天津职业技术师范大学2011届本科生毕业设计
侧向型芯位置确定后，为了使斜导柱的安装位置不与分流道的开设位置发生干涉，最好将两个型腔上下设置，即一个型腔设置在整个模具的上半部分，另一个型腔设置在下半部分，形成一上一下的位置结构图4.2。
图4.2
4.2确定浇注系统
浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道。它的作用是将塑料熔体顺利地充满型腔的各个部位，并在充填保压过程中，将注塑压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰、内在质量优良的塑料制品。
对浇注系统设计的具体要求是: （1)对模腔的填充迅速有序; （2)可同时充满各个型腔; （3)对热量和压力损失较小; （4)尽可能消耗较少的塑料; （5)能够使型腔顺利排气:
（6)浇注系统凝料容易与塑料分离或切除; （7)不会使冷料进入型腔;
（8)浇口痕迹对塑件外观影响很小;
浇注系统的基本组成是四部分：主流道，分流道，浇口，冷料穴。 4.2.1主流道设计
主流道是指浇注系统中从注射机到喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响,因此必须使熔体的温度降和压力损失最小[1]。
主流道按照外观形状大体可以分为：垂直式主流道、倾斜式主流道和弧形主流道。本次设计采用的主流道形式为垂直式主流道。
主流道的小端直径应比注射机喷嘴孔径大0.5～1mm，由于小端的前面是球面，其深
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度为3～5mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且帖合，本次设计的主流道小端直径为2.5mm。主流道的长度根据模具结构确定，越短越好。主流道锥度一般为2～4°，粘度大的可以选择3～6°，且流道的表面粗糙度不大于0.8μm 。
由于主浇道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏，所以，一般不将主浇道直接开在模板上，而是将它单独设在一个主浇道衬套中。这样即可以使易损坏的主浇道部分单独选用优质钢材，延长模具使用寿命和损坏后便于更换或修磨，也可以避免在模板上直接开主浇道且需穿过多个模板时，拼接缝处产生钻料，主浇道凝料无法拔出。通常，将淬火后的主浇道衬套嵌入模具中。浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度53～57 HRC。
在保证制品成形的条件下，主流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，但由于主流道的长度由与定模座板的厚度及浇口套的安装位置有关，必须结合浇口套的设计一同对其进行确定，因此主流道长度待定，接下去先设计浇口套。 4.2.2浇口套的设计
由于注射成形时，注射机对模具施加的压力很大，主要作用于浇口套上，且主流道在与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接开设在定模上，而是将它单独开在一个浇口套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换或修磨。
常用的浇口套有两类，此模具选用图5所示的浇口套形式，是为了防止浇口套在熔体反压力作用下退出定模设计的，这里不再赘述。图5所示的浇口套嵌入定模座板之后，再由定位圈压住其大端面，也能起到抵抗熔体反压力的作用。
浇口套的材料选用T10A钢，要求热处理后硬度达到43～48HRC。其尺寸应根据XS-Z-30注射机配套的定位圈尺寸及定模座板的厚度进行确定，浇口套与定模座板之间的配合采用H7/m6。 4.2.3分流道设计
分流道是主流道与浇口之间的料流通道，是塑料熔体由主流道流入型腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳转换，在多型腔模中起着将熔体向各个型腔分配的作用。对于单型腔模，可不设置分流道，而此次设计的模具设有两个型腔，有必要开设分流道，且开设在定模座板与中间板之间，并在中间板上进行加工。
分流道其截面形状及尺寸主要取决于制品的大小、模具结构以及所加工的塑料种类。根据此塑料零件、材料及加工难易程度，确定分流道截面为半圆形截面，其尺寸依据推荐值及主流道直径大小定为如图4.3所示尺寸。分流道的表面粗糙度不宜太小，以防将冷凝料带入型腔，一般要求达到Ra值为3.2μm即可。这样可增大对外层塑料熔体的流动阻力，减小流速，并与中心熔体之间具有一定的速度差，以保证熔体流动时具有
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合适的切变速率和剪切热。
图4.3
在容易修磨情况下，分流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，因此两个型腔之间的间距也尽量小。根据型腔的大小，两个型腔的距离定为80mm,分流道的单边长度应为47mm，总长为44mm。 4.2.4浇口的设计
浇口是分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。浇口截面狭窄，可使经过分流道之后压力和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。又因其长度短，所以浇口内可容纳的塑料熔体体积很小，故很容易冷却固化，从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。而且，浇口内冷却固化的塑料熔体（废料）强度很低，非常容易断裂，故使制品与废料分离，并便于制品脱模。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大；另外，截面积的变化对塑料熔体内的切变速率影响很大，而切变速率又与熔体表面黏度有关，所以改变浇口截面尺寸或截面积的大小，可以控制浇口冻结时间，以及熔体充模时的流动性能。
图4.4
浇口的形式很多，参考《实用模具设计与制造手册》给出的浇口形式，根据塑料种类、塑料制品的形状及分模落料形式，选点浇式浇口，如图4.5所示。
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图4.5
4.2.5冷料穴的设计
冷料穴是用来收集料流前锋的冷料，常设在主流道或分流道末端。
4.3成形零部件的设计
4.3.1成型零件的结构设计
注射模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳塑料的闭合空腔，即所说的型腔，它将接受由注射机注射出来的塑料熔体，并使它们在其内部固化成形为塑料制品。构成型腔的所有零部件统称为成形零部件。
由于塑料零件外形有凹陷部分，对应成形模上必须有凸起部分，为便于加工起见，不把成形模设计成一个整体，而是采用嵌入式的成形模，即用型芯嵌入固定板中形成型腔结构。另外，与其它结构件不同，成形零部件采用的是更为优质的材料，出于材料费用考虑，也应设计成嵌入式的。 4.3.2成型零件的计算
成形零部件在注射成形过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力及塑料熔体的冲击和摩擦，长期工作之后，容易发生磨损、变形和断裂，因此成形零部件必须采用优质钢材38GrMoAl制作。
成形零部件工作尺寸的确定必须考虑塑料的成形收缩、成形零部件的制造偏差及成形零部件的磨损等各方面因素。而且，由塑料零件图给出，零件上由模具型腔成形的部位，其最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；有型芯成形的部位，其最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。参见《塑料成型工艺及模具简明手册》的规定，型腔的最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值。由《塑料成型工艺及模具简明手册》中给出的公式进行计算。
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该塑件的成型尺寸计算均按平均值法技术。查有关手册得ABS的收缩率为S=0.5%。 型芯工作尺寸：
φ2=1.9+00.2
lm -δz=[(1+0.5%)×1.9+0.75×0.2] -δz =2.060-0.07 2.020+0.07
lm -δz =[(1+0.5%)×2.02+0.75×0.07] -δz =2.080-0.02 6±0.12=5.880+0.24
lm -δz =[(1+0.5%)×5.88+0.75×0.24] -δz =6.090-0.08 5±0.12
lm -δz =[(1+0.5%)×4.88+0.75×0.24] -δz =5.80-0.08 0.960+0.14
lm -δz=[(1+0.5%)×0.96+0.75×0.14] –δz=1.070-0.048 2.5±0.1=2.40+0.2
lm -δz =[(1+0.5%)×2.4+0.75×0.2] -δz =2.560-0.067 70+0.14
lm -δz =[(1+0.5%)×7+0.75×0.14] –δz=7.140-0.048 R2.90+0.2
lm -δz =[(1+0.5%)×2.9+0.75×0.2] –δz=3.060-0.067 型腔工作尺寸：
x=0.75 S=0.5% 15.50-0.26
Lm+δz=[(1+s)LS-0.75△] +δz=15.380+0.086 7-0.18
Lm+δz=[(1+s)LS-0.75△] +δz=6.90+0.06 1±0.1
Lm+δz=[(1+s)LS-0.75△] +δz=0.9550+0.067 6±0.12
Lm+δz=[(1+s)LS-0.75△] +δz=5.970+0.04 3±0.1
Lm+δz=[(1+s)LS-0.75△] +δz=2.9650+0.67 10.5+0.26
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