二次推出机构分析及衬筒注射模具设计

二次推出机构分析及衬筒注射模具设计摘要：本次毕业设计任务是根据塑件的结构、技术要求以及企业生产的实际情况，完成塑料衬筒注射模设计，并应用CAD进行塑料衬筒注射模具的绘制。本次设计通过分析塑料衬筒的工艺性，结构性，从而设计出塑料衬筒的注塑模具结构，并通过型腔压力和锁模力的计算，选择注塑机，给出了相关工艺参数；为了降低模具成本，提高生产效率，对于有国家标准的零件，本设计尽量采用标准件，其中包括注塑模标准模架、标准导柱、导套等。对于有推荐尺寸的零件，均选用推荐值设计，如浇口套等。关键词：塑料衬筒，注塑机，型腔压力ISecondaryinstitutionanalysisandlinerinjectionmolddesignAbstract：Thegraduationdesigntaskisaccordingtotherequirementsoftheplasticpartsstructureandtechnologyandtheactualsituationofenterpriseproduction,completetheplasticlinerinjectionmoulddesign,andapplicationofCADdrawingofinjectionmouldforplasticliner.Thisdesignthroughtheanalysisofthemanufacturabilityofaplasticliner,structural,anddesigntheinjectionmoldstructureoftheplasticliner,andthroughthecavitypressureandthecalculationofclampingforce,choosetheinjectionmoldingmachine,itgivestherelevantprocessparameters,Inordertoreducethemoldcost,improveproductionefficiency,withthenationalstandardparts,thisdesignUSESthestandardpartsasfaraspossible,includinginjectionmoldstandardmouldframe,guidepin,guidesleeve,etc.Forarecommendedsizeoftheparts,recommendedvaluewasusedforthedesign,suchasgateset.Keyword：Plasticsleeve,Injectionmoldingmachine,CavitypressurII目录1前言.11.1注塑模具在我国的发展状况.11.2我国注塑模具出现的问题.11.3注塑模具的发展方向.22二次推出机构结构分析.32.1二次推出机构.32.2二次推出机构分类：.32.2.1单顶板二级推出机构.32.2.2双顶板二级推出机构.43塑件成型工艺性分析.53.1塑件分析.53.2PVC性能分析.53.2.1使用性能.53.2.2成型性能.63.3PVC的注射成型条件及工艺参数.63.3.1注射成型条件.63.3.2注塑工艺参数.64确定模具结构形式.74.1分型面位置确定.74.2确定型腔数量和排列方式.74.3注塑机型号确定.84.3.1注射量计算.84.3.2浇注系统凝料体积的初步估算.84.3.3选择注射机.84.3.4注射机有关参数校核.95浇注系统设计.105.1主流道设计.105.1.1主流道尺寸设计.105.1.2主流道相关计算.10III5.1.3主流道衬套形式.115.2分流道设计.115.2.1分流道的布置形式.115.2.2分流道尺寸设计.125.3浇口设计.135.3.1浇口尺寸设计.135.4校核主流道剪切速率.145.5冷料穴设计.146成型零件结构设计和计算.156.1成型零件机构设计.156.1.1凹模结构设计.156.1.2凸模结构设计.156.2.成型零件钢材选用.156.3.成型零件工作尺寸计算.166.3.1型腔径向尺寸计算.166.3.2型腔深度尺寸计算.166.3.3型芯径向尺寸计算.176.3.4型芯高度尺寸计算.176.4成型零件尺寸及动模垫板厚度设计计算.186.4.1型腔侧壁壁厚计算.196.4.2型腔底板厚度计算.196.5模架确定.206.5.1各模板尺寸确定.206.5.2模架各尺寸校核.207排气槽设计.208脱模推出机构设计.218.1脱模力计算.218.1.1动模型芯脱模力.218.1.2定模型芯脱模力.228.1.3成型塑件内部圆筒型芯.23IV8.1.4总脱模力.248.2推出机构确定.248.2.1推出面积计算.248.2.2推出应力计算.249冷却系统设计.249.1冷却介质.249.2冷却系统计算.2410导向和定位结构设计.26总结.27参考文献.28致谢.2901前言模具是工业生产的重要工艺装备，在现代工业中，模具有“工业之母”之称，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。采用模具生产之间具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和材料，成本低等一系列有点。在现实生活、国防设备、工业生产中，模具无处不在，它所跨越的领域很宽。在众多模具类别当中，注塑模具又是最大的一类，电脑、电视、洗衣机、空调、风扇、手机等很多产品的零部件都是注塑成型的塑料制品。1.1注塑模具在我国的发展状况近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大。目前，我国模具生产厂点约有3万多家，从业人数80多万人。塑料模具发展迅速，注塑模具比例进一步上升，注塑模具在质和量方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量已经超过50吨，最精密的注塑模具精度已达到2微米。模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业的快速发展，促使注塑产品的应用领域向国民经济几乎所有的部门拓展，而且具有较高技术含量和高附加值的注塑产品的开发应用不断增多，我国注塑行业的整体水平大大提高。从整体来看我国塑料模具在数量、质量、技术和能力等方面都有了很大的进步，但是与国民经济发展的需求及世界先进水平相比，还有很大的差距。一些大型、精密、长寿命的中高档塑料模具仍需要大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却是供过于求，市场竞争激烈，还有一部分技术含量较低的中档塑料模具也有供过于求的发展趋势。所以，我国必须高度重视起塑料模具，尤其是注塑模具的发展。1.2我国注塑模具出现的问题我国注塑模具在设计制造水平等方面要比国外工业发达的国家落后许多，主要体现在以下几点：1(1)供给不均匀国内自配率不足，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。我国模具工业虽然发展迅速，但仍供不应求，况且我国在生产能力、模具精度、寿命等方面与国际平均水平还有差距，因此，每年还需要大量进口大型、精密度高、复杂的中高档模具。(2)工艺装配水平低目前国内有许多企业采用了先进的加工设备，但总体来说，我国的装配水平仍落后于国外企业，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低的多。由于体制和资金等原因，引进的设备不配套，设备与附配件不配套等现象非常普遍。(3)标准化、商品化程度低许多企业观念落后，模具企业专业化生产水平低、专业化分工不细、商品化程度低。目前我国生产的模具大多为自产自用，企业之间协作差，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化程度低，对模具质量、成本造成较大影响。(4)人才不足，科技投入少随着技术的发展，能够掌握和运用新技术的人才极其缺乏。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关方面投入太少，民营企业贷款困难也影响了许多企业在技术方面的改造，导致科技进步不大。1.3注塑模具的发展方向(1)模具产品将向大型，微型，精密化方向发展一方面模具成型零件日渐大型化，以及为了提高生产效率开发的“一模多腔”造成的模具日趋大型化，另一方面电子信息产业及医学的迅猛发展带来了零件的微型化及精密化。另外多功能复合模具将得到更大发展。(2)节能化、环保化，以适应全球发展要求节能、降耗、环保已成为注塑机最重要的发展趋势，全电动、两板式注塑机将成为未来国际市场的主流。(3)优质模具材料及先进表面处理技术将进一步受到重视2因选材、用材不当，导致模具过早失效，大约占失效模具的45%以上，因此通过选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命是非常必要的。未来几年，提高钢的纯净度，致密度和均匀性及研制更高性能的模具钢将会成为研究热点。2二次推出机构结构分析2.1二次推出机构由两个推出动作来完成一个塑件脱模的机构，称为二次推出机构。采用这种机构主要是为了适应自动化生产，或某些经过一次推出动作后，制品仍不能被推出模具的场合。这些机构一般有两个或两组推出行程具有一定差值的推出零件，若它们同时动作，则需要行程较小的推出零件提前停止运动。若它们不同时动作，则要求行程大的推出零件滞后运动。因此，这类机构必须设有控制推出行程的装置。2.2二次推出机构分类2.2.1单顶板二级推出机构单顶板二级推出机构：是指该推出机构中只设置了一组顶板或推杆固定板，而另一次推出则是靠一些特殊零件的运动来实现。常见的形式有：(1)弹簧式二级推出机构弹簧式二级推出机构通常是利用压缩弹簧的弹力进行第一次推出，然后再由推杆实现第二次推出。这种推出机构在设计时还需要考虑各动作过程的顺序控制及各零件的正确复位，特别是要注意，刚开模时，弹簧不能马上起作用，以免塑件开模后滞留在定模一侧，使塑件无法脱模。要实现这一动作，必须设置定距分型机构。3（a）1小型芯2型芯3推杆4动模板5弹簧6推板（b）(2)拉钩式二级推出机构拉钩式二级推出机构，它是利用拉钩在开模一定距离后拉住凹模，实现第一次推出，第二次推出由动模部分推出机构来实现。(3)拉钩摆杆式二级推出机构拉钩摆杆式二级推出机构，它是由摆块和拉杆组合来实现的二级推出机构。开模后，拉钩拉住摆杆，使摆杆推起凹模，从而使塑件脱出型芯，完成第一次推出。动模继续运动，最后推出机构动作，推杆将塑件从凹模中推出，完成第二次推出。弹簧用来保证摆块与动模型腔始终相接触，以免影响拉杆的正确复位。2.2.2双顶板二级推出机构双顶板二级推出机构：利用两块顶板，分别带动一组推出零件实现二级推出机构。(1)斜楔拉钩式二级推出机构利用拉钩的作用使两块推板先一起推出，完成第一次推出。然后由斜楔作用使拉钩脱钩，使得一次推板不再随之推出，而由另外一块推板来完成塑件的第二次推出。(2)八字摆杆式双顶板二级推出机构二次推出分别由一次顶板和二次顶板来完成，而二次顶板的运动是由八字摆杆带动的。43塑件成型工艺性分析3.1塑件分析（1）外形尺寸：壁厚3mm，对称结构，适合注塑成型.塑件外形尺寸不大。（2）精度等级：MT6，查塑料模设计手册表220确定每个尺寸的公差。（3）脱模斜度：PVC为无定形料，流动性差，参考塑料模设计手册表21选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为。3.2PVC性能分析3.2.1使用性能（1）稳定；不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受5（2）聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。3.2.2成型性能(1)无定形料，吸湿性小，但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。(2)流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度在200，分解时有腐蚀及刺激性气体。(3)成型温度范围小，必须严格控制料温。(4)用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径宜大，以防止死角滞料，滞料必须及时处理清除。(5)模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬。密度3cmg1.351.45比热容1-kg0KJ0.10吸水率（24h）0.040.4收缩率0.61.5熔点212抗拉屈服强度aMP5080弯曲强度aMP100冲击强度1KJ2.210.63.3PVC的注射成型条件及工艺参数3.3.1注射成型条件HPVC对温度要求较严，为热敏性塑料，通常不需要干燥处理3.3.2注塑工艺参数6(1)注射成型机类型：螺杆式，转速48rmin(2)料筒温度：后段160170中段165180前段170190模具温度：3060注射压力：80130MPa成型时间：注射时间1560s高压时间05s冷却时间1560s4确定模具结构形式4.1分型面位置确定该塑件为圆筒形制件，表面质量无特殊要求，零件总高度为70mm，且垂直于轴线的截面形状比较简单和规范。通过对该塑件结构形式的分析，分型面应该选在端盖截面积最大且有利于开模取出塑件的低平面处。74.2确定型腔数量和排列方式（1）数量：由于该塑件精度为MT6且尺寸较大，利用一模两腔的形式。（2）模具结构形式的确定：模具设计为一模两腔，直线对称分布，推出机构采用推杆推出，浇口采用潜伏式且在最高处选用单分型面注射模。4.3注塑机型号确定4.3.1注射量的计算塑件体积：=53.0785653.08塑V3cm塑件质量：=53.081.4=74.31274.31g塑m84.3.2浇注系统凝料体积的初步估算凝料的体积按塑件体积的0.21倍来估算，由于本次采用留较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，估一次注入模具型腔的塑料熔体的总体积为=（1+0.2）2（41）总V塑V=1.2253.08=127.393cm4.3.3选择注射机根据第二步计算得出注入模具型腔的塑料总体积为127.39，则有3cm0.8=127.390.8=159.24。总V3c根据每一生产周期的注射量的计算值，查阅参考书塑料成型工艺及模具简明手册，选用G54-S200/400卧式注射机，其主要技术参数如下：理论注射量：200螺杆直径：553/cmm/注射压力：109注射行程：160MPa锁模力:2540注射方式：螺杆式KN/模具最大厚度：406/模具最小厚度：165m最大开模行程：260/最大成型面积：645动、定模固定板尺寸：532634/喷嘴球半径：18m/喷嘴孔径：44.3.4注射机有关参数校核(1）注射压力校核PVC所需注射压力为80-130MPa，取，该注射机的公称注射压力为80oPaM=120，注射压力安全系数1.25-1.4，取，则：公PaM3.1K9=1.380=104120（42）1K0PaMPa所以，注射机压力合格。(2）锁模力校核塑件在分型面上的投影面积=2512；（41A2204-62m3）浇注系统在分型面上的投影面积即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影浇面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的A浇A浇投影面积的0.20.5倍。由于本流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料塑投影面积可以适当取小一些。这里取塑浇2.0塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积总=n+总A12=n+0.2n（43）1=1.2n=1.222512=6028.812m式中，n型腔数，n=2；锁模力是指注塑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填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注塑机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：=（44）锁F胀总A型P式中，注塑机的额定锁模力（N）；锁F模具型腔内塑料熔体平均压力（），通常为2540，取为35型PaMaMP型；aM模具在型腔内的胀型力=6028.835=211.008KN（45）胀F总A型P查表可得注塑机的公称锁模力=2540KN，锁模安全系数为k=1.11.2，这里取锁10k=1.2，则k=253.210KN,所以注塑机锁模力合格。胀F锁F5浇注系统设计5.1主流道设计主流道位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴注射处的熔体导入型腔中，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。5.1.1主流道尺寸设计(1)主流道的长度L：L由定模座板厚度确定，通常L60mm，这里取L=50mm(2)主流道小端直径：=注塑机喷嘴直径+（0.51）mm=4+0.5=4.5mm1d(3)主流道大端直径：=+2ltg8mm，式中224(4)主流道球面半径SR：SR=注塑机喷嘴球面半径+（12）mm=20mm(5)喷嘴窝深度h：h=3mm(6)表面粗糙度Ra：Ra0.8um5.1.2主流道的相关计算凝料体积=/3L主（R主+r主+r主R主）（5主V1）=3.14350（16+5.0625+2.25+4）=1429.5=3m3c4.1主流道断面尺寸当量半径Rn=3.125mm25.5.1.3主流道衬套形式由于注射主浇道衬套为标准件可选购。主浇道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求严格，因而尽管为小型模具，考虑到上述因素通常将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5055HRC。115.2分流道设计5.2.1分流道的布置形式尽可能采用平衡式排列，保证塑件质量的均一和稳定；型腔布置和浇口开设部位力求对称，以防模具受偏载而出现溢料现象；尽可能使型腔排列得紧凑，以减少模具的外形尺寸。5.2.2分流道尺寸设计（1）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一些。单边分流道长度取=30mm。fLf（2）分流道当量直径因为该塑件的质量=53.081.4=74.31274.31g200g，塑m根据公式：=5.4m（54265.0分塑分LD4301.7265.02）（3）分流道截面形状圆形截面效率最高，因此分流道截面形状选用为圆形。12（4）凝料体积分流道长度60mm分L302437.4=（5分分分AV)7.(63m3c47.03）（5）校核剪切速率33.448（5tq塑分分V6.185scm34）其中，t注射时间，t=1.6s剪切速率为1.87（53q.分分分R324.51.8310-s5）该分流道的剪切速率处于浇口主浇道与分流道的最佳剪切速率之间，32105-s所以，分流道内熔体的剪切速率合格。（6）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的内表面粗糙度Ra要求不是很低，一般取1.252.5，此处取。另外，其脱模斜度一般在之间，mmRa6.1510这里取脱模斜度为。85.3浇口设计5.3.1浇口尺寸设计（1）由于该塑件的表面质量要求较高，且成直线对称分布，所以采用一模两腔的模具形式，采用潜伏浇口，这样有利于熔料的流动和充型。d=0.21k=2mm（542A9.0142106.36）13试中：d-潜伏浇口直径（mm）；k-塑料系数，k=0.60.9；此处取k=0.9；-塑件在浇口处的壁厚（mm）；A-型腔表面积（mm）；2（2）锥角取值范围为，此处取；10220（3），这里取；45645（4）潜伏浇口剪切速率的校核确定注射时间t=1.6s计算浇口的体积流量33.18=3.318tq塑浇V6.10853scm3s1034计算浇口的剪切速率（53Rq浇浇浇342.181-49.7）该潜伏式浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，143051s14所以，浇口的剪切速率校核合格。5.4校核主流道剪切速率（1）计算主流道的体积流量67.52（5tnq塑分主主V6.108.5324703.scm38）（2）计算主浇道的剪切速率（53q.主主主R3125.4.671-3s0.9）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之间，210531-s所以，主流道的剪切速率校核合格。5.5冷料穴设计冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。其标称直径与主流道大端直径相同或略大些，深度约为直径的11.5倍，其体积要大于冷料的体积。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用弹簧式二次推出机构推出塑件，故采用“Z”字头拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对“Z”字头的包紧力使凝料从主流道中脱出。156成型零件结构设计和计算6.1成型零件机构设计构成模具型腔的零件统称为成型零件，直接用于成型塑件，包括凹模、凸模、成型杆、型腔镶块等。6.1.1凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的主要零件。按结构可分整体式和组合式两类。组合式按组合方式又分为整体嵌入式、局部镶嵌式、瓣合式和底部镶拼式等。根据对塑件的结构分析，这里采用整体嵌入式凹模。6.1.2凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件，也称主型芯。有整体式和组合式两种类型。通过对塑件结构的分析可知，该塑件有两个型芯：一个是成型零件的内表面的大型芯，因塑件的包紧力较大，所以设在动模上；另一个是成型零件的小型芯，设计在定模部分。6.2.成型零件钢材选用对成型塑件进行综合分析，该塑件的成型零件要有足够的强度、刚度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同时还考虑它的机械加工性能和抛光性能。该塑件是大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20（3Cr2Mo）。对于成型塑件的大型芯，16由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用Cr12MoV。成型塑件的小型芯由于磨损严重也采用Cr12MoV。6.3.成型零件工作尺寸的计算采用平均法计算成型零件工作尺寸，已知PVC最大收缩率=1.5，最小收maxS缩率=0.6，现将PVC的收缩率取为该塑料的平均值，即minS=1.05（62minaxSCP6.0511）塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，与之相对应的模具型腔最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；塑件内形最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值，与之相对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；中心距偏差为双向对称分布。6.3.1型腔径向尺寸的计算（1）塑件外部径向尺寸L=；L=sm52064.-64.012sm4056.-56.02（2）计算型腔径向尺寸根据公式：L=(1+S)L-x（6MZ0cpsZ02）计算可得：=mm1M21.06475.-2.21.065=mm2L9.009.0其中，=0.75；，1x1.3.1z1.32z6.3.2型腔深度尺寸计算（1）塑件外形轴向尺寸为H=mmH=s04.-8m.12sm4052.-52.0（2）计算型腔深度17根据公式：H=(1+S)H-x(63)ZM0cpsZ0计算可得：17.89mm1M13.475.-18.13.=40.0327.02m7.0其中，=0.75；，1x3.031z1.352z6.3.3型芯径向尺寸计算（1）动模型芯径向尺寸计算L=sm3852.0m52.01根据公式：=(1+S)+x（6ZMLcpSL0Z4）计算可得：=38.010ZML017.-52.-3815.m017.-其中，；7.x210z（2)动模型芯内孔径向尺寸计算（3)2SL0m4.m4.2根据公式：=(1+S)+x（60ZMLcpSL0Z5）计算可得：19.88015.-247.-2015.MLm015.-其中，；70x13z（3）定模型芯径向尺寸计算m4856.0SLm56.3根据公式：=(1+S)+x（60ZSLcpSL0Z6）计算可得：48.08019.-3567.-4815.MLm019.-18其中，；75.0x2119.0356.3z6.3.4型芯高度尺寸计算（1）动模大型芯高度m564.0SBm64.01根据公式：（60xZZSCPMBB7）计算可得：56.11021.-16475.-0.MBm021.-其中取；75x231z（2）定模型芯高度尺寸计算m832.0SBm2.0根据公式：（600x1ZZSCPMBB8）计算可得：7.8401.23275.81.MBm01.-其中取；750x12z凹模镶件型芯196.4成型零件尺寸及动模垫板厚度设计计算6.4.1型腔侧壁壁厚的计算型腔侧壁厚度与型腔内压力以及型腔的深度有关，根据型腔的布置，模架初选的标准模架，其厚度根据公式计算：m31580S=21.14mm（69）31p42hE3154027.8其中，；E是材料弹性模量；p表示最大型腔力；h=W，W是影响变形的最aMPaMP大尺寸，而h=58mm；表示模具刚度计算许用变形量，=26.8=0.027mmpap2i507.1m式中，=1.0722iW01.45.801.54.凹模侧壁采用嵌件，凹模嵌件初定单边厚度选21mm，而壁厚不满足21.14mm要求，故凹模嵌件采用预应力的形式压入模板中，由模板和型腔共同承受型腔压力。由于型腔采用直线、对称结构，两个型腔之间的壁厚满足结构设计即可。型腔与模具周围的距离由模板的外形尺寸确定。初步估算模板平面尺寸选用，m31580比型腔布置尺寸大很多，因此完全符合强度和刚度要求。6.4.2型腔底板的厚度计算动模垫板的厚度和选择的模架的两个垫块之间的跨度有关系。根据型腔的布置，模架在的范围内，垫块之间跨度约为L=215mm，所以，根据型腔布m3158020置及型芯对动模垫板的压力可计算出动模垫板厚度。=（610）31p54.0ELAT3150.21.8367254.0m97.式中，是动模垫板刚度计算许用变形量，p=，式中，=2i517.m425.303.W1.45.i2=；.4.017.是两个垫块之间的距离，约215mm；L是动模垫板的长度，取315mm；1是2个型芯在分型面上的投影面积；A2m单个型芯所受压力的面积为=214DA48.326.10两个型芯所受压力的面积为=.7所以，动模垫板厚度取17mm。6.5模架确定根据模具型腔的布局和凹模嵌件尺寸可以计算出凹模嵌件所占的平面尺寸为13872.5同时参考中小型标准模架的选型经验公式，可以确定选用模架序号为42m号（），模架结构为P6型。31580LW6.5.1各模板尺寸的确定（1）A板尺寸，A板是定模板，塑件在定模部分的高度是12mm，浇注系统在A板上，考虑到模板上要开冷却水道留有距离，故A板厚度为36mm。（2）B板尺寸，B板是动模，塑件在动模部分的高度为58mm，按模架标准板件取80mm。（3）C板（垫块）尺寸，垫块=推出行程+推杆固定板厚度+（510）mm=92mm97mm，初步选定C为92mm。21经上述尺寸计算，模架尺寸可以选择标记为：，模架结构形式m31580为P6型的模架，其外形尺寸为：宽长高=180mm315mm281mm。6.5.2模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。（1）模具高度尺寸281mm，180mm281mm315mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。（2）模具的开模行程(510)mm=57mm62mm260mm（开模行程），校21HS核合格。7排气槽设计由于塑件采用潜伏式浇口进料，熔体经塑件下方的台阶及中间的肋板充满型腔，每个凹模镶件上都有推杆，利用配合间隙可使气体排出，避免在顶部出现憋气现象。底面的气体可沿着分型面和型芯与脱模板之间的间隙排出气体。8脱模推出机构设计本塑件结构简单，采用弹簧式二次推出机构8.1脱模力计算8.1.1动模型芯脱模力因为,所以此处可视为厚壁圆筒塑件，根据公式计算出脱tr319.60模力；1tF（8AKESLF1.01tan-fr221t1）=02.187.530tan5.64.9222=N4.3059其中：塑料的泊松比，此处=0.3；E塑料的弹性模量；t塑件的壁厚；aMPmS塑料成型的平均收缩率；r型芯的平均半径；0L被包型芯的长度；脱模斜度，=；m2f塑料与钢材之间的摩擦因数，f=0.5；A塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，2mA为零；由和决定的无因次数，其中的值与塑件的横1K1Kcos2s截面积形状和相关尺寸有关；=，（81cos2s2cos3.627.52）由f与决定的无因次数，2K=(83)cosfin122cosin5.010.18.1.2定模型芯脱模力因为4,所以此处可视为厚壁圆筒塑件，根据公式计算出脱模力tr640；2tF(84)AKESLF1.01tan-fr221t=2.56.3tan-0.584.3=N9.81423其中：塑料的泊松比，此处=0.3；E塑料的弹性模量；t塑件的壁厚；aMPmS塑料成型的平均收缩率；r型芯的平均半径；0L被包型芯的长度；脱模斜度，=；m2f塑料与钢材之间的摩擦因数，f=0.5；A塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，A为2m零；由和决定的无因次数，其中的值与塑件的横截面积1K1Kcos2s形状和相关尺寸有关；=，1cos2s2cos4256.3由f与决定的无因次数，2K=；csfin12cs2in5.010.18.1.3成型塑件内部圆筒型芯因为=0.5,所以此处可视为厚壁圆筒塑件，根据公式计算出脱tr0模力；3tF(8-4)AKESLF1.01tan-fr2213t=2.5.3tan-.064.0）（）（=798.07N其中：塑料的泊松比，此处=0.3；E塑料的弹性模量；t塑件的壁厚；aMPmS塑料成型的平均收缩率；r型芯的平均半径；024L被包型芯的长度；脱模斜度，=；m2f塑料与钢材之间的摩擦因数，f=0.5；A塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，2mA为零；由和决定的无因次数，其中的值与1K1Kcos2s塑件的横截面积形状和相关尺寸有关；=0.25，1cos2s2cos5.02由f与决定的无因次数，2K=；csfin12csin5.01.18.1.4总脱模力F=+=3059.44+814.49+798.07=4672N1tF2t3t8.2推出机构确定采用弹簧式二次推出机构8.2.1推出面积的计算设6mm的圆推杆设置12根，那么推出面积：=（8-杆A22211.3964.34md6）8.2.2推出应力的计算=13.853（8-杆AF12.39467aMPa7）所以，推出应力合格。259冷却系统设计进行冷却系统的计算时，忽略模具因空气对流、辐射以及注射机散发热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量等于冷却水所带走的热量。9.1冷却介质PVC成型温度及模具温度分别是180210和4060。模具温度初步定为50。可以用常温水进行冷却。C9.2冷却系统计算(1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W塑料制品的体积V=+n=（9-主V分塑08.53247.0313cm27.11）塑料制品的质量=m.8.gk.塑件的壁厚为3mm，查得=21.7s。取注射时间=，脱模时间为。则注射冷t注ts61s7周期：t=。所以每小时注射次数为脱注冷tt76.12s3.0次。1036N单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：（9-mNW15.02hkg2.82）（2）单位质量的塑件在凝固时所放出的热量。sQ查表可知PVC的单位热流量值的范围在（160360）之间，故可取skgJ=300。sQkgJ26（3）计算冷却水的体积流量。vq设冷却水道入水口的水温为=22，出水的水温为=25，取水的密度为2C1C=1000kg/m，水的比热容c=4.187/。根据公式得：3Jkg0.007213（9-21-c60qSVWQ2-5187.4063min33）（4）确定冷却水路的直径d当=0.007213m/min时，为了使冷却水处于湍流状态，查表可知，模具冷却vq3水孔的直径可取为d=12mm=0.012m。（5）冷却水在管内的流速,（9-22V01.4367d0q4sm63.4）（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h因为平均水温为23.5，查表可得f=6.7，则C（9-2.08.02.08.1637.64df174hCJhmk1245）（7)计算冷却水通道的导热总面积A（9-hSWQA25-018.36.42017.6）（8）模具所需冷却水管的总长度L=（9-012.437dAm3.17）27（9）冷却水路的根数设每条水路长度=，则冷却水路的根数为lm180（9-lL根7.18038）由以上计算可知，一条冷却水道对于模具来说显然是不合适的，因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产效率，凹模与型芯都应该得到充分的冷却。10导向和定位结构设计注射模的导向机构是保证动、定模或上、下模合模时，正确定位和导向的装置。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构通过导柱导套进行合模定位。锥面定位用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单，因此采用模架本身的定位机构即可