沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型布局及注塑机选择
第三章 成型布局及注塑机选择
3.1 进胶方式的选择
注塑模具的注射系统是一个塑料流动通道，从注塑口到模具型腔的模具。其效果是用塑料熔体填充整个型腔，并将注射压力传递给各个部件。
浇注系统设计对性能，外观和形状的塑料件的影响很大。它的组成有主通道，流道，浇口和冷料点。闸门选择的设计，直接关系到产品可在良好的条件下进行。长用的浇口有直接浇口，侧浇口,点浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口位置的选择原则与浇口的位置与塑料的质量有直接的影响。 在确定浇口位置时，应考虑以下几点：
熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须要遵循以下几点： （1）流程(包括分支流程)为最短；
（2）每一股分流都能同时到达其最远端； （3）要先从壁厚较厚的部位进料；
（4）考虑各股分流的转向应该应为越小越好。
有效地排出型腔内的气体， 由于本设计中塑件外表面质量要求较高，所以要选用侧浇口。侧浇口在产品端面处，成形后要切除浇口, 零件组装时浇口被遮挡起来。
3.2 型腔的布局及成型尺寸
因为本设计中采用侧浇口，且塑件的尺寸较大，为提高塑件的成功概率，并从经济型的角度出发，为了节省生产成本和提高生产效率，采用一模六腔的成型方式，进行加工生产。
型腔的布置、浇注系统的布置及各型腔的布置均应使各型腔通过进料系统从总压力中所需压力相等，保证塑料熔体均匀地填充各型腔，各腔塑料内均匀稳定质量。腔和主流之间的距离尽可能短。
6
沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型布局及注塑机选择
根据塑料布局计算确定该塑料部件的布局确定的型腔腔的尺寸，需要考虑形成闭封闭结合面尺寸大小，尺寸过大，会造成浪费材料，而且还增加成本，尺寸过小,容易导致成型时溢料飞边,甚至会导致型腔变形.。
模具是一模六腔，型腔的布局如图2：
（图2） 型腔布局
3.3 估算塑件体积质量
为了选用注射机及确定型腔数需计算计算塑件的体积大小。
由计算得，塑件的体积为V=306mm3 根据《塑件成型工艺与模具设计》P22可查
g?3 可算得：塑件的质量为0.32g。 得聚苯乙烯的密度为， ? 1.054 cm 本次采用一模六件的成型方式，所以需要计算： 塑料总体积：
V总=6×0.306cm3+V浇[V浇=（20%～50%）NV] （3-1） =1.8306+0.6407cm3 =2.47cm3
7
沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型布局及注塑机选择
故选XS—Z—30
初步选用注射机为“XS—Z—30注射机”相关参数见表1： 表1 XS—Z—30注射机
型号 额定注射量/mm3 柱塞直径/mm 注射压力/MPA 注射行程/mm 模具最小厚度/mm 喷嘴孔直径/mm 拉杆空间/mm 顶出方式
XS-Z-30 30 28 119 130 60 2 235
注射方式 锁模力/KN 最大成型面积/cm3 最大开合模行程/mm 模具的最大厚度/mm 嘴角圆弧球半径/mm 动、定模固定板的尺寸
/mm*mm 合模方式
柱塞式 250 90 160 180 12 250*280 液压-机械
四侧没有顶杆，机械顶出，中心距170mm
确定塑件成型工艺参数如下见表2：
表2 塑件成型工艺参数
塑料项目 注射机类型 喷嘴
形式 温度/℃ 前段 中段 后段
模具温度/℃ 注射压力/MPA 保压压力/MPA 注射时间/s 保压时间/s 冷却时间/s 成型周期/s
PS 柱塞式 直通式 160～170 170～190 —— 140～160 20～60 60～100 30～40 0～3 15～40 15～30 40~90
8
沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 确定模具的整体结构
第四章 确定模具的整体结构
4.1 型腔数目及分布
在进行模具设计时，首先要确定型腔的大小，然后要确定型腔腔的数量，还要考虑塑件成型的精度、经济性、注塑机的安装尺寸。
4.2 型腔分布
为了使制品质量均一稳定，型腔分布必满足每一个型腔都同时充满并且使每个型腔都能获得相同的压力。
型腔分布一般分为两种，分别为平衡式和非平衡式。
平衡式：要求浇道的形状，尺寸模具，冷却条件完全一致，目地是为了实现均匀进料并同时充满型腔。
非平衡式：浇道长度不同不利于均匀的进料，但可缩补浇道长度实现目的充满，做各个型腔浇道尺寸设计不一样。 经分析：故本次设计采用平衡式。
4.3 设计与计算浇注系统
主流道设计
浇口是浇注系统的注射机喷嘴与模具浇口衬套的接触点分流道到塑料熔体流道熔体先流经模具的形状和尺寸的塑料熔体流动速率和膜充填时间有较大的影响。因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。
主流道通常在模具的浇口套中设计，为了使主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成锥形，锥角（θ= 2°?6°），主流道的表面粗糙度小于或等于达到0.8um，浇口套常用碳素工具钢材料，热处理和淬火硬度53-57HRC。
9
沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 确定模具的整体结构
根据所选XS-Z-30型注射机喷嘴有关尺寸为：喷嘴d嘴 ? ? 2 mm 喷嘴前端球面积r嘴=R12mm，根据模具主流道球面半径R=r喷嘴+（1～2）mm，及小嘴直径d=d嘴+（0.5～1）。取主流道球面R=13mm，小端直径为3mm。为了便于将凝料从浇口道拉出，将主流道设计成圆锥形，其锥度角为α=2℃～4℃，经过换算得主流道大端得D=4.5mm，为了使熔料顺利进入主流道，可在主流道出料端设计半径r=2mm的圆弧过渡。 浇口通常设计在流道形状和尺寸应根据工件的尺寸、壁厚、形状复杂、注射速率分流道长度等因素综合考虑，零件形状不太复杂，易熔体充填， 根据型腔排列称分流路径长度较短，为了便于加工、半圆形流道截面形状的选择R = 3mm，长度L = 20mm 4.4 分流道设计 主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道被称为分流道。分流道的特点是能够满足好的压力传递并且能保持理想的填充状态。改变熔体流向是分流道的作用，使熔体其以平稳的流态均衡地分布到各个型腔内，分流道的长度不能太长，适当短点，折弯少，目地是为了尽量减少流动过程中的热量损失和压力损失，分流道的设计不仅能够节约塑料的原材料，而且能够降低注塑机的能耗。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，所以只有内部的熔体流动状态比较理想，这也是其主要的缺点。 圆形截面分流直径D一般在2-12mm的范围内变化。经大量实验，结果表明，对于大多数塑料，分流道在熔岩流影响较大直径为6mm，但当直径达到8mm以上时，甚至随着直径的增加，对影响的熔岩流却不是很大。 因此分流道表面粗糙度值不能太低，一般取 Ra = 1.6um，本设计选择圆形截面的分流道，d=3mm， 分流通道的布置，取决于腔体的布置，应遵循的原则是： （1）结构紧凑，减小模板尺寸. （2）减小流量，使夹紧力达到平衡。 4.4. 1 浇口设计 10