塑料端蓋注塑成型模具的設(shè)計(jì)匯總

1、桂林電子科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目： 塑料端蓋注塑成型模具的設(shè)計(jì) 系 部： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 起迄日期: 2010年12月10日 2010年12月30日指導(dǎo)教師: 教研室主任： 目 錄一、塑件成型工藝性分析51、塑件的分析52、ABS的性能分析53、ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)6二、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式61.分型面位置的確定62.型腔數(shù)量和排列方式的確定73.注射機(jī)型號(hào)的確定8三、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)91、主流道的設(shè)計(jì)92.分流道的設(shè)計(jì)103.澆口的設(shè)計(jì)124.校核主流道的剪切速率135.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算13四、 成型零

2、件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算131. 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132. 成型零件鋼材的選用163. 成型零件工作尺寸的計(jì)算164、成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算19五、模架的確定201.各模板尺寸的確定202.模具各尺寸的校核21六、排氣槽的設(shè)計(jì)22七、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)221.推出方式的確定222.脫模力的計(jì)算22八、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)231、冷卻介質(zhì)232、冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算233.凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置24九、導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)25十、 總裝圖和零件圖的繪制25十一 參考文獻(xiàn)25塑料端蓋注射模課程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為一塑料端蓋，塑料材料為ABS，如圖所示。要求如下：1） 塑件壁厚為3mm,4塊肋板厚度為2

3、mm,塑件的質(zhì)量要求不允許有裂紋和變形缺陷；2） 脫模斜度為30 -1o;3） 塑件為大批量生產(chǎn)；4） 尺寸公差按照課本所標(biāo)出的尺寸公差設(shè)定。注：圖中字母的實(shí)際數(shù)字按照題目一覽表中的數(shù)據(jù)選擇，數(shù)據(jù)的單位為mm.數(shù)據(jù)：（兩人一組，請(qǐng)選擇其中一組數(shù)據(jù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。（mm）題號(hào)d0d1D1D2D3h1h2Ls481521838993394956.5設(shè)計(jì)如下圖1-1所示的的一塑料端蓋，闡明注射模的設(shè)計(jì)過程。塑件的質(zhì)量要求是不允許有裂紋和變形缺陷；脫模斜度為301°；塑件材料為ABS,大批量生產(chǎn)，塑件公差按模具設(shè)計(jì)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖1-1一、塑件成型工藝性分析1、塑件的分析（1） 外形尺寸 改塑

4、件壁厚3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長，適合用于注射成型，如上圖所示。（2） 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。（3） 脫模斜度 ABS屬于無定型塑料，成型收縮率較小，參考表2-10選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。2、ABS的性能分析（1） 使用性能 綜合性能良好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。（2） 成型性能1） 無定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型

5、方法及成型條件。2） 吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于0.3%（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。3） 流動(dòng)性中等。溢邊料0.04mm左右。4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口的位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。（3） ABS的主要性能指標(biāo)如下表表1 密度/g.cm-31.02=1.08屈服強(qiáng)度/MPa50比體積/cm3.g -1）0.80.98拉伸強(qiáng)度/MPa38吸水率(%)0.20.4拉伸彈性模量/MPa1.4×103熔點(diǎn)/130160抗彎強(qiáng)度/MPa80計(jì)算收縮率(%)0.40.7抗壓強(qiáng)度/MPa53比熱容/J.(kg. ) -1

6、1470彎曲彈性模量/MPa1.4×1033、ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)（1） 注射成型過程1) 成型前的準(zhǔn)備。對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。2) 注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。3) 塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為6075，處理時(shí)間為1620s。（2） 注射工藝參數(shù)1) 注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min。2) 料筒溫度（）：后段150170； 中段165180； 前端180200。3）噴嘴溫

7、度（）：170180。4）模具溫度（）：60805）注射壓力(MPa): 80110.6)成型時(shí)間（s）：30（注射時(shí)間取1.6，冷卻時(shí)間20.4，輔助時(shí)間8）二、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式1.分型面位置的確定通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上。其位置如圖1-2所示圖2-1 分型面的選擇2.型腔數(shù)量和排列方式的確定（1）型腔數(shù)量的確定 該塑件采用的精度一般在2-3級(jí)之間，且為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑料件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。（2）型腔排列形式的確定 多型腔模具盡

8、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(duì)稱。由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模兩腔，故采用直線對(duì)稱排比，如圖 1-3所示圖 2-2（3）模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，對(duì)稱直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)和擬采用脫模板推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板和脫模板。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模。3.注射機(jī)型號(hào)的確定（1）注射量的計(jì)算 通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積： V塑=66.729cm3塑件質(zhì)量： m塑

9、=V塑=66.73×1.02g=68.1g式中，參加表【1】4-44可取1.02g/cm3. (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(jì)之前是不能確定的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.21倍來估算。由于本次采用流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2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(gè)塑件體積之和）為V總=V塑（1+0.2）×2=66.729×1.2×2cm3=160.15cm3 (2-1) (3) 選擇注塑機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入型腔的塑料總質(zhì)量V總=160.15cm3,并結(jié)合式（

10、4-18）則有【1】：V總/0.8=160.15/0.8cm3=200.188cm3。根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱注射量為250cm3, 注射機(jī)型號(hào)為SZ-250/100臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表2。表2 注射機(jī)主要技術(shù)S參數(shù)理論注射容/cm3250移模行程/mm300螺桿柱塞直徑/mmV注射壓力/MPa45最大模具厚度/mm380150最小模具厚度/mm220注射速率/g.s-1135鎖模形式雙曲肘塑化能力/g.s-145模具定位孔直徑/mm110螺桿轉(zhuǎn)速/r.min-116170噴嘴球直徑/mm35鎖模力/kN1000噴嘴口孔徑/mm4拉桿內(nèi)間距/mm400x400 (4)注射機(jī)的相關(guān)

11、參數(shù)的校核1）注射壓力校核。查表4-1可知，ABS所需要注射壓力為80110MPa,這里取p0=100MPa,該注射機(jī)的公稱注射壓力p公=150MPa,注射壓力安全系數(shù)k1=1.251.4，這里取k1=1.3,則： k1 p0=1.3×100=130<p公，所以，注射機(jī)注射壓力合格。2）鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積A塑，則 A塑= （932-152 -4×52）mm2=6534mm2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澆數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑的0.20.5倍。由于本

12、例流道設(shè)計(jì)簡單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。這里取A澆=0.2 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=n(A塑+A澆)=n(A塑+0.2 A塑)=2×1.2 A塑=2×1.2×6534 mm2=15682 mm2模具型腔內(nèi)的脹型力F脹，則 F脹=A總p模=15682×35N=548856N=548.87kN式中，p模 是型腔的平均計(jì)算壓力值。p模 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的2040，大致范圍為2540MPa。對(duì)于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。ABS屬中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故取35M

13、Pa。 查表4-45可得該注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖=1000kN,鎖模力安全系數(shù)為k2=1.11.2，則 k2 F脹=1.2 F脹=1.2×548.87=658.64<F鎖，所以，注射機(jī)鎖模力合格。 對(duì)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。 三、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。（

14、1） 主流道尺寸1） 主流道的長度：小型模具L主 應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取50mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。2） 主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm=（4+0.5）mm=4.5mm。3) 主流道大端直徑：d= d+2 L主tan8mm，式中=2°。4） 主流道球面半徑：SR0=注射機(jī)噴嘴球頭直徑+（12）mm=(12+2)mm=14mm。5） 球面的配合高度：h=3mm。（2） 主流道的凝料體積 V主=L主(R²主+r²主+ R主r主)=×50×（4.5²+2.25²+4×2.25）mm³=1

15、377.7 mm³=1.38cm³（3）主流道當(dāng)量半徑 Rn =mm=3.125mm（4）主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A 或T10A），熱處理淬火表面硬度為5055HRC，如圖 1-4 所示。如圖 1-42.分流道的設(shè)計(jì)（1）分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同

16、時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。（2）分流道的長度 由于分流道設(shè)計(jì)簡單，根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長度L分取35mm，如圖1-3所示。（3）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量m塑=v塑=68.1×1.02g=69.46g<200g，根據(jù)式（4-16），分流道的當(dāng)量直徑為D分=0.2654 =0.2654×× mm=5.3mm(4) 分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U形，六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上，本設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑

17、料熔體的熱量散失，流動(dòng)阻力均不大。（5）分流道截面尺寸 設(shè)梯形的下底寬度為x，底面圓角的半徑R=1mm，并根據(jù)表4-6設(shè)置梯形的高h(yuǎn)=3.5mm，則該梯形的截面積為A分=(x+3.5 tan8) ×3.5 再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為4.4mm的圓面積相等，可得 （x+3.5tan8°）×3.5=，即可得：x6mm，則梯形的上底約為7mm，如圖1-5 所示。圖1-5（6）凝料體積 1）分流道的長度L分=35×2=70mm。 2）分流道截面積A分= ×3.5mm2 =22.75 mm2 。 3)凝料體積V分=L分A分=70×22.75=15

18、92.5mm31.59cm3。(7)校核剪切速率 1）確定注射時(shí)間：查表4-8，可取t=2s。 2）計(jì)算分流道體積流量：q分=(V分+V塑)/t=(1.59+68.1)/1.6 cm3/s=111.5 cm3/s. 3)由式（4-20）可得剪切速率 r分=Error! Reference source not found.s-1=3.6×103 s-1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5×1025×103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。（8）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，一般取Ra1.252.5um

19、即可，此處取Ra1.6um。另外，其脫模斜度一般在5°10°之間，這里取脫模斜度為8°。3.澆口的設(shè)計(jì)該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設(shè)在分裂面上，從型腔的邊緣進(jìn)料，塑件輪轂和外周有4條肋板相連，而澆口正對(duì)其中一對(duì)肋板，有利于向輪轂和頂部填充。（1） 側(cè)澆口尺寸的確定1） 計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù)表4-10，可得側(cè)澆口的深度h計(jì)算 公式為 h=nt=0.7×3mm=2.1mm 式中，t是塑件壁厚，這里t=3mm；n是塑件

20、成型系數(shù)，對(duì)于ABS，其成型系數(shù)n=0.7。 在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，澆口深度常常先取小值，以便在今后試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)表4-9中推薦的ABS側(cè)澆口的厚度為1.21.4mm，故此處澆口深度h取1.3mm。 2） 計(jì)算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)表4-10，可得澆口處的寬度B的計(jì)算公式為B= =cm=2.54cm3cm式中，n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS其n=0.7；A是凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件的外表面面積）。3）計(jì)算側(cè)澆口的長度。根據(jù)表4-10，可得側(cè)澆口的長度一般選用0.72.5mm，這里取L澆=0.7mm。（2）側(cè)澆口剪切速率的校核1）計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得R2澆=Bh，由此矩

21、形澆口當(dāng)量半徑R澆=()0.5。2）校核澆口的剪切速率確定注射時(shí)間：查表得4-8，可取t=2s：計(jì)算澆口的體積流量：q澆=V塑/t=68.1/1.6=42.56cm3/s=4.256×104mm3/s。 計(jì)算澆口的剪切速率：由式（4-20）可得：r澆=3.3qv/(Rn3),則()1.5r澆=s-1=3.3×4.256×104/3.14×(3×1.3/3.14)1.5=2.08×104 s-1。該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×1035×104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。4.校核

22、主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積（澆口的體積太小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。（1） 計(jì)算主流道的體積流量 q主=（V主+V分+nV塑）/t=（1.38+0.86+2×68.1）/1.6cm3/s=86.51cm3/s-1（2） 計(jì)算主流道的剪切速率R主=3.3q主/（R主3）=3.3×86.51×103/（3.14×3.125³）s-1=2.98×103s-1主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×1025×103s-1

23、之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)僅有主流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。四、 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算1. 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模，如圖 1-6 所示。（2） 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型

24、芯） 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有兩個(gè)：一個(gè)是成型零件的內(nèi)表面的大型芯，如圖 1-7所示，因塑件包緊力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分；另一個(gè)是成型零件的中心軸孔內(nèi)表面的小型芯，如圖 1-8 所示，設(shè)計(jì)時(shí)將其放在定模部分，同時(shí)有利于分散脫模力和簡化模具結(jié)構(gòu)。將這幾部分裝配起來，如圖1-9所示。圖 1-6凹模嵌件圖 1-7大型芯模嵌件圖 1-8小型芯2. 成型零件鋼材的選用根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞強(qiáng)度性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所

25、以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20（美國牌號(hào)）。對(duì)于成型塑件外圓筒的大型芯來說，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼Cr12MoV。而對(duì)于成型內(nèi)部圓筒的型芯而言，型芯較小，但塑件中心輪轂包住型芯，型芯需散發(fā)的熱量較多，磨損也比較嚴(yán)重，因此也采用Cr12MoV，型芯新中心通冷卻水，如圖1-10所示。3. 成型零件工作尺寸的計(jì)算采用表4-15中的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。（1）凹模徑向尺寸的計(jì)算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：ls1=93+0.3 -0.2mm=93.30 -0.5mm，相應(yīng)的塑件制造公差1=0.5mm，ls2=89+0.3

26、 -0.2mm=89.30 -0.5mm,相應(yīng)的塑件制造公差2=0.5mm。LM1=(1+Scp)l s1- X11 =(1+0.0055)×93.3-0.6×0.5+0.083 0mm =93.51+0.083 0 mm LM2=(1+Scp)ls2- X22 =(1+0.0055)×89.3-0.6×0.5+0.083 0mm =89.49+0.083 0mm式中，Scp塑件的平均收縮率，查表1-2可得ABS的收縮率為0.30.8，所其平均收縮率Scp=0.0055；X1、X2是系數(shù)，查表4-15可知X一般在0.50.8之間，此處取X1= X2=0.

27、6；1、2分別是塑料上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；是塑料上相應(yīng)尺寸制造公差，對(duì)于中小型塑料件取Z=（下同）。（2）凹模深度尺寸的計(jì)算 塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸Hs1=39±0.1mm=39.10 -0.2mm,相應(yīng)的s1=0.2mm；塑件輪外凸臺(tái)高度的最大尺寸Hs2=5+0.1 0mm=5.10 -0.1mm,相應(yīng)的s2=0.1mm。HM1=(1+Scp)Hs1- X11 =(1+0.0055)×39.1-0.63×0.2+0.033 0mm =39.19+0.033 0HM2=(1+Scp)Hs2- X22 =(1+0.0055)×5.1

28、-0.65×0.1+0.017 0mm =5.06+0.017 0式中，X1、X2是系數(shù)，查表4-15可知一般在0.50.7之間，此處取X1=0.63，X2=0.65。（3）型芯徑向尺寸的計(jì)算1）動(dòng)模型芯徑向的計(jì)算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：Ls1=83+0.2 -0.1mm=82.9+0.3 0mm,s1=0.3mmlM1=(1+Scp)ls1+ X11 =(1+0.0055)×82.9+0.7×0.30 -0.05 mm =83.570 -0.05 mm式中，X1是系數(shù)，查表4-15可知一般在0.50.8之間，此處取X1=0.7。2）動(dòng)模型芯內(nèi)孔尺寸。lM2=(

29、1+Scp)ls2- X22=(1+0.0055)×21-0.8×0.1 mm=21.04+0.016 0mm 式中，ls2=210 -0.10mm是成型塑件輪轂外圓柱孔的徑向尺寸；x2的值查表4-15一般在0.50.8之間。此處取X2=0.8。3）定模型芯尺寸的計(jì)算。塑件內(nèi)孔徑向尺寸的裝換： Ls3=15+0.1 0mm=14.9+0.1 0mmlM3=(1+Scp)ls3-X31 =(1+0.0055)×14.9+0.65×0.10 -0.017mm=15.050 -0.017 mm 式中，X3是模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表4-15可取0.65。(4） 型

30、芯高度尺寸的計(jì)算1）成型塑件內(nèi)大型芯高度。塑件尺寸轉(zhuǎn)換：hs1=36±0.1mm=35.9+0.2 0mmHM1=（1+ Scp）hs1+ X11=(1+0.0055)35.9+0.630.2 0 -0.033 mm =36.220 -0.033mm.式中，X1是模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表4-15可知一般在0.5-0.8之間，此處取X1=0.63。2）成型塑件中心圓筒的型芯高度。塑件中心圓筒高度尺寸轉(zhuǎn)換： hs2=49+0.2 -0.1mm=48.9+0.3 0mmhM2=(1+Scp)hs2+ X22= =(1+0.0055)48.9+0.60.30 -0.05 mm =49.350

31、-0.05mm試中，X2 模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表4-15可知一般在0.5-0.7之間。此處取X2=0.6。（5）成型孔間間距的計(jì)算 CM=(1+s)Cs±z mm=56.83±0.016mm 塑件型芯及凹模的成型尺寸的標(biāo)注如下圖1-11、圖1-12、圖1-13 所示圖1-11圖1-12圖1-134、成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算（1）凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置，模架初選200mm×355mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度根據(jù)表4-19中的剛度公式計(jì)算。p S=()=()mm=29.30mm式中，p是型腔壓力（MPa）；E是材

32、料彈性模量（MPa）；h=W,W是影響變形的最大尺寸，而h=39mm；p是模具鋼度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。p=25i2=25×0.975um=24.38um=0.024mm式中：i2=0.45×391/5+0.001×39um=0.975um。凹模側(cè)壁是采用嵌件，為結(jié)構(gòu)緊湊，這是凹模嵌件單邊厚選15mm。由于型腔采用直線、對(duì)稱結(jié)構(gòu)布置，故兩個(gè)型腔之間壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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200mm×355mm，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要求。（2）動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算

33、動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)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200mm×355mm這個(gè)范圍之內(nèi)，墊板之間的跨度大約為200mm-40mm-40mm=120mm。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力就可以計(jì)算得到動(dòng)模墊板的厚度，即T=0.54L（pA/EL1P）1/3=0.54×120×(35×10815.73)/(2.1×105×355×0.032)1/3=35.08mm式中，P是動(dòng)模墊板剛度計(jì)算許用變形量，P=25i2=25×（0.45×1201/5+0.001×120）

34、mm=25×0.00129mm=0.032mm；L是兩個(gè)墊板之間的距離，約120mm；L1是動(dòng)模墊板的長度，取355mm；A是兩個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。單件型芯所受壓力的面積為A1=D2=0.785×832mm2=5407.865mm2兩個(gè)型芯的面積A=2×A1=10815.73mm2對(duì)于此動(dòng)模墊板計(jì)算尺寸相對(duì)于小型模具來說還可以再小一些，可以增加2根支承柱來進(jìn)行支撐，故可以近似得到動(dòng)模墊板厚度Tn=1/(n+1)4/3T=(1/2) 4/3×35.08=13.9mm故動(dòng)模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取32mm。五、模架的確定根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌

35、件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為115mm×271mm，又考慮凹模最小壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再同時(shí)參考4.12.4節(jié)中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗(yàn)公式和表4-38，可確定選用模架序號(hào)為5號(hào)（W×L=200mm×355mm），模架結(jié)構(gòu)為A4型。1.各模板尺寸的確定1）A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度為49mm，凹模嵌件深度44mm，又考慮在模板上還要開設(shè)冷卻水道，還需留出足夠的距離，故A板厚度取6mm。2）B板尺寸。 B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取32mm。3）C板（墊板）尺寸。 墊板=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（510）mm=（34+20+

36、15+510）mm，初步選定C為80mm。 經(jīng)上述尺寸的計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號(hào)為5號(hào)，板面為200mm×355mm，模架結(jié)構(gòu)形式為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸：寬×長×高=200mm×355mm×264mm，如圖 1-14 所示。圖 1-142.模具各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。1） 模具平面尺寸200mm×355mm428×458mm（拉桿間距），校核合格。2） 模具高度尺寸264mm，200mm264mm300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。3） 模具的開模行程S=H1+H2+（5

37、10）mm=（40+40）mm=8590mm300mm（開模行程），校核合格。237-238六、排氣槽的設(shè)計(jì) 該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺(tái)階及中間的肋板充滿型腔，頂部有一個(gè)ø19mm小型芯，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會(huì)在頂部產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象。同時(shí)，底面的氣體會(huì)沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。七、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.推出方式的確定 本塑件圓周采用脫模板、中心采用推桿的綜合推出方式。脫模板推出時(shí)為了減小脫模板與型芯的摩擦，設(shè)計(jì)中在用脫模板與型芯之間留出了0.2mm的間隙，并采用錐面配合，如圖1-15 所示，可以防止脫模板因偏心而產(chǎn)生溢料

38、，同時(shí)避免了脫模板與型芯產(chǎn)生摩擦。2.脫模力的計(jì)算（1） 圓柱大型芯脫模力 因?yàn)?rt=41.53=13.8>10，所以，此處視為薄壁圓筒塑件，根據(jù)式（4-24）脫模力為 F1 =2tESLcos（f-tan）（1-）K2+0.1A=2×3.14×3×1.8×103×0.0055×(39-3) ×cos1°×(0.45- tan1°) (1-0.3)(1+0.45 sin1°cos1°)+0.1×3.14×41.52 N4656.9N式中，各項(xiàng)系數(shù)的

39、意義見4.9.2節(jié)內(nèi)容。（2） 成型塑件內(nèi)部圓筒型芯的脫模力的計(jì)算 因?yàn)?rt=8.53=2.8<10，所以，此處視為厚壁圓筒塑件，同時(shí)，由于該塑件的內(nèi)孔是通孔，所以，脫模時(shí)不存在真空壓力，參考（4-24）可得脫模力為 F2 =2rESLcos（f-tan）（1+K1）K2 =2×3.14×7.5×1.8×103×0.0055×49 ×(0.45- tan1°) （1+0.3+2×（12）2(cos1°)²+2×（12）（cos1°）（1+0.45 sin1&

40、#176;cos1°） N=6326.2N對(duì)于塑件的四個(gè)肋板，由于是徑向布置，冷卻收縮是徑向收縮，所以對(duì)型芯的箍緊力不是太大，主要是粘模力，可以按計(jì)算脫模力乘以一個(gè)不太大的系數(shù)，此處考慮為1.2。（2） 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A1=4（D2-d2）=4·（932-832）mm2=1381.6 mm2A1=4（D12-d12）=4·（212-152）mm2=169.56mm2（2） 推出應(yīng)力 =1.2FA=1.2（F1+F2）(A1+A2)=1.2×(4656.9+6326.2)(1381.6+169.56)MPa=8.50

41、MPa<53 MPa(抗壓強(qiáng)度)合格八、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡單的計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所放出的熱量。1、冷卻介質(zhì)ABS屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200和5080。所以，模具溫度初步選定為50，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。2、冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算（1） 單位時(shí)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=V主+V分+nV塑=（1.38+0.86+2×66.729）cm3=135.68cm32） 塑料制品的質(zhì)量 m=V=135.68×1.02g=138.39g=0.138Kg3） 塑件壁厚為3mm，可以查表4-34得t冷=20.4s。取注射時(shí)間t注=2s，脫模時(shí)間t脫=8s，則注射周期：t=t注 +t注 +t脫=（2+20.4+8）s=30.4s。由此得每小時(shí)注射次數(shù)：N=（360030.4）次=118次4） 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：W=Nm=118×0.138 Kgh=16.28Kgh。（2） 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量Qs 查表4-35直接可知ABS的單位熱量Qs的值的范圍在（310-400）kJKg之間，故可取Qs=370