冲压件1塑料件1的成型模具CADUG课程设计说明书

1、课程设计指导主题1:冲压件1和塑料件1的成型模具CAD题目:冲压件1和塑料件1成形模CAD专业类别号教师一、设计任务1.冲压件和塑料件1见附产品图，取第一套尺寸。具体任务:1.制定冲压件和塑料件的规定成型工艺，正确选择成型设备；2.合理选择模具结构和必要的工艺计算；3.正确确定模具零件和其他零件的形状和尺寸；4.采用UG软件设计模具，并对模具进行虚拟装配，生成爆炸图，从而验证模具设计的正确性；5.利用UG绘图模块，完成模具装配图和工作零件图；6.撰写模具设计说明书；7.课程设计完成工作量:(1)冲压模具和塑料模具装配图1张(待打印)；冲压模具工作部件的零件图；(2)设计说明书(包括冲压件的冲压

2、工艺卡和塑件的成型工艺参数；模具设计计算过程；UG模具设计流程)。二、设计要求1.在课程设计中，学生要独立思考和学习，学会根据具体情况灵活运用所学知识，不能盲目抄袭其他样本或他人设计；2.课程设计的每一个环节都必须认真细致的完成；3.设计应按计划进行，并保证设计的模具结构合理、操作方便、制造方便、成本低廉，设计图纸符合国家标准和行业标准，以及设计规范；4.设计时间表:(1)冲压工艺、冲压模具设计及绘制模具装配图和工作零件图2天；(2)塑料成型工艺、模具设计及绘制模具装配图和工作零件图2天；(3)写设计说明书，答辩1天(是否答辩由指导老师决定)。5.提交材料(单独包装):(1)设计资料光盘(文件

3、放在以下三个文件夹中:1设计说明书、2重庆亚木居、3住宿木居)(2)纸质印刷材料(冲压模具装配图、注塑模具装配图)序在现代社会，人们的日常生活与工业密切联系，工业及其工业产品触及人类生活的方方面面。很多日常用品都是用模具制作的:比如机动车(大部分)、航空航天仪器、仪器仪表、家用电器、五金制品、塑料管等。，几乎涵盖了整个模具行业，包括钣金制品、塑料件、压铸件等。因此，模具是现代工业生产中生产各种产品(绝大多数)的重要工艺装备，模具制造的工艺水平和更新速度往往制约着上述行业产品的发展和更新速度。业内人士更是敏感地意识到，谁掌握了模具的先进技术并投入规模化生产，谁就掌握了快速抢占市场份额的主动权，从

4、而在激烈的市场竞争中占得先机。在发达工业国家(地区)，如欧美、日本等。，模具制造技术的发展极其迅速。模具制造水平已经成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%2051pla%20%20%20%20/SellInfo/index22_1.htm 模具它是工业生产的基础工艺设备，被称为“工业之母”。75%的粗加工工业零件和50%的精加工零件由模具形成，并且它们中的大多数 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/%20%20%20%2051pla%20%20%20%20/ 塑料产品也是由 HYPERLINK ./

5、%20%20%20%20:/%20%20%20%2051pla%20%20%20%20/SellInfo/index22_1.htm 模具成型。模具作为国民经济的基础产业，涉及到机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业。，并且有着广泛的应用。中国的模具行业也进入了一个快速发展的时期，但是仍然存在很多问题。目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439897 前言3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439898 第一部分冷冲压工艺与模具设计1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376

6、439899 1.0 冲压件制件图1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439900 1.1冲压工艺性分析1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439901 1.2工艺方案确定1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439902 1.3确定模具类型与结构形式2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439903 1.4工艺计算2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439904 1.4.1确定最佳排样方式2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439

7、905 1.4.2计算冲压合力并预选机床3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439906 1.4.3确定冲裁压力中心3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439907 1.4.4确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439908 1.4.5确定弹性元件4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439909 1.5选择和确定磨具主要零件的结构与尺寸4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439910 1.5.1 工作零件的结构与尺寸设计4 H

8、YPERLINK l _RefHeading_Toc376439911 1.5.2 其他板的尺寸5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439912 1.5.3模架的规格5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439913 1.5.4 模具闭合高度的计算5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439914 1.6校核所选压力机5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439915 1.7编制工作零件机械加工工艺卡6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439916 第二部分塑料

9、成型工艺与模具设计6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439917 2.0 塑料件制件图6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439918 2.1工艺性分析7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439919 2.1.1塑件的结构、精度、质量分析7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439920 2.1.2 ABS性能分析7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439921 2.1.3 ABS的注射成型过程与工艺参数7 HYPERLINK l _RefHeading_

10、Toc376439922 2.2 拟定模具的结构形式8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439923 2.2.1 分型面位置的确定8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439924 2.2.2 型腔布置8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439926 2.2.3注射机型号的确定8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439927 2.2.4 注塑机的相关参数的校核9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439932 2.3 浇注系统的设计10 HYPERLINK l

11、 _RefHeading_Toc376439933 2.3.1 主流道设计10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439934 2.3.2 分流道的设计10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439935 2.3.3 浇口的设计11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439936 2.3.4 校核主流道剪切速率11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439937 2.3.5 冷料穴的设计与计算11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439938 2.4成型零件的结构

12、设计与计算11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439939 2.4.1成型零件的结构设计11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439940 2.4.2 成型零件钢材的选用12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439941 2.4.3 成型零件工作尺寸的计算12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439942 2.4.4 成型零件尺寸与动模垫板厚度的计算15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439944 2.5模架的确定15 HYPERLINK l _Ref

13、Heading_Toc376439945 2.5.1 各模板尺寸的确定15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439946 2.5.2 模架尺寸的校核16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439947 2.6 排气槽的设计16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439948 2.7 脱模推出机构的设计16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439949 2.7.1推出方式的确定16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439950 2.7.2脱模力的计算16 HYP

14、ERLINK l _RefHeading_Toc376439952 2.7.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439953 2.8 冷却系统的设计17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439954 2.8.1 冷却介质17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439956 2.8.2 冷却系统的简单计算17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439979 2.9 导向与定位结构的设计18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc37

15、6439980 2.10 编写机械零件加工工艺18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439981 第三部分冲压模、注塑模UG设计19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439982 3.1冲压模具设计19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439983 3.2塑料模具设计28 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439984 结束语35 HYPERLINK l _RefHeading_Toc376439985 参考文献36第一部分是冷冲压工艺和模具设计。1.0冲压件图纸如下图所示，工件材质为

16、Q235，厚度t=1mm，表面不允许有明显划痕。设计该零件的成型模具。图1.1零件图1.1冲压工艺分析1.材质:该零件材质为Q235，为普通碳素工具钢，厚度1.0mm，冲压性能良好。2.该零件结构简单，拐角处有R1和R3的圆角，冲孔为 10，工艺性好。3.尺寸精度。零件的尺寸精度为IT13-14。检查公差表以获得:;； ；;； 结论：适合冲压。1.2工艺计划的确定工件包括落料和冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案:方案一:先下料，后打孔。采用单步模具生产。方案二:落料-冲孔和复合冲压。采用复合模具生产。方案三:冲孔-落料和级进模。采用级进模生产。方案中一个模具结构简单，但需要两个模具两个工序

17、，生产成本高，生产率低，难以满足大批量生产的要求。第二种方案只需要一副生产效率高的模具，工件精度高。第三种方案只需要一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度没有复合模高。通过对以上三种方案的分析比较，该零件采用方案二的复合模成形。1.3确定模具类型和结构。1.这部分质量要求不高。板厚1.0mm，孔边3mm，可以选择倒装复合模。2.定位方式的选择:用两个导向销控制带材的进给方向，用止动销控制带材的进给进度。3.卸料卸料方式选择:采用弹性卸料。下部，上模刚性顶部。4.导向方式的选择:为了操作方便，模具采用后导柱导向方式。冲压件形状简单，精度低，批量生产中等。为了延长模具的使用寿命，采用了导向、弹

18、性卸料、下卸料的模具结构。1.4过程计算1.4.1确定最佳布局方式。确定最佳布局方法，计算材料利用率规格。该零件有两种布局方式:直线布局和反向布局，如下所示:图1.2直排图1.3直行查冲压手册表2-18，最小搭接值为:工件之间1.2毫米，侧面1.5毫米。工件面积:4810+409+328-2010-52 = 817.5 mm2行:取2 mm的搭接边值。材料宽度B=32mm，步距l = 50mm材料利用率:= 817.5(3250)= 51.1%右图:取2mm的搭接边值。材料宽度B=32mm步距l = 94mm材料利用率: = (817.5 2) (32 94) = 54.4%对比直排和对排两种

19、排样方式，虽然对排的材料利用率高，但两者相差只有3个百分点左右。相对于3%的材料利用率，模具制造和设计成本的附加成本和制造难度远大于节约的成本；就这款产品而言，选择垂直对齐的方式，就这款产品而言，无论是从模具设计的难度，还是制造成本的节约，都是既经济又容易操作的。因此采用直线布局。选择棒材规格:1mm900mm1200mm，可以切割37根棒材，每根棒材可以冲压18根。总材料利用率 = 37 18 817.5 (900 1200) = 50.4%。1.4.2计算冲压力，预选机床。L=482+282+102+10=203.4 t=1.0=450 MPa冲压力：F=Lt=203.41.0450=91

20、530 N选择倒装复合模:顶出力等于零。冲压工艺及模具设计见表3-9 KX=0.05 KT=0.055。卸载力:FX=KXF= 915300.05=4576 N推力:如果刃口高度为10mm，那么n=10/1=10。FT = ktfN = 915300.05510 = 50342N冲压力:f = f+FX+ft = 91530+4576+50342 = 146448n147 kn根据压紧力，预选J23-16曲柄压力机。标称压力(千牛)160最大关闭高度(毫米)220工作台尺寸(左右x前后)450X300模具手柄规格30X50滑块行程(毫米)30关闭高度调节(毫米)60表1.2压力机主要参数1.4

21、.3确定下料压力中心。X1=7X2=2X16=14X17=24Y1=0Y2=5Y16=5Y17=19L1=14L2=10L16=10L17=10 X0 =24 Y0 = 13 所以去X0=24，Y0=13为模具压力中心。1.4.4确定冲裁凸模和凹模的工作边尺寸。冲裁是根据冲裁模计算的，冲裁凸模是根据模具和最小间隙计算的，也可以根据模具的实际尺寸和间隙值准备。在冲裁凸模计算的基础上，准备冲裁凹模凸模的实际尺寸和间隙值。通过匹配处理计算冲孔和下料尺寸。间隙值见冲压工艺及模具设计表3-4，Zmin=0.1，Zmax=0.14。冲裁模磨损后变大:； ； ； ； ； 凹模公差按磨损系数查冲压工艺与冲模设

22、计表3-5，x0.5或0.75。中心尺寸凹模磨损后不变，尺寸有；凹模公差按落料凹模磨损后变小尺寸，凹模公差按按上述尺寸制造出凹模，凸模按其实际尺寸配做，保证合理间隙0.1-0.14mm。冲孔凸模磨损后变小尺寸，凹模公差按1.4.5确定弹性元件。聚氨酯橡胶允许承受比弹簧更大的载荷，而且安装调整方便，所以选用橡胶。卸载力为:f卸载= 4.6kn。橡胶高度:H自由=H工作/(0.25 0.3) = 26.7 32，取30。式中H功=t+1+H磨=1+1+6=8。橡胶面积:A=F卸载/p = 17602 9158 mm2其中p为橡胶预压(按10%-15%H自由)，取0.26-0.5。1.5选择和确定磨

23、具主要零件的结构和尺寸。1.5.1工作部件的结构和尺寸设计1.凸凹模:为了便于加工，凸凹模设计成直通式，垫板上固定一个M6沉头螺钉，与凸凹模固定板的配合为H7/m6。总长度l = h固定板+h卸料板+(h橡胶-h预压)= 16+10+30-4mm = 53mm；2.模具:模具采用薄模结构，薄模厚度尺寸(参考单工序模具厚度计算方法:h = ks = 0.35 48 = 16.8mm)为18mm。凹模厚度尺寸c = (1.5-2) h = 27-36其中Ks为0.20-0.30，0.22取自冲压工艺和模具设计表3-15。凹边长度l 48+2 (27-36) = 102-120mm，取125mm；B

24、 28+2 (27-36) = 82-100mm，取100mm；因此，模具尺寸为125mm100mm18mm。3.冲孔凸模:冲孔凸模为阶梯形，与凸模固定板匹配为H7/m6。总长度:l = h固定板+h凹模+h空心垫板= 14+12+18mm = 44mm，末端长度:L1=L/2=22mm。4.模具刚度检查凸模尺寸较大，模具强度较大，不需要校核模具强度。只需检查小冲头。采用带指导的检查公式。小冲头:单个冲头上的力。KN FT=14.130.055=0.8 KN F合=F+FT=14.93 KNLmax95=77.8mm22mm.无导向：可行。1.5.2其他电路板的尺寸参考典型组合结构GB2872

25、.1-81打孔垫1251006凸模固定板12510016卸载板12510010空心垫板12510012凸模固定板125100141601256打孔垫模板的规格上模座12510030 GB2855.5-81下模座12510035 GB2855.6-81手柄B40100 GB2862.1-81导向套A22H78028 GB2861.6-81导柱A22h6160 GB2861.1-811.5.4合模高度的计算h = 30+6+14+12+18+10+27+16+6+35-1 = 173毫米。1.6检查选定的压机。J23-16压机:公称压力160KN；滑块120的行程(次/分钟)；将连杆长度调整到45

26、毫米；最大充模高度220mm，最小充模高度175mm，台面尺寸(前后左右)300mm450mm，模柄孔尺寸(直径深度)3050；电机功率为1.5KW.检查以上所有参数，除模具闭合高度小于最小充模高度外，其他参数均符合要求；要解决闭合高度的问题，只需要在模具下面垫一块普通的木板就可以了。1.7准备工作零件的加工工艺卡。表1.2模具加工工艺规范卡凹模材料Cr12硬度58-62HRC加工工艺规范序列号进程名加工能力一个准备好材料锻造(退火)130105232粗轧机铣六个面，尺寸为125.3100.319。注意两个主平面和两个相邻边用标准角度尺测量，满足基本垂直要求。三平面磨削将两个主平面的厚度打磨至

27、14mm，打磨四个边，使相邻两个边垂直，垂直度为0.02mm/100mm。四适当的1.划线:标出每个孔的中心线和凹模的穿线孔；2.钻孔:钻螺纹、销底孔、母模孔穿线孔；3.铰孔:将螺孔铰至要求；4.攻丝:对螺纹进行攻丝以满足要求。五热处理淬火和低温回火使材料的硬度达到58-62HRC。六平面磨削六面抛光消除淬火变形和氧化皮，达到工艺要求的尺寸。七消磁消除坯料的剩磁八线切割切割凹模的型腔，留有0.01-0.02的磨削余量。九适当的将凹模腔壁侧面打磨至尺寸，粗糙度为0.8 m。10试验根据图纸进行检查第二部分是塑料成型技术和模具设计。2.0塑料零件的图纸如下图所示，工件材质为ABS。要求确定零件的成

28、型工艺参数，设计成型零件的模具，编制模具的加工工艺。图2.1塑料零件图2.1制造性分析2.1.1塑料件的结构、精度和质量分析外观该塑料件为实心塑料件，长方体，T型薄壁结构。薄壁部分厚度为2mm和4mm，厚壁部分厚度为6mm，中间有两个 8和 4通孔。整体尺寸不大，所以成型工艺性好。精密零件上所有未提及的公差符合IT14，其余尺寸为:，100.18，拔模ABS是无定形塑料，成型收缩率小，冲头拔模角度为1。2.1.2 ABS性能分析性能:综合性能好，冲击强度和机械强度高，尺寸稳定，耐化学腐蚀，电气性能好；注射成型工艺；易于成型和加工，其表面可镀铬，适用于制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零

29、件。可成形性未成型的塑料。品种很多，每个品种的机电性能和成型特点也不一样。成型方法和成型条件应根据品种而定。吸湿性强。含水量应小于0.3%(质量)，且必须充分干燥。表面有光泽的塑料件应预热并长时间干燥。中等流动性。边缘飞边约为0.04毫米.模具设计时应注意浇注系统，选择好进料口和形式。当推力过大或加工时，塑件表面会出现白色痕迹。ABS的主要性能指标表2.1 ABS的主要技术指标密度吸水率(%)收缩率熔点抗张强度弯曲强度硬度HB1.02-1.160.2-0.40.4-0.7130-16050兆帕80兆帕9.7R1212 . 1 . 3 ABS的注塑工艺和工艺参数灌浆法成型前的准备。检查ABS的颜

30、色、粒度和均匀性。由于其高吸水性，ABS在成型前应充分干燥。注射过程。塑料件的注射筒加热塑化至流动状态后，通过模具的浇注系统进入模腔成型。该过程可分为五个阶段:充型、压实、保压、回流和冷却。塑料零件的后处理。处理介质为空气和水，处理温度为60-75。处理时间为16-20秒。注射工艺参数注射机:螺杆式，螺杆转速为30r/min。枪管温度():后端150 170；中段165 180；前段180 200。喷嘴温度(): 170 180。模具温度(): 50 80。注射压力(MPa): 60 100。成型时间:30(注射时间为1.0，冷却时间为20.4，辅助时间为8)。2.2拟定模具的结构形式。2.2

31、.1分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖横截面积最大的底面上，有利于开模取出塑件。位置如图2.2所示。图2.2分型面的位置空腔布局空腔数量的确定。这种塑件的精度一般在2 3级之间，而且是批量生产，所以可以采用一模多腔的结构。同时，考虑到塑件尺寸与模具结构尺寸的关系，基于制造成本和各种成本等因素，初步确定为一模两腔的结构。确定型腔排列形式多型腔模具应尽可能以平衡的方式排列，并应紧凑，与浇口位置对称。由于本设计选用一模两腔，所以呈直线对称布置，如图2.3所示。图2.3型腔数量的排列模具结构的确定此模具设计为一模两腔，呈直线对称布置。推出结构由推杆推出，流道对称平衡，浇口进料侧

32、浇口，在分型面上开启。选择单分型面注塑模具。2.2.3注塑机型号的确定注射量的计算估计塑料零件的体积。单个塑料件的体积为:V塑料= 3.152cm3对于单个塑料的质量，请参考塑料产品的成型和模具设计。如果ABS的密度=1.02g/cm3，那么M塑料= =3.1521.02g=3.23g浇注系统冷凝水体积的初步估算。浇注系统冷凝液的确切数值在设计前无法确定，但可以根据经验按塑件体积的0.2-1倍估算。由于本次采用的流道简单短，浇注系统的冷凝液按塑料件体积的0.2倍估算，一个模具有两个型腔，因此一次注射入模具型腔的塑料熔体总体积为vTotal = v plastic(1+0.2)2 = 3.152

33、2.4 cm3 = 7.6 cm3。从2中选择注射机得到vTotal =7.6cm3，结合教材塑料制品成型与模具设计(4-18)得到vTotal/0.8 = 9.5cm3，根据以上计算，初始注射量为78cm3，注射机型号为卧式注射机，主要技术参数如下:表2.2注塑机主要参数理论注射量(厘米)七十八螺杆直径(毫米)30注射压力(MPa)170注射速率(克/秒-1)60夹紧力(千牛)450拉杆间距(毫米)280250注射行程(毫米)220模板的最大厚度(mm)300模板的最小厚度(毫米)100喷嘴的孔口直径(毫米)4模具定位环直径(mm)55喷嘴球的半径(毫米)SR202.2.4检查注塑机的相关参

34、数。根据注射压力校准表，ABS所需注射压力为80-110MPa，这里p0=100MPa，注射机标称注射压力=170MPa，注射压力安全系数K1 = 1.25 1.4，这里k1=1.3，则:K1 P0 = 1.3 100 = 130 Pgong。夹紧力检查塑料零件在分型面A塑料上的投影面积A =2046-422-222=795mm2浇注系统在分型面上的投影面积A，即直浇道冷凝液(包括浇口)在分型面上的投影面积A，可以根据多型腔的统计分析来确定。一次浇注为每个塑件在分型面上投影面积的0.2 0.5倍。因为流道设计简单，分流比较短，这里采用浇注A =0.2A塑料。分型面上塑料零件和浇注系统的总投影面

35、积为a，则总a =n(一次浇注+一次成型)=21.2A成型=21.2795mm2=1908mm2。模腔的膨胀力f膨胀，然后f膨胀=A总P模量=190835N66.78KNp是空腔的平均计算压力值。通常取注射压力的20% 40%，周长大致在25 40 MPa。ABS属于中粘度塑料，有精度要求的塑料件，所以P模是35MPa。由表2.2可得，这台注塑机的名义锁模力Flock =450kN，锁模力的安全系数为:K2 = 1.1 1.2，此处k2=1.2，则K2F膨胀= =1.266.78KN80.2KNF f锁定，所以注塑机合模力合格。检查其他安装尺寸，直到模板选定，结构尺寸确定。2.3浇注系统的设计

36、2.3.1主跑道设计主流道通常位于模具中心的塑料熔体入口处，它将从注塑机喷嘴注射的塑料熔体引导到分流道或型腔中。其形状为圆锥形，便于塑料熔体的流动和流道内冷凝物的顺利抽出。主流道的尺寸直接影响熔体的流速和填充时间。此外，由于反复接触高温塑料和喷嘴，主流道始终算作可拆卸的主流道衬套。1.主流道尺寸主流道长度:小模L的长度尽量小于60mm。在本设计中，最初取50毫米进行设计。主流道小端直径:d=注射机喷嘴尺寸+(0.5 1) mm = 5mm。主槽大端直径:D=d+2L，主槽= 10毫米，其中 = 3。主流道球面半径:SR=注射机喷嘴球半径+(1 2) mm = 12mm。球面的配合高度:h =

37、4.5mm毫米.2.主流道冷凝液量v Master =l Master(R2 Master+R2 Master+R Master R Master)/3 = 2.3 cm33.主流道等效半径RN = (5+2.5)/2mm = 3.75mm4.主流道的浇口套应是一体的；主流道小端入口与注射机喷嘴反复接触，容易磨损，对材料要求严格。设计中常采用碳素工具钢(T8A或T10A)，热处理淬火后的表面硬度为50 5055HRC。2.3.2分流通道设计设计时应考虑流道的布置，使流道内的压力损失最小，尽可能避免熔体温度下降。同时还要考虑流道的容积和压力平衡，所以采用平衡流道。由于流道设计简单，根据两个型腔的

38、结构设计，流道的长度较短，因此在设计时可以适当选择较小。分流通道的单边长度l为15毫米。流道的等效直径基于塑料零件的结构尺寸和质量以及模具的结构。查表得到转轮的等效直径D =3mm。转轮的截面形状常用的转轮截面形状有圆形、梯形、U形等。为了便于冷凝液的加工和脱模，流道大多设计在分型面上。本设计采用梯形截面，加工工艺性好，塑料熔体热损失和流动阻力小。分流通道的截面尺寸为(长边短边高)。冷凝水分流长度L的体积=30mm，截面积As=7.13mm2得分v =L得分As=307.13mm3=213.9mm3检查分流通道的剪切率。图2.4注射时间的确定:参考塑料成型工艺和模具设计表4-8，t=1.0s是

39、可以接受的。计算分流通道的体积流量:q =(V +V)/t = 3.4cm3/s。公式得分=3.3q得分/R3得分= 3.33.4103/(3.14(3/2)3)= 1.1103s-1。分流道的剪切速率介于主流道和分流道的最佳剪切速率5102-5103s-1之间，分流道熔体的剪切速率合格。对流道表面粗糙度和流道拔模斜度的要求不是很低。一般Ra 1.25 2.5微米，这里取Ra 1.6m。另外，拔模角一般在5 10之间，这里拔模角为8。闸门设计塑件要求无裂纹和变形缺陷，表面质量高。一模两腔用于注射。为了调节充模的剪切速率和闭合时间，使用了侧浇口。其截面形状简单，易于加工，试模后易于校正，在分型面

40、上开模，从型腔边缘进料。1.侧浇口尺寸的确定计算侧门的深度。根据塑料成型工艺及模具设计表4-9，侧浇口的常见尺寸为1.2 1.4 mm，根据塑件质量，这里的浇口深度h为1.2 mm。根据表4-10计算侧门宽度。侧浇口经验数据b = 1.5 5.0 mm，其中b=2mm取值。根据表4-10计算侧浇口的长度。侧浇口长度的经验数据为0.5 0.75 mm，这里，取L-浇注= 0.7 mm检查侧门的剪切率a)浇注等面积R2 =bh计算浇口等效半径，等效半径R =(bh/)1/2。b)检查闸门的剪切率。查塑料成型工艺和冲压模具设计表4-8确定注射时间，t=1.0s较好。计算浇口的体积流量，q浇注=V塑料

41、/T = 3.152 cm3/1.0s = 3.152103 mm3/s。计算闸门的剪切率:浇注=3.3q浇注/R3浇注=5.0103s-1。矩形侧浇口的剪切速率处于主流道和支流道的最佳剪切速率。5 103 5 104，故闸门剪切率合格。2.3.4检查主流道的剪切率。1.确定注射时间:参考塑料成型工艺和模具设计表4-8，t=1.0s是可以接受的。2.计算主通道的体积流量:Q main =(V main+V minute+V plastic)/t = 5.67103 mm3/s。3.从经验公式R main = 3.3q main/R3 main = 1.13102。4.主流道中熔体的剪切速率小于

42、浇口与分流道之间的最佳剪切速率5 102 5 103s-1，因此主流道中熔体的剪切速率不合格。考虑到整个流道系统的设计和塑件的成型质量，修改方案可以改善成型工艺，这里不修改主流道的尺寸。2.3.5冷料腔的设计计算冷料穴位于成型镶件上，正对着主流道，其作用主要是收集熔体前沿的冷料，防止冷料进入模腔，影响产品的表面质量。在这种设计中，只有主流道设有冷料孔。由于塑件的表面压痕对塑件的影响很小，使用推杆推出塑件，所以使用与Z形拉杆相配合的冷料孔。开模时与推杆同步移动，使塑件随浇注系统冷凝液一起取出。2.4模制件的结构设计和计算2.4.1模制零件的结构设计1.凹模结构设计。阴模是成型产品外表面的成型部分

43、。根据结构的不同，可分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶嵌式四种。根据塑件的结构分析，设计采用一模两腔，因此设计采用整体嵌入式凹模。在凹模上，台阶用于固定小型芯成型塑件上的孔。结构设计如下:图2.5模具图2.6小型核心2.4.2成型零件用钢的选择根据对该成型塑件进行的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性与良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能，且该塑件为中批量生产，故选择 。2.4.3 成型零件工作尺寸的计算工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以与中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必

44、须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。采用教材塑料成型工艺与模具设计表4-5中的平均尺寸计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中的公差计算。凹模径向尺寸的计算 L1=mm ，相应的塑件制造公差1=0.62mm；L2=mm ；相应的塑件制造公差2=0.52mm；L3=mm ,相应的塑件制造公差3=0.36mm ；L4=mm ,相应的塑件制造公差3=0.3mm ；mmmmmmmm式中，是塑件的平均收缩率，查塑料成型工艺与模具设计表1-2可得ABS的收缩率为0.3%0.8%，所以其平均年收缩率；x1、x2、x3、x4是系数，查塑料成型工艺与模具设计表4-5可知x一般在0

45、.50.8之间，此处取x1=x2= x3= x4=0.6；1、2、3、4分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；、是塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取（下同）。（2）凹模深度尺寸的计算塑件高度尺寸的最大值mm，相应的mm mm （3）型芯径向尺寸计算Ls1=mm，mm；Ls2=mmmm mm mm （4）型芯高度尺寸计算mm，mm;mm,Mm mm mm （5）孔间距尺寸计算； mm mm 2.4.4 成型零件尺寸与动模垫板厚度的计算1. 凹模尺寸计算 a）凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度与型腔压强与凹模的深度有关，根据型腔的布置，模架初选200mm160mm的标准模架，其厚度根据塑料成型工艺

46、与模具设计表4-19中的刚度公式计算。 ，计算时；，其中， ， 时，；时，；时，。式中，p是型腔压力（MPa），E是材料的弹性模量（MPa）；h=W，W是影响形变的最大尺寸，而h=6mm，是模具刚度计算许用形变量，根据注射塑料的品种：m=0.023mm式中，m=0.918mb）凹模底部厚度的计算 根据塑料成型工艺与模具设计表4-19的刚度公式计算，算时，其中计算时；，其中 =0.03，=0.025mm T=3.17mm2.5 模架的确定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56302 ，又考虑到凹模最小壁厚、导柱、导套的布置等等，再参考塑料成型工艺与模具设计4

47、.12.4中小型标准模架的选型经验公式和表4-38.可确定选用模架序号为3号，模架结构为A1型。2.5.1每个模板尺寸的确定型腔板(固定模板)是整体式的。综合考虑型腔的强度和刚度、螺钉、销钉、导柱和套筒的位置以及冷却通道孔的开口，参照表3.3和3.4确定为160mm160mm20mm。模板:160毫米160毫米40毫米衬垫:160毫米31毫米50毫米推杆固定板:160mm 94mm 12.5mm推板:160毫米94毫米16毫米模座板:200毫米160毫米20毫米活动底板:200 mm160 mm20 mm合模高度:H=20+20+40+50+20mm=150mm2.5.2检查模板尺寸。根据选择

48、的注射机检查模具设计的尺寸。1.模具平面尺寸为160mm 160mm 370mm 320mm，经检查合格。2.模具高度尺寸为100 mm150mm300mm(模具最大最小厚度)，经检查合格。3.开模行程C = 50mm 270mm，校核合格。2.6排气槽的设计该塑件利用型芯与固定板之间的配合间隙和分型面排气，不需要单独的排气槽。2.7脱模及推出机构的设计2.7.1下水方式的确定由于塑件与顶出机构的接触面形状不规则，经过综合比较，推杆顶出法是该塑件的最佳顶出方法。2.7.2脱模力的计算1. 塑件端面为矩形， ，它的脱模力计算公式（薄端），式中，,2. 塑件端面为矩形，它的脱模力为（厚端）同上，则

49、有圆柱型芯的脱模力，脱模力公式（厚端）2.7.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压应力1. 推出面积2.推出应力合格。2.8冷却系统的设计冷却介质ABS是一种中等粘度的材料，其成型温度和模具温度分别为200和50 80。因此，模具温度初步选定为50，模具采用常温水冷却。2.8.2冷却系统的简单计算1.单位时间内注入模具的塑料熔体的总质量wa)塑料产品的体积V = v+ v+ min+V = 3.1522+2.3+0.2139 cm3 = 8.82 cm3。b)塑料产品的质量m=V=8.821.02克=9克c)查表得tCooling =20.4s，取注射时间tInjection =1.0s，脱模

50、时间tStripping = 8.0s，则注射周期:t = t cooling+t injection+t tripping = 20.4+1.0+8.0s = 29.4s .因此，每小时注射次数:N=3600/29.4 =122。d)确定单位时间内注入模具的塑料总质量:w = nm = 122 9g = 1.098kg2. 确定单位质量的塑料在凝固时所放出的热量，查表可知ABS的单位热流量的值在（310400）之间，故可取=370。3. 计算冷却水的体积流量qV 设冷却水道入口的水温为，出水口的水温为，取水的密度=1000，水的比热容。则根据公式可得：qV=4. 确定冷却水路的直径d 当qV=0.001时，查表可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水道直径d=8mm。5. 冷却水在水管的流速=6. 求冷却水管壁与水交界面的膜传热系数h 因为平均水温为23.5，查表可得，则有：7. 计算冷却水通道的导热总面积AA=8. 计算模具所需冷却水管的总长度9. 冷却水道的根数x，假设每条水道的长度,则冷却水道的根数为：x=因此，可以在固定模板上设置两个冷却通道来冷却塑料件。2.9导向