塑料注射模具设计_盖板注塑模设计46709

1、大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对 以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅 速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。 使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制 造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。 直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年， 不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的 发展也相当迅速。

2、虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供 不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于 在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平 和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产 业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技 术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产 品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件 模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模 具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发 展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐

3、加大，主要表现在，大型、 精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来 看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部 地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份 是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械 制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械 制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对 于模具设

4、计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经 过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是 塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动 作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指 导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资 料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制 造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充 分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次 毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指 导和自己的努力，相信会完满的完成

5、毕业设计任务。由于学生水平有限， 而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。设计者：井川2008年5月8号第1章模塑工艺规程的编制该塑件为盖板 ，其零件图如图1所示，本塑件的材料采用工程塑料 ABS,尺寸精度为4级,生产类型为大量生产。技术要求：1零件表面不得有毛刺，内部不得有杂质。2未注圆角半径为R0.53材料：ABS1.1塑件的工艺性分析1.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用工程塑料ABS,属热塑性塑料，是由丙烯腈，丁二烯和苯乙 烯组成的三不共聚物.本身耐热性和溶性比HIPS佳，且具有光泽性.由于 丙烯腈的腈基极性较强，所以冲击强度，拉伸强度及塑料件的表面硬度均 较HI

6、PS佳.综合物理-力学性能更是优良.ABS树脂为浅黄色粒状或珠状 树脂,熔融温度为217-237 C ,热分解温度为250 C以上,无毒,无味,吸水 率低，具有优良的综合物理-力学性能，优异的低温抗冲击性能，尺寸稳定 性，电性能，耐磨性，抗化学药品性，染色性，成型加工和机械加工较好. ABS树脂耐水，无机盐，碱和酸类，不溶于大部分酸类溶剂，而容易溶于醛酮，脂和某些氯化氢中.ABS树脂热变形温度较低，不透明，可燃，耐侯性较 差，其成型性能较好，流动性好，成形收缩率较小（通常为030.8%）, 比热 容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固较快，成型周期短，但吸水性 较大，成形前必须充分干燥，可在

7、柱塞式或螺杆式卧式注射机上成形1.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析121.1 结构分析 从零件图上分析，该零件总体形状为长方体，长度为 120mm,宽度为60伽，高度为20 mm的盖板.盖板内侧有两个侧突,长度为4 伽，壁厚为3 m .由于侧突的存在，模具采用斜滑抽芯机构.此机构既方便 脱模又动作连贯，效率高.1.2.2.2 尺寸精度分析 制件尺寸选用尺寸精度4级（GB/T14486 1993 ）, 零件的尺寸精度中等，对应的模具相关零件的尺寸加工可以得到保证。 从塑件的壁厚来看，壁厚较均匀，有利于制件的成型。1.2.2.3 表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，内部不得

8、有杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以 看出，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得 到保证。1.2计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数计算塑件的体积：V =2669.525mm过程：将制件分成几部分，两个侧突，四个侧壁（不包括圆角部分），底 板（不包括圆角部分）,圆角组成的两个管状部分和半个空心球.两个侧突的体积=2 X L X B X h3=2 X 12 X 4 X 2=192mm四个侧壁的体积=L X B X h =42 X 11 X 2 X 2+102 X 11 X 2 X 2=7904 1mm，底板 的体积=L

9、X B X H=102 X 42 X 2=8568 mni，管状部分 的体积=n(R2-r 2) X h=3.14 X (81-49) X 11+1/2 X 3.14 X (81-49) X 102+1 / 2 X 3.1433X (81-49) X 42=8339.84 m，半个空心球的体积 V =4 / 3 n (R -r ) X河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书0.5=808.027mm13塑件的体积=192+7904+8568+8339.84+808.027=25811.867mm计算塑件的重量：根据设计手册可查得工程塑料ABS的密度为P=1.07g /cm,故塑件的重量为：

10、 W=VP= 25.812 X 1.07=27.61884g采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为XS-ZY-125 型。XS-ZY-125型注塑机的参数：公称注射量：192 cm3 ;注射容量:125克螺杆（柱塞）直径:42mm;注射压力：120MPa ;注塑行程：115mm;注射方式：螺杆式；合模力:900KN ;模板最大行程：300mm;模具最大厚度：300mm;模具最小厚度：200mm;1.3塑件注塑工艺参数的确定查找附录H和参考工厂实际应用的情况，增强ABS的成型工艺参数 可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。注塑温度：

11、包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用160 C 中段温度t 2选用170 C前段温度t3选用190 C ;注塑压力：选用lOOMPa （相当于注塑机表压35kgf ）； 注塑时间：选用30s ;保 压：选用72MPa （相当于注塑机表压25kgf ）; 保压时间：选用5s ;冷却时间：选用30s o第2章注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型 腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构 设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。2.1分型面选择制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型 面的确定，

12、浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具 方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产 条件（包括模具制造的），生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他 设计问题。制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件 （含嵌件）的正视图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制 品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样 便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、 槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽 芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相 垂直，那么应该选择其中能

13、使制品在成型设备工作台安装平面上的投影 面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具 开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平 面开模的，应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置 可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大 的抽芯机构（如杠杆的、液压的、气动的等）；如果是自动旋出螺纹制品 或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求；最后制品位置的选定，应 结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商 品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺 利、确保塑件质量，无损塑件

14、外观、设备利用合理。所以，模具设计中， 分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和 塑件的成型要求来选择分型面。根据以上规则，由于该塑件为盖板，表面质量无特殊要求，且制件 高度不高，所以选择最大截面处为分型面，即下图所示。此外，垂直于轴 线的截面形状比较简单和规范，选择下图所示水平分型方式既可降低模 具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用下图所示 的分型方式较为合理。这样有利于成型后，塑件的脱模。还有利于注塑 时塑料产生气体的排放。2.2确定型腔数目根据经验，模具每增加一个型腔，塑件的尺寸精度要降低4%,故有N3=( M-d%Lz/(d%L z4%)+1将上

15、式简化得N3=(2500M/dL z )-24式中N3-由塑件决定的型腔数Lz-塑件上决定制品精度的一个典型的公称尺寸(伽)M-该Lz尺寸的公差值的1/2d-采用单型腔模具时，该种注塑件能达到的公差系数PSABS PC 可取 d=(0.05-0.07)若N3为负值，则不能达到精度要求.N3=(2500M/dL z )-24=(2500 X 0.2/0.05 X 108)-24=53>0制件尺寸精度满足要求，塑件注塑时采用一模两件.2.3确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇 注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采取如图3所示的型腔排列方式。采用3所示的

16、型腔排列方式的最大优点就是流动支路平衡，这种情 况是指相对于主流道按一定布局分布的各个型腔，从主流道到达各个型腔 的分流道、浇口，其长度、断面形状和尺寸都完全相同、即到达各型腔的 流动支路是完全相同的。只要对各个流动支路加工的误差很小，就能保证 各个型腔同时充模，压力相同。2.4浇注系统设计2.4.1 主流道设计直浇口式主浇道呈截锥体，主浇道入口直径d应大于注射机喷嘴直径 1伽左右.主浇道入口的凹坑球面半径R应大于注射机喷嘴球头半径约 2-3伽.锥孔壁粗糙度Ra± 0.8,主流道锥角为2 ° -4 °过大的锥角会产生湍 流或涡流，卷入空气.主流道的出口端应该有较大

17、圆角r=1/8D,在熔料流量较大,粘度较高 时，大端直径D设计得大些，可用经验公式求出.式中 V 流经主流道的熔体体积K因熔体材料而异的常数，PS类K=2.5 PE PP 的K=4 PA 的K=5 PC 的 K=1.5 POM 的 K=2.1 CA 的 K=2.25V=2V 制 + 2V 分=2X 25.79093+2 X 0.1008576=51.784cm 3D=5. 6 mm根据设计手册查得XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：do= © 4mm喷嘴前端球面半径：Ro = 12mm ；根据模具主流道与喷嘴的关系R = R o + （ 1 2） mmd = d

18、o + （ 0.5 1） mm取主流道球面半径R = 14mm ；主流道出口端圆角半径R=D/8=0.7 伽取主流道的小端直径d = © 5mm主流道衬套的选择如图4所示设计主流道衬套时应注意以下事项：对于小型注塑模，可将主流道衬套 与定位环设计成一个整体，但在多数情况下均分开设计；主流道衬套应选 用优质钢材（如T8A等），热处理后硬度为5357HRC;衬套的长度应与定 模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，否 则不仅会造成溢料，而且还会压坏模具；衬套与定模之间的配合采用H7/m6。图4 主流道衬套242 分流道设计由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主流道转

19、换到模腔，所 以，设计时不仅要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可 能小，而且还要求分流道能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔。从这些 要求出发，分流道应设计得短而粗，但过短过粗时又会增加塑料消耗量， 并使冷却时间延长，另外还会使模腔布置发生困难。因此，恰当合理的 分流道形状和尺寸应根据制品的体积、壁厚、形状复杂程度、模腔的数 量以及所用塑料的性能等因素综合考虑。分流道的种类和截面形状很多, 从压力传递角度考虑，要求有大的流道截面积，从散热少考虑应有小的比 表面积.圆形截面最理想，使用越来越多，方形截面由于脱模困难，多不采 用，梯形截面比表面虽然大些，但因加工和脱模方便，应用广泛，所以分

20、流 道采用梯形截面分流道。以其t/d=2/3-4/5, 梯形侧边斜度5 ° -15 °为宜. 截面尺寸由经验公式计算.但计算结果须按现有刀具尺寸圆整，并校核熔 料剪切速率在5X 102103S-1范围内，方才合理。经验公式d = 0.27 M4 L式中d 圆分流道直径或各截面分流道的当量直径M流经的塑料物料质量L该分流道的长度此长度根据型腔板尺寸确定d =0.27、27.596417 =2.88伽根据刀具圆整为3伽此式适用于壁厚3伽以下，小于200g的塑料。对于高粘度物料，适当 矿大25 %，般分流道直径在310伽，高粘度物料可达1316 mm ,分 流道表面粗糙度常取Ra

21、>0.631.6，以增大外层流动阻力，避免熔流表 面滑移，使中心层有较高的剪切速率。取浇道斜度为10 °根据几何关系可 算出 d1=1.94 m t=3 m2.4.3 浇口的设计浇口是流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部 分，其基本作用是：(1) 使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔。(2) 型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷 却的热料回流。浇口的设计与塑件形状，断面尺寸，模具结构，注塑工艺条件(压力) 及塑料性能等因素有关。浇口截面要小，长度要短，因为只有这样才能 满足增料流速度，快速冷却封闭，便于与塑件分离，以及浇口残痕最小 等要求。

22、根据上面的要求，我采用侧浇口形式。这种浇口不影响塑件外 观，有时可避免宣螺纹。在侧浇口进入或连接型腔的部位，应用圆角以 防劈裂。初选点浇口 (L X W h)为(1 X 2.26 X 1.2 )侧浇口的三个尺寸中， 以深度的最为重要。H控制了浇口畅通开放时间和补缩作用。浇口宽度 W 的大小控制了熔体充模流量。浇口长度L只要结构强度允许，以短为好， 使用L=0.51.5 m浇口深度有经验公式H=nt 式中h 侧浇口深度，中 小型塑件常用h=0.52伽大约为制品最大壁厚的1/32/3 t 塑件壁厚 n 塑件材料系数 PE PS n=0.6 POM PC PP n=0.7 CA PMMA PA n=

23、0.8 PVCn=0.9，浇口宽度的经验公式w=式中 W 浇口宽度 A 塑件外30表面积n塑件材料系数。Q=V 式中t 注塑时间t侧浇口校核=器=012鹉=297 1 04心尺寸设计合理2.5导柱和导套的选择2.5.1 导柱的选择导柱的选择直形导柱和阶梯形导柱的前端都设计为锥形，便于导向。 两种导柱都可以在工作部分带有贮油槽。带贮油槽的导柱可以贮存润滑油， 延长润滑时间。直形导柱用于塑件生产批量不大的模具，可以不用导套。 阶梯形导柱用于塑件大批量生产的模具，或导向精度要求高，必须采用导 套的模具，装在模具另一侧的导套安装孔可以和导柱安装孔采用同一尺寸， 一次加工而成，保证了严格的同轴，本模具采

24、用有肩导柱I型HP匚卜图6有肩导柱导柱直径尺寸随模具分型面处模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大， 导柱间的中心距应愈大，所选导柱直径也应愈大。除了导柱长度按模具 具体结构确定外，导柱其余尺寸随导柱直径而定。本模具导柱选用I型， 直径为25mm。 选用d=25mm,L=100mm,L仁32mm 有肩导柱.2.5.2 导套的选择如图7导向孔可带导套，也可不带导套，带导套的导向孔用于生产 批量大或导向精度高的模具。无论带导套或不带导套的导向空，都不应 该设计盲孔，盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合。 带导套的模具应采用阶梯形导柱。图7带肩导套带肩导套安装需要垫板，装入模板后复以垫板即可，带

25、肩型导套安装 沉孔视导套直径可取为D+（12）。导套长度取决于含导套的模板厚度，其余尺寸随导套导向孔直径而 定。本模具选用d=25mm,L=40mm 带肩 导套。2.6抽芯机构设计由于塑件的外型是内侧凸型，相当于小凸台。它们均垂直于脱模方 向，阻碍成型后塑件从模具脱出。因此成型侧凸时必须做成活动的型芯， 即须设置抽芯机构。本模具采用斜滑块抽芯机构。2.6.1 动作过程和受力分析 分型后，动作上顶杆将一对斜滑快推出模套。斜滑快沿着模套斜向导滑 槽滑动过程中，使斜滑快侧向分型的同时带动塑件沿主型芯轴线脱模。 斜滑快受力分析：在顶杆作用力的推动下，斜滑块克服对主型芯的脱模 力和侧向分型抽拔力，导滑槽

26、与滑块导轨间存在正压力和摩擦阻力，顶 杆和滑块之间存在摩擦力。262 确定斜滑块倾角通过力学公式计算可知，当a > 40 ° K> 1脱模机构承受过大顶出力， 摩擦力过大时，摩擦表面磨损严重，当av 12°接近斜面的自锁角.侧抽距 过小,故取12 ° v a v 40°常用20 °左右.取a=20 °263 确定斜滑块的尺寸根据零件尺寸可知侧距为4伽.由数学三角关系可得最小推行高度 为11伽为了保证滑块能正常工作，滑快推出模套的高度在卧式模具上不 大于斜滑块高度的1/3,所以滑块的高度最小为33伽根据模架结构B+18 &g

27、t; 33 可得 Bmn=15 mm 取 B=25 mm C=63 mm .2.6.4 斜滑块与型芯座的设计2.6.4.1 滑块与型芯座的连接方式设计 本例中侧向抽芯机构主要是用 于成型零件的侧向部分，侧向凸的尺寸较小，考虑到型芯强度和装配问 题，采用燕尾槽结构。264.2 滑块的导滑方式本例中为使模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，为提高滑块的导向精度，装配时可对导向槽或滑块采用配磨、 配研的装配方法。2.6.4.3 滑块的导滑长度和定位装置设计 本例中由于侧抽芯距较短，故 导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可2.7排气系统的设计塑料熔体注入模腔的同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸

28、出 的挥发性气体，排气系统是注塑模设计的重要组成部分.排气不良有很多 危害：增加熔体充模流动的阻力，使型腔不能充满，会使塑件棱边不清 在制品上呈现明显可见的流动痕和熔合缝，其力学性能降低滞留气 体使塑件产生银纹，气孔，剥层等表面缺陷型腔内气体受到压缩后产生 瞬间局部高温，使塑件熔体分解变色，甚至炭化烧焦由于排气不良，降 低了充模速度，增长了注塑成型周期.常用的排气系统设计方法：分型 面排气拼接裂缝利用烧结块冷料井排气槽对于小型模具可利 用分型面排气，本模具的分型面位于塑料溶体流动的末端，易于排气。2.8成型零件结构设计2.8.1 凹模的结构设计本例中模具采用一模两件的结构形式，由于零件尺寸比较

29、大，成型零 件承受高温塑料熔体的冲击和摩擦，在开模和脱模时需要克服与塑件的 黏着力，所以成型零件需要较高的强度和刚度，又由于零件结构简单，凹 模的结构形式采用整体式凹模.根据本例分流道与浇口的设计要求，分流 道和点浇口开在凹模上，如图8所示。2.8.2 滑块的设计滑块相当于成型侧凸的型芯，结构设计如图9所示2.8.3 型芯座的设计 型芯座上设有燕尾槽，结构设计如图10所示。材料：Crwmn 热 处理：淬硬50HRC数量；2个图8型腔1 Un.jJ材料：Crwmn 热 处理：淬硬50HRC数量；4个图9滑块第3章模具设计的有关计算成型零件工作尺寸计算时采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差 和平

30、均磨损量来进行计算。查表得工程塑料(ABS)的 收缩率为Q=0.3%-0.8%Qcp=(0.3+0.8)%/2=0.55%,模具制 造公差 取庐(1/4 ，故平均收缩率为7 1/5 ) .3.1型腔和型芯工作尺寸计算型腔、型芯工作尺寸计算如下：查表获得注塑模成型零件的标准公差值2 mm 25 Jm , 12 mm 43m,7 mm 36 Jm, 20 mm 52 Jm , 108 mm87 Lm, 120 m 87 Lm , 120 m 87 Lm , 60 m 74 Lm按平均收缩率计算模具成型零件工作尺寸型腔径向尺寸 Dm =0.1 Sep d-XU： 'm型芯径向尺寸 dm =

31、.1 Scp D- X .-” m型腔深度尺寸 Hm二1ScpX型芯高度尺寸中心距，型腔内凸台或孔的中心线至侧壁距离，型芯上凸台或孔的中心线至侧壁Lm =1Sc pD,d 一塑件的包容，被包容径向尺寸H，h-塑件的包容，被包容深度，高度尺寸Dm,Dm 一模具的包容，被包容径向尺寸Hm,hm 一模具的包容，被包容的深度，高度尺寸Lm,|m_模具的中心距，单位位置尺寸.：-塑料件尺寸公差-模具成型零件的制造公差Sep 注射塑料物料的平均成型收缩率/.-模具使用过程中的平均磨损量3.2 型芯尺寸的计算：m =0.074 .,0.3dml = 1 S)p D X - | dm, =5 6 . oQ8o

32、m4mdm2 =(1+Scp)DX也:鶴=0. o岛h 0.4 dm2 =116. $7.8mmhlljV Sep H X J Jm =0.043厶=0.140hm =16.193 _0.043mm3.2.1 凹模型腔尺寸计算Dm1=(1+Scp )dX也m =0.087也= 0.40.087Dm1 =120.40mmDm2 飞 1 Sep d-x，0mm =0.0740.30.074Dm2 =66.110mmDm3 = 1SCp id -X.'：.m =0.0.36.1 =0.14X = 0.75Dm3 =8.945omm-.mDm4 = (1 +Scp )Zkm =0.04% =0

33、.14X =0.75 Dm4 =ii.96i00. 0mmHm 二 1 Sep h X0 m： m 0.05220.75Hm =1 9.06° 乔Lm 二 1 Sep L 一亍 埒，m =0.03 '0.16 二拾厂 0.012Lm = 6.0 30 mm1 53.2.1.1 凹模型腔侧壁计算与底板厚度计算成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸。而影响塑料制 品尺寸和公差的因素相当复杂，如模具的制造误差及模具的磨损；塑料 成型收缩率的偏差及波动；溢料飞边厚度及其波动；模具在成型设备上 的安装调整误差、成型方法及成型工艺的影响等。成型零件的工作尺寸 计算，要考虑塑料制品

34、的尺寸公差，所成型塑料的收缩率、溢料飞边厚 度、塑料制品脱模、模具制造的加工条件及可达到的水平等因素。由于 大尺寸模具主要存在刚度问题，要防止模具过大的弹性变形，因此须先 确定许用变形量1.1，用刚度条件式进行壁厚和底板厚度设计计算，再用 强度条件进行校核，设计最终达到强度和刚度条件都满足 25i21 1i2=0.45W50.001W =0.45 12050.001 120 =1.292 W以长边计算L I-25U25 1.292=32.353.2.1.2 整体式凹模矩形型腔侧壁厚度计算。刚度条件计算e cph-iE I；.h cphiE L- 1其中-弓J-0.62(l4/h4 )十964=

35、 1.4463 120/2042120/209672.3 160000323 2.2 61二 14mm1/ 1.446 汉 50 汉 204"3506 汉 2.2 汉 10 x 0.0323 yB 二b 2S = 88mm4(60/20 G =340.9422 34961 1=12mmc'0.942 X 50 X204Y 47.1X160000S = 5 I = !>0.6 x 2.2 x105 x 0.0323 丿V 4263.6S =12L =120+20 =144mm强刚度计算中力学参量有：P-模腔内最大的熔体压力，一般为30-50N/mmE -模具钢材的弹性模量

36、，预硬化塑料模具钢 E=2.2 105N/mm2I-模具强度计算的许用应力，一般中碳钢I -160N/mm2是由屈服极限二300N / mm2 安全系数n二1.875推算出，预硬化塑料模具钢 丨-300N/mm23.2.1.3 整体式矩形底板厚度的计算H=CC4/b432 l4/b414(120/60 )3216 1 1-0.0291''0.029 汇 50 汇 604 乙T = 5 =3mm,2.2 汇10 汇 0.0323 丿总厚=T h =23mm强度条件下计算式：整体式矩形型腔侧壁厚度1h/l _0.41S 二h/ <0.41S =ii当20/120 空 0.41

37、寸S 二 3 50 20 彳=200。= 5.848mmV 300 丿''3ph2 '2*3汉50汇202 "1 E丿300/h/l =20/60 空0.41S =ii二 5.848mm150汉602 '(2X300由刚度和强度计算公式得,模板结构尺寸S和T应取刚度和强度计算值中 的大值。二 18mm综上记得长度方向上S=14mm S1=12mm 厚度方向上T=18mm单型腔板尺寸BX L X H=144 X 88 X 38 双型腔板尺寸BX L X H=144 X176 X 38按标准选择标准模板BX L X H=250 X 250 X 40定模座厚

38、为 25mmA=40mm 即主流道长度L=25+A-H=25+40-7=58mm从而得出主流道内暂存塑料的体积 V=0.890786cm 3 m=1.07 X0.890786=0.953g冷料穴处塑料的体积V Z型拉料杆适用于所有热塑性塑料，也适用 于热固性塑料注塑。由于顶出后从Z形钩上取下冷料井凝料，需要横向 移动，故顶出后无法横向移动的塑件不能采用Z形拉料杆，所以采用锥形拉料杆，取拉料杆直径d= 5 mm.计算冷料穴塑料的体积2亠，2.5104.405 mm质量=1.0 7 X 0 o104405=0.1117g 主流道塑料的质量二0.813g 由于注射机的注射量为= 85g两个塑件的质量

39、为57.13g 则分流道质量为85 57.13 0.953 0.0764 = 26.8406g 单个分流道质量为13.42g 根据经验公式得分流道尺 寸d=0.27.M4L L根据凹模板标准模架，可得知L=17mm(2 4 t d d =0.27jMVT = 2.01 mm根据刀具尺寸圆整 d=3mm 根据135丿经验公式作初步估算，结果需要校核，使得熔料剪切速率r在5 102 103S 范围内，方为合理。6QWh26 16.1190.3 0.32-3.582 103SJ熔料剪切速率r在5 10210S-1范围内，满足要求第4章模温调节系统设计高温塑料熔体在模腔内凝固将释放热量。注塑模存在一个

40、合适的 模具温度。模温调节系统是使整个成型型腔，在整个批量生产中保持 这个合适的温度。对治品质量的影响模温的波动及分布不均匀和模温的不合适这两方面会使塑料制 品质量变坏，模温直接关系制品的成型收缩率。模温波动会使批量生 产制品尺寸不稳定，从而降低制品尺寸精度，甚至出现尺寸误差过大 的废品，这对成型收缩率较大的结晶型塑料影响更为明显。对生产效率的影响冷却时间在整个注塑周期中占50 % -80 %的时间。在保证塑件质量前提下，限制和缩短时间是提高生产效率的关键，让高温熔体尽快 降温固化，模温调节系统应有较高的冷却效率，注入模具的塑料熔体 具有热量，又模具传导，对流和辐射散传于大气和注射机仅占5 %

41、 -30 %，热量大部分由冷水携走。热平衡计算：进行注射过程热平衡计算，就是计算单位时间内熔体固化放出的 热量等于冷却水带走的热量。Qnmp = 4 nG其中Qin为塑料熔体固化所放出的热量j为每千克塑料熔体凝固时放出的热焓量KJ/Kgn为每小时注射次数G为每次注射的塑料用量mp为每小时注射的塑料量Qn =350 況 85 120 3570J mp =85gQout二mwCw tout -tin其中Qut为冷却水每小时从模具携走热量 mw为冷却水每小时用量Cw为冷却水比热容tout为模具的出水温度ti n为进入模具的进水温度由热平衡条件Qout = Qin可得Qin3570mw28 gCw t

42、out -tin4.18750 -20经计算保证冷却水在管道中处于湍流计算，从而获得冷却水的体 积流量V,并确定相应的管径dmw60亍2860 1000= 0.47 10m查表得管道直径d=0. 5x 10-3m 即采用空冷调节系统温度第5章模具闭合高度的确定在支承与固定的零件的设计中，根据经验确定：定模座板：H1=25m;凹模型腔板 H2=40m;动模板 H3=25mm;支承板 H4=40m;垫板 H5=63mm ;动模座板；H6=25mm。因而模具的闭合高度：H= H1+ H2+ H3+H4+H5+ H6=25+40+25+20+40+63+25=218mm第6章注塑机有关参数的校核本模具

43、的外形尺寸为250mmX 250mmX 160mm。YS-ZY-125 型注塑机模 板最大安装尺寸为428mmx 458mm,故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度H=160mm, YS- ZY- 125型注塑机所允 许模具的最小厚度Hmin=200mm,最大厚度H max=300mm,即模具满足ma x的安装条件。经查资料YS-ZY-125 型注塑机的最大开模行程S =300mm, 对于单分 型面模具注塑模> H1+H2+ ( 5 10) mmS> 48mm式中：H1制品所用的脱模距离；H仁20mmH 2 制品 高度；H2=20mm此外，由于斜滑块内抽芯距较短，不会过大

44、增加开模距离，注塑机 的开模行程足够。锁模力校核：高压塑料熔体刚充满模具型腔时会产生沿开模方向的张模力，该张模力 大小等于塑件和浇注系统在分型面上投影面积，乘以分型面上模腔的平 均计算压力q,模具锁模力必须大于张模力，才能防止分型面上产生溢边， 保证塑件在深度方向的尺寸精度，因此，F> Kaq 其中F为注射机的 额定锁模力A为塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm2）q为分型面上模腔的计算压力（N/cm2） K为安全系数通常取1.11.2q 通常为注射压力 的一半 q=P o/2=50Mpa A=120 X 60 X 2+17 X 3 X 2+ n 4=145.1456cm2 F &

45、gt; 50 X 1.2 X 145.1456=8708.736N.经验证，YS-ZY-125 型注塑机能满足使用要求，故可采用第7章绘制模具的总装图和非标零件工作图7.1本模具的总装图和零件图见附图7.2本模具的工作原理模具工作原理：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定 模板上，动模部分固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴 将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时，动模后退， 首先使模具在1-1分型面分型，由于拉料杆12的作用，凝料从浇道被拉出， 流道凝料保留在定模座板上，塑件脱离型腔跟着动模一起后退，此时顶 杆13推动滑块10向前滑行，塑件顺利脱模。合模时，型腔板