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1、玩具四驱车零件3注塑模设计全套图纸 目录摘要1绪论11.1引言11.2塑料及塑料工业国内外研究概况及发展趋势11.2.1塑料模具CAD/CAM技术的现状11.2.2塑料模具CAD/CAM的发展趋势21.2.3塑料模具中新技术的应用32 塑件成型工艺性分析与注塑成型原理52.1塑件材料的选择52.2塑件的结构分析52.3塑件的工艺性分62.3.1ABS的注射成型工艺62.3.2 ABS性能分析72.3.3 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施72.4 注塑成型原理83模具结构形式的拟定93.1确定型腔数量及排列方式93.2模具结构形式的确定94 分型面的选择104.1分型面设计时考虑的因素104.
2、2分型面的设计原则104.3分型面的确定115注塑模浇注系统设计125.1设计浇注系统基本要点125.2主流道的设计125.2.1主流道的尺寸135.2.2主流道衬套的形式135.3冷料穴的设计155.3.1主流道冷料穴的设计155.3.2分流道冷料穴的设计155.4分流道的设计165.4.1分流道的截面形状165.4.2分流道的截面尺寸165.4.3分流道的长度175.4.4分流道的表面粗糙度175.4.5分流道的布置形式175.5浇口的设计175.5.1浇口的形式及其特点185.5.2浇口尺寸的确定185.5.3浇口位置的选择185.6浇注系统的平衡195.6.1分流道的平衡195.6.2
3、浇口的平衡195.7浇注系统断面尺寸计算205.7.1确定适当的剪切速率205.7.2确定体积流率206 模架的确定和标准件的选用227成型零件的设计247.1成型零件结构设计247.2成型零件工作尺寸的计算247.2.1凹模的工作尺寸247.2.2凸模的工作尺寸268 脱模推出机构的设计298.1 脱模阻力的计算298.2 脱模机构的设计299 侧向分型抽芯机构的设计3010 合模导向机构的设计3110. 1 机构的功用3110.1.1 导向机构的功用3110.1.2 定位机构的功用3110.2 导向机构的总体设计3210.2.1 导柱的设计3210.2.2 导套的设计3210.2.3 导柱
4、与导套的具体尺寸3311 排气系统的设计3412温度调节系统的设计3412.1模具冷却系统的设计3412.2模具加热系统的设计3513注塑机型号的确定3513.1 有关塑件的计算3513.2 注射机型号的确定3513.3 注塑机及型腔数量的校核3613.4 注塑机及参数的校核3613.4.1 注射量的校核3613.4.2 型腔数量的确定和校核3713.4.3塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核3713.4.4 最大注射压力校核3813.4.5模具与注射机安装部分的校核3813.4.6开模行程校核38结论39参考文献40致谢41411绪论1.1引言塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注
5、塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法 ,世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的 50 %以上 ,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增加，注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品 ,适合高效率、大批量的生产方式 ,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的制造技艺 ,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产 ,这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长 ,生产成本增加 ,而且难以保证产品的质量，要解决这些问题 ,必须以
6、科学分析的方法 ,研究各个成型过程的关键技术，塑料注塑成型是一个复杂的加工与物理过程 ,为实现注塑产品的更新换代 ,提高企业的竞争能力 ,必须进行注塑模具设计与制造及成型过程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技术的研究国外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技术研究的成果有关统计数据表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技术能使设计时间缩短 50 %,制造时间缩短 30 %,成本下降 10 %,塑料节省 7 % 注塑模计算机模拟技术正朝着与 CAD/ CAE无缝整体集成化方向发展 ,注塑 CAD 所构造的几何模型为实现注塑模 CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息 ,注塑模 C
7、AE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析 ,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据 。 现时国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。1.2塑料及塑料工业国内外研究概况及发展趋势1.2.1塑料模具CAD/CAM技术的现状模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个
8、新的飞跃。传统的模具设计制造方法已很难适应对塑料制件及时更新换代和不断提高的质量要求，为了适应变化，20世纪60年代以来，国外一些大公司和研究院所，投入大量财力和物力，开展CAD/CAE/CAM技术的研究，取得较大成果，已开发出许多商品化软件，并逐渐应用于设计生产。先进国家的CAD/CAM技术在20世纪80年代中期已进入实用阶段，市场上已有商品化的系列软件出售。目前业界一些著名的CAD/CAM软件如UG、Pro/E、Cimatron等都带有独立的注塑模设计模块。这里需要特别指出的是目前注塑模设计正从二维平台向三位平台转变，这是涉及的需要，也是制造的需要。利用计算机进行塑料模具设计（CAD），并
9、初步实现了注射、挤出、中空吹塑等塑料成型工艺过程的计算机模拟分析（CAE），这方面软件技术研究的进展，已经在工程应用中取得了显著效果。利用CAD/CAE技术显著提高了模具设计的效率，减少了模具设计过程中的失误，提高了模具和塑料制件的质量，缩短了生产周期，降低了模具和塑料制件的成本。我国模具 CAD /CAM 技术的开发始于 20 世纪 70 年代末，发展也很迅速。中国注塑模CAD的研究与应用虽然相对国外来说起步较晚，但自20世纪80年代开展注塑模CAD的研究与应用以来，经过20多年的努力，已经得到了很大的发展，取得了一些较大成果，如华中科技大学的注塑模CAD/CAE/CAM集成系统HCS、合肥
10、工业大学的注塑模CAD系统IPMCAD等，并用于实际生产中。由于中国模具CAD/CAM技术应用较晚，模具标准化程度不高，经验设计较多，与先进工业国家相比注塑模CAD/CAM技术还比较落后。到目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、塑料注射模等 CAD /CAM 系统。但是直到现在这些系统仍处于试用阶段，尚未在生产中推广使用。据统计，我国 20世纪 80年代进口模具中，均在不同程度上应用 CAD、CAM、CAD /CAM 等技术。但在模具 CAD /CAM 技术方面，我们与国外相比还有很大差距，主要表现在以下几个方面：CAD /CAM 没有商品化；CAM 的发展跟不上 CAD
11、发展；引进过多过宽；国内 CAD /CAM 技术研究开发未能很好地有组织、有计划、有重点地进行，造成低水平的重复劳动，影响了软件开发的进度和水平的提高。所以我们社会各界应共同努力，加强这方面的研究和应用。1.2.2塑料模具CAD/CAM的发展趋势CAD /CAM 技术发展趋势主要体现在以下几个方面： （1）集成化自从20世纪 80年代以来，计算机集成制造 （ComputerIntegrated Manufacture，简称 CIM）技术已成为制造工业应用计算机技术的主要发展方向。利用 CIM 技术建立的计算机集成制造系统 （CIMS）将制造工厂的产品设计、加工制造和经营管理等各项活动集成起来，
12、其目的是在计算机辅助下，利用最小的制造和管理资源，最优地实现企业的发展目标，获得最大的总体效益。CIM 的核心技术是集成，包括物理集成、信息集成和功能集成等方面的内容，其中信息集成是实现 CIM 的基础和关键。（2）微型化 CAD/CAM 正转向采用超级微型计算机。32位超级微型计算机在单机功能上将达到小型机和中型机的水平，多 CPU 并行处理时的功能将达到大型机的水平。以超级微型计算机为基础的 CAD /CAM 系统不断增多，功能也在不断扩大，性能已日趋成熟，并已开始广泛应用。（3）网络化 微型计算机 CAD /CAM 系统发展的一条主要途径是网络化。由于微型机价格低廉，功能较强，可将多台微
13、机工作站连成分布式 CAD /CAM 系统。（4）智能化人工智能技术是通向设计自动化的重要途径。近年来，人工智能的应用主要集中在引入知识工程，发展专家系统。专家系统的发展可扩大 CAD /CAM 的功能，有利于创造更高级的CAD /CAM 系统。（5） 最优化产品设计和工艺过程的最优化始终是人们追求的目标，采用传统的设计制造的模具可靠性较差。利用有限元和边界元等方法分析塑性成形过程及模拟材料的流动，从而可以检验设计的模具是否可以制造出合乎质量要求的产品。用计算机模拟技术检验设计结果，排除不可行方案，有助于获得较佳的设计，提高模具的可靠性。（6） 新型化用于 CAD /CAM 的新型外部设备将不
14、断问世。作为计算机外部存储器的磁盘将被存储密度为其几百倍甚至于几千倍的光盘所代替。（7） 综合可视化利用虚拟现实技木，多媒体技术及计算机仿真技术实现产品设计与制造过程的仿真，采用多种介质来存储。1.2.3塑料模具中新技术的应用以计算机为手段、专用注塑模设计分析软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架型式尺寸、金属材料数据、塑料材料及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸，迅速完成注塑模设计。利用软件分析功能读设计的模具进行充模、保压、冷却分析模拟，脱模后塑件内温度分布、应力分布、收缩、翘曲变形预测及充模时缺陷预测，依据分析模拟结果对设计的模具进行修改并反复模拟，待
15、模具确定后，由绘图机输出模具装配图及零件图，由打印机输出设计参数及模拟结果。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大得提高了设计效率，尤其是系列化或类似塑料模的设计效率提高更为显著。但是注塑模CAD过程尚未完全明了，分布过程中仍需人工输入大量参数，并由设计者判断结果的正确性与可靠性，这一点取决与设计者对塑料原材料及加工特性的认识水平与实践经验。本设计是设计玩具四驱车零件3模具设计。应用CAD软件设计塑件注塑模,并绘制注塑模装配图及模腔、模芯零件图。2 塑件成型工艺性分析与注塑成型原理2.1塑件材料的选择塑料来源丰富、制作方便和成本低廉，具有优良的成型和加工性能，在加热和加压下，利用不同的成
16、型方法几乎可将塑料制成任何形状的制品，所以就当之无愧成为塑件的首选材料。塑料材料性能简述如下：1）ABS（Acrylonitrile-butadiene styrene）：ABS塑料具有优良的综合性能，即优良的力学性能、电绝缘性、化学稳定性、成型工艺性。虽然ABS塑料本身不透明，但其着色性能很好。ABS塑料另一个重要特点是表面可电镀、喷漆、印刷、真空镀膜和绘画。2）PC（Polycarbonate）：即聚碳酸酯，呈淡黄色透明体，透光率在塑料重仅次于有机玻璃和聚苯乙烯，可以制作透明塑料制品。ABS的吸水率很小，模塑收缩率小，成型后尺寸稳定性很好。其冲击强度是常用工程塑料中最好的品种之一。但ABS
17、由两个明显的缺点，一是疲劳强度低，另一点是制品易开裂。3）ABSPC：即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物/聚碳酸酯混合物。其性能如下：物理性能：抗冲击性；高光泽；抗光性，可电镀，抗热性；高弯曲强度。化学性能：仅有限的抗水解性能；不抗酮，酯，氯化碳氢化合物。4）PS（Polystyrene）：即聚苯乙烯,呈无色透明状，透光性能仅次于有机玻璃，容易着色，并且具有良好的可塑流动性及较小的成型收缩率。其主要缺点是脆性大，形状复杂制品成型后存在较大内应力。根据以上内容，我所设计的塑件选择的材料如下： 材料:ABS。 色调：黑色。 生产批量：大批量。2.2塑件的结构分析塑件应有一定的结构强度。塑件图如下 图2-1
18、塑件图2.3塑件的工艺性分精度等级：采用MT3级精度。 脱模斜度：塑件外表面40-120塑件内表面30-12.3.1ABS的注射成型工艺1、注射成型工艺过程（1）预烘干装入料斗预料化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序（2）清理模具、涂脱模剂合模注射2、ABS的注射成型工艺参数（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：3060（3）预热和干燥：温度（）8085 时间（h）23（4）密度（g/cm）：1.021.05（5）材料收缩率（%）：0.30.8（6）料筒温度（）：后段 150157 中段 165180 前段 180200（7）喷嘴温度（）：170180（8）模具温度（）：
19、5080（9）注射压力（MPa）：70100 （10）成形时间（S）：注射时间2090 高压时间05 冷却时间20120 总周期50220（11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可（12）后处理方法：红外线烘箱 时间（h）24 温度（）702.3.2 ABS性能分析1、使用性能： 综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。 水、无机盐、减、酸对ABS几乎无影响。 尺寸稳定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑料，表面可镀铬。2、成型性能： 无定型塑料，其品种多，各品种的机电性
20、能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。 吸湿性强，含水量应小于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。 流动性中等，溢边料0.04mm左右 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温。料温对化学性能影响较大、料温过高易分解，对要求精度较高的塑件，模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180230，注射压力为100140MPa为宜。易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（在热水中
21、加热可消失）。ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1以上。在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。2.3.3 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高等。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。2.4 注塑成型原理注射成型，又称注射模塑或注塑，是塑料的一种重要的成型方法。其主要过程为：将塑料的料粒或粉料，在注射成型机的料筒内加热融化呈流动状态时，在柱塞或螺杆加压下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以快速注入温度较低的闭合模具内，经过一段时间的冷却定型后，开启模具即得
22、制品。过程有：（1） 合模，加料，加热，塑化，挤压 （2） 注射，保压，冷却，固化，定型 （3） 螺杆嵌塑，脱模顶出 注射成型机的工作过程： 合模注射保压冷却开模取塑件合模 图2-1注射成型机的工作过程图3模具结构形式的拟定3.1确定型腔数量及排列方式一般来说，精度要求高的小型塑件和中型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可依据模型的大小情况而定。该塑件对精度要求不高，再依据塑件的大小，采用一摸四腔的模具结构。型腔的排列方式如下图：图3-1 型腔排列方式图3.
23、2模具结构形式的确定1、多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采取此结构。2、多型腔分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采取此结构。该塑件外观质量要求不高，是尺寸精度要求较低的小型塑件，因此可采取多型腔单分型面的设计。从塑件上容易看出模具的分型面位置、推出机构的设置以及浇口的位置，分型面为水平分型面。4 分型面的选择 分型面是指为了塑件的脱模和安放嵌件的需要，模具型腔由两部分或更多部分组成这些可分两部分的接触表面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑件的
24、脱模。4.1分型面设计时考虑的因素如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。分型面的选择很重要，它对塑件的质量、操作难易、模具结构及制造影响很大。在选择分型面时一般应考虑以下因素。（1）塑件的形状、尺寸和壁厚。（2）塑件性能及填充条件。（3）浇注系统的布局。（4）成型效率及成型操作。（5）排气及脱模。（6）模具结构简单，使用方便，制造容易。4.2分型面的设计原则选择分型面时一般应遵循以
25、下几项原则：1) 分型面应选在塑件的最大截面上，并力求采用平面。2) 应尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有一个分型面。3) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。4) 保证塑件的精度要求。5) 满足塑件的外观质量要求。6) 便于模具加工制造。7) 对成型面积的影响。8) 对排气效果的影响。9）对侧向抽芯的影响。4.3分型面的确定方案一：在塑件的底平面上。 方案二：在塑件的顶面。根据上面的要求容易看出方案二不合适，因为顶面是个弧面。因此我们选择方案一。如下图所示：图4-1分型面5注塑模浇注系统设计作用是使熔体平稳地引人型腔，使之按要求填充型腔；使型腔内的气体顺利地排出；在熔体填充型腔
26、和凝固的过程中，能充分地把压力传到型腔各部位，以获得组织致密，外形清晰、尺寸稳定的塑件。因此，浇注系统十分重要，它的设计正确与否是注射成型能否浇注系统是指模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其顺利进行，能否得到高质量塑件的关键。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。5.1设计浇注系统基本要点1）适应塑料的工艺性设计者应深人了解塑料的工艺性，分析浇注系统在充模、保压补缩和倒流各阶段中，型腔内塑料的温度、压力变化情况，以便设计出适合塑料工艺特性的理想的浇注系统，保证塑件的质量。2）流程要短在保证成型质量和满足良好排气的前提下，尽量缩短熔体的流程，以减少熔体压力和热量损
27、失，保证必须的充填型腔的压力和速度，缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，从而提高效率，减少塑料用量，提高熔接痕强度或使熔接痕不明显。3）排气良好4）避免料流直冲型芯或嵌件5）浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小6）浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称7）修整方便，保证制品外观质量8）防止塑件变形该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般有主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响较大，而且还在于塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。5.2主流道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度和压力降
28、低最小，且把塑料熔体输送到最远的位置。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为26。5.2.1主流道的尺寸主流道小端直径主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.51）mm =4+0.51 =4.55（mm）主流道的球半径主流道的球半径SR=10+0.51mm 取SR=11mm球面配合高度球面配合高度为35mm， 取5mm主流道长度主流道长度L，应尽量小于60mm，综合上标准模架以及该模具结构， 取L=50mm主流道锥度主流道锥角一般应在26，取=4,所以流道锥度为/2=2。主流道大端直径主流道大端直径D=d+2Ltg（/2）（=4） D=
29、6.8(mm)主流道大端倒圆角倒角=0.6（mm）根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道5.2.2主流道衬套的形式主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴接触容易造成磨损，属于易损件，因此对材料的要求较高，因而模具的主流道常设计成为可拆式的。材料主要选用T8A、T10A等，采用热处理至5055HRC。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相连接的注射机喷嘴同一轴心线。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过度配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。主流道衬套的形式有两种：一、 主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二、 主流道衬套与定位圈设计成两个零件，
30、然后配合固定在模板上。通过分析比较，选择第二种形式。主流道衬套、定位圈的尺寸以及主流道衬套的固定形式如下图：5-1主流道衬套的固定形式 5-2主流道的具体尺寸图5-3定位圈的具体尺寸5.3冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长一接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注
31、射间隔所产生的冷料的井穴称作为冷料穴。5.3.1主流道冷料穴的设计主流道冷料穴设计成带有拉料杆的冷料穴，底部有一根拉料杆组成，拉料杆装于推杆固定板上，与推杆脱模机构连用。拉料杆的端部设计成“Z”字型，便于将主流道凝料拉出。当其被推出时，塑件和流道凝料能自动坠落，易于实现自动化操作。主流道的设计如下图所示：5.3.2分流道冷料穴的设计 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.52倍。 图5-4主流道冷料穴的设计5.4分流道的设计该模具为一模四腔的结构，应设置分流道。分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽
32、快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失和热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。5.4.1分流道的截面形状常用分流道的形状有圆形、梯形、U形和六角形等。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面面积最大，流道的表面积小，以减少热量的损失，因此可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。圆形截面效率最高，而且容易脱模，各方面的都优于其他形状截面的分流道。综合考虑，选用圆形截面形状的分流道较好。5.4.2分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸应柑橘塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率以及分流道的长度等因素来确定。对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑
33、件，可以用下述公式确定分流道的直径：D=0.2654W1/2L1/4其中D流道直径（mm）；W塑件的质量（g）；L分流道的长度（mm）；此公式计算的分流道直径限于3.29.5mm。根据前面的公式有：D=0.265444.51/2551/2=1.58故不在适应范围。根据分流道截面形状与流动理论长度关系和塑料成型工艺与模具设计表5-3，在考虑到ABS的成型工艺性能，并在网络上收集的资料，可以确定分流道直径为6mm。5.4.3分流道的长度分流道的长度应尽量短，且少弯折。分流道的长度为L=（15+15）2=60mm5.4.4分流道的表面粗糙度由于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
34、熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度要求的并不高，一般取0.631.6，这样表面稍不光滑，有助于正大塑料熔体的外流层流动的阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。5.4.5分流道的布置形式分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，该模具为一模四腔，采用平衡式布置。平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、截面尺寸等都对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料平衡。因此各个型腔的浇口尺寸也可以相同，达到各个型腔均衡地进料。模具分流道为圆形截面，在定模座版和定模板上都开有分流道。其形式如下图： 图5-5分流道的设计5.5浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段流
35、道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量的影响很大。浇口的主要作用是： 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； 易于切除浇口凝料； 对于多型腔的模具，用以平衡进料；浇口的面积通常为分流道面积的0.030.09。浇口的截面有矩形和圆形两种，浇口长度约为0.52左右，浇口的尺寸一般根据经验来确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。5.5.1浇口的形式及其特点最常用的浇口形式有三种。第一种是侧浇口，这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便，但不得因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需要加大浇道尺寸，但随之浇道部分
36、的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损失了周围的美观。第二是点浇口,塑料注射时，在点浇口以高速注入型腔，一部分动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处融合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点浇口的痕迹，影响塑件的美观，并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必须移动。由于型腔重量较大，所以不方面移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输出浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔
37、接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方面。三是在塑件顶出的同时，浇口剪短并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑件流程尽量一致的原则出发，采用了四个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。5.5.2浇口尺寸的确定浇口结构尺寸由经验公式，并由塑料模具技术手册查的，浇口长度为2mm，浇口直径为2mm。注：其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。5.5.3浇口位置的选择浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷 浇口应开设在塑件截面最厚处 有利于塑件熔
38、体的流动 有利于型腔的排气 考虑塑件受力情况 增加熔接痕牢度 流动定向方位对塑件性能的影响 浇口位置和数目对塑件变形的影响 校核流动比 防止型芯或嵌件挤压位移或变形此外，在选择浇口位置和形式时，还应该考虑到浇口容易切除，痕迹不明不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。5.6浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具已广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡
39、。5.6.1分流道的平衡 在多型腔模具中，熔体在主流道与各分流道，或各分流道之间的体积流量是不会相同的，但可以认为他们的流速是相等的，以此达到各型腔同时充满的目的。为此各流道之间应以不同的长度或截面尺寸来达到流量不等，经分析可推到，可用下式进行平衡计算：=式中Q1 ,Q2熔融树脂分别在流道1和流道2中的流量，cm3/s d1，d2分流道1和分流道2的直径，cm L1,L2分流道1和分流道2的长度，cm 上式没有考虑分流道转弯局部阻力的影响，以及模具温度不均的影响。实际上尚须对这些因素作校正，才能达到冲模时间相等的目的。5.6.2浇口的平衡 在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道
40、长度或各型腔所需填充流量不同，也可以采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔体同时充满各型腔。 浇口平衡简称BGV，只要做到各型腔BGV值相同，基本上能达到平衡填充。 对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下：BGV=式中 Sg浇口的截面积， Lg浇口的长度， mm Lr分流道的长度，mm浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比Sg/Sz取0.070.09.该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。 5.7浇注系统断面尺寸计算 对工业上使用较合理的30多副注射模具，根据所用注射机的技术规格，作了几种塑料熔体的充模计算，结果认为主流道和分流道
41、的剪切速率=55 ，浇口剪切速率=105,平衡系统的充模过程近似于等温流动。=f（Q,Rn）的关系式可用如下的经验公式表达：= 式中 熔体在流道中的剪切速率 (S-1) Q熔体在流道中的体积流率 （cm3/s） Rn浇注系统断面当量半径 （cm）5.7.1确定适当的剪切速率 浇注系统各段的剪切速率y值如下：（1） 主流道：s=5103S-1（2） 分流道：r=5 102S-1 （3） 点浇口：Q= 105S-1 （4） 其它浇口：=51035104S-15.7.2确定体积流率 浇注系统中各段的体积流率Q值是不同的。（1） 主流道的Qs根据模具成型塑件的体积和所用注射机的技术要求，由下式计算：=
42、 式中 Qn主流道的体积流率 （cm3/s） 注射时间（s） Qp 模具成型塑件的体积，通常取=（0.50.8）Qn Qn注射机的公称注射量由塑料模具技术手册，可根据注射机的公称注射量查的注射时间=1.0 s 所以= =23.978cm3/s（2）分流道的和浇口处的对于多点进料的单型腔，或各型腔相同的多型腔，若分流道采用平衡式布置，则各分流道及浇口中的体积流率为： QR=QG=Qs/m （cm3/s）式中,QR，Q分流道或浇口中的体积流率 （cm3/s） m分流道的数目所以QR=QG=6（cm3/s）由上述经验公式可算出： 主流道RnZ=2.25（mm）分流道RnR=7.1（mm） 浇口 Rn
43、G=0.375(mm) 以上浇注系统截面的确定也可以根据yQRn 关系曲线图直接查得。6 模架的确定和标准件的选用 注射模由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件包括注射模的支承零部件和合模导向机构。支承零部件和合模导向机构构成注射模模架，模架也称模体,是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都寄生其中，也是型腔未加工的组合体，通过它将模具的各部分有机的联系在一起。在毕业设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其是对大型模具，这点尤为重要。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用
44、标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架250450,可符合要求。模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模型腔板要用销钉定位，动、定模固定板之间过导向零件定位，模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉，模具外表面尽量不要有突出部分，模具外表面应光洁，加涂防锈油。一、定模座板（315450，厚25）主流道衬套固定孔与其为H7/m6过渡配合，定位圈内孔主流道衬套外部大径为H9/f9间隙配合，主流道衬套通过两个8的内六角螺钉与定模型腔板连接。二、定模型腔板(250450,厚30)为了保证被固定零件的稳定性，