U盘外壳的注塑模具设计机械毕业设计说明书.doc

第一章 前 言1.1模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。 在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、 冷压模具等各种模具。 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。 在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。 例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、 冷压模具等各种模具。 1.2 我国塑料模现状塑料模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模工业是国民经济的基础工业。用塑料模生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。1.3 塑料模发展趋势塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。由于计算技术和数控加工迅速发展，使得CAD/CAM逐渐取代了过去塑料模的设计与制造技术，使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模CAD/CAM的发展不仅可以提高塑料模质量，减少塑料模的设计与制造工时，缩短塑料模生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的“质量高、交货快、价格低”的要求。塑料模以后的发展主要有以几方面：1、注射模CAD实用化；2、挤塑模CAD的开发；3、压模CAD的开发；4、塑料专用钢材系列化。1.4 自我归纳认真听取和学习模具设计与制造专业的相关课程后，我已经能够初步熟练掌握机械制图、机械原理、机械设计等专业基础方面知识，对于机械加工、制造工艺等有了比较全面、系统的了解。进行毕业设计的过程当中，虽遇到了一些困难，但在老师的悉心指导和自己的不懈努力下，我坚持完成毕业设计的任务，由于学生的水平有限，经验不足，设计中存在不妥之处，再所难免，恳请各位老师给予斧正，学生定会尽力完善设计，争取做到最好。 塑料模具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模的优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。社会环境下，塑料材料具有许多优点，目前正逐渐成为金属材料的良好代用材料，在很多领域都出现了金属材料塑料化的趋势。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。随着塑料新品种的不断出现以及塑料制品在结构、外观上要求的日益提高，使产品的设计和模具设计过程变得越来越复杂。而传统的模具设计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的，已经很难满足这种发展变化的需要。过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验，模具的加工制造又在很大程度上依赖于生产者的操作技能，因此存在模具设计水平低、加工质量差、生产周期长、使用寿命短等缺陷。在毕业设计中进行的CAD和 pro/e软件的应用，大大提高设计效率和图纸的表达准确度，也很大程度磨练和提高了设计的水平和知识。本设计为一个U盘外壳的注塑模具设计，塑件结构简单，塑件质量要求不允许有裂纹和变形缺陷。脱模斜度301°，塑件材料为ABS，生产批量为大批量，模具公差按设计要求进行转换。设计内容：1、壁面内嵌式开关按钮结构特征及性能分析；2、模具结构的总体方案设计；3、相关计算注塑机的选型4、模具结构设计、装配图的设计；5、零件工作图的设计；6 、编写设计说明说；第二章 塑件的工艺分析2.1 塑件成型工艺分析U盘外壳的形状较为复杂，带有不同形状的侧孔，在保持孔大小间距和孔的形状是给模具的设计加大难度。U盘外壳的注塑材料首先选用ABS，U盘外壳绝大部分的决定了U盘外壳重心的位置的所在。所以我们必须很好多处理后盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于U盘外壳的主体作用是起固定作用（它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。应用Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后，发现会给U盘外壳 的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用镶件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。2.2 U盘外壳原料（ABS）的成型特性与工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。2.2.1 ABS塑料主要的性能指标：密度 (Kg.dm-3) 1.131.14收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R 6286体积电阻系数 cm 1013 击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz 3.72.2.2 ABS的注射成型工艺参数: 注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 通用式 料筒一区 150170料筒二区 180190料筒三区 200210喷嘴温度 180190模具温度 5070注 塑 压 60100保 压 4060注塑时间 25保压时间 510冷却时间 515周 期 1530后 处 理 红外线烘箱 温 度 （70） 时 间 （0.31）ABS的工艺特点：1 ABS的吸湿性和湿敏性都较大，在成型加工前必须进行充分干燥和预热，将水分含量控制在0.03%以下。 2 ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低（与其它无定型树脂不同）。ABS的注射温度虽然比PS稍高，但不能像PS那样有宽松的升温范围，不能用盲目升温的办法来除低其粘度，可用增加螺杆转速或注射压力的办法来提高其流动性。一般加工温度在190-235为宜。 3 ABS的熔融粘度属中等，比PS、HIPS、AS均较高，需采用较高的注射压力匹配。 4 ABS料采用中等注射速度效果较好。（除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度），产品水口位易产生气纹。 5 ABS成型温度较高，其模温一般调节在45-80。生产较大产品时，定模（前模）温度一般比动模（后模）略高5左右为宜。 6 ABS不宜在高温炮筒内停留时间过长（应小于30分钟），否则易分解发黄第三章 模具的结构设计3.1 计算获得塑件体积估算塑件体积和质量：该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，计算其平均密度为1.135 g/cm3，平均收缩率为0.55。使用PRO/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。另预置浇道凝料约为5.338 cm3 因此估算塑件总体积约为2.82x4=11.28cm3。一模4腔总体积为16.62cm3 根据零件图提供的样品，便可以根据样品测绘得出制品体积，同时也可以借助计算机辅助软件(如：Pro/E软件等)建立制品模型（对于没有提供样品的设计，也可以由所提供的制品图样建立模型），这样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。因条件所限,本设计是测绘所得的体积：1）制品的体积为：4V1=11.28（cm³） 质量为： m=1.13g/cm³11.28cm³=12.75g2）浇道凝料约为 V2=5.338（cm³）3）该模具一次注射共需塑料的体积约为： V0=4V1+ V2 =16.62（cm³）3.2 注射机型号的确定3.2.1 注射机的选用原则1、计算塑件及浇道凝料的总容量（体积或重量）应小于注射机额定容量（体积或容量）的0.8倍；2、模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力；3、模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力；4、模具的闭模高度应在注射机最大，最小闭合高度之间；5、模具脱模取出朔件所需的距离应小于所选注射机的开模行程；6、模具的外形尺寸及安装尺寸必须与所选注射机模板适应，既模具最大外形尺寸安装时应不受拉杆间距的影响，模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合；模具的模板各安装孔应与注射机固定模板的安装孔相对应、机床喷嘴孔径和球面半径应与模具进料孔相对应，注射机的开模行程应满足脱件条件。根据以上的计算初步选定型号为XSZY60的注射机。近年来我国引进注射机的机型很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的“注射机使用说明书”上标明的技术参数。据以上的计算初步选定型号为XSZY60的注射机，其主要技术参数如下表：表3.1 XSZY60注射机主要技术参数额定注射量（cm³）60螺杆(柱塞)直（mm）38注射压力（MPa）122注射行程（mm）170注射时间(s)锁模力（kN）500最大成型面积（cm²）130最大开合模行程（mm）180模具最大厚度（mm）200模具最小厚度（mm）70合模方式液压机械喷嘴球头半径（mm）SR12顶杆中心距（mm）喷嘴孔径（mm）43.3 注射机及各个参数的校核U盘外壳的原料为ABS，所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为122 MPa，所以注射压力符合要求。3.3.1 最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8 V机 nV塑V浇式中 V机 ：注塑机的最大注塑量，60cm3 V塑：塑件的体积，该产品V塑2.82cm3 V浇：浇注系统体积，该产品V浇10.34cm3 故 V机（4*5.5+0.2）cm33.3.2 锁模力校核 F锁pA式中 p：熔融型料在型腔内的压力，该产品 A：塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=1260 mm3F锁：注塑机的额定锁模力。故 F锁pA=122Mpa×1260 mm3选定的注塑机的压力为250KN，满足要求。3.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核1. 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长×模具宽<拉杆面积>=310×3152.模具闭合高度校核Hmin：注塑机允许最小模厚=70mmHmax：注塑机允许最大模厚=200mmH：模具闭合高度=185mm故满足HmaxHHmin。（1）开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机的开模行程应满足下式：S机：注塑机最大开模行程，160mm;H1：顶出距离，40mm；H2：包括浇注系统在内的塑件高度，15mm;S机(H模Hmin)H1H2(510)因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。故： 180(18570)55(510)故满足条件 第四章 U盘的注塑模具设计4.1 分型面的选择与设计4.1.1分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：1、分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何方位布置型腔,都应将此作为首要原则；2、有利于保证制品的外观质量,分型面上型腔壁面稍有间隙,熔体就会在塑件上产生飞边；3、尽可能使制品留在动模一侧,因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行；4、有利于保证制品的尺寸精度；5、尽可能满足制品的使用要求；6、尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力；7、长型芯应置于开模方向,当塑件在相互垂直方向都需设置型心时,将较短的型心设置在4侧抽芯方向,有利于减小抽拔距离；8、有利于排气；9、有利于简化模具结构,应尽量避免侧向分型或抽芯；10、在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。虑。对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，综合考虑后得出，本模具采用双分型面A2型派生模架。4.2 模具结构形式的确定4.2.1 多型腔单分型面模具制品外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此结构。 4.2.2 多型腔多分型面模具制品外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采 图3.1 型腔分布示意图用此结构。该制品外观质量要求较高，分析该制品样品采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的痕迹，可知浇口为一般侧浇口，并可初步拟定采用两型腔双分型面的模具结构形式，其中双分型面为：水平、垂直分型面。4.3型腔数目的确定与排列形式1. 技术参数根据注射机的最大注射量确定型腔数目。 注射机的最大注射量为， 单个制品质量为W1克， 浇注系统的质量为W2克。 则型腔数目n为： 。4腔符合以上计算 型腔的排列形式H型2. 根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具加工费用和塑件成型加工费。综上条件本U盘外壳制品， 采用一模四腔比较合理。多型腔排列一般原则：1从注射工艺角度需考虑以下几点1流动长度；2流道废料；3浇口位置；4进料平衡；5型腔压力平衡。4.4浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处,以获得外形轮廓清晰,内在质量优良的塑料制件.它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料穴、浇口。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模四腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各丢型腔璄深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。本设计选用适用于流动性较好的塑料制品:点浇口4.4.1主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接坱响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。主流道的设计要点如下：（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。（2）主流道大端呈圆角，其半径取r=13mm,以减少流速转向过渡的阻力，r=3mm.（3）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。其主要设计要点:（1）主流道圆锥角， 内壁粗糙度。 （2）主流道大端呈圆角， 半径r=13， 以减少料流向过渡时的阻力。 （3）在模具结构允许的情况下， 主流道应尽可能短， 一般小于60， 过长刚会影响熔体的顺利充型。 （4）主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合， 与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合（5）主流道衬套一般选用T8、 T10制造， 热处理强度为5256HRC1、主流道尺寸 1）主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+0.51=4+0.51 取d =5（mm）这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出2）主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23mm.反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR=注射机喷嘴球头半径+23 取SR=12+2=14（mm）3）主流道长度L一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在50之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构取L=25（mm）4）主流道大端直径 D=d+2Ltg（半锥角为2° 6°，取=3.5°）9 取D=9（mm） 2、主流道衬套的形式及尺寸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即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和图4.1 浇口套热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为5357HRC。由于该模具主流道较长设计成分体式较宜。本设计采用材料T8A3、定位圈的结构尺寸 定位圈是对浇口套的固定和对注射方向的导正图4.2 定位圈4、主流道衬套的固定图 4.3主流道衬套的固定4.4.2 分流道的设计在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的动通道，其作用是通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔。分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小。在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形.分流道设计要点：（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。1、分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形、矩形、六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大、表面积小。因此可以用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。为了便于加工及凝料脱模， 分流道大多设置在分型面上， 分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等， 工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好， 且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大， 一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： 式中， m流经分流道的塑料（g）； L分流道的长度（） D分流道直径（） 梯形的侧面斜角a常取， 在应用公式时应注意它的适用范围， 即塑件塑件质量为： m=1.13g/cm³5.538cm³=6.125gL=65mmD=6本设计在保证塑件质量的前提下，从经济和加工的角度分析，最终采用了半圆形截面.表4.4.1 部分常用塑料常用分流道断面尺寸推荐范围塑料名称 分流道断面尺寸mm 塑料名称分流道 断面尺寸mmABS、AS4.89.5聚苯乙烯3.510聚乙烯1.69.5软聚氯乙烯3.510尼龙类聚甲醛1.69.53.510硬聚氯乙烯聚氨酯6.5166.58.0聚丙烯510聚苯醚6.510丙烯酸塑料810聚砜6.510分流道长度 长度应尽量短，且少弯折，该模具分流道的长度为：140，2、分流道的表面粗糙度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此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处取Ra=0.8m。3、分流道的布置形式分流道在分型面上的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分为平衡式与非平衡式两种。不管有多少种布置形式，总的来说应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式H型。4.4.3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段熔体因辐射散热而低于所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形性能不佳，如果这里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（冷料井）。冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件质量。1、主流道冷料穴主流道冷料穴常设在主流道的末端，开模时应将主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径.由于该模具具有垂直分型面即侧向分型，冷料穴分别开在左右瓣合模上，开模时，将主流道中的凝料拉出来；侧向分型时，冷料穴中的凝料会制动脱落。 其中D为主流道大端直径,该模具取d=D=9 (mm),其中2为主流道的冷料穴，这样设计的好处是不紧能容纳熔料的冷峰，同时还可以配合拉料杆巧妙的拉出凝料，2、分流道冷料穴 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.52倍。该模具的分流道冷料穴与流道的截面形状相同，直径逐渐缩小的半圆形。模具分流道冷料穴选用第二种。尺寸数值L=(1-1.5)D H=(1-1.5)D4.4.4浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，它的作用是增加和控制塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料，以保证充填实，确保制品质量。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。1、浇口的主要作用有如下几点： 1）熔体充模后，首先在浇口处凝结，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流；2）熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；3）易于切除浇口尾料；4）对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口还能用以控制熔接痕的位置。2、浇口尺寸的确定浇口的截面积一般为分流道截面积的3%9%，截面的形状多为矩形（宽度与厚度的比为3：1）或圆形；浇口长度约为0.52.0mm左右。在设计的时候一般取小值，在以便在试模时修正。浇口最终的具体尺寸根据经验和零件的尺寸和形状的要求确定。3、浇口位置的选择 浇口位置与数量对制品质量影响很大，选择浇口位置时应遵循如下原则：1）浇口应设在能使型腔的各部位、各角落同时充满的位置；2）浇口应开设在塑件较厚的部位，以使熔料从厚断面移入薄断面，以利于补料；3）浇口应设在有利于排除型腔中气体的部位；4）口应设在避免塑件表面产生熔合纹的部位；5）对于带有长型心的模具，浇口应设置在能使进料沿型心轴向均匀进行，以免型心被熔体冲击而变形；6）浇口的设置应避免熔体的断裂；7）浇口的设置应不影响塑件的外观；8）浇口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。4、浇口结构的形式注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况个不相同。按浇口的特征可分为限制浇口（既封闭式浇口，在分流道与型腔之间有突然缩小的阻尼式浇口）和非限制浇口（既开放式浇口，又称直接浇口或主流道式浇口）；按浇口形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环行浇口及薄片式浇口；按浇口的特征性质可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的塑件的位置可分为中心浇口和侧浇口等。对于该模具，是中小型制品的多型腔模具，同时从塑件的形状等各方面分析知采用的是点浇口。点浇口又称橄榄形浇口或菱形浇口，是种截面尺寸特小的圆形浇口。点浇口一般设在型腔底部，排气畅通，成型良好，塑件无不良痕迹。有利于实现制动化操作，常用于成型如壳盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件，能制动切断浇口凝料5、浇口结构尺寸的经验计算根据模具的实际情况，再结合所提供经验值得，点浇口的直径为1，长度为1。见表。 表4.2 侧浇口和点浇口的推荐尺寸制品壁厚/mm侧浇口尺寸/mm深度h 宽度w 点浇口的直径d（mm） 浇口长度<0.800.501.00.81.31.00.82.40.51.50.82.42.43.21.52.22.43.33.26.4.22.43.36.41.03.04.4.5 浇注系统凝料的脱出机构1、普通浇注系统的凝料的脱出通常采用侧浇口、直接浇口及盘形环浇口类型的模具，其浇注系统凝料一般与塑件连在一起。塑件脱出时，先用拉料杆拉住冷料穴，使浇注浇注系统留在动模一侧，然后用推杆或拉料杆推出，靠其自重而脱落。4.4.6 浇注系统的平衡对于中小型制品的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成形。一般在制品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流量及成形工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。1、分流道平衡对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔料在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下： 式中 Q1，Q2熔料分别在流道1和流道2中的流量，cm3/s；d1,d2分流道1和分流道2的直径， cm;L1，L2分流道1和分流道2的长度，cm。2、浇口平衡在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔料同时充满各型腔。浇口平衡简称为BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔BGV值相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： BGV=式中 Sg浇口的截面积，mm2; Lg浇口的长度，mm; Lr分流道的长度，mm。该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。4.4.7 排气系统和设计原则塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。所以排气系统的设计与合理化对于一个模具的正确设计非常重要通常， 选择排气槽的开设位置时， 应遵循以下原则：1）排气口不能正对操作者， 以防熔料喷出而发生工伤事故；2）最好开设在分型面上， 如果产生飞边易随塑件脱出；3）最好设在凹模上， 以便于模具加工和清模方便；4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位， 如流道或冷料穴的终端；5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处， 因为这样的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充满部位不在分型面上， 其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时， 可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块， 以供排气。 7）高速注射薄壁型制件时， 排气槽设在浇口附近， 可使气体连续排出； 若制件具有高深的型腔， 那么在脱模时需要对模具设置引气系统， 那是因为制件表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空， 难于脱模， 制件容易变形或损坏。 热固性塑料制件在型腔内的收缩小， 特别是不采用镶拼结构的深型腔， 在开模时空气无法进入型腔与制件之间， 使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚， 因此， 必须引入引气系统。 因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气。4.4.8 推出机构的设计注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构，称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。既首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。 1.脱模推出机构的设计原则制品推出（顶出）是注射成形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，制品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、结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，且推出机构应尽量设置在动模一侧；2、保证制品不因推出而变形损坏； 3、机构简单动作可靠； 4、保证良好的制品外观； 5、尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 2. 制品推出的基本方式1、推杆推出：推杆推出是一种基本的也是一种常用的制品推出方式，常用的推杆形式有圆形、矩形、“D”形。2、推件板推出：对于轮廓封闭且周长较长的制品，采用推件板推出结构。推件板推出部分的形状根据制品形状而定。3、推管推出：适用于薄壁圆桶形塑件。4、推块式脱模：适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品，可防止塑件变形。5、利用成型零件推出制品的脱模：使用于螺纹型环一类的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件6、多元联合式脱模：对于某些深腔壳体、薄壁制品以及带有环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂制品，为防止其出现缺陷，常采用两种或两种以上的推出机构联合动作以完成脱模过程。本套模具的设计中，的推出机构形式不算太复杂，全部采用推件板推出。每个塑件采用4根推杆推推板推出，推杆与推板采用螺栓连接。推杆与推杆固