线盒塑盖注塑模具设计.doc

大学本科生毕业设计（论文）
第一章 引言

塑料是20世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革及硅酸盐等自然材料，成为现代工业和生活中不可缺少的一种人造化学合成材料，并与金属、木材和硅酸盐三种传统材料一起，成为现代工业生产中四种重要的原材料之一。
塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为成品的某各阶段可流动成型的材料。所谓高聚物，相对分子质量都大于一万，有的甚至可达数百万，它在一定温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的制件。除聚合物外，塑料中还有增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料等添加剂。塑料具有优良的性能且应用广泛，与其他材料相比，塑料的主要性能有密度小、比强度高、耐化学腐蚀能力强、绝缘性能及隔热隔音性能好、减磨耐磨性能好、抗震减震性能好、光学性能好以及各种防护性能。
塑料常用的成型工艺有注射成型、压缩成型、压铸成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、发泡成型、真空及压缩空气成型等。塑料制件成型后，可直接使用或与其他零件装配组合后使用；亦可通过机械加工、修饰后处理工艺提高其使用性能和品质。
我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。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。
本塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、毕业设计说明书、毕业设计体会、参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法。
本说明书在编写过程中，得到指导老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致谢。
由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。

第二章 概述
2.1 塑料的概述
塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。它以合成树脂为基本成分，再加入各种添加剂，如填充剂、稳定剂、增塑剂、固化剂、润滑剂、着色剂、抗静电剂、发泡剂、溶剂、稀释剂等，经一定的温度和压力塑制成形，且在常温下能保持形状不变。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热固性塑料成型后为不熔的材料；热塑性塑料受热时呈熔融状态，可反复成形加工。
根据塑料的应用范围，可将其分为通用塑料及工程塑料两大类。
(1) 通用塑料 通用塑料是指产量大、价格低的塑料，多用于一般工农业生产和日常生活之中，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等品种。
① 聚乙烯 聚乙烯是由乙烯单体聚合而成的采用不同的聚合条件可得到不同性质的聚合物，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等。低密度聚乙烯广泛用于各种食品及用品的包装袋。高密度聚乙烯以及中密度聚乙烯适合作为液体、化肥以及重大物体的包装材料。
② 聚氯乙烯 聚氯乙烯是由乙烯气体与氯化氢合成氯乙烯单体，再聚合成聚氯乙烯。硬质聚氯乙烯的强度高可在-15～60℃使用。它的电绝缘性和化学稳定性也很好，常用于输送酸、碱、纸张等用的管道及化工耐腐蚀管道、通风管、气体管、输油管等。也用于制造灯座，插头、开关及其它电气、电信方面的用具。软质聚氯乙烯强度低，伸长率高，易老化，但具有密度小、隔热、隔音及防震等特点，多用于电线、电缆绝缘层、密封件，衬垫等。
③ 聚苯乙烯 聚苯乙烯具有很好的加工性能与电绝缘性，有良好的隔音、隔热及防震性能，广泛用做仪器的包装与隔热材料。
④ 聚丙烯 聚丙烯的强度、硬度及弹性模量等均优于高密度聚乙烯。它可在100℃不变形，同时电绝缘性优越，可用来制造机器上的某些零部件，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、接头、汽车方向盘调节盖等。它还可以制作各种化工容器，管道，阀门配件，泵壳以及收音机、录音机的外壳。
(2) 工程塑料 工程塑料通常是指力学性能较好，并能在较高温度下长期使用的塑料。
① 聚酰胺 聚酰胺的商业名称是尼龙或锦纶。它广泛用于100℃以下工作的机器、化学及电器零件。
② 聚甲醛 它具有优良的综合力学性能，其抗拉强度达75MPa，弹性模量和硬度较高，抗冲击、抗疲劳、减摩性能好，可在104℃下长期使用。但遇火会燃烧，在大气中暴晒还会老化。
③ 聚砜 聚砜可用于高强度、耐热、抗蠕变的构件和电绝缘件，如各种电气设备的壳体、仪表盘、配电盘、真空泵叶片等。
④ 聚碳酸酯 聚碳酸酯具有优良的综合力学性能，冲击韧度尤为突出；透明度高，可染成各种颜色，被誉为“透明金属”；耐热性比一般尼龙、聚甲醛略高，且耐寒，可在-100～145℃的温度范围内使用。它多用于制造机械工业中受载不大，但冲击韧度和尺寸稳定性要求较高的零件，如轻载齿轮、心轴、凸轮、蜗轮、蜗杆等，由于透明度高，在航空航天工业中也用于制造信号灯，挡风玻璃、座座舱罩等。
⑤ 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯具有优良的耐腐蚀、耐老化及电绝缘性，几乎能耐所有化学药品的腐蚀包括王水。
⑥ 聚甲基丙烯酸甲酯 商业名称为有机玻璃。用它可制作飞机的座舱、弦窗、电视和雷达标图的屏幕、汽车挡风板、仪器和设备的防护罩、仪表外壳、光学镜片等。
⑦ ABS塑料 ABS塑料具有坚韧、质硬、刚性好的综合力学性能，易于成形和电镀，耐热，耐腐蚀以及尺寸稳定性较好，可用于制造点击、仪表、电话、电视机、收录机的外壳及有关元件，还可用来制作汽车的方向盘、手柄以及化工管道与容器等。
⑧ 酚醛塑料 酚醛塑料具有耐热、绝缘、刚性大、化学性能稳定性好的特点。
⑨ 环氧塑料 它具有较高的强度、韧性及优良的绝缘性，并能耐-80～155℃的冷热以及酸、碱、有机溶剂的浸蚀。但他的成本高于酚醛塑料。
塑料品种繁多，性能、用途也各不相同，其主要特性如下：
（1） 质量轻 塑料是一种轻质材料。普通塑料的密度约是铝材的1/2，钢材的1/5. 这对于减轻自重的车辆、船舶和飞机有着特别重要的意义，由于质量轻，塑料特别适合制造轻巧的日用品和家用电器。
（2） 电气绝缘性好 其相对介电常数低至2.0，而高值可达十几甚至更高。被广泛用于电机、电器、电子工业中。
（3） 比强度比刚度高 强度与相对密度之比称为比强度，弹性模量与密度之比称为比刚度。通常，塑料的比强度接近或超过普通金属材料，因此可用于制造受力不大的一般构件。一些玻璃纤维、碳纤维增强塑料的比强度和比刚度相当高，甚至超过钢、钛等金属，已在汽车、造船、航天和国防工业中应用。
（4） 化学稳定性好 一般塑料均具有一定的抗酸、碱、盐等化学腐蚀的能力。其中最突出的代表是聚四氟乙烯，它对强酸、强碱及各种氧化剂等腐蚀性很强的介质都完全稳定，甚至在沸腾的“王水”中也无动于衷，核工业中用的强腐蚀剂五氟化铀对它也不起作用。因此在化工设备制造中有极其广泛的用途。如制造各种管道、密封件、换热器和在腐蚀介质中有相对运动的零部件等。
（5） 减摩、耐磨性能优良，减震消声性好。可用于制造一些高速运转的仪表齿轮、滚动轴承的保持架、机构的导轨等。
（6） 热导率低，一些塑料具有良好的光学性能。塑料的热导率一般为0.17～0.35W/(m.℃)，钢的热导率为46～70W/(m.℃)比金属热导率低得多。可以用来制作需要保温和绝热的器皿或零件。有些塑料具有良好的透明性，透光率高达90％以上，如有机玻璃、聚碳酸酯、聚苯乙烯等都具有良好的透明性，他们可用于制作光学透镜，航空玻璃、透明灯罩以及光导纤维材料等。
2.2塑料的主要成型方法
随着加工温度的逐渐升高，塑料将经历玻璃态、高弹态、粘流态直至分解。处于不同状态下的塑料表现不同的性能，这些性能在很大程度上决定了塑料对加工的适应性、可模塑性、可延性、可纺性、可机加工性等。一般的，塑料的成型方法很多，主要有八种：
（1） 注射成型 注射成型是指通过注射机的螺杆或柱塞的作用，将熔融塑料注入闭合的模具型腔，经过保压、冷却、硬化定型后，即可得到模具成型出的塑件。
（2） 压塑成型 是将预热过的塑料原料放在经过加热的模具型腔内，凸模向下运动，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后固化成型。
（3） 压铸成型 压铸成型是指通过压料柱将加料室内受热熔融的塑料经浇注系统压入加热的模具型腔，然后固化定型。
（4） 挤出成型 挤出成型是利用挤出机的螺旋杆加压，连续地将熔融的塑料从料筒中挤出，通过特定的截面形状的机头模成型并借助于牵引装置将挤出的塑料均匀拉出，同时冷却定型，获得截面形状一致的连续型材。
（5） 吹塑成型 它是将挤出的熔融塑料毛坯，置于模具内，借助压缩空气吹胀而贴于型腔壁上，经冷却硬化为塑料。此方法主要用于成型空心塑件。
（6） 压延成型 它将塑化的热塑性塑料，通过两道或多道旋转的滚筒间隙挤压延展，连续生产塑料薄膜或片材。
（7） 发泡成型 将发泡性树脂直接填入模具内，使受热熔融，形成气液饱和溶液，通过成核作用，形成大量微小泡核，泡核增长，制成泡沫塑件。常用发泡方法有三种：物理发泡法，化学发泡法和机械发泡法。
（8） 真空及压缩空气成型 把热塑性塑料板片固定在模具上，用辐射加热器进行加热，加热到软化温度后，用真空泵把板材和模具间的空气抽掉，靠大气的压力使板材贴合在模具的型腔表面，冷却后固化成型。
2.3注塑模具的现状和发展趋势
塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成型的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具。注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量已超过50吨，最精密的注塑模具精度已达到2微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，以CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新结果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。
经过近几年的发展，塑料模具已显示出一些新的发展趋势：
1.大力提高注塑模开发能力。
2.注塑模具从依靠钳工技艺转变为依靠现代技术。
3.模具生产正在向信息化迅速发展。
4.注塑模向更广的范围发展。

第三章 塑件成型工艺性分析
3.1塑件分析
塑件结构如图3-1、3-2所示；

图3-1 塑件3D图

图3-2 塑件2D剖面图

（1） 塑料名称：ABS(苯乙烯-丁二稀-丙烯晴共聚物)
（2） 色调:乳白色、不透明
（3） 生产纲领：中批量

3.2塑件的结构及成型工艺性分析
3.2.1工艺可行性分析
（1）结构分析：该塑件为线盒塑盖，外形近似一长方体盒子，边与四个角都是对称的，底部除了几个较大的孔外还有小孔，壁厚差异不大。塑件外表面要求比较光滑但内表面要求精度较低、无印纹、流痕、顶出痕迹等缺陷。
（2）成型工艺分析：
精度等级：选用精度等级MT5级
脱模斜度：ABS的成型性能良好，成型收缩率较小，为0.003～0.008，其脱模斜度查参考文献【2】表7-5，其凹模的脱模斜度35′～1°30′，凸模型芯的脱模斜度为30′～40′。本塑件的内表面脱模斜度选35′，外表面脱模斜度选40′。
3.2.2 ABS塑料性能的分析
（1）一般性能：
ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低，其制品可着成各种颜色，并具有90%的光泽度。ABS的相对密度为1.05，ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.3%～0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为34～38m.N/cm。
ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。
（2）力学性能
ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。
（3）热学性能
ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差；热稳定性不好，耐热性较差，紫外线可使变色；热变形温度为70～107℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。对温度、剪切速率都比较敏感；ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40℃到70℃的温度范围内长期使用。
(4) 电学性能
ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。
（5）环境性能
ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半。
（6）成型性能
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（7）ABS主要性能指标
ABS主要性能指标见表3-3。ABS的主要性能参数包括密度、质量体积、吸水率、熔点、线膨胀系数、计算收缩率、比热容、屈服强度、抗拉强度、拉伸弹簧模量、抗弯强度、弯曲弹性模量、抗压强度和抗剪强度。

表3-3 ABS的主要性能指标
性能
参数
性能
参数
密度/（g/cm)
1.02～1.16
屈服强度/MPa
50
质量体积/（cm/g）
0.86～0.98
抗拉强度/MPa
38
吸水率24h/（%）
0.2～0.4
拉伸弹性模/GPa
1.8
熔点/℃
130～160
抗弯强度/MPa
80
线膨胀系数/（/℃）
7.0
弯曲弹性模量/GPa
1.4
计算收缩率/（%）
0.4～0.7
抗压强度/MPa
53
比热容/（J/(kg.K）
1470
抗剪强度/MPa
24

3.2.3 ABS塑料的注射成型过程及工艺参数
1、注射成型过程。注射成型的工艺过程包括：成型前的准备、注射成型过程以及塑件的后处理三个阶段。
（1）成型前的准备。对ABS的色泽、细度和均匀度进行检验。由于ABS容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量小于0.3%。干燥条件：真空度为 MPa，烘烤箱温度为70～90℃，料层厚度小于25mm，干燥时间2h。在此，由于该塑件属批量件，要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮。
（2）注射过程。注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、注射、保压、冷却定型和脱模等步骤。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。
（3）塑件的后处理。采用调湿处理，其热处理条件为:处理介质为空气或水，处理温度为60～75℃，处理时间为16～20min。
2、ABS的注射工艺参数：
①注射机：螺杆式
②螺杆转速（r/min）：30
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⑨保压压力（MPa）：30～45
⑩成型时间（s）：注射时间　20～90s
　　　　　　保压时间 0～5s
　　　　　　冷却时间 20～120s
　　　　　　总周期 50～220s
后处理： 方法 红外线灯、烘箱
温度 70 ℃
时间 2～4h
3.2.4 溢边值。由于设计或制造精度的不合理，高压塑料熔体注入模腔后可能出现溢料（毛边）。不同的熔体粘度不同，出现溢料所需的间隙不同，溢边值即是塑料可能出现溢料的最小间隙值，模具设计和制造及使用时，模腔及分型面等处间隙不得大于此值。ABS是中等粘度的树脂材料，溢边值[δ]=0.04mm左右。

第四章 模具结构形式设计
4.1分型面位置的确定
在塑件设计阶段，应该考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模具设计中的一个关键因素。
4.1.1选择分型面的基本原则。
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4.1.2 分型面类型的选择
（1）单分型面注射模 单分型面注射模又称两板式模具，它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。
（2）双分型面注射模 双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，我们接触到的大致有以下几种：定距板式双分型面注射模、定距拉式双分型面注射模、定距导柱式双分型面注射模、拉钩式双分型面注射模、摆钩式双分型面注射模、尼龙拉钩式双分型面注射模。双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。
综合考虑，可选择定距拉式双分型面注射模。

4.1.3 分型面位置的确定
充分考虑以上分型面的选择原则，可以将分型面位置选定如下图4-1所示：

图4-1 分型面的位置
4.2 型腔数量及排列方式的确定
4.2.1型腔数量的确定
为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：根据经济性确定型腔数目、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目、根据注射机的最大注射量确定型腔数目、根据制品精度确定型腔数目。
一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，本次设计的塑件为小型塑件且精度要求不高，所以定该塑件选择一模两腔。其结构如图4-2所示；

图4-2 模具型腔
第五章 注射机的选择
注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。
注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。
5.1 注射机的初步选择
5.1.1 计算塑件的体积和质量
根据本塑件的三维零件图及相关尺寸，利用PRO/E软件计算出该塑件的体积V1 = 13.02cm³,如图5-1所示；

图5-1塑件特征图
ABS的密度ρ=1.05g/cm³,所以塑件的质量为m1=ρV1 = 13.67g ，流道凝料的质量m1 还是一个未知数，由于此模具结构、浇注系统简单，根据以往设计模具的经验，我们可以取塑件质量的0.6倍，故注射量为：
M = m1 + m2 = 21.872g

5.1.2 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
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5.1.3根据m和Fm来选择注射机
注射机的最大注射量（额定注射量G）和额定锁模力F应满足：
G≥M/α= 32.896 (g) 其中α——注射系数 查参考文献2表3-7取0.75
F>Fm =87.8 KN

根据以上分析，可采用一模两腔的模具结构。考虑塑件的结构、塑件的材料、塑件的注射成型工艺等，现选用XS-ZY-125型注射机，XS-Z-125型注射机参数如表5-2（下页）所示；

表5-2 XS-Z-125型注射机参数
项目
XS-ZY-125型注射机参数
注射压力/MPa
130
注射行程/mm
160
注射时间/s
1.8
塑化能力/(g/s)
16.8
注射方式
螺杆式
合模力/N
9X105
最大成型面积/cm²
360
移模行程/mm
300
最大模具厚度/mm
500
最小模具厚度/mm
200
模板尺寸/mm
250×280
合模方式
液压-机械
推出形式/mm
推管推出
电动机功率/kW
11
喷嘴球半径/mm
12
喷嘴口直径/mm
4
定位孔直径/mm
100

5.2校核注射机的技术参数
在模具设计之初和选择注射机之后，这种注射机是否合适，还要对该机型的其他技术参数进行校核。
5.2.1注射压力的校核
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5.2.2 锁模力的校核
锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即
F≥KoAP型
式中 p型—型腔的平均计算压力，选用参看文献3的表2-2
Ko—锁模力安全系数通常取Ko=1.1～1.2。
所以 F=900KN≥KoAP =1.2×2937.6×35N=123.38KN,符合要求。
5.2.3注射机安装模具部分相关尺寸的校核
不同型号的注射机安装部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸，定位圈尺寸，模具的最大与最小厚度及安装螺钉孔等。
（1）喷嘴尺寸。 注射机喷嘴头一般为球面，模具主流道始端凹球面半径SR应与喷嘴球面半径SRo相适应，即SR=SRo+（1～2）mm=12+(1～2)mm=13mm～14mm
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（4）模具长、宽尺寸与注射机拉杆间距离的关系。模具安装有两种方式，即从注射机上方直接吊入机内进行安装，或者先吊到侧面再由侧面推入机内安装，为安装方便，应使注射机拉杆内间距比模具尺寸≥10mm。
（5）模具与注射机的安装关系。模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。压板式安装灵活而被广泛采用，而螺钉式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安装比较麻烦，但对于大型模具的安装，这种安装安全可靠本塑件可以选择螺钉安装。
5.2.4开模行程校核与推出机构的校核。
开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S，由于注射机得锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核。
（1）开模行程与模厚无关。这种情况主要是指锁模机构为液压—机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程所决定，而与模厚无关。
对于单分型面注射模，所需开模行程H为
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（2）模具有侧向抽芯时开模行程校核。此时应考虑抽芯距离所增加的开模行程，为完成侧向抽芯距离s所需开模行程为H，当H≤H1+H2时然按上式计算开模行程H；当H>H1+H2时，其开模行程H为
H=H+（5～10）mm≤S
所以此塑件模具的开模行程H=110mm。

第六章 浇注系统的设计
浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。
浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。从注塑机喷嘴至模具型腔的熔融树脂流路称之为流道，其浇口套内树脂流路称之为主流道，其余部分称之为分流道。分流道末端通向型腔的节流孔称之为浇口，在不通向型腔的分流道末端设置冷料井。浇注系统分为两大类，制品与固化的浇注系统一同从模具中取出的浇注系统称之为冷流道浇注系统。通过加热装置保持流道中树脂为熔融状态的称之为热流道浇注系统。
6.1浇注系统设计的原则
设计浇注系统时应遵循以下原则：
① 浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降、流量和温度分布的均衡布置；
② 尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短冲模时间：
③ 选择浇口位置时应避免产生湍流和涡流及喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩；
④ 避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移；
⑤ 浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑料件分离、切除整修容易，且外观无损伤；
⑥ 融合缝位置需合理安排，必要时配以冷料井或溢料槽；
⑦ 尽量减少浇注系统的用料量；
⑧ 浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有IT8级以上精度。
浇口位置及浇口种类决定熔料在型腔中的流动方向和路径。选择浇注系统时应兼顾熔体的流动、收缩、塑件形状、表面质量及浇口凝料的取出。若浇口位置不当或浇口种类选用不适合，则难以保证塑件质量。模具采用点浇口进料，浇口设置在塑件上部的中心下处，以使熔体流动均匀，填充迅速，降低塑件变形几率，脱模时浇口凝料手自动拉断；留在塑件表面的浇口痕迹很小，在模具外手工去除，确保塑件表面质量。

6.2主流道设计
主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。
在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。
6.2.1主流道的设计要点
（1）浇口套的内孔 即主流道呈圆锥形，单边锥度1°～2°。锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r，一般为0.5～3mm。
（2）浇口套的进口 进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径 大0.5~1mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm。
（3）浇口套球面 浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合，浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大约2mm～3mm，接触时圆弧度吻合的好。反之两者不能很好贴合，会让塑料熔体返喷出现溢边，致使脱模困难。即浇口套球面半径R=14mm～15mm。
（4）浇口套长度 浇口道的长度应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。所以选择L=50mm。
（5）浇口套的结构 浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.6～Ra0.8μm，保证料流顺利，易脱模。浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行，要考虑冷却措施。

6.2.2 主流道尺寸设计
（1）主流道小端直径 ：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm
=4+（0.5～1）mm=（4.5～5）mm d取4.5mm。
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（5）主流道大端直径 ：D=d+2Ltanα≈4.5+2×44×tan1.5°mm=7mm 式中α=1°～2°取1.5° 圆角r=1mm。
6.2.3主流道衬套及固定形式。
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（俗称浇口套），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般选用碳素工具钢，如T8A、T10A等，在此选用T10A钢。热处理要求53－57HRC,其与定模板配合可采用H7/m6。因此选用标准件：浇口套 25×50 GB/T4169.19—2006 ，定位圈 100 GB/T 4169.18—2006， 其结构形式如图5-2、5-3所示：

图6-2 浇口套

图5-3 定位圈
6.3分流道设计
在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。
6.3.1 分流道的设计要点
（1）分流道对熔体的阻力要小 在保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度尽量取较小值，尤其对小型塑件更重要。分流道转折处应以圆弧过渡。
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（5）分流道与浇口 两者连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及填充。
6.3.2分流道的布置形式
常见的分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形和U型等。其中，圆形截面分流道的表面积最小，热量不容易散失，流动阻力最小，但它需要开在动模和定模上，要保证两半圆完全吻合，制造困难；梯形截面分流道加工容易，热量散失和阻力也不大，是最常用的形式；U形截面分流道的优缺点与梯形截面基本相同。分流道的形状及尺寸，应根据塑料的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度因素来确定。另外，从传热面积考虑，热固性塑料的注射模宜用矩形截面分流道，而热塑性塑料宜用圆形截面分流道；从压力损失考虑，圆形分流道最好。由于该塑件采用了一模两腔，熔体不能够较快的充满型腔。所以，该模具需要设置分圆形流道。
6.4浇口的设计
6.4.1浇口的作用及设计原则
（1）浇口的作用
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，其作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体能迅速的凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。浇口的形状、位置、和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的设计与塑料塑件的形状大小、模具结构、注射工艺参数（温度、压力和速度）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小、长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭。便于与塑件分离或切除，且浇口的痕迹要不明显。注射成型时许多缺陷都是由于浇口设计不合理而造成的，所以要特别重视浇口的设计。
（2）浇口的设计原则
对浇口的总的设计要求是：要使塑料熔融体以较快的速度进入并充满型腔，同时在型腔充满后适时冷却封闭。
浇口位置选择要遵循以下原则：
1.浇口位置的设置应使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少。
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8.浇口位置的设置应考虑塑件的外观。
6.4.2 浇口的类型选择及位置确定
浇口形式较多，一般可分