塑料管环形浇口模具设计.

目录第1章工艺计算 (1)1.1 塑料件设计图 (1)1.2 塑件分析 (1)1.3 注射机的型号和规格选择及校核 (2)第2章结构设计 (4)2.1 型腔排布及分型面选择 (4)2.2 浇注系统的设计 (4)2.3 成型零件工作尺寸计算 (7)2.4 导向机构 (10)2.5 脱模机构 (11)2.6 排气及冷却系统 (13)小结 (14)参考文献 (14)第1章工艺计算1.1 塑料件设计图图1-1 塑料零件图1.2 塑件分析PE的密度为0.91—0.96g/cm3,有一定的机械强度，但表面硬度差。

特征为白色或淡白色，无毒，无味，柔软，半透明，一般呈颗粒状，手触似蜡，因而又称高分子石蜡。

1.2.1 PE性能分析表1-1 注射成型机的技术规范注射机类型：柱塞式螺杆转速：40-80r/min 喷嘴温度：90-100℃料筒前端温度：---- 料筒后端温度：40-50℃料筒中端温度：----注射压力：60-100MPa 模具温度：60-70℃注射时间12-60s高压时间：0-3s 冷却时间：15-60s 成型周期：40-130s 成型收缩率：1.5%-3.6%1.2.2 成型特性（1）结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分.不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。

注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。

（2）收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。

冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。

（3）加热时间不宜过长，否则会发生分解。

（4）软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。

（5）可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。

1.2.3 结构工艺性零件壁厚均匀，结构简单，成型容易。

1.2.4零件体积及质量估算1.单个塑件体积V s=1.13cm3，ABS密度为0.95g/cm3,所以单个塑件质量m=1.13X0.95g=1.07g2.浇注系统凝料由于主流道里的凝料还是未知的，可按塑料件的0.6倍计算即V j=0.6xV s=0.6x1.13cm3=0.68cm33.实际注射量V实=V s+V j =1.81cm3。

1.3 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具是应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号1.3.1 注射机的确定从实际注射量应在额定注射量的20%~80%，即额定注射量为2.26—9.05cm3可以初选额定注射量在9.05cm3以上的注射机SZ-25/20。

表1-2 注射机成型规格理论注射容量(cm3) 25 螺杆直径(mm) 25注射压力(MPa) 200 注射速率(g/s) 35塑化能力(g/s) 13 螺杆转速(r/min) 0~220锁模力(KN) 20 拉杆有效距离(mm) 242x187 模板行程(mm) 210 模具最大厚度(mm) 220 模具最小厚度(mm) 110 锁模形式 定位孔直径(mm) 55 定位孔深度(mm) 10 喷嘴伸出量(mm) 20 喷嘴球半径(mm) 10 顶出行程(mm)55顶出力(kN)6.71.3.2 注射压力校核P 注=60-100MPa P 额=200MPa ； P 额≥P 注 满足条件 这里选80MPa 。

1.3.3 锁模力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填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。

为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：型分胀锁P A F F ⨯=≥锁F ——注射机的额定锁模力（N ）；型P ——模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa ）；一般为注射压力的0.2-0.4倍，通常取20-40MPa 。

这里选型P =40MPa ；分A ——塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（2mm ）；由分析，可得投影面积75.362mm ，浇注系统的投影面积不超过90.432mm ；所以F 胀 90.43x0.04KN=3.62KN ，F 锁=20KN>3.62KN ，符合要求。

1.3.4 开模行程校核对于具有液压-机械式合模机构的注射机，其最大开模行程是由肘杆机构的最大行程所决定的，而不受模具厚度影响，因此本次设计中，开模行程与模具厚度无关，且为单分型面注射模，则所需开模行程H 为：mm 10~521max ）（++≥H H S 式中，1H ——塑件推出距离（mm ）；2H ——包括浇注系统在内的塑件厚度（mm ）； m a xS ——注射机最大开模行程（mm ）；这里通过资料可得：max mm 12886060S H ≤=++=）（第2章 结构设计2.1 型腔排布及分型面选择 2.1.1 分型面 1. 分型面的形式分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气系统、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2. 分型面的选择图2-1 分型面根据教材塑件的分型面应取在位于塑件截面尺寸最大的部位。

按塑件结构，分型面选在塑件端面，垂直于开模方向，型芯设在动模，开模后塑件包在型芯上留在动模，符合分型面设计原则，便于脱模，保证制件精度，简化模具结构；2.1.2. 型腔 1. 型腔数目的确定 任务书规定为一模两腔。

2. 型腔排布方式确定由于塑件属于小型塑件又要满足大批量生产要求，为使模具制造简便，综合考虑浇注系统、模具结构等因素，拟采用平衡布置。

2.2 浇注系统的设计 2.2.1 浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。

其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。

因此，浇注系统十分重要。

而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。

这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。

2.2.2 主流道 1.主流道尺寸（1）主流道通常设计成圆锥形，其锥角︒︒=4~2α，内壁表面粗糙度一般为m 63.0a μ=R 。

这里取︒=3α；（2）为防止主流道与喷嘴处溢料，喷嘴与主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，且半径：mm 122~110mm 2~112=+=+=）（）（R R ；（3）小端直径：mm 31~5.05.2mm 1~5.0d d 12=+=+=）（）（；（4）凹坑深：h=3~5mm ，这里取h=3mm ； （5）在保证塑料良好成型的前提下，主流道长度L 应尽量短。

通常由模板厚度确定，一般取mm 60≤L ；这里由标准模架，并考虑塑件厚度，取L = 37mm 。

（6）大端直径：D=d 2＋2Ltan α= 5mm 。

2.主流道衬套的形式由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此将主流道制成可拆卸的主流道衬套，便于优质钢材加工和热处理。

如图，且衬套大端高出定模端面H = 5~10mm ，起定位环作用；图2-2 浇口套2.2.3 冷料穴为储存两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔，设计冷料穴。

主流道冷料穴设计成为无拉料杆的冷料穴，凝料通过型芯的表面的坑洼处产生拉力，在分型过程中随着动模的移动向后移动。

开模时，由于是采用外环形浇口模式使得连接部分很薄弱，从而用人工作业的方式卸掉多余的废料。

2.2.4 分流道1. 分流道截面形状为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用直线形截面。

2. 分流道长度分流道长度应尽量短，且少弯折3. 分流道截面尺寸分流道的直径可由经验公式：4DG.0L2654式中，G 为塑件质量（g ）；L 为分流道长度（mm ）。

得D=0.83mm,取D=2mm 。

4. 分流道表面粗糙度分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度通常取m 5.2~25.1a μ=R ，可增加对外层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，有利于保温。

2.2.5 浇口浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料速、补料时间及防止倒流等作用，如图。

根据任务书要求，选择环形浇口。

其广泛应用于中小型塑件的多型腔注射模，截面形状简单，便于修正。

据经验公式计算：环形浇口厚度，其中0.7nt h =，n 为系数，取n = 0.6；t 为塑件壁厚，这里取t = 2mm ；则h=0.84mm ，这里取h = 1mm, 有经验l=0.75~1,这里取l=1mm. 2.3 成型零件工作尺寸计算2.3.1 凹模的结构设计凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。

根据需要有以下几种形式：整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，本次产品属于小型制件。

整体式凹模由整块材料加工而成，强度高，刚性好不会是塑件产生拼接缝痕迹可减少注射模中成型零件的数量便于模具装配并缩小整个模具的外形结构尺寸。

因此，我们选用整体式凹模。

2.3.2 凸模的结构设计凸模（型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。

我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模——整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成2.3.3 成型零部件工作尺寸计算 1.平均收缩率制品原料为PE ，收缩率为1.5% ~ 3.6%，则平均收缩率%5.22/min max cp =+=）（S S S 。

2.塑件轴向公差根据塑件轴向尺寸15mm ，精度等级MT5，查得其公差Δ=0.24mm,得模具制造误差δz=Δ/3=0.08m 。

3.凹模深度塑件高度15mm ，由公式：z 0s cp m 32-1δ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+=H S H ）（得型腔深度H m =15.21508.00+mm 。

4.凸模高度塑件高度15mm ，所以h m =15.215008.0-mm 。

5.塑件径向公差根据塑件外径为14mm ，精度等级MT5，查得其公差Δ=0.22mm ，得模具制造误差δz=Δ/3=0.073mm ；内径为mm 101.00+，Δ=0.1mm ，得模具制造误差δz=Δ/3=0.033mm 。

6.型腔径向尺寸塑件外径14mm ，由公式：z 0s cp m 43-1δ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+=A S A ）（得长度方向Am=14.185073.00+mm 。

7.型芯径向尺寸塑件内径10mm ，由公式：z 0s cp m 431δ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆++=A S B ）（得长度方Bm=10.3250033.0-mm 。

2.3.4 型腔壁厚的计算 1.型腔侧壁厚度 (1)按刚度计算34145.1δE ph S c =其中，E 是弹性模量，取2.1×105Mpa ，δ是允许变形量，可取塑件允许公差的1/5，即δ=0.02mm,h 为型腔高度为15mm ，p 为是型腔内熔体压力，一般取25~40Mpa,这里取30Mpa,得，S c =8.16mm.(2)按强度计算[][]⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=12p r S c σσ其中，r 是型腔内径为14mm,[σ] 是模具材料的许用应力，取180Mpa,p 同上得 S c =7mm.因此型腔侧壁厚大于8.16mm 即可 2.型腔底板厚度(1)按刚度计算34175.0δE prS h =其中，p 、r 、E 、δ同上，得S h = 1.17mm(2)按强度计算[]σ432pr S h =其中，平p 、r 、[σ]同上，得2.9mm因此型腔底板厚大于2.9mm 即可 2.3.5 标准模架选用根据塑件尺寸及型腔排布方式，选择100⨯L,结构为 A4型，模架尺寸100mm ⨯160的标准模架，即可符合要求。