塑料注塑模設(shè)計說明書

1、課程設(shè)計說明書題目塑料注射模設(shè)計學(xué)院（系）：機(jī)械工程學(xué)院年級專業(yè)：級模具班學(xué)生姓名:任務(wù)分工：A0圖三維建模word指導(dǎo)教師:1塑件分析41.1尺寸分析41.1.1 外形尺寸 41.1.2 塑件圓角 41.1.3脫模斜度41.1.4尺寸精度51.2成型性能分析 51.3 PC 材料的成型工藝參數(shù) 52擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 62.1分型面位置的確定 62.2型腔數(shù)量的確定 72.3型腔排列形式的確定 73注射機(jī)型號的確定和注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 3.1注射機(jī)型號的確定 73.1.1 注射量的計算 3.1.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 3.1.3 選擇注射機(jī)83.2注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 93.2.

2、1 注射壓力校核 93.2.2 鎖模力校核 94澆注系統(tǒng)設(shè)計 104.1主流道設(shè)計104.2分流道的設(shè)計 114.2.1 凝料體積124.2.2 校核剪切速率 12134.2.3分流道的表面粗糙度和脫模斜度 4.3澆口的設(shè)計 134.3.1 澆口形式的選擇 144.4冷料穴的設(shè)計 155成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 155.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 155.2成型零件鋼材選用 165.2.1塑料模剛材的性能要求： 165.2.2 凹模的技術(shù)要求： 16523 型芯的技術(shù)要求： 165.3成型零件工作尺寸的計算 165.3.1 型腔徑向尺寸 175.3.2 型腔深度尺寸 175.3.3 型芯徑向尺寸 1

3、85.3.4 型芯高度尺寸 195.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 195.4.1 凹模側(cè)壁厚度的計算 195.4.2動模板厚度的計算 196模架的確定196.1各模板尺寸的確定 206.2模架各尺寸的校核 217排氣槽的設(shè)計 218脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 228.1推出方式的確定 228.2脫模力的計算229加熱系統(tǒng)的設(shè)計 2310冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 2310.1 冷卻介質(zhì)2310.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 2310.3凹模型腔與型芯冷卻水道的設(shè)置 2511導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 2512總裝圖2613參考文獻(xiàn)隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù) 興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)

4、也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡 量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的 發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國的高度重視 和贊賞。在日本，模具被譽為“進(jìn)入富裕的原動力”，德國則冠之為“金 屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模 具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，就把模具技 術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大 型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就 是將塑料

5、先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿 或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其 中固化成型。本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模 具來生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，通過 此次設(shè)計，使我對單分型面?zhèn)葷部谀＞叩脑O(shè)計有了較深的認(rèn)識。同時，在 設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知 識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī) 構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識，拓寬了視野，豐富了知 識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。摘 要：注射模進(jìn)行了實體及工

6、藝分析，并按照其要求選定材料，分析材料的特性及工藝參數(shù)。選擇了注射機(jī)的類型并對其進(jìn)行了校核。對成型零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和 工作尺寸以及動模墊板厚度的計算。最后，完成了模具裝配圖和三維立體圖。1塑件分析1.1 尺寸分析1.1.1外形尺寸塑件的壁厚應(yīng)使各部分均勻，避免太薄，否則會應(yīng)引起收縮不均勻使塑件變形或產(chǎn)生氣泡，凹陷等成型問題。塑件壁厚一般在16mm之間。而最常用的數(shù)值是23mm大型塑件的壁厚也有比6mn更大的，這都隨塑料 類型及塑件的大小而定。壁厚還與流程有密切相關(guān)。本塑件的壁厚均勻， 為2mm又由于塑件外形尺寸不大，塑件熔體流程不太長，適合于注射成 型。如圖所示。材料：PC1.1.2塑件圓

7、角在塑件設(shè)計過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，改善塑件的 流動情況及便于脫模，在塑件的各面或內(nèi)部連接處，應(yīng)采用圓弧過渡。另 外,塑件上的圓角對于模具制造和機(jī)械加工及提高模具強(qiáng)度，也是有利的本塑件中未注圓角為R1-R2。1.1.3脫模斜度為保證塑件很好的脫模，塑件應(yīng)有一定的脫模斜度，最小脫模斜度與 塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關(guān)。材料質(zhì)脆、硬的，脫模 斜度要求大。本塑件內(nèi)表面外表面都有脫模斜度 ，參考表2-10選擇該塑件 型芯和凸模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。1.1.4尺寸精度依據(jù)材料類型查表2-3，得出塑件各尺寸為MT31.2成型性能分析該塑件所用材料為聚碳酸酯（PC1

8、無定型塑料，熱穩(wěn)定性好，成形溫度范圍寬，超過330C才呈現(xiàn)嚴(yán)重分解，分解時產(chǎn)生無毒.無腐蝕性氣體。2. 吸濕性小，但水敏性強(qiáng)，含水量不得超過0.2%,加工前必須干燥處 理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。3. 流動性差，溢邊值為0.06mm左右，流動性對溫度變化敏感，冷卻 速度快。4. 成形收縮率小，如成形條件適當(dāng)，塑件尺寸可控制在一定公差范圍 內(nèi)，塑件精度高。5. 可能發(fā)生應(yīng)力開裂，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)嚴(yán)格控制成形條件，而噴 嘴應(yīng)加熱，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴。6. 粘度高，但對剪切作用敏感。澆注系統(tǒng)宜設(shè)冷料穴。進(jìn)料口附近有 殘余應(yīng)力，必要時可采用調(diào)節(jié)時進(jìn)料口，模溫一般取70C120C為

9、宜，應(yīng)注 意頂出均勻，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火。7. 料筒溫度對控制塑料質(zhì)量是一個重要因素，料溫低時會造成缺料，表面無光澤，溫度高時易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色有泡。注射壓力 宜咼不宜低。8. 模溫對塑件質(zhì)量影響很大，薄壁塑件宜取80C100C厚壁塑件宜取 80C120C模溫低則收縮率.伸長率.沖擊韌性打，抗彎.抗壓.抗拉強(qiáng)度低。 模溫超過120C則塑件冷卻變慢，易變形粘模，脫模困難，成型周期長。9. 成性收縮率為0.6%。1.3 PC材料的成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格干燥溫度（0）:110-120成型時間（s）注射時間1-5時間（h） : >24高壓時間20-90料筒溫度C）后

10、段210-240冷卻時間20-90中段230-280總周期50-130前段240-285螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）25-40噴嘴溫度（C）240-250后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度（C）70-110溫度（C）70注射壓力（Mpa）70-130時間（h）1注射機(jī)類型螺桿式噴嘴結(jié)構(gòu)直通式|2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式2.1分型面位置的確定塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔 打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動 模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則：（1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而 且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置

11、在動模的一側(cè)，將型芯 設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利 脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動 模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于 脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（2 ）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。（3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。（4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點可以 不必考慮。不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計方法，都必須首先確定分型面,因為模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。在選擇分型面時，根據(jù)分 型面的選擇原

12、則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量、便于清除毛刺及飛邊、有 利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分模后塑件留在動模一側(cè)及便于取出塑件等 因素，通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在端面截面積最大且有利 于開模取出塑料的底平面上，如圖所示。2.2型腔數(shù)量的確定該塑件可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu) 尺寸的大小關(guān)系，以及制造費用和各種成本等費用，初步定為一模兩腔的 結(jié)構(gòu)形式。2.3型腔排列形式的確定多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置， 且要力求緊湊，并與澆口開設(shè) 的部位對稱。由于該設(shè)計選擇的是一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)， 以方便澆口排列和模具的平衡。3注射機(jī)型號的確定和注射機(jī)相關(guān)參

13、數(shù)的校核3.1注射機(jī)型號的確定3.1.1注射量的計算塑件體積：V塑二15. 92cm塑件質(zhì)量：塑 = ：-'V塑 二 15.92 1. 2g = 19.104g式中，"取 1.2g/cm3。3.1.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng) 驗按照塑件體積的0.21倍來估算。由于本次采取流道簡單并且較短，因 此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 0.5倍來估算，故一次注入模具型腔塑料 熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和 2個塑件體積之和）為V總=7塑 1 0. 5 2 = 15. 92 1.5 2cm3 二 47. 76cm53.1.3

14、選擇注射機(jī)根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V塑二47. 76cm5，則有V = 47 76/ 0. 7 = 68 23）m。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量3為104cm，注射機(jī)型號為XS-ZY-125,其主要技術(shù)參數(shù)見下表：3理論注射容/ cm104模板取大行程/mm300螺桿柱塞直徑/mm30最大模板厚度/mm300注射壓力/MPa150最小模板厚度/mm200注射行程/mm160合模形式液壓一機(jī)械注射時間/s1.8定位圈尺寸/mm100螺桿轉(zhuǎn)/ rLmin-110-104噴嘴球半徑/mm12鎖模力/kN900噴嘴孔半徑/mm43.2 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核3.2.1注射壓

15、力校核查表可知，所需注射壓力為70130MPa這里取Po=10OMPa，該注射機(jī) 的公稱注射壓力p公=150MPa，注射壓力安全系數(shù)kl=1.251.4,這里取 卡1.3,則：kipo=1.3 100=130< P公，所以，注射機(jī)注射壓力合格。3.2.2鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積 Ai ,則A塑二2640.74 mm澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A澆，即流道凝料（包括澆口）在分型 面上的投影面積A澆的數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。A澆是 每個塑件在分型面上的投影面積 A塑的0.20.5倍。由于本例流道設(shè)計簡 單，分流道相對較長，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。這里

16、取A澆=0.5* A塑。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A總，則A總二 n A塑A澆 i；二 21. 52641mm = 7922mrn模具型腔內(nèi)的脹型力F脹，則F脹二 A p模 二 7922 30N 二 237. 66KN式中，P模是型腔的平均計算壓力值， P模是模具型腔內(nèi)的壓力，通 常取注射壓力的20%40%大致范圍為2540MPa對于粘度較大的精度較 高的塑料制品應(yīng)取較大值。 P模應(yīng)取30MPa查表可得該注射機(jī)的公稱鎖模力 F鎖二900KN，鎖模力安全系數(shù)k2 =1.11.2這里取 k2 =1.2,則：k2f = 1.2尸脹=1.2 x 237 66 = 285 20KNc 90C

17、KN所以，注射機(jī)鎖模力合格，對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定， 結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。4澆注系統(tǒng)設(shè)計4.1主流道設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止 的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對 塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度 降和壓力損失最小。（1）主流道尺寸由上述可知：噴嘴球半徑：R =12mm噴嘴孔直徑:d =4mm主流道通常設(shè)計在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔 出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角a為26度，現(xiàn)取錐角a =4度,流道表 面粗糙度Ra< 0.8卩m主流道長度：小型模具L應(yīng)

18、盡量小于60mm本設(shè)計中初取35mm®行 設(shè)計。主流道小端直徑：4=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm=4+1=5mm主流道大端直徑：d' =d生主怡門/ 28.35mm主流道球面半徑：SR0=a射劑噴嘴球頭半徑+（12）mm=（ 12+2） mm=14mm球面的配合高度為35mm現(xiàn)取為3mm（2）主流道的凝料體積：3. 14=33隘r主R主主)35(4. 25 4.25 2.5 2.54. 25 2.5)=1.69cm3(3)主流道當(dāng)量半徑：Rn =(25 勺/ 2二3-335nm(4)主流道澆口套的形式主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較 嚴(yán)，因而模

19、具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道澆口套形式，澆口 套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度5055HRC澆口套與模板間配合采用H7/m6的過渡配合，與定位圈采用 H9/f9間隙配合。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨分開兩 種，現(xiàn)選取整體式，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。4X帆禮011尉圖3主流道澆口套4.2分流道的設(shè)計分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速 率等因素有關(guān).該塑件的體積比較大但形狀并不復(fù)雜，且壁厚均勻，縮短分 流道的長度，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證.從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為U形的分流道.查有關(guān)的手冊, 選擇R=2.5m

20、m.由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心 部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra并不 要求很低，一般取1.6卩m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體 的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以 保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。分流道設(shè)計原則如下：1）分流道對熔體的阻力要小，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過渡。2）各型腔均衡進(jìn)料，各分流道的截面積和長度都要對應(yīng)相等，各支分 流道長度應(yīng)一致，并盡量取短，平衡式布置的分流道能滿足這點。3 ）表面粗糙度要求達(dá)到Ra0.8為宜。4 ）分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。5 ）通常分

21、流道開設(shè)在模具的一邊，有利于開模時將流道凝料脫出。6）分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并利用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動及填充。本設(shè)計采用U型斷面分流道，切削加工在一塊模板上，加工容易實現(xiàn)， 且表面積不大，熱量損失和阻力損失不太大，推薦直徑為 4.89.5 mm, 取6mm分流道長度不宜太長，取單邊為 40mm4.2.1凝料體積1）分流道的長度L=40*2=80mm2 ）分流道截面積為=:29.217mm3 ）凝料體積 V分 = L分A分 二 80 29.217 二 2337.6mm 二 2. 338cm54.2.2校核剪切速率1）確定注射時間：查表 4-8，可取t=1.6s2 ）計算分流

22、道體積流量：2. 04515. 9161.6cm3 / s = 11. 226cm3/s3 ）剪切速率二 567.298s-13. 3q分 3. 311.2261000-jtR分兀 x 2. 753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1500 5000 s之間，所以，分流道內(nèi)熔體剪切速率合格。4.2.3分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，此處取Ra1.6卩m另外，其脫模斜度一般在5°到10°之間，這里取8°。4.3澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵 部分。模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求

23、比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一 步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量 影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆 口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一 定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項原則：a. 盡量縮短流動距離。b. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。c. 必須盡量減少熔接痕。d. 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。e. 考慮分子定向影響。f. 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。g. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。h. 注意對外觀質(zhì)量的影響。4.3.1澆口形式的選擇由于該塑件外觀質(zhì)量要求高，澆口的位置和大小還是要不能太影響塑 件的外觀

24、，同時，也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選的澆口形式有幾種方案，如下：(1)方案一：側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，有塑件側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口斷面易取矩形 形狀(必要時用圓形)，它能方便地調(diào)節(jié)剪切速率，充模流量速率，流動狀 態(tài)和澆口封閉時間，并可以靈活地選擇塑件進(jìn)澆位置，廣泛使用于多腔模 中，適用于表面質(zhì)量要求不高的產(chǎn)品)。(2) 方案二：點澆口，又稱針點澆口，它也是一種常用的澆口形式，通常用于流動 性較好的塑料制品。點澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖所示,if制圖4-18點澆口的結(jié)構(gòu)略式綜上所述，對塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較 ，由于塑件的尺寸及表面精度要求不高，從

25、模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮，確定成型該塑件的 模具采用點澆口的形式。（采用方案二）4.4冷料穴的設(shè)計當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前面的熔體塑料的溫度較低，形成 冷凝料頭，為了防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，在進(jìn)料口的末端 的動模板上開設(shè)一洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個洞穴就是冷料穴。 它的作用是儲存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷 料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端的直 徑。為了使主流道 凝料能順利地從主流道襯套中脫出， 往往是冷料穴兼有 開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在動模一邊的作用。本設(shè)計選用z型拉料桿。5成型

26、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型塑件外表面的部件，按其結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和組合式。 整體式凹模是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點是為強(qiáng)度好，不易 變形，塑件表面光滑平整，沒有鑲拼的痕跡。用于小型且形狀簡單的塑件 成型。本塑件結(jié)構(gòu)簡單，凹模設(shè)計成通孔，且深度比較淺，易加工，故可 采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。（2）凸模（即型芯）的結(jié)構(gòu)設(shè)計本塑件結(jié)構(gòu)較簡單，該塑件設(shè)有5個型芯，一個大型芯，四個小型芯, 型芯固定在動模板上。5.2成型零件鋼材選用5.2.1塑料模剛材的性能要求：（1）機(jī)械加工性能良好（2）拋光性能優(yōu)良（3）耐磨性和抗疲勞性能好（4）芯部強(qiáng)度高(5

27、) 具有耐腐性能(6) 有一定的熱硬性5.2.2 凹模的技術(shù)要求：材料：Cr12MoV熱處理：HRC3842表面粗糙度：型腔表面 Ra0.8，配合面Ra1.6表面處理：表面鍍鉻，拋光凹模加工：模套與模塊錐面配合嚴(yán)密處配制加工5.2.3型芯的技術(shù)要求：材料：T10表面粗糙度：型芯表面 Ra0.8，配合面Ra1.6型芯加工：同軸度高處配制加工5.3成型零件工作尺寸的計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 加工精度和質(zhì)量決定了塑件的精度和質(zhì)量，工作尺寸的計算受塑件尺寸精 度的制約。查手冊得出PC的平均收縮率0.6。531型腔徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6 ;

28、取x=0.7。凹模型腔徑向尺:Lmo z 二(1 Scp)Ls -0.75 ：0 z式中：Lm -凹模徑向尺寸(mmLs-塑件徑向工稱尺寸(mmScp-塑件的平均收縮率為0.6%-塑件的公差值(mm)S z -模具的制造公差(mm),對于中小型件，取S z = /5 ;Ls1 =31打.32 mmLs2 =580. 40 mmLm1o z 二(1Scp)Ls -O.7oz-(10. 6%) 31 - 0.70. 32oO.O64=30. 96謬.064 mmLm/ <( 1 綣山-O.7 ：oz二(10.6%) 58 - 0.70. 4000.08=58. O6(00.08mm5.3.2

29、型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6 ;模具的制造公差S z = /5 ; 取 x= 0.6。凹模型腔深度尺寸：Hmo'z 二(1Scp)Hs - 0. 6 o z 式 (4-11)式中：Hm 凹模深度尺寸(mmHs 塑件高度公稱尺寸(mr)Hs1 =42.28 0. 56mmHs2 =2.12 J)-24mmHmi。z =( 1Scp)Hs 一 0. 6:：o z二(10. 6%) 42. 28 一 0. 60. 56。0.112=42. 19。0.112 mmHm2° z =(1Scp)Hs -0.6 ：° z二(10. 6%) 2. 12 0.60

30、. 24 00.0481. 9900.048mm5.3.3型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6 ;模具的制造公差S z = /5 ;取 x=0.6。型芯的徑向尺寸：(Am)0* 二(1Scp)As - 0.6 】z式中：Am 型芯徑向尺寸(mmAs 塑件徑向公稱尺寸(mmS z 型芯制造公差(mmAs1=27°0.28 mm氐=5 °0.14 mm(編)0z 二(1ScpA06 ：、z=(1 + 0. 6%)漢 27 十 0. 6 域 0. 28紅.05627. 33_0.056 mm(州2)【、z =(1Scp)As20.6=°z=(1 + 0. 6

31、%尸 5 + 0. 6 咒 0. 14乙.028=5. 11°. 028mm534型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6 ;模具的制造公差S z = /5 ;取 x=0.6。型芯的高度尺寸：(hM)z =( 1Scp)Hs06z式中：hM 型芯高度尺寸(mmHs 型芯深度尺寸(mr)Hs1=39.72 00.56 mmHs2 =1.88 00.24 mm(hMi)、z =(1Scp)Hsi0.6：°z= (1+0. 6%)x 39. 72 + 0.6 x 0. 560o. 112=40. 29°!). 112 mm5皿2幾 二（1Scp）Hs10.6_、

32、z=（1 + 0. 6%）漢 1.88 + 0. 6 漢 0. 24 00.0480=2. 03ngmm5.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 5.4.1凹模側(cè)壁厚度的計算凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)凹模深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置，模架初選 180mm*315mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度根據(jù)表4-19的剛度公式計算。4335 424,4 1 4 1mm二 31. 53mm(3ph、3(3 35 42、3S =()(5)2EQ2 漢 2. 1 漢 105 漢 0. 0248式中，p是型腔壓力，E是材料彈性模量（MPa）,p是模具剛度計算 許用變形量。根據(jù)注射塑料品種，、p =25 2 =25 0.707 =24

33、.8m = 0.0248nm式中，i2 = 0.45 421/50.001 42打=0.992E由于型腔采用直線對稱結(jié)構(gòu)布置，為結(jié)構(gòu)緊湊，故兩個型腔之間壁厚滿 足結(jié)構(gòu)設(shè)計就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定， 根據(jù)估算模板平面尺寸選用180mm*315mm，它比型腔布置的尺寸大得多， 所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要求。542動模板厚度的計算動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型 腔布置，模架應(yīng)選在180mm*315mm這個范圍之間，墊塊之間的跨度大約 為180-32-32=116mm,那么根據(jù)型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以 計算得到動模墊板的厚度，即1 1

34、十, PA 335匯2640疋2 乜T = 0. 54L()3 = 0.54 116 (5)3mm= 29.31mmEL6p2. 1 x 10x 315 漢 0. 032式中，p=252 =25 1.28 = 32.01m = 0.032mm,其中，i2 =0.45 1161/5 0.001 116m =1.28L是兩個墊塊之間的距離，L1是動模墊板的長度，A是兩個型芯投影到 動模墊板上的面積。故動模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取32mm6模架的確定考慮到凹模最小壁厚，導(dǎo)柱導(dǎo)套的布置等，再同時參考4.12.4中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗公式和表4-38，可確定選用模架序號為4號(W*L=180mm*315m

35、m模架結(jié)構(gòu)為 P4型。6.1各模板尺寸的確定1) A板尺寸。A板是定模型腔板，凹模深度為42mm又考慮在模板上還 要開設(shè)冷卻水道，還需留出足后夠的距離，故 A板厚度取53mm2) B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取25mm3) C板(墊塊)尺寸。墊塊二推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+ (5s 10)mm=42+16+12.5+(5s 10) mm=75.5ms80.5mm參考標(biāo)準(zhǔn)值選定C為80mm4）經(jīng)上述尺寸的計算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號為4號，模架結(jié)構(gòu)形式為P4型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸：寬*長*高=250mm*315mm*260mm6.2模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來校

36、核模具設(shè)計的尺寸：1 ）模具平面尺寸250mm*315mmv260mm*360（mm桿間距），校核合格。2 ）模具高度尺寸260mm 200mm<260mm<300mm具的最大高度和最小 高度），校核合格。3 ）模具的開模行程S = H H2 a （5 1C）mm= 542 36 （5 1C）mm 88 93mm： 300nm（開模行程），校核合格。7排氣槽的設(shè)計在塑料填充的過程中，模架型腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料中吸 附的水分在受熱后蒸發(fā)為水蒸氣，以及塑料受熱局部分解，放出某些低分 子揮發(fā)性氣體等。此外，有些塑料在凝固過程中，由于體積收縮也會放出 氣體，這些氣體如果不能被熔融

37、塑料順利地排出型腔，塑件會由于填充不 足而出現(xiàn)氣泡接、縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫， 使塑料焦化。在許多情況下，可利用模具的分型面間的間隙自然排氣。例如，小型 制品的排氣槽不大，如果排氣點正好在分型面上，就可利用分型面間的微 小間隙排氣，而不必再專門開設(shè)排氣槽。但若制品在成形時產(chǎn)生的氣體較 多，型腔最后充滿的部分不在分型面上，或者制品上具有局部薄壁，就要 考慮開設(shè)排氣槽。此塑件為小型塑件，由于該模具為鑲拼結(jié)構(gòu)，含有多個型芯，故可以 利用型芯與型芯之間的間隙、型芯與模板之間的間隙進(jìn)行排氣，這樣不但 有利于氣體排出，還可以改善原有的加工難度和便于維修。8脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計注射成型

38、的每一周期中，必須將塑件從模具型腔中脫出，這種把塑件從型腔中脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，也可稱為頂出機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則：(1) 盡量使塑件留在動模上。(2) 使制品在推出過程中不變形不損壞(3) 推出動作可靠，更換推出零件容易(4) 使脫模后的制品有良好的外觀。8.1推出方式的確定本塑件采用脫模板推出方式。8.2脫模力的計算圓柱大型芯的脫模力：圓形塑件的內(nèi)孔與壁厚之比10,所以此塑件為薄壁塑件。2二tESL cos (f -tan :)0. 1A 二 2413.55 N式中，F(xiàn)是脫模力(N; E是塑料的彈性模量(Mfa)，查表4 - 24;L是

39、被包型芯的長度(mm ；丿是塑料的泊松比(查表 4 - 24);是脫模斜度；f是塑料與鋼材之間的摩 擦因數(shù)，查表4 - 24;A是塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積(mn2);K2是由f和決定的無因次數(shù),K2 =1 f sin cos =10.31 sin 1 cos1 =1.018.3校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力(1) 推出面積A-i(562 -502)m m2 = 499.51mm24 222A26 mm = 113.01mm4(2) 推出應(yīng)力1.2Fcr =A1.2 FAA2499.51 113.01 MPa皿側(cè)際趣唄抗壓強(qiáng)度)，合格。9加熱系統(tǒng)的設(shè)計因PC的成型溫度為280

40、C,而且流動性能為中性，同時在注射時模具 溫度要求為70-110 C,所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加 熱。10冷卻系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計冷卻通道時，應(yīng)遵循如下原則：1. 冷卻水道數(shù)量盡可能多，孔徑盡可能大。2. 冷卻水孔至型腔表面的距離盡可能相等。3. 強(qiáng)化澆口處的冷卻。4. 降低冷卻水出入口處的溫度差。5. 冷卻水道應(yīng)避免設(shè)在塑件熔接痕處。6. 合理確定冷卻水接頭位置。10.1冷卻介質(zhì)PC屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為280C和70C110 C。所以，模具溫度初步選定為100 C。10.2冷

41、卻系統(tǒng)的簡單計算(1)單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W1 )塑料制品的體積V 68.23cm32 )塑料制品的質(zhì)量m = P = 1.268. 23g = 81.88g = 0.08188Kg3 )單位時間塑料熔體的注射次數(shù)塑件壁厚為3mm查表得t冷=10.6s。取注射時間t注J.6s，脫模時間 t脫=8s則注射周期.t t注+t冷+t脫=仇6+ 10.6+ 8)s= 20. 2s。由此得每小時注射次數(shù)：N =(3600/ 20.2)次：178次4 )單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W 二 Nm 二 1780. 0818&g/ h = 14. 57kg / h(2)確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 Qs查表直接可知PC的單位熱流量Qs的值為270 kJ /kg。(3) 計算冷卻水的體積流量qV設(shè)冷卻水道入口的水溫為 出=22°C,出水口的溫度為十=25°C，取水的密度qVWQ14. 57270（4）0. 00522