小一些。这里取A浇=0.2A塑。

c、塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则

A总=n(A塑?0.2A塑)?2?1.2A塑?2?1.2?5513mm2?13231.2mm2

d、模具型腔内的胀型力F胀，则

F胀=A总p模?13231.2?35N?463092N?463.092kN

式中，p模是型腔的平均计算压力值。p模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%～40%，大致范围是25～40MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。ABS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故p模取35MPa。

查表2-1可知该注射机的公称锁模力F锁?600kN,锁模力安全系数为k2?1.1～1.2，这里取k2?1.2，则

k2F胀=1.2F胀=1.2?464.346=557.215kN＜F锁，所以，注塑机锁模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。

第3章. 浇注系统的设计

3.1 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，它将注射机喷嘴处射出的熔体导入分流道或型腔 中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和冲模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 （1）主流道尺寸

1）主流道的长度：小型模具L主应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行设计。 2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm=(4+0.5)mm=4.5mm 3）主流道大端直径：d′=d+2L主tan(?/2)?7mm，式中，??4?

4）主流道球面半径：SR0?注射机喷嘴球头半径+（1～2）mm=(12+2)mm=14mm 5）球面的配合高度：h=3mm （2）主流道的凝料体积

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3.14?50?（3.52?1.752?3.5?1.75）mm3?1121.9mm3?1.12cm3331.75?3.5（3）主流道当量半径 Rn?mm?2.625mm。

2V主?22L主（R主?r主?R主r主）??（4）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复

接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为50～55HRC，如图3-1所示。

3.2 分流道的设计

（1）分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。

（2） 分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边分流道长度L分取35mm,如图3-2所示。

（3）分流道的当量直径 因为该塑件的质量m塑??V塑?14.83?1.02g?15.1g＜200g，依据式子，分流道的当量直径为

D分?0.2654m塑4L分?0.2654?15.1?435mm?2.5mm

（4）分流道截面形状 常采用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。

（5）分流道截面尺寸 由于该塑件的分流道截面形状是圆形的，所以该分流道截面积为 A分?（6）凝料体积

1）分流道的长度L分=35?2?70mm。

2 2）分流道截面积A分?4.9mm

33 3）凝料体积V分?L分A分?70?4.9?343mm?0.3cm

?D分243.14?2.52?mm2?4.9mm2

4 （7）校核剪切速率

1）确定注射时间：查表可得，可取t=1.6s 2）计算分流道体积流量：q分? 3）根据书中式子可得剪切速率

V分?V塑0.3?14.8323?cm/s?9.46cm3/s。 t1.69 / 19

?分?·3.3q分?R分33.3?9.46?103?1?s?5.09?103s?1

2.533.14?（）2 （8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25～2.5?m即可，此处取Ra1.6?m。另外，脱模斜度一般在5°～10°之间，这里取脱模斜度为 8°。

3.3 浇口的设计

该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求高，采用一模两腔注射，为便于调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。塑件轮毂和外周有4条肋板相连，而浇口正对其中一块肋板，有利于向轮毂和顶部填充。 （1）侧浇口尺寸的确定

1）计算侧浇口的深度。查表可知，侧浇口的深度h计算公式为 h?nt?0.7?2mm?1.4mm

式中，t是塑件壁厚，这里t=3mm；n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。

在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后模拟时发现问题进行修模处理，并根据查表推荐的ABS侧浇口的厚度为1.2～1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm。 2) 计算侧浇口的宽度。 查表可知从侧浇口的宽度B的计算公式为 B?nA0.7?13485.1?cm?2.71cm?3cm 3030 式中，n是塑料成型系数，对于ABS其n=0.7；A是凹模的内表面积（约等于塑件的外表面积）。

3）计算侧浇口的长度。根据查表可知，侧浇口的长度L浇一般选用0.7～2.5mm，这里取

L浇=0.7mm。

（2）侧浇口剪切速率的校核

1）计算侧浇口的当量半径。由面积相等可得?R浇?Bh，由此矩形浇口的当量半径

2R浇?（Bh?）。

12 2）校核浇口的剪切速率

a、确定注射时间，查表得t=1.6s；

b、计算浇口的体积流量：q浇?V塑14.832??9.27cm3/s?9.27?103mm3/s。 t1.610 / 19

c、计算浇口的剪切速率：由式可得：?浇?·3.3qV，则 ?Rn3 ?浇?·3.3q浇?R浇33.3?9.27?103?1?s?7.04?103s?1 =?33Bh23?1.32?（）3.14?()?3.143.3q浇34?1 该矩形浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5?10～5?10s之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。

3.4 校核主流道的剪切速率

上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道的剪切速率。 （1）计算主流道的体积流量 q主?V主?V分?nV塑1.12?0.3?2?14.8323?cm/s?19.48cm3/s

t1.6 （2）计算主流道的剪切速率 ?主·3.3q主3.3?19.48?103?13?1??s?1.13?10s 333.14?2.625?Rn23?1 主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5?10～5?10s之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。

3.5 冷料穴的设计及计算

冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料干匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。

第4章 成型零件的结构设计及计算

4.1成型零件的结构设计

（1）凹模的结构设计

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