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1、塑料注塑模设计说明书课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书题目：题目：塑料注射模设计塑料注射模设计学院（系）学院（系）：机械工程学院机械工程学院年级专业：年级专业：级模具级模具班班学生姓名：学生姓名：任务分工：任务分工：A0 A0 图图 三维建模三维建模指导教师：指导教师：/28/28塑料注塑模设计说明书目 录1 塑件分析.41.1 尺寸分析.41.1.1 外形尺寸.41.1.2 塑件圆角.41.1.3 脱模斜度.41.1.4 尺寸精度.51.2 成型性能分析.51.3 材料的成型工艺参数.52 拟定模具的结构形式.62.1 分型面位置的确定.62.2 型腔数量的确定.72.3 型腔排列形式
2、的确定.73 注射机型号的确定和注射机相关参数的校核.73.1 注射机型号的确定.73.1.1 注射量的计算.错误错误!未指定书签。未指定书签。3.1.2浇注系统凝料体积的初步估算.83.1.3选择注射机.83.2 注射机的相关参数的校核.93.2.1 注射压力校核.93.2.2 锁模力校核.94 浇注系统设计.104.1 主流道设计.104.2 分流道的设计.114.2.1 凝料体积.124.2.2 校核剪切速率.124.2.3 分流道的表面粗糙度和脱模斜度.134.3 浇口的设计.134.3.1浇口形式的选择.144.4 冷料穴的设计.155 成型零件的结构设计及计算.155.1 成型零件
3、的结构设计.155.2 成型零件钢材选用.165.2.1 塑料模刚材的性能要求：.165.2.2凹模的技术要求：.16/28/28塑料注塑模设计说明书5.2.3 型芯的技术要求：.165.3 成型零件工作尺寸的计算.165.3.1 型腔径向尺寸.175.3.2 型腔深度尺寸.175.3.3 型芯径向尺寸.185.3.4 型芯高度尺寸.195.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算.195.4.1 凹模侧壁厚度的计算.195.4.2 动模板厚度的计算.196 模架的确定.196.1 各模板尺寸的确定.206.2 模架各尺寸的校核.217 排气槽的设计.218 脱模推出机构的设计.228.1 推出方
4、式的确定.228.2 脱模力的计算.229 加热系统的设计.2310 冷却系统的设计.2310.1 冷却介质.2310.2 冷却系统的简单计算.2310.3 凹模型腔与型芯冷却水道的设置.2511 导向与定位机构的设计.2512 总装图.2613 参考文献/28/28塑料注塑模设计说明书前言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之
5、为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989 年 3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次课程设计的主要任务是注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量。
6、针对塑件的具体结构，通过此次设计，使我对单分型面侧浇口模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。摘摘 要：要：注射模进行了实体及工艺分析，并按照其要求选定材料，分析材料的特性及工艺参数。选择了注射机的类型并对其进行了校核。对成型零部件进行了结构设计和工作尺寸以及动模垫板厚度的计算。最后，完成了模具装配图和三维立体图。/28/28塑料注塑模设计说明书1 1塑件分析塑件分析
7、1.11.1尺寸分析尺寸分析1.1.11.1.1 外形尺寸外形尺寸塑件的壁厚应使各部分均匀，避免太薄，否则会应引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡，凹陷等成型问题。塑件壁厚一般在 16 之间。而最常用的数值是 23。大型塑件的壁厚也有比 6 更大的，这都随塑料类型及塑件的大小而定。壁厚还与流程有密切相关。本塑件的壁厚均匀，为 2。又由于塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型。如图所示。材料：1.1.21.1.2 塑件圆角塑件圆角在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机
8、械加工及提高模具强度，也是有利的。本塑件中未注圆角为 R12。1.1.31.1.3 脱模斜度脱模斜度为保证塑件很好的脱模，塑件应有一定的脱模斜度，最小脱模斜度与/28/28塑料注塑模设计说明书塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。材料质脆、硬的，脱模斜度要求大。本塑件内表面外表面都有脱模斜度,参考表 2-10 选择该塑件型芯和凸模的统一脱模斜度为 1。1.1.41.1.4 尺寸精度尺寸精度依据材料类型查表 2-3，得出塑件各尺寸为 3。1.21.2 成型性能分析成型性能分析该塑件所用材料为聚碳酸酯（）1无定型塑料，热稳定性好，成形温度范围宽，超过 330C 才呈现严重分解，分解时产生无毒
9、.无腐蚀性气体。2吸湿性小，但水敏性强，含水量不得超过 0.2%，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象。3流动性差，溢边值为 0.06 左右，流动性对温度变化敏感，冷却速度快。4成形收缩率小，如成形条件适当，塑件尺寸可控制在一定公差范围内，塑件精度高。5可能发生应力开裂，易产生应力集中，应严格控制成形条件，而喷嘴应加热，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴。6粘度高，但对剪切作用敏感。浇注系统宜设冷料穴。进料口附近有残余应力，必要时可采用调节时进料口，模温一般取 70120C 为宜，应注意顶出均匀，模具应用耐磨钢，并淬火。7料筒温度对控制塑料质量是一个重要因素，料温低时会造成缺料，表面
10、无光泽，温度高时易溢边，出现银丝暗条，塑件变色有泡。注射压力宜高不宜低。8模温对塑件质量影响很大，薄壁塑件宜取 80100C，厚壁塑件宜取80120C；模温低则收缩率.伸长率.冲击韧性打，抗弯.抗压.抗拉强度低。模温超过 120C 则塑件冷却变慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长。9成性收缩率为 0.6%。1.31.3 材料的成型工艺参数材料的成型工艺参数工艺参数干燥规格工艺参数规格温度（）:110-120注射时间1-5成型时间(s)时间（h）:24高压时间20-90/28/28塑料注塑模设计说明书后段210-240料筒温度（）中段230-280前段240-285喷嘴温度()模具温度()注射压
11、力()注射机类型240-25070-11070-130螺杆式冷却时间总周期螺杆转速()20-9050-13025-40方法红外线灯 烘箱后处理温度()70时间(h)1喷嘴结构直通式2 2拟定模具的结构形式拟定模具的结构形式2.12.1 分型面位置的确定分型面位置的确定塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑
12、件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、
13、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端面截面积最大且有利于开模取出塑料的底平面上，如图所示。/28/28塑料注塑模设计说明书2.22.2 型腔数量的确定型腔数量的确定该塑件可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等费用，初步定为一模两腔的结构形式。2.32.3 型腔排列形式的确定型腔排列形式的确定多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧，以方便浇口排列和模具的平衡。3 3注射机型号的确定和注射机相关参数的校核注
14、射机型号的确定和注射机相关参数的校核3.13.1 注射机型号的确定注射机型号的确定3.1.13.1.1 注射量的计算注射量的计算/28/28塑料注塑模设计说明书塑件体积：V塑塑件质量：m塑 15.92cm3V塑 15.921.2g 19.104g式中，取 1.23。3.1.23.1.2浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 0.21 倍来估算。由于本次采取流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 0.5 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和 2 个塑件体积之和）为V总V
15、塑1 0.5 2 15.921.5 2cm3 47.76cm33.1.33.1.3选择注射机选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V塑 47.76cm3，则有V 47.76/0.7 68.23 cm。根据以上的计算，初步选定公称注射量为104cm，注射机型号为 125，其主要技术参数见下表：理论注射容/cm螺杆柱塞直径注射压力注射行程注射时间-1螺杆转/r min333104301501601.810-104900模板最大行程最大模板厚度最小模板厚度合模形式定位圈尺寸喷嘴球半径喷嘴孔半径300300200液压机械100124锁模力/28/28塑料注塑模设计说明书3.23.2注
16、射机的相关参数的校核注射机的相关参数的校核3.2.13.2.1 注射压力校核注射压力校核查表可知，所需注射压力为 70130，这里取公称注射压力则：p公=150MPap0=100MPa，该注射机的k1=1.3，注射压力安全系数k1=1.251.4，这里取，k1p0=1.3100=130p公，所以，注射机注射压力合格。3.2.23.2.2 锁模力校核锁模力校核2塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑 2640.74mm浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇的数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的 0.20.5 倍。
17、由于本例流道设计简单，分流道相对较长，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取A浇 0.5*A塑。塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则A总 nA塑A浇 2 1.5 2641mm2 7922mm2模具型腔内的胀型力F胀，则F胀A总p模 7922 30N 237.66KN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p模应取 30。/28/28常取注射压力的 2040%，大致范围为 2540。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。塑料注塑模设计说明书查表可得该注射机的公称锁模力F锁 900KN，锁模力安全系数k21.11.2这里取k21.2,则:k2F胀 1.2F胀
18、 1.2 237.66 285.20KN 900KN所以，注射机锁模力合格,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。4 4浇注系统设计浇注系统设计4.14.1 主流道设计主流道设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。（1）主流道尺寸由上述可知：喷嘴球半径=12，喷嘴孔直径=4主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为26 度，现取锥角=4 度,流道表面粗糙
19、度0.8m。主流道长度：小型模具L 应尽量小于 60，本设计中初取35 进行设计。主流道小端直径：注射机喷嘴尺寸+(0.51)4+1=5d主流道大端直径：d 2L主tan/2 8.35mm主流道球面半径:0=注射剂喷嘴球头半径+(12)（12+2）14球面的配合高度为 35，现取为 3（2）主流道的凝料体积：/28/28塑料注塑模设计说明书V主33.14 35（4.25 4.25 2.5 2.5 4.25 2.5）3 1.69cm322L主（R主 r主R主r主）（3）主流道当量半径：Rn(2.5 5)/2 3.335mm（4）主流道浇口套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对
20、材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道浇口套形式，浇口套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度5055。浇口套与模板间配合采用 H76 的过渡配合，与定位圈采用 H99 间隙配合。常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种，现选取整体式，具体结构如下图所示。图 3 主流道浇口套4.24.2 分流道的设计分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关.该塑件的体积比较大但形状并不复杂,且壁厚均匀,缩短分流道的长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证./28/28塑料注塑模设计说明书从便于加工的方面考虑,采用截面形状为
21、 U 形的分流道.查有关的手册,选择 2.5.由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度并不要求很低，一般取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。分流道设计原则如下：1)分流道对熔体的阻力要小，分流道转折处应以圆弧过渡。2)各型腔均衡进料，各分流道的截面积和长度都要对应相等，各支分流道长度应一致，并尽量取短，平衡式布置的分流道能满足这点。3）表面粗糙度要求达到 0.8 为宜。4）分流道较长时，在分流道的末端应
22、开设冷料井。5）通常分流道开设在模具的一边，有利于开模时将流道凝料脱出。6）分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并利用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及填充。本设计采用 U 型断面分流道，切削加工在一块模板上，加工容易实现，且表面积不大，热量损失和阻力损失不太大，推荐直径为 4.89.5，取6，分流道长度不宜太长，取单边为 40。4.2.14.2.1 凝料体积凝料体积1）分流道的长度 40*2=80 2）分流道截面积A分 29.217mm2 3）凝料体积V分L分A分 80 29.217 2337.6mm3 2.338cm34.2.24.2.2 校核剪切速率校核剪切速率1）确定注射时间：查表 4-8
23、，可取 1.6s 2）计算分流道体积流量：q分V分V塑t2.045 15.9163cm/s 11.226cm3/s1.6/28/28塑料注塑模设计说明书 3）剪切速率3.3q分3R分3.3 11.226 1000 2.753 567.298s-1该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率500 5000 s1之间，所以，分流道内熔体剪切速率合格。4.2.34.2.3 分流道的表面粗糙度和脱模斜度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，此处取 1.6m。另外，其脱模斜度一般在 5到 10之间，这里取 8。4.34.3 浇口的设计浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间
24、的一段细短流道，它是浇注系统的关键部分。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。通常要考虑以下几项原则：a.尽量缩短流动距离。b.浇口应开设在塑件壁厚最大处。c.必须尽量减少熔接痕。d.应有利于型腔中气体排出。e.考虑分子定向影响。f.避免产生喷射和蠕动。g.浇口处避免弯曲和受冲击载荷。h.注意对外观质量的影响。4.3.14.3.1浇口形式的选择浇口形式的选
25、择由于该塑件外观质量要求高，浇口的位置和大小还是要不能太影响塑件的外观，同时，也应该尽量使模具结构简单。根据对塑件结构的分析及/28/28塑料注塑模设计说明书已确定的分型面的位置，可选的浇口形式有几种方案，如下：（1）方案一：侧浇口一般开设在分型面上，有塑件侧面进料，侧浇口断面易取矩形形状（必要时用圆形），它能方便地调节剪切速率，充模流量速率，流动状态和浇口封闭时间，并可以灵活地选择塑件进浇位置，广泛使用于多腔模中，适用于表面质量要求不高的产品）。(2)方案二：点浇口，又称针点浇口，它也是一种常用的浇口形式，通常用于流动性较好的塑料制品。点浇口的结构形式如图所示，综上所述，对塑件成型性能、浇口
26、和模具结构的分析比较,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高，从模具的制造及结构考虑，确定成型该塑件的/28/28塑料注塑模设计说明书模具采用点浇口的形式。（采用方案二）4.44.4 冷料穴的设计冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前面的熔体塑料的温度较低，形成冷凝料头，为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件质量，在进料口的末端的动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。它的作用是储存因两次注塑间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端的直径。为了使主流道 凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，往
27、往是冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用。本设计选用 z 型拉料杆。5 5成型零件的结构设计及计算成型零件的结构设计及计算5.15.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计（1）凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的部件，按其结构形式可分为整体式和组合式。整体式凹模是由一整块金属材料直接加工而成。其特点是为强度好，不易变形，塑件表面光滑平整，没有镶拼的痕迹。用于小型且形状简单的塑件成型。本塑件结构简单，凹模设计成通孔，且深度比较浅，易加工，故可采用整体式凹模结构。（2）凸模（即型芯）的结构设计本塑件结构较简单，该塑件设有 5 个型芯，一个大型芯，四个小型芯，型芯固定在动模
28、板上。5.25.2 成型零件钢材选用成型零件钢材选用5.2.15.2.1 塑料模刚材的性能要求：塑料模刚材的性能要求：（1）机械加工性能良好（2）抛光性能优良（3）耐磨性和抗疲劳性能好（4）芯部强度高/28/28塑料注塑模设计说明书（5）具有耐腐性能（6）有一定的热硬性5.2.25.2.2凹模的技术要求：凹模的技术要求：材料：12热处理：3842表面粗糙度：型腔表面 0.8，配合面 1.6表面处理：表面镀鉻，抛光凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工5.2.35.2.3 型芯的技术要求：型芯的技术要求：材料：T10表面粗糙度：型芯表面 0.8，配合面 1.6型芯加工：同轴度高处配制加工5.
29、35.3 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，成型零件的加工精度和质量决定了塑件的精度和质量，工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约。查手册得出的平均收缩率 0.6。塑件未注公差查表 2-4（国家标准塑件尺寸公差）可选取。塑件尺寸如图所示：/28/28塑料注塑模设计说明书5.3.15.3.1 型腔径向尺寸型腔径向尺寸模具最 大磨 损量 取塑件公 差的 1/6；取 0.7。凹模 型腔 径向尺:LM 0zz(1 Scp)Ls0.750式中：LM-凹模径向尺寸（）塑件径向工称尺寸（）Scp-塑件的平均收缩率为 0.6%-塑件的公差值()z 模具的
30、制造公差()，对于中小型件，取z=/5；Ls2=580Ls1=3100.320.40LM10z(1 Scp)Ls 0.70z0.064(1 0.6%)31 0.7 0.3200.064 30.960mmLM20z(1 Scp)Ls 0.70z0.08(1 0.6%)58 0.7 0.4000.08 58.060mm5.3.25.3.2 型腔深度尺寸型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差z=/5；取 0.6。凹模型腔深度尺寸：HM0z(1 Scp)Hs 0.60z式（4-11）式中：HM凹模深度尺寸（）Hs塑件高度公称尺寸（）/28/28塑料注塑模设计说明书Hs1=42.
31、2800.560Hs2=2.120.24HM10z(1 Scp)Hs 0.60z0.112(1 0.6%)42.28 0.6 0.5600.112 42.190mmHM20z(1 Scp)Hs 0.60z0.048(1 0.6%)2.12 0.6 0.2400.048 1.990mm5.3.35.3.3 型芯径向尺寸型芯径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差z=/5；0取 0.6。型芯的径向尺寸：(AM)0(1 S)A 0.6zcpsz式中：AM型芯径向尺寸（）As塑件径向公称尺寸（）z 型芯制造公差（）0.280.14As1=270As2=50(AM1)0As1 0.60
32、z(1 SCP)z(1 0.6%)27 0.6 0.2800.056 27.3300.056mm(AM2)0As2 0.60z(1 SCP)z(1 0.6%)5 0.6 0.1400.028 5.1100.028mm/28/28塑料注塑模设计说明书5.3.45.3.4 型芯高度尺寸型芯高度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差z=/5；取 0.6。型芯的高度尺寸：(hM)01 Scp)Hs 0.60z(z式中：hM型芯高度尺寸（）Hs型芯深度尺寸（）0.560.24Hs1=39.720Hs2=1.880(hM1)0Hs1 0.60z(1 SCP)z(1 0.6%)39.72 0
33、.6 0.5600.112 40.2900.112mm(hM2)0Hs1 0.60z(1 SCP)z(1 0.6%)1.88 0.6 0.2400.048 2.0300.048mm5.45.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算5.4.15.4.1 凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度与型腔内凹模深度有关，根据型腔的布置，模架初选180*315 的标准模架，其厚度根据表 4-19 的刚度公式计算。3ph433 35 424S()()3mm 31.53mm52Ep2 2.110 0.024811式中，p 是型腔压力，E 是材料弹性模量（），p是模具刚度计
34、算许用变形量。根据注射塑料品种，p 25i2 25 0.707 24.8m 0.0248mm式中，i2 0.45 421/5 0.001 42m 0.992m/28/28塑料注塑模设计说明书由于型腔采用直线对称结构布置，为结构紧凑，故两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用 180*315，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全满足强度和刚度要求。5.4.25.4.2 动模板厚度的计算动模板厚度的计算动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在180*315 这个范围之间，垫块之间的跨度大约为180
35、-32-32=116，那么根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度，即PA335 2640 23T 0.54L()0.54 116()mm 29.31mm5EL1p2.1 10 315 0.03211式中，p 25i2 251.28 32.01m 0.032mm，1/5其中，i2 0.451160.001116m 1.28L 是两个垫块之间的距离，L1 是动模垫板的长度，A 是两个型芯投影到动模垫板上的面积。故动模垫板可按照标准厚度取 32。6 6模架的确定模架的确定考虑到凹模最小壁厚，导柱导套的布置等，再同时参考4.12.4中小型标准模架的选型经验公式和表4-38，可确
36、定选用模架序号为4号（W*180*315），模架结构为P4型。6.16.1 各模板尺寸的确定各模板尺寸的确定1)A板尺寸。A板是定模型腔板，凹模深度为42，又考虑在模板上还要开设冷却水道，还需留出足后够的距离，故A板厚度取53。2)B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚取25。3)C板（垫块）尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510)=42+16+12.5+（510）75.580.5，/28/28塑料注塑模设计说明书参考标准值选定C为80。4)经上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定为模架序号为4号，模架结构形式为P4型的标准模架。其外形尺寸：宽*长*高=250*315*260。
37、6.26.2 模架各尺寸的校核模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸：1）模具平面尺寸250*315260*360（拉杆间距），校核合格。2）模具高度尺寸260，200260300（模具的最大高度和最小高度），校核合格。3）模具的开模行程SH1H2a(5 10)mm 5 42 36(5 10)mm 88 93mm 300mm（开模行程），校核合格。7 7排气槽的设计排气槽的设计在塑料填充的过程中，模架型腔内除了原有的空气外，还有塑料中吸附的水分在受热后蒸发为水蒸气，以及塑料受热局部分解，放出某些低分子挥发性气体等。此外，有些塑料在凝固过程中，由于体积收缩也会放出气体，这些气体如果不
38、能被熔融塑料顺利地排出型腔，塑件会由于填充不足而出现气泡接、缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。在许多情况下，可利用模具的分型面间的间隙自然排气。例如，小型制品的排气槽不大，如果排气点正好在分型面上，就可利用分型面间的微小间隙排气，而不必再专门开设排气槽。但若制品在成形时产生的气体较多，型腔最后充满的部分不在分型面上，或者制品上具有局部薄壁，就要考虑开设排气槽。此塑件为小型塑件，由于该模具为镶拼结构，含有多个型芯，故可以利用型芯与型芯之间的间隙、型芯与模板之间的间隙进行排气，这样不但有利于气体排出，还可以改善原有的加工难度和便于维修。/28/28塑料注塑模设计说明书8
39、8脱模推出机构的设计脱模推出机构的设计注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构，也可称为顶出机构或推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。推出机构的设计原则：（1）尽量使塑件留在动模上。（2）使制品在推出过程中不变形不损坏。（3）推出动作可靠，更换推出零件容易。（4）使脱模后的制品有良好的外观。8.18.1 推出方式的确定推出方式的确定本塑件采用脱模板推出方式。8.28.2 脱模力的计算脱模力的计算圆柱大型芯的脱模力：圆形塑件的内孔与壁厚之比 10，所以此塑件为薄壁塑件。F2tESLcos(f tan)0.1A 2413.55N(1)K
40、2式中，F是脱模力（N）；E是塑料的弹性模量（MPa），查表 4-24；L是被包型芯的长度（mm）；是塑料的泊松比（查表 4-24）；是脱模斜度；f是塑料与钢材之间的摩 擦因数，查表 4-24；A是塑件在与开模方向垂 直的平面上的投影面积（mm2）；K2是由f和决定的无因次数，K2 1 f sincos 1 0.31 sin1 cos1 1.018.38.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力校核推出机构作用在塑件上的单位压应力（1）推出面积A14(562502)mm2 499.51mm262mm2113.01mm2A24/28/28塑料注塑模设计说明书（2）推出应力1.2F1.2 F1.2
41、2413.55MPa 4.78MPa 53MPa(抗压强度)，合格。AA1 A2499.51113.019 9加热系统的设计加热系统的设计因的成型温度为 280，而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为 70110，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。1010 冷却系统的设计冷却系统的设计设计冷却通道时，应遵循如下原则：1.冷却水道数量尽可能多，孔径尽可能大。2.冷却水孔至型腔表面的距离尽可能相等。3.强化浇口处的冷却。4.降低冷却水出入口处的温度差。5.冷却水道应避免设在塑件熔接痕处。6.合
42、理确定冷却水接头位置。10.110.1 冷却介质冷却介质属中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为280和 70 110。所以，模具温度初步选定为 100。10.210.2 冷却系统的简单计算冷却系统的简单计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W 1）塑料制品的体积3V 68.23cm 2）塑料制品的质量m V 1.2 68.23g 81.88g 0.08188Kg 3）单位时间塑料熔体的注射次数/28/28塑料注塑模设计说明书t1.6s塑件壁厚为 3,查表得t冷 10.6s。取注射时间注，脱模时间t脱 8s，则注射周期：tt注t冷t脱（1.6 10.6 8）s 20.2s。由此得次
43、 178次每小时注射次数：N(3600/20.2)4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量WNm 178 0.08188kg/h 14.57kg/h（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量QS查表直接可知的单位热流量QS的值为270 kJ/kg。（3）计算冷却水的体积流量qVoo 22 C 25 C，取水21设冷却水道入口的水温为,出水口的温度为3o1000kg/mc 4.187kJ/(kg C),则根据公式可得的密度，水的比热容（4）确定冷却水路的直径 dqVWQs14.57 270 0.00522m3/min60c(12)60 1000 4.187 (25 22)3q 0.00522
44、m/min时，查表4-30 可知，为了使冷却水处于湍流状V当态，取模具冷却水孔的直径d 0.008m。（5）冷却水在管内的速度 v60 d（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数 h4qV2v4 0.00522 1.73m/s260 3.14 0.008o因为平均水温为23.5 C,查表可得f 6.7，则有4.187 6.7 (1000 1.7)0.8hkJ/(m2hoC)0.20.2d0.008 2.84 104kJ/(m2hoC)4.187f()0.8/28/28塑料注塑模设计说明书（7）计算冷却水通道的导热总面积 AWQs14.57 270Am2 0.0018m225 22h2.84 10
45、4(100)2（8）计算模具所需冷却水管的总长度 LLA0.0018 0.057m 180mmd3.14 0.008（9）冷却水路的根数 X设每条水路的长度为l 100mm，则冷却水路的根数为xL/l 180/100 根 1.8根由上述计算可以看出，2 条冷却水道可以满足模具冷却系统的要求。但为了满足冷却水道离塑件表面的距离一定的原则，设计 4 条冷却水道。10.310.3 凹模型腔与型芯冷却水道的设置凹模型腔与型芯冷却水道的设置（1）凹模型腔冷却水道的设置方案一：采用直通式冷却水道：外接直通式是在模板上打直通孔与模外软管连接构成单回路或多回路，这种冷却水道加工容易，制造成本低。方案二：采用单
46、层平面回路式：采用打相交直孔，镶入档板、堵头等控制冷却水流向的方法构成模内回路。这种水道形式散热效果好。本设计中凹模型腔较浅，综合考虑到加工难易程度、制造成本等问题，决定采用单层外接直通式冷却水道。（2）型芯冷却水道的设置型芯的冷却系统的计算与凹模冷却系统的计算方法基本上是一样的，因此不再重复。但由于本型芯较小，所以不必在型芯中设置冷却水道。1111 导向与定位机构的设计导向与定位机构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位，模外定位是通过定位圈使模具的/28/28塑料注塑模设计说明书浇口套能与注射机喷嘴定位准确，而模内定位机构通过导
47、柱导套进行合模定位。本模具为三板式模具，因此定模一侧设置导柱，和模板孔配合。动模一侧采用模架本身所带的定位结构。1212 总装图总装图/28/28塑料注塑模设计说明书参考文献1王善勤塑料注射成型工艺与设备中国轻工业出版社2杨占尧塑料注塑模结构与设计清华大学出版社3贾润礼、程志远实用塑料模设计中国轻工业出版社4王树勋注塑模具设计与制造实用技术.广州:华南理工大学出版社，19965蒋继宏 王效岳 注塑模具典型结构 100 例.北京中国轻工业出版社.20006 塑料模设计手册编写组编著塑料模设计手册第二版 机械工业出版社7邹继强 塑料制品及其成型模具设计 清华大学出版社8唐志玉 塑料模具设计师指南国防工业出版社9陆宇实用塑料模设计北京：中国轻工业出版社，199710叶久新 王群塑料成型工艺及模具设计机械工业出版社，2007/28/28