塑料凳模具设计论文

江西科技学院本科生毕业论文（设计）1摘要模具现在已经成为工业发展的基础，而塑料模占模具总量的比例达到35%40%，塑料成型模具的应用在各类模具的应用中占有领先地位。随着我国经济的发展，国家经济建设持续稳定的发展，塑料制件的生产越来越广泛，塑料成型工业在基础工业中的地位日益重要。本文详细介绍了光驱外壳注射模具的设计。对浇注系统、成型零件、脱模机构、斜顶杆侧抽芯机构、合模导向机构、温度调节系统、排气系统和部分零件的加工工艺做了完整的设计计算。关键词：塑料 模具 发展2AbstractMould has become the foundation for industrial development ,and plastic moulds account for the Proportion of the total 35%40%,plastic mould used in the application of various types of mould occupies a leading position .As China”s economic development ,sustainable and stable national economic construction of the development ,production of plastic parts more widely, plastic moulding industry in the basic industries in the increasingly important position . This text has introduced the design of the Cd-rom shell injection mould in detail. In this text the feedsysterm, shaping part, drawing of patterns organization , Organization of ejection force.,shut mould lead organization , temperature control system , exhaust system and the technology analyse of some workparts were designed and calculated totally. Keywords: plastics ； mould ； develop.江西科技学院本科生毕业论文（设计）3目 录目 录 .1第一章 绪论 .41.1 我国模具工业发展和技术现状 .4第二章 塑料凳结构设计 .62.1 塑料凳结构设计 .62.2 塑件的体积与质量的计算 .72.3 塑件的尺寸和精度 .72.4 脱模斜度 .92.5 材料的选择 .102.5.1 塑件要求分析 .102.5.2 塑材经济、环保分析 .10第三章 注塑工艺设计 .123.1 聚丙烯（PP）基本性能 .123.2 聚炳烯（PP）塑料的成型性能： .123.3 聚炳烯（PP）塑料的主要技术指标 .133.4 聚丙烯的注射成型工艺参数 .14第四章 注塑机的选择与校核 .154.1 型腔数量的确定 .154.2 注塑机型号的选择 .154.3 注塑机的校核 .184.3.1 最大注射量的校核 .1844.3.2 注射压力的校核 .184.3.3 锁模力的校核 .194.3.4 开模行程校核 .204.3.5 最大、最小模具厚度校核 .204.3.6 安装部分的校核 .21第五章 注塑模具设计 .225.1 塑件收缩率的计算 .225.2 分型面的确定 .225.3 浇注系统的设计 .235.3.1 主流道设计 .245.3.2 主流道衬套的固定 .265.3.3 浇口的设计 .275.4 排气系统的设计 .285.5 冷却系统的设计 .29第六章 成型零部件设计 .326.1 成型零件的结构设计 .326.1.1 凹模结构设计 .326.1.2 凸模结构设计 .336.2 成型零部件的工作尺寸计算 .336.2.1 塑件尺寸精度的影响因素 .336.2.2 成型零部件的工作尺寸的计算 .346.3 成型型腔壁厚的计算 .36第七章 导向脱模机构的设计 .397.1 导柱导向机构的设计 .397.1.1 导柱的设计 .39江西科技学院本科生毕业论文（设计）57.1.2 导柱的数量和分布 .407.1.3 导套的设计 .407.2 脱模机构的设计 .417.2.1 脱模机构的分类及设计原则 .417.2.2 脱模力的计算及零件尺寸确定 .427.2.3 推出脱模机构 .43第八章 模架的选择及失效分析 .458.1 模架的选择 .458.2 模具的装配原则 .458.3 模具的安装 .478.4 模具的失效分析 .48结束语 .50主要参考文献 .506第一章 绪论1.1 我国模具工业发展和技术现状虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080% 相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS 的UG II、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer 、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、 美国AC-Tech 公司的C-Mold 及澳大利亚Moldflow公司的 MPA塑模分析软件等等。 据市场调研，国产模具钢与国外相比，确实存在一定的差距。比如国产的通用性模具钢H13、D2、LD、P20、PMS、SKD61等品种内在质量均能达到美国模具钢通用标准ASTMA681，属国际一般水平，基本上能满足国内外一般模具用户的使用。但对高标准模具钢用户提出的高要求，如冲击韧性、碳化物低偏等残余元素控制、高质量长寿命要求等，目前还无法满足。如冷作模具钢要求在低温条件下具备耐磨损、抗塑性交形、抗崩角、抗整件开裂、可机加工性和可磨削性等各种性能。而塑胶模具用钢要求具有高光洁度表面、耐腐蚀、耐磨损、高热传导性、机加工性、抛江西科技学院本科生毕业论文（设计）7光性、蚀刻性能等。据国内外塑料模具技术比较显示，国外的淬火钢模具寿命在160300万次，国内只有50100万次，非淬火钢模具寿命国内也只有国外的一半。钢材质量是造成这一状况的其中一个原因。如一些特钢厂采用普通废钢加生铁电炉的冶炼方式，缺乏优质铁水，导致生产成本高，在残余元素控制上与国外有一定的差距。近年来，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20, 3Cr2Mo, PMS,SM I、SM II等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80% 相比，仍有很大差距。技术比较见表1：表1: 国内外塑料模具技术比较表项目 国内 国外注塑模型腔精度 0. 0050. 01mm 0.020.05mm型腔表面粗糙度 Ra0.010. 05 um Ra0.20 um非淬火钢模具寿命 10-60万次 1030万次淬火钢模具寿命 160300万次 50100万次热流道模具使用率 80%以上 总体不足10%标准化程度 7080% 小于30%中型塑料模生产周期一个月左右 24个月目前，全世界模具的年产值约为650亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平己取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。8第二章 塑料凳结构设计2.1 塑料凳结构设计本次设计的是日常生活用具:塑料板凳。主要是在生活中使用，使坐着舒服，持久耐用，对身体无害，因此，该塑件的材料应该是价格低廉；并且具有一定的强度和刚度，能够承载一定的重量，保证人身安全；在塑件结构和形状设计上，应尽可能地做到简化模具结构，且符合成型工艺特点，从而降低成本，提高生产效率。塑件的结构设计如图2-1和图2-2图2-1 塑件二维图江西科技学院本科生毕业论文（设计）9图2-2 塑件三维图2.2 塑件的体积与质量的计算根据公式mv(2.1)式中 m塑件的质量，g；塑料的密度， 3/gm，查文献中表 1-4 得 =0.9g/ 3cm；v塑件的体积， ，由 Pro/E 体积填充得出。那么塑件的体积2.3 塑件的尺寸和精度塑料尺寸大小取决于塑料的流动性。对于流动性极差的塑料或薄璧塑件，在进行注塑成型和压注成型时，塑件尺寸不宜过大，一免不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响塑件的外观和强度。影响塑件精度尺寸的因素有很多，除与模具制造精度以及磨损情况有关外，还与塑件吸收率的波动、成型工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具的结构形状有关。我国颁布的工程塑料膜塑件尺寸公差的国家标准（GB/T 14486-93 ）按此标准规定，塑件尺寸公差代号为MT，公差等级分为7级，每一级又可分为A 、B两部分，其中A为不受模具活动部分影响尺寸的公差； B为受模具活动该部分影响尺寸的公差。10表 2-1 精度等级的选用公差等级标注公差尺寸类别 塑料品种高精度 一般精度未标注差尺寸ABS聚苯乙烯（PS）聚丙烯（PP）尼龙（PA）1聚碳酸酯（PC）MT2 MT3 MT5聚酰胺 6、66聚甲醛聚氯乙烯（硬）氯化聚醚2酚醛塑料MT3 MT4 MT6聚甲醛 3氯乙烯（高）MT4 MT5 MT7聚氯乙烯（软） 4聚乙烯（低）MT5 MT6 MT7（资料来源：塑料成型工艺与模具设计2009.3 表 2.1）该塑件的尺寸精度要求不高，尺寸未注公差，因此，根据表 2-1，尺寸精度取MT5 级精度。根据表 2-2，各尺寸转化为相应的带公差的尺寸为：3.50.22、100.24、150.29、200.32、400.42、1150.67、2101.06、2301.15表 2-2 塑件公差数值表基本尺寸公差等级公差种类3-6 6-10 14-18 18-24 40-50 100-120 200-225 225-250未标注公差的尺寸允许偏差MT5A 0.120.140.190.220.32 0.57 0.96 1.05B 0.220.240.290.320.42 0.67 1.06 1.15江西科技学院本科生毕业论文（设计）11标准公差的尺寸公差值A 0.24 0.28 0.38 0.44 0.64 1.14 1.92 2.10MT5 B 0.44 0.48 0.58 0.64 0.84 1.34 2.12 2.30（资料来源：塑料成型工艺与模具设计2009.3 附录 7）2.4 脱模斜度塑件在模具型腔中的冷却收缩会使它紧紧包裹住模具的型芯或其它凸起部分。因此，为了便于从型腔零件上顺利脱出塑件必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。塑件斜度的大小与塑件的收缩率、塑件的形状、结构、壁厚及成型工艺条件都有一定的关系，硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状复杂或成型孔较多的塑件应取较大的脱模斜度；塑件高度越高，孔越深，则应取较小的脱模斜度；壁厚增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应该大些。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内，否则应在图样上加以注明。在制品图上标注时，内孔一小端为基准，斜度有扩大方向取得；外形以大端为基准，斜度有缩小方向取得。常见塑料脱模斜度取值如表2-3表2-3 塑件的脱模斜度脱模斜度塑料名称型腔 型芯聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚酰胺、氯化聚醚25-45 20-45硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35-40 30-50聚苯乙烯、有机玻璃、ABS、聚甲醛35-130 30-40（资料来源：塑料成型工艺与模具设计2009.3 表 2.6）本次设计是塑料凳，对斜度要求特殊，为了增加坐着的稳定性，底部要大于顶面，同时设计为了增加板凳的牢固性，在塑料凳中间的洞边上增加了3.5mm的厚度的凸起，不利于拔模，增加脱模斜度可以减少制造侧抽芯模具的成本，减少工厂的投资，争取更大的利润空间。所以本次设计的脱模斜度为3。122.5 材料的选择2.5.1 塑件要求分析本次设计是日常生活必需品：塑料凳。首先，其作用是供人们坐的，其本身得具有一定的强度和韧性，能够承载一定的重量；它用在平时生活中，和人身体直接接触比较多，小孩子也经常用其玩耍，这就要求其本身没有毒性，且对身体无害；平时应用范围比较广，在阳光下，在雨中，这就要求它有一定的抗老化性、吸湿性小；应用很广泛，一个家庭有几个或十几个都和正常，所以就要求其本身成本不能太高，能够使一般家庭能接受其售价。2.5.2 塑材经济、环保分析由 于 本 次 设 计 ： 塑 料 凳 ， 精 度 和 使 用 性 能 要 求 较 低 ， 从 经 济 和 环 保 方 面 考 虑 ，选 用 再 生 塑 料 是 最 好 的 选 择 。再 生 塑 料 是 塑 料 的 再 利 用 ， 通 过 进 行 一 些 操 作 以 后 ， 从 而 完 成 塑 料 的 再 次 利用 。 塑 料 有 良 好 的 加 工 性 能 ， 易 成 型 ， 如 ： 吹 、 挤 、 压 、 易 切 削 、 易 焊 接 。 在 生产 生 活 中 有 许 多 塑 料 都 能 造 粒 ， 如 废 旧 食 品 袋 、 凉 鞋 、 电 线 、 线 板 、 农 用 膜 、 管 、桶 、 盆 、 打 包 带 以 及 各 种 废 旧 塑 料 制 品 都 能 再 三 成 型 加 工 ， 生 产 成 塑 料 原 料 ， 再经 特 殊 工 艺 及 配 方 ， 用 于 制 造 机 器 零 件 、 部 件 ； 可 用 来 制 水 管 、 农 机 具 、 包 装 袋 、水 泥 袋 ； 可 代 替 部 分 木 制 品 ； 可 用 来 制 造 各 种 塑 料 袋 、 桶 、 盆 、 玩 具 等 塑 料 制 品 、生 活 用 具 。 常 用 的 再 生 塑 料 的 价 格 及 用 途 ， 如 下 表 2-4表 2-4 常 用 再 生 料 价 格 性 能 表种类（再生料） 价格(元/ 吨) 用途PP 8000 日常生活用具：盆、桶、凳;机械用具PE 6000 各种膜、电绝缘材料ABS 12000 电视机、录音机外壳、电话机、话筒PVC 10000 棒、管、板各种型材、有毒PA 23000 机械耐磨零件、化工电器、仪表PC 13000 齿轮、传动杆、安全帽、水杯、防护罩江西科技学院本科生毕业论文（设计）13（资料来源：全球塑胶网）常用几种塑料的性能比较参考下表 2-5表 2-5 通用塑料性能比较材料性能、种类PP PE PVC PS ABS密度 最小 小于水 较大 略高于水 略高于水刚度 较好 差 好 好 好收缩率 差 一般 好 好 好韧性 低温下差 好 差 差 好强度 较高 低 较高 高 高耐热性 好 一般 差 较差 较差化学稳定性 好 好 好 好 好耐候性 差 差 一般 一般 较差毒性 无毒 无毒 可以无毒 无毒 无毒粘合剂粘合 差 差 好 一般 一般热合性 一般 好 一般 一般 一般成型加工型 好 好 不易 好 好（资料来源：全球塑胶网）从经济、环保及各方面性能考虑选用聚丙烯再生料（PP） 。14第三章 注塑工艺设计3.1 聚丙烯（PP）基本性能PP 塑 料 ， 化 学 名 称 ： 聚 丙 烯 PP 再生料英 文 名 称 :Polypropylene（ 简 称 PP） 比 重 :0.9-0.91 克 /立 方 厘 米 成 型 收 缩 率 :1.0-2.5% 成 型 温 度 ： 160-220 。 聚丙烯密度低，无色，无味，无毒，外观和聚乙烯很相似，呈白色蜡状密度为0.900.91g/cm3，但和聚乙烯相比，它的透明性更高，透气性更低。此外，聚丙烯的弹性、屈服强度、硬度及拉力、抗压强度等都高于聚乙烯，其中拉伸强度甚至高于聚苯乙烯 ABS。聚丙烯吸水率0.02%，几乎不吸水，因此其高频绝缘性好，绝缘性能不受湿度的影响。此外，聚丙烯耐热性好，能在 100以上的温度下进行消毒灭菌，熔点为 164170，其最高使用温度可达 150，最低使用温度为-15，但当温度低于 35是会脆裂。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，抗弯曲疲劳强度特别高。聚丙烯成型加工时收缩率交大，极易导致成型加工出来的制件出现变形、缩孔等缺陷。3.2 聚炳烯（PP）塑料的成型性能：结晶性塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触已发生分解流动性极好好，溢边值 0.03mm 左右冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热应适度成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹陷、变形，取向性强江西科技学院本科生毕业论文（设计）15注意控制成型温度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于 50一下塑件无光泽，易产生熔接痕、流痕；90以上时易发生翘曲、变形塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中3.3 聚炳烯（PP）塑料的主要技术指标聚丙烯的主要技术指标见表 3-1表 3-1 聚炳烯（PP）主要技术指标密度（ kg/dm3）0.900.91 密度(g/ 3) 1.041.05吸水率（ 24h）0.010.03 计算收缩率（%） 1.03.0熔点（） 170176 热变形温度 1.8 Map（ ）5667抗拉屈服强度（ Map）2239 拉伸弹性模量（Gap ）1.61.7抗弯强度（ Map）20.840 冲击强度（Map） 65.5体积电阻率（ kV）101510 16 击穿强度（kV/） 18.6（资料来源：塑料模具手册 ）PP 及其加入填充物后的技术指标见表 3-2表 3-2 PP 各种填充后性能冲击韧度材质 屈服强度抗拉强度断裂伸长率抗弯强度弯曲弹性模量抗压强度 无缺口缺口布氏硬度纯 PP 37 200 67 1.45 56 78 3.5-3.8 8.65乙烯、丙烯嵌段共聚36 430 53 1.23 43 不断 10 6.94比例纤维增强78-90 78-90 132 4.5 70 51 14.1 9.1添加 16-185 16-175 43 77 35 56 7.4 5.4（资料来源：塑料模具手册 ）163.4 聚丙烯的注射成型工艺参数（1）注射机： 螺杆式（2）螺杆转速： 3060 r/min（3）烘干温度： 80（4）烘干时间： 24h（5）喷嘴形式： 直通式（6）喷嘴温度： 170190（7）料筒温度： 前段 180120中段 200220后段 160170（8）模具温度： 4080（9）注射压力： 70120 Map（10）保压压力： 5060 Map（11）注射时间： 05 s（12）保压时间： 2060 s（13）冷却时间： 1550 s（14）成型周期： 40120 s（15）流道和浇口： 对于冷流道，典型的流道直径范围是 47，建议采用圆形的注入口和流道。可以采用所有类型的浇口。浇口直径范围是 11.5，但也可以用小到 0.7的浇口。对于边缘交口，最小的浇口深度应为塑件厚度的一半，最小的浇口宽度应至少为塑件壁厚的两倍。江西科技学院本科生毕业论文（设计）17第四章 注塑机的选择与校核4.1 型腔数量的确定单型腔模具和多型腔模具各有优缺点，在一副模具中，总有一个方案最适合。与多型腔模具相比较，单型腔模具塑料之间的形状和尺寸一致性好，成型的工艺条件容易控制，模具的结构简单、紧凑，模具的制造成本低，制造周期短。但是在大批量生产的情况下，多型腔模具应是更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。在本次设计中，塑件的尺寸精度要求不高，中等批量生产，它本身的体积块不小，在实际工厂调研中发现板凳的制造一腔多模会造成多次浪费，容易产生次品，浇道易堵，产生不必要的维修时间，从而降低了生产效率；同时一腔多模需要很大的注射压力，这对注塑机的要求进一步提高，也对模具壁抗压能力有进一步的要求，提高了制造成本。所以这次设计采用一腔一腔其布局如图 4-1 所示图 4-14.2 注塑机型号的选择注射机为塑料注射成型的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种。注射成型时，注塑模具安装在注射机的动模板和定模板上，有锁模装置和模柄锁紧，18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。注射机的主要技术参数包括注射、合模、综合性能等三个方面，如公称注射量、螺杆直径及有效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、合模力、开模力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循环时间、机器功率、体积和质量等。根据材料 PP 性能要求，采用螺杆卧式注塑机。我国常用的注塑机型号有：XS-ZY-30、XS-YZ-60、XS-YZ-500 等。其中 X 是成型机；S 指塑料；Z 指注射；Y 表示预塑式；30、60、500 指注塑机的最大注塑量（g 或）根据型腔数来确定注塑机的额定注塑量根据公式(4.2.1)式中 k注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8；注射机的额定塑化量，g/h 或/h；t成型周期，s；浇注系统所需塑料质量或体积，g 或；单个塑件的质量或体积，g 或；n型腔的数量。利用 Pro/E 三维软件定性测得该塑件的实际体积为 333；浇注系统的体积为10；n 为 1；t 为 90s，计算出 435 ，根据注塑机国家标准，取标准值 500，故注塑机型号为 XS-YZ-500，主要技术参数如下表 4-1，,主要零件安装见 4-2，实物图见图 4-3。江西科技学院本科生毕业论文（设计）19图 4-2表 4-1 XS-ZY-500 主要技术参数注塑机型号项目XS-YZ-500额定注塑量/ 500螺杆直径/mm 65注射压力/Mpa 145注射行程/mm 200锁模力/kN 3500注射方式 螺杆式最大成型面积/ 1000最大开模行程/mm 500模具最大厚度/mm 450模具最小厚度/mm 300喷嘴圆弧半径/mm 18喷嘴孔直径/mm 3、5、6、8顶出形式 中心液压顶出，顶出距 100mm,两侧顶出杆机械顶出动、定模板固定尺寸/mm 700850拉杆空间/mm 540440合模方式 液压-机械流量/(L 200、25液压泵 压力/Mpa 6.5电动机功率/kW 22螺杆驱动力/kN 7.5加热功率/kW 14机器外形尺寸/mm 650013002000(资料来源：塑料成型工艺与模具设计2010.7 表 2-3-1)20图 4-34.3 注塑机的校核4.3.1 最大注射量的校核在模具设计时，必须使得在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。在一个注射成型周期内需注射的塑料熔体的容量为塑件的容量和浇注系统容量的总和，njV=+ （4.3.1）式中 V一个成型周期内所需注射的塑料质量， 3cm；n型腔数目；单个塑件的质量， 3cm；j浇注系统凝料的质量， ；由计算得单个塑件体积为 333 3，浇注系统的质量约为 10 3c，则每次注射所需塑料体积为注射机的额定注射量为 500 3cm由此可知，该型号的注射机的一次注射量能满足要求。4.3.2 注射压力的校核注射压力的校核是检验注射机的最大注射压力的能否满足制品成型的需要。只有在注射机的额定注射压力范围内才能调整出某一制品所需的注射压力，因此，注射机的最大注射压力要大于成型该制品所需的最大注射压力。江西科技学院本科生毕业论文（设计）21制品成型时所需的注射压力一般很难确定，它与塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制品形状的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在确定制品成型所需的注射压力时可利用类比法或参考各种塑料的注射成型工艺参数等，一般制品的成型注射压力在70MPa至150MPa的范围内。P成 P 注 （4.3.2）式中 P 成 为塑料成型时所需的注射压力，MPa；P注 为注射机的额定注射压力，MPa。由前述可知P 成 =60100MPa, P 注 =1190 MPa;显然有P成 =60100MPaP 注 =1190MPa因此，该螺杆式注射机的注射压力满足要求。4.3.3 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，其大小等于制品与浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机的额定锁模力T 合 ，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。型腔内塑料熔体的推力T 推 可按下式计算：T推 =A3p平均 A3p=A3k3p 0 （4.3.3）式中 T 推 型腔内塑料熔体沿注射机轴向推力，N；A 塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，mm 2；p 平均 熔体内塑料熔体的平均压力，Mpa;p型腔内塑料熔体压力，Mpa;p0 注射压力，Mpa；k压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷嘴阻力、流道阻力等因素变化，可在 0.2 到 0.4 的范围内选取。这里 A=3900mm2 ，我们取 p0 =100MPa，k=0.3，那么T 推 =A3k3p0=390030.33100=117KN900KN可见，锁模力符合要求。224.3.4 开模行程校核模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限的，因此必须进行注射机的开模行程校核。对于不同型式的锁模机构的注射机，其最大开模行程与模具厚度有关，有的与模具厚度无关。该模具中选择的注射机其最大行程与模具厚度无关，且模具为单分型面注射模。所以注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件所需的开模距离，即满足下式：（4.3.4）式中 maxS注射机最大开模行程，mm；1H塑料脱模所需要的顶出距离，mm；2塑件厚度（包括浇注系统凝料） ，mm；那么，由塑件的结构可知 1H=250mm，由塑件和浇注系统凝料结构可知2H=59mm。则 maxS=500=250+60+30=340mm所以满足设计要求。4.3.5 最大、最小模具厚度校核在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具可从注射机的拉杆之间装入。根据注射机与注射模具运动之间的关系可知，模具厚度与注射机模板闭合厚度应满足一下关系（本设计所选用的注射机的最大模厚为 450mm,最小模厚为 300mm）（4.3.5）式中 模具闭合后总高度，360mm；注射机允许的最大模具厚度，450mm；注射机允许的模具最小厚度，300mm江西科技学院本科生毕业论文（设计）234.3.6 安装部分的校核为了使注塑模能够顺利地安装在注射机上并生产出合格的产品，在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸，因为不同型号和规格的注射机，其安装模具部分的形状和尺寸各不相同。一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位孔尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等。1喷嘴尺寸注射机喷嘴头部的球面半径R1应与模具的主流道始端的球面半径R2吻合，以避免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般R2 应比R1大12mm，主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.51 mm，否则主流道内的塑料凝料将无法脱出。本注射机喷嘴头部的球面半径为18mm,喷嘴直径d=6 mm,而模具的主流道始端的球面半径为19mm，主流道小端直径D=6.5mm，所以喷嘴尺寸是合理的 。2. 定位孔尺寸本模具选用的浇口套与定位环是分开的。为了使主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上凸出的定位环应与注射机固定模板上的定位孔呈松动的间隙配合。定位环直径D为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔直径确定，定位环与注射机定模固定板定位孔相配合，配合精度为H11/b11，以便于装模。定位环用内六角螺钉固定在定模座上。本注射机的模板定位孔径为120 0.54+ ， 模具定模板上凸出的定位环直径为，因此，它们是间隙配合，符合要求。主流道中心对称由压板和定模板的配合，因而喷嘴和浇口套的配合可以得到保证。3. 螺孔尺寸注射模具的动模和定模的固定板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板和定模板上的螺孔尺寸相适应。模具在注射机上的安装方法有用螺栓固定和用压板固定两种。当用螺栓直接固定的时候模具固定板与注射机模板上的螺孔要完全吻合；而用压板固定的时候，只要在模具固定板需要安放压板的外侧附近有螺孔就能固紧，因此压24板方式有较大的灵活性。对于重量较大的大型模具，采用螺栓直接固定较为安全。本模具属小型模具，但考虑到安装的灵活性，采用的是压板固定方式，故在动、定模的固定板上无需设计螺孔。第五章 注塑模具设计5.1 塑件收缩率的计算塑 料 的 收 缩 率 是 指 塑 料 制 件 在 成 型 温 度 下 尺 寸 与 从 模 具 中 取 出 冷 却 至 室 温 后尺 寸 之 差 的 百 分 比 。 它 反 映 的 是 塑 料 制 件 从 模 具 中 取 出 冷 却 后 尺 寸 缩 减 的 程 度 。影 响 塑 料 收 缩 率 的 因 素 有 ： 塑 料 品 种 、 成 型 条 件 、 模 具 结 构 等 。 不 同 的 高 分 子 材料 的 收 缩 率 各 不 相 同 。 其 次 塑 料 的 收 缩 率 还 与 塑 件 的 形 状 、 内 部 结 构 的 复 杂 程 度 、是 否 有 嵌 件 等 有 很 大 的 关 系本次设计 PP 的计算收缩率为 1%-2.5%，塑件的厚度为 2 mm，由于在实际成型时不仅不同品种的塑料其收缩率不同，而且不同批次的同一种塑料或者同一制件的不同部位的收缩率也经常不同，本次取收缩率为 2%。5.2 分型面的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 保证塑件的精度要求。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。江西科技学院本科生毕业论文（设计）256) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第 2)和第 5)、第 8)点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。分型面设计是确定动、定模的分界线。按图 3.1 所示塑料件的外形要求，分型面选择在 B 处。如果分型面选择在 A 处，A 面会不光滑，并且凳子表面将有飞边，影响塑件的外观质量，所以不予取用。而采用在 B 处分型的方案，确保开模时塑件留在动模，由推出机构推出，便于取件，塑件的尺寸、外观质量也可以保证。这也是