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机械毕业设计全套
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MJZ02-087@绕线筒手柄,机械毕业设计全套
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目 录 前言 . 1 1 塑件成型工艺分析 . 3 1.1 塑件分析 . 3 1.2 塑件材料的成型特性与工艺参数 . 4 2 拟定模具结构形式 . 6 2.1 分型面的设计 . 6 2.2 型腔的设计 . 8 3 注塑机型号选择与确定 . 9 3.1 所需注射量的计算 . 9 3.2 注射机型号的选定 . 10 3.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 .11 3.4 注射机安装部分相关尺寸的校核 . 13 3.5 开模行程的校核 . 14 3.6 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核 . 15 4 浇注系统的设计 . 15 4.1 浇注系统设计的原则 . 15 4.2 主流道的设计 . 16 4.3 冷料穴的设计 . 18 4.4 分流道的设计 . 19 4.5 浇口的设计 . 22 4.6 浇注系统的平衡 . 23 4.7 浇注系统凝料体积计算 . 23 4.8 浇注系统 各截面流过熔体的体积计算 . 24 4.9 普通浇注系统截面尺寸的校核 . 24 5 成型零件的设计 . 26 5.1 成型零件的要求及选材 . 26 5.2 成型零件的结构设计 . 26 nts 5.3 成型零件尺寸的计算 . 26 5.4 型腔刚度的校核 . 30 6 模架的确定和标准件的选用 . 32 6.1 模架的选用 . 32 6.2 模板尺寸的确定 . 33 7 合模导向机构的设计 . 35 7.1 导柱的设计 . 35 7.2 导套的设计 . 36 8 脱模机构的设计 . 38 8.1 脱模机构的分类及设计原则 . 38 8.2 脱模力的计算与校核 . 39 8.3 推杆的设计 . 40 8.4 脱模机构的复位元件 . 41 8.5 侧向分型与抽芯机构的设计 . 41 9 排气系统和温度调节系统的设计 . 45 9.1 排气系统的设计 . 45 9.2 冷却系统的设计 . 45 10 典型零件制造工艺 . 47 10.1 定模仁型腔部分的制造工艺 . 47 10.2 动模座板的数控程序设计 . 48 11 模具材料的选择 . 51 12 模具的工作过程 . 52 13 设计总结 . 53 14 参考文献 . 54 致谢 . 55 附录 . 错误 !未定义书签。nts 1 前言 1 塑料注射模具简介 模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的 效益放大器 ，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为 工业之母 。模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重 要标志。塑料成型加工及模具技术不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。 注射成型也称为注塑成型，其基本原理就是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品 。 2 我国塑料模具现状及发展趋势 CAD/CAM/CAE 技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是 CAD/CAM 技术 的应用较为普遍，取得了很大成绩。使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了 良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用 了先进的模具加工技术和设备。 目前我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 “ 十一五 ”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、 产品水平、开 发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。 我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快，有些已达到或接近国际水平，尤其是随着改革开放政策的不断深入，“三资”企业蓬勃发展，对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我国模具制造基础薄弱，各地发展极不平衡，因此从总体上来看，与国际先进水平相比和与国内市场需求相比，差距还很大。这主要表现在以下方面：塑料模具产品水平不高，与国外先进水平相差甚远；我国塑料模制造企业设备数控化率和 CAD/CAM 应用覆盖率比国外低很多， 且设备不配套、利用率低的现象十分严重；开发能力低，在市场上处于被动地位，创造的经济效益方面，国内大多数是微利甚至亏损；国内外模具企业管理上的差距十分明显；我国塑料模具市场总体上供不应求，特别是大型、复杂、长寿命塑料模产需矛盾十分明显 。 nts 2 3 模具的发展趋势 随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高 技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具 。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展 有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景 好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。 塑料模具生产企业在向着 规模化和现代化发展的同时，高精度、高效率、自动化、精密、高寿命仍然是模具发展必然的趋势。从技术上来说，主要有以下几个方面： （ 1） CAD/CAM/CAE 技术将全面推广； （ 2）快速原型制造（ RPM）、高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术、高压注射成型及相 关技术将得到更好的发展； （ 3）开发新的模具材料， 如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬制合金、陶瓷及复合材料； （ 4）模具表面强化热处理新技术应用，如我国研制的镜面塑料模具，就是在低级材料中加入 Ni、Cr、 Al、 Cu、 Ti 等合金元素后，经过毛坯淬 火与回火处理，使其硬度 HRC，然后加工成型，再进行时效处理，使模具硬度上升到 HRC，从而大大提高了模具的使用寿命。 4本设计的意义及目的 振兴和发展我国塑料模具工业，特别是注射模具模日益受到人们的重视 和关注。在电子 、 汽车、通讯等产品中， 60% 80%的零件都要依靠塑料模具，尤其是注射模具来成型。 用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍，上百倍。 本次毕业设计的目的是： （ 1） 提高动手的能力 ，将理论与实践相结合； （ 2） 初步掌握模具设计的方法、过程， 初步 掌握 AutoCAD、 roE 等 相关设计软件 工具， 为将来走向工作岗位进行 设计研 发工作打下基础； （ 3） 培养自己的独立思考能力、动手能力、创新能力和计算机运用能力。 本次设计就是设计以 PS 为原料的圆筒接口注射模具设计 ,其具体的设计过程及步骤见下面正文部分的内容。 nts 3 1 塑件成型工艺分析 1.1 塑件分析 1.1.1塑件模型 以下是塑件 平面图 ： 图 1-1 塑件三维立体图 图 1-2 塑件 平面图 1.1.2 塑料 PS（聚苯乙烯） 1.1.3 塑料件质量 13.65g 1.1.4 塑料件体积 13 3cm 1.1.5 色 调 不透明（ 红色 ） 1.1.6 生产纲领 大批量生产 1.1.7 工艺结构分析 （ 1）结构分析 塑件结构 复杂 程度一般， 表面质量要求 也较高 。 如上图 所示 ， 塑件的 上 端 部有三个分布均匀的方形槽， 底 部有 三个对应分布的凸起；同时圆柱面上还有一个侧孔， 因而需要考虑侧向分型抽芯机构的设置。塑件外观质量要求高 ,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷 , 综合考虑其浇注时的难 易程度和成型特征等因素， 浇口 最好设置在侧向分型的另一侧的表面上且用点浇口来进行浇注，以保证其表nts 4 面的成型质量 。 整体来看该塑件成型简单，但在脱模时包紧力较大，应有一定的脱模斜度，用推杆推出即可。 （ 2）精度等级 选用的精度 公差 等级 按照国家标准 为 一般 精度 MT3级 。 （ 3） 脱模斜度 该塑件的壁厚约为 2.5mm， 从表查得 该 PS塑件的脱模斜度 , 型腔为 35 1 30 , 型芯 3040 。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、 摩擦系数的大小 及塑料的收缩率。 形状愈复杂或成型孔较多时取较大的脱模斜度；制品高度愈高、孔愈深 则取较小的脱模斜度；内孔包住型芯 ，应取较大的斜度 。因此 , 本 次设计的 圆筒接口 的脱模斜度型腔取 1 , 型芯取 40。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内 ，否则应在图样上加以注明 。当要求开模后塑件 留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度 。 1.2 塑件材料的成型特性与工艺参数 1.2.1 塑料 PS成型特性 （ 1）名称 PS， 热塑性塑料， 中文名， 聚苯乙烯 ，英文名， polystyrene。 PS其电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，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。 （ 2） PS主要 性能 PS， 燃烧性慢 ，屈服强度 、 拉伸强度 35 63Mpa，伸长率 不大 ，热变形温度 6596 C，计算收缩率 为 0.5-0.6 %。具体如下表： 表 1-1 PS的物理 、热 性能指标 性能 单位 数值 密度 3/cmg 1.04 1.06 比体积 gcm/3 0.94 0.96 吸水率（ 24h） % 0.03 0.05 收缩率（ %） % 0.5 0.6 熔点 （或粘流温度） 131 165 nts 5 热变形温度 线膨胀系数 C/10 5 65 96 6 8 表 1-2 PS的力学、电气性能指标 性能 单位 数值 抗拉 、 屈服强度 MPa 35 63 拉伸弹性模量 MPa 2.8 3.5 103 抗弯强度 MPa 61 98 冲击韧度 kJ/m2 0.54 0.86（悬臂缺口） 布氏 硬度 HB M65 80 体积电阻率 m 1014 2.4 2.65 介电常数（ 106 HZ） （ 3）成型特性 a 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 ； b 流动性较好，溢边值 0.03mm左右 ； c 塑件壁厚均匀，不宜有嵌件，（如有嵌件应预热），缺口，尖角，各面应圆滑连接 ； d 可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式 ； e 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（尤其对厚壁塑件） ，但料温高易出银丝 ，料温低或脱模剂多则透明性差； f 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。 （ 4） 主要用途 适于制作绝缘透明件、装饰件及化学仪器、光学仪器等零件 1.2.2 塑料 PS的 成型工艺参数 （ 1）注射 成形 机 类型 ： 螺杆 式 适用注射机类型：螺杆、柱塞均可 （ 2）螺杆转速 （ r/min）： 48 （ 3）预热和干燥： 温度（ C ） 60 75 时间（ h） 2h （ 4）料筒温度 ： （ C ） 后段 140 160 中段 前段 170 190 nts 6 （ 5）喷嘴温度 （ C ）： 喷嘴形式 自锁式 ； （ 6）模具温度（ C ）： 32 65 （ 7）注塑压力（ MPa）： 60110 （ 8） 成型时间（ s） 注塑时间 1545 保压时间 03 冷却时间 1560 总周期 40 120 （ 9）后处理 方法：用 红外线灯、 鼓风 烘箱 烘 烤 温度： 70C 时间： 24小时 1.2.3 塑成型过程 （ 1） 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 注射 保压 冷却 脱模塑件送下工序。 （ 2） 清理嵌件、预热；清理模具、涂脱模剂 放入嵌件 合模 注射。 2 拟定模具结构形式 2.1 分型面的设计 2.1.1 分型面的设计原则 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段， 应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构 。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造有很大的影响 。 分型面的设计原则为： （ 1）便于塑件脱模； a 在开模时尽量使塑件留在动模内 nts 7 b 应有利于侧面分型和抽芯 c 应合理安排塑件在型腔中的方位 （ 2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏； （ 3）尽力保证塑件尺寸的精度要求 （如同心度等） ； （ 4）有利于排气； （ 5）尽量使模具加工方便； （ 6）有利于嵌件的安装 ； （ 7）有利于预防飞边和溢料的的产生； （ 8）有利于模具结构的简化。 该塑件在进行塑件设计时已充分考虑了上述原则，同时从塑件图样可看出该塑件一端顶部有三个方形孔，且对应着底部有三个凸起端 ，同时在外圆柱面上有侧向的孔，因此在分型时需要有多个型芯和侧向抽芯机构进行分型。 2.1.2 分型面选择 方案 （ 1） 分型面选择方案： 单分型面注射模 单分型面注射模又称两板式模具 。 它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部 分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 （ 2） 分型面选择方案： 双分型面注射模 双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个 可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，常见的有以下几种 ： a 定距板式双分型面注 射模 b 定距拉式双分型面注射模 c 定距导柱式双分型面注射模 d 拉钩式双分型面注射模 e 摆钩式双分型面注射模 f 尼龙拉钩式双分型面注射模 双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。 综上分析，本设计拟定采用 单 分型面注射模。 nts 8 2.1.3 分型面的确定 对于此塑料件，外观质量要求 一般 ，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量 ,其分型面形式与位置如图所示： 图 2-1 分型面的 形式与位置 2.2 型腔的设计 2.2.1 型腔数目的拟定 为了使模具与注 射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种： （ 1）根据经济性确定型腔数目； （ 2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； （ 3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目； （ 4）根据制品精度确定型腔数目。 型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可 提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 该 圆筒接口 塑件精度要求不高，生产批量 大批量生产， 且具有抽芯 机构 ，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模 四 腔。 一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不太高的小型塑件，是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 由此可见，该注塑机正好匹配所对应的型腔数目，所以可确定其型腔数量为 4个。 2.2.2 型腔的布置 型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此， 本模具一模 四 腔的布置方式如下图： nts 9 图 2-2 型腔的布局 3 注塑机型号选择与确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合规范的模具。 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式。在确定模具结构形式及初步估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。 同时设计人员还必须对提供的注射机进行校核。 3.1 所需注 射量的计算 3.1.1塑件质量、体积的计算 对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此塑件分析得： 塑件体积 V1 13000 mm3=13cm3， nts 10 塑件质量 11 Vm =13.65g 3.1.2 浇注系统凝料的初步计算、确定 由于该模具采用一模 四 腔，按塑件体积的 0.6 倍计 ， 所以浇注系统的凝料体积为 ： 1346.046.0 12 VV 31.2cm3 则： 该模具一次注射所需塑料 PS： 体积 210 4 VVV83.2cm3 质量 00 Vm 87.36g 3.1.3 塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力 22221 4.67822435.024 mmAnAA KNPAnAF m 56.16925824.67)( 21 型 式中 A-塑件及流道凝料在分型面上的投影面积； 1A -单个塑件在分型面上的投影面积； 2A -流道凝料（包括浇口）在分型面上的 投影面积； mF-模具所需的锁模力 /N； 型P-塑料熔体对型腔的平均压力 /Mpa：由于该塑件材料为 PS 且壁厚均匀，属于容易成型的塑件，故查表可取型P=25 Mpa。 3.2 注射机型号的选定 一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。 1000 2cm 以下的中、小型注射机，其 注射时间常为 4s，大型注射机注射时间在 12s 以内，注射速度一般为 5 7m/min，常用低速注射。选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填不足。选用高速注射的或用大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及易发生飞边等弊病。 根据上面计算得到的 m 和mF值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量 G）和额定锁模力 F 应满足 ggmG 5.11675.0 36.87 （或 V=110.9 3cm ） nts 11 式中 -注射系数，无定型塑料取 0.85，结晶型塑料取 0.75。 F mF 根据以上的初步计算 投影面积和锁模力， 选定型号为 SZ-125/630 的卧式注射机。其主要技术参数见下表： 表 3-1 SZ-125/630注塑机的主要技术参数 注塑机各项目 单位 参数 结构型式 螺 杆直径 螺杆转速 理论 注射 容量 塑化能力 注射速率 额定注射压力 锁模力 拉杆内间距 锁模型式 最大模具厚度 最小模具厚度 移 模行程 定位孔直径 mm r/min cm3 g/s g/s MPa KN mm mm mm mm mm 卧式 40 14 200 140 16.8 110 126 630 370*320 双曲肘 300 150 270 125 续表 3-1 注射机各项目 单位 参数 喷嘴球半径 SR mm 15 喷嘴孔半径 SR mm 3 3.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 3.3.1型腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 nts 12 44.263600/12 m mK M tn上式中 26.4 远大于 4，所以型腔数量校核符合要求。 式中 K-注射机最大注射量的利用系数，结晶 型塑料一般取 0.75； M-注射机的额定塑化量（ g/s） ,该注射机为 16.8g/s； t-成型周期，因塑件小，壁厚不大，取 30s； 1m -单个塑件的质量和体积（ g 或 3cm ），取 1m =13.65g； 2m -浇注系统所需塑料质量和体积（ g 或 3cm ），取 0.6 14m ； 3.3.2注射机工艺参数的校核 1） 最大注塑量的校核 为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的 35%75%范围内，最大可达 80%，最低不应小于 10%。既保证塑件质量，又充分发挥设备的能力，选在 50%80%范围内为好。 最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。 注射量容积表示 ： 最大注射容积为 ： 3m a x 10514075.0 cmVV 式中 maxV-模具型腔和流道的最大容积（ 3cm ）； V-指定型号与规格的注射机注射量容积（ 3cm ），该注射机为 140 3cm ； -注射系数，取 0.75 0.85，无定型塑料可取 0.85，结晶型塑料可取 0.75，该处取 0.75。 倘若实际注射量过小，注射 机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积 3m i n 3514025.025.0 cmVV 。故每次注射的实际注射量容积 V 应满足 minV V maxV，而 V =83.2 3cm ，符合要求。 2）锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所 施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即： KNAPkF 47.203254.67822.10 型 符合要求。 nts 13 式中 型P-型腔的平均压力，查表到 25MPa； 0k-锁模力安全系数，一般取0k=1.1 1.2。 3） 注塑压力的校核 所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需 的注射压力。成型所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机的类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，成型时所需注射压力大致如下： 1、 塑料熔体流动性好，塑件形状简单，壁厚者所需注射压力一般小于 70MPa。 2、 塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精度要求一般者，所需注射压力通常选用 70 100 MPa。 3、 塑料熔体具有中等粘度（改性 PS、 PE 等），塑件形状一般，有一定精度要求者，所需注射压力选用 100 140MPa。 4、 塑料熔体具有较高粘度（ PMMA、 PPO、 PC 等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均匀，尺寸精度 要求严格的塑件，所需注射压力约在 140 180MPa 范围。 注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力 maxP =126MPa，应该大于注射成型时所需用的注射压力 0P ，即 M P aPkP 126904.10m a x 符合要求。 式中 k -安全系数，常取 k =1.25 1.4，这里为使用安全取用 1.4。 实际生产中，该塑件成型时所需的注射 压力为 70 100 MPa，这里取 90 MPa。 3.4 注射机安装部分相关尺寸的校核 3.4.1 喷嘴尺寸 主流道的小端直径 D 大于注射机喷嘴直径 d，以利于塑料熔体流动。通常为 D=d+（ 0.5 1） mm 对于该模具 d=3mm，取 D=3.5mm 符合要求。 主流道入口的凹球面半径0SR应大于注射机喷嘴半径 SR ，以利于同心和紧密接触，使主流道内的凝料易脱出。通常为 0SR=SR +（ 1 2） mm 对于该模具 SR =15mm，取0SR=16mm，符合要求。 nts 14 3.4.2 定位圈尺寸 注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。 注射机定位孔尺寸为 mm125 ，定位圈尺寸取 mm125 且两者之 间呈间隙配合，符合要求。 3.4.3模具厚度校核 模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之关系应满足： m i n m a xmH H H式中 mH 模具闭合后的总厚度 /mm minH 注射机允许的最小模具厚度 /mm； maxH 注射机允许的最大模具厚度 /mm； 由上表 3-1 可知： mmH 150min ， mmH 300max ； 而该模具的总厚度 H=25+63+20+40+40+80+25=293mm，符合要求。 3.5开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开模距离，它必须小于注射机的最大开模行程，由于注射机的锁模机构不同，开模行程的效核有三种情况。 3.5.1 注射机最大开模行程与模具厚度无关 这种情况主要是指锁模机构为液压 机械联合作用的注射机，其最大开模行程由曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。 对于单分型面注射模具，其开模行程按下式校核： mmHHS 113108023)105(21 式中 S-注射机最大开模行程，表 3-1 查得 S=270mm； 1H -塑件脱模距离 /mm； 2H -包括流道凝料在内的塑件高度 /mm； 3.5.2 注射机最大开模行程与模具厚度有关 对于全液压式锁模机构的注射机，最大开模行程受到模具厚度的影响。此时最在开模行程等于注射机移动、固定模板台面之间的最大距离 KS 减去模具厚度mH。 对于单分型面注射模，按下式校核： nts 15 )105(21 HHHSS mK 则 mmHHHSmK 233108023120)105(21 KS =240mm 233mm,符合要求。 3.5.3 有侧抽芯时的开模行程的校核 当利用开模行程完成侧向抽芯时，开模行程的校核还应考虑为完成抽拔距 L 而所需要的开模行程cH，由于cH 21 HH 时，开模行程仍应按以上两式进行校核，可知经校核符合要求。 3.6 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核 该套模具模架的外形尺寸为 250mm 315mm，而注射机拉杆内间距为 370mm 320mm，由此可以看出其模架尺寸校核符合要求。 4 浇注系统的设计 4.1 浇注系统设计的原则 浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内的 进料 通道 ， 它分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。 具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。 浇注系统设计原则 为： （ 1）重点考虑型腔布局。 （ 2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量少，表面粗糙度要低。 （ 3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。 （ 4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。 （ 5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的 冷料 。 nts 16 （ 6）排气良好。 （ 7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。 （ 8）保证塑件外观质量。 （ 9）较高的生产效率。 （ 10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为）。 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料 穴 、浇口 。 为确保塑件外观质量 ，进料浇口 采用潜伏式的点浇口。 为降低塑料熔体的压力和减少热量损失 ， 流道应尽量短 ； 开模后依靠塑件向型芯收缩的包紧力而滞留于 动 模一侧 ， 但为了顶出塑件 ， 还需在 动 模上设计顶出装置。为使开模时塑件滞留于动模一侧 ，需借助开模力驱动顶出装置。 4.2 主流道的设计 4.2.1主流道的设计 要求 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，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 其主要设计要点为： (1) 主流道圆锥角 =2 6，对流动行差的塑料可取 3 6，内壁粗糙度为 Ra 0.63m。 (2) 主流道大端呈圆角，半径 r=1 3，以减少料流转向过度时的阻力。 (3) 在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于 60mm，过长则会影响容体的胜利充型。 (4) 对于小型模具可将主流衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主 流道衬套与定模座板采用 H7/m6过度配合，与定位圈的配合采用 H9/f9的间隙配合。 目 录 前言 . 1 1 塑件成型工艺分析 . 1 1.1 塑件分析 . 1 1.2 塑件材料的成型特性与工艺参数 . 2 2 拟定模具结构形式 . 4 2.1 分型面的设计 . 4 2.2 型腔的设计 . 5 3 注塑机型号选择与确定 . 6 3.1 所需注射量的计算 . 7 3.2 注射机型号的选定 . 7 3.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 . 9 3.4 注射机安装部分相关尺寸的校核 . 10 3.5 开模行程的校核 .11 3.6 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核 . 12 4 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 4.1 浇注系统设计的原则 . 错误 !未定义书签。 4.2 主流道的设计 . 错误 !未定义书签。 4.3 冷料穴的设计 . 错误 !未定义书签。 4.4 分流道的设计 . 错误 !未定义书签。 4.5 浇口的设计 . 错误 !未定义书签。 4.6 浇注系统的平衡 . 错误 !未定义书签。 4.7 浇注系统凝料体积计算 . 错误 !未定义书签。 4.8 浇注系统各截面流过熔体的体积计算 . 错误 !未定义书签。 4.9 普通浇注系统截面尺寸的校核 . 错误 !未定义书签。 5 成型零件的设计 . 错误 !未定义书签。 5.1 成型零件的要求及选材 . 错误 !未定义书签。 5.2 成型零件的结构设计 . 错误 !未定义书签。 nts 5.3 成型零件尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 5.4 型腔刚度的校核 . 错误 !未定义书签。 6 模架的确 定和标准件的选用 . 错误 !未定义书签。 6.1 模架的选用 . 错误 !未定义书签。 6.2 模板尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 7 合模导向机构的设计 . 错误 !未定义书签。 7.1 导柱的设计 . 错误 !未定义书签。 7.2 导套的设计 . 错误 !未定义书签。 8 脱模机构的设计 . 错误 !未定义书签。 8.1 脱模机构的分类及设计原则 . 错误 !未定义书签。 8.2 脱模力的计算与校核 . 错误 !未定义书签。 8.3 推杆的设计 . 错误 !未定义书签。 8.4 脱 模机构的复位元件 . 错误 !未定义书签。 8.5 侧向分型与抽芯机构的设计 . 错误 !未定义书签。 9 排气系统和温度调节系统的设计 . 错误 !未定义书签。 9.1 排气系统的设计 . 错误 !未定义书签。 9.2 冷却系统的设计 . 错误 !未定义书签。 10 典型零件制造工艺 . 错误 !未定义书签。 10.1 定模仁型腔部分的制造工艺 . 错误 !未定义书签。 10.2 动模座板的数控程序设计 . 错误 !未定义书签。 11 模具材料的选择 . 错误 !未定义书 签。 12 模具的工作过程 . 错误 !未定义书签。 13 设计总结 . 错误 !未定义书签。 14 参考文献 . 错误 !未定义书签。 nts 1 1 塑件成型工艺分析 1.1 塑件分析 1.1.1塑件模型 以下是塑件立体与平面图： 图 1-1 塑件三维立体图 nts 2 图 1-2 塑件平面图 1.1.2 塑料 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物） 1.1.3 塑料件质量 46.92g 1.1.4 塑料件体积 44.69 3cm 1.1.5 色 调 不透明（ 黑色 ） 1.1.6 生产纲领 大批量生产 1.1.7 工艺结构分析 （ 1）结构分析 塑件结构 复杂程度一般， 表面质量要求 也较高 。 塑件外观质量要求高 ,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷 , 综合考虑其浇注时的难易程度和成型特征等因素，浇口最好 在 另一侧的表面用侧浇口来进行浇注，以保证其表面的成型质量。整体来看该塑件成型简单，但在脱模时包紧力较大，应有一定的脱模斜度，用推杆推出即可。 （ 2） 精度等级 选用的精度公差等级按照国家标准为一般精度 MT3级。 （ 3） 脱模斜度 该塑件的壁厚约为 2.26mm，从表查得该 ABS塑件的脱模斜度 , 型腔为 35 1 30 , 型芯 3040 。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、摩擦系数的大小及塑料的收缩率。形状愈复杂或成型孔较多时取较大的脱模斜度；制品高度愈高、孔愈深则取较小的脱模斜度；内孔包住型芯，应取较大的斜度。因此 , 本次设计的脱模斜度型腔取 1 , 型芯取 40。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内 ，否则应在图样上加以注明 。当要求开模后塑件留在型 腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度 。 1.2 塑件材料的成型特性与工艺参数 1.2.1 塑料 ABS成型特性 （ 1）名称 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物） ，热塑性塑料。 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，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、传动零件盒结构零件。 （ 2） ABS主要 性能 ABS，燃烧性慢，屈服强度、拉伸强度 38 50Mpa，伸长率不大，热变形温度 6075 C，计算收缩率为 0.4-0.7%。具体 如下表： nts 3 表 1-1 ABS的物理、热性能指标 性能 单位 数值 密度 3/cmg 1.02 1.08 比体积 gcm/3 0.86 0.98 吸水率（ 24h） % 0.2 0.4 收缩率（ %） % 0.4 0.7 熔点（或粘流温度） 130 160 热变形温度 线膨胀系数 C/10 5 83 103 6 8 表 1-2 ABS的力学、电气性能指标 性能 单位 数值 抗拉 、屈服强度 MPa 50 拉伸弹性模量 MPa 1.4 310 抗弯强度 MPa 80 冲击韧度 kJ/m2 11(有缺口 ) 布氏硬度 HB 9.7R121 体积电阻率 m 6.9 1610 2.4 2.65 介电常数（ 106 HZ） （ 3）成型特性 a 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，应按品种来确定成型方法及成型条件。 b 吸湿性强。含水量应小于 0.3%（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 c 流动性中等。溢边料 0.04mm左右。 d 模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹 1.2.2 塑料 ABS的成型工艺参数 nts 4 （ 1）注射 成形 机 类型 ： 螺杆式 ，螺杆转数为 30r/min。 （ 2）料筒温度（ ）：后段 150 170 中段 165 180 前段 180 200 （ 3）喷嘴温度（ ）： 170 180。 （ 4）模具温度（ ）： 50 80。 （ 5）注射压力（ MPa）： 60 100。 （ 6）成型时间（ s）： 30（注射时间取 1.6，冷却时间 20.4，辅助时间 8）。 1.2.3 注射 成型过程 （ 1） 成型前的准备。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 （ 2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇 注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 （ 3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为 60 75 ，处理时间为 16 20s 2 拟定模具结构形式 2.1 分型面的设计 2.1.1 分型面的设计原则 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造有很大的影响。 分型面的设 计原则为： （ 1）便于塑件脱模； a 在开模时尽量使塑件留在动模内 b 应有利于侧面分型和抽芯 c 应合理安排塑件在型腔中的方位 （ 2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏； （ 3）尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）； （ 4）有利于排气； （ 5）尽量使模具加工方便； （ 6）有利于嵌件的安装； （ 7）有利于预防飞边和溢料的的产生； nts 5 （ 8）有利于模具结构的简化。 该塑件在进行塑件设计时已充分考虑了上述原则 ，同时从塑件图样可看出该塑件一端顶部有一个圆形孔，且对应着底部有许多个凸起端，因此在分型时需要在型芯上安置多个镶块进行分型。 2.1.2 分型面选择方案 （ 1）分型面选择方案：单分型面注射模 单分型面注射模又称两板式模具。它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构 推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 （ 2）分型面选择方案：双分型面注射模 双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个 可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，常见的有以下几种： a 定距板式双分型面注射模 b 定距拉式双分型面注射模 c 定距导柱式双分型面注射模 d 拉钩式双分型面注射模 e 摆钩式双分型面注射模 f 尼龙拉钩式双分型面注射模 双分型面对于塑件外 观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。 综上分析，本设计拟定采用单分型面注射模。 2.1.3 分型面的确定 对于此塑料件，外观质量要求一般，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量 ,其分型面形式与位置如图所示： 分型面图 2-1 分型面的形式与位置 nts 6 2.2 型腔的设计 2.2.1 型腔数目的拟定 为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种： （ 1）根据经济性确定型腔数目； （ 2）根据注射机的额定 锁模力确定型腔数目； （ 3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目； （ 4）根据制品精度确定型腔数目。 型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 该塑件精度要求不高，生产批量大批量生产，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模两腔。一般来说，精度要求高的小 型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不太高的小型塑件，是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 由此可见，该注塑机正好匹配所对应的型腔数目，所以可确定其型腔数量为 2个。 2.2.2 型腔的布置 型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此，本模具一模两腔的布置方式如下图： 图 2-2 型腔的布局 3 注塑机型号选择与确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能 设计出符合规范的模具。 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式。在确定模具结构形式及初步估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和nts 7 最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。同时设计人员还必须对提供的注射机进行校核。 3.1 所需注射量的计算 3.1.1塑件质量、体积的计算 对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此塑件分析得： 塑件体积 V1 44690 mm3=44.69cm3， 塑件质量 11 Vm =46.92g 3.1.2 浇注系统凝料的初步计算、确定 由于该模具采用一模两腔，按塑件体积的 0.2 倍计，所以浇注系统的凝料体积为： 69.4422.022.0 12 VV 17.88cm3 则：该模具一次注射所需塑料 ABS： 体积 210 2 VVV107.26cm3 质量 00 Vm 112.61g 3.1.3 塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力 221 62.3518609.1466122.009.146612 mmAnAA KNPAnAF m 65.1 2 3 13519.35)( 21 型 式中 A-塑件及流道凝料在分型面上的投影面积； 1A -单个塑件在分型面上的投影面积； 2A -流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积； mF-模具所需的锁模力 /N； 型P-塑料熔体 对型腔的平均压力 /Mpa：由于该塑件材料为 ABS 且壁厚均匀，属于容易成型的塑件，故查表可取型P=35 Mpa。 3.2 注射机型号的选定 一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。 1000 2cm 以下的中、小型注射机，其注射时间常为 4s，大型注射机注射时间在 12s 以内，注射速度一般为 5 7m/min，常用低速注射。选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填不足。选用高速nts 8 注射的或用 大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及易发生飞边等弊病。 根据上面计算得到的 m 和mF值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量 G）和额定锁模力 F 应满足 ggmG 48.13285.0 61.112 式中 -注射系数，无定型塑料取 0.85，结晶型塑料取 0.75。 F mF 根据以上的初步计算投影面积和锁模力，选定型号为 SZ-320/1250 的卧式注射机。其主要技术参数见下表： 表 3-1 SZ-320/1250注塑机的主要技术参数 注塑机各项目 单位 参数 结构型式 螺杆直径 螺杆转速 理论注射容量 塑化能力 注射速率 额定注射压力 锁模力 拉杆内间距 锁模型式 最大模具厚度 最小模具厚度 移模行程 定位孔直径 mm r/min cm3 g/s g/s MPa KN mm mm mm mm mm 卧式 48 10 200 335 19 140 145 1250 415*415 双曲肘 300 150 360 160 续表 3-1 注射机各项目 单位 参数 nts 9 喷嘴球半径 SR mm 15 喷嘴孔半径 SR mm 3 3.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 3.3.1型腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 25.123600/12 m mK M tn上式中 26.4 远大于 4，所以型腔数量校核符合要求。 式中 K-注射机最大注射量的利用系数，无定 型塑料一般取 0.85； M-注射机的额定塑化量（ g/s） ,该注射机为 19g/s； t-成型周期，因塑件小，壁厚不大，取 30s； 1m -单个塑件的质量和体积（ g 或 3cm ），取 1m =46.92g； 2m -浇注系统所需塑料质量和体积（ g 或 3cm ），取 0.2 12m ； 3.3.2注射机工艺参数的校核 1）最大注塑量的校核 为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的 35%75%范围内，最 大可达 80%，最低不应小于 10%。既保证塑件质量，又充分发挥设备的能力，选在 50%80%范围内为好。 最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。 注射量容积表示：最大注射容积为： 3m a x 26833585.0 cmVV 式中 maxV-模具型腔和流道的最大容积（ 3cm ）； V-指定型号与规格的注射机注射量容积（ 3cm ） ，该注射机为 140 3cm ； -注射系数，取 0.75 0.85，无定型塑料可取 0.85，结晶型塑料可取 0.75，该处取 0.85。 倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积 3m i n 75.8333525.025.0 cmVV 。故每次注射的实际注射量容积 V 应满足 minV V nts 10 maxV，而 V =93.2 3cm ，符合要求。 2）锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即： KNAPkF 84.11773562.351862.10 型 符合要求。 式中 型P-型腔的平均压力，查表到 25MPa； 0k-锁模力安全系数，一般取0k=1.1 1.2。 3） 注塑压力的校核 所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机的类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，成型时所需注射压力大致如下： 1、 塑料熔体流动性好，塑件形状简单，壁厚者所需注射压力一般小于 70MPa。 2、 塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精 度要求一般者，所需注射压力通常选用 70 100 MPa。 3、 塑料熔体具有中等粘度（改性 ABS、 PE 等），塑件形状一般，有一定精度要求者，所需注射压力选用 100 140MPa。 4、 塑料熔体具有较高粘度（ PMMA、 PPO、 PC 等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均匀，尺寸精度要求严格的塑件，所需注射压力约在 140 180MPa 范围。 注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力 maxP =145MPa，应该大于注射成型时所需用的注射压力 0P ，即 M P aPkP 126904.10m a x 符合要求。 式中 k -安全系数，常取 k =1.25 1.4，这里为使用安全取用 1.4。 实际生产中，该塑件成型时所需的注射压力为 70 100 MPa，这里取 90 MPa。 3.4 注射机安装部分相关尺寸的校核 3.4.1 喷嘴尺寸 主流道的小端直径 D 大于注射机喷嘴直径 d，以利于塑料熔体流动。通常为 D=d+（ 0.5 1） mm nts 11 对于该模具 d=3mm，取 D=3.5mm 符合 要求。 主流道入口的凹球面半径0SR应大于注射机喷嘴半径 SR ，以利于同心和紧密接触，使主流道内的凝料易脱出。通常为 0SR=SR +（ 1 2） mm 对于该模具 SR =15mm，取0SR=16mm，符合要求。 3.4.2 定位圈尺寸 注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔 ，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。 注射机定位孔尺寸为 mm125 ，定位圈尺寸取 mm125 且两者之间呈间隙配合，符合要求。 3.4.3模具厚度校核 模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之关系应满足： m i n m a xmH H H式中 mH 模具闭合后的总厚度 /mm minH 注射机允许的最小模具厚度 /mm； maxH 注射机允许的最大模具厚度 /mm； 由上表 3-1 可知： mmH 150min ， mmH 300max ； 而该模具的总厚度 H=25+63+20+40+40+80+25=293mm，符合要求。 3.5开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开模距离，它必须小于注射机的最大开模行程，由于注射机的锁模机 构不同，开模行程的效核有三种情况。 3.5.1 注射机最大开模行程与模具厚度无关 这种情况主要是指锁模机构为液压 机械联合作用的注射机，其最大开模行程由曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。 对于单分型面注射模具，其开模行程按下式校核： mmHHS 113108023)105(21 式中 S-注射机最大开模行程，表 3-1 查得 S=360mm； nts 12 1H -塑件脱模距离 /mm； 2H -包括流道凝料在内 的塑件高度 /mm； 3.5.2 注射机最大开模行程与模具厚度有关 对于全液压式锁模机构的注射机，最大开模行程受到模具厚度的影响。此时最在开模行程等于注射机移动、固定模板台面之间的最大距离 KS 减去模具厚度mH。 对于单分型面注射模，按下式校核： )105(21 HHHSS mK 则 mmHHHSmK 233108023120)105(21 KS =240mm 233mm,符合要 求。 3.6 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核 该套模具模架的外形尺寸为 250mm 315mm，而注射机拉杆内间距为 415mm 415mm，由此可以看出其模架尺寸校核符合要求。 4.4.1 成型零部件工作尺寸的计算 （ 1) 主型芯参数的确定 主型芯径向尺寸 主型芯径向尺寸按以下公式计算： 0 zxSlll cpssm (4.2) 式中ml 型芯基本尺寸； sl 塑件内形基 本尺寸； cpS 塑料平均收缩率， 0.6%； x 修正系数，取43； 塑件尺寸公差； z 型芯制造公差，取 3/ 。 nts 13 则主型芯大端径向尺寸0334.01 34.043006.0114114ml= 011.094.114 主型芯小端 径向尺寸033.02 3.043006.06.916.91ml= 010.037.92 主型芯的轴向尺寸 主型芯轴各尺寸按以下公式计算： 0 ZxShhh cpssm (4.3) 式中mh 型芯基本尺寸； sh 塑件内形基本尺寸； cpS 塑料平均收缩率， 0.6%； x 修正系数 , 32； 塑件尺寸公差； z 型芯制造公差，取 3/ 。 则主型芯高度 0338.038.032006.0130130mh= 013.003.131 （ 2) 型腔参数的确定 型腔径向尺寸 ZxSLLL cpssm 0(4.4) 式中mL 型腔基本尺寸； sL 塑件外形基本尺寸； cpS 塑料平均收缩率， 0.6%； x 修正系数，取43； 塑件尺寸公差； nts 14 z 型腔制造公差，取 3/ 。 则型腔大端尺寸为 334.001 34.043006.0118118 mL= 13.0045.118 型腔小端尺寸为 3 3.002 3.0430 0 6.027.9527.95 mL= 10.0062.95 型腔轴向尺寸 型腔轴向尺寸按以下公式计算： ZxSHHH cpssm 0(4.5) 式中mH 型腔基本尺寸； sH 塑件外形基本尺寸； cpS 塑料平均收缩率， 0.6%； x 修正系数 , 32； 塑件尺寸公差； z 型芯制造公差，取 3/ 。 338.0038.032006.0130130 mH= 13.0053.130 4.4.2 成型 型腔壁厚的 计算 本设计为小型模具，成型零部件的 强度问题比较突出，即应力达到许用数值时，弹性变形量与其许用数值之间相差比较大，这种情况下只对成型零部件进行强度校核即可。型腔选用材料为 T8。 侧壁厚度 12 Mc prt （ 4.6） 式中ct 侧壁厚度， mm ； nts 15 r 凹模型腔内孔的半径， 57.7mm ； 材料的许用应力，一般中碳钢取 200MPa ； Mp 模腔压力， 25MPa 。 12522 0 02 0 07.57ct=8.93，取 9mm 。 则型腔外轮廓半径为 67mm ，可做为选择模架的依据。 底部厚度 43 2rpt Mh （ 4.7） 式中ht 底部厚度， mm ； r 凹模型腔内孔的半径， 57.7mm ； 材料的许用应力，一般中碳钢取 200MPa ； Mp 模腔压力， 25MPa 。 2 0 047.57253 2ht=17.67，取 18mm 。 4.5 脱模机构 脱模机构设计原则：保证塑件不因顶出而变形损坏及影响外观；尽量将塑件留在动模；推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死现象，机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。 因圆盒型较深， PS 质软，且一模一腔，为不使塑件变形，可利用成型零件推出。 4.5.1 脱模力的计算 本圆盒为薄壁制件（ t/d=2/116=0.0170.05） ,所需脱模力按以下公式计算： AKfE SLF 1.01t a nc os221 （ 4.8） 式中 1 圆环形制品的壁厚， 2mm； nts 16 E 塑料的弹性模量， 3000Mpa ； S 塑料平均成型收缩率 ,0.6%； L 制件对型芯的包容长度， 128mm ； 模具型芯的脱模斜度， 5； 塑料的泊松比， 0.32； 2K 无量纲系数，随 f 和 而异，取 1.0084； f 制件与型芯间的磨擦系数， 0.12； A 盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积， 7076.63 2mm 。 63.70761.00084.132.01
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