塑料灯盒注塑模具设计【全套含CAD图纸、说明书、三维图纸】
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本 科 毕 业 设 计 (论 文)毕业设计（论文）中文题目:塑料灯盒注塑模具设计English Title: The Injection Mold Design for Plastic Light Cover学 院： （楷体_GB2312四号，下同）机械工程学院 专业班级： 机械设计制造及其自动化 学生姓名：指导教师： 年 月毕业设计（论文）中文摘要塑料灯盒注塑模具设计摘 要：本文主要介绍了塑料灯盒注塑模设计，塑料成形工艺以及注塑的过程，也对注塑机也进行了一些简单的介绍。注塑模设计的主要过程有：塑料制品的工艺分析，型腔数目的确定，注塑机的选择以及模具的结构设计。模具的结构设计包括：浇注系统的设计，成型零件设计，导向机构设计，侧面分型机构设计，脱模机构设计，冷却机构设计以及排气系统设计。由于特殊形状，无法直接脱模，需设置侧面分型机构，本套模具是通过斜导柱进行侧面分型，本文对模具的各部分零件进行了设计与计算。本文给出了详细的设计过程及装配图。关键词：塑料灯盒；成型；注塑模；工艺毕业设计（论文）外文摘要The Injection Mold Design for Plastic Light CoverAbstract: This paper describes the three-hole plastic cover injection mold design, plastic injection molding technology and processes, but also on the injection molding machine also made some simple introduction. The main injection mold design process are: process analysis design of plastic products, the determination of the number of cavities, the choice of the injection molding machine and mold. Structural design of the mold comprising: gating system design, molded part design, guide mechanism design, side parting mechanism design, mold release mechanical design, mechanical design cooling and exhaust system design. Because of the special shape, you can not directly release, set side parting mechanism, the set mold by Bevel column side typing paper various parts of the mold is designed and calculated. This article gives a detailed design process and assembly drawings.Keywords: three-hole plastic cover; molding; injection molding; Process目 录第1章 绪 论11.1 模具的作用与地位11.2注射成形基本过程11.3注射模的基本结构2第2章 塑料灯盒塑料模工艺设计32.1塑料灯盒塑件的工艺分析32.2注射成型基本过程52.3塑料灯盒的设计件7第3章 注塑机的选择和校核83.1注塑机规格的选择83.2注塑机的校核83.3确定型腔数目和分模面的选择10第4章 浇注系统的设计124.2 主流道的设计124.3 浇口设计13第5章 成型零部件设计155.1 型腔和型芯工作尺寸计算155.2 型腔侧壁厚度计算16第6章 合模导向机构设计18第7章 温度调节系统设计207.1 对温度调节系统的要求207.2 冷却系统设计：20第8章 抽芯系统的设计268.1 斜导柱设计268.2 滑槽的设计288.3 楔紧设计298.4 滑块定位设计29第9章 标准模架的选择30第10章 模具工作原理说明32总 结33参考文献34致 谢35 淮海工学院二一六届本科毕业设计（论文） 第 2 页 共 40 页第1章 绪 论1.1 模具的作用与地位模具是基于与对象的一个特定形状和尺寸的模制工具的特殊形式。在各种制造工业材料被广泛地用各种形式使用。如砂型铸造金属铸造或成型金属压力加工锻模用冷作模具等菌类。模具的总要求：可以在尺寸稳定性，外观，物理性能的产品中公开的要求的各个方面产生。用于生产效率高，易于实现自动化模具角;模具制造的角落，其中结构合理，容易制造，成本低。对产品的质量模具影响。首先，在模腔的形状，尺寸，性能，分型线，栅极，以及在所述出口槽的位置，并释放对尺寸精度的物理性质的部分和形状稳定性和组件，机械性能，电性能，应力大小，各向同性的，外观品质，说完，气泡，凹痕，变焦，爆裂声和其他人有一个非常显著的影响。在第二种方法中，在模具结构对操作困难的尺寸有很大的影响。当大批量生产塑料模具夹紧过程中必须最小化和部件的过程中的手工劳动，是经常自动打开和关闭自动弹出，而且还通过从模具的自动生产的产品所覆盖。除了模具产品的成本也有产生影响。当少量模板开销将是一个重大比例的一边，那么它应该是能够降低建立模具的合理和简单的结构。现代生产技术，高效合理的加工技术和设备，先进的形式是必不可少的三个重要因素，特别是处理的执行，成型材料，使用塑料件的需求和设计起着重要的作用。 -Performing设备可以被安装在自动化生产模具，所以可以发挥在生产和更新模具制造一个角色并更新的起点。由于对品种的高需求和生产的零件，模具也提出越来越高的要求。因此，促进真菌的不断发展，。1.2注射成形基本过程它现在是塑料件的主要铸造热塑性注射成型，从而使广泛的应用。成型机的注塑机调用。注塑是塑料材料的容器（通常在造粒，涂料，添加剂和加工后的其他的颗粒材料之后），加热至熔化，这使得它具有高粘度的液体 - 被称为“熔料”，柱体积为一个塞或螺旋压力机工具，使熔融通过在高压下的喷嘴（约2580Mpa的）注入模具的空腔，冷却固化阶段后，再从模具中取出，是塑料的。注射成型的整个过程可以分为：（1）现代注塑机的塑化过程实际上是利用螺杆式塑化单元。从储存的塑料材料（简称为“原料”）在汽缸中恒定体积的方式。由电加热的外部螺纹轴和以熔化它的旋转产生的摩擦热，开始注射后，在一定的温度。注射已经由螺杆推进完成。（2）在填充，注射成型机喷嘴的熔化，形成在模腔后，该空间形空气排斥和完全形成空腔，然后上升到一定的压力，熔体的密度增加充实形各部位的空腔。（3）冷却和固化方法，热塑性塑料注塑成型是热交换的过程。即： 塑化 注射充模 固化成形加热 （理论上绝热） 散热l 热交换效果的优劣，觉得塑件的质量外表面质量和内在的质量。因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。现代的设计方法中也采用了计算机。脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。由（1）到（4）形成了一个循环。每一次循环，就完成一次成形一个乃至数十个塑件。1.3注射模的基本结构注射模的基本结构依使用的目的而不同，大致上可以作如下的分类： 单腔二板式结构 二板式结构 多腔二板式结构 普通模具 单腔三板式结构 三板式结构 多腔三板式结构 滑动型心式结构 瓣合式结构特殊模具 脱螺纹结构 多层结构 淮海工学院二一六届本科毕业设计（论文） 第 7 页 共 40 页第2章 塑料灯盒塑料模工艺设计2.1塑料灯盒塑件的工艺分析2.1.1塑料材料的性能及基本成型工艺参数图2-1 工件平面图图2-2 工件立体图塑料是在室温下为高分子聚合物的高弹态。这是一个树脂（聚合物）作为主成分的添加剂的实施，以提高处理，在一定温度，压力，溶剂，和模具可以形成为塑料部件的预定形状和大小，以及一类保持材料在正常温度和压力下，在分集的形式，可以是不同的，并且不同的塑料。塑料一般具有重量轻，密度低，比强度高，电，热，声，和优良的绝缘性能，耐腐蚀的优点，和高耐磨性的光学特性，优异。在许多方面塑料成型工艺性能特性，对一些特征的操作直接影响的形成过程和工艺参数的热塑性模塑组合物的工艺参数，如收缩，流动性，相容性，吸湿性和热敏感性和热力学性质，结晶度和取向。2.1.2塑料灯盒塑料的选材塑料的选择和使用的用于空调遥控材料的基础上，塑料，他不需要的重载荷，工作温度不高，因此，必要的耐热性不高。根据需要和情况，塑料材料的整体结构，以满足他们的要求，因此材料的空调遥控涂层的选择。塑料材料的一般结构，特别是在高和低密度聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，ABS，聚甲基丙烯酸甲酯，耐冲击性聚苯乙烯树脂，玻璃纤维，和丙烯腈共聚物。然而，基注模塑料设计根据用于注塑，低密度聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚碳酸酯，和四个等原料预选优良材料以产生塑料灯盒。2.1.3 PP材料成型特性无定形塑料,流动性中等,吸湿性小, 一般不需要很大程度上干燥，也能获得较好的表面质量塑料零件。高料温,高模温,材料分解温度为270度，对精度要求较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽度高，耐热塑件,模温宜取60-80度。如出现水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变浇口位置等方法。2.2注射成型基本过程图2-2 注射成型基本过程生产前的准备工作一般是为了使注射成型生产顺利进行和保证制件质量，在生产前进行的包括原料的预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作。1，原料预处理预先处理过的原料包括三个方面：第一，质量控制，分析和建模材料。这部分包括材料，颜色，质地的试验的水含量，不含杂质和热稳定性，流动性，收缩率测试。粉状物料的颗粒要求在注射之前进行。第二，着色。形塑料部件根据产品的需要，在模制材料中加入一种颜色或材料，以实现所需的颜色。粉状或粒状热塑性染料，以实现这两种方法的直接和间接方法。首先是所述的着色的方法，它是有色染料，塑料细粉末可以直接用于模塑或其它成型混合塑料。该方法比较简单，易于操作。间接染色媲美困难，使用需要的是被称为“塑料颗粒”塑料颗粒高度集中，色母粒色素称重放入搅拌机，搅拌，然后成形设备。第三，用于加热和烘干强力吸水材料和粘性，并根据有关要求注塑过程干燥允许为了避免气泡的产品缺陷和裂纹成形后的材料和挥发太多的水，并防止水降解时间。2，清洁磁带如果需要的塑料制品，改变颜色或更换，更换材料降解或在注塑机上发现的形成过程的热分解反应的必须清洗桶。通常情况下，机库存的液压缸 - 活塞式，需要拆卸清洗机筒，螺杆机筒，可使用干净的空气注入法。3，热插入此过程主要用于塑料插入件，因为各种金属和塑料的收缩率，塑料插入件周围容易导致紧张和开裂的收缩，以防止这种现象的发生，对于成型的预加热温度可以插入用于降低熔化的塑料在成型中，为了防止或置于全塑性收缩和应力开裂抑制作用。4，选择释放经常使用的硬脂酸锌脱模剂，液体石蜡（白油）和硅油。硬脂酸锌不能使用它可以在除了通用塑料多胺可以使用，特别是有机硅剥离涂层的效果3脱模剂是最好的，只要模具一次给药，即，可以长期去除模具，但价格昂贵。硬脂酸锌通常用于高温的模具和液态石蜡用于低温模具。另外，软质透明产品或制品具有橡胶脱模剂没有被使用，否则会影响对象的透明度。饲料：颗粒剂和粉末计量料斗在注塑机，塑料一般的过程经由漏斗加入，在注塑机的过程中。通过测量塑化计算集合，在塑料材料，即塑料颗粒和粉末在熔融建立完全测量的材料，封闭模具，注塑机注塑。注塑：注塑一般分为填充，包装和流动，并在三个阶段反馈。注流是指将熔融塑料注射到模具空腔井的过程。注射过程的喷射压力随时间变化，电流注入压力，喷嘴压力迅速增加，并且所述腔（栅极端子）的压力接近零，从而使喷射压力主要是用来克服阻力，在模腔中的熔融状态。在填充在模腔中的熔化物，急剧增加腔压力，以及注射压力，以在喷嘴的最大压力，并且不改变，熔体的喷射压力提供两种功能，一个到模腔克服流，第二个是压实的程度的熔体。包装材料，其中进料填充阶段腔中的螺杆和筒体现在背出熔体。压力被定义为熔体注射压力，被压缩，在模腔中，注塑机馈送包装过程中，在模腔逐渐开始由美联储风冷模塑收缩动作熔化。在缸或螺杆郊区抗活塞（即，将压力解除保罗）所示，在浇口和流道相反的方向流动方向上的熔融。冷却：冷却冻结时间开始从大门，放行产品到目前为止，这是注射成型过程的最后阶段。在这个阶段，有问题的注模腔压力，冷却部分的密度，熔体在模和脱模条件。后处理部分：从模具零件，在塑性成形过程中熔体的流动行为的温度和压力是非常复杂的，再加上不均匀的熔体流动前沿和冷却速率不同填充块后，往往会出现一些结晶，部分不均匀取向和收缩，产生相应的结晶，取向和收缩应力，脱模后的变形的影响，还可使机械零件可转换的光学性能，和表面质量，甚至开裂，需要解决一系列我们必须作出相应措施的处理问题。当这个过程完成后我们将推出的产品，卸料，清洗模具，可总回筒重新塑化注射成型周期，开始循环。2.3塑料灯盒的设计件 该塑件经测量所得，其基本几何值为：密度：p=0.9g/cm3；体积：V=21cm3；质量：M=18.9g；长度：L=150mm；塑件平均宽度：B=60mm；投水平投影面积：S=73.4cm2；制件表面积：S=194.3cm2淮海工学院二一六届本科毕业设计（论文） 第 32 页 共 40页第3章 注塑机的选择和校核3.1注塑机规格的选择 注塑机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可以分为立式、卧式、直角式三种注塑机。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分为，柱塞式和螺杆式两种注塑机。在此我们通过假设的模腔数目初步确定注塑机的规格。初步设计模腔个数为两个，PP材料的密度p为p=0.9g/cm3（0.90.91）。通过测量所得出塑件的体积（V）和质量（M）以及水平投影面积（S）分别为V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模设计两个模腔，那么每次注塑机的注射量必须大于：2M= 221cm3=42cm3。根据注塑机的最大注射量初步选择型号为XSZ60的注塑机，其工艺参数如下：螺杆直径/mm：38 注射容量cm3：60注射压力/105Pa：122 锁模力/10KN：500最大成型面积/cm2：130 模板最大行程/mm：180定位孔直径/mm： 55mm模具厚度/mm：（最大）：200（最小）：70喷嘴：（球半径/mm）：12（孔直径/mm）：43.2注塑机的校核3.2.1注塑机注射容量的校核模具设计时，必须是得在一个注射成型周期内所需注射的塑件料溶体的容量或质量在注塑机额定注射量的80%以内，且在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料溶体的容量和质量，应为制件和浇注系统两部分容量和质量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj式中：V（M）一个成型周期内所需要注射的塑料容积和质量，cm3或g；n 型腔数目；Vn（Mn）单个塑件的容量或质量，cm3或g；Vj（Mj）浇注系统凝料的容量和质量，cm3或g；故应使0.8Vn+Vj0.8Vg或M=0.8Mn+Mj0.8Mg式中：Vg（Mg）注塑机额定注射量，cm3或g；将数据代入以上不等式（取其中之一的质量不等式来对注射量进行校核）得：M=nMn+Mj=218.9+5.5=43.3g0.8Mg=0.860=48g满足要求上式中的：Mj=M主流道+M横浇道+M分流道+M浇口+M拉料钩5.5g由于为制件所选的材料为PP，该材料非热敏性材料，所以只需对其进行最大注射量即可，不必对其进行最小注射量的校核。3.2.2注塑机注射压力的校核检查最大喷射压力注塑机标定压力能满足模制品的要求。仅在注塑机在额定注入压力调整为某些部分所需的注射压力，从而使注塑机的注射压力的最大压力比所需要的部位更大。所需的压力注塑件，与品种的塑料注塑成型机的类型，喷嘴形状，工件的形状和浇注系统和其他因素的复杂性有关。可以在形成所需的参数数据产品的基础上的塑料成型工艺来决定注射压力。注塑成型工艺参数表模塑压力之间理查德PP材料（70120兆帕），我们选择的额定注射压力的注塑机是119兆帕，其被设置为满足工艺要求的喷射压力之间。3.2.3注塑机锁模力的校核 当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注塑机轴向的很大的推力，该推力的大小必须小于注塑机的锁模力，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。型腔内塑料熔体的压力（MPa）值可根据以下经验公式算得：P=KPo式中：P 型腔内塑料熔体的压力 （MPa）Po 注射压力（MPa）K 压力损耗系数 0.20.4将数据代入上式得：P=KPo=(0.20.4)119MPa=23.8MPa47.6MPa在该次设计中，并基于PP这种塑料上我们取型腔中熔体的平均压力为：P=30MPa再由公式T=PS计算推力大小。式中：T 塑料熔体在注塑机轴向上的推力（MPa）P 型腔内塑料熔体的压力，在此我们取P=30MPaS 制件与浇注系统在分型面上的投影面积（cm2）将数据代入该公式得：T=PS=30MPa73.4cm2220.2KN500KN满足要求经校核合格。3.2.4注塑机模具厚度校核注塑机规定的模具的最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板到定模板的最大与最小距离。所以，所设计的模具的厚度必须要在注塑机规定的模具最大与最小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力，当模具厚度小时，可以加垫板。根据要求模具的厚度必须满足HminHHmax式中：H 模具厚度 mmHmin 注塑机允许的最小模具厚度 mmHmax 注塑机允许的最大模具厚度 mm根据我们已选择的注塑机得到Hmin=70mm；Hmax=200mm。根据已选择的中小型标准模架中的模板规格BoL为350350的模架，根据模架的布置方式，则模具闭合高度H为：H=32+A+B+C+h4+2h1。将数据代入式中得：H=180mm将上述的数据代入HminHHmax得：70180200满足不等式HminHHmax，符合要求。3.2.5注塑机最大开模行程校核 模具开模后为了便于取出书简，要求有足够的开模距离，而注塑机的开模行程是有限的，所以我们在设计时必须进行注塑模开模行程的校核，在我们所选择的这个规格的注塑机中开模最大行程为180mm。注塑机的开模行程应大于模具开模时取出塑件（包括浇注系统）所需要的开模距离，即是必须满足下式：SkH1+H2+(5 10)式中：Sk 注塑机行程 Sk=300mmH1 脱模距离（顶出距离）H1=5mmH2 塑件高度+浇注系统 H2=10+50=60mm所以H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=300mm能满足要求。通过上述校核得出该规格的注塑机满足要求，因此，确定选择型号为：XSZ60的注塑机。3.3确定型腔数目和分模面的选择3.3.1确定型腔数目根据上面计算结果，N能取到2个。所以取N = 2。符合设计要求，所以确定型腔数目为2个。）3.3.2分模面的选择分模面为定模与动模的分界面。用于取出塑料件或浇注系统凝料的面。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：使塑件在开模后留在动模上；分型面的痕迹不影响塑件的外观；浇注系统，特别是浇口能合理的安排；使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；使塑件易于脱模。根据对塑件的形状结构特殊，分型面的选择，应符合上述原则。然后我考虑塑件的形状，以及整体的设计，模具制造，加工要求，我选择一个平面分型面。图3-1 平面分型面第4章 浇注系统的设计4.1 浇注系统浇注系统是引导注射机喷嘴的塑料熔体与质量传递，压力和传热功能的模腔进料通道，它被分为普通浇道浇口系统和热流道浇注系统。普通模具流道浇注系统在内的主流，流道冷料门。浇注系统的设计是注塑模具设计，注模周期和塑料零件（如外观，物理性质，尺寸稳定性等），直接影响的质量的一个重要组成部分，它的设计以使腔体的设备和栅极开始对称份力求避免模具磨损部分负荷产生多余材料现象和浇口位置必须适合插入件的后果，并防止小核心，核心是防止栅极的变形允许塑件的疤痕外观。一般情况下，我们应注意以下几点：1.塑料适应的方法;2.方法短;3.排气井;4.避免直流内核或插入;5.门系统中的分离器的投影面积应尽可能地小;6.尝试模具的对称位置浇注系统轴;7.易选矿，优质的产品外观;8.防止塑性变形的。4.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径D应尽量选得小些。如果D过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。图4-1 主流道的设计4.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。图4-2 浇口的设计4.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.810510S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R= 式中q体积流量（CM/S）；R浇注系统断面当量半径（CM）。4.3.2 主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 （CM/S） T注射时间：T=2.5（S）； R主流道的平均当量截面半径：R=0.538（CM） d 主流道小端直径 ， d=0.63 （CM）； d主流道大端直径，d=1.2（CM）R= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S5101.4710510 (满足条件)4.3.3 浇口剪切速率的校核R= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S其中：浇口面积S=/4(D22-D12),当量面积S=R 所以R=7mm。 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模1腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。第5章 成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得PP收缩率为Q=12.5%，故平均收缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/3。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率S，塑件的基本尺寸Ls是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为Ls-，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, PP平均收缩率S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)SX-修正系数，取0.5-0.75-塑件公差,取MT7=0.6-模具制造公差取(1/3-1/4) =0.15-0.2Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S1）径向计算公式：L = ( L + LS - 3/4 ) （7）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；L- 成型零件的径向尺寸，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ；S- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 塑件的径向基本尺寸，单位： ；型腔尺寸： 28（10.02）3/40.56 30（10.02）30.63/40.5618（10.02）3/40.562）型腔深度计算公式：H = ( H + HS- 2/3 ) （8）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ； S- 塑件的成型收缩率，（取平均值）； H- 成型零件的深度方向的尺寸，单位：；H - 塑件的深度方向基本尺寸，单位：；凹模深度尺寸计算：HH（1k）(2/3) 22.5(10.02)22.952/30.34 2、型芯尺寸的计算公式：型芯长度的计算公式：L = ( L + LS + 3/4 ) （9）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ；S- 塑件的成型收缩率，取平均值 ；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；L - 塑件的径向基本尺寸，单位：；5.2 型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为18mm。第6章 合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分Ra为0.80.4m，本设计采用4根导柱，固定端与模板间采用H7/m6 导套常采用T10A，型导套，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：（1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。（2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。（3）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。（4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。本书模具设置四个标准带头导柱配合标准直导套作为导向系统，导柱设置在动模上，以保护型芯不受损坏。导套和导柱结构如下：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。第7章 温度调节系统设计模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。PP推荐的成型温度为160-220，模具温度为4080 。7.1 对温度调节系统的要求（1） 根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；(4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；(5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。7.2 冷却系统设计7.2.1 设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。7.2.2 冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时间3S，开模时间3S，顶出时间2S，冷却时间30S，保压时间20S，总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t=62/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S取6mm； 塑料热扩散系数(mm/s)，=0.07；T成型温度160-220，T取200；T平均脱模温度，T取80；T模具温度4080，T取50。 由计算结果得冷却时间需要73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体，使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取30S即可。7.2.3 塑料熔体释放的热量Q =nG C(tt)=60217.6101.9（22060）=3969.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 （次）；G每次的注射量(KG)，G=217.610； C塑料的比热容(KJ/KG)，C=1.9；t熔融塑料进入型腔的温度，t=220；t塑件脱模温度，t=60。7.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热Q=3.6A(tt)=3.6406910140（22050）=348.63 KJ/h式中：A注塑机的喷嘴头与模具的接触面积（m），A=406910m（A=4R =43.1418=406910m，R=18mm注塑机喷嘴球半径，）；金属传热系数 =140(W/ m)； t模具平均温度 t=50 ；t熔融塑料进入型腔的温度 t=220。7.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量（1）对流传热Q=hA( tt)=5.350.203（5020）=112KJ/h 式中：h传热系数（KJ/ m h ），h=5.35（h=4.187(0.25+)= 4.187（0.25+）= 5.35）； A两个分型面和四个侧面的面积m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n = 0.097+0.220.48=0.203，A=2BL=222022010=0.097 m； A=4BH =422025010=0.22m）；B模具宽度m m，B=220； L模具长度m m，L=220，开模率n= =（60-31.5）/60=0.48】； t模具平均温度，t=50；t室温，t=20。 （2）辐射散发的热量Q=20.8 A()()=20.80.220.8（）（）=128.7 KJ/h式中: 辐射率，一般表面=0.80.9；A=0.22； （3）工作台散发的热量Q=hA( tt)h= 5020.0484（5030）=485.94 KJ/h式中:传热系数h=502KJ/(mh)； A 模具与工作台的接触面积m，A=0.0484；A=bl= 22022010=0.0484;b模具与工作台接触宽度m m，b=220;模具与工作台接触长度m m,l=220。从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了Q的计算结果错误。这是因为有关Q的计算参考资料很少，计算中有很多地方不规范。简单的计算以塑料熔体释放出的热量Q为总热量，这些热量全部由冷却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走，实验表明，约1/3的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q=（Q+ Q）（Q+ Q+ Q）由于现在无法得到Q的正确值，所以计算以简单计算原则，取Q= Q。7.2.6 冷却系统的计算型腔内发出的总热量（KJ/h）：Q= n G Q=60 217.610300=3916.8（1）每次需要的注射量（KG）G=217.610（2）确定生产周期（S）t=60（3）塑料单位热流量（KJ/h）Q=280350；取Q=300（4）每小时的注射次数n=60从计算结果看，Q与Q相差不多但不相等，这是因为Q涉及的因素较多，所以应该应该取Q来计算。 7.2.7 凹模冷却系统的计算（1）凹模的冷却水体积流量q= 763103/1034.187103（25-20）60= 0.6110 m/min式中： Q=1/3 Q=1/32289=763 KJ/h 水的密度10KG/m；C水的比热容4.18710 J/KG；T水管出口温度，T取25；T水管入口温度，T取20。（2）冷却水管的平均流速：V=40.6110/（3.140.0082）=12.14 m/min =0.202 m/s式中：d冷却水管直径，取d=8 mm 查冷却水的稳定湍流速度与流量得，管径为8mm的冷却水管所对应的最低流速为1.66 m/s时才能达到湍流状态，故冷却水在凹模冷却管道中的流动未达到湍流。（3）冷却水管壁与水交界面的传热膜系数=7.6（10000.202）0.8/0.0080.2=1395 (w/mk)式中：是与冷却介质温度有关的物理系数，取7.6。（4）凹模冷却管的传热面积A=763103/36001395（50-22.5）=5.5210 m式中：T模具与冷却介质平均温度， T=27.5（T= T（T+T）/2 =50（20+25）/2 =22.5 ）。（5）冷却水孔总长LL=763103/36003.147.6（10000.2020.008）0.8（50-22.5）=0.22m（6）模具上应开设的冷却水孔圈数 n=L/B=0.22（40.076） =0.72，所以冷却水孔数为1根。式中：B为开一圈冷却水道时冷却水道长度。（7）冷却水流动状态校核R=0.2020.008/（110）=161610式中：R雷诺数；水的运动粘度，=110（m/s）。（8）进出口温差校核TT=763103/（9003.140.008210341870.202）=4.99预期温差为5，校核的结果与预期的非常吻合，说明实际应用正确。第8章 抽芯系统的设计抽芯距s=s1+5mmS1为空深度在这里空深度为壁厚所以 s=10mm抽芯力的计算:Fc=ChP(cos(a)-sin(a)(4-9)=37.68200.9107(0.15cos(180)-sin(180)=31.7103NFc-抽芯力 C-侧型芯成行部分的截面的平均周长(m)= X12=36.78 mm h-侧型芯成行部分的高=20 mmp-塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力)一般p=(0.8-1.2)x107pa模外冷塑件p=(2.4-3.9)107pau=0.15,a-侧型芯的脱模斜度或倾斜角=1808.1 斜导柱设计(1) 在确定斜滑块结构尺寸之前，应了解其设计要点： 斜滑块的导向斜角一般取18 o，斜滑块的推出高度必须小于导滑槽总长的2/3。 斜滑块在导滑槽内的活动必须顺利。 内抽芯斜滑块的端面不应高于型芯端面，而应在零件允许的情况下低于型芯端面0.050.10。(2) 斜导柱尺寸的确定 斜导柱的形状如图8-1所示:其工作端的端部设计成半球形。图8-1斜导柱的形状其材料选用45碳素工具钢,热处理要求硬度HRC55,表面粗糙度为Ra0.8nm,斜导柱与固定板之间采用过渡配合H7/m6,滑块上斜导柱之间采用间隙配合H11/b11,或在两者之间保留0.5mm间隙。. 斜导柱倾斜角度的确定a为倾斜角L=s/sin（a）经查资料得 a取18o比较理想。(3) 斜导柱的长度计算其工作长度Lz=scos（）/sin（a）(4-10)为滑动定向模一侧的倾角因=0o所以L=s/sin（a）=6.5/sin（18 o）=21mmLz 斜导柱的总长度（mm）；d1 斜导柱固定部分大端直径（12mm）；h 斜导柱固定板厚度（20mm）；d 斜导柱工作部分直径（16mm）；S 抽芯距（10mm）。=81.5mm 斜导柱安装固定部分长度斜导柱固定部分的直径（40mm）斜导柱固定部板的厚度（20mm）a 斜导柱的倾角(4) 斜导柱受力分析与强度计算受力分析如下图所示：图8-2 斜导柱的受力分析在图中Ft是抽芯力FC的反作用力.其大小与FC相等,方向相反,Fk是开模力，它通过导滑槽施加于滑块F是斜导柱通过斜导柱孔施加于滑块正压力，其大小与斜导柱受的弯曲力Fw相等，F1是斜导柱与滑块间的摩擦力，F2是滑块与导滑槽间的摩擦力另外斜导柱与滑块，滑块与导滑模之间的摩擦系数为0.5侧(4-11)侧(4-12)式中F1=F2=由式解得：(4-13)因摩擦力太小所以可以省略既（=0）所以F=Ft/cos(a)=31.7105/cos(18)=33.43105NFw=Fc/tan(a)=31.7105/tan(18)=9105N由Fc斜导柱的倾斜角在有关资料中可查到最大弯曲力Fw=1000KN 然后根据Fw和Hw=20mm以及可以查出斜导柱直径d=12mm。(5)滑块的设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一重要零部件，它上面安装有侧向型芯式侧向型芯块，注射成形时塑件尺寸的准确和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证，滑块的结构形状应根据具体塑件和模具结构进行设计可分为整体式和组合式在这里采用整体式8.2 滑槽的设计滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，必须沿一定的方向平稳的往复移动这一过程是在导滑槽内完成的。滑块与压块的配合形式采用T形槽导滑其配合采用H8/f7间隙配合材料选用T12硬度HRC52。其结构形式如图8-3所示，其配合长度L=1.5B（塑件宽度）这里导槽可在动模上直接加工出来。图8-3 滑块与导滑槽的配合形式8.3 楔紧设计 (2) 楔紧角的选择楔紧块的工作部分是斜面，一般比大一些，当滑块向动模侧倾斜b角度时，在这里8.4 滑块定位设计滑块定位装置在开模过程中来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置在发生移动以避免合模时斜导柱不能准确的插入滑块的斜导孔内造成模具的损
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