小音箱前面板注塑模设计与制造--毕业论文.doc

摘 要此次毕业设计的是基于注塑模具设计的小音箱前面板注塑模具设计，此零件小巧，轻便，外形优美。随着模具技术的迅速发展，模具设计发展成多种多样的形式，如CAD/CAM技术，模具的激光成型技术，模具的精密加工技术。本设计是注塑模设计，采用的一模两腔的结构。注射模主要被用于成型热塑性塑料制件，注塑模是成型塑料制件的一种重要的工艺设备在塑料制件的生产中起着关键作用。注塑模具种类繁多，不仅不同塑件注塑成型可用不同结构的模具，而且同一塑件也可用多种结构的模具注塑。因此，模具设计的好坏直接影响塑件的质量、生产效率、材料利用率、工人的劳动强度、模具的使用寿命以及模具的制造成本等。因此要求模具设计要选择最佳的模具结构设计方案，来达到最佳效益。设计注射模时，既要考虑塑料熔体的流动行为，对塑料加工工艺的要求，也要考虑模具制造装配等模具结构方面的问题，包括塑料的充模顺序、空气导出、收缩、补缩、分型面的选择、模具的冷却与加热等等。关键词：塑料，注塑模，设计。ABSTRACTThe graduation project is based on the injection mold design of small speakers front panel injection mold design, this part is small, light, beautiful appearance. With the rapid development of mold technology, mold design and development into a variety of forms, such as CAD/CAM technology, mold laser forming technology, mold precision machining technology. This design is the design of injection mold, a mold two cavity structure.Injection mould is mainly used for the molding of thermoplastic plastic parts, injection mold is molding plastic parts of an important process equipment in the production of plastic parts plays a key role. There are many kinds of injection moulds, which can not only be used in different structures, but also can be used in many kinds of structures. Therefore, the mold design directly affects the quality of plastic parts, production efficiency, material utilization, labor intensity of workers, the service life of the mold and the manufacturing cost of the mold, etc. Therefore, it is required to choose the best mold structure design to achieve the best efficiency.In the design of injection mold, it is not only to consider the flow behavior of plastic melt, the requirements of plastic processing technology, but also to consider the mold assembly and other aspects of the mold structure, including the mold filling order, air export, shrinkage, shrinkage, parting surface selection, mold cooling and heating。 Keywords: plastic，injection mold，design.目 录第一章 绪论11.1注塑模具技术的概括11.2我国塑料模具的发展及现状11.3未来塑料模具主要发展方向21.4本次设计的意义和目的2第二章 塑件成型工艺性分析22.1塑件及材料的分析3 2.1.1塑件的性能分析3 2.1.2 ABS的性能分析32.2拟定模具的结构形式4 2.2.1分型面位置的确定4 2.2.2型腔数量和排列方式的确定52.3注射机与模具的关系6 2.3.1注射机的计算6 2.3.2浇注系统凝料体积的初步估算6 2.3.3选择注射机6 2.3.4注射机相关参数的校核62.4浇注系统的设计7 2.4.1主流道的设计7 2.4.2分流道的设计8 2.4.3浇口的设计9 2.4.4校核主流道的剪切速率10第三章 成型零件的结构设计及计算113.1成型零件的结构设计11 3.1.1凹模的结构设计11 3.1.2凸模的结构设计113.2成型零件钢材的选用123.3成型零件工作尺寸的计算12 3.3.1凹模径向尺寸计算13 3.3.2凹模深度尺寸计算14 3.3.3型芯径向尺寸计算14 3.3.4型芯高度尺寸计算143.4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算143.5模架的确定15 3.5.1各模板尺寸的确定15 3.5.2模架各尺寸的校核163.6 排气槽163.7脱模推出机构17 3.7.1推出方式的确定17 3.7.2脱模力的计算17 3.7.3校核推出机构作用在塑件上的单位压应力173.8冷却系统设计17 3.8.1冷却介质17 3.8.2冷却系统的简单计算17 3.8.3凹模嵌件和型芯冷却水道的设置193.9导向与定位结构19第四章 整体设计 21设计小结 22谢辞 23参考文献 24大连交通大学2016届本科生毕业设计（论文）第一章 绪论1.1注塑模具技术的概括我对国内外与这一课题有关的领域做了详细的调查。当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低1。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种：1.热流道技术系统，2.气体辅助注射成形技术，3.注射成形技术，4.反应注射成形技术2。由于本次毕业设计使用的是注塑模，因此本章对注射成型与塑料模具进行简单介绍。注射成形是把颗粒状或粉状塑料放入注射机的料筒中，经过加热熔融塑化成为黏流态的熔体，然后用柱塞或螺杆作为加压工具，在高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具的型腔中，经过保压、冷却、凝固、定型后，从模具中脱出，得到保持模具型腔的形状的塑料制品3。塑料模具就是在外力作用下把原料加工成成品。具体表现在挤压、压力铸造，以及工程塑料、陶瓷、橡胶等制品的压塑或注塑的加工过程中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具分为动模和定模两个部分，二者可分可合4。分开时可以装入配件或者取出制件，合拢制件与坯料分离或者成型。1.2我国塑料模具的发展及现状我国目前塑料模具的设计和制造主要依靠设计人员的直觉和经验及工艺人员的技术，只有通过反复调试模具才知道设计是否合理，主要靠反复修模来纠正制造的缺陷。模具的质量难以保证、设计制造周期长、成本高、生产效率低。对于形状复杂、质量和精度要求较高的塑件，即使是具有丰富经验的模具设计人员，也很难保证第一次设计出来的模具就能生产出合格的产品5。 我国的模具工业与发达国家相比还存在着很大差距。主要表现在模具材料、加工技术、加工设备的区别上和CAD/CAM/CAE技术的应用上。目前，模具发达国家CAD/CAM/CAE技术在模具设计制造的整个过程中的应用已经非常广泛，并且证明 CAE 技术的应用产生了巨大的经济效益。我国只有大型模具企业才采用模具 CAD/CAM/CAE技术，而且主要采用CAD/CAM技术。目前，我国CAE技术的应用还处于起步阶段，具有自主版权的CAE软件较少，主要依靠从国外购买。所以，要缩短我国的模具工业与模具发达国家的差距就要大力发展CAE技术6。 注塑模具CAE技术代替传统的模具设计制造方法，有效地解决了这一难题。注塑模具CAE技术主要是利用计算机图形学、计算力学、流变学、传热学和高分子材料学等基本理论，建立塑料成型过程的数学和物理模型，构造有效的数值计算方法，实现注塑成型过程的动态仿真分析。注塑模具CAE技术可以在模具制造之前，用计算机对整个注塑成型过程进行模拟分析，通过分析准确地预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程。预测模具设计和成型条件对产品的影响，帮助模具设计者尽早地发现模具的设计缺陷，及时修改制件和模具设计。而不是等到模具生产出来以后，通过试模再返修模具。注塑模具CAE技术的应用大大减少了模具返修次数、降低了模具的报废率、提高了制品的质量，缩短了模具的生产开发周期，降低了生产成本。注塑模CAE技术的研究符合我国注塑模具技术的现状和发展需要，对注塑模具企业整体技术水平的提高有着重要的意义7。1.3未来塑料模具主要发展方向不得不说模具行业我国与国外还是有一定差距的特别是与欧美相比，他们的许多模具企业的生产技术水平在国际上都是一流的，我们缺乏必要的竞争力，比如Arcam公司的基于EBM技术的自由成形制造工艺直接工具钢注塑模具镶块方法研究中，首次将复杂的冷却几何与传统的冷却镶块的直接比较，并通过热成像技术分析冷却效率与分布，为注塑模提供了一种高效制造型芯部镶块的技术，从而降低了生产时间和成本，提高了产品质量；在模具的正确定向研究方面，研究者针对在发动机舱中压铸铝部件日益地被耐热的热塑性塑料的注塑模制品所替代的问题，讨论各向异性零件的模具设计，以玻璃纤维强化的PA废气回流阀为示例，在设计构件的机械零件时，为了确保零件成型制品质量，提出了制品纤维取向因素的模具设计方法；在高速铣削模具型腔的电火花加工(EDM)电极设计技术方面，对于复杂模具型腔，在模具型腔加工前，EDM设计者提出几种可行的电极加工的组合设计方案，并确定最佳方案，给出了基于自动EDM电极设计系统理论的设计原理，以系统的逻辑运作方式，使EDM工程师便于实现电极设计任务，描述自动设计 EDM电极的整体步骤；在模具制造的激光加工技术方面，技术人员在高速铣削(HSM)与激光加工(LM)的粗、精的组合模具设计与加工时，通过嵌入在一个标准结构的数据库中的输入和输出的模具工艺数据，为将来的模具工艺优化和数据更新提供重要的技术支持，从而缩短了从模具设计至制造的时间8。通过了解国外的先进模具发展，我们可以总结以后的模具发展将会是高精度多功能并且还是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率。1.4本次设计的意义和目的通过这次设计对所学知识进行总结,为以后的工作打下基础，通过给定题目可以提高我们解决问题的能力，然后用学到的知识计算出塑件各个结构的尺寸，PRO/E画出模具的装配图，再用CAD画出二维零件图，这要求我们能够表达出设生产制作工作时所需结构强度、精度要求以及表面质量。在这个过程中，我学到了怎样合理设计工件结构，加深了对注射模原理的了解。本次设计还让我练习到了如何快速查阅资料，从各个方面增强了我的综合水平。意义：培养我们设计能力，增强了我们解决问题的能力，提升了对模具设计方面知识的李姐，充分的认识了模具工艺设计的过程。第二章 塑件成型工艺性分析2.1塑件及材料的分析2.1.1塑件的性能分析由于使用ABS材质可以大体确定塑件壁厚为2mm，塑件外形尺寸确定为（95mm50mm14mm）塑件体积不大其熔体流程不太长，因此决定使用注射成型，如图2-1所示。图2-1 塑件2.1.2 ABS的性能分析（1） 使用性能 其综合性能好，冲击强度、力学强度高，柔韧性好，尺寸稳定，耐化学性，易于染色，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件等等。（2）成型性能ABS属于热塑性塑料,由3种有机高分子材料组成，其品种多样，各个品种的成型特性也各有差异，需要按照品种来确定成型方法及成型条件。流动性中等，会有0.04mm左右的溢边料。吸湿性强，为使制作出的塑件表面光泽，加工使用前需要长时间预热干燥。特定条件下容易分解。（3）ABS的主要性能指标如表2-1。表2-1 ABS的性能指标密度/1.021.08屈服强度/MPa50比体积/0.860.98拉伸强度/MPa38吸水率（%）0.20.4拉伸弹性模/MPa1400熔点/130160抗弯强度/MPa80计算收缩率（%）0.40.7抗压强度/MPa53比热容/J（kg）-11470弯曲弹性模量/MPa1400由表可通过PRO/E计算其体积V前=11.064cm3，塑件质量可确定为m前=V前=1.0511.06411.6172g，其中取1.05g/cm3。2.1.3 ABS的注射成型过程及工艺参数（1）注射成型过程1）成型前应进行充分的干燥。2）注射过程中塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后经过冲模、压实、保压、倒流和冷却等五个阶段成型。3）成型后用6070水或空气介质进行降温处理。（2）注射工艺参数1）注射机：螺杆转数可选中等速度2）料筒温度（）：后段150170；中段165180；前段180200。3）喷嘴温度（）：170180。4）模具温度（）：5070。5）注射压力（MPa）：50100。2.2 拟定模具的结构形式2.2.1分型面位置的确定选择分型面需要遵循以下几项原则：（1） 分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。（2） 分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。（3） 确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面。（4） 确保塑件质量，例如，将有同轴度要求的塑件部分放到分型面的同一侧等。（5） 应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块。（6） 满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定、动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面时，应加斜面锁紧。（7） 合理安排浇注系统，特别是浇口位置。（8） 有利于模具加工。通过对塑件结构形式的分析，本产品为长方形中空塑料外壳，因此分型面选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2-2所示。图2-22.2.2型腔数量和排列方式的确定本产品可采取一模二腔的结构形式。同时，考虑到塑件的尺寸、模具结构尺寸的大小关系，型腔在模具中两边对称，采用平衡式排列有利于产品成型，如图2-3所示。图2-3 排列方式从以上可知，本模具设计为一模两腔，根据塑件结构形状，推出机构拟采用推杆推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板。由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。2.3 注射机与模具的关系模具都必须安装在与其相适应的注射机上才能进行生产。因此我们在进行设计模具时，必须对相关参数进行校核，确定设计的模具能否在注射机上使用。本次设计采用一模两腔。2.3.1注射量的计算由表1-1可通过PRO/E计算其体积V前=11.064cm3，塑件质量可确定为m前=V前=1.0511.06411.6172g，其中取1.05g/cm3。2.3.2浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，因此我们可以根据资料上的数据进行计算，可以按照设计塑件提及的0.2-1.0倍进行估算。本次设计体积不大，流道不长，因此我们取0.5倍来进行估算，注入模具型腔的总体积为：V总=V前（1+0.5）=11.0641.5cm3=16.596cm3。2.3.3选择注射机根据2.1.2计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积为16.596cm3，因此可以得出20%塑件=16.59620%=3.3192cm3，所以公称注射量=(16.596+3.3192)/0.8=24.735cm3,，根据附录G3，选择XSZ30注射机其主要技术参数见表2-2。表2-2 注射机主要技术参数理论注射容量/cm330移模行程/mm160螺杆柱塞直径/mm28最大模具厚度/mm180V注射压力/MPa119最小模具厚度/mm60注射速率/gs-143锁模形式液压-机械注射方式柱塞式模具定位孔直径/mm63.5螺杆转速/rmin-13060喷嘴球半径/mm12锁模力/kN250喷嘴口半径/mm4拉杆内间距/mm2352.3.4注射机的相关参数的校核（1）进行注射压力校核。查表4-13可知，ABS所需注射压力为80150MPa，这里取p0=90MPa，该注射机的公称注射压力p公 =119MPa，注射机安全系数=1.251.4，这里取k1=1.3，则：k1p0=1.390=117，所以，注射机注射压力合格。（2）锁模力校核1）塑件在分型面上的投影面积A前 ，A前=(9550-3.1522-2160.76)=2526.9mm22）浇注系统在分型面上的投影面积A浇 。A浇是塑件在分型面上的投影面积A前 的0.20.5倍。由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取A浇 =0.3A前。3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总 ，则A总 =n（A前 A浇）= n（A前0.3A前 ）=1.3A前=1.32526.9=3284.97mm2。4）模具型腔内的胀型力F胀，F胀= A总 p模=3284.9730N=167.62kN式中，p模是型腔的平均计算压力值。p模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为2540MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。ABS属于低粘度塑料及有精度要求的塑件，故F锁取30MPa。查表4-453可得该注射机的公称锁模力F锁=250kN，锁模力安全系数为=1.11.2这里取=1.2，则F胀=1.2F胀=1.2167.62=201.14kNF锁，所以，注射机锁模力合格。2.4浇注系统的设计2.4.1主流道的设计（1）主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 （2）主流道的尺寸1） 主流道的长度：小型模具L主应尽量小于60mm，本设计中初取L主=40mm进行设计。2） 主流道小端直径：d=喷嘴尺寸（0.51）mm =（40.5）mm=4.5mm。3） 主流道大端直径：d=d2L主tan11mm，式中=4。4） 主流道球面半径：SR0=注射机喷嘴球头半径（12）mm=（122）=14mm。5） 球面的配合高度：h=3mm。（3）主流道的凝料体积V主 =/3L主=（R主2 r主2 R主r主）=3.14/350（522.25252.25）=1730.5mm3=1.73cm3（3）主流道当量半径mm。（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5060HRC，如图2-4所示。图2-4 主流道2.4.2分流道的设计（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，把塑料熔体均衡地分配到各个型腔，因此采用平衡式分流道。（2）分流道长度 由于流道设计简单，根据型腔的结构设计，分流道较短，单边分流道长度L分取36mm。（3）分流道的当量直径因为该塑件的质量m前=11.6172g200g，根据式（4-16）3，分流道的当量直径为（4）分流道截面形状本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力不大。（5）分流道截面尺寸 （6）凝料体积1）分流道的总长度L分=30mm。 2）分流道截面积。3）凝料体积V分 =。（7）校核剪切速率1）确定注射时间：查表4-83，可取t=1s。2）计算分流道体积流量：3）由式（4-20）3可得剪切速率该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。（8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取即可，此处取。另外，其脱模斜度一般在510之间，这里取8。2.4.3浇口的设计该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模二腔注射，为便于充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。（1）侧浇口尺寸的确定1） 计算侧浇口的深度。根据表4-103，可得侧浇口的深度h计算公式为h=nt=0.72mm=1.4mm式中，t是塑件壁厚，这里t=2mm；n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。浇口深度常常先取小值，以便在发现问题进行修模处理，故此处浇口深度h取1.2mm。2） 计算侧浇口的宽度。根据表4-103，可得侧浇口的宽度B的计算公式为3） 计算侧浇口的长度。根据表4-103，可得侧浇口的长度一般选用0.50.75mm，这里取=0.6mm。（2）侧浇口剪切速率的校核1）计算浇口的当量半径。由于面积相等可得，由此矩形浇口的当量半径。2）校核浇口的剪切速率确定注射时间：查表4-83，可取t=1s；计算浇口的体积流量：。计算浇口的剪切速率：由式（4-20）3可得：该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。2.4.4校核主流道的剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样可以校核主流道熔体的剪切速率。 （1）计算主流道的体积流量 （2）计算主流道的剪切速率 主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。第3章 成型零件的结构设计及计算3.1成型零件的结构设计3.1.1凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计采用的凹模，如图3-1所示。图3-1 凹模3.1.2凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件。通过对塑件的结构分析，选用如图3-2所示。图3-2凸模3.2成型零件钢材的选用根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型塑件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件是大批量生产，所以构成腔的嵌入式凹模钢材选用T8A。3.3成型零件工作尺寸的计算表3-1公差数值表基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值-表3-2精度尺寸的选用类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度ABS235根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为级精度选取。查表4-153可知凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数取值可在0.50.8的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT7IT8级，综合参考，相关计算具体如下： 凹模径向尺寸（mm） - 塑件径向基本尺寸（mm） - 塑料的平均收缩率（） 塑件公差值（mm） 凹模制造公差（mm）3.3.1凹模径向尺寸的计算由：=95mm查表4-153得：= 0.3mm， =(1+) -x+z =(1+0.0055)95 -0.60.3+0.033=95.34+0.033mm式中是塑件的平均收缩率，查表3-2可得ABS的收缩率为，所以其平均收缩率 =（0.003+0.008）/2=0.0055，x是系数，查表4-153可知x一般在0.50.8之间，此处取x=0.6；是塑件上的相应尺寸的公差（下同），是塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取（下同） 。3.3.2凹模深度尺寸的计算 =(1+) -x+z凹模深度尺寸（mm）凹模深度制造公差（mm）由：HS=16.2mm，查表4-153得：=0.12mm =(1+) -x+z=(1+0.0055)16.2 -0.60.2+0.033 =16.17+0.033式中x是系数，查表4-153可知一般在0.50.7之间，此处取x=0.6。3.3.3型芯径向尺寸的计算型芯径向尺寸（mm）型芯径向制造公差（mm）由：=95mm，查表4-153得：= 0.3mm =(1+) +x-z = 95.703-0.033mm，式中x是系数，查表4-153可知一般在0.50.7之间，此处取x=0.6。3.3.4型芯高度尺寸的计算型芯高度尺寸（mm）型芯高度制造公差（mm）由：H=16.2mm,查表4-153得：=0.12mm =(1+) +x-z =(1+0.0055)16.2 +0.60.2-0.033 =16.41-0.033mm，式中x是系数，查表4-153可知一般在0.50.7之间，此处取x=0.6。3.4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算（1）凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔的布置，模架初选250mm250mm的标准模架，其厚度根据表4-193中的刚度公式计算。式中，p是型腔压力（Mpa）；E是材料弹性模量（Mpa）；W=l是影响变形的最大尺寸，而h=12mm；是模具刚度计算许用变形量，b/l=1时，=0.6；b/l=0.6时，=0.7；b/l=0.4时，=0.8，。凹模侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，这里凹模嵌件单边厚选30mm。由于型腔采用直线、对称结构布置，故两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用250mm250mm，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全满足强度和刚度的要求。（2）动模垫板厚度的计算 动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在250mm250mm这个范围之内，垫块之间的跨度大约为200-40-40=120mm。那么，根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度，即 式中，是动模垫板刚度计算的需用变形量， ；L是两个垫块之间的距离，约120mm；为动模垫板的长度，取250mm；A是型芯投影到动模垫板上的面积。单件型芯所受压力的面积为 对于此动模垫板计算尺寸相对于小型模具来说还可以再小一些，可以增加2根支撑柱来进行支撑，故可以近似得到动模垫板的厚度故动模垫板可按照标准厚度取32mm。3.5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90100mm，又考虑凹模最小壁厚，导柱、导套的布置等，再同时参考4.12.4节3中小型标准模架的选型经验公式和表4-383,模架结构为A4型。3.5.1各模板尺寸的确定 1）A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为14mm，凹模嵌件深度12mm，又考虑在模板上还要开设冷却水道，还需留出足够距离，故A板厚度取40mm。 2）B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚取40mm. 3) C板（垫块）尺寸。初步选定C为63mm。经上述尺寸计算，模架尺寸已经确定为模架序列号为12号，板面为200mm250mm，模架形式为A4型的标准模架。其外形尺寸：宽长高=250mm250mm218mm，如图3-3所示。图3-3 所选的A4模架结构3.5.2模架各尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计尺寸。 1）模具平面尺寸为250mm250mm400mm400mm（拉杆间距），校核合格。 2）模具高度尺寸218mm，165mm218mm355mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 3）模具的开模行程S=H1（510）mm=25+25+（510）mm=5560mm355mm（开模行程），校核合格。3.6 排气槽采用间隙配合可作为气体排出的方式，不会在顶部产生憋气的现象。同时，底面的气体会沿着分型面和型芯与脱模板之间的间隙向外排出。3.7 脱模推出机构3.7.1推出方式的确定本塑件底面采用脱模板推出方式。脱模板推出时为了减少脱模板与型芯的摩擦，设计中在用脱模板与型芯之间留出模板0.2mm的间隙。如图所示，可以防止脱模板因为偏心而产生溢料，同时避免了脱模板与型芯之间产生摩擦。3.7.2脱模力的计算型芯脱模力 因为，所以，此处视塑件为薄壁塑件，根据式（4-25）3脱模力为0 式中，F是脱模力（N）；E是塑料的弹性模量（Mpa），查表4-243；S是塑料成型的平均收缩率（%），查表4-243；t是塑件壁厚（mm）；L是被包型芯的长度（mm）；是塑料的泊松比（查表4-243）；是脱模斜度（）；f是塑料与钢材之间的摩擦因数，查表4-243；r是型芯的半径（mm）；A是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（mm2），当塑件底部有通孔时，A项视为零。3.7.3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（抗压强度）合格3.8冷却系统设计冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。3.8.1冷却介质ABS属于中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为220和5080。所以，模具温度初步选定50，用常温水对模具进行冷却。3.8.2冷却系统的简单计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体总质量W 1）塑料制品的体积 2）塑料制品的质量m前=V前=1.0511.06411.6172g 3）塑件壁厚为2mm，可查表4-343得=9.3s，取注射时间=0.7s，脱模时间=8s，则注塑周期：t= + + =9.3+0.7+8=18s。由此得每小时注射次数：N=(3600/18)次=200次。 4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量： （2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q5 查表4-353直接可知ABS的单位热流量的值的范围在310-400kJ/kg之间，故可取=400kJ/kg。 （3）计算冷却水的体积流量设冷却水道入水口的水温为=22,出水口的水温为=25，取水的密度=1000kg/m3水的比热容为C=4.187kJ/(kg)。则根据公式可得：（4）确定冷却水路的直径d当时,查表4-303可知，模具冷却水孔的直径 d=0.008m。 （5）冷却水在管内的流速v（6）求冷却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4-313可得，则有： （7）计算冷却水通道的导热总面积 A （8）计算模具所需冷却水管的总长度 L （9）冷却水路的根数设每条水路的长度为 =200mm，则冷却水路的根数为 由上述计算可以看出，一条冷却水道对于模具来说显然是不合适的，因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产效率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。3.8.3凹模嵌件和型芯冷却水道的设置型芯的冷却系统的计算与凹模冷却系统的计算方法基本上是一样的，因此不再重复。具体冷却水道如下图3-4所示。图3-4 冷却水道3.9导向与定位结构注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构