塑料模具毕业设计论文.pdf

湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 湖南电子科技职业学院毕业设计湖南电子科技职业学院毕业设计 塑料仪表盖模具设计 姓 名： 夏 祖 华 学 号：200732107009 班 级：MG30707 指导老师：叶久新教授 湖南长沙 姓 名： 夏 祖 华 学 号：200732107009 班 级：MG30707 指导老师：叶久新教授 湖南长沙 20105 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 前前 言言 模具被称为“百业之母” 。的确，模具是工业生产中最基础和最具有源头意 义的一环，无论在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60% 80%的零部件都依靠模具孕育而来。作为制造业的上游部分，模具对产品质量、 效益的决定作用会在工业流程的洪波中成倍放大，远远超出人们的想象。因此， 要说模具决定着一个国家制造业的国际竞争力，半点都不夸张。 二十多年来，我国模具工业发展迅猛，至近几年尤显疾劲。 “十五”期间， 模具业年均增速达20%。2005年，中国模具市场容量已近800亿元人民币，市场规 模仅次于日本和美国。据专家预测， “十一五”期间，中国模具业市场份额更将 达到1200亿元。如此惊人的宏大体量带来了灿烂机遇，与之对应的前提是我们的 整体技术水平必须大幅提升。 当前，国内模具企业大多集中在中低档领域，技术水平和附加值偏低，而 一些高精密、高质量的模具制品仍依赖进口。对于行业来讲，提升技术含量，走 向高端，是未来的必然选择。同时，国际模具界巧妙借力于 IT 技术，以网络提 升效率、优化服务，这种做法也是值得效仿的方向。对于从业者来说，模具业一 直存在且不断扩大的人力资源缺口也是个人前景的莫大机遇。但细分来讲，人力 缺口同样以兼具国际眼光与实战经验的高端人才为主，而普通设计人员并不缺 乏，因此要大力发展被称为“百业之母”的模具行业，这就要求我们设计者有着 更高的水平。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 目 录 目 录 一 塑料课程设计 .1 二 塑件成型的工艺性分析. . . . 2 1.塑件的分析. . . . 2 2.ABS 的质量分析. . . .2 3.ABS 注射成型过程及工艺参数. . . . . 2 三 拟定模具的结构形式. . . .3 1.分型面位置的确定. . 3 2.型腔数量和排列方式的确定. .3 3.注射机型号的确定. . 4 四 注射系统的设计. . . .6 1.主流道的设计. .7 2.分流道的设计. . 7 3.浇口的设计. . 9 4.校核主流道的剪切速率. . 9 5.冷料穴的设计及计算. 10 五 成型零零件的结构设计及计算. . . 10 1.成型零件的结构设计. 10 2.成型零件钢材的选用. 10 3.成型零件工作尺寸的计算. 10 4成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算.10 六 模架的确定及校核. .11 1 各模板尺寸的确定. 12 2.模架各尺寸的校核.12 七 排气槽的设计. . 12 八 脱模推出机构的设计. . . 13 1.推出方式的确定. 13 2.脱模力的计算. 13 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 3.校核推出机构作用在塑件上的单位压力. 13 九 冷冷却系统的设计（冷冷却介质）. . . . 13 1.冷却介质. 13 2.冷却系统的简单计算. 13 3.凹模嵌件和型芯冷却水道的设计. 14 十 导向也定位结构的设计. . . .15 十一 总装图和零零件图的绘制. . .15 十二 参考文献. . 15 十三 设计小结. . 16 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 1 一 塑料课程设计 本设计记为一塑料圆盖，如图 1 所示 塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷的； 脱模斜度 1130； 未注圆角 R2-3, 塑件材料为 ABS ，生产为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。 图 1 二 塑件成型的工艺性分析 1.塑件的分析 （1）外形尺寸 该塑件的厚度 3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成 型，如图 1 所示。 （2）精度等级 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有点属于高精度，就按实际公差进 行计算。 （3）脱模斜度 ABS 属无定型塑料， 成型收缩率较小参考表 3-1 选择该塑件上型芯和凹模的统一 斜度为 1 表表 1-1 常用塑件的脱模斜度常用塑件的脱模斜度- 塑料名称 脱模斜度 凹模 型心 聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚酰胺、氯 化聚醚 2545 2545 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 3545 3050 聚苯乙烯有机玻璃 ABS 聚甲醛 35130 3040 热固性塑料 2540 2050 2.ABS 的质量分析 （1）使用性能 综合性能好，冲击强度，力学强度较高，尺寸稳定，耐化学稳定性，电气性能好， 易于成型和机械加工，其表面可镀锘，是和制作一般机械零件，减震零件，传动 零件核结构零件。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 2 （2）成型性能 无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品 种稳定成型方法及成型条件。 吸湿性好。水的质量分数应小于 0.3，必须充分干燥，要求表面光择地塑件 应要求长时间预热干燥。 流动性中等。溢边料 0.04mm 左右。 模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置，进料方式。当推出力过大或 机械加工时塑件表面易呈现白色痕迹。 （3）ABS 的主要性能指标（3）ABS 的主要性能指标 表 1-2表 1-2 ABS 的性能指标ABS 的性能指标 密度/（gcm 3 ） 1.021.05 屈服强度/MPa 50 比体积/（cm 3g1 ） 0.860.98 拉伸强度/MPa 38 吸水率/ 0.20.4 拉伸弹性模量/MPa 1.410 3 熔点/ 130160 抗弯强度/MPa 80 计算收缩率/% 0.30.8 拉压强度/MPa 53 比热容/J(kg) 1 1470 弯曲弹性模量/MPa 1.410 3 3.ABS 注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程 成行前准备。对 ABS 的色泽 粒度和均匀度等进行检验，由于 ABS 吸水性较 大，成型前应进行充分的干燥。 注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热 塑化带到流到状态后，由模具的教 主系统进入模具型腔成型。 其过程可分为冲模 压实 保压 倒流和冷却 5 个过程。 塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为 6075，处理时间为 1620s （2）注射工艺参数 注射机：螺杆式，螺杆转速为 30r/min 料筒温度（） ：后段 150170；中段 165180；前段 180200。 喷嘴温度（） ：170180。 模具温度（） ：5080。 注射压力（Mpa） ：60100。 成型时间（s） ：30（注射时间取 1.4，冷却时间 20.6，辅助时间 8） 。 三 拟定模具的结构形式 1.分型面位定置的确 通过对塑件结构的形式的分析， 分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑 件的低平面上，其位置如下图 2 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 3 图 2 2. 行腔数量和排列方式的确定 （1）型腔数量的确定 该塑件的精度要求一般在 23 级之间， 且为大批量生产， 可采取一模多腔的结构 形式。同时，考虑到塑件尺寸 模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种 成本费等因素，初步定为一模两腔结构形式。 （2）型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列位置， 且力求紧凑， 并与浇口开设的部位对称。 由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如图 3 图 3 （3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，呈直线对称排列，根据塑件结构形 状，推出机构拟采用脱模板推出的推出机形式。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 支撑板和脱模板。由以上综合 分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。 3 注射机型号的确定 （1）. 注射量的计算 通过三维软件设计分析计算得 塑件体积 V塑=51.68cm3 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 4 塑件质量 m塑= V塑=34.1051.02=52.7g 式中， 参考表 3-2,可取 1.02g/cm 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不能确定准确的数值， 但是可以根据经验按照塑件体 积的 0.2-1 倍来估算。由于本次采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料 按塑件的体积的 0.2 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为 V总=V塑（1+0.2）2=34.1051.22 cm3=124.032cm3 （3）选择注射机 根据第二步计算得出的注入模具型腔的塑件总体积V总=124.032cm 2， 以公 式（V公=V总/0.8）则有V总=81.85/0.8cm 3=155.04cm3。 根据以上的计算， 初步选定注射量为 160 cm 3，注射机型号为 J54-S-200/400 卧式注射机，其主要 技术参数见表 1-3 表 1-3 表 1-3 注射机主要技术参数注射机主要技术参数 标称注射模/ 3 200400 注射行程式/mm 325 螺杆（柱射）直径/mm 55 最大模具厚度/mm 406 注射压力/MPa 150 最小模具厚度/mm 165 螺杆转速/（rmin 1 ） 105 模具最大行程/mm 260 电动机功率/kw 11 定位圈尺寸/mm 125 喷嘴球半径/mm 12 合模力/kN 2540 喷嘴口直径/mm 3 拉杆内间距/mm 345345 最大成形面积cm3 360 注射方式 螺杆式 合模方式 液压-机械 推出形式(两侧推出中心距 /mm) 两侧推出（230） (4)注射机的相关参数的校核 注射压力校核。查表 3-4（塑料模设计指导书 P28）可知，ABS 所需注射压力 为 80110MPa，这里取 P0=100MPa,该注射机的公称注射压力 P 公=150MPa，注 射压力安全系数 K1=1.251.4,这里取 K1=1.3 则 K1P0=1.3100=130P公 所以，注射机注射压力合格。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 5 锁模力效核。 a 塑件在分型面上的投影面积 A 塑，则 A塑=4/（95-4*10-25）=6280mm 2 b. 浇注系统在分型面上的投影面积 A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的 投影面积，可以按照多型腔模的统计分析来确定。A 浇是每个塑件在分型面上的 投影面积 A塑的 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=0.2A塑 c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塑+A浇）=21.26280 mm 2=15072mm2 d.模具型腔内的胀型力 F胀，则 F胀=A总 P模=1507235N=527520N=527.52kN 式中， P 模是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的 20%40%,大致范围为 25-40MPa。对于黏度较大且精度较高的塑件制品应取较大值。ABS 属中等黏度塑 料及有精度要求的塑件，故 P模取 35MPa 查上表 1-3 可得该注射机的公称锁模力 F 锁=900KN，锁模力安全系数为 K2=1.11.2，这里取 k2=1.2，则 K2F胀=1.2527.52KN=633.024 KN F锁 所以，注射机锁模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 四 浇注系统的设计 四 浇注系统的设计 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 分流道成型腔中。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,因此设计中常用设计成可拆卸更换的 浇口套。 1.主流道的设计 （1） 主流道尺寸 主流道的长度： 中型模具 L主应尽量小于 80mm,本次设计中初取 73mm 进行设计。 主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm = （3+0.5）mm =3.5mm. 主流道大端直径：d=d=2L主tan7mm.试中=4. 主流道球面半径：SR0=注射机喷嘴球头半径=（12）mm+12mm=14 mm. 球面的配合高度：h=3mm. 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 6 (2)主流道的凝料体积 V主=/3L主（R 2 主+r 2 主+R主r主） =3.14 / 3 50 （3.5 2 + 1.752 + 3.5 1.75） mm3 = 1121.9 mm 3 = 1.12 cm3 (3)主流道当量半径 Rn = （3.5 + 1.75 ）/2 mm = 2.625 mm （4）主流道浇口套形式 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 为一个整体，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 也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A 或 T1OA）,热处理淬火便面硬度为 50-55HRC，如图 4 所示 图 4 2 分流道设计 （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并尽可能避免熔体温度降低， 同时 还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。 （2）分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选 小些。单边分流道长度 L分取 70mm 如图 3 所示 （3）分流道的当量直径 因为该塑件的质量 m塑= V塑=1.0251.68g=52.7g 200g 根据公式求的，分流道的当量直径为 D分=0.2654m塑L分=0.2654塑m 4 分L=4.7mm （4）分流道的截面形状 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 7 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U 形。六角形等，为了便于加工个和凝料 的脱模，分流道大多设计在分型面上。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、流动阻力均不大。 （5）分流道截面尺寸 如图 5 所示。 图 5 （6）凝料体积 分流道的长度 L分=352=70mm 分流道的截面积 A分=r 2=（5+4）3.5/2=15.75mm2 凝料体积 V分=L分A分=7015.75mm 3=1102.5mm3=1.1cm3 （7）校核剪切速率 确定注射时间：查下表，可取 t=2.0s 计算分流道体积流量 q分= t VV塑分+ =(1.1+51.68)/1.6=33cm 3 由公式可得剪切速率为 r分=(3.33310 3)/3.14(3.5/3) 3 s-1=6.47103s-1 该分流道的剪切速率出与浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 5 2 105 3 10s -1 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 Ra1.25-2.2um 即可，此处 Ra1.6um。 另外，其脱模斜度一般在 5 o-10o度之间，这里取 8o。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 8 3 浇口设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射， 为便于调整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，便于试模修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料，浇口正对塑 件轮毂。 （1） 点浇口尺寸的确定 算侧浇口的深度。依据侧浇口的深度 h 计算公式为 h=nt=0.73mm=2.1mm 式中 t塑件厚度，这里 t=3 N塑料成型系数，对于 ABS，其成性系数 n=0.7 在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后试模时发现问题进 行修磨处理，并根据下表 3-7(表 3-7 见塑料模设计指导 P33)中推荐的 ABS 侧浇 口的厚度 1.2-1.4mm，故此处浇口深度 h 取 1.3mm 计算侧点浇口的宽度。依据侧浇口的宽度 B 计算公式为 B= 30 An = 2.99mm3mm 式中 n塑料成型系数，对于 ABS 其 n=0.7 A凹模的内表面积(约等于塑件外表面积) 计算侧浇口的长度。侧浇口的长度 L 浇一般选用 0.7-2.5mm，这里取 L浇 =0.7mm (2)侧浇口剪切速率的校核 计算浇口的当量半径。由面积相等可得R浇 2=Bh,由此矩形浇口的当量半 径 R浇=(Bh/) 1/2 校核浇口的剪切速率 a确定注射时间：查表，可取 t=2.0s b计算浇口的体积流量 q浇= t V塑 = 0 . 2 08.54 cm 3/s=3.23104mm3/s c.计算浇口的剪切速率： 由下面公式可得 r浇=3.3qv/Rn 3=3.3q 浇/（Bh/） 3/2=2.46104s-1 形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 510 3 5104 s-1 之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。 4.校核主流道的剪切速率 4.校核主流道的剪切速率 求出塑件的体积、 主流道的体积、 分流道的体积以及主流道的当量半径之后， 对主流道熔体的剪切速率进行校核。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 9 （1） 计算主流道的体积流量 q主=（V主+V分+nV分）/t=66cm 3/s (2)计算主流道的剪切速率 r主=3.3主/R 3 主=3.410 3s-1 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 500-5000 之间，所 以，主流道的剪切速率校核合格。 5 冷料穴的设计与计算 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是收集熔体的冷料，防止冷料进入 模具型腔而影响制品的便面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于塑件表面要求 没有印痕， 采用脱模板推出塑件， 故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。 开模时， 利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。 五 成型零零件的结构设计及计算 1 成型零件的结构设计 （1）凹模的结构设计 凹模是成型制品外表面的成型零件。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 4 种根据对宿建德结构分析，本设计采用整体嵌入式凹 模，如图 6 所示 (2)凸模的结构设计（型芯） 涂抹时成型零件内表面的成型零件，通常可以分为组合式和整体式两种类型，通 过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有一个：即成型零件内表面的大型芯， 如图 7 示因塑件包紧力较大，所以设在动模部分； 2 成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有总够的刚度、强度、耐磨性 及良好的抗疲劳性能，同时要考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件 为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用 P20，成型零件外援筒的大型 芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢 Cr12MoV. 3 成型零件工作尺寸计算 采用下表平均尺寸法计算成型零件尺寸， 塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的 公差计算。 A 凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向的转换：ls1=95 +0.22 -0.20 =95.22 0 -0.42 mm,制造公差为 1=0.42mm， Ls2=91 +0.22 -0.22 =91.220 -0.44mm,制造公差为2=0.44 mm，查表得，该塑件的收缩 率为0.3%0.8%，得其平均收缩率Scp=(0.3%+0.8%)/2=0.55%。 Lm1=（1+Scp）ls1-x11 +& 0 =（1+0.0055）95.22-0.60.42 +0.42/6 0 =95.49 +0.07 0 mm 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 10 Lm2=（1+Scp）ls2-x11 +& 0 =（1+0.0055）91.22-0.60.44 +0.44/6 0 =91.46 +0.073 0 mm 式中x为系数，查表得x一般在0.50.8之间，此处取X=0.6；为塑 件上相应的尺寸公差；&为塑件上相应尺寸的制造公差，对于中小型 塑件取&z=1/6（下同） 。 B 凹模深度尺寸的计算 塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度的最大尺寸Hs=35 +0.12 -0.10=35.12 0 -0.22； 制造公差1=0.22 mm， Hm1=（1+Scp）hs-x11 +& 0 =（1+0.0055）35.12-0.650.22 +0.22/6 0 =35.17 +0.037 0 mm 式中X1,X2查表可知一般在0.50.7之间，这里取0.63和0.65。 C 型芯尺寸的计算 a.尺寸转换； ls=85 +0.22 -0.21=84.79 +0.43 0 mm,制造公差1=0.43。 lm1=（1+ Scp）ls2+x +0 -& =（1+0.0055）84.79+0.70.43 0 -0.43/6.=85.56 0 -0.072mm 式中X一般在0.50.8之间，此处去0.7。 （4） 型芯高度的计算 尺寸 转换；hs=31 +0.12 -0.10=30.9 +0.22 0 mm,制造公差得1=0.22 mm。 Hm=（1+ Scp）hs +x11 0 -& =（1+0.0055）30.9+0.650.22 0 -0.22/6=31.21 0 -0.037mm 式中X一般在 0.50.8之间，此处取0.65。 （5） 孔间距的计算。C=500.036mm,制造公差得=0.072 mm. Cm=（1+ Scp）C1/2&z =（1+0.0055）500.50.072/6 =49.270.012mm 塑件型芯及凹模的成型尺寸的标注如图6、图7所示。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 11 图6 凹模嵌件 图7 动模型芯 4成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算 （1） 凹模侧壁厚度的计算 凹模的侧壁厚度于型腔内压强及凹模的深度有关， 根据型腔的 布局，模架初选400500mm的标准模架，其厚度为： S=（3ph4/2E&p） 1/3=(335304/22.11050.023) 1/3 =25.56mm 式中p 型腔压力 E材料弹性模量 H是影响变形的最大尺寸，等于30mm &p模具刚度计算许用应力。根据注射塑料制品确定如下： &p=25i=250.978um=0.023mm 式中i=0.45360.2+0.00136=0.918um。 凹模侧壁采用嵌件，这里凹模件嵌件单边厚度选15mm，型 腔与模具周边的距离由模板的外形来确定。根据估算模板平面尺寸选 用400500mm。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 12 （2） 动模垫板厚度的计算 动模的垫板厚度与模架的两个垫块之间的跨度有关，垫块之 间的跨度大约为400mm-63mm-63mm=274mm。则动模垫板的厚度为： T=0.54L(pA/EL1&p)1/3 =0.54274(3514169.25/2.11054000.023) 1/3=50mm 式中&p动模垫板刚度计算许用变形量，&p=25i=25（0.45 2740.2+0.001274）=0.023mm。 L两个垫块之间的距离，约274mm， L1动模垫板的长度。 取单件型芯所受力的面积为： A1=/4D2=0.785952=7084.63mm2 单个型芯的面积：A=27084.6=14169.25mm2 此动模垫板计算尺寸相对与小型模具来说还可以再小些，可增加两个 支撑柱来进行支撑，故可以近似得到动摸垫板厚度. Tn=(0.5)4/336.16=14 故动模垫板可按标准厚度取50mm。 六 模架的确定和校核 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119119mm，有考虑凹模的最小壁厚，导柱， 导套的布局等，可以确定选用WL=400500mm的模架。模架结构 为A4型. 1 各模板尺寸的确定 （1） 定模型腔板：塑件高度为35mm，凹模嵌件深度为50mm， 所以定模型腔板取50mm。 （2） 型芯固定板：按模架标准，板厚取40mm。 （3） 垫块的高度：垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+ （510）=40+32+20+(510)= (97102)mm,初步选定C为100 经上述尺寸的计算，模架尺寸已确定为板面400500mm，其外 形尺寸：长宽高=500400336mm。如图8所示 图 8 所选 A4 型模架结构 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 13 2.模架各尺寸的校核 （1） 模具平面尺寸345345mm400500mm(拉杆间距)，校核 合格。 （2）模具的高度尺寸为336mm，因为165mm（模板最小厚度） 336mm406mm(模具最大厚度)。校核合格。 （3）模具的开模行程S=H1+H2 +(510) =40+35+(510)mm=(8085)mm10， 所以， 此处视为薄壁圆筒塑件， 根据脱模力的计算公式得： F1=23.14tESLcos&(f-tan&)/(1-u)K2+0.1A =23.1441.81030.005536cos1 （0.45-tan1） (1-0.3) (1+0.45sin1cos1) +0.15495N=6037.4N 式中F脱模力 E塑料的弹性模量 S塑料成型的平均收缩率 T塑件的壁厚 L被包型芯的长度 U塑料的泊松比 &脱模斜度 F塑料与钢材之间的摩擦因数 R型芯的平均半径 A塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积 K1=2q2/（cos2&+2qcos&） K2=1+fsin&cos& 3.校核推出机构作用在塑件上的单位压力 （1） 推出面积 A1=/4（852-67.442）=2101.3mm 2 (2 ) 推出应力 &=1.2F/A=1.26037.4/2101.3=3.45Mpa 53Mpa(抗压强度)，合 格。 湖南电子科技职业学院 只要有付出，就会有回报。 14 九 冷冷却系统的设计（冷冷却介质） 1.冷却介质 ABS 属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度为 200C 和 50-80C， 所以，模具温度初步选定为 50C，用常温水碓模具进行冷却。 2.冷却系统的简单计算 （1） 单位时间内注入模具中的塑件熔体的总质量W 塑料制品的体积 V=V主+V分+nV塑=(1.92+2.56+254.08)cm3=124.032 cm3 塑件制品的质量 M=Vp=112.641.02g=52.7g 塑料制品的壁厚为 3mm，可以查得 T T冷 冷= =20.4S，取注射时间 T T 注注=1.6S,脱模时间 T T脱脱=8S,则注射周期：T=20+1.6+8=29.6S。由此得每 小时注射次数： N=（3600/29.6）=121 次。 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量: W=Nm=12152.7g/h=6.377Kg/h （2） 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q 查表得ABS的单位热流量Q的值的范围在310400kJ/Kg,故可 取： Q=370 kJ/Kg。 （3） 计算冷却水的体积流量Qv 设冷却水道入水口的水温为 a2=22C，出水口的水温为 a2=25 C，水的密度p=1000Kg/m3，水的比热容C=4.817KJ，则根据公式可 得： QV=WQ/60PC(a1-a2)=6.377370/6010004.187(25-22) =0.00313m3/min （4） 确定冷却水路的直径d 当 QV=0.00587m3/min时，查表可知，为了使冷却水处于湍流状 态，取模具冷却水孔的直径D=0.01m。 （5） 冷却水在管内的速度V V=4 QV/603.14D2=（40.00313）/（603.140.012） =0.665m/s （6） 求冷却水管壁与水交界面的模传热系数h 因为平均水温为23.50C，查表得f=6.7，则有： H=4.178f(pv)0.8/D0.2=（4.1786.7(10000.665)0.8）/0.010.2 =1.510