模具設(shè)計(jì)說明書(完整)

1、課程設(shè)計(jì)說明書 橡塑制品設(shè)計(jì)及成型模具課程設(shè)計(jì)學(xué) 院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院專 業(yè) 材料成型及控制工程學(xué)生姓名 駱君 指導(dǎo)教師 麻向軍 提交日期 2011年07月 12日課程設(shè)計(jì)任務(wù) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是針對一個(gè)塑料儀器蓋，如圖一所示，設(shè)計(jì)一個(gè)成型模具。塑件外形結(jié)構(gòu)比較簡單，其技術(shù)要求如下：1、塑料不允許有裂紋、變性缺陷；2、脫模斜度3013、未注圓角R2R3。二、設(shè)計(jì)要求課程設(shè)計(jì)時(shí)間為2周，設(shè)計(jì)中要完成以下工作量：1、塑件零件圖1張（另行分配）。2、模具裝配圖1張（A0或A1）。3、模具零件圖45張（必須有1張手工繪圖），包括凸模、凹模、型芯等。4、設(shè)計(jì)說明書1份。目錄第一章 概 論

2、1一、塑料成型模具及其在塑料成型加工中的作用1二、成型模具課程設(shè)計(jì)目的2第二章 模具結(jié)構(gòu)形式及注塑機(jī)確定3一、塑件成型工藝性分析3二、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)4第三章 成型零件設(shè)計(jì)8 一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8二、成型零件鋼材的選用9三、成型零件工作尺寸的計(jì)算9四、凹模側(cè)壁厚度與動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算12第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)14一、主流道的設(shè)計(jì)14二、分流道的設(shè)計(jì)15三、澆口的設(shè)計(jì)17四、校核主流道的剪切速率18五、冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算18第五章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)20一、脫模力的計(jì)算20二、推出方式的確定21第六章 模架的確定和選用23一、模架的確定23二、模架各尺寸的校核24第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)25一、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)25第八章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)26一、排氣槽的設(shè)計(jì)26第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)27一、冷卻系統(tǒng)27設(shè)計(jì)小結(jié)30參考文獻(xiàn)30 第一章 概 論一、塑料成型模具及其在塑料成型加工中的作用材料只有通過成型才能成為具有使用價(jià)值的各種制品，75以上的金屬制品(含半成品)，95以上的塑料制品是通過模具(包括壓延輥筒)來成型的。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，如金屬制品成型的壓鑄模、鍛壓模、澆鑄模，非金屬制品成型的玻璃模、陶瓷模、塑料模等。每種材料成型模具按成型方法不同又分為若干種類型。采用模具生產(chǎn)制件具有

4、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。模具是機(jī)械、電子等行業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展起著越來越大的作用。一個(gè)國家模具生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱、水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產(chǎn)品開發(fā)和老產(chǎn)品更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。我國為了優(yōu)先發(fā)展模具工業(yè)，制訂了一系列優(yōu)惠政策，并把它放在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要的戰(zhàn)略地位。對塑料模具的全面要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。模具使用時(shí)要求高效率、自動(dòng)化、操作簡便，因而當(dāng)塑件的批量較大時(shí)，應(yīng)盡量減少合模和取制件過程中的手

5、工操作，為此常采用自動(dòng)脫模、自動(dòng)側(cè)抽芯等高效率自動(dòng)化的模具，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品脫出時(shí)能自動(dòng)墜落或能用機(jī)械手取出。模具制造要求模具零件的加工工藝性能好，選材合理，制造容易，成本低廉。除簡易模具外一般來說制模費(fèi)用是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注塑模具可生產(chǎn)百萬件以上的制品，壓制模具一般也能生產(chǎn)制品約25萬件。因此當(dāng)塑件批量不大時(shí)，分?jǐn)傇诿恳粋€(gè)塑件上的模具費(fèi)會(huì)很高，這時(shí)應(yīng)盡可能地采用簡單、合理、價(jià)廉的模具。應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)塑料制品質(zhì)量與模具之間的關(guān)系，模具的形狀、尺寸精度、表面粗糙度、分型面位置、脫模方式對塑件的尺寸精度、形位精度、外觀質(zhì)量影響很大。模具的控溫方式、進(jìn)澆點(diǎn)、排氣槽位置等對塑件的結(jié)晶、取向

6、等凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及由它們決定的物理力學(xué)性能、殘余內(nèi)應(yīng)力、光學(xué)、電學(xué)性能，以及氣泡、凹陷、燒焦、冷疤、銀紋等各種制品缺陷有重要關(guān)系。塑料制品生產(chǎn)中先進(jìn)合理的成型工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具的制造和更新為前提的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來越高，因而導(dǎo)致了塑料模具研究、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的迅猛發(fā)展。二、成型模具課程設(shè)計(jì)目的1、通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 2、通過計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)

7、手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練。3、綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理等先修課程的知識，分析解決塑料模具設(shè)計(jì)問題。第二章 模具結(jié)構(gòu)形式及注塑機(jī)確定一、塑件成型工藝性分析1、塑件的分析這次課程設(shè)計(jì)的題目是塑料儀表蓋的模具設(shè)計(jì)，塑料儀表蓋的模型如圖2-1所示。所用材料是HDPE。圖2-1 塑料儀表蓋（1）外形尺寸： 該塑件壁厚為2.5mm,塑件最大的投影面積的尺寸為100mm100mm，塑件高度為50mm，所用材料為HDPE，是熱塑性塑料，適合于注射成型。（2）精度等級： 塑件每個(gè)尺寸的公差不一樣，任務(wù)書中已給定部分尺寸公差，,

8、據(jù)參考文獻(xiàn)1表2-1-2，未注公差的尺寸取公差為MT7。（3）脫模斜度： HDPE為軟質(zhì)塑料，收縮率為1.5%3.0%，據(jù)參考文獻(xiàn)1表2-2-1，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1。2、HDPE工程塑料的性能分析HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴。高密度聚乙烯通常使用Ziegler-Natta聚合法制造，其特點(diǎn)是分子鏈上沒有支鏈，因此分子鏈排布規(guī)整，具有較高的密度。該過程在管式或釜式低壓反應(yīng)器中以乙烯為原料，用氧或有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)。高密度聚乙烯為是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。HDPE為無毒、無味、無臭

9、的白色顆粒，熔融溫度約為140，分解溫度約為300。相對密度為0.940.97。HDPE一般具有的分子量范圍是40000300000，較高的分子量導(dǎo)致聚合物粘度增大，不過粘度所用的溫度和剪切速率有關(guān)。HDPE具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性也較好。它還具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，使其很適用于電線電纜。其性能指標(biāo)如表2-1。密度/（g/cm3）0.940.97抗拉屈服強(qiáng)度/MPa2239比體積/（dm3/kg）1.031.06拉伸彈性模量E/MPa0.840.95103吸水率（24h）/%001抗彎強(qiáng)度/MPa20

10、.840收縮率s/%1.53.0沖擊韌度（缺口）/(kJ/m2)655熱變形溫度t/6082硬度（HB）2.07邵D6070熔點(diǎn)t/105137體積電阻系數(shù)/(cm)10151016表2-1 HDPE的性能指標(biāo)3、HDPE的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程挑選色澤、粒度、均勻度較好的HDPE原料，由于HDPE吸水性小，故成型前不需要干燥。成型前也不需要預(yù)熱，直接在注射機(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)入模具型腔內(nèi)冷卻成型，其過程可分為塑化、充模、保壓和冷卻四個(gè)階段。（2）注射工藝參數(shù)由參考文獻(xiàn)3中內(nèi)容，可查得HDPE的注射工藝參數(shù)，如表2-2。注射機(jī)類型螺桿轉(zhuǎn)數(shù)r

11、/min噴嘴形式噴嘴溫度/料筒溫度/模具溫度/螺桿式3060直通式150180前段中段后段3060180190180200140160注射壓力/MPa保壓力/MPa注射時(shí)間/s保壓時(shí)間/s冷卻時(shí)間/s成型周期/s701004050051560156040140表2-2 HDPE的注射工藝參數(shù)二、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)1、分型面位置的確定分開模具取出塑件的面，通常稱為分型面。分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處。（2）不影響塑件外觀質(zhì)量，尤其是對外觀有明確要求的，更應(yīng)注意分型面對外觀的影響。（3）有利于保證塑件的精度要求。（4）有利于模具加工，特別是型腔的加工。

12、（5）有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置。（6）便于塑件的脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊（有的塑件需要定模推出的例外）。（7）盡量減少塑件在合模平面上的投影面積，以減少所需鎖模力。（8）便于嵌件的安裝。（9）長型芯應(yīng)置于開模方向。通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，其不需要安裝嵌件，不需要側(cè)向抽芯，精度要求一般，故把分型面選在端蓋截面積最大且有利于開模取出塑件的底平面上，如圖2-2。圖2-2 分型面的選擇2、型腔數(shù)量和排位方式的確定該塑件的精度要求一般，塑件尺寸為100mm100mm50mm，壁厚較薄，所需的型腔深度較深，且沒有產(chǎn)量要求，故為保證壁厚均勻性和制品質(zhì)量，采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，

13、這樣也便于模具的制造與加工，而從而降低模具制造費(fèi)用，由于采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，故型腔擺放在模具的中央。3、模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定由以上分析可知，本模具為一模一腔，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可用點(diǎn)澆口或者側(cè)澆口，但是考慮到制品的高度為50mm，屬于深腔塑件，應(yīng)用側(cè)澆口不利于排氣或者會(huì)出現(xiàn)充模不滿現(xiàn)象。所以采用點(diǎn)澆口，開設(shè)在塑件頂蓋上面，不影響制品美觀度。因?yàn)镠DPE收縮大，冷卻時(shí)間長，故澆注系統(tǒng)應(yīng)盡快保證充型，加快進(jìn)料速度，于是開設(shè)對稱的2個(gè)點(diǎn)澆口，同時(shí)進(jìn)料。因此定模部分需要設(shè)置分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支承板、推板、推件板等。4、注射機(jī)型號的確定（1）注射量的計(jì)算

14、通過計(jì)算可得，塑件的體積V塑=51.797cm 塑件的質(zhì)量m塑=V塑=51.7970.95=49.2g式中，根據(jù)表2-1取0.95 g/cm3（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍1倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： V總=1.3V塑=1.351.797=67.336 cm（3）選擇注射機(jī)根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中注入模具型腔的塑料的總體積為V總=67.336 cm，而V公=V總/0.8=67.336/0.8=8

15、4.170 cm。根據(jù)以上的計(jì)算，初步選擇公稱注射量為100 cm，注射機(jī)型號為SZ-100/80臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表2-3。理論注射容量/cm100拉桿內(nèi)向距/mm320320螺桿直徑/mm35移模行程/mm305注射壓力/MPa170最大模具厚度/mm300注射速率/（g/s）95最小模具厚度/mm170塑化能力/（g/s）40模具定位孔直徑/mm100螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）0200噴嘴球半徑/mm10噴嘴孔直徑/mm4鎖模方式雙曲肘鎖模力/kN800表2-3 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（4）注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核注射壓力校核。由表2-2 HDPE的注射工藝參數(shù)可知，HDPE所需注射壓

16、力為70MPa100 MPa，取HDPE的注射壓力p0=100MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力p公=170MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=1.251.4,取k1=1.3，則：k1p0=1.3100=130MPap公，所以，注射機(jī)注射壓力合格。鎖模力校核。塑件在分型面上的投影面積A塑=（100-15-410）/4=7363mm,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，按每一個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2倍0.5倍計(jì)算。由于本設(shè)計(jì)的流道較為簡單，凝料少，因此流道凝料的投影面積可以適當(dāng)取小些，按A澆=0.2A塑。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積為：A總=

17、A塑+0.2A塑=1.2A塑=8836mm模具型腔內(nèi)的脹型力：F脹=A總p模=883630=265.07kN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20%40%，大致范圍為25MPa40MPa。對于黏度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。HDPE由于分子量較高，黏度比一般的PE增大了，故取p模=30MPa。由表2-3可知該注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖=800kN，鎖模力安全系數(shù)為k2=1.11.2，這里取較大值，k2=1.2，則取1.2F脹=1.2265.07=318.08kNF鎖，所以注射機(jī)鎖模力滿足要求。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)

18、行。第三章 成型零件設(shè)計(jì)一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。成型零件包括凹模、型芯、鑲件、成型杠和成型環(huán)等。成型過程中成型零件受到塑料熔體的高壓作用，料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的加工工藝性，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和表面硬度。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。凹模結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。因?yàn)椴捎玫氖且荒Ｒ磺唤Y(jié)構(gòu)，塑件的外形尺寸適中，故本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，方便加工，同時(shí)保證型腔沿主分型面分開的兩半

19、在合模時(shí)的對中性。結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 凹模2、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯）凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。本設(shè)計(jì)采用整體式型芯，具體結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。因?yàn)樗芗陌o力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分。圖3-2 凸模二、成型零件鋼材的選用根據(jù)對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、耐磨性和良好的抗疲勞性，同時(shí)考慮它的機(jī)加工特性和拋光性能，查參考文獻(xiàn)2表9-1、表9-2、表9-3可得，本設(shè)計(jì)的嵌入式凹模的鋼材選用P20。對于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時(shí)要與塑件發(fā)生較大的摩擦力，磨損較為嚴(yán)重，故凸模的鋼材選用P20，并進(jìn)行滲氮處理。三、成型

20、零件工作尺寸的計(jì)算一般情況下，收縮率的波動(dòng)、模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。而收縮率的波動(dòng)引起的塑件尺寸誤差隨塑件尺寸的增大而增大。因此生產(chǎn)大型零件時(shí)，若單靠提高模具制造精度等級來提高塑件精度是比較困難和不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動(dòng)較小的塑料。生產(chǎn)小型塑件是，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，因此，應(yīng)提高模具精度等級和減少磨損。所以可以根據(jù)平均尺寸法來設(shè)計(jì)成型零件的尺寸，按照相應(yīng)公式，參考文獻(xiàn)2中的式（2-26）至式（2-30）來計(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

21、的轉(zhuǎn)換l1=100-0.1+0.2mm=100.2-0.30mm，相應(yīng)的塑件制造公差1=0.3mm； l2=920.2mm=92.2-0.40mm，相應(yīng)的塑件制造公差2=0.4mm。則型腔徑向的平均尺寸計(jì)算公式為：LM1=(1+Scp) l1-x110+z1LM2=(1+Scp) l2-x220+z2式中，Scp是塑件的平均收縮率，查表2-1可知，HDPE的收縮率為1.5%3.0%，所以其平均收縮率Scp=2.25%=0.0225。x1、x2是修正系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2表2-10可得，x1=0.7，x2=0.65；z1、z2是塑件上相應(yīng)尺寸的制造公差，對于中小型塑件取z=/6。于是可得LM1、LM

22、2的長度：LM1=(1+Scp) l1-x110+z1=(1+0.0225) 100.2-0.70.30+0.05=102.2450+0.05 =102.2+0.045+0.095mmLM2=(1+Scp) l2-x220+z2=(1+0.0225) 92.2-0.650.40+0.067=94.0150+0.067 =94.0+0.015+0.082mm2、凹模深度尺寸的計(jì)算塑件高度方向尺寸的換算：塑件高度的最大尺寸H1=50-0.1+0.1mm=50.1-0.20mm，相應(yīng)的塑件制造公差1=0.2mm；塑件底部凸緣的基本尺寸為2.5mm，未注公差，屬B類尺寸按MT7級計(jì)算，查參考文獻(xiàn)1表2

23、-1-1，可得其最大尺寸H2=2.5-0.29+0.29mm=2.79-0.580mm，相應(yīng)的塑件制造公差2=0.58mm。HM1=(1+Scp) H1-x110+z1=(1+0.0225) 50.1-0.630.20+0.033=51.1010+0.033 =51.1+0.001+0.034mmHM2=(1+Scp) H2-x220+z2=(1+0.0225) 2.79-0.550.580+0.097=2.5330+0.097 =2.53+0.033+0.130mm式中，x1、x2是修正系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2表2-10可得，x1=0.63，x2=0.55。3、型芯徑向尺寸的計(jì)算 塑件內(nèi)部徑向尺寸

24、的換算：L1=87-0.1+0.15mm=86.900.25mm，相應(yīng)的塑件制造公差1=0.25mm。 lM1=1+ScpL1+x11-z10=(1+0.0225) 86.9+0.70.25-0.0420=89.030-0.0420 =89.0-0.012+0.030mm式中，x1是修正系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2表2-10可得，x1=0.7。4、型芯高度尺寸的計(jì)算塑件內(nèi)腔高度尺寸換算：h1=47.5-0.1+0.1mm=47.40+0.2mm，相應(yīng)的塑件制造公差1=0.2mm；HM1=1+Scph1+x11-z10=(1+0.0225) 47.4+0.630.2-0.0330=48.592-0.033

25、0 =48.5+0.059+0.092mm式中，x1是修正系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2表2-10可得，x1=0.63。5、15、10型芯徑向尺寸的計(jì)算15、10自有公差按MT7查參考文獻(xiàn)1表2-1-1，得：150+0.78、100+0.58，不需要轉(zhuǎn)換，因此得L2=150+0.78 、L3=100+0.58。lM2=1+ScpL2+x22-z20=(1+0.0225) 15+0.560.78-0.130=15.774-0.130 =15.7-0.056+0.074mmlM3=1+ScpL3+x33-z30=(1+0.0225) 10+0.580.58-0.0970=10.561-0.0970 =10.5

26、-0.036+0.061mm6、成型孔的高度的計(jì)算15、410的成型芯與凹模相碰穿，所以高度應(yīng)取正公差，以利于修模，取為： HM2=2.50+0.04mm。7、成型孔間距的計(jì)算 成型孔間距為C1=500.05mmCM=1+ScpC1z/2 = (1+0.0225) 500.008=51.1250.008=51.1+0.017+0.033mm那么，塑件凹模嵌件與型芯的成型尺寸標(biāo)注分別如圖3-3、圖3-4。圖3-3 凹模尺寸圖3-4 凸模尺寸四、凹模側(cè)壁厚度與動(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)，其厚度根據(jù)參考文獻(xiàn)4中的式（4-4-13），可得整體式

27、圓筒壁的剛度計(jì)算公式：S=（3ph42Ep）13式中，p是型腔壓力（MPa），取P=30MPa；E是材料彈性模量，取2.1105MPa；h是影響變形的最大尺寸，取h=50mm； p是模具剛度計(jì)算許用變形量，查參考文獻(xiàn)4表4-4-13，根據(jù)注射塑料品種和塑件精度等級，可得p=25i1。而i1=0.35W15+0.001W，W應(yīng)是影響變形的最大尺寸，取W=50mm。 i1=0.35W15+0.001W=0.355015+0.00150=0.815m p=25i1=250.815m=20.38m=0.020mm所以，S=（3ph42Ep）13=（33050422.11050.020）13mm=40.

28、61mm分析由塑件尺寸計(jì)算得來的凹模尺寸可知，凹模的壁厚采用40.61mm的情況下，凹模尺寸會(huì)顯得太大，于是凹模嵌件初定單邊厚選30mm。由于壁厚小于計(jì)算值40.61mm的要求，所以凹模嵌件可以采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，由模板和型腔共同來承受型腔壓力，這樣既滿足了要求也可以節(jié)省模具材料。根據(jù)凹模、凸模的相關(guān)尺寸，初步估算模板平面尺寸選用250mm250mm，它比型腔的尺寸大得多，所以應(yīng)該可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。2、支承板（動(dòng)模墊板）厚度的計(jì)算支承板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，而模架選用的尺寸是250mm250mm，查參考文獻(xiàn)2表7-4可知，墊塊之間的跨度大約為：L=W-2W2=(

29、250-250)mm=150mm那么，根據(jù)型芯對支承板的壓力，來計(jì)算得到支承板的厚度。有公式如下，厚度：T=0.54L（pAEL1p）13 式中，p是模具剛度計(jì)算許用變形量。p計(jì)算如下： p=25i1=25（0.35W15+0.001W）=25（0.3515015+0.001150） =0.0276mmL是兩個(gè)墊塊之間的距離，約150mm，L1是支承板的長度，取250mm。A是型芯投影到支承板上的面積，A=4D2 =0.785872=5941.66 mm2。E是材料彈性模量，取2.1105MPa。經(jīng)計(jì)算可得，T=40.28mm。而支承板按照模架標(biāo)準(zhǔn)250mm250mm取厚度的話，應(yīng)該是35mm

30、，小于40.28mm，不符合要求。若采用250mm300mm的模架，則L1支承板的長度變?yōu)?00mm，再經(jīng)過計(jì)算可得到T=37.91mm，仍然大于支承板的標(biāo)準(zhǔn)厚度。那么，可采用支承柱的形式來增加支承板的剛度。為了節(jié)省資源并能起到同樣的支承效果，可以采用兩根直徑為40mm的推板導(dǎo)柱，且布置在支承板中間位置，來增加支承板的剛度。那么支承板的厚度就變?yōu)椋篢=1243T=0.39637.91=15.04mm，這樣就符合剛度要求了。第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、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)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀一般為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道

31、凝料的順利拔出。主流道的尺寸直徑影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于主流道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。1、主流道尺寸（1）主流道的長度主流道長度一般由模具結(jié)構(gòu)決定，由第三章可知本設(shè)計(jì)選用250mm300mm的模架，按照標(biāo)準(zhǔn)此模架的定模板厚度為35mm，那么本次設(shè)計(jì)中初取L主=30mm的主流道長度進(jìn)行計(jì)算。（2）主流道小端直徑小端直徑d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm，查表2-3 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)可得注射機(jī)噴嘴尺寸4mm，那么取d=4+0.5=4.5mm。（3）主流道大端直徑大端直徑D=d+2L主tan（2），式中為主流道錐角，一般在24范

32、圍內(nèi)選取，黏度大的塑料可選取較大值。故本設(shè)計(jì)采用4的主流道錐角。則大端直徑D=6.6mm。（4）主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（12）mm=10+2=12mm。（5）球面的配合高度 一般情況下，取球面配合高度h=3mm。2、主流道的凝料體積V主=L主R主2+r主2+R主r主/3=303.32+2.252+3.32.25/3=734.1mm3、主流道的當(dāng)量半徑Rn=3.3+2.252=2.775mm4、主流道澆口套的形式主流道小端入口與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，容易碰撞而磨損，對材料的要求較為嚴(yán)格，故采用主流道襯套，亦澆口套。澆口套有兩種形式，一種為整體式，即主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整

33、體；另一種是將主流道襯套與定位圈分開設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)選用主流道襯套與定位圈分開的形式，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。本設(shè)計(jì)中的澆口套采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為50HRC55HRC。澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4-1所示。圖4-1 主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式二、分流道的設(shè)計(jì)1、分流道的布置形式為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，分流道應(yīng)該簡短些，不能過長或者有太多的曲折。據(jù)第二章設(shè)計(jì)說明中提到，采用2個(gè)點(diǎn)澆口同時(shí)澆注的方式，故分流道應(yīng)是對稱分布的。分流道的布置形式，從主流道流進(jìn)來的熔體經(jīng)過2條對稱的水平布置的分流道，再經(jīng)過2條對稱的垂直的圓錐形

34、流道到達(dá)點(diǎn)澆口，從而進(jìn)入型腔內(nèi)成型。2、分流道的長度設(shè)計(jì)根據(jù)型腔的尺寸大小與塑件的結(jié)構(gòu)，而且分流道的長度要適中，故2個(gè)點(diǎn)澆口之間的距離初設(shè)定為80mm，也就是說2條垂直的圓錐形分流道之間的距離為80mm?？紤]到要設(shè)計(jì)分流道冷料井，所以2條水平的分流道的長度總和應(yīng)大于80mm，初取100mm。平衡式的分流道結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-2 分流道布置形式3、分流道的當(dāng)量直徑計(jì)算據(jù)參考文獻(xiàn)2可知，對于壁厚在3mm以下，質(zhì)量小于200g的塑件，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的當(dāng)量直徑。D=0.2654m4L式中， D分流道直徑（mm）； m塑件的質(zhì)量（g）； L分流道的長度（mm）。流過一級分流道塑料

35、的質(zhì)量 m=V塑2=0.9551.7972=24.6g200g本塑件的壁厚為2.5mm3mm；一級分流道的長度為50mm。所以，D=3.6mm。查參考文獻(xiàn)2表2-4，可知D=3.6mm符合要求。4、分流道的截面形狀設(shè)計(jì)分流道常見斷面形狀有圓形、正六邊形、梯形、U形、半圓形、矩形等數(shù)種，希望選取易于加工，且在流道長度和流道體積相同的情況下流動(dòng)阻力和熱量損失都最小的斷面形狀。經(jīng)過比較，初選用梯形斷面作為一級分流道的截面形狀，由于這種流道只切削加工再一個(gè)模板上，節(jié)省機(jī)械加工費(fèi)用，且熱量損失和阻力損傷均不太大，為最常用形式。為了方便凝料脫出，定模底板與定模板上的二級分流道宜采用圓錐狀的分流道，其圓錐角

36、的取值通常為24，如圖4-2所示。5、分流道的截面尺寸計(jì)算（1）一級分流道的截面尺寸根據(jù)計(jì)算可得出主流道大端尺寸D略大于分流道底邊B（長邊）尺寸，梯形分流道的側(cè)面斜角常取510，梯形高度H與梯形底邊取值范圍大致是：H=（2334）B（mm）設(shè)梯形分流道的上底寬度B=4mm，梯形的高度取H=34B=3mm，設(shè)下底寬度為b，那么梯形的面積應(yīng)滿足下面的關(guān)系式：B+b2H=4D2代值計(jì)算得b=3.1mm，考慮到梯形底部圓弧過渡，取b=3mm。通過計(jì)算可得到梯形斜度=9.4，基本符合要求。（2）二級分流道的截面尺寸根據(jù)一級分流道的尺寸，二級圓錐形分流道的大端圓的直徑取3mm，圓錐角取2。而根據(jù)所選模架的

37、標(biāo)準(zhǔn)，和凹模的尺寸，圓錐狀分流道的長度取18mm。那么經(jīng)過計(jì)算可得到圓錐狀流道的小端圓的直徑為2.3mm。6、分流道的凝料體積計(jì)算（1）一級分流道的凝料體積一級分流道的長度為 L1=502=100mm。一級分流道的面積為 A1=10.5mm所以其凝料體積為 V1=10010.5=1050mm（2）二級分流道的凝料體積二級分流道的形狀為圓錐狀，根據(jù)體積計(jì)算公式可得其凝料體積V2 V2=221.79mm（3）分流道總體積分流道總體積V分=1271.79mm1.27cm7、分流道熔體的剪切速率的校核（1）確定注射時(shí)間：查參考文獻(xiàn)2表2-3，按照公稱注射量100cm，可取注射時(shí)間t=1.5s。（2）計(jì)

38、算單邊分流道體積流量：q分=V分+V塑2t=18.5cm/s (3)由參考文獻(xiàn)2中（式2-2）分=3.3q分R分3 可知道剪切速率的計(jì)算公式，代入值可計(jì)算得，分= 3.1710/s。分流道的最佳剪切速率范圍：510/s 510/s，該分流道的剪切速率處于其中，滿足要求，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Ra 1.25m2.5m即可，本設(shè)計(jì)取Ra1.6m。分流道的脫模斜度一般為510之間，通過上述計(jì)算可知脫模斜度為9.4，脫模斜度足夠，滿足要求。三、澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。本設(shè)計(jì)澆口采用點(diǎn)澆口。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模式逐步修正。1、點(diǎn)澆口尺寸的確定查參考文獻(xiàn)2表2-5，由經(jīng)驗(yàn)公式d=nk4A可以得到點(diǎn)澆口的直徑。式中，d點(diǎn)澆口直徑（mm）； n系數(shù)，此處取0.5； k因塑件壁厚而變化的系數(shù)，k=0.2062.5=0.326； A型腔一側(cè)表面積，經(jīng)計(jì)算可得A=21081mm代