玩具塑件注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：腳踏玩具承載底座左蓋塑件注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)學(xué)生：XXXXXX指導(dǎo)老師：XXXXXXX 副教授系別：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX專業(yè)：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX班級(jí)：XXXXXXXXXXXXXXXXX學(xué)號(hào)：XXXXXXXXXXXXXXXI2012年 6月II福建工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )作者承諾保證書本人鄭重承諾： 本篇畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的內(nèi)容真實(shí)、 可靠。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人愿承擔(dān)全部責(zé)任。學(xué)生簽名：年月日福建工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )指導(dǎo)教師承諾保證書本人鄭重

2、承諾：我已按有關(guān)規(guī)定對(duì)本篇畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的選題與內(nèi)容進(jìn)行了指導(dǎo)和審核，該同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中未發(fā)現(xiàn)弄虛作假、抄襲的現(xiàn)象，本人愿承擔(dān)指導(dǎo)教師的相關(guān)責(zé)任。指導(dǎo)教師簽名：年月日目錄摘要 . IAbstrac. 1選題背景 .32塑料玩具外殼的注塑成型工藝分析.32.1塑件分析及設(shè)計(jì)要求 .32.2塑件材質(zhì)分析 .42.3ABS的注塑成型過程及工藝參數(shù).62.4預(yù)選注塑機(jī) .72.4.1體積和質(zhì)量的計(jì)算 .72.4.2初選注射機(jī) .83.1分型面位置的確定 .103.2形腔數(shù)目及排布方式的確定 .113.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .133.1.1主流道的設(shè)計(jì) .143.1.2分流道的設(shè)計(jì) .153.1

3、.3澆口的設(shè)計(jì) .163.1.4冷料井的設(shè)計(jì) .173.5成型零件的設(shè)計(jì) .173.5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .173.5.2成型零件的尺寸計(jì)算 .203.6脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .233.7排氣槽的設(shè)計(jì) .233.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .243.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .243.10模具材料的選擇 .273.11模架的選擇 .283.11.1動(dòng)定模固定板尺寸的確定 .283.11.2模具高度尺寸的確定 .283.11.3定模板 .283.11.4定模座板 .293.11.5動(dòng)模固定板 .293.11.6墊塊 .293.11.7動(dòng)模座板 .294模具的校核計(jì)算 .304.1成型零件的強(qiáng)度、剛度校

4、核 .304.1.1型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 .304.1.2型腔底板厚度的計(jì)算 .304.2注射機(jī)參數(shù)校核 .314.2.1最大注射量的校核 .314.2.2鎖模力的校核 .314.2.3模具安裝尺寸的校核 .315塑料玩具殼體注射?？傃b圖 .326總結(jié)34致 謝 語34參 考 文 獻(xiàn)1腳踏玩具承載底座左蓋塑件注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)摘要為了得到腳踏玩具承載底座左蓋的合理成型工藝和模具結(jié)構(gòu)，作者對(duì)腳踏玩具底座左蓋塑件進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)。首先，利用三維建模軟件對(duì)塑件進(jìn)行造型，并分析了它的成型參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其次，在優(yōu)化澆口位置的基礎(chǔ)上，設(shè)定成型參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)。對(duì)填充模腔過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到合理的模具設(shè)

5、計(jì)方案。再次，在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行CAE分析的基礎(chǔ)上， 運(yùn)用注射模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，完成了腳踏玩具承載底座左蓋塑件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)果表面，運(yùn)用CADCAE方法，能夠得到合理的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求的塑件。關(guān)鍵詞： 腳踏玩具左蓋注塑成型模具設(shè)計(jì)工藝分析數(shù)值模擬The injectionmolding process and design of mold forplastic toys left shell with footprint patternAbstractAimingtofindingout thereasonableinjectionmoldingprocessand desig

6、ningofmoldfor the plastic toys shell with footprint pattern,the author designed the mold of theplastictoy sleft shellwithfootprintpattern.First,withthetheoptimizationofthecasting gate,the author set up the molding parameter and molding structure and simulatedthe processof fillingthecavitiesin order

7、togetthe reasonabledesign scheme.Finnaly,inthe use of CAE analysis and the injection molding design knowledge,the author finishedthe injectionmoldingdesignoftheplastictoy sshellwithfootprintpattern.Theresultshows that reasonable design can be found out by the use of the CADCAE methods.Key words: lef

8、tshelloftheplastictoywithfootprintpatterntheinjectionmoldingdesign of moldprocess analysisdigital simulation1 選題背景隨著塑料材料研究的不斷深入和塑料應(yīng)用的日趨廣泛， 在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中所用到的一些傳統(tǒng)金屬件，也越來越多地采用塑料來制造。小型塑料玩具是整個(gè)塑料玩具產(chǎn)業(yè)的重要組成部分， 其在市場(chǎng)上的占有額也在逐年增加。而在所有的小型塑料玩具中，腳踏型玩具尤為多見，是深受廣大消費(fèi)者親睞的兒童玩具。用于制造對(duì)應(yīng)玩具的模具設(shè)計(jì)顯得尤其重要。 由于小型塑料腳踏玩具使用者多為少年兒童， 對(duì)其外

9、觀吸引性和使用安全性的考慮顯得比較突出。 而在設(shè)計(jì)制造對(duì)應(yīng)模具時(shí)，玩具的成型工藝分析和相應(yīng)的 CAE分析以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)所在。 通過設(shè)計(jì)腳踏玩具承載底座左蓋塑件的注射模具， 并運(yùn)用 CAE方法對(duì)其進(jìn)行分析， 進(jìn)而優(yōu)化其設(shè)計(jì)方案，對(duì)于整個(gè)小型塑料玩具模具的設(shè)計(jì)具有重要的參考意義， 其合理的制造方法值得我們?nèi)パ芯俊? 塑料玩具外殼的注塑成型工藝分析2.1 塑件分析及設(shè)計(jì)要求通過 ProE 來建立塑件 3D模型，造型重點(diǎn)是保證塑件形狀和尺寸精度，本次設(shè)計(jì)的塑料玩具外殼造型內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，通孔、筋較多。繪制立體圖時(shí)主要通過拉伸和旋轉(zhuǎn)的方式。將 3D 圖轉(zhuǎn)換為二維工程圖再用 AutoCAD進(jìn)行

10、修改和尺寸標(biāo)注。圖 2-1 和圖 2-2 所示分別為玩具殼體的 ProE 三維圖和 CAD二維圖。圖 2-1塑料玩具殼體ProE三維示意圖圖 2-2 塑料玩具殼體 CAD示意圖如圖 2 所示，考慮到塑件的使用者多為少年兒童，該塑件有以下特點(diǎn)：在外緣輪廓采用圓弧圓角過渡； 內(nèi)腔為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)， 中部布有筋。其外型尺寸為 122mm× 50mm×25mm，平均壁厚 1.8mm，與另外一半結(jié)合部分有厚 0.8mm的突起。玩具使用環(huán)境不定，要求其具有一定的強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕性，精度要求中等，塑件外表面為光滑 , 無熔接痕及推出痕跡， 內(nèi)表面為拋光面。 因此該塑件采用丙烯晴 - 丁二烯

11、- 苯乙烯共聚物（ ABS）注射而成。2.2 塑件材質(zhì)分析丙烯晴 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物（ ABS）1 使用性能綜合性能好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和建構(gòu)零件。2 成型性能1）無定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)械性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。2）吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于0.3%（質(zhì)量），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。4）模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工

12、時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。2.2.2 ABS的主要性能指標(biāo)其性能指標(biāo)如表 2-1 所示密度 g· cm-31.02-1.08屈服強(qiáng)度 MPa50比體積 cm3· g-10.86-0.98拉伸強(qiáng)度 MPa38吸水率（ %）0.2-0.4拉伸彈性模量 MPa1400熔點(diǎn) C抗彎強(qiáng)度 MPa80計(jì)算收縮率（）0.4-0.7抗壓強(qiáng)度MPa53%比熱容 J （ kgC） -11470彎曲彈性模量 MPa1400表 2-1ABS的性能指標(biāo)3 各主要項(xiàng)精度1）表面粗糙度由塑件的表面粗糙度是決定塑件表面質(zhì)量的主要因素。塑件表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)， 透明塑件要求型腔與型芯的表

13、面粗糙度相同。由塑件外觀可知，塑件的內(nèi)、外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm。一般情況下，模具粗糙度數(shù)值要比塑件低1 2 個(gè)等級(jí)，故取型腔、型芯表面粗糙度為Ra0.2um。2）尺寸精度料件尺寸精度分為 8 級(jí)。本塑件所用材料為 ABS,由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本塑件宜選用 MT3級(jí)精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。塑件尺寸精度于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(duì)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(duì)應(yīng)的關(guān)系， 由塑件零件圖可得，模具精度等級(jí)為 IT6 。3）脫模斜度該塑件采用的塑料是ABS，而 ABS的成型收縮率較

14、?。?0.5%0.8%），而且塑件較復(fù)雜，對(duì)型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)取較大的脫模斜度。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(jì)圖紙要求可知1°。4） 壁厚由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚， 壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻， 并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問題。 如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現(xiàn)象出現(xiàn)， 這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì)， 故在壁厚不同處采取過渡設(shè)計(jì)，例如：采用圓弧過渡等措施。2.3 ABS的注塑成型過程及工藝參數(shù)注射成型過程1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性

15、較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。2） 注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、倒流和冷卻五個(gè)階段。3） 塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60 75 C，處理時(shí)間為注射工藝參數(shù)1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30rmin 。3）成型時(shí)間（ S）：30（注射時(shí)間取 1.6s ，冷卻時(shí)間 20.4s ，輔助時(shí)間 8s）。Moldflow 模擬分析首先，在 ProE 中先將塑件三維模型轉(zhuǎn)換為 stl 格式文件，再將該 stl 文件導(dǎo)入 Moldflow 軟件中，選擇網(wǎng)格劃分類型（ Fusion ）和產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸單位

16、（ Millimeters ）。根據(jù) Moldflow 軟件對(duì)有限元網(wǎng)格的要求，對(duì)塑件進(jìn)網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格修補(bǔ)，最終得到較為完善的有限元網(wǎng)格參數(shù) 9。然后，對(duì)有限元網(wǎng)格修改過后較長(zhǎng)為完善的制件，選擇材料外，并采用系統(tǒng)缺省的成型條件進(jìn)行最佳澆口位置分析。最佳澆口位置分析結(jié)果以圖象的形式給出最佳澆口位置所在的區(qū)域，結(jié)果顯示中，藍(lán)色的區(qū)域?yàn)樽罴褲部谖恢脜^(qū)域，澆口設(shè)在該區(qū)域可保證注塑過程的熔體流動(dòng)的平衡性。如圖 2-2 所示，最佳澆口位置區(qū)域有好幾處，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮塑件在模具中的排布形式，將澆口設(shè)置在塑件突起端偏下部，進(jìn)行模擬分析。作為產(chǎn)品的初步成型分析，其目的是根據(jù)最佳澆口位置的分析結(jié)果設(shè)定澆

17、口位置，分析產(chǎn)品注塑過程中可能出現(xiàn)的問題和質(zhì)量缺陷。 通過上面澆口位置的分析及選擇， 手動(dòng)創(chuàng)建澆注系統(tǒng)， 然后使用系統(tǒng)缺省的成型條件， 對(duì)制件進(jìn)行充填分析， 如圖 2-4 所示，制件在 1.181s 的時(shí)間內(nèi)完成熔體的充填。通過充填分析， 也可以得到制件上的熔接痕位置，如圖 2-4 所示，圖中黑色線條代表熔接痕。從圖中可以看出，該制件的熔接痕數(shù)目較少，主要分布在塑件的內(nèi)表面，對(duì)塑件外觀無影響。一般情況下， 熔接痕部位強(qiáng)度較差， 通?？梢酝ㄟ^局部加熱的方法提高制品發(fā)生熔接痕部位的溫度，從而保證塑件的整體強(qiáng)度。為了減少熔接痕的數(shù)量，在模具設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮開設(shè)冷料穴，防止低溫熔體注入；或開設(shè)排氣糟，提

18、高排氣效果，減少熔體分解 9。圖 2-3最佳澆口位置圖 2-4充填時(shí)間2.4 預(yù)選注塑機(jī)體積和質(zhì)量的計(jì)算塑件體積和質(zhì)量可以通過手動(dòng)計(jì)算或是采用一些輔助軟件。本塑通過使用ProE 軟件自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形的體積和質(zhì)量，質(zhì)量屬性如圖2-6 所示。433；塑件的體積： V 塑= 3.06 ×10 mm= 30.6cm平均密度： = 1.02kg cm 3 1.02 ×10-3g cm 3；塑件的質(zhì)量： M件= 1.02 × 30.6= 31.21g；取 V凝料= 0.5 V 塑則 V 總 = V 塑（1+0.5 ）× 8 =30.6× 1.5 

19、5; 8 =367.2 cm 3；澆注系統(tǒng)的體積： V 澆 7.88 ×1033mm故總的注射體積： V 總 1.773 ×105333×1033mm+7.88 ×10mm185.18mm總的注射質(zhì)量： M總 185.18 ×1.45g 268.511g圖 2-5質(zhì)量屬性初選注射機(jī)ABS材料流動(dòng)性較好，會(huì)發(fā)生流延和倒流現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)選用自鎖式噴嘴。根據(jù)：V（ n×V1+V2 ）K3459 cm3式中： n型腔數(shù)目；V1單個(gè)塑件的體積， cm3；3V2澆注系統(tǒng)凝料的體積，cm；V注射機(jī)最大注射量，cm3；K注射機(jī)最大注

20、射量的利用系數(shù)，可取0.70.9 ；此處取 0.8 。表 2-2 所示：理論注射量 cm3500螺桿直徑 mm55注射壓力 MPa150注射速度 g·s-1173塑化能力 kg·h-1110鎖模力 kN2000最大成型面積 cm2500模板最大行程 mm500模具厚度 mm定位孔直徑 mm160噴嘴球半徑 SRmm30定位孔深度 mm25頂出行程 mm90頂出力 kN53鎖模方式液壓、機(jī)械注射機(jī)類型螺桿式機(jī)器質(zhì)量 t8外形尺寸 m5.6x1.9x2.03 模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)3.1分型面位置的確定如何確定分型面，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

21、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)，為保證塑件能順利地從型腔中脫出且便于模具加工，需考慮分型面的先擇原則12。分型面的選擇原則1） 符合塑件脫模的基本要求， 分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位，即能使塑件從模具內(nèi)取出；2） 分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面；3） 確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外表面；4） 確保塑件質(zhì)量不受分型面選擇的影響；5） 應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求

22、滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡量避免定?；瑝K；6） 滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動(dòng)模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面，分型面是曲面時(shí)，應(yīng)加斜面鎖緊；7） 合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置；8） 有利于模具加工。遵循以上選擇原則，結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際，可以得到以下兩種分型面方案：圖 3-1方案一圖 3-2 方案二方案一：將分型面設(shè)置在如圖 3-1 方案一所畫出的位置，即制件的最大投影面上，有利于澆口位置的設(shè)定，且可以簡(jiǎn)化流道的設(shè)計(jì)，方便充填。同時(shí)，模具設(shè)計(jì)制造時(shí)，單方向占用體積適宜，制造方便，節(jié)省成本。注塑成型時(shí)有利于保護(hù)塑件外觀，確保塑件質(zhì)量。在設(shè)計(jì)安排澆注系統(tǒng)時(shí)比較方便。另外

23、，此方案抽芯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。 排氣效果較好，方便成型，模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，制造較容易。方案二：將分型面設(shè)置在如圖3-2 方案二所畫出的位置， 不在塑件的最大投影面積處，此方案澆口位置選擇比較多，澆口類型也有不同選擇，但不利于塑件順利脫模，不能確定塑件在開模時(shí)是否留在動(dòng)模一側(cè)。另外，此方案在成型各類孔時(shí)需要設(shè)置側(cè)抽芯，設(shè)計(jì)制造都比較麻煩。塑件質(zhì)量及外觀也不易保證。綜合考慮以上兩種方案的利弊，結(jié)合制件結(jié)構(gòu)的具體分析，為簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，確定分型面在制件投影面積最大的部位，即選擇方案一所示的分型面位置。3.2形腔數(shù)目及排布方式的確定為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并

24、保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。常用的方法有兩大類：一是按技術(shù)參數(shù)確定型腔數(shù)目；二是按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。因?yàn)榇水a(chǎn)品為大批量生產(chǎn)， 單腔模不能滿足生產(chǎn)需要，故需選擇多腔模。 由于 3,4級(jí)的精密等級(jí)就可以滿足生產(chǎn)需要。所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模 8 腔的排布方式。3.2.1 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核1） 注射壓力校核。查表 4-11 可知， ABS所需注射壓力為80110MPa，這里取 P0= 100Mpa，該注射機(jī)的公稱壓力 P公= 150 Mpa ，注射壓力安全系數(shù) K = 1.3 ，則1K1P1 =1.3× 100 = 130 Mpa < P公所以，注射機(jī)注射壓力合

25、格。2） 鎖模力校核 塑件在分型面上的投影面積A 塑=75 × 50 = 3750 mm2 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A 澆，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積，可以根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析確定。A 澆 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 A 塑 的 0.2 0.5 倍，結(jié)合本次設(shè)計(jì)實(shí)際，取A 澆 = 0.3A 塑件 。 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A 總為A總n塑+ A澆)=n塑+0.3A塑)=8×1.3 A塑2= (A(A= 3900mm 模具型腔內(nèi)的脹型力F 脹為F脹 = A 總P模 = 3900× 35N=1365KN其中 P 模是模具型腔內(nèi)的

26、壓力，通常取注射壓力的20%-40%，大致范圍為2540 Mpa。對(duì)于粘度大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。 ABS 屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故取 P 模 = 35 Mpa 。查實(shí)用注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)表4-2 和表 4-3 得到該注射機(jī)的公稱鎖模力F 鎖= 2000KN，因?yàn)镕脹<F鎖所以，注射機(jī)鎖模力合格。3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)中對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行合理布局和形式的選擇是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)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(jì)應(yīng)注意以下原則：（1）澆注系

27、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(shí)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(dòng)，并有利于排氣和補(bǔ)縮；（4）避免高壓熔體對(duì)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(shí)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。注射模澆注系統(tǒng)是將注射機(jī)料筒中的熔融塑料從噴嘴中高壓噴出后， 穩(wěn)定而順暢地充入并充滿型腔的各個(gè)部位的通道。 它

28、在充模及塑料固化過程中還將注射壓力平衡的傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得殷實(shí)、完整、質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。注射模的澆注系統(tǒng)通常是有主流道、分流道、澆口、冷料穴、排氣槽等部分組成。主流道的設(shè)計(jì)主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸， 另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。通常位于模具中心塑料熔體的入口處， 它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。 另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。為了有效地傳遞保壓壓力， 澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔

29、體應(yīng)該最后固化。 為了便于主流道凝料的順利拔出和塑料熔體的順利流入， 將主流道設(shè)置垂直于分型面， 且具有 26 度錐角的圓錐形，表面粗糙度 Ra0.8 m。主流道襯套內(nèi)壁拋光應(yīng)沿軸向，若沿圓周進(jìn)行拋光，產(chǎn)生側(cè)向凹凸面，主流道凝料便難以拔出1。大端直徑應(yīng)比分流道深度大 1.5mm以上，其錐度 2060（取 =30）壁粗糙度 Ra0.8 m(取 Ra=0.4 m)；小端直徑 d 一般取 36mm（取 d= 4.5mm），且大于注射機(jī)噴嘴直徑 d 約 0.51mm；主流道出口端應(yīng)有圓角，圓角半徑取0.33mm(取 r=1mm)；主流道的長(zhǎng)度由定模座板和定模板厚度確定，一般L 不超過 60mm。已知所

30、選的注塑機(jī)其噴嘴球半徑為SR30。為了使主流道與噴嘴能夠嚴(yán)密地配合，避免高壓塑料熔體溢出， 主流道與噴嘴接觸處的凹坑的球半徑應(yīng)比噴嘴球半徑大12mm。如果主流道與噴嘴接觸處的凹坑的球半徑比噴嘴球半徑大得太多則密封作用不好，太小則主流道凝料無法脫出。 故取凹坑球半徑為31mm，此處大于噴嘴球半徑1mm，符合要求1。1) 主流道襯套的形式主流道襯套的形式如圖 3-4 所示。圖 3-4主流道襯套形式2) 主流道襯套的固定通過兩個(gè)螺釘固定在定模板上，澆口套固定段與動(dòng)模板之間采用過渡配合H7k6。3) 定位圈的選擇定位圈是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為 100mm，內(nèi)徑 70mm。采用內(nèi)六角螺釘固定形式 . 由于主流道

31、與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。主流道與噴嘴接觸處做成半球形的凹坑，二者應(yīng)嚴(yán)密地配合，避免高壓塑料熔體溢出，故澆口套材料選用T10A，硬度為 50 55HRC。分流道的設(shè)計(jì)分流道的作用是把從主流道流入的熔料平穩(wěn)地送到各個(gè)模腔內(nèi)。 它是主流道與澆口的中間連接部分， 起分流和轉(zhuǎn)向的作用， 因此要求分流道的壓力損失小、 熱量損失小等。1）分流道的形狀和大小分流道的截面形狀通常有圓形、梯形、半圓形和矩形。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和熱量損失，一般要求分流道的通導(dǎo)截面積最大，而散熱的內(nèi)表面積最小。其中圓形的效率最高，適用于ABS材料，故選擇

32、分流道的截面積形狀為圓形。按推薦值取分流道直1徑為 d=8mm，分流道的長(zhǎng)度一般在812mm之間，本次取 L=14mm 。2）分流道的表面粗糙度為了增加分流道與模具接觸的外層塑料的流道阻力，以使外層塑料較好地形成絕熱層，分流道內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取 1.6 m。分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，以利于塑料熔體的流動(dòng)和填充，本次取Ra=0.8m。澆口的設(shè)計(jì)澆口是主流道、 分流道與型腔的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，當(dāng)熔融塑料流在高壓下通過澆口時(shí)，因?yàn)闈部诘慕孛娣e很小，使料流加速，而由于摩擦作用，又使料流的溫度升高，黏度下降，提高了料流的流

33、動(dòng)性，有利于充滿型腔，因此它是澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。常用幾種澆口的比較：1) 直澆口：直澆口的位置一般設(shè)計(jì)在制件表面或背面，其特點(diǎn)是塑料從主流道進(jìn)入模腔，物料流程較短，壓力損失小，但由于流道尺寸大，冷卻凍結(jié)慢，需要較長(zhǎng)的保壓補(bǔ)縮時(shí)間，還容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，并由此導(dǎo)致制品翹曲變形，同時(shí)，澆口凝料留在塑件上，需要進(jìn)行修正。直澆口適用于單腔模具和大型塑件以及一些高粘度塑料 10。2) 點(diǎn)澆口：澆口可自行切段，利于自動(dòng)化操作，澆口殘留痕跡小，但壓力損失大，需采用三板模。適用于成型進(jìn)表觀黏度隨剪切速率增大而明顯降低和延黏度較低的塑料熔體、薄壁塑件。3) 潛伏式澆口：一般設(shè)在產(chǎn)品內(nèi)表面或側(cè)面隱蔽

34、處，凝料可自動(dòng)脫落，不影響塑件外觀，對(duì)于強(qiáng)韌性塑料（如 PA）或脆性塑料（如 PS），潛伏式澆口是不合適的。4) 側(cè)澆口：能方便地調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，充型速度快，除去澆口方便，澆口痕跡小，缺點(diǎn)是塑件容易形成熔接痕、縮孔、凹陷等缺陷，注射壓力損失較大，殼形塑件容易排氣不良。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及塑件材料的成型性能要求，綜合考慮采用直接澆口的形式，有利于塑料熔體的充填，減少壓力損失。選用此種澆口，需特點(diǎn)注意后續(xù)處理，開模后應(yīng)該及時(shí)將澆口從塑件上切除，避免因塑料凝固而切除困難。澆口位置主要是根據(jù)塑件的幾何形狀和技術(shù)要求，并分析熔體在流道和型腔中的流動(dòng)形狀、填充、補(bǔ)縮及排氣等因素后確定。

35、結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再考慮Mlodflow 的澆口分析結(jié)果，將澆口位置設(shè)計(jì)在塑件的圓柱突出端部（底部外觀不作要求），不影響使用要求。冷料井的設(shè)計(jì)冷料井是用來儲(chǔ)藏注射間歇所產(chǎn)生的冷凝料頭和最先射入模具澆注系統(tǒng)的溫度較低的部分冷料。防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔體順利充滿型腔。如冷料進(jìn)入型腔將造成制件上的冷瘢、冷接縫，甚至在進(jìn)入型腔前冷料頭即將澆口堵塞而不能進(jìn)料。主流道冷料穴開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，冷料穴直徑與主流道大端直徑相同或略大，深度約為直徑的11.5 倍，其體積要大于冷料的體積。由于本模具結(jié)構(gòu)沒有設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)，故不采用拉料桿，而是在其端部設(shè)計(jì)成30 的錐形冷料穴，以起到拉料

36、的作用。3.5成型零件的設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 除了型腔和型