[学习总结]双联圆柱齿轮的注塑模设计.doc

青岛理工大学毕业设计（论文） 目 录前言第1章注塑材料应用及工艺条件.第2章 对塑件进行工艺分析2.1 塑件结构及成型工艺性分析2.2 材料性能分析第3章 模具结构的确定3.1 确定模具基本结构.3.2 模具工作原理.3.3分型面位置及模腔数的确定第4章 浇注系统和浇口的设计4.1 主流道设计4.2分流道设计4.3 浇口的设计4.4塑件浇注系统的选择.4.5 浇注系统的平衡 4.6 冷料穴的设计第5章 成型零件的设计5.1 成型零部件的结构设计5.1.1 凹模和凸模的结构设计 5.1.2 型芯的结构设计. 5.2型腔结构固定.5.3定位杆的结构形式. 5.4 零件的工作尺寸计算第6章 结构零部件的设计6.1 支撑零部件设计6.2 合模导向机构设计6.2.1 导向机构的作用6.2.2 导柱导向机构第7章 推出机构设计7.1 推出力的计算及校核7.2推出机构选择7.3 浇注系统凝料的推出设计第8章 模温调节系统设计.结 论谢 辞参考文献附件1 外文资料.附件 2 外文翻译. - II -前言 目前，我国塑料模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密塑料模具的精度一般为5，现在已达23m。不久，1精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在1以下，这就要求发展超精加工。 模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。同时，快速经济模具的前景十分广阔。由于人们要求模具的生产周期越短越好，因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具；用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。还可用水泥塑料制作汽车覆盖件模具。中、低熔点合金模具，喷涂成型模具，电铸模，精铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 模具工业发展的关键是模具技术的进步。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家都大力发展模具工业，并且已经取得了显著的经济效益。经济发展快时产品畅销，自然要求模具能跟上；而经济发展滞缓时期，产品不畅销，企业必然千方百计开发新产品，同时会对模具带来强劲需求。因此模具工业被成为不衰工业。 塑料模具发展很快，在国内模具工业产值中塑料模具所占比例不断扩大。电视机、空调、洗衣机等家用电器所需的塑料模具基本上可立足于国内生产。重量达1020吨的汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具和多达600腔的塑封模具已可自行生产。在精度方面，塑料尺寸精度可达IT6-7级，型面的粗糙度Ra0.05-0.025m，塑料模使用寿命达100万次以上。 快速制模技术也在国内多家单位开展研究，目前研究较多的有电弧喷涂成形模具技术和等离子喷涂制模技术。国内模具企业中已有相当多的厂家普及了计算机绘图，并陆续引进了高档 CAD/CAE/CAM，UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等著名软件在中国模具工业应用已相当广泛。一些厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于塑料模、冲压模和压铸模的设计中。近年来，我国自主开发CAD/CAE/CAM系统有很大发展。例如，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件，北京机电研究所开发的锻模CAD/CAE/CAM软件，北航华正软件工程研究所开发CAXA软件，吉林汽车覆盖件成型技术所独立研制的商品化覆盖件冲压成型分析KMAS软件等在国内模具行业拥有不少的用户。第1章 注塑材料应用及工艺条件1. PA12 聚酰胺12或尼龙12 典型应用范围: 水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。注塑模工艺条件: 干燥处理：加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议 要在85C热空气中干燥45小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。 熔化温度：240300C；对于普通特性材料不要超过310C，对于有阻燃特性材料不要超过270C。 模具温度：对于未增强型材料为3040C，对于薄壁或大面积元件为8090C，对于增强型材料为90100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。 注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。 注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。2. ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物典型应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机），电话机壳体，打字机键盘等。注塑模工艺条件: 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210280C；建议温度：245C。 注射压力：5001000bar 注射速度：中高速度。3. PA6 聚酰胺6或尼龙6 典型应用范围: 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。注塑模工艺条件: 干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。 熔化温度：230280C，对于增强品种为250280C。 模具温度：8090C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为8090C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用2040C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。 注射压力：一般在7501250bar之间（取决于材料和产品设计）。 注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。4. PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯典型应用范围: 家用器具（食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等），电器元件（开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等），汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等）。注塑模工艺条件: 干燥处理：这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120C,68小时，或者150C，24小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥，建议条件为150C，2.5小时 熔化温度：225275C，建议温度：250C 。 模具温度：对于未增强型的材料为4060C。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。 注射压力：中等（最大到1500bar）。 注射速度：应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。5. PC 聚碳酸酯典型应用范围: 电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。注塑模工艺条件: 干燥处理：PC材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100C到200C，34小时。加工前的湿度必须小于0.02%。 熔化温度：260340C。 模具温度：70120C。 注射压力：尽可能地使用高注射压力。 注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。6. POM （聚甲醛）典型应用范围: POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。注塑模工艺条件: 干燥处理：如果材料储存在干燥环境中，通常不需要干燥处理。 熔化温度：均聚物材料为190230C；共聚物材料为190210C。 模具温度：80105C。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。 注射压力：7001200bar 注射速度：中等或偏高的注射速度。7. PPE （聚丙乙烯）典型应用范围: 家庭用品（洗碗机、洗衣机等），电气设备如控制器壳体、光纤联接器等。注塑模工艺条件: 干燥处理：建议在加工前进行24小时、100C的干燥处理。 熔化温度：240320C。 模具温度：60105C。 注射压力：6001500bar。8. PS （聚苯乙烯）典型应用范围: 产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。注塑模工艺条件: 干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80C、23小时。 熔化温度：180280C。对于阻燃型材料其上限为250C。 模具温度：4050C。 注射压力：200600bar。 注射速度：建议使用快速的注射速度。9. PVC （聚氯乙烯）典型应用范围: 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。注塑模工艺条件: 干燥处理：通常不需要干燥处理。 熔化温度：185205C 模具温度：2050C 注射压力：可大到1500bar 保压压力：可大到1000bar 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。 第2章 对塑件进行工艺分析2.1塑料件结构及成型工艺性分析 图为双联直齿轮。大小齿轮均为直齿,模数为0. 5 mm,生产批量较大,为提高生产效率,可采用一模多腔注射成型。塑料件结构图塑料件材料为聚甲醛(POM),其尺寸稳定,吸水率小,成型前可不干燥,热敏性强,极易分解,分解温度为240,但200时滞留30 min以上也发生分解,分解时产生有刺激性、腐蚀性气体,料温控制在稍高于熔点的1804。为消除模具温度对结晶及收缩的影响,模具温度设定为90。POM溢边值为0. 04 mm,宜用高压、高速注射。塑料件可在较高温度时脱模,冷却时间可短。为防止收缩变形、应力不匀,脱模后将塑料件置于90左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却。浇注系统对料流阻力小,浇口宜小,尽量避免料筒、喷嘴等产生死角、间隙而滞料。由图可知,塑料件中间为45,钢嵌件。POM的线胀系数为8. 1×10-5K-1, 45,钢的线胀系数为1. 23×10-5K-1。两者线胀系数比较接近,故材料选择较合理。塑料件尺寸较小,故嵌件预留有定位孔定位。嵌件为圆形,属对称形状无尖角锐角,利于均匀收缩和防止产生局部应力。嵌件外表面开槽,便于嵌件与塑料咬合。注射成型前嵌件预热至120。2.2 材料性能分析POM （聚甲醛）典型应用范围: POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。注塑模工艺条件: 干燥处理：如果材料储存在干燥环境中，通常不需要干燥处理。 熔化温度：均聚物材料为190230C；共聚物材料为190210C。 模具温度：80105C。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。 注射压力：7001200bar 注射速度：中等或偏高的注射速度。流道和浇口: 可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口，则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。化学和物理特性: POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2%3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。第3章 模具结构的确定3.1 确定模具基本结构 由于塑料件为双联齿轮,所以模具设计的重点在于齿轮型腔的设计。该塑料件中间有金属嵌件,且嵌件尺寸比较小,故需要安装定位杆,避免嵌件在型腔中晃动,以保证其形位精度。塑料件工作表面要求光滑,不允许有浇口痕迹,模具采用点浇口浇注形式。为防止塑料件发生变形,宜采用推管推出。为了模具安装与维修方便,型芯的结构形式宜采用组合式型芯结构。模具总装配图如图所示。模具装配图1动模座板; 2、5、19、22垫块; 3垫板; 4推管固定板;6导柱; 7支撑板; 8动模板; 9流道板; 10型六角螺母;11限位钉; 12定模座板; 13密封圈; 14型腔; 15定位杆;16拉料杆; 17浇口套; 18复位杆; 20、31开槽圆柱头螺钉;21弹簧; 23、25、26内六角圆柱头螺钉; 24圆柱销; 27推管;28型芯; 29推杆; 30推杆固定板3.2 模具工作原理 注塑机开模,分流道开设在定模座上,开模后在弹簧21的作用下,首先从处分型,通过点浇口及拉料杆16的作用,将浇注系统从定模座板12中拉出,使它们附着在中间流道板9上,模具从处分型,将点浇口拉断,浇注系统凝料靠自重坠落;当主流道凝料完全脱出定模板后,导柱6和限位钉11阻止中间流道板继续运动,继续开模,为塑料件的脱模留出空间,嵌件从流道板9中的嵌件定位孔中拉出。最后注塑机推出系统动作,动模侧的推管27将塑料件从凹模型腔上推出。3.3 分型面位置及模腔数的确定分型面确定 该塑料件为圆柱齿轮,外表质量要求较高。在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑料件外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑料件留在动模一侧以便于取出塑料件等因素,分型面应选择在塑料件外形轮廓的最大处,如图所示。分型面位置图 如果采用B-B分型面分型,则塑料件分别在动定模成型,可能产生合模误差,会使塑料件产生一定的同轴度误差,且飞边不易清除。而若按A-A分型面分型,则塑料件整体由一个模板成型,消除了合模误差导致塑料件产生同轴度误差的可能性。另外,为了提高自动化程度和生产率,保证塑料件的表面质量,采用点浇口浇注。而模具采用双分型面结构,一个分型面用于成型塑料件,另一个分型面用于取出浇注系统凝料。模腔数量的确定 由于塑料件的形状简单,质量较轻,且生产批量大,因此模具设计为三板式,采用1模4腔平衡布置。模具的尺寸紧凑,生产率高,塑料件质量可靠,成本较低。第4章 浇注系统设计浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料井四部分组成。其作用是使来自注射机喷嘴的凝料的塑料熔体，稳定而顺利地流入并充满全部型腔，同时，在充模过程中将注射压力传递到型腔的各个部位，以保证塑件的完整成型。4.1 主流道设计主流道设计要点：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其锥角为2°4°，对流动性差的塑料，也可取3 °6 ° ，过大会造成流速减但易成涡流。内壁粗糙度为Ra0.63m。主流道大端呈圆角，其半径常取r13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。在保证塑件成型良好的情况下，主流通的长度尽量短，否则将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而影响注射成型。为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径r2=r1+12mm，其小端直径D=d+(0.51)mm，凹坑深度常取34mm。由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以使选用优质钢材单独加工和热处理。当浇口套与塑料接触面很大时，其受到模腔内塑料的反压增大，从而易退出模具，这时可设计成如图右侧所示结构，将定位环与衬套分开设计。使用时，用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶防止衬套退出模具。主流道直径： 经验公式 大端直径 式中 V流经主流道的熔体体积，cm3 K因熔体材料而异的常数。 根据主流道内熔体的剪切速率推算。 根据经验公式： 满足：一般主流道的剪切速率4.2分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道， 般开设在分型面上，起分流和转向的作用。分流道直径： 分流道的剪切速率 式中d圆分流道直径、或各种截面分流道的当量直径，mmm流经的塑料物料质量，gL该分流道的长度，mm此式适用壁厚3mm以下，小于200g的塑料件。对于高粘度物料，如硬PVC和丙烯酸塑料，适当扩大25。一般分流道直径在310mm，高粘度物料可达1316mm。分流道布置分为平衡式布置与非平衡式布置平衡式布置非平衡式布置浇注系统无论是平衡式或非平衡式布置，型腔均应与模板中心对称，使型腔和流道的投影中心与注射机锁模力中心重合，避免注射时产生附加的倾侧力矩。分流道表面粗糙度，常取Ra0.631.6m。以增大外层流动阻力，避免熔流表面滑移，便中心层具有较高剪切速率。4.3浇口的设计 浇口是连接分流道和型腔或塑件的桥梁，使塑料熔体进入型腔的阀门，是整个浇注系统的关键部位，也是最薄点。浇口形式1. 直接式浇口优点：(1) 压力损失小；(2) 制作简单。缺点：(1) 浇口附近应力较大；(2) 需人工剪除浇口(流道)； (3) 表面会留下明显浇口疤痕。 应用：可用于大而深的桶形胶件，对于浅平的胶件，由于收缩及应力的原因容易产生翘曲变形。 对于外观不允许浇口痕迹的胶件，可将浇口设于胶件内表面，。这种设计方式，开模后胶件留于前模，利用二次顶出机构将胶件顶出。2. 侧浇口优点:1.)形状简单，加工方便， 2.)去处浇口较容易。 缺点:1.)胶件与浇口不能自行分离， 2.)胶件易留下浇口痕迹。参数:1.)浇口宽度W为(1.55.0)mm，一般取W=2H。大胶件、透明胶件可酌情加大 ； 2.)深度H为(0.51.5)mm。具体来说，对于常见的ABS、 HIPS，常取H=(0.40.6)d ,其中d为胶件基本壁厚；对于流动性能较差的PC、PMMA，取 H=(0.60.8)d；对于POM、PA来说，这些材料流道性能好，但凝固速率也很快，收缩率较大，为了保证胶件获得充分的保压，防止出现缩痕、皱纹等缺陷，建议浇口深度H=(0.60.8)d；对于PE、PP等材料来说，且小浇口有利于熔体剪切变稀而降低粘度，浇口深度H=(0.4 0.5)d。应用：1.)适用于各种形状的胶件，但对于细而长的桶形胶件不以采用。3. 搭接式浇口优点：1.)它是侧浇口的演变形式，具有侧浇口的各种优点； 2.)是典型的冲击型浇口，可有效的防止塑料熔体的喷射流动。缺点：1.)不能实现浇口和胶件的自行分离；2.)容易留下明显的浇口疤痕。参数：可参照侧浇口的参数来选用。应用：适用于有表面质量要求的平板形胶件。4. 点浇口优点：1.)浇口位置选择自由度大，2.)浇口能与胶件自行分离， 3.)浇口痕迹小， 4.)浇口位置附近应力小。缺点：1.)注射压力较大， 2.)一般须采用三板模结构,结构较复杂。参数：1.)浇口直径d一般为(0.81.5)mm， 2.)浇口长度L为(0.81.2)mm。 3.)为了便于浇口齐根拉断，应该给浇口做一锥度a，大小15°20°左右；浇口与流道相接处圆弧R1连接，使针点浇口拉断时不致损伤胶件，R2为(1.52.0)mm，R3为(2.53.0)mm，深度h=(0.60.8)mm。应用：常应用于较大的面、底壳，合理地分配浇口有助于减少流动路径的长度，获得较理想的熔接痕分布；也可用于长桶形的胶件，以改善排气。4.4 塑件浇注系统选择浇注系统是指在模具中由注塑机喷嘴到模具型腔之间的进料通道。为便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆锥形,其斜度取4°,内壁粗糙度Ra=0. 8m,同时为了使熔料顺利进入分流道,在主流道出料端设计r=5 mm的圆弧过渡,主流道浇口套与定位圈设计成整体形式,用螺钉固定于定模座板上。该塑料件体积较小,形状较简单,壁厚均匀且塑料流动性好,为减少熔接痕,可采用单点进料的方式,分流道的截面形状为U形。为满足塑料件外观质量要求,同时尽量使模具结构更简单,并结合已确定的分型面位置选择如图所示的点浇口进料方式,浇口位置选择在嵌件附近。点浇口结构图4.5 浇注系统的平衡 一模多腔浇注系统的平衡 重要性：当采用一模多腔的模具成型时，如果各个型腔不是同时被充满，那么最先充满的型腔内的熔体就会停止流动，浇口处的熔体便开始冷凝，此时型腔内的注射压力并不高，在一模多腔的模具成型时，只有当所有的型腔全部充满后，注射压力才会急剧升高，若此时最先充满的型腔浇口已经封闭，该型腔内的塑件就无法进行压实和保压，因而也就得不到尺寸正确和物理性能良好的塑件，所以必须对浇注系统进行平衡，即在相同的温度和压力下使所有的型腔在同一时刻被充满。(1)平衡式浇注系统 平衡式的浇注系统对于多型腔模具，从分流道到浇口及型腔，其形状、长宽厚尺寸、圆角、模壁的冷却条件等都完全相同的浇注系统。 特点： 优点:熔体能以相同的成型压力和温度同时充满所有的型腔，同时进行保压和冷却，从而可以获得尺寸相同、物理性能良好的塑件。 缺点:与非平衡浇注系统相比，平衡式浇注系统的流道总长度要长一些，模板尺寸要大一些，因此增加了塑料在流道中的消耗量和模具的成本。 这种自然形式的平衡系统中，型腔采用圆周式布置见图(a)比横列式布置见图(b)好。因为圆周式布置不仅缩短了流程，而且还减少了流动时的转折和压力损失，但这种布置除圆形塑件外，加工比较困难。所以除了精密的塑件外，对于一般的矩形塑件，大多还是采用横列式布置。 平衡时浇注系统 非平衡式浇注系统(2)非平衡式浇注系统 分两种情况： 各个型腔的尺寸和形状相同，只是各型腔距主流道的距离不同而使浇注系统不平衡； 型腔和流道长度均不相同而使得浇注系统不平衡。由于主流道到各型腔的分流道长度各不相同或者各型腔形状和尺寸不同，因此为了使各个型腔能同时均衡地充满，必须将浇口做成不同的截面形状或不同的长度，实行人工平衡。 方法：平衡系数法 一种近似平衡计算方法。 原理：各个型腔的平衡系数相等或成比例，来确定各个浇口的尺寸，其公式为 式中 K浇口平衡系数，它与通过浇口的熔体质量成比例； S浇口截面积， ； L浇口长度，mm； a主流道到型腔浇口的距离，mm。 当型腔的大小不相同时，应采用如下近似公式来平衡浇口 式中 M1、M2分别为型腔1和型腔2的塑料熔体填充量，g。注意：式没有考虑浇口处熔体凝结的因素，并不总是浇口离主流道越远尺寸越大。当分流道截面尺寸较大、流程又不太长时，分流道内熔体的温度和压力都无较大的变化，此时分流道内熔体的流动阻力很小，充模时熔体首先到达离主流道最近的浇口处，开始进入型腔，但由于这时分流道尚未充满，分流道内的流动阻力比浇口处熔体所遇到的流动阻力小得多，故熔体在浇口处凝结而不再继续进入型腔。当整个分流道全被充满，分流道内熔体的压力升高后，熔体首先充满离主流道最远的型腔，然后再返回来，顺序冲开凝结时间较短的浇口，分别将各型腔充满。4.6冷料穴的设计作用：用来储藏注射间隔期间喷嘴前端的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件的质量。冷料穴有两种，一种是纯为“捕捉”或贮存冷料之用；另一种是还兼有拉或顶出凝料功用。冷料穴设置在主流道末端或各分流道转向位置，甚至在塑件型腔末端也设置冷料穴。冷料穴应设置在熔料流动方向的转折位置，并迎着上游的熔流。其长度通常为挠道直径d的1.52倍。第5章 成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，设计注射模的成型零件时，应根据塑件的尺寸计算成型零件型腔的尺寸；确定型腔的组合方式；确定成型零件的机械加工、热处理、装配等要求；对关键的部位要进行强度和刚度校核。由此可见，注射模的成型零部件设计时注射模设计的一个重要组成部分。5.1 成型零部件的结构设计5.1.1 凹模和凸模的结构设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件， 其中构成塑件外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性，以及足够低的表面粗糙度。整体式凸模结构整体式的凸模是指直接在整块模板上加工出凸模形状的结构形式。结构如图6-1所示，它是在整块金属模板上加工而成的。其特点是牢固、不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。整体式凹模结构由于本零件为双联齿轮，齿轮的厚度比较薄，采用整体式结构。分别采用两个薄板叠加在一块，模板采用线切割进行加工,凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，9SiCr，40Cr凹模热处理：HRC4055表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2Ra0.1m 配合面：Ra0.8m凹模表面处理：表面镀铬、抛光凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工5.1.2型芯的结构设计 凸模（型芯）：成型塑件的内表面的零件。 主要包括：主型芯、小型芯、螺纹型芯、螺纹型环等。 型芯：成型塑件中较大的、主要的内型的成型零件。 小型芯、 成型杆：成型塑件上较小孔的成型零件。主型芯的结构设计适用范围： 形状简单的型芯整个型芯和模板为一个整体小型芯的结构设计 小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。 小型芯的固定方法： 型芯的技术要求 型芯材料：T7A、T8A、T10A、Cr12 型芯热处理：HRC4550 表面粗糙度：型芯表面：Ra0.10.025m 配合面：Ra0.8m 型芯表面处理：表面镀铬、抛光 型芯加工：同轴度高的地方配制加工 螺纹成型零件技术要求 材料：T8A、T10A、Cr12 凹模热处理：HRC4045 表面粗糙度：成型表面：Ra0.2Ra0.1m 配合面：Ra0.8Ra0.4m 表面处理：表面镀铬、抛光5.2 型腔结构固定 由于塑料件外形轮廓为齿轮,型腔不易加工,为了拆卸方便,将凹模设计为整体嵌入式,即凹模加工成带台阶的镶块,从凹模定模板下部嵌入,用支承板螺钉将其固定。结构如图所示。型腔结构固定图5.3 定位杆的结构形式由于所成型塑料件尺寸较小,型芯单独制造后,再嵌入模板中,用螺钉将支承板与型芯连接起来,材料为50,钢,头部镀铬,正火布氏硬度为183235,表面粗糙度Ra=0. 8m。该制品中间有尺寸较小金属嵌件,需要安装定位杆,使嵌件保持在合适的位置避免晃动,以保证其形位精度。由于该装置头部位于嵌件中,温度较高,为便于散热,材料定为铍青铜砂型或熔模铸造,调质处理后布氏硬度达到70。其结构形式如图所示。定位杆固定结构图5.4 零件的工作尺寸计算1、确定模塑收缩率 查模具设计手册得知，POM的收缩率为2%3.5%。收缩率的平均值为：Scp=(2+3.5)/2=2.752、确定制品尺寸公差等级查常用塑料模塑公差等级表，对于POM塑件标注公差尺寸取 MT5，以满足模具制造和成型工艺控制，满足制品要求。3、计算凹模、型芯工作尺寸 取模具制造公差 。 1）凹模尺寸径向尺寸 高度尺寸 2）型芯尺寸大型芯径向尺寸 大型芯高度尺寸 小型芯高度尺寸 两个小型芯固定孔的中心距4、计算螺纹型芯和螺距工作尺寸 查普通金属螺纹基本尺寸标准（GB19781），得：=d中=7.188； =d大=8； =d小=6.647; =螺距p=1.25查普通金属螺纹公差标准（GB19781），得：b=0.2 =；或查表4-5及表4-6: 得：=0.03 =0.02 =0.03 螺距公差=0.02 螺纹型芯大径 螺纹型芯中径 d 螺纹型芯小径 d 螺距 整体式矩形型腔侧壁厚度的计算 按刚度条件计算 按强度条件计算侧壁厚度 矩形成型型腔的边长比， b/l。 C、W系数整体式矩形型腔底板厚度的计算 按刚度条件计算 按强度条件计算 c 由型腔边长比l/b决定的系数 塑料件精度为MT5,假设塑料各方向收缩均匀,由塑料件的基本尺寸可得大齿轮型腔齿顶圆直径、分度圆直径、齿根圆直径、齿厚和型腔模数分别为: 33.37+0.160、32.64、30.98+0.160、0.7+0.050、0.51 mm;小齿轮型腔齿顶圆直径、分度圆直径、齿根圆直径、齿厚和型腔模数分别为: 26. 23+0.160、25.5、23.84+0.160、0.7+0.050、0.51 mm。齿轮型腔所包容的空间是一个齿数不变、模数为Mm的假想齿轮,它的沟槽是型腔的齿形,齿形为型腔的沟槽。型腔深度分别为3.76+0.180、2.8+0.140mm。第6章 结构零部件的设计 注射模具由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件包括注射模的标准架、注射模的支撑零部件和合模导向机构。支撑零部件主要由固定板（动、定模板）、支撑板、垫板和动、定模座板等组成。6.1 支撑零部件设计模具的支承零部件主要用来安装固定或支承成型零件及其他结构的零部件。支承零部件主要包括固定板、垫板、支承件及模座等。(1) 垫块（支承块）垫块的作用主要式在动模支承板与动模座板制件形成推出机构所需的动作空间。另外，也起到调节模具总厚度，以适应注射机模具安装厚度要求的作用。垫块一般用中碳钢制造，也可以用Q235钢制造。(2) 动定模座板与注射机的动定固定模板相连接的模具底板称为动定模座板。具体尺寸详见设计图纸动模座板、定模座板。动定模座板在注射成型过程中起着传递合模力并承受成型力，为保证动定模座板具有足够的刚度和强度，动定模座板也应具有一定的厚度，一般对于小型模具，其厚度不小于15mm,而一些大型模具的动定模座板，厚度可以达75mm以上。6.2合模导向机构设计 6.2.1 导向机构的作用(1) 定位作用模具装配或闭合过程中，避免模具动、定模的错位，模具闭合后保证型腔形状和尺寸的精度。(2) 导向作用动、定