内容发布更新时间 : 2024/5/17 23:53:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

四、注射模的结构设计

注射模结构设计主要包括: 分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构的设计、模具结构零件设计等内容. 1、分型面的选择

如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面

受到塑件在模具中成型位置、浇筑系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方案、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：

①分型面应选在塑件外形最大轮廓处 ②确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 ③保证塑件的精度要求 ④满足塑件的外观质量要求 ⑤便于模具加工制造 ⑥对成型面积的影响 ⑦有利于提高排气效果 ⑧对侧抽芯的影响

该塑件为工业用圆盖塑料,对其表面质量没有什么高的要求,只要求外径没有明显的斑点及熔接痕.在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观以及成型后能够顺利取出制件,采取图2所示的方案:

图 2

2、型腔数目的确定及型腔的排列

由于该塑件采用一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中间.这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡. 3、浇注系统的设计 (1)主流道设计

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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，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 根据手册查得XS-ZY-250型注射机喷嘴的有关尺寸: 喷嘴球半径:R =18mm 喷嘴孔直径:d =a、主流道尺寸

主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角

为

，流道表面粗糙度为1.6Ra，小端直径比注

射机喷嘴直径大0.5～1mm。现取锥角a=3°，小端直径比喷嘴直径大0.5mm。浇口套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度50～55HRC。由于小端的前面是球面，其深度为3～5mm(现取为5mm)，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大0.5～1mm。浇口套与模板间配合采用

的过渡配合

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为Φ6mm的半圆形。 b、主流道衬套的形式

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，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种，由于注射机的喷嘴球半径为18mm，所以浇口套的为R20mm。 如图3所示：

4mm

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图 3

(2)分流道的设计

分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关.该塑件的体积比较大但形状并不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用多点进料的方式,缩短分流道的长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方面考虑,采用截面形状为半圆形的分流道.查有关的手册,选择R=3mm. 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，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 (3)浇口设计 浇口种类

（1）直接浇口

（2）侧浇口，又称矩形浇口 （3）点浇口，又称针浇口 （4）潜伏浇口，又称隧道浇口

（5）耳型浇口，又称护耳浇口，翼状浇口

我们将采用侧浇口。侧浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多位矩形狭缝（也有用半圆形的注入口），调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切

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速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，休整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。 综合以上,对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高,从模具的制造及结构考虑,确定成型该塑件的模具采用轮辐式浇口的形式.

b、浇口位置的选择

模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：

1. 尽量缩短流动距离。

2. 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3. 必须尽量减少熔接痕。 4. 应有利于型腔中气体排出。 5. 考虑分子定向影响。 6. 避免产生喷射和蠕动。

7. 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8. 注意对外观质量的影响。

根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，进浇点如装配图(轮辐式浇口)所示，进浇点的分流道开型芯台阶上。 4、型芯、型腔结构的确定

型芯、型腔可采用整体式或整体嵌入式结构.

整体式型腔是直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模(如上图a),其特点是牢固,不易变形,有较高的强度和刚度,成型的塑件表面不会有模具接缝痕迹.当塑件结构简单时,制作整体式凹模比较容易,塑件形状复杂时,整体式凹模的加工工艺性较差,需要采用电火花、电铸等特殊加工手段,制作周期较长且费用较高,零件尺寸较大时加工和热处理都较困难,消耗贵重模具钢多.整体式结构适用于形状简单的中小型塑件.

整体嵌入式型腔是将凹模做为整体式(如上图b),再嵌入模具的模板内,它在单腔和多腔模具中均可应用.这种凹模结构的好处是:

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a、加工单个型腔的凹模方便,同时零件的热处理变形比在一块材料上制作多个型腔的小.

b、节省贵重钢材.根据工作性质,凹模和固定板可分别采用不同的材料制作. C、易于维修更换.采取镶嵌式安装形式便于更换失效了的凹模,儿不影响生产进行.

d、各型腔凹模单独加工利于缩短制模周期.

根据该塑件的外形分析,模具的动、定模都是由凸、凹模组成,由于塑件的大部分拐角都有圆弧过度,所以为便于模具的加工和减少熔接痕,把凸凹模作为整体式.由于该塑件尺寸较大,最大可达

166mm,形状虽不复杂,如采用整体式型腔,加

工后,对于一块大的板来说热处理变形较大,且浪费贵重材料,所以采用整体嵌入式凹模.而各小型芯采用镶拼式,并采用台阶固定方式安装在模具的各个部位上. 5、推件方式的选择

根据塑件的形状特点,模具的大部分型芯在动模部分.开模后,塑件留在动模的型腔内,并包裹着中间的型芯,其推出机构可选择推杆推出和推板推出,若采用推板推出只能推外围部分,而中间的型芯抱紧部分没有推件力,且塑件上有圆弧过度,推件板制造困难;推杆推出简单,推出平稳可靠,虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹,但作为工业用的圆盖表面质量没什么要求.

从以上分析得出:该塑件可采用推杆推出机构,推杆的位置设置见零件图。 4.温度调节系统的设计

（1）注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生存率。

一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融粘度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等。当塑件是小型薄壁时，则模具可简单进行冷却。

（2）温度调节系统设计的原则：

①尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡

②冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好 ③尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等 ④应降低进水与出水的温差 ⑤合理选择冷却水道的形式 ⑥合理确定冷却水管接头位置

⑦冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象

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