摩托车尾灯罩注射模设计【带PROE三维】【6张图纸】【优秀】
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摩托车尾灯罩注射模设计
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目录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 模具的全面认识1
1.1.1 我国模具技术的现状1
1.1.2 模具工业在现代工业生产中的地位和作用2
1.1.3 模具的分类和占有量3
1.2 我国模具技术的发展趋势3
1.2.1 模具产品向大型化、精密化发展3
1.2.2 快速经济模具的前景十分广阔3
1.2.3 模具标准件的应用将日渐广泛4
1.2.4 模具使用优质材料及应用先进处理技术将受重视4
1.2.5 在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术5
1.2.6 高速铣削加工将得到更广泛的应用5
1.2.7 模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展5
1.2.8 模具自动加工系统的研制和发展6
1.3 本章小结6
第2章 塑件制品的工艺性7
2.1 塑件材料工艺性分析7
2.1.1 材料基本特性7
2.1.2 材料的主要用途7
2.1.3 材料的成型特点7
2.2 成型周期9
2.3 塑料制品的工艺性分析9
2.3.1 收缩率的分析9
2.3.2 脱模斜度9
2.3.3 壁厚10
2.3.4 侧孔的分析11
2.3.5 塑件制品的精度和表面质量的分析11
2.4 本章小结11
第3章 注塑机的选择12
3.1 注塑机简介12
3.2 注塑机基本参数13
3.3 型腔的配置13
3.4 根据塑件的的参数初步选定压力机16
3.4.1 制品的体积计算16
3.4.2 根据体积选注射机16
3.4.3 锁模力的确定17
3.5 注射机的校核17
3.5.1 注射压力的校核17
3.5.2 模具闭合高度的校核18
3.6 本章小结18
第4章 模具设计19
4.1 分型面的选择19
4.1.1 分型面的选择原则19
4.1.2 分型面与行腔的相对位置19
4.1.3 分型面的形状的确定19
4.2 浇注系统的设计20
4.2.1 主流道形状、位置和尺寸设计20
4.2.2 分流道的设计20
4.2.3 浇口的设计21
4.2.4 冷料穴的设计23
4.2.5 浇口套24
4.2.6 定位圈的设计25
4.3 顶出机构的设计26
4.3.1 推出力计算26
4.3.2 脱模机构的设计26
4.4 抽芯机构的设计28
4.4.1 抽芯距的计算28
4.4.2 抽拔力的计算28
4.4.3 斜导柱所受弯曲力的计算29
4.4.4 斜导柱长度的计算29
4.4.5 侧滑块和楔紧块的设计30
4.5 冷却系统的设计30
4.5.1 注射模冷却系统设计的原则30
4.5.2 冷却系统和生产效率的关系31
4.5.3 冷却系统对塑件质量的影响31
4.5.4 冷却系统的装置的结构设计及计算32
4.6 排气系统的设计33
4.7 本章小结34
第5章 模具主要零部件的设计35
5.1 型腔、型芯成型尺寸的计算35
5.1.1 型腔内径尺寸的计算35
5.1.2 型腔深度尺寸的计算36
5.1.3 型芯径向尺寸的计算36
5.1.4 型芯高度尺寸的计算37
5.1.5 小型芯块的内径尺寸37
5.1.6 小型芯块径向尺寸的计算38
5.1.7 小型芯高度尺寸的计算38
5.2 行腔侧壁厚度的计算38
5.3 底板计算40
5.4 支撑板厚度计算41
5.5 弹簧的设计43
5.6 标准模架简介44
5.7 本章小结45
模具的总体说明46
结论47
致谢48
参考文献49
附录50
摘要
本论文简要介绍了模具行业在工业生产中的重要性和未来的发展趋势。结合本设计的摩托车尾灯罩注塑件进行工艺分析，并以摩托车尾灯罩模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，确定了模具设计的整体方案，根据相关的参考文献和有关计算公式进行必要的参数设计计算。根据计算结果初选了注射机，最后运用AutoCAD绘图软件对摩托车尾灯罩注射模及主要零部件进行设计。
关键词 注射模；摩托车尾灯罩；工艺分析; 侧抽芯机构。
- 内容简介：
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哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）中期报告题 目：摩托车尾灯罩注射模设计系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 赵宝库 学 号 1069360123 班 号 0693601 指导教师 陈建东 中期报告日期 2009.11.26 哈工大华德学院说 明一、中期报告应包括下列主要内容：1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行；2目前已完成的研究工作及结果；3后期拟完成的研究工作及进度安排；4存在的困难与问题；5如期完成全部论文工作的可能性。二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在院（系）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、目前已完成的研究工作及结果1.型腔数量的确定2.注射机的选用及主要参数的校核（1）型腔数量校核（2）塑件在分型面上的投影面积校核（3）锁模力校核（4）注射压力校核（5）开模行程的校核（6）注射机最大开模行程与模具厚度的校核3.制品成型位置及分型面的选择4.浇注系统的设计（1）主流道的尺寸计算（2）分流道的设计（3）分流道的尺寸计算（4）冷料穴的设计（5）浇口尺寸的计算5.成型零部件的设计（1）凹模直径计算（2）凹模深度计算（3）凸模直径计算（4）两型芯中心距的计算（5）型腔侧壁厚度计算（6）底板厚度计算6. 抽芯机构设计（1）斜导柱的设计（2）斜导柱的倾角（3）锁紧块角度确定（4）抽芯距（5）斜销有效工作长度（6）抽芯力的计算（7）最大弯曲力（8）斜导柱的长度计算7.模具结构件的设计（1）模板的选取（2）导向与定位机构的形式（3）导柱结构形式（4）导套的结构形式8.推出机构的设计（1）推块的设计（2）脱模力计算9.冷却系统的设计（1）冷却水道的设计（2）塑件出模温度时所需要的冷却时间（8）型芯的设计与计算二、后期拟完成的研究工作及进度安排2009年11月27日2009年12月11日 完成部装图及零件图的设计2009年12月21日2009年12月31日 撰写毕业设计论文2010年1月6日2010年1月8日 自我检查、总结3、 存在的问题及困难（1）由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以，选用优质的钢材单独加工和热处理。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名赵宝库系部机电工程系专业、班级指导教师姓名陈建东职称工程师从事专业塑性加工是否外聘是否题目名称摩托车尾灯罩注射模设计一、设计（论文）目的、意义通过毕业设计，掌握塑料注射模的设计步骤，以及利用斜销和滑块进行外侧抽芯机构的设计方法。了解和熟悉模具主要零件的加工制造工艺。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）主要研究内容：利用Pro/E设计软件，完成该塑件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该塑件注射成型工艺性基础上进行模具的总体方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用CAD设计软件完成该模具的总装配图、脱模机构部装图及有关的零件图设计；最后完成设计计算说明书编写。技术要求： 制品材料：聚苯乙烯三、设计（论文）完成后应提交的成果(1)计算说明部分编写设计说明书一份，约12000字。 (2)图纸部分完成摩托车尾灯罩注射模总装图及斜销-滑块外侧抽芯机构部装图设计，零号图各1张；推件板、型芯、型腔板零件图设计，2或3号图各1张。四、设计（论文）进度安排第一阶段：开题 10月19日10月30日（2周），10月30日开题报告；第二阶段：设计阶段 11月2日12月18日（7周）；第三阶段：撰写毕业设计论文与准备答辩 12月21日12月31日（2周）；毕业答辩 2010年1月6日1月8日。 五、主要参考资料 黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京：化学工业出版社，2003 中国模具设计大典编委会. 中国模具设计大典第9篇. 南昌： 江西科学技术出版社，2003六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目：摩托车尾灯罩注射模设计系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 赵宝库 学 号 1069360123 班 号 0693601 指导教师 陈建东 开题报告日期 2009年10月23日 哈工大华德学院说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2进度计划是否切实可行；3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、设计的内容、技术要求利用proe设计软件，完成该塑件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该塑件注射成型工艺性基础上进行模具的总体的方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用CAD设计软件完成模具的总装配图、脱模机构部装图及有关的零件图设计；最后完成设计计算说明书的编写。技术要求： 制品材料：聚苯乙烯二、选题的目的和意义通过毕业设计，掌握塑料模具的设计步骤，以及斜销和滑块进行外侧抽芯机构的设计方法。了解和熟悉模具的加工工艺。三、论文综述（一）模具工业在现代工业生产中的地位和作用模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代机械制造业中,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术, 产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。我国对模具工业的发展十分重视，国务院于1989年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。模具在现代工业生产中的重要作用主要表现在以下几个方面：1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。（二）模具的分类和占有量按通常的分类方法如下： 塑料模具、橡胶模具、冲压模具、压铸模具、铸造模具、锻造模具、合金模具、拉丝模具、玻璃模具、陶瓷模具和汽车模具。但是从模具的设计角度看，总体结构特征分类更加的方便，注射磨具按结构特征可分为：单分型面注射模具、双分型面注射模具、带有活动镶件的注射模具、带侧向分型抽芯的注射模具、自动卸螺纹的注射模具、推出机构在定模的注射模具和无流道凝料的注射模具等。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。（三）我国模具工业的现状近年来，我国的模具工业发展较快，已能够满足国内对中、低档模具的需求。少量模具已开始向日本、美国、新加坡、泰国等地出口。模具工业逐渐发展成为国民经济的基础工业。我国的模具工业虽然在十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如：精密加工设备在模具加工设备中的比例较低;许多先进的模具技术应用不够广泛，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依靠进口。据统计我国目前的模具生产只能满足需要的60%，其余40%需要进口；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高等。我国的模具制造与国外相比，落后之处主要表现为以下5个方面：1、标准化程度较低。国内标准化程度为30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、NC电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，NC机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低12级，制造周期长12倍。3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60%。5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占7%8%，这一比例不但低于国外的30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造(专)专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。（四）国外模具工业的发展情况据中国工业报报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。 1、高新技术应用于模具的设计与制造 （1）CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性 在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。3050人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。 （2）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万3万r/min。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为45年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。 （3）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用 由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。2、欧美模具企业的管理经验值得借鉴 （1）人员精简，“瘦”型管理 欧美模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，所考察的模具企业人数一般都在2050人。企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。 （2）采用专业化，产品定位准 所考察的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系，有的已持续了3040年。 （3）采用先进的管理信息系统，实现集成化管理 欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。 （4）工艺管理先进，标准化程度高 与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同，欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图，包括每个零件的详细设计，并且都制定了详细的加工工艺。我国模具要走向世界，必须深化改革、扩大出口。 欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；意大利人均年销售额也在10万美元以上。与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。通过以上介绍可以看出，模具专业是一个发展前景十分广阔的专业，又是一个大有作为的专业。模具工业的发展，要求我们许许多多有志青年勤奋努力、刻苦钻研，为缩小我国模具工业与工业发达国家间的差距作出贡献。四、模具设计（一）三维图形：（二）总体方案设计及可行性分析：1、总体方案设计（1）、型腔数目：初步定为2腔；（2）、制品成型的自动化程度：凝料自动脱落；（3）、采用流道的形式（冷流道或热流道）：冷流道设计；（4）、制品的侧向型孔是同时成型还是后序加工：是同时成型；（5）、侧凹的脱模方式等：侧抽芯机构机构；（6）、浇口设计：由于塑件为灯罩，表面要求高，所以选定为侧浇口；（7）、分型面选择：为了不影响制品的精度和外观，提高制品的质量，此设计分型面选择在工件的下方；（8）、塑件成型后的顶出方式：推板顶出方式。2、塑件成型可行性分析：聚苯乙烯电绝缘性优良（尤其高频绝缘性），无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性，耐水性,化学稳定性良好，机械强度一般，但性脆，易产生应力碎裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。但价格便宜，原料易得,特别适于制作绝缘透明件，装饰及化学仪器、光学仪器等零件。综上所述，选用聚苯乙烯塑料是合理的。五 进度安排第一阶段：10月19日10月30日（2周）应完成的工作理解和熟悉毕业设计题目，了解所要完成的工作任务；查阅与毕业设计题目相关的文献资料；书写开题报告。第二阶段：11月2日12月11日（7周） 总体方案设计与模具结构布局（设备结构设计方案） 模具结构设计计算（设备结构设计计算和强度计算） 模具总装图设计（设备总装图） 中期检查在第二阶段设计中，于总图设计完成后组织安排中期检查，时间安排另定。检查时，填写好自己的毕业设计日志，填写好每阶段的设计安排；文献综述主要内容；总体方案设计；在设计过程中遇到哪些难题，在老师指导下如何解决的？具体的设计计算过程；零部件的设计草图等，并需要指导老师的签字和设计总图。 模具部件装配图（或第2套模具装配图）（设备部装图）及零件图设计第三阶段： 12月21日12月31日（2周）撰写毕业设计论文塑料模设计论文主要内容：绪论； 塑件注射成型工艺性分析；浇注系统设计；注射机工艺参数校核；成型零件设计及强度校核；导向与脱模机构设计； 凸、凹模加工工艺编制；论文结论等。结题验收在全部设计工作和实验工作结束后，毕业答辩前两天进行（2010年1月5日1月6日）。第四阶段：毕业答辩 自我检查、总结和准备答辩在此阶段中，应完成设计图和论文的互审。毕业答辩（2010年1月6日1月8日） 六 主要参考文献1、谭雪松 林晓新 温丽主编.新编塑料模具设计手册.北京：人民邮电出版社，20062、塑料成型与模具设计（讲义）. 校内自编教材，20063、黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京：化学工业出版社，2003.4、中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典第9篇.南昌：江西科学技术出版社，2003.5、靖永慧.现代模具制造行业发展J.模真技术.2001.6、唐志玉主编.塑料挤塑模与注塑模优化设计.北京：机械工业出版社，20087、马晓湘 钟均祥主编.画法几何及机械制图. 南昌：华南理工大学出版社，1998哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摩托车尾灯罩注射模设计摘要本论文简要介绍了模具行业在工业生产中的重要性和未来的发展趋势。结合本设计的摩托车尾灯罩注塑件进行工艺分析，并以摩托车尾灯罩模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，确定了模具设计的整体方案，根据相关的参考文献和有关计算公式进行必要的参数设计计算。根据计算结果初选了注射机，最后运用AutoCAD绘图软件对摩托车尾灯罩注射模及主要零部件进行设计。关键词注射模；摩托车尾灯罩；工艺分析; 侧抽芯机构。Motorcycle tail lamp Injection Mold DesignAbstract This thesis the synopsis introduced the molding tool profession in the industry to produce the insides importance with the futures development trend.Combination the motorcycle tail of this design the lampshade note the piece the for the whole project for proceeding craft analyzing, combining with motorcycle tail lampshade molding tool for main line, synthesizing type craft analyzing, molding tool construction designing, make suring the molding tool designing, according to related testing the cultural heritage with relevant calculation formula proceeding necessity the number the design calculation.Pan outed the primary election to inject the machine according to the calculation.Finally make use of the AutoCAD painting the software to motorcycle tail the lampshade inject the mold and main zero parts to proceed the design.Keywords Injection Mold;Motorcycle Lamp;technique; Pulling structu不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 模具的全面认识11.1.1 我国模具技术的现状11.1.2 模具工业在现代工业生产中的地位和作用21.1.3 模具的分类和占有量31.2 我国模具技术的发展趋势31.2.1 模具产品向大型化、精密化发展31.2.2 快速经济模具的前景十分广阔31.2.3 模具标准件的应用将日渐广泛41.2.4 模具使用优质材料及应用先进处理技术将受重视41.2.5 在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术51.2.6 高速铣削加工将得到更广泛的应用51.2.7 模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展51.2.8 模具自动加工系统的研制和发展61.3 本章小结6第2章 塑件制品的工艺性72.1 塑件材料工艺性分析72.1.1 材料基本特性72.1.2 材料的主要用途72.1.3 材料的成型特点72.2 成型周期92.3 塑料制品的工艺性分析92.3.1 收缩率的分析92.3.2 脱模斜度92.3.3 壁厚102.3.4 侧孔的分析112.3.5 塑件制品的精度和表面质量的分析112.4 本章小结11第3章 注塑机的选择123.1 注塑机简介123.2 注塑机基本参数133.3 型腔的配置133.4 根据塑件的的参数初步选定压力机163.4.1 制品的体积计算163.4.2 根据体积选注射机163.4.3 锁模力的确定173.5 注射机的校核173.5.1 注射压力的校核173.5.2 模具闭合高度的校核183.6 本章小结18第4章 模具设计194.1 分型面的选择194.1.1 分型面的选择原则194.1.2 分型面与行腔的相对位置194.1.3 分型面的形状的确定194.2 浇注系统的设计204.2.1 主流道形状、位置和尺寸设计204.2.2 分流道的设计204.2.3 浇口的设计214.2.4 冷料穴的设计234.2.5 浇口套244.2.6 定位圈的设计254.3 顶出机构的设计264.3.1 推出力计算264.3.2 脱模机构的设计264.4 抽芯机构的设计284.4.1 抽芯距的计算284.4.2 抽拔力的计算284.4.3 斜导柱所受弯曲力的计算294.4.4 斜导柱长度的计算294.4.5 侧滑块和楔紧块的设计304.5 冷却系统的设计304.5.1 注射模冷却系统设计的原则304.5.2 冷却系统和生产效率的关系314.5.3 冷却系统对塑件质量的影响314.5.4 冷却系统的装置的结构设计及计算324.6 排气系统的设计334.7 本章小结34第5章 模具主要零部件的设计355.1 型腔、型芯成型尺寸的计算355.1.1 型腔内径尺寸的计算355.1.2 型腔深度尺寸的计算365.1.3 型芯径向尺寸的计算365.1.4 型芯高度尺寸的计算375.1.5 小型芯块的内径尺寸375.1.6 小型芯块径向尺寸的计算385.1.7 小型芯高度尺寸的计算385.2 行腔侧壁厚度的计算385.3 底板计算405.4 支撑板厚度计算415.5 弹簧的设计435.6 标准模架简介445.7 本章小结45模具的总体说明46结论47致谢48参考文献49附录50千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- V -第1章 绪论1.1 模具的全面认识在新世纪来到之际，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。回顾以往，展望未来，我们满怀信心期待模具技术在十一五期间有更快、更好的发展。1.1.1 我国模具技术的现状近年来，我国的模具工业发展较快，已能够满足国内对中、低档模具的需求。少量模具已开始向日本、美国、新加坡、泰国等地出口。模具工业逐渐发展成为国民经济的基础工业。我国的模具工业虽然在十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如：精密加工设备在模具加工设备中的比例较低;许多先进的模具技术应用不够广泛，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依靠进口。据统计我国目前的模具生产只能满足需要的60%，其余40%需要进口；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高等。我国的模具制造与国外相比，落后之处主要表现为以下5个方面：1、标准化程度较低。国内标准化程度为30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、NC电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，NC机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低12级，制造周期长12倍。3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60%。5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占7%8%，这一比例不但低于国外的30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造(专)专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。1.1.2 模具工业在现代工业生产中的地位和作用模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代机械制造业中,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术, 产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。我国对模具工业的发展十分重视，国务院于1989年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。模具在现代工业生产中的重要作用主要表现在以下几个方面：1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。1.1.3 模具的分类和占有量按通常的分类方法如下： 塑料模具、橡胶模具、冲压模具、压铸模具、铸造模具、锻造模具、合金模具、拉丝模具、玻璃模具、陶瓷模具和汽车模具。但是从模具的设计角度看，总体结构特征分类更加的方便，注射磨具按结构特征可分为：单分型面注射模具、双分型面注射模具、带有活动镶件的注射模具、带侧向分型抽芯的注射模具、自动卸螺纹的注射模具、推出机构在定模的注射模具和无流道凝料的注射模具等。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。1.2 我国模具技术的发展趋势当前，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。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。1.2.1 模具产品向大型化、精密化发展模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工。1.2.2 快速经济模具的前景十分广阔现在是多品种、少批量生产的时代，未来，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制 各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速 原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外，采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。1.2.3 模具标准件的应用将日渐广泛使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件 规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。1.2.4 模具使用优质材料及应用先进处理技术将受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。1.2.5 在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。模具CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。1.2.6 高速铣削加工将得到更广泛的应用国外近年来发展的高速铣削加工，主轴转速可达到40000100000r/min,快速进给速 度可达到3040m/min，换刀时间可提高到13s。这样就大幅度提高了加工效率，如在加 工压铸模时，可提高78倍，并可获得Ra10m的加工表面粗糙度。形状精度可达10m。 另外，还可加工硬度达60HRC的模块，形成了对电火花成形加工的挑战。因此，高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。1.2.7 模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使 用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率低(约占整个模具制造周期的1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工 向更高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控 研磨机，可实现三维曲面模具研磨抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机，可实现三给曲面模具研磨抛光的自动化。另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展特种研磨与抛光、如挤压衍磨、电化学抛光、 超声抛光以及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量。1.2.8 模具自动加工系统的研制和发展随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.3 本章小结确定我国现在模具现状和未来发展的趋势，国内外模具技术的对比、主要差距。计算机技术在模具制造中将进一步得到应用。第2章 塑件制品的工艺性2.1 塑件材料工艺性分析2.1.1 材料基本特性聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、无毒无味，落地式发生清脆的金属声，密度为1.054g/cm。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分子质量越大，力学强度越高。聚苯乙烯有优良的电性能（尤其是高频绝缘性能）和一定的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。但耐热性低，热变形温度一般在7098，只有在不高的温度下使用。聚苯乙烯硬而脆，有较高的热胀系数，因此，限制了它在工程上的应用。进几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了他的用途。2.1.2 材料的主要用途聚苯乙烯在工业上可作仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等。在电气方面用作良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等。在日用品方面广泛用于包装材料、各种器具、玩具等。2.1.3 材料的成型特点流动性和成型性优良，成品率高，但易出现裂纹，成型塑件的脱模斜度不宜过小，但顶出要均匀；由于热胀系数高，塑件中不易有嵌件，否则会因两者的热胀系数相差太大而导致开裂，塑件壁厚应均匀；宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，降低内应力，但料温过高，容易出现银丝。PS204成形性能：(1)无定形料，吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂。(2)流动性好，溢边值0.03mm左右。塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件（如有嵌件应预热），缺口，尖角，各面应圆滑连接。(3)可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。(4)宜用高料温、模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形（尤其对壁厚塑件）。但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。(5)可采用各种形式进料口，进料口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件。脱模斜度宜取2度以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道系统。下表2-1介绍了聚苯乙烯（PS）的某些性能。表2-1 热塑性材料的某些性能材料名称拉伸弹性模量/MPa压缩比成型收缩率/%与钢的摩擦因数泊松比聚乙烯HDPE LDPE8409501.71.53.010.230.38聚丙烯PPGFR110016001.921.961.03.040.340.32有机玻璃PMMA与苯乙烯共聚316035005聚氯乙烯硬PVC软PVC24004200聚苯乙烯GPCHIPSGFR（20%30%）2800350014003100320020.450.322.2 成型周期完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为35s，保压时间一般为20120s，冷却时间一般为30120s（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表2-2所示。表2-2 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 2.3 塑料制品的工艺性分析2.3.1 收缩率的分析PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在0.40.7%之间。2.3.2 脱模斜度PS质硬而脆，制品设计时，应量避免尖角，注意脱模斜度，否则，会出现制品开裂。由于本制品本身就有一定的斜度（如图2-1、2-2所示），那么可以利用自身的斜度实现脱模二维图形： 图2-1 摩托车尾灯罩二维零件图 图2-2 摩托车尾灯罩三维零件图(1)制品为带有阶梯的不规则形状的零件，在设计模具浇口时应采用矩形侧浇口进料，制品由推板推出；(2)制品的材料为PS204；(3)生产数量：批量生产。2.3.3 壁厚塑料制件的壁厚对塑件质量有很大影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚得最小尺寸应满足以下几方面要求：塑件应有一定的厚度才能满足使用时的强度和刚度要求，而且壁厚在脱模时还需承受脱模推力。壁厚应设计合理，壁太薄熔料充满型腔时的流动阻力大，会出现缺料现象；壁太厚塑料件内部会产生气泡，在可能的条件下应使壁厚尽量均匀一致。塑件的壁厚一般为14mm，大型塑件的壁可达8mm。表2-3聚苯乙烯制件的壁厚(mm)塑料名称最小壁厚小型塑件推荐壁厚一般塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚聚苯乙烯0.751.802.252.60.4 侧孔的分析由于制品带有侧孔，成型时需要侧向抽芯机构，侧孔的形状简单，并且壁厚较小，抽芯机构的设计较为简单。2.3.5 塑件制品的精度和表面质量的分析塑件的外观要求高，表面粗糙度值应越小。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疪点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度值。一般模具表面粗糙度值要比塑件的要求低12级。塑料塑件的表面粗糙度值一般为Ra0.80.2m之间。模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，所以应随时给以抛光复原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度值相同，而不透明塑件则根据使用情况决定它们的表面粗糙度值。塑件的表观质量指的是塑件成型后的表观缺陷状态,如常见的缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、银纹、斑纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定等。它是由于塑件成工艺条件、塑件成型原料的选择、模具总体设计等多种因素造成的。2.4 本章小结本章主要介绍了本设计使用的材料聚苯乙烯的基本特性、主要用途与其成型特点；通过分析聚丙烯材料的特性及工艺参数，确定了本设计提供塑件的壁厚和表面质量。使用CAD绘图软件绘制出摩托车尾灯罩的二维图形；又使用Pro/E三维绘图软件绘制出摩托车尾灯罩的三维图形，知道了此塑件的体积与质量，为以后的设计奠定了基础。第3章 注塑机的选择1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一。3.1 注塑机简介随着现代电子技术的飞速发展,注射机控制系统升级换代很快。微型计算机控制的注射机已较常见。其控制系统由CPU、存储器、显示器等组成，并有初始化和调试、注射和模具动作、压力和速度控制、数字PID调节、油路和诊断等功能软件。注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法。常用的说法有:（1）按设备外形特征分类: 卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类: 超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。注射机为塑料注射成型所用的主要设备，图3-4所示为最常用的卧式注射机。 图3-1 卧式注射机外形1-锁模液压缸；2-锁模机构；3-动模板；4-推杆；5-定模板6-控制台；7-料筒及加热器；8-料斗；9-定量供料装置；10-注射缸注射成型时注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，由锁模装置合模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制件推出。3.2 注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量：指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力：为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率：为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表3-1所示。表3-1 注射量与注射时间的关系注射量 Cm3/s125250500100020004000600010000注射速率/Cm/s125200333570890133016002000注射时间/s52.2533.755(4)塑化能力 单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力 注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸 包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度 为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。(8)空循环时间 在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。3.3 型腔的配置型腔的配置决定了模具结构总体方案的设计。一但型腔布置完成，浇注系统走向和类型便确定。冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须统筹考虑。若冷却通道布置与推杆孔、螺孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。当型腔、浇注系统、冷却系统、脱模机构的初步位置确定后，模板的外行尺寸也基本确定。多型腔在模具上通常采用圆形排列、H形排列、直线形排列以及复合排列等，在设计时应注意如下几点：(1)尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，确保塑件质量的均一稳定。(2)型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象，如图3-2（b）的布局就比3-2（a）的布局合理。(3)尽量使型腔排列得紧凑一些，以便减小模具的外形尺寸。如图3-3所示，图（b）的布局优于图（a）布局，因为图（b）的模板总面积小，可节省钢材，减轻模具质量。(4)型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工麻烦，除圆形制品和一些高精度制品外，在一般情况下常用直线排列和H形排列，从平衡的角度来看应尽量选择H形排列，从平衡的角度来看应尽量选择H形排列，如图3-4（b）、（c）的布局比（a）要好。 （a） （b） 图3-2 型腔的布置力求对称（a） （b）图3-3 型腔的布置力求紧凑图3-4 一模十六腔的几种排列方案注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。考虑到该塑件为灯罩，表面粗超度要求高，为了达到要求,选用侧交口的结构形式,根据手册推荐拟定为一模两件。图3-5 型腔的布局安排3.4 根据塑件的的参数初步选定压力机3.4.1 制品的体积计算根据从pro/E作出的零件的三维图，查零件属性可知制品的体积为 V=62669.08mm为了避免成型时注塑压力的不均衡，型腔以对称分布的方式排列，则相当于注射机总的注塑体积为 V总=2V=125338.16mm （3-1）3.4.2 根据体积选注射机由模具设计与制造式（8-3）得VV/0.8 （3-2） =125338.16/0.8 =156.67cm由此确定注射机为卧式螺旋杆（其容量60cm）材料为PS，可知其成型压力为 P=2510Pa=25Mpa表3-2 制品模内平均压力P模制品特点模内平均压力P模（Mpa）举例容易制品特点24.5PE、PP、PS一般制品29.4模温高下成型的容器类制品中等黏度塑料和有精度要求的制品34.3ABSP、PMMA等有精度要求的工程构件加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品39.2高精度的齿轮和凸轮由上表可知此制品模内平均压力P模应在24.5和29.4之间，本设计P模取25。P=2510Pa=25Mpa3.4.3 锁模力的确定塑料投影面积为：S=ab=9075=6750mm锁模力的计算：由模具设计与制造式（8-5）得 F2KPcA/1000 (K取1.2) （3-3） =21.2256750/1000 =405 KN根据以上所述，本设计选用卧式注射机,根据塑料用量选用卧式注射机SZ-250/160, 如表3-3所示，该注射机的主要技术参数如下：表3-3 国产注射机SZ-250/160技术参数表名称参数名称参数结构类型卧式拉杆内间距(mm)500415理论注射容积（cm）200-314移模行程(mm)680螺杆(柱塞)直径(mm)40最大模具厚度(mm)400注射压(MP)229最小模具厚度(mm)205注射速率(g/s)130锁模形式(mm)双曲肘塑化能力(g/s)10模具定位孔直径(mm) 15模板尺寸690650喷嘴球半径(mm)SR15锁模力(kN)1600喷嘴口直径 43.5 注射机的校核3.5.1 注射压力的校核塑件成型所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，基关系按下式校核 P1 P2 （3-4） 式中 P1: 塑件成型所需的注射压力（Mpa）,这里取25 P2: 所选取注射机的额定注射压力（Mpa）已知P2 =229Mpa，故满足P1 P2 。3.5.2 模具闭合高度的校核Hmin H Hmax （3-5）式中 Hmin 注射机允许的最小模具厚度(mm) H 模具闭合高度（mm） Hmax 注射机允许的最大模具厚度(mm)已知：Hmin =205mm Hmax =400mm H=32+40+45+85+33=325mm故满足要求。3.6 本章小结本章对注射机的结构和性能参数概述，通过对塑件的体积和质量的计算和对注射机的校核，初步选用国产注射机的型号和工艺参数。第4章 模具设计4.1 分型面的选择4.1.1 分型面的选择原则模具上用于取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面统称为分型面。合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则：（1）分型面的形状尽量简单，避免采用复杂形状，以免模具制造增加困难；（2）要尽量有利于塑料制品的脱模和抽芯；（3）在开模时尽量使塑件留在动模；（4）分型面的位置要不影响制品的精度和外观；（5）尽可能与料流末端重合，利于系统的排气；（6）有利于浇注系统的合理设计。4.1.2 分型面与行腔的相对位置分型面选择是否合理对于塑件质量、模具制造与使用性能均有很多影响，它决定了模具的结构类型，是模具设计工作中的重要环节。模具设计时应根据制品的结构形状、尺寸精度、浇注系统形式、推出形式、排气形式及制造工艺等多种因素，全面考虑，合理选择。4.1.3 分型面的形状的确定分型面的一般种类有水平分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处，必须设置在产品的最大截面处，而且要便于开模后塑件留在动模的一侧（型芯在动模上），以保证顶出机构顺利脱模。综上，由于摩托车车灯属于薄壁制品以及表面不允许带有推出痕迹,并且型芯周边的外形并不复杂,所以分型面的形状与塑件的底部相似。本设计采用侧浇口，阶梯分型面、并且采取二次分型的方式。4.2 浇注系统的设计注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大，它直接关系到成型的难易和制品的质量，是注射模设计中的重要组成部分。根据注塑件的要求及模具的结构等方面来选择浇注系统。4.2.1 主流道形状、位置和尺寸设计主浇道通常位于模具的中心，是塑料溶体的入口，起形状为圆锥形，便于熔融塑料的顺利流入，开模时有能使主浇道的凝料顺利拔出。圆锥形，锥角为24。内壁表面粗糙度为0.63 m为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑。4.2.2 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，在单型腔的模具中，有的则可省去分流道。在分流道的设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小流道的容积。一般开设在分型面上, 起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。在流道设计中要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大；要减少传递损失，又希望流道的表面积小，因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，该比值大则流道的效率高。其中圆形和正方形的效率最高，但正方形截面流道不易于凝料的顶出，因此常采用梯形截面的流道。各种流道截面的效率如表4-1所示表4-1 流道截面因为各种塑料的流动性有差异，可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，常用分流道断面尺寸推荐如表4-2所示。表4-2 流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径mm ABS，AS4.89.5聚苯乙烯3.29.5聚乙烯1.69.5软聚氯乙烯3.29.5尼龙类1.69.5硬聚氯乙烯6.516聚甲醛3.29.5聚氨酯6.58.0丙烯酸89.5热塑性聚酯3.58.0抗冲击丙烯酸812.7聚苯醚6.510醋酸纤维素510聚砜6.510聚丙烯4.89.5离子聚合物2.410异质同晶体4.89.5聚苯硫醚6.513在该模具上取圆形断面形状，直径为4mm。分流道与浇口采用圆弧连接。本设计采用圆形结构,分流道的半径为8mm。4.2.3 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定。选择浇口形式应该遵循以下原则：尽可能采用平衡式设置；型腔排列进料均衡；型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；确保耗料量小；影响塑件外观。该模具采用矩形侧浇口，其有以下特性:(1)优点是侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体冲模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。(2)缺点是有浇口痕迹存在，会使塑件形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。 图4-1 矩形侧浇口其中：h交口深度mm，l浇口长度，b浇口宽度，d浇口直径，t塑件壁厚，A行腔表面积，B浇口处塑件宽度矩形侧浇口的大小由其厚度、宽度和长度决定。确定侧浇口厚度h（mm）和宽度b（mm）的经验公式如下：h=nt (4-1) (4-2)式中 t-塑件厚度,mm； n-系数与塑件品种有关，见表4-3； A-塑件外表面面积。表4-3 系数n值塑料品种n塑料品种n聚乙烯、聚苯乙烯聚甲醛、聚碳酸酯、聚丙烯0.60.7尼龙、有机玻璃聚氯乙烯0.80.9塑件系数n由塑料性质决定，通常PE、PS：n=0.6；POM、PC、PP：n=0.7；PA、PMMA：n=0.8；PVC：n=0.9。本设计n=0.6，所以可得到h=1.8，b=4.2mm。4.2.4 冷料穴的设计冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设计在主流道的末端有时也设冷料穴。冷料穴底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。常用的冷料穴有以下几种结构。(1)带Z形头拉料杆的冷料穴(2)带球形头（或菌形头）的冷料穴(3)带尖锥头拉料杆及无拉料杆的冷料穴根据本模具设计要求,将冷料穴设计为带球形头的冷料穴，如图4-2所示。 图4-2 分流道与冷料穴 1-型腔板；2-推板；3-拉料杆冷料穴的位置在正对主浇道的动模板上，一般位于分浇道的末端,采用球头拉料杆的冷料井球头半径R=4,球头颈部高为10mm d=10mm D=15mm H=8mm4.2.5 浇口套本设计浇口套如图4-4所示，选用T8钢材制作，经淬火洛氏硬度为5055HRC。 图4-4 浇口套的设计其半径R2=R1+（12）=15+（12）=17 mm (4-3)小端半径d1=d2+（0.51）=4+（0.51）=5 mm (4-4)凹坑深取h=5 mm，L=125 mm，1=2,2=3。 (4-5)4.2.6 定位圈的设计本设计定位圈的选择是根据所定注射机定板安装孔的大小进行设计的，如下图所示图4-3 定位圈4.3 顶出机构的设计4.3.1 推出力计算由塑料成型工艺与模具设计式（8-4）可得F= (4-6)式中：A：塑料的脱模面的面积，A=84P：塑料对型芯单位面积上的包紧力，模内冷却，P取：塑料对钢的摩擦系数，约0.10.3,这里取0.2: 脱模斜度,这里取1F= =21260.8N4.3.2 脱模机构的设计由于摩托车车灯属于薄壁制品以及表面不允许带有推出痕迹,并且型芯周边的外形并不复杂,所以采用推板推出脱模机构,在推板和型芯的配合位置,设由5的配合斜度,便于脱模。图4-4 脱模板 顶杆的设计由模具设计与制造式(8-67)顶杆直径计算公式得,材料选用45号钢d= (4-7)式中： 安全系数,常取=1.5L: 顶杆的长度,初步估算L=160mmn: 顶杆数目,这里取n=4F: 推出力d: 顶杆的直径d= =7.60mm由模具设计与制造式(8-68)顶杆直径的强度校核公式 (4-8)式中：: 顶杆材料的许用应力,45号钢的许用应力为180Mpa: 顶杆所受的应力 =117.2=180Mpa 安全由塑料挤塑模与注塑模优化设计表(18-7),A型推杆尺寸(GB4169.1-84)取d=16mm, L=160mm, D=22mm, S=8mm图4-5 顶杆4.4 抽芯机构的设计采用斜导柱抽芯机构4.4.1 抽芯距的计算将活动芯从成型位置抽至不妨碍制品脱模的位置所移动的距离称为抽芯距。由模具设计与制造式（8-72）得计算公式S=Htg+(25) (mm) (4-9)式中：H: 斜导柱完成抽芯所需的开模行程，这里取H=50mm: 斜导柱倾斜角，这里取=20S=50tg =20mm4.4.2 抽拔力的计算由模具设计与制造式(8-71)得抽拔力计算公式F= (4-10)式中：l: 活动侧芯被塑料包紧的断面的周长,l=172mmh: 成型芯部分的深度, h=3mmp: 制品对侧芯的压力,一般取8-12Mpa,这里取10 Mpa : 侧抽芯的脱模斜度，常取=12，这里取1 F= =950.8N4.4.3 斜导柱所受弯曲力的计算由模具设计与制造式（8-73）得计算公式P= （N） (4-11)式中：Q：抽拔阻力（与抽拔力大小相等，方向相反）P= =1000 N由模具设计与制造式（8-76）得斜导柱直径计算公式 (4-12)式中：P：最大弯曲力，这里P=1000NL：斜导柱有效工作长度，这里取L=50mm: 弯曲许用应力，这里选用碳钢，=137Mpa =0.0154m =15.4mm由塑料挤塑模与注塑模优化设计表(18-22),选取斜销的尺寸d=16mm， D=20mm， H=12mm4.4.4 斜导柱长度的计算斜导柱的长度是根椐侧芯的抽芯距，斜导柱的直径，倾斜角和安装斜导柱的模板厚度h来决定由模具设计与制造式（8-77）得斜导柱长度计算公式L (mm) (4-13) =120.1mm取L=120mm图4-6 斜导柱4.4.5 侧滑块和楔紧块的设计由于侧抽型芯简单且容易加工,则把侧滑块制成一体结构。在为防止侧向成型零件在成型压力作用下会使滑块向外位移,如果没有楔紧块楔紧,侧向力通过侧滑块传给斜导柱使斜导柱发生变形,所以楔块采用H7/n6配合镶入模板中的形式。4.5 冷却系统的设计4.5.1 注射模冷却系统设计的原则设计冷却系统需要考虑模具的结构、塑件的尺寸和壁厚、镶块的位置、熔接痕的产生位置等。(1) 塑件厚度均匀，冷却通道至型腔表面的距离相等，亦即冷却通道的排列与型腔的形状相吻合，塑件壁厚处冷却通道应靠近型腔，间距要小以加强冷却。一般冷却通道与型腔表面的距离大于10mm，为冷却通道直径的1倍。(2) 在模具结构允许的前提下，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，以保证冷却均匀。(3) 为防止漏水，镶块与镶块的拼接处不应设置冷却通道，并注意水道穿过型芯、型腔与模板接缝处时的密封以及水管与水嘴连接处的密封，同时水管接头部位设置在不影响操作的方向，通常在注射机的北面。(4) 浇口处应加强冷却。由于浇口附近温度最高，通常可使冷却水先流经浇口附近，再流向浇口远端。(5)降低入水与出水的温度差，避免模具表面冷却不均匀。(6)冷却通道要避免接近塑件熔接痕的生产位置，以免降低塑件的强度。(7)冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应避免过大的压力降。冷却通道直径的选择要易于加工清理，一般为612mm。4.5.2 冷却系统和生产效率的关系在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求也不尽相同。因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上也决定了塑件的质量和生产成本。4.5.3 冷却系统对塑件质量的影响影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速，冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料，熔体温度，塑件要求的顶出温度和模具温度、塑件和模具间的热循环交互作用等。(1) 低的模具温度可降低塑件的成型收缩率。(2) 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快可以减小塑件的翘曲变形。(3) 对于结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。(4) 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑料的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的。但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐力开裂性与塑件的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模速度，减少补料时间有利的。(5) 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。4.5.4 冷却系统的装置的结构设计及计算由模具设计与制造表(8-23)查得PS塑料模温在4060 冷却装置的结构采用两个凹模和两个型芯冷却水道的布局 冷却计算成型周期=充模时间+保压时间+闭模冷却时间+其它时间由塑料成型工艺及模具简明手册表(3-13)确定PS塑料注射工艺参数T (4-14) =2+20+20+8 =50(S)模具的热量是由辐射传热,对流散热,向模板传达热与注射喷嘴接触的传热等很多因素综合作用的结果由模具设计与制造式(8-81)其传热热量公式为Q (J/h) (4-15)式中：n: 第小时注射次数,这里n=3600/50=72(次/小时)m: 每次注射塑料质量, m=160g=0.16K g/次C: 塑料的比热容,由模具设计与制造表(8-26)查得聚苯乙烯C=1340: 熔融塑料进入模腔的温度,这里=160: 制品的脱模温度,这里=50Q =1698048 (J/h)冷却时所需要的冷却水量M (4-16)式中：: 出水温度,这里取=25C: 进水时的温度=20C: 导热系数,由模具设计与制造表(8-26)查得聚苯乙烯=452M =751.35 Kg冷却水管直径的计算采用4条冷却水管由式(8-83)得水管直径计算公式d (4-17)式中：v: 管内冷却水的流速,一般取0.8-2.5m/s,这里取2m/sd =10.94mm这里取冷却水管直径d=12mm4.6 排气系统的设计在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。本设计采用的是缝隙排气。4.7 本章小结本章主要对模具的分型面、浇注系统、顶出机构、抽芯机构、冷却系统及排气系统进行了设计，对模具的整体排布进行了设计，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口以、浇口套、分型面、顶出杆及斜导柱等位置进行了设计。第5章 模具主要零部件的设计5.1 型腔、型芯成型尺寸的计算模具成型零件最基本的公式为:A=A+AQ (5-1)式中：Q: 塑料的平均收缩率A: 模具成型零件在室温(20C)时的尺寸A: 塑料制品在室温时的尺寸5.1.1 型腔内径尺寸的计算模具的腔内径尺寸是由制品的外径尺寸所决定。设制品的外径名义尺寸为D是最大尺寸，其公差为负偏听偏信差，制品的平均径向尺寸取（D-/2），考虑到收缩，其收缩量为（D-/2）Q。设型腔内径的名义尺寸D是最小尺寸，其公差为正偏差，则其平均值为D+/2，考虑到型腔工作过程中最大磨损量，取平均值/2，则有：D+/2=（D-/2）+（D-/2）Q-/2 (5-2)从制品的形状大小来看属于中小制品可取=/3，=/6，代入上式得D+/2=（D-/2）+（D-/2）Q-/2 (5-3)D=D+DQ-Q/2-3/4Q由于Q/2与其它各项相比很小，可以略去。则模具型腔内径计算公式为:D=（D+DQ-3/4Q） (5-4)式中： 模具的制造公差一般取（1/6-1/4），这里取1/5： 制品公差，一般取0.50.8,这里取0.6Q : 塑料的平均收缩率(%),制品材料为PS收缩取0.6D=(90+900.006-0.750.6)=90.095.1.2 型腔深度尺寸的计算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定由模具设计与制造式(8-20)内径的径向尺寸计算公式,得H=(h+ hQ-2/3) (5-5)式中：H: 型腔深度尺寸h: 制品高度最大尺寸,产品的最大高度为75mmH=(75-750.006-2/30.6) =75.055.1.3 型芯径向尺寸的计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定。由模具设计与制造式(8-19)内径的径向尺寸计算公式,得d=(D+DQ+3/4)(mm) (5-6)式中：d: 型芯外径尺寸D: 制品内径最小尺寸, D=90-23=84, D=83.4d=(83.4+83.4+0.75) =84.355.1.4 型芯高度尺寸的计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定由模具设计与制造式(8-21)内径的径向尺寸计算公式,得h=(H+ HQ+2/3) (5-7)式中：h：型芯高度尺寸H：制品深度最小尺寸，H=75-3=72，最小H=71.4h=(71.4+71.40.006+2/30.6) = 小型芯块的内径尺寸模具的型腔内径尺寸是由制品的外径尺寸所决定。由模具设计与制造式（8-18）模具型腔内径计算公式得：D=（D+DQ-3/4Q） (5-8)式中：D：小型腔的外径尺寸D=60D=(60+600.006-0.750.6)=59.915.1.6 小型芯块径向尺寸的计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定。由模具设计与制造式(8-19)内径的径向尺寸计算公式得：d=(D+DQ+3/4)(mm) (5-9)式中：D: 制品内径最小尺寸, D=59.4d=(59.4+59.4+0.75) = 小型芯高度尺寸的计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定由模具设计与制造式(8-21)内径的径向尺寸计算公式,得h=(H+ HQ+2/3) (5-10)式中：H：制品深度最小尺寸,最小H=2.4h=(2.4+2.40.006+2/30.6)=2.825.2 行腔侧壁厚度的计算由于摩托车的尾灯结构不太复杂,把型腔设计成整体形的凹模，如下图的结构：图5-1 整体形的凹模按强度计算由塑料成型工艺及模具简明手册表(3-36)里的整体式矩形凹模计算公式得 Sh (5-11)式中： Pm: 为模腔压力,单位为Mpa : 为材料的许用应力,材料取45号钢,所以许用应力=160MPa h : 凹模型腔的深度 : 系数,L/h,L是型芯的高度,L/h=1.0,由查表3-40,系数=0.321 则S=72 =16.12mm按刚度计算由塑料成型工艺及模具简明手册表(3-36)里的整体式矩形凹模计算公式得 S (5-12)式中： E: 材料的弹性模量,材料为45号钢取E=2.06Mpa C: 系数,h/l,l凹模型腔内孔的长边尺寸,h/l=0.86, 由塑料成型工艺及模具简明手册查表(3-38),系数取c=0.073 : 常用塑料的允许变形量, 由查表(3-37),聚苯乙烯为0.04-0.05,取=0.05 则S= =16.82mm由于为了同时满足强度和刚度,凹模侧壁尺寸取大值,刚S16.82,让型腔好制造,取S=20mm5.3 底板计算按强度计算由塑料成型工艺及模具简明手册表(3-36)里的整体式矩形凹模计算公式得： tb (5-13)式中： b: 凹模内孔短边尺寸 : 系数,L/b=2,由L/b比值可由塑料成型工艺及模具简明手册表(3-41), =0.4974 t=48 =18.72mm按刚度计算由塑料成型工艺及模具简明手册表(3-36)里的整体式矩形凹模计算公式得：t (5-14)式中：: 系数,由l/b的比值决定,l/b=2由塑料成型工艺及模具简明手册查表(3-39), =0.0277t= =12.18mm 由于为了同时满足强度和刚度,凹模底板厚度尺寸取最大值t18
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