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1、摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注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。传统的异型产品设计、模具设计及其加工都是根据二维工程图来完成的，加工出来的产品数据精度低，往往需不断地修改产品设计和修改模具，因此，它研发周期长、成本高。针对上述问题，本设计采用最新CAD/CAE/CAM-Pro/E软件来实现三维设计，运用Plastic Advisor进行填充和冷却效果的模拟分析，大大地缩短了产品的研发周期、模具设计周期和加工周期，提高了产品设计的准确性，大大降低产品开发、模具设计的成本。本设计内容包括了塑料成型工艺与塑料模具设
2、计两大主题，通过进行调研及查阅资料，根据产品的材料特性与功用，用Pro/E进行三维设计，并完成对其各结构的工艺性与可行性分析。同时，通过了解塑料成型模具的新技术，运用塑料成型理论的基础知识，进行模具结构设计，并通过理论计算与软件分析进行校核。设计中还运用Plastic Advisor等注塑模拟分析专业软件对所设计的模具进行注射成型流动模拟分析，得到一系列关于注射时间，压力，温度，缺陷，冷却的参数，从而进一步得到模具注塑成型的可行性，并以此来改进模具结构和工艺参数。 通过本设计，可以对注塑模具有一个更深的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。关键词：注塑模具、模具设计、Pla
3、stic Advisor、分模Abstract Plastics Industry is the worlds fastest growing industry categories, and that the injection mold is one of the types of rapid development, therefore, on injection mold plastic products to the understanding of the production process and improve product quality have great signi
4、ficance. Shaped the traditional product design, mold design and processing are based on two-dimensional engineering drawings to complete the processing of products from low accuracy of data, often continue to modify product design and modification die, so long cycle of its R & D and high cost. To ad
5、dress the above problems, the design using the latest CAD / CAE / CAM-Pro/E software to achieve three-dimensional design, the use Plastic Advisor to fill the cooling effect of simulation and analysis, greatly shortened the product R & D cycle, mold design cycle and the processing cycle and improve t
6、he accuracy of the product design, greatly reducing product development, mold design costs. The design includes two major themesthe plastic molding process and the plastic mold design. By collecting and researching reference data, with Pro/E modeling 3D design according to the material properties of
7、 the product .Then I completed all the analysis of its internal structures rationality and feasibility. Simultaneously, by studying the new technology of plastic mold and using the basic theoretical knowledge and principles of plastic forming, I designed the structural features of the mould and chec
8、k them by design calculation and application analysis. At the end of the design , with the application of Plastic Advisor software, the process of the plastic injection molding had been simulated and analyzed. Then, some data had been obtained which is parameter about the time，pressure temperature，d
9、efect and freeze of injection. After that，analysis the feasibility of injection，and finally get the best die structure and molding parameters. Through this design, the injection mold can have a better understanding, noted that the design of certain details of the understanding of the structure and w
10、orking principle of mold. Key words: injection mold, mold design, Plastic Advisor, sub-module.目录摘 要I第一章绪论1第二章产品材料选择和成型工艺分析32.1 产品材料选择32.2 ABS的主要技术指标52.3 ABS的成形工艺参数52.4 产品成型工艺性分析6第三章注塑机的初步选择123.1 成型体积与质量估算123.2 初选注射成型机的型号和规格123.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算12第四章模具设计144.1 初步选择模架144.1 确定模具基本结构144.2 模具的结
11、构设计144.2.1 确定型腔数目及排列方式144.2.2 分型面的设置154.2.3 浇注系统的设计164.2.4 成型零件的设计204.2.5 顶出脱模机构的设计204.2.6 侧向抽芯机构的设计234.2.7 斜顶脱模机构的设计264.2.8 冷却系统计算274.3 模具零件尺寸计算及校核314.3.1 成型零件部分尺寸计算314.3.2 主要零件的强度校核324.3.3 注射机的校核334.3.4 模具装配图及运动分析35总结37参考文献38致谢39 第一章 绪论美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；日本称模具工业为“进入富裕社会的原动力”；德国给模具工业冠之以“金属加工业中的帝
12、王”称号；欧盟一些国家称“模具就是黄金”新加坡则把模具工业作为“磁力工业”；中国模具权威称“模具是印钞机”。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。可见模具工业在世界各国经济发展中所具有的重要地位，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。近年来，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太地区转移，我国正成为世界制造业的重要基地。据权威报告，中国已成为世界第一制造大国。作为产品制造的重要工艺装备，国民经济基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线1。“十五”规划指出，模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业的发展与之相适
13、应。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。 改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于
14、技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。在大型模具方面，已能生产48（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模方面，已能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面也做出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍
15、满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离2。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证
16、明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。此次毕业设计的课题为LCD盒上下盖塑料模具设计。本题目要求进行调研及市场调查，了解塑料成型加工领域的新技术、新动态，了解计算机辅助设计领域应用软件的新动态，应用PRO/E等计算机应用软件设计一套该产品的注射成型模具，并用Plastic Advisor等分析软件对所设计的模具进行注射成型流动模拟分析，选择模
17、具结构的最佳参数。在本次设计中综合运用了塑料产品结构设计，塑料成型工艺，塑料模具设计与制造，模具制造工艺等相关知识，涉及计算机辅助设计软件PRO/E，Plastic Advisor，Auto-CAD的实际应用，与本专业的学习密切相关，充分体现了理论知识在实践中的应用。在设计中也遇到许多问题，如塑件工艺性分析、模具结构的熟识与分析选用、设计软件如PRO/E，Plastic Advisor的应用技术有待提高。分析解决这些问题，顺利完成模具的设计，对本人理论知识水平的提高和实践能力的增强都有极大的帮助。第二章 产品材料选择和成型工艺分析2.1 产品材料选择 该LCD盒上下盖（如图21, 22所示）产
18、品要求强度高，耐腐蚀和摩擦并且要求产图21 LCD盒上盖图22 LCD盒下盖品的表面光滑，容易清洁处理。设计中应充分考虑上述产品的工作条件，以及产品的生产周期，性能及外观要求来进行产品材料选择。（1）LCD盒上下盖材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物ABS。ABS的性能如下：ABS外观为粒状或粉状，呈浅象牙色，不透明但成型的塑料件有较好的光泽。它无毒、无味、易燃烧、无自熄性，密度为1.021.08g/cm3。ABS具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降；有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸
19、、碱、盐及水和无机化合物的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀，会引起应力开裂。此外，ABS的热稳定性差，热变形温度为93oC，脆化温度为27 oC，使用的温度范围为40100 oC，而且ABS的耐候性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬变脆。ABS具有良好的成型性和综合力学性能，因此用途广泛，在机械工业上用来制造水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库、冰箱衬里、管道、电机外壳、仪表壳、齿轮、泵叶轮、轴承和把手等。ABS有汽车工业上的用途也日趋增加，用ABS可制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、
20、加热器等，还有的用ABS夹层板制作小轿车车身等。此外，ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、家用电器外壳、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。根据本产品的用途和工作环境，本设计选用通用级料ABS塑料。ABS的成型加工性能：1） ABS吸湿性较强，含水量高的原料制得的塑件光泽度不强，内在质量也不好，因此应进行干燥处理，使含水量不大于0.3% 。2） ABS熔体有较明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。3） ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化的范围为0.3%0.8%，因此塑件精度较高。4） ABS的成型加工性能良好，
21、对注塑机并无特殊要求，通用的螺杆式和柱塞式注塑机均可使用，但多用螺杆式注塑机，产品质量较好。5） 在采用螺杆式注塑机成型时，为了提高塑件质量，尺寸稳定性，表面光泽度和消除残余的内应力，注射量控制在最大注射量的50%左右较为适宜。6） ABS熔料的粘度中等，比PC，PVC好，但比PS要差，以采用直通式喷嘴较好。7） ABS模具的主流道以圆锥形为好，主流道应以短为宜，一般为50mm左右，最长也不要超过100mm。8） 分流道的截面积必须足够大，使熔料能在流道凝固前充满模腔，并在模内压实。截面的直径一般应大于5mm，但不要超过10mm.9） ABS的顶出机构的顶出力不宜过大，否则塑件表面易产生白化现
22、象。10） 虽然ABS的成型收缩率较小，但它易产生内应力，因此塑件一般要进行热处理，可将塑件置于70 oC的热空气中处理24h。ABS的主要注塑成型条件：1） 料筒温度。ABS属无定形塑料，无明显熔点，熔融流动温度不太高，160oC以上即有充分的流动性，但温度过高并不会使流动性增加。ABS的品种较多，不同品种的料筒温度有所不同，通用ABS的料筒温度为180230oC；耐热ABS为190240 oC；阻燃ABS为170220 oC。喷嘴温度较料筒温度前部温度低2030 oC 。2） 模具温度。模具的高低对塑件质量影响甚大，在成型加工时应将模温控制在允许的范围内，一般模温控制在5070 oC 。3
23、） 注射压力。注射压力的大小主要取决于塑件的结构及壁厚。通常，通用ABS的注射压力为5070MPa；耐热ABS的注射压力为6085MPa；阻燃ABS的注射压力为60100 MPa。如充模时的流动阻力大，则选用较高的注射压力；反之，选用较低的注射压力。2.2 ABS的主要技术指标根据塑料模具设计手册P15页可知，聚苯乙烯的主要技术指标如下：表21ABS的主要技术指标2.3 ABS的成形工艺参数根据塑料模具设计手册P34页可知，聚苯乙烯的成形工艺参数如下：若采用螺杆式的注射机： 预热和干燥：温度（0C）：8095 时间（h）：45 料筒温度（0C）：后段：150170 中段：165180 前段：1
24、80200 喷嘴温度（0C）：170180 模具温度（0C）：5080 注射压力（MPa）：60100 成型时间（s）：高压时间：05 保压时间：1530 冷却时间：1530 成形周期：40702.4 产品成型工艺性分析该产品两个塑料组成部分的材料是ABS，精度等级一般，为MT5级精度，制品要求外观表面光滑，无杂色，无收缩痕迹，壁厚基本均匀，注射成型应不会发生填充不足现象。生产批量中等，结构形状并不太过复杂，成型工艺较好，可以注射成型 。上盖有三个倒钩，需要采用侧向抽芯机构，而下盖的侧面有两个孔以及三个内凹的缺口，需要采用侧向抽芯机构和斜顶杆机构。将模型导入Pro/E后，启动塑性顾问，进入塑性
25、分析。（1）分析最佳浇口，设计浇注系统。选择ABS料，分析结果如图23： 图23最佳浇口位置浇口位置分析结果较满意，便于模具的设计，图示蓝色地带均可作为进浇口，符合分析结果，也便于易加工，并符合多腔模具的型腔排布设置（本设计中采用一模两腔的形式，一套模具一次性可成型出两件零件的整套LCD盒）。通过对塑件最佳浇口的分析，结合其它方面条件的综合考虑，完成型腔布置和浇注系统设计（设计详情参阅本设计说明书“模具设计”小节），最后决定采用侧浇口进浇成型，选用分析结果图上蓝色地带作为浇口区域，流道加工也较为方便，同时进胶痕比较小，符合产品外观要求。产品模具的浇注系统和冷却系统（详细结构及尺寸计算参照设计说
26、明书“模具设计”小节和所附零件图）。（2）流动填充分析1）填充时间：由分析结果图24可以看到，主流道两侧填充时间均在0.5s以内，只有极少数的远处边界填充时间需要2.48s，填充较为平衡，填充时间简短，符合成型要求。 图24填充时间分析图2）流动前沿温度：由流动前沿温度分析结果图25看到，大部分面积的熔胶的流动前沿温度分布在235C左右，而该LCD盒采用ABS材料的料温为235C，流动前沿温度与料温极为接近，说明制件的填充情况较好，无迟滞现象发生，融合线也将会有很高的强度。图中也可看出有极少边远部分的流动前沿温度在229C左右，这属于ABS材料正常加工温度范围200C -250C之内。 图25
27、流动前沿温度3）注射压力图：在注射时压力达到最大值53.26.Mpa，远小于一般注射机可达到的注射压力，符合成型要求。 图26 注射压力分布4）气泡分布：由分析结果图27可以看到，气泡数量比较少，且主要集中在分型面上，可利用分型面排气；侧面的倒钩和孔部分的气泡可利用侧向抽芯滑块机构进行排气；盖内侧的工艺结构上的气泡不影响产品外观质量，可利用顶杆顶出机构进行排气。 图27 气泡分布图5）熔接痕分布：分析结果如图28，上盖在熔体接合处产生一道较明显熔接痕。由上述流动前沿温度分析可看到，此处前沿温度较高，熔接质量有一定的保证，但对制件的外观有一定影响。 图28 熔接痕分布（3）冷却效果分析1）冷却表
28、面温度变化：如图29所示，温度变化大部分都在3C左右，符合要求。 图29 冷却表面温度分布2）冷却时间变化：如图210显示，制件大部分区域均能较快地固化，靠近浇口部分及流道部分时间较长，甚至达到需要38.21秒之多，但该部分及流道部分不影响产品质量要求。产品各个零件均能在较短时间内固化，浇注系统与冷却系统的设置符合成型要求。 图210 冷却时间变化3）冷却收缩情况：由图211可看出两塑件在四周曲面部分缩较多。可通过调整冷却水道位置，适当延长保压时间，增加保压压力等方法改善收缩情况。 图211 缩情况第三章 注塑机的初步选择注射机的初步选择主要考虑注射机的注射量，锁模力，模具厚度等因素。3.1成
29、型体积与质量估算拟采用一模两腔模式，利用Pro/E软件对模型分析得：上盖部分体积：=21.28cm3 质量：=21.28cm31.05 g/ cm3=22.34g；下盖部分体积：=31.43cm3 质量：=31.43cm31.05 g/ cm3=33g；由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.6倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（两个塑件和浇注系统凝料的总体积）为：=1.6(21.28+31.43)=84.35cm3 总质量=84.35 cm31.05 g/
30、 cm3 =88.57g3.2 初选注射成型机的型号和规格从实际注射量应在注射机额定注射量的20%80%之间考虑 V V注射机额定注射量n型腔数目Vn单个型腔的容量Vj浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量根据成型体积的估算 =84.35cm3 ，代入公式算得：105.44cm3 V421.75cm33.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料在分型面上的投影面积Aj，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，Aj是每个塑件在分型面上的投影面积Az的0.2倍0.5倍，因此可用0.35 nAz，来进行估算，所以：经粗略计算得分型面的投影面积为:A= nAz+Aj=1428
31、4.62-121.644.2-1.52+0.35 nAz =251.7cm2模腔的平均压力取为Pm=35MPa根据公式 FPm（nAz+Aj）= PmA 有 F35106 251.7N=880.95KN根据以上估算，初步确定选用XSZY250型号注塑机表31 XSZY250注射成型机的主要技术规格螺杆直径（mm）50喷嘴球半径（mm）18注射容量（cm3）250孔直径（mm）4注射压力（MPa）130模具厚度最大(mm)350锁模力（KN）1800最小(mm)200最大成型面积（cm2）500注射时间/s顶杆中心距（mm）2模板行程（mm）500280定位孔直径（mm）125拉杆空间（mm）4
32、48370第四章 模具设计4.1 初步选择模架由于塑件采用侧浇口的形式，故其模架的选择为大水口系统。采用两板模，初步估算，选用“龙记”的标准模架A1型模架350450作为参考，导柱装在定模。为提高塑件质量精度，并节约贵重合金金属，型芯与型腔采用嵌入式的镶件形式，采用螺钉固定装配。模架初步选择：总体尺寸： 400mm450mm346mm定模座： 400mm450mm30mm定模板： 350mm450mm70mm动模板： 350mm450mm70mm方铁： 450mm63mm100mm上顶出板： 450mm220mm20mm下顶出板： 450mm220mm25mm动模座板： 400mm450mm3
33、0mm4.1 确定模具基本结构确定以一模两腔的形式，实现一套模具一次注射成型出LCD盒上下盖两个零部件。该产品的零件是要求强度高，耐腐蚀和摩擦并且要求产品的表面光滑。塑件材料选用的是价格低廉的ABS，成型流动性较好，可选用侧浇口进浇塑料。由于零件浇口采用侧面进浇方式，一般将模架设计为二板式注塑模，便于浇口凝料脱模。该零件因为横截面积较小，因此模具采用顶杆顶出机构，且采用一次顶出。设计顶杆时，顶出力作用点应在塑件承受力大的部位，尽量避免顶出力作用于塑件的最薄部位。LCD盒上盖有三个倒钩，需要采用侧向抽芯机构，而LCD盒下盖的侧面有两个孔以及三个内凹的缺口，需要采用侧向抽芯机构和斜顶杆机构。因此在
34、设计的时候应该注意塑件的布局。4.2 模具的结构设计4.2.1确定型腔数目及排列方式影响型腔数目的因素有锁模力、注射机的最大注射量、塑件精度要求、生产的经济性等等。该模具主要考虑生产的经济性，并保证塑件的质量精度要求。多型腔的经济性较高但是势必影响制品的精度，本产品的塑料公差等级选用MT5，综合考虑上述因素，采用一模两腔形式，实现一套模具一次注射成型出LCD盒上下盖两个零部件，便于包装存放与运输。若所有的型腔不能同时填充满时，会对产品尺寸精度和物理性能产生一定影响，所以在设置浇注系统时，尽量对浇注系统进行平衡，使塑料熔体填充至各个角落所需时间基本相等。采用如图41的所示的型腔分布，使各个型腔尽
35、可能在同一时刻充满，使型腔各个部位的冷却条件都基本相近，达到较好的注射效果。图41 型腔排列方式4.2.2分型面的设置确定分型面需要考虑的因素比较复杂，受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、操作工艺等多方面因素的影响，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。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3、保证塑件的精度要求。4、满足塑件的外观质量要求。5、便于模具加工制造。6、对成型面积的影响。7、对排气效果的影响。8
36、、对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第2、第5和第8点。综合考虑以后各个因素，选用的分型面如图42所示：图42分型面4.2.3 浇注系统的设计（1）主流道的设计：1）流道的结构设计主流道做成圆锥形，其锥度取可14，ABS料的流动性一般，取2即可。主流道及浇口套的设计须参考注射机喷嘴参数：球半径：18mm , 孔直径：4mm主流道小端直径：d=d0+（0.51）mm=4.5mm浇口套的球半径为：R=R+（12）mm=20mm2）浇口套的设计：主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处
37、理。 图43 浇口套（2）分流道的设计：在多型腔模具中应设置分流道，分流道设计应满足良好的压力传递要求以保持理想的充填状态，并能使流动过程中压力损失尽可能减小，确保塑料熔体能均衡地被分配到各个型腔。分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4-1所示。表4-1流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径 mmABS，AS 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体 4.8-9.5 1.6-9.
38、5 1.6-9.5 3.5-10 8-10 8-12.5 5-10 5-10 8-10聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚 3.5-10 3.5-10 6.5-16 6.5-8.0 3.5-8.0 6.5-10 6.5-10 2.4-10 6.5-131）分流道的形式及主要尺寸确定为了便于加工及冷凝料脱模，将分流道设置在分型面上，分流道截面形状采用半圆形截面。半圆形截面流道的加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大。分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料，降低注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。分流道的结构及尺寸如图44：图
39、44分流道2）分流道的表面粗糙度要求：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熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra并不要求特别低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。实际加工时，用铣床铣出流道后，抛光到要求的表面粗糙度。3）分流道的布置形式：分流道在分型面上的布置应遵循两方面原则：排列紧凑、缩小模具板面尺寸；流程尽量短、锁模力力求平衡。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
40、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，以达到浇注系统平衡的效果。（3）浇口的设计：浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。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；1）浇口位置的选择浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷； 浇口应开设在塑件截面最厚处； 有利于塑料熔体的流动； 的利于型腔的排气；
41、 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，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。2) 浇口尺寸的确定本设计采用侧浇口。根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用矩形侧浇口较为理想。一般中小型塑件h=0.5-2mm,b=1.5-5mm, 长度尽可能短, L取0.8-2mm。端面进料的搭接式侧浇口，搭接部分的长度L-L1=(0.60.9)mm+b/2，浇口长度L可适当加长，取L2.03.0mm。本塑件壁厚为2.2mm。常用侧浇口
42、的推荐值如表42所示：表42侧浇口的推荐值塑件壁厚/mm侧浇口截面积/mm深度h 宽度b浇口长度L/mm 0.80.50.51.51.52.22.22.41.01.00.8-2.40.82.42.4-3.22.43.33.2-6.43.36.4侧浇口在塑件表面留下的痕迹很小，易于隐藏而提高塑件表面质量。本设计在选择浇口位置时综合考虑了模流分析最佳浇口位置的分析结果、抽芯机构及其他模具结构对浇口位置的影响等综合因素，采用了最简单、易于加工，填充效果好的侧浇口。尺寸选择为bh=21，长度L2mm。（4）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小段熔体因辐射散热而低于所
43、要求的塑料熔体的温度，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，如果这里温度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以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。主流道的冷料穴的孔设计成倒锥形，便于将主流道凝料拉出，在冷料穴下端设置一
44、顶杆，将冷料穴的冷料推出，当其被推出时，塑件和流料凝道能自动坠落，易于实现自动化操作。4.2.4成型零件的设计成型零件工作时，直接与塑料接触，受到塑料熔体的高压作用和物料的冲刷，脱模时还与塑件之间发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。成型零件的结构设计的基本原则：既要保证获得合格的塑件，又要便于加工制造，还用尽量节约贵重模具材料，以减低模具制造成本。（1）型腔和型芯结构设计考虑到塑件的精度要求，材料采用40Cr合金模具钢。为了节省贵重模具材料，采用整体嵌入式镶块凹凸模，便于复杂形状结构的
45、加工，也便于材料的热处理。本设计中将两个零件的成型零件集成在一起，统一做出一个整体嵌入式矩形镶块，采用螺钉紧固。局部剖视图见图45： 图45成型零件4.2.5顶出脱模机构的设计在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构，或推出机构。各种型号的注塑机的顶出装置，顶出形式和最大顶出行程各不相同，模具的脱模机构应与之相适应。脱模行程应小于注塑机的顶出行程。制件推出是注塑成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。1）推出机构应尽量设置在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在注塑机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一
