临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计
6 注射模浇注系统的设计
该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
浇注系统的作用是将塑料熔体平稳得引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落，使型腔内的气体顺利地排除。
6.2 主流道设计
采用普通浇注系统，由于是二型腔模，必须设置分流道，采用侧浇口形式从零件前端进料，利用分型面间隙排气。
(1)主流道是指浇注系统中从注射机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。因此，设计时必须使熔体的热量损失和压力损失最小，根据模具设计手册查得XS—ZY—125型注射机的喷嘴的有关尺寸为： 喷嘴前端孔径：d0??4mm； 喷嘴前端球面半径：R0?12 mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系：
R?R0?(1~2) mm d? d0?(0.5~1) mm 取主流道球面半径：R?13 mm； 取主流道的小端直径d??5mm；
为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将凝料从主流道中拔出，主流道与喷嘴应紧密对接，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2~4?，取2?，经换算得主流道大端直径为
D??6mm，主流道表面粗糙度Ra≤0.8一般为Ra?0.4?m。由于小端的前面是球面，
其深度为3～5㎜。
(2) 主流道长度
主流道的长度应尽量短，以减小压力损失，其长度一般不超过65㎜，一般取50mm， 主流道浇口一般采用碳素工具钢如T8A，TA10等材料制造，热处理淬火硬度53～57HRC。该浇口套与与定位圈设计成整体形式，用螺钉固定在定模上，浇口套与模板间的配合采用H7/m6的过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/f9配合。
根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如图4-1所示：
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图4-1主流道如图所示
6.3 分流道设计
分流道的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。由于模具是多型腔的浇注系统，因此应设置分流道。分流道截面尺寸视塑料品种，制件尺寸，成型工艺条件以及流道的长度因素来确定。通常圆形截面分流道直径为2～10mm ，对流动小号的尼龙、聚乙烯、聚丙烯等塑料的小型塑件，在分流道长度很短时直径可小到2mm综合考虑，分流道截面半径取R=2mm，开设在定模一侧。
(1)分流道长度
分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料原材料和减少能耗。
(2)分流道的表面粗糙度
分流道表面粗糙度要求不能太低，一般取1.6um左右，这可增加对外塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。
6.4 浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔制件的一段细短的通道，其作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快速度进入并充满型腔，型腔充满后浇口部分的熔体能迅速地凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。浇口的形状、位置、尺寸对塑件的质量影响很大。注射成型时许多缺陷都是由于浇口设计不合理而造成的，因此在设计的过程种要特别重视浇口的设计。
常用的浇口形式有直接浇口、侧浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏浇口等。不同的浇口形式对塑料熔体的充模特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。浇口设计的原则如下：
（1）浇口的位置应使填充型腔的流程最短； （2）浇口的设置应有利于排气和补缩； （3）浇口位置要选择避免塑件变形；
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（4）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕； （5）浇口的位置应避免侧面冲击细长型芯或镶件。 (1)浇口的选择
根据制件塑料的形成特性，制件的几何形状、尺寸、生产批量、成型条件、注射机等因素的综合考虑，选用侧浇口较为理想。选用侧浇口比较符合模具结构的要求。 （2）浇口位置的选择
浇口位置主要是根据制件的几何形状和技术要求，并分析熔体在流道和型腔中的流动状态、填充、补缩及排气等因素后确定， 该模具采用侧浇口，其有以下特性:
①形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证。 ②试模时如发现不当，容易及时修改。 ③能相对独立地控制填充速度及封闭时间。 ④对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。
如图4-2侧浇口所示：
图4-2 侧浇口示意图
该塑件采用侧浇口的浇口方式，侧向进料的侧浇口，对于中小件，一般厚度t=0.5～2.0mm(或者取塑料壁厚的1/3-2/3)，宽度b=1.5～5.0mm， 浇口的长度L=0.7～2.0mm ,该模具浇口厚度为1mm,长度为1.06mm。
6.5 排气系统
塑料熔体充模时，需置出浇注系统、型腔内的空气以及塑料熔体微量分解产生的气体，使之及时排出模外。常用的有分型面排气、间隙排气、设置冷料井排气，因此需要设计排气系统。
（1）分型面排气，排气槽的深度可取0.025～0.1mm, 宽 1.5～6mm。为了避免型腔中被压缩的热空气直接喷入人体上，排气槽做成弯曲状。排气槽深度的取值要小于被注射塑料的溢料值。常用塑料的排气间隙表:
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表4-1常见塑料的溢料值
塑料名称 聚乙烯 聚丙烯 软聚氯乙烯 聚苯乙烯 溢料值 0.02 0.03 0.03 0.03
塑料名称 聚甲醛 聚碳酸酯 有机玻璃 PE 溢料值 0.03 0.08 0.04 0.06 综合考虑到本塑件的顶杆和斜销及成型件， 可利用配合间隙排气,可以形成自然的排气系统，不专门设计排溢系统，如在调试中认为必须开设排溢系统，到时也可以开设。
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7注射机的有关工艺参数校核
7.1最大注射量的校核
国产标准注塑机的标准规定，以注塑聚炳烯时在对空注塑的条件下，注塑机螺旋杆
3或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量(cm)。它在一定的程度上反映了注塑机的注塑能力，标志着注塑机能成型最大体积的注塑制品[6]。
以容量计算时，必须使得在一个注塑成型周期内所需的注塑塑料熔体的容量在注塑机额定注塑量的80%内，也就是塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系由参考文献[1]公式(4.5)得，
V件≤0.8V注
式中 V件 —一模中的塑件数与浇注系统的体积（cm3）;
V注 —注射机注射容量（cm3）; 0.8 —最大注射容量利用系数。 在这个设计中，
V件= 7.13cm3
V注=8.56cm3
15.69cm3<0.8?125=100cm3 所以注射机注射容量完全满足要求。
7.2 注射机锁模力校核
锁模力是注射机的锁模机构对模具施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填型腔时，沿锁模方向产生一个很大的胀型力，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，否则容易产生由于锁模不紧而发生溢料的现象，即：F锁＞F胀。 塑件在分型面上的投影面积为：A塑?3434mm2
浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。影面积可以适当取小一些。这里取A浇=0.2A塑。 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则：
A浇是每个塑件在分型面上的投
影面积A塑的0.2～0.5倍。由于该设计流道设计简单，分流道较短，因此流道凝料投