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目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性 1
1.1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 1
1.1.2 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 1
1.1.3 塑料成型技術的發(fā)展趨勢 2
1.2 塑料模具的分類 2
第二章 塑件成型工藝分析 4
2.1 塑件分析 4
2.1.1 總體分析 4
2.1.2 脫模斜度 4
2.2 ABS性能分析 5
2.2.1 使用性能 5
2.2.2 工藝性能 5
2.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 5
2.3.1 注射成型過程 5
2.3.2 注射工藝參數(shù) 6
第三章 模具結構形式的擬定 7
3.1 分型面的確定 7
3.1.1 分型面的形式 7
3.1.2 分型面的選擇原則 7
3.1.3 本設計分型面的選擇 7
3.2 型腔數(shù)目和模具結構形式的確定 8
3.2.1 型腔數(shù)目的確定 8
3.2.2 模具結構形式的確定 8
3.3 注射機型號的確定 8
3.3.1 注射量的計算 8
3.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 8
3.3.3 注射機的選擇 8
3.3.4 注射機相關參數(shù)校核 9
第四章 澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設計 11
4.1 澆注系統(tǒng)設計原則 11
4.2 主流道設計 11
4.2.1 主流道尺寸 12
4.2.2 主流道的凝料體積 12
4.2.3 主流道當量半徑 12
4.2.4 主流道澆口套的形式 12
4.3 分流道設計 13
4.3.1 分流道設計原則 13
4.3.2 分流道的布置形式 13
4.3.3 分流道相應參數(shù)的確定 14
4.3.4 校核剪切速率 14
4.4 澆口的設計 15
4.4.1 澆口形式及尺寸確定 15
4.4.2 側澆口剪切速率的校核 15
4.5 校核主流道的剪切速率 16
4.6 冷料穴的設計與計算 17
4.7 溫度調節(jié)系統(tǒng) 17
4.8 排氣系統(tǒng) 17
第五章 成型零件的結構設計及計算 18
5.1 成型零件的結構設計 18
5.1.1 型腔的結構設計 18
5.1.2 型芯的結構設計 18
5.2 成型零件材料的選用 18
5.3 成型零件工作尺寸的計算 18
5.3.1 型腔尺寸計算 18
5.3.2 側抽芯凸模尺寸計算 19
第六章 模架組合的選擇 21
6.1 決定模板尺寸的因素 21
6.2 模架的選擇 21
第七章 合模導向機構的設計 22
第八章 脫模推出機構的設計 24
8.1 推出方式的確定 24
8.2 推出位置、推桿數(shù)量和斷面形狀的設計 24
8.3 推桿復位裝置 24
第九章 側向分型與側抽芯機構的設計 25
9.1 抽芯距與抽芯力的計算 25
9.1.1 抽芯距的計算 25
9.1.2 抽芯力的計算 25
9.2 斜導柱的側向分型與側抽芯機構的設計要點 26
9.2.1 斜導柱的設計 26
9.2.2 滑塊的設計 28
9.2.3 楔緊塊的設計 29
第十章 模具總裝配圖的繪制 31
參考文獻 32
致 謝 33
附件：英語論文翻譯 34
摘 要
塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質量有很大意義。
本設計介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設計原則；詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程。彎管接頭具有兩個方向的側向抽芯。本設計分析了彎管接頭的成型工藝，確定了工藝方案，介紹了模具結構和主要模具零部件的設計，分析了本模具結構及產(chǎn)品質量上的可行性及可靠性。
關鍵詞：彎管接頭；注射模；成型工藝；側向抽芯
Abstract
Now The plastic industry is one of the quickest developing industry classes in the world, and the injection mould is one of the developing type. Therefore, there is great significance to study the injection mould to understand that the plastic of production process and improve the product quality.
The basic principle of injection molding, specially the operating principle and the structure of the single-parting-surface injection mould is introduced. The design of the runner system, temperature control system and the ejection is introduced in detail. The technology for forming the elbow joint is analyzed and a better technics is decided .The elbow joint has two side core-pulling in different directions. The structure of the mould and the designing of the main parts are introduced. The feasibility and reliability in mould structure are discussed to guarantee the quality of the product.
Keywords: elbow joint; injection mould; forming process; side core-pulling
II
第一章 緒論
1.1 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性
1.1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展
塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機化合物，簡稱高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強劑、固化劑、填料及其他配合劑。
塑料制件在工業(yè)中應用日趨普遍，這是由于它的一系列特殊的有點決定的。塑料密度小、質量輕，比強度高，絕緣性能好，介電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料的化學穩(wěn)定性高，對酸、堿和許多化學藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列，在國民經(jīng)濟中，塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為以下幾個階段：
1、 初創(chuàng)階段：30年代以前，科學家研制酚醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料，它們的工業(yè)化特征是采用間歇法、小批量生產(chǎn)。
2、 發(fā)展階段：30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn)，奠定了塑料工業(yè)的基礎，為其進一步發(fā)展開辟了道路。
3、 飛越階段：50年代中期到60年代末，塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加，成型技術更趨于完善。
4、 穩(wěn)定增長階段：70年代以來，通過共聚、交聯(lián)、共混、復合、增強、填充和發(fā)泡等方法來改進塑料性能，提高產(chǎn)品質量，擴大應用領域，生產(chǎn)技術更趨合理。塑料工業(yè)向著自動化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化，以及不拓寬功能性和塑料的新領域發(fā)展。
我國塑料工業(yè)發(fā)展較晚。50年代末，由于萬噸級聚氯乙烯裝置的投產(chǎn)和70年代中期引進石油化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了兩次的躍進，與此同時，塑料成型加工機械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展，各種加工工藝都已經(jīng)齊全。
塑料由于其不斷的被開發(fā)和應用，加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟與完善，極大地促進了成型模具的開發(fā)與制造。隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求的日益增加，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來越短，對塑料和產(chǎn)量和質量提出了越來越高的要求。
1.1.2 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。
模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱、模具質量的好壞，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益的提高。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基礎”，日本則稱“模具是促進社會繁榮富裕的勞動力”。
近年來，我國各行業(yè)對模具的發(fā)展都非常重視。1989年，國務院頒布了“當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定”，在重點支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機械技術改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務。
1.1.3 塑料成型技術的發(fā)展趨勢
一副好的塑料模具與模具的設計、模具材料及模具制造有很大的關系。塑料成型技術發(fā)展趨勢可以簡單地歸納為以下幾個方面：
1、 模具的標準化 為了是應大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標準化工作十分重要，目前我國標準化程度達到30%以上。注射模具零部件、模具技術條件和標準模架等有14個標準。當前的任務是重點研究開發(fā)熱流道標準元件和模具溫控標準裝置；精密標準模架、精密導向件系列；標準模板及模具標準件的先進技術和等向標準化模塊等；
2、 加強理論研究；
3、 塑料制件的精密化、微型化和超大型化；
4、 新材料、新技術、新工藝的研制、開發(fā)和應用。
各種新材料的研制和應用，模具加工技術的革新，CAD/CAM/CAE技術的應用都是模具設計制造的發(fā)展趨勢。
1.2 塑料模具的分類
不同的塑料成型方法采用原理和結構特點各不相同的成型模具，塑料模具的分類方法有很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分為一下幾類：
?注塑成型模具
又稱注射成型模具，主要用于熱塑性塑料制品的成型，但今年來也越來越多地用于熱固性塑料成型。注塑成型在塑料制件成型中占有很大比重，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約有半數(shù)以上為注塑模具。
?壓塑成型模具
壓塑成型模具簡稱壓模。壓塑成型模具多用于成型熱固性塑料的壓模，也有用來成型熱塑性塑料的熱擠冷壓模具。另外還有一類不加熱的冷壓成型模具，用于成型聚四氟乙烯坯件。
?傳遞成型模具
傳遞模具多用于熱固性塑料的成型。
?擠塑成型模具
擠塑成型模具包括擠出機頭和定型模兩部分。用于生產(chǎn)出具有所需斷面形狀的連續(xù)型材。
?中空制品吹塑成型模具
用擠塑的方法生產(chǎn)管坯的叫擠吹模具，用注塑方法生產(chǎn)管坯的叫注吹模具，注吹中，在吹脹前的瞬間先進行軸向拉伸的叫注拉吹模具，產(chǎn)品的性能和尺寸精度因上述方法不同而有很大差異。
?熱成型模具
熱成型模具又名真空或壓縮空氣成型模具，它是一單獨的陰?；蜿柲！４朔N成型方法，模具受力較小，強度要求不高，甚至可用非金屬材料制作，但為了取得較高的生產(chǎn)效率，模具的導熱性很重要，鋁合金模具得到了廣泛的應用。
除了上面所列舉的集中塑料模具外，尚有搪塑成型模具、反應注塑成型模具、泡沫塑料成型模具、玻璃纖維增強塑料低壓成型模具等。
第二章 塑件成型工藝分析
2.1 塑件分析
2.1.1 總體分析
該塑件如圖2-1所示，材料為ABS，流動性能為中等，溢料間隙為0.05mm，塑件最大壁厚為4mm，最小壁厚為1.5mm，未注圓角為R3mm，精度等級為SJ1372-78中4級精度，屬于中等精度塑件。經(jīng)分析，該塑件可用注塑成型，但模具設計時應考慮兩個方向的側抽芯問題。
圖2-1 彎管接頭
2.1.2 脫模斜度
ABS屬于非結晶型熱塑性塑料，其成型收縮率較低，一般介于0.4%～0.7%，結合該塑件的特點，不需要設計脫模斜度。
2.2 ABS性能分析
2.2.1 使用性能
ABS是樹脂的剛性與橡膠的彈性相結合的一種廣泛使用的工程材料，它不僅具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學性能，而且耐化學藥品性好、尺寸穩(wěn)定性好、表面光澤度高，且原料豐富。廣泛用于機械、電器零件、辦公用品、日用品等各個領域。
2.2.2 工藝性能
? ABS屬于無定型聚合物，無明顯熔點。ABS熔融溫度為217～237℃，分解溫度大于270℃。注射用的熔體指數(shù)范圍為0.5～15。
? ABS熔體粘度高，流動性較差，但是流動性比PVC，PC要好，熔體粘度比PE，PS，PA要大。熔體冷卻固化速度也較快。
? ABS熱穩(wěn)定性不太好，注射成型結束后應用機筒清洗劑清理料筒。由于丁二烯含有雙鍵，所以ABS耐氣性差，尤其是紫外線可引起ABS變色。
? ABS對溫度剪切速率都比較敏感，溫度提高、注射壓力提高之后，熔體表面粘度下降，流動性增加。
? ABS為極性大分子，有吸濕傾向。成型加工前務必進行干燥。樹脂水分控制在0.3%以下，一般用熱風干燥法除去水分。樹脂顆粒層厚度為10mm～30mm時，80℃～90℃干燥2～3小時。樹脂濕度大，制品又復雜則可于70℃～80℃干燥18～24小時才能取得良好效果。
? ABS成型收縮率較低，一般介于0.4%～0.7%之間。
2.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)
2.3.1 注射成型過程
? 成型前準備 成型前應檢驗ABS的色澤、粒度和均勻度等并進行干燥處理，用專用的清洗劑清洗料筒，在模具上涂脫模劑以幫助脫模。
由于ABS具有吸濕性，在注射成型之前要進行干燥。建議干燥條件：80~90℃下最少干燥2h，且材料溫度波動應保證小于0.1%。
? 注射過程 塑料原料在注射機料筒內經(jīng)過加熱塑化到粘流狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔，其注射過程可分為原料的塑化、填充、保壓、倒流、冷卻定型五個階段。
? 塑件的后處理 一般制品要求不太高時可不作熱處理。對于要求較高的制品在循環(huán)熱風下處理2～4小時，溫度70℃，然后緩慢冷卻到室溫。本產(chǎn)品由于要求不太高，可不進行熱處理。
2.3.2 注射工藝參數(shù)
? 注射機：采用螺桿式注射機，螺桿結構特征為單頭、全螺紋、等距、壓縮突變型，螺桿端部不帶止回環(huán)。螺桿長度比為18～20：1。噴嘴選用通用型延伸式，噴嘴孔直徑4～5mm或6～8mm。制品質量一般為最大注射量的50%～75%。
? 料筒溫度：后段150℃～170℃，中段165℃～180℃，前段180℃～220℃。
? 噴嘴溫度：220℃。
? 模具溫度：60℃～70℃。模具溫度對提高ABS制品表面質量、減小內應力有著重要的作用。但是提高模具溫度，制品收縮率增大，成型周期延長。
? 注射壓力：50～100MPa。
? 保壓壓力：60～70MPa。
? 注射速度和螺桿轉速：注射速度對ABS熔體流動性有一定的影響，但不太大。注射速度快，沖模速度快，摩擦熱提高，容易出現(xiàn)排氣不良，表面粗糙度不好，力學性能也教低。沖模速度慢，制品會產(chǎn)生熔接不良，制品表面出現(xiàn)波紋。一般情況下宜用高壓低速沖模。螺桿轉速通常小于70r/min，可在30～40r/min之間選擇。
? 成型周期：總周期40～120s，注射時間5～30s，保壓時間0～5s，冷卻時間20～60s。
第三章 模具結構形式的擬定
3.1 分型面的確定
3.1.1 分型面的形式
分開模具取出塑件的面，統(tǒng)稱為分型面。注射模有一個分型面和多個分型面的模具。分型面的位置有垂直于開模方向、平行于開模方向以及傾斜于開模方向幾種。分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方式、模具類型及排氣條件等有關，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。
3.1.2 分型面的選擇原則
分型面設計得是否得當，對制件質量、操作難易、模具結構復雜性有很大影響，主要應考慮一下幾點：
1) 符合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應設在脫模方向端面投影輪廓最大的部位；
2) 因為分型面處不可避免的會在塑件上留下溢料痕跡，或拼合不準確的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表或圓弧的轉角處；
3) 從制件的推出裝置設置方便考慮，分型時要盡可能地使制件留在動模邊；
4) 從保證制件相關部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一側；
5) 有側凹或側孔的制件，取分型面時應首先考慮將抽芯或分型距離長的一邊放在動、定模開模方向是上，而將短的一邊作為側向分型或抽芯；
6) 對有頂出機構的模具，采取動模邊側向分型抽芯，模具結構較簡單，能獲得的抽拔距離也比較長，故選分型面時應優(yōu)先考慮把制件的側凹或側孔放在動模；
7) 當分型面作為主要排氣面時，料流末端應在分型面上以利排氣；
8) 分型面應保證塑件的精度要求；
9) 分型面應力求簡單使用并易于加工；
10) 型面應考慮主分型面和側向分型面的協(xié)調。
3.1.3 本設計分型面的選擇
通過對塑件結構形式的分析，同時根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件最大截面處，以利于塑件的取出。
3.2 型腔數(shù)目和模具結構形式的確定
3.2.1 型腔數(shù)目的確定
由于該塑件存在兩個方向的側向抽芯，故不適用于一模多腔的結構形式。因此選用一模一腔結構。
3.2.2 模具結構形式的確定
由以上分析可知，本模具設計為一模一腔結構，根據(jù)塑件的結構特點，推出機構采用推桿推出。澆注系統(tǒng)設計時，澆口采用兩個側澆口且設在分型面上。因此，定模部分不需要單獨開設分型面取出凝料。由上述分析可確定選用單分型面橫向分型抽芯注射模具。
3.3 注射機型號的確定
3.3.1 注射量的計算
1) 塑件的體積估算
2) 塑件質量m的計算
ABS的密度為。
則質量。
3.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算
雖然設計之前難以確定澆注系統(tǒng)凝料的準確數(shù)值，單可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2～1倍來估算。由于本次采用流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)凝料按塑件體積的0.2 倍來估算，即。
3.3.3 注射機的選擇
注射機的最大注射容量
式中 ——注射機最大注射容量，cm3；
——成型塑件體積，cm3；
——澆注系統(tǒng)凝料體積，cm3；
0.8——最大注射容量的利用系數(shù)。
故取。查表得，選注射機型號為SZ-250-1250臥式注射機。其主要技術參數(shù)見表3-1：
表3-1 SZ-250-1250臥式注射機主要技術參數(shù)
理論注射量/cm3
270
移模行程/mm
360
螺桿直徑/mm
45
最大模具厚度/mm
550
注射壓力/MPa
160
最小模具厚度/mm
150
注射速率/g.s-1
110
鎖模形式
雙曲肘
塑化能力/ g.s-1
18.9
模具定位孔直徑/mm
螺桿轉速/r.min-1
10～200
噴嘴球半徑/mm
SR15
鎖模力/KN
1250
噴嘴口徑/mm
4
拉桿內間距/mm
415×415
—
—
3.3.4 注射機相關參數(shù)校核
? 注射壓力校核
由ABS相關性能參數(shù)可得，ABS所需注射壓力為50～100MPa，取，該注射機的公稱壓力，注射壓力安全系數(shù)，取，則：，所以所選注射機壓力合適。
? 鎖模力校核
1) 塑件在分型面上投影面積：。
2) 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積：
即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積。按照是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。由于本次設計流道簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當取小一點，取。
3) 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積：
。
4) 模具型腔內的脹型力：
式中是型腔的平均壓力值，通常取注射壓力的20%～40%。對于粘度較大的塑料制品應取大值，ABS屬于中等粘度的塑料，故取36MPa。
查表3-1，可得該注射機的公稱鎖模力，鎖模力的安全系數(shù)為，取，則
，所以該注射機鎖模力合適。
? 開模行程與推出機構的校核
開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大行程S。由于注射機的鎖模機構不同，開模行程可按以下兩種情況進行校核：一種是開模行程與模具厚度無關；二種是開模行程與模具厚度有關。我們這里選用的是開模行程與模具厚度無關，且是單分型面注射模具。
（1） 開模行程與模具厚度無關時
這種情況主要是指鎖模機構為液壓-肘桿式注射機，其模板行程是由連桿機構的最大沖程決定的，而與模具厚度是無關的。此情況有兩種類型：
a. 單分型面注射模，所需開模行程H為:
式中——塑件推出距離（也可以取凸模的高度）（mm）；
——包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度（mm）；
——注射機移動板最大行程 （mm）；
——所需要開模行程 （mm）。
而我們這里通過分析、計算、查閱相關資料可得出： H小于注射機的最大開模行程360mm，符合要求。
b. 對雙分型面注射模，所需開模行程為：
式中——中間板與定模的分開距離（mm）這里不作討論。
（2） 推出機構的校核
各種型號注射機的推出裝置和最大推出距離各不同，設計模具時，推出機構應與注射機相適應，具體可查資料。
第四章 澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設計
4.1 澆注系統(tǒng)設計原則
澆注系統(tǒng)設計是注射模設計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注射成型周期和塑件質量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響，設計時須遵循如下原則。
1) 重點考慮型腔布局 包括以下三點：
a. 盡可能采用平衡式布置，以便設置平衡式分流道。
b. 型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。
c. 型腔排列要盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸。
2) 熱量及壓力損失要減小 為此澆注系統(tǒng)流程應盡量短，截面尺寸應盡可能大，彎折盡量少，表面粗糙度要低。
3) 均衡進料 盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置。
4) 塑料耗量要少 在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。
5) 消除冷料 澆注系統(tǒng)應能收集溫度較低的“冷料”，防止其進入型腔，影響塑件質量。
6) 排氣良好 澆注系統(tǒng)應能順利地引導塑料熔體充滿型腔各個角落，使型腔的氣體能順利排出。
7) 防止塑件出現(xiàn)缺陷 避免熔體出現(xiàn)填充不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。
8) 塑件外觀質量 根據(jù)塑件大小、形狀及技術要求，做到去除修整澆口方便，澆口痕跡無損塑件的美觀和使用。
9) 生產(chǎn)效率 盡可能使塑件不進行或少進行后加工，成型周期短，效率高。
10) 塑料熔體流動特性 大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，應予以充分利用。
4.2 主流道設計
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。
4.2.1 主流道尺寸
1） 主流道長度
小型模具，本次設計中初取50mm進行設計。
2） 主流道小端直徑
。
3） 主流道大端直徑
，式中。
4） 主流道球面半徑
5） 球面的配合高度
取。
4.2.2 主流道的凝料體積
4.2.3 主流道當量半徑
4.2.4 主流道澆口套的形式
主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損，對材料要求較嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口與定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，如圖4-1所示。
圖4-1 澆口套
4.3 分流道設計
4.3.1 分流道設計原則
1) 塑料流經(jīng)分流道時的壓力損失及溫度隨時要??；
2) 分流道的固化時間應稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓；
3) 保證塑料迅速而均勻地進入各型腔；
4) 在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的長度應盡可能短，截面積應盡量小，其容積要?。?
5) 要便于加工和刀具選擇且布置時應留出冷卻水的空間。
6) 分流道和型腔的分布原則是排列緊湊，間距合理，應采用軸對稱，使其平衡，盡量縮小成型區(qū)域的總面積等等。
4.3.2 分流道的布置形式
根據(jù)上面的設計原則，考慮盡量減小在分流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，再結合塑件的結構特點，采用一模一腔雙澆口形式。
4.3.3 分流道相應參數(shù)的確定
1) 分流道的長度
由于流道設計簡單，根據(jù)型腔的結構設計，分流道較短，故設計時分流道設計應適當選小一些。分流道長度取。
2) 分流道的界面形狀及尺寸
常用的分流道的界面形狀有圓形、梯形、U形和六角形等。流道的截面積越大，壓力的損失越小；流道的表面積越小，熱量的損失越少。分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關。該塑件的體積不大，形狀不算復雜，且壁厚均勻，縮短分流道長度，有利于塑件的成型和外觀質量的保證。本設計中從便于加工的方面考慮，采用界面形狀為半圓形的分流道。查有關手冊得，R=3.5mm。如圖4-2所示。
圖4-2 分流道界面形狀
3) 凝料體積計算
分流道截面積
凝料體積
4) 分流道的表面粗糙度和脫模斜度
為了使分流道對塑料流動阻力較小，表面粗糙度要求較高，一般分流道表面粗糙度Ra值取。另外，此處由于使用的是半圓形截面的分流道，不需要另外設置脫模斜度。
4.3.4 校核剪切速率
（1） 確定注射時間： 注射時間，查表可取。
（2） 計算分流道體積流量：
分流道體積流量
（3） 剪切速率：
剪切速率
該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率之間，所以分流道內熔體的剪切速率合格。
4.4 澆口的設計
該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用一模一腔注射，為便于調整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側澆口。開設在分型面上，從型腔的邊緣進料。其澆口優(yōu)點是：便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易休整，適于各種塑料品種，其最大的特點是可以分別調整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。
4.4.1 澆口形式及尺寸確定
采用矩形側澆口，查《新編塑料模具設計手冊》表3-44得，塑件壁厚為4mm（介于3.2～6.4mm之間），其澆口尺寸深度,寬度。這里由于塑件形狀較簡單，可選取較小值，以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理，。
4.4.2 側澆口剪切速率的校核
? 計算澆口的當量直徑
有面積相等可得,由此可得矩形澆口的當量半徑，代入數(shù)據(jù)得：
? 校核澆口的剪切速率
i. 確定注射時間：
注射時間由以上可知，取。
ii. 計算澆口的體積流量：
澆口的體積流量。
iii. 計算澆口的剪切速率：
該矩形澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以澆口的剪切速率校核是合格的。
4.5 校核主流道的剪切速率
上面分別求出了塑件的體積、主流道體積、分流道體積（澆口的體積太小可以忽略不計）以及主流道的當量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。
? 計算主流道的體積流量
? 計算主流道的剪切速率
主流道內熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率～之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。
根據(jù)以上的計算設計出的澆注系統(tǒng)圖示如圖4-3所示：
圖4-3 澆注系統(tǒng)示意圖
4.6 冷料穴的設計與計算
冷料穴位于主流道正對面的動模板上及分流道末端，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入熔體型腔而影響制品的表面質量。本設計設有主流道冷料穴和分流道冷料穴。由于，該塑件表面不要求沒有印痕，故可采用頂桿推出塑件，因此采用冷料穴底部帶Z形頭拉料桿的冷料穴。開模時，利用凝料和Z形頭拉料桿的作用力使凝料從主流道襯套中脫出。
4.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)
注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定形、生產(chǎn)效率以及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響，因此應設置冷卻系統(tǒng)。由于此塑件為中型（41.79g）、厚壁（1.5mm）塑件，且成形工藝對模溫要求較高，采用人工冷卻，冷卻系統(tǒng)設計如圖4-4所示。
圖4-4 冷卻系統(tǒng)
4.8 排氣系統(tǒng)
當塑料熔體進入型腔時，如果型腔內原有氣體、蒸汽等不能順利排出，將在制件上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前沿無聊溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質量（特別是在高速注射時）。因此設計型腔時必須充分地考慮排氣問題。
由于此模具屬于中小型模具，且模具結構不是很復雜，可利用模具分型面和模具零件間的配合間隙自然的排氣，間隙通常為0.02～0.03mm，不必設排氣槽。
第五章 成型零件的結構設計及計算
5.1 成型零件的結構設計
5.1.1 型腔的結構設計
型腔是成型制品的外表面的成型零件。按型腔結構的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲嵌式四種形式。由分型面的選擇，并根據(jù)對塑件的結構分析本設計采用整體式凹模，在動、定模部分均為型腔。
5.1.2 型芯的結構設計
型芯是成型塑件內表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。由分型面的選擇，并通過對塑件的結構分析可知，型芯位于側向抽芯結構中，具體結構設計見側向抽芯結構設計。
5.2 成型零件材料的選用
根據(jù)對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件需具有足夠的耐磨性和良好的抗熱疲勞性能和耐蝕性，良好的尺寸穩(wěn)定性及良好的導熱性，又因為該塑件為大批量生成，所以型腔材料選用40Cr。對于大型芯而言由于開模時與塑件磨損較嚴重，因此鋼材選用高合金工具鋼Cr12MoV。
5.3 成型零件工作尺寸的計算
采用平均尺寸法計算成型零件尺寸，由技術要求可知，塑件的尺寸公差按照SJ1372-78中4級精度。因ABS收縮率為0.4%～0.7%，故其平均收縮率。
5.3.1 型腔尺寸計算
徑向尺寸：
長度尺寸：
高度尺寸：
。
式中，是塑件的平均收縮率；是磨損系數(shù)，查表可得磨損系數(shù)一般在0.5-0.8之間，此處??；分別是塑件上相應尺寸的公差（按SJ1372-78中4級精度查表得出）；是模具上相應的尺寸制造公差，對于中小型模具，取。定模凹模（即定模板）如圖5-1所示。
圖5-1 定模凹模
5.3.2 側抽芯凸模尺寸計算
徑向尺寸：
高度尺寸：
長度尺寸：
式中，是塑件的平均收縮率；是磨損系數(shù)，查表可得磨損系數(shù)一般在0.5～0.8之間，此處??；分別是塑件上相應尺寸的公差（按SJ1372-78中4級精度查表得出）；是模具上相應的尺寸制造公差，對于中小型模具，取。側抽芯凸模如圖5-2所示。
圖5-2 側抽芯凸模
第六章 模架組合的選擇
6.1 決定模板尺寸的因素
模板尺寸的確定應根據(jù)以下的因素：
?根據(jù)型腔的大小和布置方案，畫出型腔的視圖；
?根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設計，將冷卻管道加畫在型腔的周圍；
?根據(jù)所選模架的類型，將導柱導套布置在合適的位置上；
?最后還要考慮側抽芯機構對模架有無加大的需要，即可確定模板的尺寸——長（L）和寬（B）；
當模板的大小確定后，即可在注射模標準模架上選用一個合適的模架。
6.2 模架的選擇
根據(jù)對模具初步結構的分析，擬選定A1型模架，即定、動模均采用兩塊模板，設置推桿推出機構。該類型模架適用于具有側向分型抽芯注射模。
由于考慮到該塑件的形狀特點，我們在本設計中不采用標準模架，根據(jù)實際情況來選用模座、定模板、動模板等，并進行適當加工。定模座如圖6-1所示。
圖6-1 定模座
第七章 合模導向機構的設計
為了保證注射模的準確開模和合模，注射模具必須設置導向機構。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，最常見的導向定位機構是在模具型腔四周設2～4對互相配合的導向導柱和導向孔。
導向機構的作用有以下三個：
a) 定位作用 模具合模時，導向機構可以保證動模和定模的位置正確，以便使型腔的形狀和尺寸精確；另外，導向機構在模具的裝配過程中也起定位作用，方便模具的裝配和調整。
b) 導向作用 合模時，模具的導向零件首先接觸，引導動、定模準確合模，避免由于某種原因，使得型芯或型腔錯誤接觸而造成的損失。
c) 承受一定的側向壓力 塑料熔體是以一定的注射壓力注入型腔的，型腔的各個方向都承受壓力，如果塑件是非對稱結構或模具設計成非平衡進料形式，就會產(chǎn)生單邊的側向壓力，設置導向機構可以承受一定的側向壓力。
本設計中由于為大批量生產(chǎn)，在對角處設置2對導柱導向機構，并采用導套與導柱配合，導向的精度搞，壽命長。
選用的導柱導套分別如圖7-1和圖7-2所示。
圖7-1 導柱
圖7-2 導套
第八章 脫模推出機構的設計
8.1 推出方式的確定
本塑件由于動模、定模均為型腔的形式，型芯則布置在側向抽芯機構中，故只宜采用推桿脫模機構，由推桿、拉料桿和推桿固定板、推板及連接螺釘?shù)葮嫵?，當開模到一定距離時，注射機推出裝置推動推板并帶動所有推桿和拉料桿一道前進，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模腔。
8.2 推出位置、推桿數(shù)量和斷面形狀的設計
推桿的推出位置應設在脫模阻力大的地方。本塑件開模后留在動模型腔中，且型腔每部分成半圓柱狀，各處脫模阻力均較小。同時為了保證塑件質量，應多設推桿，以減小各個推桿作用在塑件上的應力，減少變形、開裂、應力發(fā)白等現(xiàn)象?？紤]塑件的形狀和受力，本設計中采用三根圓形端面的推桿，拉料桿亦當作推桿使用，使受力平衡。
8.3 推桿復位裝置
為了防止合模時側抽芯型芯和推桿相互干擾，在模具設計時應考慮設計在模具閉合前先將推桿復位，在本設計中采用彈簧復位。彈簧復位是一種簡單復位方法，它具有先行復位功能，數(shù)根彈簧裝在動模墊板和推板之間。推出塑件時彈簧被壓縮，當注射機的頂桿后退，彈簧即將推板推回。
第九章 側向分型與側抽芯機構的設計
當注射成型的塑件與開合模方向不同的內側或外側有孔、凹穴或凸臺時，模具上成型該處的零件必須制成可側向移動的，一邊在塑件脫模推出之前，先將側向成型零件抽出，然后再把塑件從模內推出，否則就無法脫模。帶懂側向成型零件做側向分型抽芯和復位的整個機構稱為側向分型與抽芯機構。
本設計中采用斜導柱的側向分型與側抽芯機構，這是利用注射機的開模力作為動力和開模形成，通過斜導柱等零件，在塑件脫模之前，將模具的可側向移動的成型零件從塑件中抽出。
9.1 抽芯距與抽芯力的計算
9.1.1 抽芯距的計算
側向型芯從成型位置到不妨礙塑件脫模推出位置所移動的距離成為抽芯距，用s來表示。抽芯距s應比塑件的側孔、側向凹槽或側向凸臺的高度大2～3mm。本設計中很容易得出。
9.1.2 抽芯力的計算
抽芯力的計算同脫模力的計算是相同的。對于側抽芯的抽芯力常采用如下脫模力的簡單估算公式來進行估算：
式中——制品對型芯包緊的脫模阻力（N）；
——使封閉殼體脫模需克服的真空吸力（N），用表示型芯的橫截面面積（mm2）
。
對厚壁筒形制品：
式中——塑料的拉伸彈性模量（MPa）；
——塑料的平均成型收縮率；
——塑料的泊松比；
——型芯的脫模斜度；
——型芯脫模方向高度（mm）；
——脫模斜度修正系數(shù)，；
——制品與鋼材表面制件的靜摩擦因數(shù)；
——厚壁制品的計算系數(shù)，；
——比例系數(shù)，；
——型芯的平均半徑（mm）；
——制品壁厚（mm）。
故。
9.2 斜導柱的側向分型與側抽芯機構的設計要點
斜導柱的側向分型與側抽芯機構有三大要素：一是側滑塊的平穩(wěn)倒滑；二是注射時側型芯（即滑塊）的牢固鎖緊；三是側抽芯結束時的可靠定位。
9.2.1 斜導柱的設計
? 斜導柱的結構
斜導柱的結構形狀見圖9-1。
圖9-1 斜導柱的結構
? 斜導柱傾斜角的確定
斜導柱傾斜角的大小，既關系到開模所需的力、斜導柱所受的彎曲力和能提供的抽芯力，又關系到斜導柱的有效長度、抽芯距及楷模形成。我們從側抽芯時的開模力和開模距兩個方面來確定斜導柱的傾斜角。
斜導柱的傾斜角越大，斜導柱的長L、開模距H越小，越有利于減小模具的尺寸，而斜導柱所受的彎曲力和開模力則越大，影響了斜導柱和模具的剛度和強度；而越小，斜導柱和模具的受力越小，但要在獲得相同的抽芯距的情況下，斜導柱的長度L和開模距H越大，使模具的尺寸變大，因此斜導柱的傾斜角要兼顧到開模力和開模距這兩方面，理論推導，取比較理想，一般在設計中取。在本設計中取。
? 斜導柱的直徑
根據(jù)《實用模具技術手冊》表15-43可查出，該設計中的抽芯力和斜導柱的傾斜角對應的最大的彎曲力。然后再根據(jù)（側型芯滑塊所受的脫模力作用線與斜導柱中心線的交點到斜導柱固定板的距離）在《實用模具技術手冊》表15-44中可得斜導柱的直徑。在該設計中即為定模型腔板厚度，即，從而查得，查表得。
? 斜導柱的長度計算
按照圖9-2可計算出斜導柱的長度：
斜導柱的有效長度：。
斜導柱總的長度：
斜導柱安裝固定部分的長度：
圖9-2 斜導柱的長度
9.2.2 滑塊的設計
在側滑塊（簡稱為滑塊）上安裝側型芯或側向成型塊，因此，為了保證成型工藝的可靠和塑件的尺寸的準確，側滑塊的導滑不但要靈活，而且要準確。
? 滑塊的形式
滑塊可以氛圍整體式和組合式兩種。為了節(jié)約模具材料，且加工容易，在本設計中我們采用組合式結構?；瑝K和側型芯的連接方式采用壓板和螺釘固定。如圖9-3所示。
圖9-3 側型芯與滑塊的連接形式
? 滑塊的導滑形式
滑塊在抽芯和復位過程中，需要沿一定的方向平滑地往復移動，不應發(fā)生卡滯和跳動等現(xiàn)象，實現(xiàn)這種運動的關鍵是由于滑塊在導滑槽內的運動。導滑槽多為T形槽或燕尾槽，考慮燕尾槽加工困難，本設計中采用T形槽。其導滑形式如圖9-4所示。
圖9-4 滑塊的導滑形式
? 滑塊的定位裝置
為了保證斜導柱在合模時可靠地進入滑塊的斜孔，滑塊在抽芯后的終止位置必須定位。滑塊的定位裝置有幾種，在本設計中通過依靠壓簧的恢復，將鋼球在滑塊的抽芯過程中插入滑塊的預先設計的定位穴中，來將滑塊定位在限位擋塊處，如圖9-5所示。
圖9-5滑塊的定位裝置
9.2.3 楔緊塊的設計
? 楔緊塊的形式
為了防止活動型芯和滑塊在成型過程中受力而移動，或斜導柱的過分受力，模具應設置楔緊塊，以便在合模時將滑塊壓緊。在本設計中，我們采用圓柱形臺階固定方式，用銷釘定位，螺釘固定楔緊塊的結構，此結構簡單，加工方便，應用廣泛，但所承受的側向力較小，其結構形式如圖9-6所示。
圖9-6 楔緊塊的結構形式
? 楔緊塊的楔緊角的選擇
當斜導柱帶動滑塊作抽芯移動時，楔緊塊的楔緊角必須大于斜導柱的斜角，只有這樣，當模具開模時，楔緊塊才會先離開滑塊，以便滑塊進行側向抽芯的動作。當滑塊移動方向與合模方向垂直時，取。
? 推桿先復位設計
對于斜導柱在定模、滑塊在動模（如本設計中）的側抽芯注射模中，在一定條件下，合模時因滑塊先于推桿復位而發(fā)生干涉現(xiàn)象，造成活動型芯與推桿的碰撞。發(fā)生干涉的條件是側向型芯與推桿在垂直于開模方向平面上的投影發(fā)生重合，并且，推桿的推出距離高于側型芯的最低面，就有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，這時模具就要設計推桿先復位機構。本設計中采用彈簧導銷先復位機構，在合模時，在彈簧回復力作用下，推桿和拉料桿同時迅速復位。
第十章 模具總裝配圖的繪制
各步驟進行具體設計后，就可以開始繪制總裝配圖及相關零件圖了。由于此次設計的模具較為復雜，為了能對模具各零件間的相互裝配關系進行全面而具體的表達，故裝配圖的繪制采用了主視圖、俯視圖來共同表達，見圖10-1所示。繪制完裝配圖后，再依次繪制出各模具零件圖。對于各模具零件，注意標明相關技術要求，例如熱處理、倒角、粗糙度、相關公差配合等。
圖中各零件代號和名稱為：1.推板 2.推桿固定板 3.推桿 4.動模座板 5.彈簧 6.動模板 7.導套 8.定模版 9.導柱 10、12、17、19、21內六角螺釘 11.定模座板 13.澆口套 14.右斜導柱 15.楔緊塊 16.導滑槽塊 18.右滑塊 20.拉料桿 22.左斜導柱 23.左滑塊
圖10-1 模具總裝配圖
工作原理：開模時，工件在拉料桿20和側向抽芯型芯（即左、右滑塊）25、18的作用下留在動模部分，在抽芯之前楔緊塊15松開對滑塊25、18的楔緊作用，在繼續(xù)開模的過程中，在側抽芯機構（由斜導柱14，楔緊塊15，滑塊25、18，導滑槽塊16組成）的作用下，完成側向抽芯工作。然后由頂桿3和拉料桿20共同將塑件頂出。合模時，頂桿3和拉料桿20在彈簧5的作用下，先回復原位，使合模時滑塊25、18不與頂桿3及拉料桿20相互干涉。
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致 謝
此次畢業(yè)設計得以完成，首先要感謝導師林啟權教授的精心指導和諄諄教誨。從設計的選題、設計過程、論文的寫作、修改到校對，無不凝聚著林老師的心血和汗水。林老師活躍的學術思想、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、深刻敏銳的學術洞察力、忘我的工作熱情、以及寬容儒雅的為人風范無不令我敬佩，并且使我終身受益。設計過程中，林老師給了我充分的信任和極大的鼓勵與支持，這對完成本設計也十分重要。在此，謹向指導老師致以深深的敬意與衷心的感謝，感謝林老師所給予的悉心指導、無私幫助、不倦教誨和嚴格要求！
感謝湘潭大學提供給我這次可貴的科研機會，感謝林啟權老師在我大學期間給予的無私幫助！還要感謝謝桂蘭老師及各任課老師的悉心指導和無私幫助！
此外，還要感謝我的好友及同學在大學期間給我的支持和鼓勵，使我度過了一個充實而又有意義的大學，克服無數(shù)學習和生活中的困難。我還要感謝我的家人，他們在精神上鼓勵我，在經(jīng)濟上支持我，在生活上關心我。他們?yōu)槲腋冻龅男量?，讓我無以報答！
通過本次畢業(yè)設計，我對所學專業(yè)更加了解，對專業(yè)基礎和專業(yè)知識更加熟悉，加深了我對塑料模具的概念，清楚了塑料模具設計時所需要注意的各個方面的問題和細節(jié)，為我以后的深造奠定了基礎。
在這里再次向所有給予我無私幫助的領導、老師、同學和親友表示深深的感謝！
最后，由于時間和精力有限，在設計中仍存在著一些不足之處，懇請各位老師批評與指正。
附件：英語論文翻譯
關于注射成型工藝參數(shù)對超薄壁塑件成型過程影響的研究
宋滿倉，劉柱，王敏杰，趙丹陽
中國，大連116023，大連理工大學，“精密與特種加工”教育部重點實驗室
摘要： 薄壁注射成型具有很多明顯的優(yōu)勢例如節(jié)省材料，降低產(chǎn)品成本、重量和外觀尺寸等等，還能加快電子產(chǎn)品的快速發(fā)展（例如手機）。特別是超薄壁塑件在微機電系統(tǒng)中有很大的應用潛力。然而由于零件的厚度的減小以及在超薄壁塑件的成型特性方面缺乏系統(tǒng)的研究，注射成型過程變得更加困難和復雜。本文中設計和制造了一副成型超薄壁塑件的注塑模，并通過正交實驗法（Taguchi法）和數(shù)字模擬，對不同的工藝參數(shù)（注射速度，注射壓力，熔融溫度，計量大小和零件厚度）對超薄壁塑件的成型過程的影響進行了討論。結果表明，零件厚度是成型的決定性參數(shù)，計量大小和注射速度是成型過程中的主要因素，加快注射速度能大大增加填充率。熔融溫度和注射壓力是次要因素，但是較高的熔融溫度和注射壓力在成型過程中也是必要的。
2006年埃爾塞維爾BV公司。版權所有。
關鍵詞：注射成型；超薄壁塑件；正交實驗法（Taguchi法）；數(shù)字模擬
1、注射成型
作為微機電系統(tǒng)的一種輔助工藝，微型成型技術由于其優(yōu)勢（如成本低，周期短，工藝簡單和質量更好）而越來越被人們所重視。Yu等人[1]研究了微小尺寸薄板的注射成型，Yao and Kim[2]分析了聚碳酸酯管的填充過程（該管厚0.76mm，長101.6mm），Zhao等人[3]和Shen等人[4]調查研究了工藝參數(shù)對微型成型過程和零件質量的影響，然而對超薄壁注射成型的研究卻很少有報道。
超薄壁塑件是一種特殊的微型塑件。超薄壁塑件一般被定義為標稱壁厚小于等于1mm，表面積至少為50mm2流動長度/厚度比大于100或150。超薄壁塑件的成型難點主要是在填充過程中凝固層的厚度和塑件壁厚的比值會隨著塑件壁厚的減小而大幅度增加。當凝固層厚度和塑件厚度相差無幾時，情況會更糟。因此，在傳統(tǒng)的注射成型工藝條件下很難將超薄壁塑件的型腔充滿。由于在超薄壁注射成型中有比傳統(tǒng)注射成型更加復雜的影響因素，要正確的選擇工藝參數(shù)是很難的。
在本研究項目中，設計和制造了一副能夠成型一種超薄壁塑件的注射模具。在實驗過程中用到了正交實驗法（Taguchi法）[5]，而在填充分析中用到了數(shù)字模擬軟件Moldflow。本研究目的在于找出在超薄壁注射成型中的最大影響因素，以便減少試模次數(shù)，提高產(chǎn)品質量，還能作為對超薄壁塑件成型缺陷（如曲翹，熔接縫等）的進一步研究的參考。
2、實驗設備和方法
2.1 實驗設備和模具
本實驗中使用的注射機為BOY 12A。其最小注射體積為0.1cm3，最大注射壓力為180MPa，最大注射速率為240mm/s。
根據(jù)傳統(tǒng)的研究方法[6]，填充模型如圖1所示，一個是圓形薄壁零件另外一個是矩形薄壁零件。這兩個薄壁零件壁厚均為0.2mm（或者0.1mm），兩者體積基本相等。本實驗所用材料為聚丙烯PP。
圖1. 實驗模具的型腔和分流道
2.2、實驗方法
在這個項目中，通過注射成型實驗來研究不同工藝參數(shù)在超薄壁注射成型過程中的影響。正交實驗法（Taguchi法）用來安排實驗。通過正交實驗法的使用，我們能夠科學的分析實驗結果，也能得到主要因素和次要因素之間的關系，目標值和每個因素和進一步研究方向之間的關系。
能