毕业设计（论文）塑料罩壳注射模设计

1、 2011届毕业论文 塑料罩壳注射模设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 副教授 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 0702班 完成时间： 2011年5月17号 摘 要 对塑料罩壳注射模结构采用点浇口进料，采用一模四腔的模具结构， 材料采用流动性能中等的abs塑料，通过对塑件的分析，注射机的选定，浇注系统的设计，成型零件的设计计算，脱模推出机构的设计，以及冷却系统的设计和导向地位机构的设计，给出了生产塑料罩壳的一个实际参考设计生产流程。关键词: abs；一模四腔；侧浇口；模具设计abstract to plastic cover shell injection m

2、ould structure adopts point runner feeding; selected a mould for four cavity die structure, and selected the medium flow property abs plastic for filling mold, improve the design compact and practical efficiency; based on the analysis of the plastic parts, injection machine selection of the design o

3、f the shunt way, lord, molding parts design calculation of mechanism design, stripping out, and the cooling system design and guide mechanism design, status are given a production of plastic cover shell actual reference design of the production process.keywords: abs; plastic cover shells; injection

4、mould; mold design.目录1.塑件成型工艺性分析51.1 塑件的分析5 1.2 abs工程塑料的性能分析51.2.1基本性能51.2.2 abs物理性能61.2.3 abs热性能61.2.4 abs力学性能：61.3 abs的注射成型过程及其工艺参数71.3.1注射成型过程71.3.2 注射工艺参数82.拟定模具的结构形式和初选注射机82.1 分型面位置的确定82.2 型腔数量和排列方式的确定82.3 注射机型号的确定92.3.1 注射量的计算92.3.2 浇注系统凝料提及的初步估算102.3.3 选择注射机102.3.4 注射机的相关参数的校核113.浇注系统的设计123.1

5、.主流道的设计123.1.1 主流道尺寸123.1.2 主流道的凝料体积123.1.3 主流道当量半径133.1.4 主流道交口套的形式133.2. 分流道的设计133.2.1 分流道的布置形式133.2.2 分流道的长度143.2.3 分流道的当量直径143.2.4 分流道的截面形状143.2.5 分流道界面尺寸143.2.6 凝料体积153.2.7 校核剪切速率163.2.8 分流道的表面粗糙度和脱模斜度163.3. 浇口的设计163.3.1 侧浇口尺寸的确定183.3.2 侧浇口剪切速率的校核183.4 校核主流道的剪切速率183.5 冷料穴的设计计算194.成型零件的结构设计及计算19

6、4.1.成型零件的结构设计194.2.成型零件钢材的选用214.3 成型零件工作尺寸的计算214.3.1 凹模内尺寸的计算214.3.2凹模深度尺寸的计算214.3.3型芯尺寸的计算224.3.4 型芯高度尺寸的计算224.3.5 6、8、10型芯径向尺寸的计算234.3.6 成型孔的高度234.3.7 成型孔间距的计算234.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算244.1.1凹模侧壁厚度的计算244.1.2动模垫板厚度的计算255.脱模推出机构的设计255.1 脱模力的计算265.2. 推出方式的确定275.2.1 采用推杆推出276.模架的确定276.1 各模板厚度尺寸的确定276.2 计

7、算并选择模架型号276.3 模架尺寸的校核287.排气槽的设计288.冷却系统的设计298.1 冷却介质298.2 冷却系统的计算298.2.1 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量w298.2.2 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量298.2.3 计算冷却水的体积流量308.2.4 确定冷却水路的直径308.2.5 冷却水在管内的流速308.2.6 求冷却管壁与水交界的膜转热系数308.2.7 计算冷却水道的导热总面积a308.2.8 计算冷却模具水管的总长度l318.2.9 冷却水路的根数319.导向与定位机构的设计319.1 导柱导向机构3110.模具总活动过程说明3211.设计小

8、结32参考文献34致谢35塑料罩壳注射模设计1 塑件成型工艺性分析 1.1 塑件的分析 （1）外形尺寸 该塑件壁厚为1.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不长，其材料为abs塑料，为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型。 (2) 精度等级 塑件所有尺寸公差在任务书中未能给出，未注公差的尺寸取为mt7. (3) 脱模斜度 abs的成型性能良好，成型收缩率较小，参考文献1中表1-12，选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1。 1.2 abs工程塑料的性能分析 1.2.1基本性能abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二

9、烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，abs是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。abs的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的abs材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。abs材料具有超强的易加工性，外观特性，优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件，专动零件和电信结构零件。成形特性：1无定形料，其品

10、种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应长时间干燥。3流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯，as差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 4比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度在250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模具温度宜取5060，要求光泽及耐热型塑件宜取6080，注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140mpa，螺杆

11、式注射机则取160220，70100mpa为宜。 1.2.2 abs物理性能密度： 1.031.08g/cm3比体积： 0.860.98 cm3/g吸水率： 0.20.4% 1.2.3 abs热性能熔点： 130160熔融指数： 200负荷50n,喷嘴2.09 0.410.82g/10min维卡针入度； 71122马丁耐热： 63热变形温度： 90108(45n/cm2) 83103(180n/cm2)线膨胀系数： 7.010-5/计算收缩率： 0.40.7%比热容： 1470 j/ (kg . k)燃烧性： 慢热导率： 0.263 w/ (m . k) 1.2.4 abs力学性能 屈服强度：

12、 50mpa抗拉强度： 38mpa 断裂伸长率： 35% 拉伸强性模量： 1.8gpa 抗弯强度： 80mpa 弯曲弹性模量： 1.4gpa 抗压强度： 53mpa 抗剪强度： 24mpa 冲击韧度：无缺口 261 k / jm2 有缺口 11 k / jm2 布氏硬度： 9.7hbs说明：该成形条件为加工通用级abs料时所用，苯乙烯-丙烯腈共聚物（即as）成形条件与上相似。 查参考文献1中表1-3得其主要性能指标，见表1。表1 abs的性能指标密度1.031.07抗拉屈服强度50比体积0.860.98拉伸弹性模量1.8吸水率0.20.4抗弯强度80收缩率0.30.8冲击韧度（缺口）11热变形

13、温度90108硬度9.7，r121熔点130160体积电阻系数6.91.3 abs的注射成型过程及其工艺参数 1.3.1注射成型过程 （1）成型前准备。对abs的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于abs含有氰基等吸水性集团，故吸水性较大，因此成型前须进行充分干燥，使其水分含量降至0.1%以下，常用方法是循环鼓风干燥，温度控制是7080，时间4h以上。也可以采用烘箱干燥，温度控制在80100，时间2h，干燥粒层厚度不超过50mm。 （2）注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 （3）塑件的后处

14、理（退火）。退火处理的方法为红外线灯、烘箱，处理温度为70，处理时间为2h4h。1.3.2 注射工艺参数（1）注射机：螺杆式，螺杆转速为30r/min.。（2）料筒温度t/：前段180200；中段165180；后段150170。 （3）模具温度t/：5080； （4）注射压力(p/mpa)：60100； （5）成型时间（s）：注射时间 2090 s 高压时间 05 s 冷却时间 20120 s 总周期 50220 s2 拟定模具的结构形式和初选注射机 2.1 分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在塑件截面积最大，且有利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2所示。图2 分型面的

15、选择2.2 型腔数量和排列方式的确定 （1）型腔数量的确定 由于该塑件精度要求不高，塑件尺寸较小，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定为一模四腔的结构形式。 （2）型腔排列方式的确定 由于该模具选择的是一模四腔，其型腔中心距的确定故流道采用h型对称排列，使型腔进料平衡，如图3所示。图3 型腔数量的排列布置 （3）模具结构形式的初步确定 由以上分析可知，本模具设计是一模四腔，对称h型直线排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件板推出或是推出杆推出方式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设

16、在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板。由上综合分析可确定采用大水口（或带推件板）的单分型面注射模。2.3 注射机型号的确定 2.3.1 注射量的计算 通过pro/e建模分析得塑件质量属性如图4所示。图4 塑件质量属性 塑件体积： 塑件质量：=1.0511.075=11.63g式中，可根据参考文献3表9-6取为1.05。 2.3.2 浇注系统凝料提及的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件提及的0.2倍1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估

17、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4个塑件体积之和）为：=1.3411.075=57.6 2.3.3 选择注射机根据以上计算得出在一次注射过程中，注入模具型腔的塑料的总体积为=57.6，由参考文献2式4-18，=/0.8=57.6/0.8=72.00。根据以上的计算，查参考文献1中表1-25，初步选定公称注射量为106，注射机型号为sz-100/630卧式注射机，其主要技术参数见表2。表2 注射机主要技术参数理论注射量106拉杆内向距/mm370320螺杆柱塞直径/mm35移模行程/mm270注射压力164.5最大模具厚度/mm300注射速率80最小模具厚度/mm150

18、塑化能力11.8锁模形式双曲肘螺杆转速14200模具定位孔直径/mm125锁模力/kn630喷嘴球半径/mm15 2.3.4 注射机的相关参数的校核 (1) 注射压力校核 查参考文献4可知，abs所需注射压力为70mpa90mpa，这里取=90mpa，该该注射机的公称注射压力=164.5mpa，注射压力安全系数=1.251.4，这里取=1.3，则：=1.390=117，所以注射机注射压力符合要求。 (2) 锁模力校核。 塑件在分型面上的投影面积=3664.5 浇注系统在分型面上的投影面积，即浇道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积的数值，可以按照多型腔模具的统计分心来确定。是每个塑件在分型面上

19、的投影面积的0.2倍0.5倍。由于本设计的流道较简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以相应取小一些，这里取=0.2。 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则有=n(+)=n(+0.2)=41.2=17589.6 模具型腔内的胀型力，则=17589.625=439.74kn式中，是型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%50%，大致范围在14mpa36mpa。对于黏度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。abs属于中等黏度塑料切精度要求不高，故将取为25mpa。由表2 可知注射机的公称锁模力是=630kn，锁模力安全系数=1.11.2这里取=1.2，则取=1.2=

20、1.2439.74=527.7kn所以注射机锁模力满足要求。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。3 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，它将注射机喷嘴注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，由于主流道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交口套。 3.1.1 主流道尺寸 (1) 主流道的长度 一般由模具结构确定，对于小型模具l应尽量小于60mm，本次设计中初取55mm进行计算。 (2) 主

21、流道小端直径 d=注射机喷嘴尺寸+(0.51)mm= 4.5mm (3) 主流道大端直径 d=d+2= 8mm式中 4 (4) 主流道球面直径 sr=注射机喷嘴球半径+(12)mm=15+2=17 mm。 (5) 球面的配合高度 h=3mm。 3.1.2 主流道的凝料体积 =55(+42.26)3.14/3=1730.63 3.1.3 主流道当量半径 mm 3.1.4 主流道交口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小断入口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衬套与定位圈设计成一个整体，但是考虑到上述因素通常依然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同

22、时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计浇口套采用碳素工具钢t10a，热处理淬火表面硬度为50hrc55hrc。如图5所示。定位圈的结构由总装图来确定。图5 主流道交口套的结构设计 3.2. 分流道的设计 3.2.1 分流道的布置形式 为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，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道，如图6所示。图6 分流道布置形式 3.2.2 分流道的长度 根据四个型腔的结构设计，分流道长度适中，如图6所示。 3.2.3 分流道的当量直径 流过一级分流道塑料的质量1.0511.0754=46.52g 106g因该塑件壁厚为1.5mm，

23、单行分流道长度为=40mm，按参考文献3中式（2-20）得d=4.52mm 3.2.4 分流道的截面形状 本流道采用梯形截面，其加工工艺好，切塑料熔体的热量散失、流动阻力不大。 3.2.5 分流道界面尺寸表 2 部分塑料常用分流道断面尺寸推荐范围塑料的名称分流道断面直径（mm）塑料名称分流道断面直径(mm)abs、as4.89.5 聚苯乙烯3.510聚乙烯1.69.5软聚氯乙烯3.510尼龙类1.69.5聚氨酯6.58聚甲醛3.510热塑性聚酯3.58丙烯酸塑料810聚苯醚6.510 根据上表可取梯形的上底宽度为b=5.4mm(便于选择刀具)，底面圆角的半径r=1mm，梯形高度取h=2b/3=

24、3.6mm，设下底宽度为b，梯形面积满足如下关系。 代值计算得b=3.824mm，考虑到梯形底部圆弧对面积的减少及脱模斜度等因素，取b=4.5mm。通过计算梯形斜度=7.2，基本符合要求，如图7所示。图7 分流道截面形状与尺寸 3.2.6 凝料体积 (1) 分流道的长度为(44.52+7.5+25.48 )2=152mm. (2) 分流道截面积 (3) 凝料体积15220=3040=3.04考虑到圆弧的影响取3 3.2.7 校核剪切速率 （1）确定注射时间：由参考文献2表4-8，可取t=1.6 s。 （2）计算单边分流道体积流量：14.78 （3）由参考文献3（式2-22）可得剪切速率该分流道

25、的剪切速率处于浇口主流道与分流道德最佳剪切速率在之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 3.2.8 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，一般取其粗糙度为ra 1.25m2.5m即可，此处取ra 1.6m。另外其脱模斜度一般在5 10之间，通过上述计算脱模斜度为10.6，脱模斜度足够。 3.3. 浇口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模四腔注射，为方便调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其界面形状简单，易于加工，便于试模后修整，切开设在分型面上，从型腔的边缘进料。 运用pro/e分析工具plastic advisor对浇口选

26、择点和熔料充型难易程度进行监测分析，浇口选定在分型面上，从塑件底部进料填充，如图8所示。图8 浇口的选定和充型模拟 经pro/e分析工具plastic advisor充型模拟分析，选取图8所示浇口进行充型，能很好的实现塑件熔体的填充，分析结果如图9所示图9 充型结果显示 3.3.1 侧浇口尺寸的确定 （1）计算侧浇口的深度。根据参考文献3表2-6，可得侧浇口的深度h的计算公式为h=nt=1.50.7=1.05mm式中，t是塑件壁厚，这里t=1.5mm；n是塑料成型系数，对于abs，其成型系数为n=0.7 为了便于今后试模是发现问题进行修模处理，并根据参考文献2表4-9中推荐的abs侧浇口的厚度

27、为1.2mm1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm。 （2）计算侧浇口的宽度。根据参考文献1表2-6，可得侧浇口的宽度b的计算公式为式中，a为凹模的内表面积(约等于塑件的外表面积)。 （3）计算侧浇口的长度。根据表2-6啊，可取侧浇口的长度0.75mm。 3.3.2 侧浇口剪切速率的校核 （1）确定注射时间：查参考文献1表2-3，可取t=1.6s； （2）计算浇口的体积流量： （3）计算浇口的剪切速率：对于矩形浇口可得：4，则1.74，剪切速率合格。式中，为矩形浇口的当量半径，即= mm。该矩形浇口的剪切速率比较大，首先把浇口面积适当做小一点，通过试模根据塑件成型情况来调整。 3.4 校核主

28、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(浇口体积的大小可以忽略不计)以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流到熔体的剪切速率。 1) 计算主流道的体积流量 2) 计算主流道的剪切速率主流道的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率合格。3.5 冷料穴的设计计算 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是储存熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道陈涛中脱出

29、。4.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 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式、和镶拼式四种。根据塑件的结构，选用的是整体式凹模，它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。此时可省去定模座板根据岁塑件的结构分析，本设计采用整体嵌入式凹模，如图10所示。图10 整体嵌入式凹模 (2)凸模的结构设计(型芯) 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式组合式两种类型。该塑件采用整体式型芯，如图11

30、所示，因塑件的包紧力较大，所以设在动模部分。图11 凸模型芯 4.2.成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同时考虑到它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用p20。对于成型塑件内表面的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选择p20钢，进行渗氮处理。 4.3 成型零件工作尺寸的计算 采用参考文献2中式(2-26)(2-30)相应公式中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。 4.3.1 凹模内尺寸的计算 塑件外部尺寸的转换，塑件外缘基本尺寸

31、为50mm、80mm未注公差，属a类尺寸，按照任务书上要求尺寸精度mt7进行计算，则相应塑件的制造公差为=1.32mm；，相应塑件的制造公差为。 式中，是塑件的平均收缩率，查表参考文献5中表1-4可知abs的收缩率为0.3% 0.8%，所以取其平均收缩率=；是系数，查参考文献3可得=0.56；是塑件上相应尺寸的公差(下同)，是塑件上相应制造公差，对于中小型塑件取=(下同)。 4.3.2凹模深度尺寸的计算 塑件高度尺寸的换算：塑件的高度基本尺寸，相应公差是=0.88mm；，相应公差是=1.08mm。塑件高度为未注公差尺寸，属a类尺寸，按mt7级进行计算。 = 式中，、是系数，查表2-20得，=0

32、.56，=0.55。 4.3.3型芯尺寸的计算 塑件内径向尺寸的转换：，相应制造公差为=0.86mm；，相应制造公差为=0.64mm,那么则有 ； 式中，是系数，查表2-20可得，=0.56。 4.3.4 型芯高度尺寸的计算 塑件内腔高度尺寸转换：，相应的制造公差=0.68mm；，相应的制造公差=0.88mm。 = 4.3.5 6、8、10型芯径向尺寸的计算6、8、10自由公差按mt5查得：不需要转换，因此得： 4.3.6 成型孔的高度 26、28、210的成型芯是与凹模碰穿，所以公差应该取正，以利于修模。 4.3.7 成型孔间距的计算成型孔之间的距离分别如下：塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的标

33、注如图12所示。 图12 凹模嵌件及型芯的成型尺寸 4.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 4.1.1凹模侧壁厚度的计算。 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，其厚度根据参考文献2表4-19中的刚度公式计算。15mm式中 p型腔压力(mpa)；e是材料弹性模量(mpa)；h=w；w是影响变形的最大尺寸，而h=30mm；是模具刚度计算许用变形量。根据注射塑料品种可查参考文献2表4-20得=15=150.8393m=12.589mm=0.0126mm式中，=0.8393m。 凹模嵌件初定单边厚度选10，由于壁厚不能满足15mm要求，所以凹模嵌件采用预应力的形式压入模板中，有模板和型腔共同来

34、承受型腔压力。由于型腔采用h形直线对称结构布置，型腔之间的壁厚=110(中心距)-402=30mm(或=80-25=30mm)，由于型腔不是深大型腔，这个壁厚间隔能够满足要求。根据型腔的布置，初步选定模板平面尺寸为300mm300mm，它比型腔布置的尺寸要大得多，所以完全满足强度和刚度的要求。 4.1.2动模垫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300mm300mm这个范围内，查参考文献2表7-4垫块之间的跨度大约为。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t=0.54l=0.5415453.8mm式中，是模

35、具刚度许用变量。根据注射塑料品种查参考文献2表4-20得=15=0.03465mm l是两个垫板之间的距离，约154mm；是动模垫板的长度，取250mm，a是四个型芯投影到动模垫板上的面积。单件型芯所受压力的面积是 =4777=3619四个型芯的面积是 a=4=43619=14476动模垫板可以按照标准厚度取为45mm，显然不符合要求，可采用支撑柱的形式来增加支撑板的刚度。采用两根直径为50mm的支撑柱，且布置在支撑板正中间，根据力学模型认为，n=1，所以垫板的厚度计算为21.3553.8mm 符合要求。5.脱模推出机构的设计在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中

36、的这种脱出塑件的机构称为脱模机构。模具脱模方式按推出零件分：推杆脱模、推管脱模、推件板脱模、推块脱模、成型零件脱模和多元联合式脱模六种。本塑件结构简单，根据塑件的结构工艺性可采用推件板推出、推杆推出、或推件板加推杆推出的综合推出方式，根据脱模力计算来确定。 5.1 脱模力的计算 (1) 主型芯脱模力 塑件为矩形塑件，其，（或），因此根据参考文献2中式（4-25）可得脱模力为 =mm (2) 3-6小型芯脱模力 对于此处小型芯其，跟根据参考文献2中式（4-26）计算其脱模力为 (3) 同上述（2）中步骤，分别计算得到8小型芯脱模力、10小型芯脱模力为=154.74n，=198.2n。式中 e塑料

37、的拉伸弹性模量（mpa）； s塑料成型的平均收缩率（%）； t塑件的壁厚（mm）； l被包型芯长度（mm）； 塑料的泊松比（查参考文献3表2-12）； 脱模斜度（）； 塑料与钢材之间的摩擦系数； a型芯的平均直径（mm）； 由和决定的无因次数，； 由和决定的无因次数，。 (4) 总脱模力的大小 f=2176.12+116.86+154.74+198.2=2645.92n. 5.2. 推出方式的确定 5.2.1 采用推杆推出 (1)推出面积 设4mm的圆推杆设置16根(44根)，那么推出面积为 (2)推杆推出力 根据参考文献3表2-12取许用应力=14mpa=14mpa 因此，经上述计算得出，在

38、实际生产中，以此推杆推出塑件，不会有顶白或者顶破的可能，故采用推杆推出。6.模架的确定 6.1 各模板厚度尺寸的确定 (1) a板尺寸 a板是定模固定板，塑件高度为20mm，考虑到模板上还要开设冷却水道，必须留出足够的距离，故a板厚度取50mm。 (2) b板尺寸 b板是型芯固定板，按照标准模架标准板厚度取为60mm。 (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)mm=(25+25+20+510)mm=75mm85mm，此处初步选定c板厚度为80mm。 6.2 计算并选择模架型号模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够的强度和刚度的条件下

39、，模具结构以紧凑实用为好。现根据一种标准模架选型的经验方法进行模架的选择，即是根据塑件在分型面上投影的面积或者模仁周边尺寸，以塑件布置在推杆推出范围之内及复位杆与型腔或是模仁边缘保持一定距离为原则来确定模架的大小。其具体计算经验公式如下：塑件投影宽度-10塑件投影长度-(复位杆直径) -30式中 常数10推杆边缘与垫块之间的双边距离，见参考文献3表7-4； 常数30复位杆与型腔或者模仁边缘之间的双边距离，参见表7-4。本设计中，根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸，可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为220mm160mm，型腔所占的平面尺寸为190mm130mm，利用上述经验公式计算可得+10

40、 =130+10=140mm+30=190+25+30=235mm 查参考文献3表7-4，可取=150mm，=250mm，根据以上计算可得w=300mm，因此考虑采用300mm350mm的模架，同时又考虑到是采用推件板和推杆综合推出方式，且推杆均匀布置在型芯内，这样推杆边缘与推杆固定板边缘距离较大，因此为降低模具成本，可适当减少模具架尺寸，另考虑导柱、导套、水路的布置等因素，根据参考文献3表7-1可确定选用带推杆的侧浇口dct型模架，根据表7-4得wl=300mm300mm及各板得厚度尺寸。经上述计算，模架尺寸已经确定，根据注射模中小型模架及技术条件(gb/t125562006)标准，将模架标

41、记为dct3030-607080gb/t12555-2006。6.3 模架尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。 (1)模具平面尺寸300mm300mm 320mm370mm (拉杆内间距)，校核合格。 (2)模具高度尺寸250mm，240mm260mm400mm（模具的最大厚度和最小厚度，与注射机相配合的最大模具厚度是260mm，最小模具厚度是240mm），校核合格。 (3)模具的开模行程s=25mm+35mm+(510)mm=6570mm300mm，校核合格。7.排气槽的设计在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体

42、若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑料熔接不良而引起缺陷。注射的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气，只在特殊情况下采用开设排气槽的方式。 该塑件由于采用侧浇口，进料熔体经塑件底部向上填充型腔，每个型芯上有4根推杆，其配合间隙可作为气体排出方式，不会再顶部产生憋气现象。同时，底面的气体会沿着分型面、型芯和推件板之间的间隙排出。8.冷却系统的设计冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量硬等于冷却说所带走的热量。 8.1 冷却介质 a

43、bs属流动性中等的材料，其成型温度及模具温度分别为200240 和5080 ，热变形温度为70107。所以模具温度初步选定为40，用常温水对模具进行冷却。 8.2 冷却系统的计算 8.2.1 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=1.731+3.04+411.075=49.07 2) 塑料制品的质量m=1.0549.07=51.53g0.0515kg 3）塑件壁厚为1.5mm，查参考文献2表4-34得=5.7 s，注射时间由参考文献3表2-3查得为=1.6 s，脱模时间=7.5 s，则注射周期为t=+=14.8 s由此得到，每小时注射次数为n=240次。 4) 单位时

44、间内注入模具中的塑料熔料的总质量为w=nm=2400.0515kg=12.37kg/h 8.2.2 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量 查参考文献2表4-35直接可知道abs的单位热量的值的范围是(310400)kj/kg之间，故取值为=355kj/kg。 8.2.3 计算冷却水的体积流量设冷水道入水口的水温为=22，出水口为=25，去水的密度为，水的比热容。则根据公式可得： 8.2.4 确定冷却水路的直径 当=5.83时，查参考文献2表4-30可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径为d=8mm. 8.2.5 冷却水在管内的流速= 合理 8.2.6 求冷却管壁与水交界的膜转热

45、系数 因为平均水温为23.5，查参考文献2表4-31可得，则有: 8.2.7 计算冷却水道的导热总面积a 8.2.8 计算冷却模具水管的总长度l 8.2.9 冷却水路的根数 以塑件外围尺寸为基准，大致确定冷却水路的根数为：根 由上述计算可以看出，一条冷却水路对于模具来说显然是不合适的，本设计中采用动定模两条冷却水路来对型芯和凹模嵌件进行冷却，成型零件的冷却水道开设如图所示。9.导向与定位机构的设计 注射模的导向机构用于动模、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与注射机相配合，是模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导

46、套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用木架本身所自带的定位机构。 9.1 导柱导向机构 模具导柱导向的导柱、导套结构，适用于精度要求高、生产批量大的模具。同时在设计导柱和导套时还应注意以下几点： (1) 导柱应合理的均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。 (2) 导柱的长度应比型芯端面高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。 (3) 导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20#低碳钢经渗碳0.50.8 mm,淬火4855hrc,也可用t8a碳素工具钢,经淬火处理。 (4) 为了使导柱能顺利地入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 (5) 导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 (6) 一般导柱滑动的配合形式按h8/f7，导柱和导套固定部分配合按h7/k6，导套外径的配合按h7/k6。 (7) 除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推反之间设置导柱和导套，以保证推出机构的下常运动