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1、基于ug的肥皂盒注塑模设计毕业设计摘 要本文是关于肥皂盒的塑料注塑模具的设计，在正确分析塑件的结构，技术要求及企业的生产实际情况后进行塑件的注射模设计。分别对聚苯乙烯的性能，塑件结构特点分析后，采用了侧浇口进行浇注，以及注射机的选用，分型面的选择，型腔数目的确定，成型零部件的结构设计以及相关的计算，并配有图例来加以说明。采用CAD软件对模具进行辅助设计、分析、绘图。其核心知识是塑料成型、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、计算机辅助设计、模具CAD等。通过本次设计，可以对注射模具有一个初步完整的认识，注意到设计中的一些细节问题，如制作的结构、成型零部件的尺寸计算，了解模具结构及工作原理；
2、设计中对注射机相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模等。校核合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。关键字：聚苯乙烯（PS），注射模，肥皂盒，浇注系统，分型面ABSTRACTThis article is about the soapbox mold design, plastic parts in the correct analysis of the structure, technical requirements and actual situation of production after the inj
3、ection mold plastic parts design. Respectively Polypropylene performance analysis of structural characteristics of plastic parts, the use of points for pouring gate, as well as the choice of injection machine, the choice of parting surface, the determination of the number of cavity, forming the stru
4、ctural design of components, with a legend to be described. The use of CAD software for mold design, analysis, graphics. The core knowledge is the plastic mold, molding material and technological base, and mechanical design, plastic molding technology, computer-aided design, CAD, such as mold.Throug
5、h this design may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle work, The design should be certification, Primarily related to the injection machine of important parameters the certification includi
6、ng die close thickness sizes, the name distance, injection machine of the die drae force and so on. After checking qualified , the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy.KEY WORDS：polystyrene，injection mold, soapbox , pourin
7、g system, parting surface 第一章 绪论1第二章 注射成型工艺及注射机的选择32.1 塑件三维图及基本尺寸322肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性42.2.1塑料的含义及分类42.2.2 塑料的组成42.2.3 塑料的特性52.2.4主要塑料的性能参数5.2.2.5聚苯乙烯的工艺性能72.3注射机的选择82.3.1工艺分析82.3.2 注射成型基本过程82.3.3注射机的分类92.3.4 注射机的选择112.3.5注射机工艺参数的校核12第三章 塑件在模具中的位置123.1 型腔数目的确定123.2 型腔的分布133.3 分型面的选择14第四章 浇注系统的设计154.1 浇
8、注系统的组成及设计原则154.2主流道的设计164.3 分流道的设计164.3.1设计要求174.4浇口设计184.5冷料穴和拉料杆的设计194.6 排气系统的设计20第五章 成型零部件的结构设计215.1凹模的结构设计215.2 型芯结构的设计225.2.1主型芯的设计235.2.2小型芯的设计235.3 成型零部件的工作尺寸的计算235.3.1计算成型零部件工作尺寸要考虑的因素235.3.2成型零部件相关尺寸的计算24第六章 结构零部件的设计266.1模架的选择266.2支撑零部件的设计276.2.1支撑板的设计276.3合模导向机构的设计286.3.1导柱导向机构设计要点：286.2.2
9、导柱的设计286.3.3 导套的结构设计28第七章 推出机构的设计287.1推出机构的设计原则287.2推出机构的选择297.3推件力的计算307.4推出机构的导向与复位30第八章 加热、冷却系统的设计308.1 冷却系统的作用318.2 冷却回路的尺寸确定318.3冷却回路的布置328.4模具加热系统的设计32第9章 校核329.1 模具厚度的校核339.2开模行程和塑件推出距离的校核339.3注射模具工作原理装配图34第十章 结束语34参考文献35 2第一章 绪论 我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模
10、具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。模具被称为工业产品之母，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。当前，中国正以巨大的市场空间和丰富的人力资源优势，成为承接发达国家制造业资本流动和产业转移的重要载体。有关资料显示，目前广东的珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。专家预测，随着全球加工业重心加快向我国转移，这一地区有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。 近几年，我国模具制造水平大幅度提高。一个国家的模具技术水平，已成为衡量国家制造业水平的一个重要标志，也是保持这
11、些国家的产品在国际市场上优势的核心竞争力。中国模具行业加快了体制改革和机制转换步伐，产业结构日趋合理。相关机构预测到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。据国际模协秘书长罗百辉介绍，这几年全球58%的模具是由德国等国家生产制造的，中国等亚洲国家的比例只占到1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右。 模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价
12、值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。由于现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。近年来，伴随着国产设备水平的不断提升，也有不少模具企业开始选择了国产机床。超精密镜面铣床、纳米级车铣复合中心、超精密数控车床等也已用于模具制造。不过有些高端设备主要还是靠国外进口。但现阶段我国模具制造业确实取得了显著的成功。据国际模协秘书长罗百辉介绍，我国以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的高水平的模具的比例已经达到了三分之一以上。 我们要想成为世界制造业大国，没有先进的模具工业是不行的。在这方面我们还有很长的路要走，还有很多东
13、西要学。首要的一条是要重视模具行业的发展，不但要有先进的技术，更要重视模具行业的商品化，让模具行业从企业中走出来，成为一个具有市场竞争力的新兴行业。据国际模协秘书长罗百辉调查，欧洲模具设计和生产的时间要比中国快，但因中国的劳动力成本低，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧。当前，越来越多的外资制造企业看到日益发展的中国模具，纷纷加入到中国的模具市场，许多国际知名品牌的汽车模具、冲压模具、注塑模具企业也都进入中国，且进入中国市场的力度非常迅猛，速度也非常快。尤其是在我国的华南地区广东一带，港资、台资和外资制造企业规模已经发展很大，模具的销售总量成为中国最多
14、的地区。国际模协秘书长罗百辉表示，外资企业进入中国市场，不仅将资金带到中国市场，而且带来了先进的技术、设备和工厂管理。国外模具企业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力。 随着模具制造工业在中国国民经济中的作用和地位的日益加强与提高，国家制造行业把模具工业列为中国制造业之母，将模具制造业列为支撑中国制造业发展的一个最基本的基石。所以，国家政策支持为模具工业的发展提供了良好的社会环境和政策保障，提高了模具行业从业者的积极性和主动性，正确的产业政策产生了正确的引导作用，促进了我国模具工业技术水平的提高和骨干模具企业队伍的形成。 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明
15、显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。“十一五”期间中国模具工业发展迅速，产需两旺，渐入佳境。但也要看到我国模具行业综合水平落后的面貌未得到根本性的改变，一些深层次的问题尚待解决。现在，中国可以说是世界模具生产大国之一，但还远远不是生产强国。“十二五”期间，应该向生产强国这目标迈进。 第二章 注射成型工艺及注射机的选择2.1 塑件三维图及基本尺寸工艺参数尺寸：L124xW80xH15（mm）壁厚：2mm塑件精度：5级精度脱模斜度： 型腔：35至 130 型芯：30至1本塑件圆角去半径R=1mm塑件的体积V=35.78cm3 查的塑件的密度=1.05g/cm3则塑件的质量M=V=1
16、.05g/cm335.78 cm3=37.57g本零件设计如图2-1和图2-2（a）正面图 （b）背面图 2-1肥皂盒实物图（a）正面图(b)背面图图2-2肥皂盒工程图肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。此次设计的肥皂盒的结构较简单，主要是在肥皂盒的底部打孔，这样可以让积累在里面的水自然流出，省去人工进行操作了。也可以提高肥皂的使用寿命。优点是：结构简单，提高肥皂的使用寿命；缺点是:有可能使水流在卧室，不能保证房间的整洁性。在开模时需保证塑件留在型腔上，用推杆
17、顶出。 22肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性2.2.1塑料的含义及分类塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分，加入其它添加剂,可在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料，经受热而发生化学反应，当加热（加压）达到一定温度而硬化并固化。热固性塑料，一经加热固化后，再受热也不能恢复到原来的状态；热塑性塑料，在受热后达一定温度则熔融软化流动，经冷却而固化。热塑性塑料，可反复加热熔化、冷却固化，材料的化学性能不变。在本毕业设计中主要牵扯到热塑性塑料。2.2.2 塑料的组成1、树脂：树脂是在受热时软化，在外力作用下有流动倾向的聚合物。它是塑料中起粘结作
18、用的成分，也叫粘料。树脂主要决定塑料的基本类型（热塑性和热固性）和基本决定塑料的主要性能（机械性能、化学性能、导电性能等）。 2、添加剂：是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，而能改善其性质或降低成本的化学物质。添加剂的加入，能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。 3、填料：主要起改善塑料性能的作用。常用的有粉状的木粉、滑石粉、铁粉、石墨粉等，纤维状的玻璃纤维、石棉纤维等，片状的麻布、棉布、玻璃布等。 4、增塑剂：改善塑料的性能和提高柔软度。常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类，癸二酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。 5、稳定剂：能阻缓材料变质的成分
19、。常用的稳定剂有二盐基性亚磷酸铅、三盐基性硫酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡等。2.2.3 塑料的特性 1、塑料的优点(1) 重量轻:塑料的密度一般在0.9-2.3g/ml之间，约为铝的一半，铜的1/6(2) 比强度和比刚度高(3) 化学稳定性好:对酸碱等化学物质有良好的抗腐蚀性(4) 电绝缘性好:塑料有优越的电绝缘性和耐电弧特性(5) 耐磨性和减摩性好(6) 消声和吸震性能好(7) 可任意着色(8) 优良的自润滑性能并且适合大批量生产2、塑料的缺点(1) 耐温性能差(2) 热膨胀系数大(3) 表面软，易吸尘 2.2.4主要塑料的性能参数1、ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、
20、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料2、聚乙烯：常用聚乙烯可分为低压聚乙烯(HDPE)、高压聚乙烯(LDPE)和线性高压聚乙烯(LLDPE)。三者当中，HDPE有较好的热性能、电性能和机械性能，而LDPE和LLDPE有较好的柔韧性、冲击性能、成膜性等。LDPE和LLDPE主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性等，而HDPE的用途比较广泛，薄膜、管材、注射日用品等多个领域。 3、聚丙烯：相对
21、来说，聚丙烯的品种更多，用途也比较复杂，领域繁多，品种主要有均聚聚丙烯(HOMOPP)，嵌段共聚聚丙烯(COPP)和无规共聚聚丙烯(RAPP)，根据用途的不同，均聚主要用在拉丝、纤维、注射、BOPP膜等领域，共聚聚丙烯主要应用于家用电器注射件，改性原料，日用注射产品、管材等，无规聚丙烯主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等。 4、聚苯乙烯：聚苯乙烯的密度为1.041.16g/cm3聚苯乙烯的主链上有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质地脆硬，抗冲击性能差，敲打时发出类似金属的响声。机械强度低于硬质聚氯乙烯，尤其是相对分子量较小的品种强度更差，聚苯乙烯属于非结晶型聚合物。聚苯乙烯具有良好的可塑流动
22、性和较小的成型收缩率，是成型工艺最好的塑料品种之一，容易制造形状复杂的制品。聚苯乙烯无色无味无毒透明，透光性仅次于有机玻璃，着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩，常用于制造要求透明或颜色鲜艳的制品。聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿的环境中尺寸变化很小，加工前不需要干燥处理，适用于制造要求尺寸稳定的制品，聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其它有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用，对水、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力，如仪表仪器壳体等。聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能，尤其是在高频条件下的介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯的主要缺点是脆性大，形状复杂的制品成型
23、后存在较大的内应力时，常会在使用中自行开裂。为改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明显降低脆性，提高冲击韧性。这种塑料称为高冲击聚苯乙烯。通过对以上四种常用材料性能及其特点的对比，本品选用聚苯乙烯材料作为成型材料，收缩率好、成型工艺性好。.2.2.5聚苯乙烯的工艺性能1、聚苯乙烯的成型性能(1)无定形料，吸湿性小，不易分解但性脆易裂，人膨胀系数大易产生内应力(2)流动性好（溢边值为0.03mm左右）可用螺杆或柱塞式注射机成型(3)易采用高温料、高温模、低注射压力，延长注射时间有利于减少内应力，防止缩孔变形。料温过高易出现“银丝“料温过低或脱模剂过多则透明性差(4)可采用各种形状的浇口，浇口与
24、塑件应圆弧过渡连接，防止除浇口时损坏塑件，脱模斜度易大，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂变形(5)塑件壁厚均匀，最好不带镶间各面应圆弧连接，不宜有缺口2、聚苯乙烯的物理、力学和热学性能如表1-1、表1-2、表1-3表1-1聚苯乙烯的物理性能密度 g/cm3比体积cm3/g吸水率(%)24h 长时间摩擦系数PS 钢 PS 钢（无润滑） （有润滑）1.041.061.101.110.010.030.050.340.16表1-2 聚苯乙烯的力学性能屈服强度Mpa抗弯强度Mpa断裂伸长率%弯曲弹性模量Gpa抗压强度Mpa冲击韧度 KI/m2无缺口 缺口布氏硬度HBS37672001.4556783.4
25、4.88.65R9.510.5表1-3 聚苯乙烯的热学性能熔点 热变形温度45N/ cm2 180N/2线膨胀系数105/计算收缩率熔融指数 MFI g/10min17017610211556579.80.60.8230负荷21N2.09 2.038.692.3注射机的选择2.3.1工艺分析该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑
26、件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：成型收缩率:0.60.8% 平均收缩率：0.65聚苯乙烯的注射参数：喷嘴形式：直通式 喷嘴温度/ oC：160170料筒温度/ oC： 前段170190 中段170190 后段140160模具温度/ oC:2070（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则光洁度较低）融化温度：210280（建议温度：245）成型温度：170280 注射压力/MPa:60100保压力/MPa：3040注射时间/S：03保压时间/S：1540冷却时间/S：1530成型周期/S:40902.3.2 注射成型基本过程注射成型是把塑料原料（一般
27、为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热熔化，使之成为高粘度的流体称为“熔体”，用柱塞或螺杆作为加工工具，使熔体通过喷嘴以较高的压力（约为2580Mpa）注入模具的型腔中，经冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。注射成型的全过程可以分为：1、塑化过程2、充模过程3、冷却凝固过程:热塑性塑料的注射成型过程是热交换的过程。即：塑化注射充模固化成形4、脱模过程5、后处理由1到5形成了一个循环。每一次循环，就完成了一次成型一个乃至数十个塑件。2.3.3注射机的分类注射机类型和规格很多，分类方法各异，按驱动方式可分为液压驱动和机械驱动两大类，其中以液压驱动较平稳安全。
28、按照工作方式分为全自动、半自动和手动，全自动注射机已成为现行注射机的主要形式，它在必要时也能进行半自动和手动操作。按结构形式可分为立式、卧式和直角式三类，国产卧式注射成型机已标准化和系列化。三类不同结构形式的注射成型机特点如下：1、立式注射成型机如图2-3注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手取制品后，也可实现全自动操作，此内注射机注射量一般均在60克以下。如大型注射机也
29、采用这种形式则机器高度太大，给加料和操作都带来困难，而且机器重心高，要求厂房高度大，是不大适宜的。图2-3立式注射成型机2、卧式注射成型机如图2-4这是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行）。这类注射机的优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故易实现全自动操作，机床重心较低，安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。其主要缺点是安装麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能，机床占地面积较大。系列生产的卧式成型机多采用液压传动，并可实现全自动或半自动生产。图2-4 卧式注射成型机1-锁模液压缸;2-锁模机
30、构；3-动模固定板；4-顶杆；5-定模固定板；6-控制台；7-塑化部件；8-料筒；9-计量和传动装置；10-注射和移动液压缸3、角式注射成型机角式注射成型机是指注射柱塞或螺杆与合模运动的方向相互垂直者，目前国内各使用最多的角式注射机系采用沿水平方向合模，沿垂直方向注射，合模系由电机驱动开合模丝杆传动，注射部分采用齿轮、齿条机械传动外，也有改用液压传动。这种注射机主要优点是结构简单，便于自制，适于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模设时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。其主要缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大，如该为液压传
31、动则可克服上述缺点，其占地面积在介于立式和卧式之间。此外还有转盘式注射成型机、旋转式注射成型机、热固性塑料注射成型机、双色注射成型机等。2.3.4 注射机的选择1、注射机的初选注射容量：注射机的容量以容积（cm3）表时，塑件的体积（包括浇注系统在内）同样应小于注射机的注射容量）其关系式： V件0.8V注 （2-1）由本塑件的参数的：V135.78cm3浇注系统重量计算:浇注系统体积V4.06cm总体积V塑件=35.7824.0675.62cmV注V塑件/0.8=66/0.894.525根据此结果查模具设计指导选定注射机型号为：XS-ZY-125型注射机2、该注射机参数为：额定注射量：1253
32、螺杆直径：42注射压力：120Mp 锁模力:900KN注射时间：1.6s 最大成型面积：3202模具最大厚度：300 模具最小厚度：200注射方式：螺杆式 最大开合模行程：300拉杆空间：260290 定位圈尺寸：100中心距：230 动、定模固定板：428458喷嘴球半径：18 喷嘴口直径：4顶出形式：两侧设有顶杆2.3.5注射机工艺参数的校核1、Vmax最大注射量的校核：Vmaxx80%=125x80%=100cm382.5cm32、注射力校核查表得聚苯乙烯所需注射压力为:60100MPa，而XS-ZY-125压力为P=120MPa ，满足要求。3、锁模力校核 P=KpA； (2-2)P-
33、锁模力；P-模腔内平均压力（约为注射压力的0.250.5倍）；K-安全系数（取K=1.11.2）取K=1.15；A-制品在分型面上投影面积；P=120x0.3= 36kN A=（3.1410210480+8020）2=20468 mm2P=1.143620468=840.006KNP额=900KN 满足要求：故注射机为XS-ZY-125第三章 塑件在模具中的位置3.1 型腔数目的确定注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度：塑件的精度较高时尽量采取一模一腔，型腔越多，精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差，也由于熔
34、体在模具内流动不均所致。（2）模具制造成本：多腔模比单腔模的难度大；（3）注塑成型的生产效益：如果生产批量不大，并且交货期限较宽，尽量采用一模一腔，依据经验推算，生产批量在10000件以下，采用一模一腔是最佳的选择；（4）模具制造难度：多腔模高于单腔模，但不是简单的倍数关系。单从塑件成本中所占的费用比例来看比单腔模低。在具体确定模具型腔数目的时候，有多种计算公式，现根据注塑机的最大注射量确定型腔数目，见式(3.1)。 (3.1)式中:n为型腔数目；G为注塑机的最大注射量（131.25）g；为单个制品的质量（37.57）g；为浇注系统的质量（4.26）g。代入数据得n2.68根据塑件的结构及尺寸
35、精度要求采用一模两腔3.2 型腔的分布 对于多型腔模具由于型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地填充每个型腔，从而使各个型腔内的塑件质量均一稳定。多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式有两种，即平衡式排布和非平衡式排布。本设计为一模两腔制。所以，型腔的分布如下图3.3 分型面的选择分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模具设计的一个关键步骤。分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件
36、的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，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具体可以从以下方面进行选择。分型面的选择原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 分型面的选择应有利于塑件顺利脱模 分型面的选择应保证塑件的精度要求 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 分型面的选择应便于模具的加工制造 分型面的选择应便于排气除了以上这些基本因素外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象第四章 浇
37、注系统的设计4.1 浇注系统的组成及设计原则浇注系统由：主流道、分流道、浇口、冷料穴组成浇注系统设计原则1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题 )a)尽量减少停滞现象:停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。 b)尽量避免出现熔接痕 熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。 c)尽量避免过度保压和保压不足过度保压: 当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。d)尽量减少流向杂乱流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路
38、也较不美观。2.尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失*减小塑料用量和模具尺寸3.尽可能做到同步填充一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。4有利于型腔中气体的排出5防止型芯的变形和嵌件的位移6尽量采用较短的流程充满型腔4.2主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体流动通道根据选用的XS-ZY-125型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径：d0=4mm；喷嘴前端球面半径：R0=12mm；根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mm=13mmd=d0+(0.51)mm=5mm取主流道球面
39、半径：R=13mm；取主流道小端直径：d=5mm；为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为2060 ，取其值为40，经换算得主流道大端直径为7.6mm主流道示意图4.3 分流道的设计流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。此次选用圆形截面。形状图如图44所示4.3.1设计要求分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。其作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量与压力的损失。 分流道的形状与尺寸 分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其
40、体积之比）小。常用分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形。分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件及流道长度等因素来确定。 分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道等。分流道的长度要尽可能短，且少弯折，以减少热量与压力的损失，节约塑料材料和降低耗能。 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内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1.6m。 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式与型腔在分型面上的布置形式密切相关。其应遵循两个原则：一是排列尽量紧凑，以缩小模板尺寸；二是
41、流程尽量短，对称分布使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致。3.分流道的尺寸设计流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。流道的直径过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。流道长度可以按如下经验公式计算:D分流道直徑mm W产品质量g L流道長度mm所以分流道的直径选取为8mm，长度一般取在830mm之间，不宜小于8mm，所以分流道长度取15mm。
42、4.分流道的布置流道排列的原则a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。流道的布置要平衡，可以说自然平衡，如果自然没法平衡的话需要人工平衡。4.4浇口设计浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑件质量具有决定性的影响。因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑料件质量具有决定性的影响，因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口有多种类型，如直浇口、潜伏式浇口（如图4.4.1）、侧浇口（如图4.4.2）、点浇口、重叠式浇口、扇形浇口等。1、浇口的作用（1）熔料经狭小的浇口增速、增
43、温，利于填充型腔（2）注射保压补缩后浇口首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂（3）狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离、修整分离2、浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。 浇口过小：易造成填充不足（短射）、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷且成型收缩会增大浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂且浇口的去除加工困难等。浇口的选用通常要考虑以下几项原则：（1） 尽量缩短流动距离（2） 浇口应开设在塑件壁厚最大处（3） 必须尽量减少熔接痕（4） 应有利于型腔中气体的排出（5） 考虑分子定向影响（6） 避免产生喷射和蠕动（7） 浇口处避免弯曲和
44、受冲击载荷（8） 注意对外观质量的影响综合塑料使用的浇口类型与选用原则，这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。 图4.4.1潜伏式浇口 图4.4.2侧浇口4.5冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用：容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体冲模速度，又影响成型塑件的质量。冷料穴除以上作用外，还有便于在该处设置主流道拉杆的作用。拉料杆的设计：拉料杆的作用：注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道中的凝料从定模浇口套中被拉出。最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统中的凝料一起推出模外。主流道拉料杆有两种基本形式，一种是推杆形式的拉料杆，其固定在推
45、杆固定板上。另一种是仅适用于推件板脱模的拉料杆。因此，我选择推杆是球字形的拉料杆拉料杆的材料为T8，进行热处理时头部硬度为HRC5055，配合部分粗糙度为Ra0.8um.4.6 排气系统的设计排气不良容易引起塑件烧焦、短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色差、缩水、流纹、表面凹陷、不溶等。排气槽的作用主要有两点，一是在注射熔融物料时排出模腔内的空气，二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品越是要远离浇口的部位。排气槽的开设就显得尤为重要。适当的开设排气槽，可以大大的降低注射压力、注射时间、保压时间及锁模压力，使塑件成型由困难变容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。注射模具也是一种置