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垃圾桶塑料模具設計垃圾桶塑料模具設計答辯學生答辯學生 徐慧勇徐慧勇指導老師指導老師 鄧洪財鄧洪財目目 錄錄一.塑料注射模具的前景二.塑料注射模具設計三.UG建模、裝配、仿真與動畫演示四.結(jié)論五.致謝第一章第一章 塑料注射模具的前景 塑料工業(yè)是當今極具活力的一門產(chǎn)業(yè)，塑料制品通常要通過模具而定型，最終成為產(chǎn)品。而注射模具作為眾多塑料模具制造的方法的一種是當今市場最常用、最具前景的塑料成型方法之一，具有很大的市場需求量，特別對于我國這樣的處于經(jīng)濟迅速發(fā)展階段的國家，顯得尤為突出。第二章第二章 塑料注射模具設計1 分型面的確定 垃圾桶零件圖1.考慮模具結(jié)構(gòu)為便于塑件脫模，應使塑件在開模時盡可能留于動模部分?？紤]抽芯機構(gòu)，應使抽芯機構(gòu)盡量短。2.盡量方便澆注系統(tǒng)的布置。3.便于排溢。4.模具總體結(jié)構(gòu)簡化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。5.考慮模具制造難易性2注射機的選擇與校核1.注射機的選擇先計算零件的體積，根據(jù)塑件的質(zhì)量選擇設備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。設 n=1,得 注射機選用sz-200/120型將 帶入前式則 n=1.39 所以取一模一腔。2.注射機的校核注射量的校核鎖模力的校核開模行程的校核模具厚度的校核3澆口套采用整體式即定位環(huán)與澆口套為一體的形式。主流到設計成錐角為2到6，內(nèi)壁光滑，粗糙度為 小端直徑 常取48mm，凸臺圓盤高為510mm，L克小于或等于60mm。其與定模板的配合為過渡配合H7/m6。4型腔、型芯1.由于塑料成型后遇冷會縮小，所以要對型腔、型芯進行工作尺寸計算5抽芯機構(gòu)1.斜銷抽芯距的計算脫模力的計算斜銷各項參數(shù)計算2.強度計算型腔要承受高壓熔體的壓力，因此應具有足夠的壁厚、地板厚，計算其最小值。2.螺紋型芯與滑塊結(jié)合在一起，結(jié)構(gòu)簡單。開模時，有斜銷導引運動，后由限位擋塊限位，由彈簧拉緊；合模時，斜銷導引，定位鋼球定位，鎖緊楔鎖緊。6冷卻機構(gòu)型芯內(nèi)采用螺旋型冷卻水溝槽，型腔采用簡單冷卻流道式，水道要分布均勻，讓成型塑件均勻冷卻，冷卻液才用冷卻水，循環(huán)使用，此冷卻效果較好。7模體模體中的模板尺寸及其他標準件根據(jù)模具標準匯編（二）、新編機械設計手冊選定。8UG 建模、裝配、仿真與動畫演示1.建模 用草圖畫出零件的半截面草圖曲線用拉伸體、旋轉(zhuǎn)體等工具制做實體2.裝配導入零件約束零件3.仿真進入運動分析模塊建立連桿定義運動副演示動畫導出動畫3.動畫演示第四章 結(jié)論通過三個多月的畢業(yè)設計，我對模具設計的各方面知識有了更深的了解，并初步了解企業(yè)產(chǎn)品設計和生產(chǎn)的過程，為我畢業(yè)后的工作打下了堅實的基礎。由于實踐經(jīng)驗的缺乏，在設計中可能會出現(xiàn)一些錯誤，懇請各位答辯組老師予以批評和指正。第五章 致謝感謝鄧老師的指導！感謝各位答辯組老師的考核與指正！謝謝！ XX大學學士學位論文
摘 要
由于塑料具有許多金屬和其它非金屬所無法比擬的優(yōu)點, 所以近年來發(fā)展尤為迅速。在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中，越來越多的塑料制品代替了以往的多類產(chǎn)品，而模具作為塑件的成型技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。
此論文在第一章緒論中主要介紹了塑料模具現(xiàn)階段的發(fā)展狀況，在現(xiàn)代模具設計中采用了大量的新技術(shù)，新工藝和新材料。模具設計已經(jīng)成為一種綜合型技術(shù)。還簡單的介紹了塑料的一般成份及塑料的一些特性。還介紹了注射模具的主要組成部件（如定模板、動模板、復位桿、頂桿、導柱等）及模板的材料選擇。
第二章第一節(jié)中寫的是塑料的注塑成型工藝，包括塑料的注塑成型工
藝、注塑成型參數(shù)的選擇（溫度、壓力和時間）。第二節(jié)介紹的是塑料制
品的設計及設計中應考慮的因素。塑料制品設計的主要內(nèi)容包括塑料制品
的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。
在第三章塑料模具的設計中介紹了塑料模具設計的基礎知識包括：注
射模具的分類、注射模具與注射機的關(guān)系（基本技術(shù)參數(shù)和選用注射成型
機時基本工藝參數(shù)的校核）、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的結(jié)構(gòu)設計（模具分型面的選擇和凹模、凸模、型芯的設計及組合形式）。后三節(jié)是由三個零件的注射模具的設計過程。每個零件的設計步驟一般由產(chǎn)品分析及零件選擇、塑件幾何特性分析、注射成型機的選擇、注射成型機參數(shù)的校核、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的機構(gòu)設計、成型零件的尺寸、加熱冷卻裝置的設計及模具的零件等組成。
關(guān)鍵詞 塑料；注塑成型工藝；塑料模具；注射機
Abstract
Because the plastics have many advantages that the metals and other nonmetals with for can't compare to, it developed quickly these yeas. In the modern industry and the articles for daily use, more and more plastic products replaced many products of former, and the mould as the technique of mould for plastic also got the quick development.
This thesis introduced the current development in mould in plastics condition primarily in an introduction, adopting a flood of new technique in modern mould design, new craft with new material. The mould design has become a kind of synthesizing the type technique. Still introduced the general composition of the plastics and the some characteristic of the plastics in brief. Still introduced to inject the mould to constitute the material choice between parts( if settle the template, move the template, reply a pole, crest pole and lead pillar etc.) and template primarily.
It write in the second a first knot of is a plastics to note the plastics mould the craft, including the plastics note the plastics mould the work craft, note the choice that plastics mould parameter.( Temperature, pressure with time) an introductive is a plastics system design and designs of the article inside should the factor of the consideration. The main contents that plastics ware design includes the plastics ware of several why shape, size accuracy with surface quantity.
Introduced in the design of a plastics mould the foundation knowledge of the plastics mould design include: Note inject the classification of the mould and inject the mould with the relation that inject machine( basic technique parameter with choose to use to inject to mould The school core of the basic craft in hour in machine parameter), sprinkle the design that note the system, Mould the construction design of the spare parts( the mould divides the choice of the type with the cave mould, convex mould, type of design and combination form).Empress three the section be injected by three spare parts the design process of the mould makes .The design step of each spare parts is general to be analyzed by product and the spare parts choice, the piece of plastics is several why the characteristic analyzes and note inject the choice that mould the machine, inject the school core that mould the machine parameter, sprinkle the design that note the system and mould the spare parts The organization design, mould the size of the spare parts and heat the design of the cooling device and the spare parts of the mould etc.
Keywords plastics； the craft that plastics of injecting model； plastics mould；inject machine
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目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 塑料模具的發(fā)展狀況 1
1.2 注射模具設計簡要 2
第2章 塑料的成型工藝 4
2.1 注塑成型工藝 4
2.1.1 注射成型 4
2.1.2 注射成型工藝 4
2.2 塑料制品的設計 7
2.2.1 塑料制品的幾何形狀 7
2.2.2 塑料制品的尺寸精度 9
2.2.3 塑料制品的表面質(zhì)量： 10
第3章 塑料注射模具設計 11
3.1 塑料注射模具設計基礎知識 11
3.1.1 注射模具分類 11
3.1.2 注射模具與注射機的關(guān)系 12
3.1.3 澆注系統(tǒng)設計 12
3.1.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設計 18
3.2 塑料注射模具設計 20
3.2.1 注射機的選擇 22
3.2.2 模具材料的選擇 24
3.2.3 成型收縮及尺寸計算 25
3.2.4 抽芯機構(gòu)設計 26
3.2.5 強度計算 29
3.3 塑料注射模具零件設計 30
3.3.1 模具零件設計 30
3.3.2 模具裝配圖 33
第4章 UG 35
4.1 UG介紹 35
4.2 UG特點 35
4.3 UG的工作界面 36
4.4 動畫創(chuàng)建的一般過程 37
結(jié) 論 41
致謝 42
參考文獻 43
附錄 45
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第1章 緒論
1.1 塑料模具的發(fā)展狀況
塑料模具作為塑料工業(yè)的基礎，隨著市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內(nèi)飾件、燈具反光鏡等塑制品的復雜外形，而鐘表、DVD光驅(qū)用傳動齒輪等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相當?shù)膲勖悄＞咧圃斓挠忠恢匾笜耍缬械闹恍鑾资?、幾百模次（可用簡易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模卻需要上千萬模次，制造周期要求越來越短。各種特殊的成型方式的出現(xiàn)等等，都要求塑料模具技術(shù)有相應的提高。而計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，適時的給模具技術(shù)配上了騰飛的翅膀，徹底改變了手工作坊式的模具設計和制作。在模具設計中廣泛的運用CAD（計算機輔助設計），不但拋棄了沿用上百年的圖板，而且由于計算機的快速運算和大容量的內(nèi)存，使得復雜曲面的生成、快速的作圖以及豐富制模技術(shù)經(jīng)驗的綜合、推廣成為可能，不少CAD軟件已具有某些智能化的功能。例如，有些CAD軟件可以運用人機對話的形式，輸入塑料制品的某些外形特征（外形主要尺寸、分型面位置、抽心位置、脫模方向等）即可以畫出模具總圖。各種模具零件的標準化機器數(shù)據(jù)庫的運用更縮短了模具設計周期和制造時間。而對某些無法用數(shù)學方式描述的形狀，則可以運用計算機反向（求）工程的方法獲得，即首先將一些需要復制的樣件進行仿形三坐標測量，計算機在獲得有關(guān)數(shù)據(jù)之后，通過相應的軟件運算得到與原形相同的三為曲面圖形機器數(shù)據(jù)，而運用這些獲得的圖形和數(shù)據(jù)進行模具設計和制作，從而大大提高模具制作水平。在模具設計中、為了更加準確，縮短試模、調(diào)整、修模的周期和降低費用，常常運用CAE技術(shù)（計算機輔助分析）進行模內(nèi)塑料流動、壓力場、溫度場的分析，對模具設計中的流道、澆口等澆注系統(tǒng)設計、冷卻系統(tǒng)設計以及模具強度校驗提供了十分有力的參考意見。在模具制作過程中更是離不開計算機技術(shù)，模具的計算機輔助制造（CAM）的推廣使用已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，近年來已經(jīng)趨于普及，而其技術(shù)也日益完善，復雜型面的加工，編程和加工周期的大幅度降低，加工精度的提高等待可以用日新月異來形容也不為過，不少CAM軟件，不但有快速、復雜的造型功能，而且可提供大量切削經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以便編程和操作者參考使用。加工過程中的測量、計劃編制、生產(chǎn)準備、工具管理、生產(chǎn)調(diào)度等等也都有計算機技術(shù)參與其中。模具設計，制作過程中的經(jīng)驗、教訓的記錄、統(tǒng)計、分析機器智能軟件的編制也同樣離不開計算機技術(shù)。當然這絲毫不能代替機械加工、電加工等傳統(tǒng)加工工藝的重要性，這工藝也有很大的發(fā)展，例如高速切削工藝及機床、低損耗高效電加工工藝及機床以及一些全心觀念的機械成型工藝，如三為等離子堆積成型、三為激光成型等等。因此可以這樣說，當今的模具技術(shù)是不斷發(fā)展的傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代計算機技術(shù)的完美結(jié)合。因此只有將二者融合在一起，運用自如，盡力發(fā)揮，才能不斷將塑模技術(shù)推向新的高度。
塑料模自身的成型技術(shù)也在不斷得到發(fā)展。例如高速高精度擠塑工藝及模具、高速吹塑成型工藝及模具、注壓成型工藝及模具、模內(nèi)反應成型工藝和模具、多色注塑成型模、氣體輔助注塑成型工藝和模具等等。為了獲得滿意的外形，一是要求加工精良的型腔、型心，二要有合適的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計，例如大型平板狀塑制件模具的進料澆口位置考慮到塑料流縱橫收縮的不一致性，就應采用側(cè)面薄膜式，而冷卻亦必須均勻。一些帶有肋的塑制件，由于收縮的不一致，就應采用氣體輔助注塑成型工藝，這類模具又有其特殊的設計。機密塑件注塑模，則無論是模具零件的加工精度，還是澆注系統(tǒng)、型腔型心尺寸的計算等等都要有特殊的處理。冷卻系統(tǒng)的計算和設計也顯得由為重要，冷卻的速率必然影響到塑制品的生產(chǎn)率，而冷卻的均勻性則影響到塑制件的精度，尤其是型心的冷卻已有多種形式的出現(xiàn)，熱管冷卻也已在模具冷卻系統(tǒng)中得到應用。排氣系統(tǒng)的設計也是十分重要的一環(huán)，可以防止塑件的缺陷和燒焦，有些特殊場合已使用多孔金屬排氣，其通氣孔直徑為3~10μm，厚度為0.5~1.5mm。注壓成型模具已被廣泛應用于激光唱片，激光打印機等光學塑性零件的壓制，其工作過程是注塑前模具先進行閉合且留有適當?shù)木嚯x，然后注射熔融料進入密封的型腔（型腔設計成階梯形）而后進一步推進動模達到完全閉合，塑件成型、冷卻后開模，塑件脫模取出，塑制件在成型過程中，由于減小了模腔內(nèi)壓力，即消除了注射壓力，減小了塑件的殘余應力，且之后的壓制又減小了塑件的分子取向，從而達到了光學零件對復映的要求。
模具技術(shù)是一種綜合型技術(shù)，要求從事模具技術(shù)工作者，密切注意和學習相關(guān)知識，并運用到實際工作中為模具行業(yè)的發(fā)展而努力。
1.2 注射模具設計簡要
塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復雜的高精度的塑料制品。這里只是粗略介紹一下。
設計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認為是熱塑性塑料，可反復加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個分子發(fā)生交聯(lián)反應，連結(jié)成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復注射加工，也就是所說的熱固性塑料。
既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工時收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動方向上的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時間及內(nèi)應力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在實際應用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時溫度壓力的大小和取向性。 一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應要大些。 塑料注塑模具基本分為靜模和動模。
在注塑機的注射頭一邊的帶澆口套的為定模，定模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點的模板就可以了。澆口套一般為標準件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有些特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度線割割成。部分模具必須定模脫模時，還得加上定模脫模機構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動?？堪?、脫模機構(gòu)以及模腳和裝機固定板。
脫模機構(gòu)中除了脫料桿，還有復位桿，部分模具還要增加彈簧以實現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當然，斜導模具還有斜導盒、斜導柱等。 當為一產(chǎn)品設計模具時，首先要設定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料，來加快模具制造的速度。復雜產(chǎn)品應先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。現(xiàn)在的模具基本上要進行熱處理，加高模具的硬度，提高模具使用壽命。在熱處理前，先對模板進行初步加工：鉆好導柱孔、復位孔（動模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應銑好斜導柱等。現(xiàn)在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度時經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為3Cr2W8v，制造后再氮化處理表面硬度，硬度應為HRC58以上，氮化層應越厚越好。
澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設計不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下很容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應設計溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。
第2章 塑料的成型工藝
2.1 注塑成型工藝
2.1.1 注射成型
注塑成型是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要方法，除個別熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用次方法成型。近年來，注塑成型還已成功地用來成型某些熱固性塑料制品。
注塑成型可以成型各種形狀的塑料制品。它的特點是成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，所以應用廣泛。
注射成型用設備是各種類型的注射機，注射機的主要作用是將料筒內(nèi)的塑料加熱，使其熔化（塑化），然后對熔融塑料施加高壓，使其經(jīng)噴嘴高速注入模具型腔。
2.1.2 注射成型工藝
2.1.2.1 注塑成型工藝過程
注塑成型工藝過程是注塑成型工藝制訂的中心環(huán)節(jié)，它包括：成型前的準備，注塑過程和制品的后處理。
1． 成型前的準備
為使注射過程順利進行，保證塑料制品質(zhì)量，在注塑成型前應做好如下準備工作：
1） 原料的檢驗和預處理
在成型前對原料進行外觀和工藝性檢驗，檢驗內(nèi)容包括對色澤、粒度及均勻性、流動性（熔體指數(shù)、粘度）、熱穩(wěn)定性、收縮性的檢驗等。
2） 嵌件的預熱
為了滿足裝配和使用的強度要求，塑料制品內(nèi)常需要嵌入金屬嵌件。由于金屬嵌件和塑料的熱性能、收縮率存在較大差別，因而在塑料制品冷卻時，在嵌件周圍會產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，導致嵌件周圍遷都下降或出現(xiàn)裂紋。為克服上述問題可對金屬嵌件進行預熱，這樣可以減少熔料和嵌件的溫度差，使熔料收縮比較均勻，減少嵌件周圍的內(nèi)應力。
3） 料筒的清洗
若需要更換新的塑料，則在注射之前，均須對殘存在塑料筒內(nèi)的塑料進行清洗。
對于螺旋式注射機的料筒通常采用直接換料清洗。換料清洗時，必須掌握料筒內(nèi)的塑料和欲換的新塑料的特性，然后采用正確的清洗方法。
目前已經(jīng)研制出一種新的塑料清洗劑，適用于成型溫度范圍在180～280o C的各種熱塑性塑料的注射機料筒清洗。
4） 脫模劑的選用
塑料制品的脫模，主要依賴于合理的工藝條件和正確的模具設計。在生產(chǎn)上順利脫模通常使用脫模劑。
常用的脫模劑有三種：硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油。在使用脫模劑時，涂抹要均勻適量。
2． 注塑過程
注塑過程包括加料、塑化、注塑、保壓、冷卻和脫模等步驟。但實際上說主要是塑化和流動與冷卻定型兩大過程。
塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達到流動狀態(tài)并具有良好的可塑性的全過程。
對塑化的要求是：塑料在進入模腔之前，應達到規(guī)定的成型溫度，并能在規(guī)定時間內(nèi)提供足夠數(shù)量的熔融塑料，熔料各點溫度應均勻一致。為達到上述要求，應視塑料的特性，正確選擇工藝參數(shù)和注塑機類型。塑化情況直接關(guān)系到塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，這在實際生產(chǎn)中應必須預以重視。
流動與冷卻定型：這是只用柱塞和螺桿推動塑化后的塑料熔體諸如并充滿塑料模型腔，熔體在壓力下的冷卻和凝固定型，直至塑料制品脫模的全過程。這一過程時間不長，但合理地選擇和控制該過程的溫度、壓力、時間等工藝參數(shù)，對塑料制品的質(zhì)量有重要影響。
塑料熔體進入模腔內(nèi)的流動情況可分為充模、壓實、倒流和叫澆口凍結(jié)后的冷卻四個階段。在這四個階段中，塑料熔體溫度將不斷降低。
3． 制品的后處理
由于塑料的塑化不均勻或在型腔內(nèi)冷卻不均勻，常會使塑料制品的收縮不均勻，形成一定的內(nèi)應力。內(nèi)應力的存在會導致塑料制品在使用過程中產(chǎn)生變形和開裂。為了消除內(nèi)應力長須對塑料進行后處理。
塑料制品的后處理包括：退火和調(diào)濕處理。
2.1.2.2 注塑成型工藝參數(shù)的選擇
注射成型的主要工藝參數(shù)是溫度、壓力、時間。
溫度：注射成型工藝過程需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度
和模具溫度，前兩種主要影響塑料的塑化和流動，后一種溫度主要影響塑料的流動和冷卻定型。
料筒溫度的分布，一般從料斗一側(cè)（后端）起至噴嘴（前端）止，是逐步升高的，以達到均勻塑化的目的。對于螺桿式注射機，起料筒內(nèi)的溫度受螺桿攪動產(chǎn)生剪切摩擦熱，有助于塑化，為了防止塑料的過熱分解，料統(tǒng)前端的溫度也略低于中段。
噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度的，這是為了防止塑料在直通式噴嘴上可能發(fā)生的“流涎”現(xiàn)象。由噴嘴溫度產(chǎn)生的影響可從塑料注射時產(chǎn)生的摩擦熱中得到一定的補償，但噴嘴溫度也不能過低，否則，噴嘴處的熔料可能產(chǎn)生早凝而將噴嘴堵塞，或?qū)⒃缒献⑷胄颓欢绊懰芰现破返馁|(zhì)量。
模具溫度對塑料熔體在型腔內(nèi)的流動和塑料制品的內(nèi)在性能與表面質(zhì)量影響很大。
模具溫度的選擇與塑料的特性，塑料制品的結(jié)構(gòu)、尺寸和性能要求以及成型工藝參數(shù)有關(guān)。
對于非結(jié)晶性塑料，在熔料注入型腔后，隨著溫度的不斷降低而固化，但不發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，模具溫度主要影響熔料的粘度，也就是影響充模的能力和冷卻時間，如充模順利，采用低模溫是可取的，這樣可以縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)率。對于結(jié)晶形塑料，模具溫度直接影響到塑料制品的結(jié)晶速度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而影響塑料制品的性能。一般來說模具溫度較高，冷卻速度小，為結(jié)晶充分進行創(chuàng)造了條件，因而得到塑料制品的結(jié)晶度高，硬度大剛度大，耐磨性能較好，但成型周期長收縮率較大，制品發(fā)脆；模具溫度較低，冷卻速度大，結(jié)晶不充分對某些塑料還會出現(xiàn)后期結(jié)晶過程，使塑料制品后收縮率增大。因此對于結(jié)晶形塑料，模具溫度以取中等為宜。
壓力：注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力。
1．塑化壓力 增加塑化壓力可以提高熔體溫度和使溫度均勻，但會減少塑化速率，延長成型周期，可導致塑料降解。在滿足塑料制品的前提下，塑化壓力低一點為好，通常不超過2Mpa。
2．注射壓力 注射壓力的作用是克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動阻力，使塑料具有一定的充模速率并對熔體進行壓實。
注射壓力的大小與塑料品種、注射機類型、塑料制品和模具結(jié)構(gòu)及其他工藝參數(shù)有關(guān)。
為保證塑料制品的質(zhì)量，對注射速率有一定的要求，而注射速率又主要取決于注射壓力，注射壓力高則注射速率高。在滿足塑料制品成型前提下，一般應盡量采用低的注射壓力。
時間：完成一次注射成型過程所需要的時間稱為成型周期。
在整個成型周期中，注射時間和冷卻時間是基本組成部分，注射時間和冷卻時間的多少對塑料制品的質(zhì)量有決定性影響。
注射時間中的充模時間不長，一般不超過10s；保壓時間較長，一般為20～120s，壁厚特別大的可達到5～10min，通常以塑料制品的收縮率最小為保壓時間的最佳值。.
冷卻時間主要決定于塑料制品的壁厚、模具溫度、塑料的熱性能和結(jié)晶性能冷卻時間的長短應以保證塑料制品脫模時不引起變形為原則，一般為30～120s。
成型周期的長度直接影響生產(chǎn)率和設備利用率，因此，在生產(chǎn)中，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應盡量縮短成型周期中個階段的時間。
2.2 塑料制品的設計
塑料制品的設計不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點，并且盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡化。這樣，可使成型工藝穩(wěn)定，保證塑料制品的質(zhì)量，又可使生產(chǎn)成本降低。
塑料制品的設計必須考慮以下幾個因素：
1. 塑料的性能：塑料制品的設計與塑料的物理力學性能和工藝性能有密切關(guān)系。
2. 成型方法：塑料制品的設計要求視成型方法而異。
3. 模具結(jié)構(gòu)和制造工藝性：塑料制品的設計應有利于模具結(jié)構(gòu)簡化和制造。
塑料制品設計的主要內(nèi)容包括塑料制品的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。
2.2.1 塑料制品的幾何形狀
塑料制品的幾何形狀包括形狀、壁厚、脫模斜度、加強肋、支承面、圓角、孔、螺紋、嵌件等。
2.2.1.1 形狀
塑料制品應盡量避免側(cè)壁凹槽或與制品脫模方向垂直的孔，這樣可以避免采用掰合分型或側(cè)抽芯等復雜的模具結(jié)構(gòu)和分型面上留下飛邊。
塑料制品的形狀還要有利于提高制品的強度和剛度。如將塑料制品設計成球面或帶凸圓形狀。
2.2.1.2 壁厚
塑料制品的壁厚主要決定于塑料制品的使用條件。但壁厚的大小對塑料成型影響很大，因此必須合理選擇。
壁厚過小則成型時流動阻力大，對大型復雜塑料制品就難以充滿型腔，而不能保證塑料制品的強度和剛度；壁厚過大則浪費材料，增加原料制品的成本，而且會增加成型時間和冷卻時間，降低生產(chǎn)率，還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷。
塑料制品的壁厚一般應力求于均勻，否則會因固化或冷卻速度不同而引起收縮不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應力，導致塑料制品產(chǎn)生翹曲變形或縮孔。
2.2.1.3 脫模斜度
為了便于脫模，所設計塑料制品的內(nèi)外壁應有足夠的脫模斜度。脫模斜度的大小與塑料性能、塑料收縮率、塑料制品的形狀和壁厚等因素有關(guān)。
在選擇脫模斜度時應注意以下幾點：
1）塑料制品的精度要求高，應選用較小的脫模斜度。
2）塑料制品尺寸較高的部位，應選用較小的脫模斜度。
3）塑料制品的形狀復雜，不易脫模，應選用較大的脫模斜度。
4）塑料制品脫模后要求留在型芯的一邊，則塑料制品的內(nèi)表面的脫模斜度應小于外表面，反之，塑料制品脫模后要求留在型腔一邊，則塑料制品的外表面的脫模斜度應小于內(nèi)表面。
取斜度的方向，一般內(nèi)孔以小端為準，符合圖樣要求，斜度由擴大方向取得，外形以大端為準，符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得。在一般情況下，脫模斜度不包括在 塑件制品公差范圍內(nèi)。
2.2.1.4 加強筋
為確保塑料制品的強度和剛度而又不至于使制品的厚度過大，可在塑料制品的適當位置設置加強筋。加強類可以避免塑件制品的變形，有時還可以改善成型時塑料熔體的流動狀況。
加強筋布置時，應盡量減少塑料的布局集中，以避免產(chǎn)生氣泡和縮孔。容器的底或蓋上要設置加強筋。
2.2.1.5 支承面
若要用塑料制品的整個地面作為支承面，則稍有變形就會造成地面不平。為了更好的起支承作用，常采用凸邊或幾個凸起的支腳作為支承面，這樣即可以增加塑料制品的剛度又保證了塑料制品的平穩(wěn)性。
2.2.1.6 圓角
在塑料制品設計中，制品的轉(zhuǎn)角處盡可能采用圓弧過度。這樣可以避免應力集中，提高塑料制品的強度，改變塑料制品成型時的塑料流動情況及便于脫模。
2.2.1.7 孔
在塑料制品上各種孔（如通孔、盲孔、羅紋孔）是位置時，應不影響塑料制品的強度，并盡量不增加模具制造的復雜性。塑件空的形狀宜簡單?？着c孔之間、孔與壁之間應保持一定的距離，孔的直徑與空的深度也有一定的關(guān)系。
通孔可用一端固定的成型芯或者兩端分別固定的對頭成型芯來成型。盲孔則可以用一端固定的成型芯來成型。較復雜的孔可以用型芯拼合的方法成孔。
2.2.1.8 螺紋
塑料制品上的螺紋可直接成型，也可以在成型后進行機械加工。對于經(jīng)常拆裝或受力較大的螺紋則采用金屬的螺紋嵌件。
螺紋的牙形尺寸不宜過細，否則會使強度不夠。直接成型的外螺紋直接不宜小于4mm，內(nèi)螺紋直徑不宜小于2mm。塑料螺紋公差的登記一般低于IT8。提高模具上的螺紋沒有考慮塑料的收縮值，則塑料制品螺紋與金屬螺紋的配合長度一般不大于螺紋直徑的1.5～2倍。
2.2.1.9 嵌件
在塑料制品內(nèi)嵌入金屬零件形成不可卸的連接，所嵌入的零件稱為金屬嵌件。
金屬嵌件能起到提高塑料制品的機械強度及耐磨性，保證電器性能，增加塑料制品形狀和尺寸的穩(wěn)定性，提高精度等作用。
金屬嵌件周圍的塑料層不能太薄，否則塑料制品會因冷卻收縮而破裂。
金屬嵌件常用的類型有圓柱形，圓筒形，板形和片形等形狀。
在設計帶金屬嵌件的塑料制品時，主要應保證嵌件固定的牢靠性，嵌件在成型過程中的穩(wěn)定性和塑料制品的強度。
2.2.2 塑料制品的尺寸精度
影響塑料制品尺寸精度的因素很多，其主要因素是材料收縮和模具的制造誤差。
影響塑料制品尺寸精度因素有以下幾個方面：
1．成型材料：塑料本身的收縮性，原料內(nèi)含水分及揮發(fā)物量，原料的配置工藝，生產(chǎn)批量大小，保存方法和保存時間等因素，均會造成收縮不穩(wěn)定。
2．成型條件：塑料制品的成型溫度、壓力、時間等成型條件都直接影響成型收縮。
3．塑件形狀：塑料制品的形狀和壁厚會影響成型收縮，脫模斜度大小直接影響尺寸精度。
4．模具
1）主流道尺寸大時收縮小，主流道小時收縮大。
2）料流方向：與料流方向平行的尺寸收縮大，與料流方向垂直的尺寸收縮小。
3）分型面的選擇：它決定了飛邊產(chǎn)生的位置，飛邊使垂直于分型面的制品尺寸產(chǎn)生誤差。
4）模具制造誤差及磨損：尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損會直接影響塑料制品的精度。
5．成型后的條件
1）測量誤差：由于測量工具、測量方法、測量溫度等造成的誤差。
2）存放條件：塑料制品如果存放不當，會使塑料制品產(chǎn)生彎曲、扭曲等變形。
成型收縮：
塑料制品在冷卻定型后，其尺寸要縮小，所以模具設計時，必須把塑料制品收縮量補給到模具成型零件的相應尺寸中去，這樣才能制造出符合設計圖樣要求的塑料制品。
塑料制品的收縮值一般用收縮率表示。
收縮率的計算公式如下：
……………….（2-1）
式中S—收縮率（%）；
A—模具型腔在室溫下的尺寸；
B—塑料制品在室溫下的尺寸。
由式（2-1）可得：
2.2.3 塑料制品的表面質(zhì)量：
塑料制品表面質(zhì)量包括 無斑點、條紋、凹痕、氣泡、變色等缺陷，還有表面光澤性和表面粗糙度。表面缺陷必須避免，表面光澤性和表面粗糙度視塑料制品的使用要求而定。
第3章 塑料注射模具設計
3.1 塑料注射模具設計基礎知識
3.1.1 注射模具分類
注射模具的分類方法很多，按塑料品種可分為熱固性塑料和熱塑性塑料注射模具；按注射機類型可分為臥式、立式和角式注射模具；按安裝方式可分為移動式（在立式注射機上用）和固定式注射模具；按型腔數(shù)目可分為單型腔和單型腔注射模具等。
根據(jù)注射模具各部分的功用，注射模具一般由以下幾部分組成：
1） 澆注系統(tǒng)
2） 成型零件。包括凹模（型腔）、凸模和型芯等。
3） 脫模系統(tǒng)。包括推出和抽芯機構(gòu)等。
4） 導向系統(tǒng)。
5） 控溫系統(tǒng)。
6） 固定和安裝部分等。
下面按照模具分型面特征介紹幾種類型的注射模具：
1. 單分型面注射模具
它是注射模具中、最簡單的一種模具，它由定模和動模兩塊板組成，只有一個分型面，開一次模即可取出塑料制品。
這種模具可以設計成多型腔，但對型腔在模板上的布局應注意以下幾點：
1）型腔排列緊湊 這樣可以減少模具的外形尺寸，節(jié)省制模材料。
2）流道長度要求最短。
3）要求熔料充模時，模具內(nèi)壓力分布均衡 除應注意澆口開設位置外，型腔布局力求對稱，以防止模具受偏載而產(chǎn)生溢料。
2. 雙分型面注射模具
雙分型面注射模具除了有兩塊模板外，中間還有一塊活動板，這塊活動板設有澆口、流道及動模所需要的其他零件和部件，還有兩個互相平行的分型面，所以叫做雙分型面注射模具。當模具開啟時，中間這塊活動板與其他兩快模板分離，塑料制品與澆口冷料分別從該板兩側(cè)取下。
雙分型面注射模具用途廣泛，主要用于：
1）中心進料的點澆口單型腔模具。
2）中心進料的多型腔模具。
3）表面進料復式點澆口模具。
4）邊緣進料的不平衡多型腔模具。
雙分型面注射模具結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高，零件加工困難，模具重量增加，一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。
3. 活動鑲塊式注射模具
這類注射模具主要應用于成型有側(cè)孔或內(nèi)凹的塑料制品?；顒予倝K的動作方向和動模開模方向相垂直。
按模具結(jié)構(gòu)特征分為四大類：
1）靠楔塊形拉板操作的活動鑲塊。
2）靠定模（或動模）上斜導柱操作的活動鑲塊。
3）靠推出機構(gòu)操作的活動鑲塊。
4）靠手動操作的活動鑲塊。
3.1.2 注射模具與注射機的關(guān)系
3.1.2.1 注射成型機的基本技術(shù)參數(shù)：
注射成型機的基本技術(shù)參數(shù)包括最大注射量，最大注射壓力、塑化能力、鎖模力、模板行程、模板最大開距、模板最大厚度和最小厚度、模板尺寸和安裝螺釘孔位置尺寸、定位孔尺寸、噴嘴球面半徑等。
3.1.2.2 注射成型機基本工藝參數(shù)的校核
注射成型機基本工藝參數(shù)的校核包括：
1. 最大注射量的校核。
2. 注射壓力的校核
3. 鎖模力的校核及型腔數(shù)的確定
4. 模具閉合高度和平面尺寸的校核
3.1.3 澆注系統(tǒng)設計
澆注系統(tǒng)通常分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)。首先要對塑料制品所采用的塑料品種，制品的幾何形狀、尺寸使用的機床設備，注塑時可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件等作全面分析。同時模具的分型面的選擇與澆注系統(tǒng)也有密切關(guān)系
3.1.3.1 設計澆注系統(tǒng)基本要點
1. 設計澆注系統(tǒng)時，流道應盡量減少彎折，表面粗糙度為Ra1.6～Ra0.8μm。
2. 設計澆注系統(tǒng)時，應該考慮模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應該按型腔布局設計，盡量與模具中心線對稱。
3. 塑料制品投影面積較大時，在設計澆注系統(tǒng)時，應避免在模具的單面開設澆口，否則會造成注射時受力不均。
4. 設計澆注系統(tǒng)時，應考慮去除澆口方便，修正澆口時在塑料制品上不留痕跡，以保證塑料制品的外觀。
5. 一模多件時，應防止將大小相差懸殊的塑料制品放在同一付模具內(nèi)。
6. 在設計主流道時，避免熔融的塑料直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷。
7. 在滿足塑料成型和排氣良好的前提下，要選取最短的流程（流道），這樣可以縮短填充時間。
8. 能順利的引導熔融的塑料填充各個部位，并在填充過程中不至于產(chǎn)生塑料渦流、紊亂現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排除模外。
9. 在成批塑料制品生產(chǎn)時，在保證質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時間及成型周期。
10. 因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑料制品在這個部位要求精度較高時，主流道應留有加工余量或者修正流量。
3.1.3.2 主流道設計
1. 主流道的作用
主流道（也叫進料口）它是連接注射機料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進入模具型腔時最先經(jīng)過的地方，主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時間增長，是包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時也易造成進料時形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。
在一般情況下，主流道不直接開設在定模板上，而是制造成單獨的澆口套，鑲在定模板上，小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向也鎖模方向垂直的注射模具，一般不用澆口套，而直接開設在定模板上。
澆口套是注射機噴嘴在注射模具上的坐墊，在注射時它承受很大的注射機噴嘴端部的壓力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ鴫喝肽＞邇?nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺肩，并用螺釘緊固在定模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。
2. 主流道設計要點
1）套內(nèi)孔（主流道）呈圓錐形，錐度為2°～6°，若壓力過大造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進時易混進空氣產(chǎn)生氣孔；錐度過下，會使流速增大，熱量損失大，表面粘度上升，造成注塑困難。
2）澆口套進口的直徑d應比注塑機噴嘴孔直徑大1～2mm。若小于或等于注塑機噴嘴直徑，在注塑成型時或造成死角，并存積塑料，注塑壓力下降，塑料冷凝后脫模困難。
3）澆口套內(nèi)孔出料口處（大端）應設計成圓角r，一般為0.5～3mm。
4）澆口套也注塑機噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。設澆口套球面半徑為R，注塑機球面半徑為r，其關(guān)系式如下：
R=r+0.5～1mm
澆口套球面半徑比注塑機噴嘴球面半徑大，接觸是圓弧度剛好吻合。
5）澆口套長度（主流道）長度應盡量縮短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。
6）澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為0.8～1.6μm，保證料流順利，易脫模。
7）澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進入接縫處，造成冷料脫模困難。
8）澆口套長度應與定模板厚度一致，它的端部不應凸在分型面上，否則會造成合模困難，不嚴密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。
9）澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注射工藝順利進行和塑件質(zhì)量，要考慮冷卻措施。
3.1.3.3 分流道設計
1. 分流道的作用
分流道是主流道的連接部分，其基本作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料。以較快的速度送到澆口出充模。同時，在保證在充滿型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收，因此分流道的截面積不能太大，也不能太小。分流道截面積太小弊病較多，會降低單位時間可輸送的熔融塑料量，使充模時間增長，塑料制品出現(xiàn)缺料、燒焦、產(chǎn)生波紋及凹陷等；分流道截面積過大，易在模具腔內(nèi)積存氣體，造成塑料制品上的缺陷，增加冷料回收量，延長了塑料制品的冷卻時間，因而延長了成型周期，降低了生產(chǎn)率。
對于粘度大和透明度要求高的塑料應采用較大的分流道。
在設計分流道時，為減少在分流道中的壓力損失，必須保證分流道的表面積與其體積之比值應最小，也就是在分流道長度一定情況下，要求分流道的表面積或者側(cè)面積與其截面積的比值為最小。
2. 分流道的類型
常用的分流道的類型有四種：圓形，半圓形，矩形及梯形。
分流道拉料桿：因為在分流道中所存的塑料不易脫落，便采用分流道拉料桿。
3. 分流道設計基本要點
1）在保證正常的注射成型工藝條件下，分流道的截面應盡量最小，長度盡量短。
2）較長的分流道應在末端開設冷料穴，以便容納注射開始時產(chǎn)生的冷料和防止空氣進入模具型腔內(nèi)。
3）在多型腔注射模具中，各分流道的長度均應一致，長度應盡量縮短，以保證熔融的塑料同時均勻的充滿各個型腔，主流道的截面積應大于各分流道的總和。如當一模同時成型幾個不同重量和形狀各異的塑料制品時，要求各分流道的截面積和塑料制品大小形狀相適應。
4）當分流道開設在定模的側(cè)邊，并在澆口處延伸很長時，要加設分流道拉料桿，便于開模時棱料易脫落。
5）分流道的表面粗糙度要求達到1.6μm。時間經(jīng)驗證明，對分流面表面粗糙度的要求，應根據(jù)實際情況而定，如一模多件，分流道又長，則表面粗糙度應相應降低。
6）設計分流道時，應選取較小的尺寸，以便于試模后根據(jù)實際情況進行修正。
7）多型腔注射模具的分流道布局取決于型腔布局，要保持相對平衡。
8）如果分流道較多時，應加設分流錐，分流錐是注射模具及傳遞模具上的一個重要零件。它的作用是避免熔融塑料直接進入模具型腔而沖擊型腔，同時也避免塑料從主流道到分流道急轉(zhuǎn)90°。采用分流錐使塑料逐漸而平穩(wěn)的轉(zhuǎn)變90°方向，并且能縮短分流道長度，使熔融的塑料順利的充滿型腔。
3.1.3.4 澆口設計
1. 澆口的作用
澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注射模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過澆口直接使熔融的塑料進入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的速度進入并充滿型腔，澆口能順利冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱塑料回流。
澆口設計與塑料制品形狀、塑料制品斷面尺寸，模具結(jié)構(gòu)，注射工藝參數(shù)（壓力等）及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料制品分離，塑料制品的澆口痕跡亦不明顯。
塑料制品質(zhì)量的缺陷，如缺料、縮孔、拼縫線、質(zhì)脆、分解、白班、翹曲等，往往都是由于澆口設計不合理而造成的。
2. 澆口的類型
根據(jù)模具澆注系統(tǒng)在塑料制品上開設的位置、形狀不同，澆口的形式的多種多樣的，但通常的家口，其種類大致分為以下幾種：盤形澆口、扇形澆口、環(huán)行澆口、點澆口、側(cè)澆口、直接澆口、潛伏澆口。
3. 澆口設計基本要點
1）澆口應開設在塑料制品斷面較厚的部位，能使熔融的塑料從塑料制品厚斷面流向薄斷面，保證塑料充模完全。
2）澆口位置的選擇，應使塑料充模流程最短，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體。
3）不能使熔融塑料直接進入型腔，否則會產(chǎn)生漩流，在塑料制品上留下螺旋形痕跡，特別是點澆口、側(cè)澆口等，更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
4）位置的選擇，應防止在塑料制品表面上產(chǎn)生拼縫線，特別是環(huán)行或筒形塑料制品，應在澆口對面的熔料結(jié)合加開冷料穴。
5）裝有細長型芯的注射模具所開設的澆口位置，應當離型芯較遠，以防止熔融料流的沖擊而使型芯變形、錯位和折斷。
6）大型和扁平塑料制品成型時，為了防止塑料制品翹曲、變形、和缺料，可采用多點形澆口。
7）澆口位置應盡量開設在不影響塑料制品外觀的部位，如開設在塑料制品的邊緣和底部等。
8）澆口尺寸的大小，應取決于塑料制品的尺寸、幾何形狀、結(jié)構(gòu)和塑料的性能。
9）設計多行腔注射模具時，結(jié)合流道平衡并考慮澆口的平衡，應作到熔融塑料同時均勻充滿型腔。對于同一塑料制品的多型腔注射模具來說，可按澆口與主流道的距離，逐漸加大澆口的截面，減少較遠澆口的阻力。采取保持個澆口大小相等、改變其長度或保持澆口寬度和長度一定、改變其深度兩種辦法，來使?jié)部谄胶?。對于不同塑料制品的多型腔注射模具來說，常把最大塑料制品的型腔布置在最靠近主流道的部位。
10）為了在開模時從澆口套內(nèi)拉出主流道凝料使與注射機噴嘴分離，一般在冷料穴的盡端設置拉料桿。拉料桿的直徑等于澆口內(nèi)孔大端的直徑，以便鉤住冷料。開模時，塑料制品脫模，主流道凝料由拉料桿拉出。
3.1.3.5 冷料穴
當注射機未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了積存這部分冷料渣，在進料口的末端動模板上開設一洞穴或者在流道的末端開設洞穴，這個洞穴就是冷料穴。
3.1.3.6 排氣槽
塑料注射模具的型腔，在熔融塑料填充過程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有因塑料受熱而產(chǎn)生的氣體，尤其在高速注射成型時產(chǎn)生的氣體更多，因此在模具設計時必須設計排氣槽。
選擇排氣槽的位置是很重要的，一般在塑料填充的同時，必須把氣體排出模外。否則被壓縮的氣體變成高溫燃燒，使熔融的塑料焦化或使熔接線處強度降低以及不成型，影響塑料制品質(zhì)量，尤其對于大型注射模具，開設合理的排氣槽顯得尤為重要。
開設排氣槽應注意以下幾點：
1）根據(jù)進料口的位置，排氣槽應開設在型腔最后充滿的地方。
2）盡量的把排氣槽開設在分型面上，如直接澆口排氣的位置。
3）對于流速較小的塑料制品，可利用模具的分型面及頂桿零件配合的間隙進行排氣。
4）排氣槽不要開設在工人操作的一方，以防止塑料在注射時溢出模外，發(fā)生燒傷事故。
5）對于大型塑料注射模具，為了防止溢料，排氣槽應開設在模具的分型面上，并成為曲線形。
6）排氣槽的尺寸，應根據(jù)塑料的流動能夠性能來選擇。
3.1.3.7 熱流道
熱流道這項新技術(shù)的開發(fā)，是塑料模具的重大發(fā)展它使用于大型模具制品成型工藝的要求。熱流道又叫做無流道。它的含義可以從以下兩方面理解：
1）在塑料注射模具的澆注系統(tǒng)中取消了流道，使熔融塑料直接由注射機噴嘴經(jīng)過粗短的進料口到達澆口，然后進入模具型腔內(nèi)。它是靠塑料本身的熱量使進料口中的塑料保持熔融狀態(tài)。
2）在模具的澆注系統(tǒng)中仍然有流道，只不過這種流道比通常的流道大，或者采用噴嘴式流道，而這種流道還采用內(nèi)部或外部加熱的方法來保溫，使流道中的塑料始終保持熔融狀態(tài)。
在大型塑料注射模具中，熱流道澆注系統(tǒng)的應用愈來愈廣泛，熱流道模具，熱流道模具，是大型塑料注射模具設計的發(fā)展方向。
熱流道注射模具的優(yōu)點如下：
1）縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。
2）減少材料消耗，沒有冷料。
3）因嚴格控制了溫度，有利于提高塑料制品質(zhì)量，減少了廢品。
4）熱流道有利于壓力傳遞，從而可降低注射壓力。
5）縮短開模行程，有利于保護模具，延長模具使用壽命。
缺點：熱流道塑料注射模具結(jié)構(gòu)復雜，要求嚴格控制溫度，需裝有溫度控制裝置，制造成本高，它不適合于小批量生產(chǎn)。
3.1.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設計
3.1.4.1 模具分型面
注射模具一般由動模和定模兩部分組成，其動模和定模的接觸表面即模具分型面。每套模具可能有一個或多個分型面。
在選擇分型面一般應考慮以下幾個因素：
1）塑料制品的形狀、尺寸和壁厚。
2）塑料性能及填充條件。
3）澆注系統(tǒng)的布局。
4）成型效率及成型操作。
5）排氣及脫模。
6）模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造容易。
模具分型面可能垂直于合模方向，有可以傾斜于合模方向或平行于合模方向。
分型面的選擇很重要，它對塑料制品的質(zhì)量、模具操作和模具制造等均有較大的影響。
3.1.4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設計
成型零件是直接成型塑料制品的零件。它主要包括凹模（型腔）、凸模、型芯等。
成型零件形狀復雜、精度高，表面粗糙度低。一般用工具鋼制造，需要經(jīng)過熱處理。
凹模是成型塑料制品外表面的零件，它一般裝在定模板上。其形式有整體式和組合式兩種類型。
1. 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)形式
1）整體式凹模 凹模由整塊加工而制成。
其優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，是塑料制品上無拼縫痕跡；缺點是對于形狀復雜的凹模，其加工工藝性較差。它適用于中、小型且形狀簡單的模具。
2）組合式凹模 凹模由兩個以上零件組合而成。
優(yōu)點是改善了加工工藝性，減少了熱處理變形，節(jié)省了模具材料；缺點是塑料制品表面可能有拼縫痕跡。它適用于形狀復雜的模具。
3）框架組合式模具 大型或復雜的凹模采用框架組合式凹模。
2. 組合式凹模的設計原則如下：
1）拼塊件數(shù)應少，以減少加工量和塑料制品上過多的拼縫痕跡。
2）拼縫接線應盡量與塑料制品脫模方向一致，一面滲入的塑料妨礙塑料制品脫模。
3）拼塊應無銳角，在允許的情況下，拼塊的角度應盡量成直角，或者鈍角（大于90°）。
4）拼塊之間應采用凹凸槽嵌接，防止模具在注射時拼塊發(fā)生位移。
5）個別凹凸模易磨損部分，應制造成獨立件，便于加工和更換。
6）設計拼塊和鑲件時，盡量把復雜的內(nèi)形變?yōu)橥庑渭庸ぁ?
7）為使接合面正確配合，并減少磨削加工量，應減少接逢面的長度。
8）塑料制品上的外形圓弧部分應單獨制成一塊，拼縫的接合線應位于塑料制品的外形部分。
3. 凸模結(jié)構(gòu)形式：
凸模是成型塑料制品內(nèi)表面的零件，它一般裝的動模板上。凸模的結(jié)構(gòu)多數(shù)是整體的，便于加工制造。
凹模和凸模的工作部分尺寸與塑料制品的尺寸和公差、塑料收縮率及模具的磨損個制造公差等因素有關(guān)。
凹模和凸模工作部分尺寸計算方法如下：
1） 模內(nèi)形尺寸計算公式如下：
.................. （3-1）
2） 凸模外形尺寸計算公式如下：
..................（3-2）
3） 凹模高度尺寸計算公式如下：
.................. （3-3）
公式中各符號的意義如下：
—凹模內(nèi)形公稱尺寸；
D—塑料制品外形公稱尺寸；
—凸模外形公稱尺寸；
—塑料制品公稱尺寸；
—凹模高度公稱尺寸；
—塑料制品高度公稱尺寸；
—凹模制造公差，一般為（1/8～1/4Δ）；
—凸模制造公差，一般為（1/8～1/4Δ）；
Δ—塑