是制件产生了缺陷。倘若注射阶段 的压力过大，材料与旋转体注塑模具的型腔
14、表面在摩擦力的作 用下 ，造 成粘模。所以对于螺 杆式 的注塑机而言， 我们一般取注塑机的 注塑 压力 80120MPa 的范围。（4）注射速度。 查阅资料可知，LDPE 选用中等速率成效较好。遇到 LDPE 材料注射 速率过高后，LDPE 可能烧焦或分解析出气态物，进而在塑件上出 现熔 痕和电源插 座旋转体模具的浇口附近塑料变黄等。但旋转体属于薄壁制品，所以要有够 高的注射速率来保证充满型腔。（5）料量控制。 每台注射机每次注塑 LDPE 时，其每次注射量一般只能达到理论注射量的 80% 左右。因此，为提升旋转体质量及尺寸的精度，轮廓的光顺 性以及色调的同一性，所以每次注射量的计算一般选为理
15、论的注射量的 50% 左右 最佳。综上所述，对于本设计注塑机的选择，我们需要考虑到实际的生产条件，故 参数要选取一个较宽的范围，让绝大部分的 产 品和 生产 能力要求包含于这一范 围内。而这种生产条件的范围愈大，今后的生产俞稳定，且使注塑产品不容易受 到 生产条件 的改变而产生塑件质量降低。3选择注射机及相关参数的校核3.1概述通过对旋转体进行材料选择、旋转体的 工艺 性分析、成型过 程的工艺分析和工艺参 数大 致选定的基础之上，依照此旋转体生产批量 的大小和精度要求就 基本 上 可以确定型腔数量以及 排列方式 ，然后再依照电源 插座旋转体注塑模具所需的 LDPE 的注射量就可以基本上就你 确
16、定 所需选取注射机的 型号及相关的尺寸参数。3.2型腔数量的确定及排列方式该旋转体属于中小型产品，外形相对比较规则，精度 要求为 MT3，且 要求能够进行大批量生产，但塑件有 4 个小倒钩，需要使用斜顶杆抽芯机构 进行 分型。假若采用一模一腔或一模两腔，虽然简化了注塑模模具的结构，并且相应 提高产品的精度。而对于一个需要大批量生产的旋转体，以及顾及到生产 效率以及生产的经济效益，分析了模具的结构，最后决定采用一模一腔。思量到 分型的承压面宽度不小于 25mm（中型模具）,型腔中心距暂时定为110mm ，模仁长 度定为 280mm ，而这样的模仁强度是足够的，旋转体的型腔的二维布置方 式如图 3
17、.1所示。图 3.1型腔分布图3.3注射机的选型3.3.1 注射量计算（1）塑件质量、体积计算。通过 UG6.0 建模测量体分析可得，如图 3.2 所示，单个旋转体体积 V1 =244 cm, 单个 旋转体 的质量 m1 =293g （取 LDPE 的 密 度 为 1.20g/cm），流道凝料的质量 m 2 暂且不能确定，一般可按塑件质量的 0.3 倍来进 行估算。依据上节的分析，确定该模具采用一模一腔，所以注射量为：m=1.3n m1 =1.34293=390g （2）旋转体和流道凝料在分型面上的投影面积及所需的锁模力的计算。 在模具设计之前，流道凝料在分型面上的投影面积 A 2 是一个未知
18、数，按照 多型腔模的统计分析来看，A 2 是每个塑件在分型面 上的投 影面积 A1 的 0.30.5倍，因此可用其范围的平均值（0.4n A1 ）来代为估算，所以:A=n A1 + A 2 =n A1 +0.4n A1 =1.4n A1 =42386.4mm式中：A1 =BL=8787=7569 mmA 2 =0.4n A1 =0.447569=12110.4 mm故 模具所需的锁模力Fm = Ap=12110.435=423864N=423.87KN式中：型腔压力 p 取 35MPa （见参考文献6 表2 - 2 ）。3.3.2注射机的选取按照上面每个生产周期注射量和锁模 力的理 论计算值，
19、初选 XS - ZY - 250卧式注射机，其主要技术参数见 表3.1 所列（见参考文献6）3.3.3型腔数量及注射机有关参数的校核型腔数量校核表 3.1 注射机参数表ABC螺杆直径Screw Diametermm606570螺杆长径比Screw L/D RatioL/D21.72018.6理论容量Shot Size(Theoretical)cm3727853989注射重量 Injection Weight(PS)g662776900注射压力Injection PressureMpa213182157螺杆转速Screw Speedrpm0185合模力Clamp TonnageKN3000移模行
20、程Toggle Strokemm600拉杆内距Space Between Tie Barsmm660x660最大模厚Max.Mold Heightmm660最小模厚Min.Mold Heightmm250顶出行程Ejector Strokemm160顶出力Ejector TonnageKN62顶出杆根数Ejector NumberPiece13最大油泵压力Max.Pump PressureMPa16油泵马达Pump Motor Powerkw30电热功率Heater Powerkw19.65外形尺寸Machine Dimension(LxWxH)m6.5x2.0x2.4重量Machine We
21、ightt12.5料斗容积Hopper Capacitykg50油箱容积Oil Tank CapacityL670（1）由所选取的注射机料筒的塑化率校核此模具的型腔数量n(KMt/3600- m 2 )/ m1 =(0.86804040/3600-0.34293)/29342424,故型 腔数 校核合格。式中K注射机最大 腔数 注射量的利用系数，LDPE(无定型塑料)一般取为 0.8； M注射机的额定塑化率（g/h）,该注射机为 68040 g/h； t成型周期，取 40s（见参考文献6）；m2 浇注系统所需塑料质量或体积（g 或 cm）,取 0.3n m1 。（2）按注射机的最大注射量校核型
22、腔数量n(K m N -m2)/m1=(0.8250-0.34293)/ 293=441,故型 腔数量校核合格。式中:m N 为注射机允许的 最大注射量（g 或 cm），该注射机为 250 cm。其他符 号意义同上。（3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量n（F-p 型 A2）/p 型 A1=（1.8106 -35106 3027.6 ）/ 35106 756910-6 =6.36.34,故该注射机符合设计要求。 式中:F注射机的额定锁模力（N），该注射机为 1.8106 N；1A 一个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2），A1=7569mm；2A 浇注系统 （ 一腔 ） 在 模 具 分 型
23、面 上 的 投 影 面 积 （ mm 2 ）， A2=0.4A1=3027.6mm；P型 塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），该处取 35MPa 。3.3.4注射机工艺参数的校核（1）注射量校核。 注射量以容积表示，最大注射容积为:Vmax=a V=0.80250=200 cm式中:Vmax模具型腔和流道的在注射压力下所能注射的最大容积（cm）； V指定型 号与规 格的注射机注射量容积（cm3），该注射机为 250 cm ；a 注射系数，取 0.750.85 ，该处可取 0.8。假若实际注射量过小，注射机 的塑 化能 力得不 到发 挥，塑料在料筒中停留 时间就会过长。所以最小注射量容积 Vmi
24、n=0.2V=0.2250=50cm。故每次注射的实际注射量容积 V 应满足 VminVVmax，而 V=1.3n V1 =1.3 411.5=59.8 cm50 cm，符合要求。（2）锁模力的校核 前面已经进行了校核，符合要求（3）最大注射压力校核。注射 机的 额定注 射压 力即为该注射机的最 高压力 pmax =130MPa（见表3.1），应该使其大于注射成型时所需调用的注射压力 p0 。即pmaxK p0 =1.395=123.5MPa故符合设计要求。 式中:K安全系数，常取 1.3p0 在实际生产中一般取 95MPa。 其它的安装尺寸及开模行程的校核，待完成注塑模具设计之后进行。4模具
25、的设计经过理论的设计、浇口位置确定和采用 UG-NX6.0 软件分模相结合的方法， 最终确定成形零件工作尺寸和旋转体的模具的结构形式。4.1分型面位置和形式的确定(1)在旋转体的设计初级阶段，应该充分考虑成型时分型面的形状和 位置，否则无法成功用来模具成型。在模具设计的阶段， 首先 就要确定电源插 座旋转体的分型面的位置和浇口的形式， 然后 才能确定模具的结构。分型面设计 的是否合理，对塑件质量 、工艺的操作难易程 度和模具的设 计制 造都有相当大 的影响。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( 参照文献3的2.1.2节。)(2)根据上述的原则及该旋转体的结构形
26、式，该旋转体的水平 主分型面可以选如图4.1 所示平直分型面，很明显平直分型面有利于制 造和减小 脱模高度所以选择平直分型面。该分型面也是该旋转体的最大截面处，这 样有利于注射充模时的排气，并可利用该分型面侧塑件表面粗糙度不同，精度要 求较低的内壁面在冷却后产生的收缩对动模型芯有一定的包紧力，开模时有利于 塑件保留在动模一侧方便脱出。图 4.1旋转体分型面图4.2浇注系统的设计浇口形式的选择就决 定了流道系统，而流道系统又决定了模具的结构形式。 本设计若采用侧浇口或 潜伏式浇口，就可以采用单分型面模来成型，这样的模具结构比较简单，这样能够达到节省成本的目标。若采用点浇口从旋转体 底部的中心进料
27、，点浇口在被拉断之后，留下来的痕迹很小并且又在隐蔽的地方， 熔接痕较短（ 熔体经过破口处有熔接痕），对旋转体的外观和内在质量比 较有利，但这增加了模具的制造难度及成本。假如浇口开在旋转体的侧面， 对旋转体外观虽有一定的影响，但将侧浇口放在旋转体底部的分型 面处对其影响不大，但可以使模具制造降低难度，进而降低模具的制造成本。因 此本套模具采用一模一腔、侧浇口的普通流道浇注系统，包括：主流道、分流道、 冷料穴、侧浇口。4.2.1主流道的设计主流道通常位于模 具中心塑料熔体的入口处，它将所选定的注射机喷嘴射 出的熔体 导入 分流道和型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流 动和开 模时主流道凝料
28、的顺利拔出。其顶部设计成半球形凹坑，以便与喷嘴衔接，为避 免高温 LDPE 熔体溢出，凹坑球半径比喷 嘴球 头半径大1mm2mm ，如果凹坑半径小 于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出。由于主流道与注射机的高温喷嘴反 复接触和碰撞，所以设计 成独 立的主流道衬套，材料选用 45 号钢，并经局部热 处理球面硬度 38HRC45HRC，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用， 主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径 0. 5mm1mm 以避免溢料并且防止衔接不 准而发生的堵截现象，其关系如图 4.2 所示图4.2主流道衬套与喷嘴的关系图1）主流道尺寸主流道小端直径， d= 注射机喷嘴直径d 0 +
29、（0.51），取 d=5mm。主流道球面半径， SR= 注射机喷嘴球直径 SR0 +（12），取 SR=20mm。球面配合高度， h= 35 mm，取 h=4mm。主流道长度，由标准模架结合该模具的结构，取 L0 =71mm。主流道大端直径，D=d+Ltana 8.923mm（锥角取a = 3 ）。浇口套总长，L=L0 +h=71+4=75mm。2）浇口套（主流道衬套）的形式及其固定。图 4.3浇口套图主流道小端入口处与注射机喷嘴不断的往复接触，对材料的需求严格，所以 此旋转体注射模模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式 即浇口套，为此需要选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用 4
30、5钢 或合金 钢等，热处理硬度为 52HRC55HRC。为了拆装方便，通常把衬套和定位圈两者 之间采用呈较松动的间隙配合。因流道长短与所选模架大小（模板厚度）有关， 所以在确定流道尺寸之前应根据型腔数量及布局估算动、定模板的平面尺寸，即 粗定模架的型号和规格，这样才使理论计算有据可依。根据前述的布局及考虑到 模仁壁厚、顺序分型时在主分型面的一些元件的布置等，选用大水口侧浇口模架， 规格大致为 350 400 ，大水口（B型）浇口套，如图 4.3 所示。4.2.2分流道的设计（1）分流道的布置形式。分流道在分型面上的布置与前面所述型 腔排 列密 切相关，拥有多种多样的布置形式， 但应遵寻两方面的
31、原则：其一排列紧凑、缩 小模具板面尺寸；其二流程尽量短、锁模力力求平衡。所以此旋转体注塑 模具的流道布置形式采用平衡式，以使塑料熔体经分流道能均衡的分配到模具型 腔与避免局部胀模力过大影响锁模。定模板及定模模仁上均开有分流道。考虑到 旋转体的原材料 LDPE 的流动性不是很好，所以在进行模具设计时，需使浇 注系 统对料流的阻碍降到最低，故此处分流道行式确定为截面热量损失小，流 动阻力小的圆形截面分流道。 截面形状和尺寸如图4.4所示 。图 4.4分流道（2）分流道的长度。长度应尽量短，且少弯折。查阅相关手册及经验值，第 一分流道直径取 8 毫米，为了便于加工第二分流道亦取 8 毫米。该模具分流
32、道的 长度计算如下：第一圆形分流道的长度。根据的型腔布置，又通过对浇口位 置的分析，浇口 选 择在离中心长 70 宽 12、靠近型腔侧边一侧为最佳，见图所示，可计算得分流 道单向长度为：L1 = 164mm第二圆形分流道单向长度。根据所选模板厚度（100mm）和模仁高度（考虑到 水道的布置等因素），圆锥形分流道单向长度为：L2 = 24mm分流道总长度为：L总 = L1 +2 L2 =212 mm（3）分流道的表面粗糙度。因为分流道中与模 具接 触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流 动状 态比较好，因此分流道的内表面粗糙度 Ra 并 不需要很低，一般 0.63um1.6um ，外轮
33、廓稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外 层流 阻力。避免溶流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处 Ra=0.8um。 4.2.3冷料穴的设计（1）主流道冷料穴的设计。为避免前端冷料进入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的对面射冷料井，对于卧式注塑机冷料穴设在与主流道末端相对的动 模上。由于本模具属单分型面模具，故主流道冷料穴设在下模仁板上，且需设置拉料杆。 其形式采用Z字形，如图4.5所示。图 4.5拉料杆（2）分流道冷料穴的设计。当分流道较长时，可将分流道端部沿料流前进方 向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料。本模具在定模板与动模板上分流道 端部加长 8mm，见图 4.6 所示。4.2.
34、4浇口的设计（1）浇口位置的确定LDPE 在熔融状态时近似于牛顿流体，其熔体表面黏度随温度的升高而有较大 的降低。如采用尺寸较大的浇口，就可以降低流动的阻力，但 LDPE 的熔体通过 大浇口时比小浇口剪切速率低，导致熔体表 面黏 度升高，从而使流动速率降低， 因此不能通过增大浇口尺寸来提高非牛顿熔体流动速率。另外，选定好的注塑 机注 射时有一定的注 射速 率，倘若浇口设计的尺寸太大，浇口 前后方 的压力降p 减小，得不到良好的冲 模速 率。旋转体塑 件壁 厚较小流程相对较长， LDPE 熔体不易充满型腔，导致成型效果不理想。因此采用小浇口不但会大大提高 熔体通过浇口时的剪切速率，而且产生的摩
35、擦热 也会降低熔体黏度，以达到顺 利充模的目的。综合以上分析，考虑到旋转体和实际模具形状，采用矩形浇口，位置 放在靠近底部带咬口槽的另一侧的中间底部，选在该位置不但模具简单，而且去 除浇口的后加工操作也非常简单，提高了工作效率，也便于模具的机 械加工，有 利于保证浇口精度，在进行试模的时候使浇口尺 寸易于调整。（2）矩形浇口尺寸的确定。 浇口是流道与型腔之间长度非常短，截面又很狭窄的一段料流通道。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。由于开关旋转体的外表面要求比 较光滑，而此旋转体是装在墙壁上为主，所以允许在旋转体的底面 侧壁上允许留痕，综上可知，本课题设计浇口采 用矩形侧浇口，浇
36、口截面积通常 为分流道截面积的 0.07 倍0.09 倍，浇口长度为 0.5 倍0.75 倍。浇口具体的 尺寸，可依据实际生产经验确定，取其下限值，浇口的长度为 2mm，宽度为 4mm，高度为 1mm，然后再试模时逐步修正。流道尺寸如上面图 4.4 所示。4.2.5浇注系统的平衡对于此注射模具而言，此注塑模具的从主流道到对称型腔的分流道的长度相 等，形状及截 面尺 寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统明显是平衡的。 4.2.6浇注系统凝料体积计算（1）主流道与主流道冷料井凝料体积。p L22 D0 2V主 = V锥 +V冷 =(D0 + D0d0 + d0 ) + p l112 2 (22 )
37、75p 8.93 2= 8.93 + 8.93 5 + 5+ p1512 2 =3873 mm3（2）圆柱分流道凝料体积。V分圆=V圆+V冷=p R2 L+ 4p R3分= p 42 164 + 4p 43=9048 mm3（3）浇口凝料体积。V浇 很小，几乎可以忽略不计，故可取为 0。（4）浇注系统凝料体积V总 =V主 +V分圆 +V浇=3873 + 9048 + 0=12921mm3 =12.9cm3该值小于前面对浇注系 统凝 料的估算（约为 18 cm3 ），所以前面有关浇 注系统的各项计算与符合预期校核的要求，故不再需要重新设计计算。5模具成型零部件结构设计和计算5.1成型零部件的设计
38、当此旋转体注射模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳原材料 的闭合空腔，即常说的型腔，其需要接收来自注射机注射的塑料熔体，并使它们 在其内部固化成形为所需要的塑料制品。构成型腔的所有零部件统称为模具的成 形零部件。模具成型零部件的设计应在保证满足制件质量的首要要求，然后再考虑易于 加工、 装配 、使用维修等。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的设计。成型零部 件 工作 尺寸是指成型零部件上直接 决定 制件形状的有关尺寸，主要包括型腔和 型芯的径向尺寸及高度尺寸及孔中心距等。本设计中采用平均值法计算，其中： 塑件的尺寸精度取 MT3 级精度。塑件尺寸的公差值（可由参考文献3表 5-3 得 出）。模具
39、制造精度取 d1=D 。具体的设计及计算如下。35.2成型零件的尺寸计算此旋转体尺寸精度要求不是很高，在其上边的中间有一矩形破孔口， 这是与电源插座盖相配合的，在旋转体旁边有一个长方形的咬口，对塑件 只有外形尺寸和内破孔 尺寸的要求，这就要考虑模具磨损量和制造公差等，而 其他没精度要求，所有安装小倒扣只需考虑收缩率而与磨损无关，因此只需计算 型腔型芯的几个主要尺寸就可以了。塑件精度等级按 GB/T 144861993（参 考文献3，表 5-3），此旋转体的取一般精度，（MT3级）,计算中按相应公 差来查取，采用平均值法来计算。依据平均值法，模具型腔和大型芯的制造公差模具型腔和大型芯的制造公差
40、取制品公差的 1/3，模具中心距的制造公差按制品中心距公差的 1/4 进行计算， 由于塑件咬口的尺寸较小，故可直接把公称尺寸作为型芯的工作尺寸，并忽略制 造的误差。具体计算如下：平均收缩率： S=(0.8%+0.4%)/2=0.6%（1）凹模尺寸。 1）径向尺寸：=+d3 z(1+ S ) L -D式中：LMcps40Sc 塑件平均收缩率（ Sc =（0.004+0.008）/2=0.006）；Ls 塑件外形长边尺寸；塑件公差值；dz 制造公差。( dz =/3)故LM 10= (1 + 0.6%) 87 - 3 / 4 0.52+0.173 mm0= 87.132+ 0.173 mmlM 1
41、= (1 + 0.6%) 68- 3 / 4 0.660mm- 0.22087.132=mm0- 0.220lM 2= (1 + 0.6%) 52 - 3 / 4 0.600mm- 0.20052.762=mm0- 0.2002）深度尺寸：+d z式中：HM =(1+SCP) HS- 2 D30HS 塑件深度尺寸；塑件公差值 其余同上。故:H M 1= (1 + 0.6%) 8 - 2 / 3 0.18+0.060 mm00= 7.941+ 0.060 mmh M 1 = (1 + 0.6%) 2 + 2 / 3 0.320mm- 0.1072.223=mm0- 0.1070（2）动模型腔尺寸。 1）径向尺寸：L= (1+ S) L + 3 D式中：MCPS4-dZSc 塑件平均收缩率（ Sc =（0.004+0.008）/2=0.006）；Ls 塑件外形长边尺寸；塑件公差值；dz 制造公差。故lM 3- 0.240= (1 + 0.6%) 83 + 3 / 4 0.7200mm84.038=mm0- 0.2402）动模型芯高度尺寸:式中：h M = (1 +SCP ) hs+ 2/3D0-dzhs 型芯高度尺寸；塑件公差值 其余同上。6结构零部件的设计与标准模架的选择使用6.1模具成型零部件材料的选择由于标准模架的