【正文】 計(jì)原則 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模，應(yīng)盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)；3）保證塑件的精度要求； 4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； 5）便于模具加工制造； 6）考慮成型面積和鎖模力，避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)盡量減少塑件在合模分型面上的投影面積； 7）便于排氣 ；8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響。6．2 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。6．2．1 普通澆注系統(tǒng)的組成普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。 圖53 普通澆注系統(tǒng) 1型腔（塑件） 2型芯 3澆口 4分流道 5拉料桿 6冷料穴 7主流道 8澆口套 2. 澆注系統(tǒng)的作用 1）將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出；2）將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。6．2．2 主流道的設(shè)計(jì) 1）在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2176。～ 6176。，表面粗糙度Ra＜ μm；在角式注射機(jī)上，主流道平行于分型面，一般設(shè)計(jì)成圓柱形。 2）主流道對(duì)接觸設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑R2 = R1＋（1～2 mm），其小端處直徑d1 = d2+(～1 mm),凹坑深度常取3～5 mm。 圖54 主流道的尺寸 3）設(shè)計(jì)主流道襯套 6．2．3 分流道設(shè)計(jì) 分流道是指主流道進(jìn)入多腔模的各個(gè)型腔或單腔模多處進(jìn)料的通道，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。1）分流道的截面形狀及尺寸 圖55 常用的分流道截面形式 圓形、梯形、U形、半圓形及矩形 圓形截面分流道直徑為2～10 mm；梯形截面分流道高度H ＝ 2/3 D ，低部圓角半徑R＝1～3mm，梯形斜角α為5～10176。，分流道寬度D在5～10 mm范圍內(nèi)；U形截面分流道深度H = R，斜角α為5～10176。無論采用何種截面形狀的分流道，對(duì)于流動(dòng)性好的聚合物，采用較小截面；對(duì)于流動(dòng)性差的聚合物，采用較大截面。但截面過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延長冷卻時(shí)間；截面過小，會(huì)降低單位時(shí)間內(nèi)輸送的塑料熔體流量，使充填時(shí)間延長，導(dǎo)致塑件常出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷。2）分流道的長度 分流道要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約原材料和能耗。 3）分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度Ra一般取 μm左右。表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)是具有適宜的剪切速率和剪切熱。 4）分流道在分型面上的布置形式分流道的布置形式分為平衡式和非平衡式。 平衡式的澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是，從分流道到澆口及型腔，其形狀、長度尺寸、圓角、模壁的冷卻條件等都相同，因此熔體能以相同的成型壓力和溫度同時(shí)充滿所有的型腔，從而可以獲得尺寸相同、物理性能良好的制品。 非平衡式澆注系統(tǒng)：各個(gè)型腔的尺寸和形狀相同，只是諸型腔距主流道的距離不同而使得澆注系統(tǒng)不平衡 6．2．4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 1）澆口的作用 ① 熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止注射機(jī)螺桿（或柱塞）抽回時(shí)熔體向分流道回流。 ② 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。 ③ 易于切除澆口尾料，二次加工方便。 ④ 對(duì)于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料，對(duì)于多澆口單型腔模具，澆口不僅可以用來平衡進(jìn)料，還可以用來控制熔合紋在制品中的位置。 2）澆口的類型 ① 直接澆口　熔體的壓力損失小，成型容易，因此常用于成型大而深的塑料制品。直接澆口的缺點(diǎn)是，由于澆口處固化慢，故注射成型周期長，容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，澆口處易出現(xiàn)裂紋或翹曲變形，澆口凝料切除后有明顯疤痕。 ② 側(cè)澆口　側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，截面形狀簡單，加工容易，主要用于中小型塑件的多型腔模具，對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性較強(qiáng)，但缺點(diǎn)是有澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，注射壓力損失大，對(duì)深型腔塑件排氣不便。 ③ 扇形澆口　扇形澆口是矩形側(cè)澆口的一種變異形式。在成型大平面板狀及薄壁制品時(shí)，宜采用扇形澆口。 ④ 平縫澆口 平縫澆口也是側(cè)澆口的變異形式。主要用來成型大面積的扁平塑件，但澆口的去除比扇形澆口更困難，而在塑件上留有痕跡。⑤ 環(huán)形澆口 對(duì)型腔充填采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻，熔體流態(tài)好，型腔中空氣易排出，多用于成形圓筒形無底塑件，開設(shè)在塑件的外側(cè)，但缺點(diǎn)是澆注系統(tǒng)耗料多，澆口去除困難，澆口痕跡明顯。⑥ 盤形澆口 類似于環(huán)形澆口，不同之處在于盤形澆口開設(shè)在塑件的內(nèi)側(cè)。⑦ 輪幅澆口 它由內(nèi)側(cè)開設(shè)的環(huán)形澆口的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，由圓周進(jìn)料改為幾段小圓弧進(jìn)料。這種澆口易于去處且用料減少，在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛。⑧ 爪形澆口 其流道方向與塑件的軸線方向一致。適用于成形內(nèi)孔小且同軸度要求較高的細(xì)長管狀塑件。⑨ 點(diǎn)澆口　點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)是澆口殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也利于自動(dòng)化操作，但是由于澆口的截面積小，流動(dòng)阻力大，需提高注射壓力，只宜于成型流動(dòng)性好的熱塑性塑料，在模具結(jié)構(gòu)上需增加一個(gè)分型面，以便澆口凝料取出。 點(diǎn)澆口的截面為圓形，～，～。⑩ 潛伏澆口 又稱剪切澆口，這類澆口的分流道位于分型面上，而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處，所以塑件外表不受損傷，不致因澆口痕跡而影響制品的表面質(zhì)量及美觀效果。 6．2．5 澆口的位置選擇 ① 盡量縮短流動(dòng)距離； ② 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處；③ 應(yīng)盡量減少或避免熔接痕；④ 有利于型腔中氣體的排除；⑤ 應(yīng)考慮分子定向的影響；⑥ 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流）；⑦ 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口；⑧ 澆口應(yīng)開設(shè)在不影響制品外觀的部位。6．2．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 將主流道或分流道延長所形成的井穴稱為冷料穴。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔，同時(shí)還具有在開模時(shí)將主流道和分流道的冷凝料勾住，是其保留在動(dòng)模一側(cè)，便于脫模的功能。 圖56 常用冷料穴和拉料桿的形式 1主流道 2冷料穴 3拉料桿 4推桿 5脫模板 6推塊圖56（a）為Z字形拉料桿形式的冷料穴，是最常用的一種形式；（b）是靠帶倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式；（c）是環(huán)形槽代替了倒錐形用來拉主流道凝料的形式；（d）是帶球形頭拉料桿的冷料穴；（e）是帶菌形頭拉料桿的冷料穴；（f）是帶用分流錐形式拉料桿的冷料穴。6．3 熱流道澆注系統(tǒng)熱流道指在注射成型的整個(gè)過程中，模具澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料一直保持在熔融狀態(tài)，即在注射、成型、開模、脫模等各個(gè)階段，澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料熔體并不冷卻和固化。6．3．1 絕熱流道設(shè)計(jì)1）井式噴嘴流道 井式噴嘴流道又稱絕熱主流道，是在噴嘴前端與澆口之間設(shè)置多種形狀的空間，稱為儲(chǔ)料井，積存熔融態(tài)的物料。這些物料與模具接觸的外層冷卻凝固，起絕熱層作用，使中心部分物料保持熔融狀態(tài)。它適用于成型周期較短的單型腔模具。2）多型腔絕熱流道多型腔絕熱流道又稱絕熱分流道，其截面形狀多采用圓形并設(shè)計(jì)較大以此來絕熱流道內(nèi)的塑料熔體。6．3．2 加熱流道設(shè)計(jì)加熱流道是指在流道內(nèi)或流道附近設(shè)置加熱器，利用加熱的方法使注射機(jī)噴嘴到澆口之間的澆注系統(tǒng)處于高溫狀態(tài)，從而讓澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料在生產(chǎn)過程中一直保持熔融狀態(tài)。1）延伸噴嘴延伸式噴嘴是簡單的單型腔熱流道，是將普通注射機(jī)噴嘴加長后與模具上澆口部位直接接觸的一種噴嘴，噴嘴自身裝有加熱器，為了避免噴嘴的熱量過多地向低溫的型腔模板傳遞，通常采用塑料絕熱和空氣絕熱的辦法來控制溫度。2）半絕熱流道半絕熱流道是介于絕熱流道和加熱流道之間的一種流道形式。常用的有帶加熱探針或加熱器的半絕熱流道。3）多型腔加熱流道a、外加熱式加熱流道外加熱式加熱流道模內(nèi)設(shè)有一塊用加熱器加熱的熱流道板，在板上鉆有孔，孔內(nèi)插入管式加熱器，使流道內(nèi)的塑料在工作過程中始終保持熔融狀態(tài)。熱流道板利用絕熱材料（石棉水泥板等）或利用空氣間隙與模具的其余部分隔熱。b、 內(nèi)加熱式熱流道內(nèi)加熱式熱流道是在噴嘴與整個(gè)流道中都設(shè)有內(nèi)加熱器。與外加熱器相比，熱量損失小，但塑料易產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象。4) 二級(jí)噴嘴采用導(dǎo)熱性優(yōu)良的鈹銅合金或具有類似導(dǎo)熱性能的其它合金制造二級(jí)噴嘴，是為了縮小熱流道板與澆口之間的溫差，以盡量使整個(gè)澆注系統(tǒng)保持溫度一致，同時(shí)以防澆口在注射間隔凍結(jié)固化。5）閥式澆口熱流道閥式澆口熱流道也是多型腔外加熱流道的一種形式，它主要注射成型熔融粘度很低的塑料。 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模成型時(shí)的排氣通常以如下四種方式進(jìn)行：1）利用配合間隙排氣； 2）在分型面上開設(shè)排氣槽排氣； 3）利用排氣塞排氣； 4）強(qiáng)制性排氣。第七章 成型零部件設(shè)計(jì)教學(xué)目的：掌握成型零部件的設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)：成型零部件的設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)：成型零件工作尺寸的計(jì)算教學(xué)課時(shí)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：7．1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7．1．1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模亦稱型腔，是成型塑料制品外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩類。 ① 整體式凹模結(jié)構(gòu)（a圖） 整體式凹模是在整塊金屬模板上加工而成，特點(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但整體式型腔加工困難，熱處理不方便，常用在形狀簡單的中、小型模具上。 a 整體式凹模結(jié)構(gòu) b 組合式凹模結(jié)構(gòu)② 組合式凹模結(jié)構(gòu)（b圖） 組合式凹模結(jié)構(gòu)是指型腔由兩個(gè)以上的零部件組合而成的。它可分為以下幾種組合形式（P141）。A、整體嵌入式凹模 ；B、局部鑲嵌式凹模；C、底部鑲拼式凹模 ；D、側(cè)壁鑲拼式凹模 E、多件鑲拼式凹模 ；F、四壁拼合式凹模7．1．2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件，凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件上較小孔槽的零件。1）主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)① 整體式結(jié)構(gòu) ② 組合式結(jié)構(gòu) 2）小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨(dú)制造，再嵌入模板中。3）螺紋型芯和螺紋型環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋型芯和螺紋型環(huán)是用來成型塑件上內(nèi)螺紋和外螺紋的活動(dòng)鑲件，也用于固定帶螺紋的孔和螺桿的嵌件。7．1．3 螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7．2 成型零部件的工作尺寸計(jì)算7．2．1 型腔和型芯的徑向尺寸1） 型腔徑向尺寸的計(jì)算 設(shè)Ls為塑件的最大基本尺寸，S為塑料的平均收縮率，其公差⊿為負(fù)偏差，型腔的最小基本尺寸為LM，其制造公差δz 為正偏差（按塑件公差的1/3～1/6來?。?則： 2） 型芯徑向尺寸的計(jì)算 設(shè)ls為塑件的最小基本尺寸，其公差⊿為正偏差，l M為型芯的最大基本尺寸，則： 7． 型腔深度尺寸的計(jì)算 設(shè)Hs為塑件的最大基本尺寸，其公差⊿為負(fù)偏差，HM為型腔深度的最小基本尺寸，其公差δz 為正偏差，則： 7． 型芯高度尺寸的計(jì)算 設(shè)h s為塑件內(nèi)形深度的最小基本尺寸，其公差⊿為正偏差。h M為型芯高度的最大基本尺寸，其公差δz 為負(fù)偏差 ，則： 7．2．4 型芯之間或成型孔之間中心距尺寸的計(jì)算 塑料制品和模具上中心距尺寸的公差標(biāo)注均采用雙向等值公差177。⊿ /2和177。δz /2表示。模具磨損的結(jié)果不會(huì)使中心距尺寸發(fā)生變化，在計(jì)算中心距尺寸時(shí)不必考慮磨損量。由于是雙向等值公差，塑件中心距的基本尺寸Cs 和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM 均為平均尺寸，故有 ： 例1： 如圖所示的制品，用最大收縮率為 1% 、最小收縮率為 % 的塑料成型，試確定模具凹模的內(nèi)徑和深度、型芯的直徑和高度以及兩小孔的中心距。 解： 塑料的平均收縮率 設(shè)凹模制造精度取塑件公差的 1/4，型芯制造精度取制品公差的1/5，則有： 1 ）模具凹模直徑為：