方形盒盖塑料模的设计说明书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 机械工艺课程设计说明书题目：方形盒盖塑料模的设计xx 指导教师 x学院名称工程学院 专业名称机械设计制造及其自动化论文提交日期 论文答辩日期 评 阅 人 _精品文档目 录一 、前言11.1设计的目的和意义11.2模具工业在国民经济中的地位11.3我国塑料模具行业的发展现状2二、 塑件成型工艺分析 32.1 塑件的使用要求32.2 塑件的材料分析32.3 塑件的尺寸精度、塑件表面质量、塑件的结构工艺性分析42.3.1 塑件的尺寸精度分析42.3.2 塑件的表面质量分析42.3.3 塑件的结构工艺性分析5三、 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制53.1 塑件的体积和质量53.2 型腔数量确定63.3 浇注系统凝料的估算63.4 注射机的选用及其技术参数63.5 成型工艺参数7四、 模具结构方案的确定84.1 分型面位置确定84.2 型腔数量的最后确定及型腔的排列形式94.3 浇注系统的设计与计算94.3.1 主流道设计104.3.2 浇口的设计114.4 成型零件结构的确定124.4.1 凹模的结构设计124.4.2 凸模(型芯)的结构设计124.5 排气与引气系统机构的确定134.6 冷料穴与拉料杆设计134.7 模具结构形式的确定14五、主要零部件的设计计算145.1 成型零件工作尺寸计算145.2 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算175.2.1 凹模侧壁厚度计算175.2.2 凹模底部厚度计算185.2.3 动模垫板厚度计算185.3 标准模架的选择195.3.1 模架的确定195.3.2 各模板尺寸的确定195.3.3 导柱长度确定205.4 脱模机构的设计与计算205.4.1 推出方式的确定205.4.2 脱模力的计算215.4.3 推杆尺寸确定及校核225.5 模具冷却系统的计算235.5.1 冷却介质285.5.2 冷却系统计算28六、 注射机有关参数的校核316.1 注射量的校核256.2 注射压力的校核256.3 合模力的校核256.4 安装部分相关尺寸的校核266.5 开模行程的校核26参考文献27附录一、 前言1.1 设计的目的和意义模具在当今工业生产中的地位越来越重要，社会上需要大批的模具从业人员。为了提高模具设计的知识水平，进一步认识和掌握计算机辅助设计，增强自身竞争力，本次盒盖塑料模设计将会以点带线，以线带面地将大学四年所学的知识贯穿起来，同时也可以了解到塑料模具设计的一般过程，为其它同类设计提供借鉴参考。1.2 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。单一个型号的汽车所需模具就达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车须要不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。1.3 我国塑料模具行业的发展现状20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，我国塑料模具制造水平已有较大提高，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。我国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了很大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。随着现代工业特别是汽车、家电等工业的快速发展，环咨分析认为，我国模具市场的总体趋热是平稳向上的,未来的模具市场中, 注塑模具的发展速度将高于其它模具,并且在模具行业中的比例将逐步提高。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。二、 塑件成型工艺分析2.1 塑件的使用要求该塑件（盒盖）作为日常用品，要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求。2.2 塑件的材料分析根据2.1中对塑件的分析要求，同时考虑原材料价格要低廉，现决定选用应用广泛的ABS工程塑料。ABS塑料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种原料为单体经过共聚而成的一种热塑性塑料（可以反复加热软化冷却成型的塑料），因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的性质。ABS塑料无毒、无味，其特点如下：结构特点：线性结构非结晶型使用温度：小于70化学稳定性：比较稳定性能特点：有极好的抗冲击强度，有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性等，利用ABS成型的塑料件尺寸稳定和有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，原料吸湿性大，同时其耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。成型特性：流动性中等，溢边料0.04mm左右，吸湿性强，含水量应小于0.3，成型前原料必须充分干燥，该塑料的脱模性不良，塑件上的脱模斜度宜稍大，通常取2以上。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。结论：经以上分析，ABS塑料非常适合用作盒盖的原材料，而且其成型性能良好，适宜采用注射成型方法生产，成型前原料要充分干燥。表1 ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度(g / cm-3)1.021.16收缩率(%)0.40.7透明度不透明比热容/(Jkg-1k-1)1470续上表吸水性（24小时）（%）0.20.4屈服强度/MPa50拉伸弹性模量/GPa1.8抗压强度/MPa53弯曲弹性模量/GPa1.4熔点1301602.3 塑件的尺寸精度、塑件表面质量、塑件的结构工艺性分析图1所示为三角衣架的零件图，其壁厚为2mm。图1 塑件零件图2.3.1 塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸要求并不严格，各尺寸均为自由尺寸，故选取低的精度等级就能满足日常的使用要求，根据GB/T 144861993，按MT5级塑料件精度来确定各尺寸的公差值。2.3.2 塑件的表面质量分析该塑件为塑料盖，要求表面光亮美观，塑件外表面应无尖锐的毛刺、斑点和明显的熔接痕。考虑到塑件表面质量高时，其模具的加工成本也会增高，根据塑件的使用要求和模具加工成本综合考虑，塑件外表面的粗糙度取Ra0.8，而塑件的内表面没有较高的粗糙度要求。相应地，用于成型塑件外表面的模具型腔表面粗糙度定为Ra=0.63，而成型其内表面的模具大型芯表面粗糙度定为Ra=3.2。2.3.3 塑件的结构工艺性分析从零件图（图1）可看出，该塑件为外形近似四方形的壳类零件，其外形结构简单、对称。腔体深18mm，除局部地方壁厚受结构影响外，总体壁厚均匀为1mm，属于薄壁塑件。塑件的总体尺寸适中，成型性能良好。塑件中，有外表面个环形凹槽，内表面也有个不通的内孔，成型后要轮廓清晰，其长度方向的线性变化要均匀，倒圆角量的大小不一。ABS的脱模性不良，脱模斜度通常取2以上。此塑件中，脱模表面的脱模斜度设计成3，塑件易于脱模避免顶坏。三、 成型设备选择与模塑工艺参数的编制图2是根据塑件壁厚均匀要求，用Pro/E三维软件做的一个盒盖模型，建模后除了能得到盒盖体积，分型面面积等参数外，这个模型也是Pro/E分模时的参照模型。图2 塑件的Pro/E模型3.1 塑件的体积和重量盒盖的模型建好后，可以利用Pro/E软件的分析模型质量属性功能，方便地查出单个塑件的体积。现查得： 取ABS材料的密度，于是可算得单个塑件质量为： 3.2 型腔数量确定考虑到该塑件为一般日常用品，需求量大，而且产品的形状简单，模腔布置方便，尺寸精度要求又低，因此确定为大批量生产，模具应采用一模多腔的结构，同时兼顾模具的制造成本，模具整体外形尺寸的大小关系（在满足要求的前提下，尽量减少外形尺寸），模具零件加工的难易程度，现决定选用一模两腔的模具结构形式。3.3 浇注系统凝料的估算浇注系统的凝料体积，可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。同时考虑到模具只有一模两腔，其流道会比较简单，长度也比较短，浇注系统中的凝料是很少的，现采用按塑件体积的0.2倍来进行浇注系统凝料体积的估算，所以对于确定的一模两腔，注塑机一次注入模具型腔的注射量为：3.4 注射机的选用及其技术参数根据上面3.3中估算出的一次注入模具型腔塑料总体积，再按照注射机的每次注射量应小于或等于其公称注射量的80%估算，于是有： 根据以上的计算结果，现选定公称注射量为，型号为XSZY125螺杆式注射机，其主要技术参数如下表2所示。表2 XSZY125注射机主要技术参数技术参数值标称注射量/125螺杆直径/mm42注射压力/MPa150注射行程/mm160螺杆转速/（r/min）10140注射时间/s1.8注射方式螺杆式合模力/N最大成型面积/360模板最大行程/mm300模板最大厚度/mm300模板最小厚度/mm200拉杆空间/mm260360合模方式液压机械推出形式中心推出电动机功率/kW11喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/mm4定位圈尺寸/mm100机器外形尺寸/m3.340.751.553.5 成型工艺参数塑件注射成型工艺参数如下表所示，试模时，可根据实际情况进行必要调整。要保证塑件质量合格及稳定所必须的条件是准确而稳定的工艺参数，在调整工艺参数时原则上应按压力 时间 温度的顺序来调机，不应该同时变动两个或以上参数，防止工艺条件紊乱造成塑件质量不稳定。表3 ABS塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格预热和干燥温度/8085预热和干燥时间/h23料筒温度（后段）/150170料筒温度（中段）/165180料筒温度（前段）/180200喷嘴温度/170180结构直通式注射压力/MPa60100螺杆转速r/min30模具温度/5080成型时间/s注射时间2090保压时间05冷却时间20120成型周期50220后处理方法（温度/，时间/ s）红外线灯、烘箱（70，24）四、 模具结构方案的确定4.1 分型面位置确定为使产品顺利从模具中取出，模具必须分成公母两部分，此分界面被称为分型面，有分模及排气的作用，由于分型面受到塑件几何形状、尺寸精度、脱模方法、后处理工序、模具类型、排气条件、嵌件位置、浇口形式等多种因素的影响，在选择分型面时需要注意： 分型面不能选择在影响产品外观的表面（或精度要求高的表面）。 分型后塑件应尽可能留在动模一侧，以便方便取出塑件。 分型面选择应有利于成型模具的加工制造。 对于同轴度要求高的产品或容易造成错位部分，要放置在分型面的同一侧。 分型面应选在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，有利于排气。该塑件形状简单，原则上只需一个分型面就能顺利取出塑件，根据分型面的选择要求，现选取盒盖的分型面位置如下图3中的AA处。这样有利于排气，塑件表面的成型质量会较好，也便与模具的加工。图3 分型面位置4.2 型腔数量的最后确定及型腔的排列形式综合所选注射机的各参数，考虑到模架尺寸也不宜太大以免造成装模困难，现最终确定型腔数量为一模两腔。在多型腔模具中型腔尽可能采用平衡式排列布置，且与浇口开设部位对称，并在满足刚度的条件下尽可能紧凑以减少模具外形尺寸。同时这也有利于缩短分流道的长度，这对塑件的成型是非常有利的。因现确定的型腔数目是一模两腔，故采用直线对称排列。参照经验数据，多腔模各型腔间距不小于25mm，同时模具结构中，凹模模腔是直接在定模固定板上加工而成（即为整体式），这种形式，模具的刚度是很容易满足的，所以型腔的距离也可以适当取小些，以便使熔料能更快充满型腔，防止流道冷料。综合考虑，现确定两型腔距离为35mm。4.3 浇注系统的设计与计算4.3.1 主流道设计主流道是连接喷嘴与分流道入口处之间的一段通道。其尺寸大小与塑料流速和充模时间的长短密切相关，若太大，则造成回收冷料过多，冷却时间也会增长，而且容易产生涡流，使塑件质量下降；若流径太小，热量损失增大，流动性降低，注射压力增大，造成成型困难，而且塑件容易出现飞边。主流道设计有以下要点： 浇口套内孔锥度取值为26度，太大会造成压力减少，太小会使流速增大，造成成型困难；粗糙度在之间。 主流道大端与分流道交接处应该倒圆角R=13mm，以减小料流阻力。 主流道尽量短，小型模具应尽量小于60mm，以减少冷料回收，和热量损失。 主流道与喷嘴接触处通常设计成半球形凹坑，深度常取35mm。（1）主流道尺寸确定 主流道长度：根据主流道设计要点和对模具尺寸估算，现初取L=60mm进行设计。 主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（4+0.5）mm=4.5mm。 主流道球面半径：SR=注射机喷嘴球半径+（12）mm=（12+1）=13mm。 主流道锥角：取。 主流道大端直径：。 半球形凹坑深度：取h=5mm。 主流道大端圆角：取R=2mm。（2） 主流道的凝料体积（3） 主流道当量半径 （4） 主流道浇口套形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，极易磨损，对材料的要求比较高，故将其分开设计，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。现材料选用T10A，热处理淬火表面硬度为50HRC55HRC。同时为了防止转，浇口套采用螺钉固定结构。与浇口套相配的定位圈直径取100mm。各形状如下图5示。图5 浇口套、定位圈形状4.3.2 浇口的设计浇口是浇注系统的关键部分，浇口的位置、类型及尺寸对塑件质量影响很大。其作用是使塑料以较快的速度进入并充满型腔。它能很快适时冷却，封闭，防止型腔内塑料熔体倒流。该塑件外表面质量要求较高，为了不影响外观，现决定选用矩形侧浇口，而且塑件体积小，型腔容易充满，为避免产生更多熔接痕，浇口数目宜选一个，并开设在分型面上定模一侧。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，降低了模具制造成本。从型腔的边缘进料，去除浇口容易，浇口去除后不留明显痕迹，对产品外观影响很小。（1）浇口尺寸的确定估算侧浇口深度 通过查手册可以得到侧浇口的深度计算公式，再根据塑件厚度t=2mm，同时ABS材料的成型系数n=0.7。于是有： 查模具设计手册又知，对于壁厚为2mm的塑件，ABS材料对应的浇口深度为1.21.4mm之间，考虑到要预留一定的修模量（浇口深度常先取小值以便发现问题时修模），现取h=1.2mm。侧浇口宽度 由侧浇口的宽度计算公式可得： 式中，A为凹模的内表面积，由Pro/E软件方便地测出为。侧浇口长度 侧浇口长度一般在0.72mm之间，在这里取。（2）侧浇口剪切速率的校核浇口当量半径 根据截面面积相等有： ，即计算浇口的体积流量 剪切速率计算 由计算结果知，该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 之间，所以，浇口的剪切速率校核合格，浇口尺寸理论上符合要求。（3）主流道剪切速率校核通过上面已经确定了分流道尺寸，所以浇注系统的体积也已经确定，因而，主流道的剪切速率就可以校核了。 主流道的体积流量 主流道剪切速率 由结果知，求得的主流道熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率也符合要求，尺寸确定合理。4.4 成型零件结构的确定4.4.1 凹模的结构设计为了加工方便，简化加工工艺，和避免塑件上可能产生的拼接痕迹，型腔将直接在定模固定板上加工而成，即凹模做成整体式的结构，型腔周边妨碍加工部位另外做成定模小型芯，所以最终的整体式凹模的模腔周边会分布很多用于定模小型芯嵌入的孔。4.4.2 凸模（型芯）的结构设计通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有两个：一个是成型零件内表面的动模大型芯，；另一个是成型塑件中心的定模小型芯，它将作为嵌件嵌入定模中。4.5 排气与引气系统结构的确定当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷，还会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。本设计中，塑件简单，体积很小，所以模具成型空腔中的气体是很少的，根据塑件形状分析，其最后填充部位在分型面上，因此可利用分型面、推杆活动间隙、型芯嵌件间隙进行排气，就可保证塑件的质量，同时也有利于减少加工成本和不必要的工时，提高了工作效率。4.6 冷料穴与拉料杆设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕足料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量；通过在冷料穴末端设置拉料杆，主流道冷料穴在开模时又能起到把主流道的凝料拉出的作用。根据ABS材料的性质和加工方便为原则，主流道冷料穴决定选用Z形冷料穴，其圆柱体直径通常取主流道的大端直径或者比主流道大端直径大12mm，在本设计中，冷料穴直径取D=9mm。冷料穴尺寸确定及与拉料杆、模板之间配合关系如下图9反映。而在本设计中，分流道设计得比较短，不容易积存冷料，因此无须设置分流道冷料穴。图9 “Z”型拉料杆及其配合4.7模具结构形式的确定通过上面的分析可知，塑件选用点浇口，而且塑件只有一个分型面，塑件体积很小，这就决定了模架应选用中小型两板模的大水口模架，同时因为成型塑件的动模大型芯采用的是直通式结构，所以模架中还要增加一块垫板来做支承，而且通过垫板在背面用内六角螺钉拉紧。考虑塑件的形状、高度、壁厚等，决定选用推杆推出方式实现塑件脱模。五、主要零部件的设计计算5.1 成型零件工作尺寸计算该塑件的尺寸精度要求比较低，又没有什么配合要求，所以各尺寸均未标注公差。在实际生产中，为了简化计算，对于这类尺寸在计算时往往只加上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得。现对该塑件的成型零件尺寸计算也按这样的方式处理，公差按经济制造精度IT7级取得，而有配合要求的成型尺寸按配合精度（IT6级）取得。表4 型腔成型尺寸类型塑件上的尺寸（mm）计算公式制造公差收缩率Scp%计算结果（mm）型腔径向尺寸104：IT7级精度Scp%=0.55%186.17SR8.545其它R25：IT7级精度Scp%=0.55%R85324.28.518R0.5R1高度尺寸12：IT7级精度Scp%=0.55%型腔凸块尺寸5：IT7级精度Scp%=0.55%6表5 各型芯成型尺寸类型塑件上的尺寸（mm）计算公式制造公差收缩率Scp%计算结果（mm）型芯径向尺寸1.5：IT7级精度Scp%=0.55%4SR3.7SR36.5104：IT6级精度Scp%=0.55%18R4.97894.2516.2：IT7级精度Scp%=0.55%14.16SR6.545R5.255续上表型芯高度尺寸1：IT7级精度Scp%=0.55%2其它R23：IT6级精度Scp%=0.55%R6：IT7级精度Scp%=0.55%5385.2 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底部的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，不能仅凭经验确定。5.2.1 凹模侧壁厚度计算根据塑件的外形尺寸，型腔侧壁厚度按刚度计算比较合理。由公式有： 各参数取值如下分析：型腔的尺寸大概为： （长），（宽），（深度）。因为，所以=0.6；E为模具材料的弹性模量，为；为许用变形量，；P为型腔熔体最大压力，通常取注射压力的20%40%，大致为2540MPa，塑件材料为ABS，其粘度中等，而且塑件要求精度不高，现取P=30MPa。在实际模具的结构设计中，凹模是做成整体式的，所以型腔的侧壁厚度要保证,这是很容易满足要求。5.2.2 凹模底部厚度计算根据刚度公式有：式中，其它数值与5.2.1中相同。因此，实际设计中也要保证。5.2.3 动模垫板厚度计算动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，通过下面5.3节中选定的FUTABA标准模架是300mm450mm，其对应的垫块宽度是58mm，所以两垫块的跨度为：L=300mm582mm=184mm。模具型腔内的压力在上面的计算中已取为30MPa。现结合型腔的布置，通过公式计算，便可得到动模垫板的厚度，有：式中：是动模垫板刚度计算许用变形量，；动模垫板长度；A 为两个型芯投影到动模垫板上的面积，通过Pro/E软件可以快速测得单个型芯的投影面积为： 两个型芯的面积就为：根据计算结果分析，计算出动模垫板厚度过厚，这会使设计的模具过于笨重，为了减少模具重量和模架高度方向的尺寸，现考虑通过增加2根支承柱来对动模垫板底部进行支撑，支承柱的直径取25mm，长度由垫块高度决定为70mm，初定两支承柱与模具中心对称布置，布置距离为230mm。这样，动模垫板厚度可减少为： 最后，考虑到2支承柱的布置位置还会受到模具结构影响，其作用位置不一定就是动模垫板变形最大处。因此，为确保垫板强度，现取垫板厚度为：。5.3 标准模架的选择因为FUTABA（福踏板）模架库比较丰富，而且被广泛使用，所以本设计中，标准模架的选择以现在比较流行的FUTABA_2P为标准。图11为该类型模架的示意简图。5.3.1 模架的确定在此之前已经确定型腔数目为两腔和布置形式为直线型，再根据上面计算出的型腔侧壁厚度便可确定塑件在分型面上所占的宽和长（）大约为154mm315mm。 模架的选择采用经验公式估算：推板宽度满足：，查FUTABA_2P标准可取得，对应标注模架宽度W=300mm。复位杆的直径d=25mm。复位杆在长度方向的间距须满足：，查FUTABA_2P标准可得，对应的标准模架的长度L=450mm。故现决定采用FUTABA_2P标准中型号为SA型标准模架，规格为WL=300450mm。5.3.2 各模板尺寸的确定A板尺寸。 A板为定模固定板，由上面的理论计算求得型腔底部厚度为31mm，而凹模的深度是12mm，考虑到该处的强度和在模板上还要开设冷却水道，故根据标准值取A板厚度为50mm。B板尺寸。 B板为动模固定板，根据标准值取为35mm。C板尺寸。 C板高度尺寸可按：垫块=推出行程+推杆固定板厚度+推板厚度+（5-10）mm=16+20+25+（5-10）mm=(66-71)mm,初步选定C为70mm。（注：虽然塑件的总高度为28mm，但黏结在型芯上的尺寸也只有16mm左右，因此，当推出行程取16mm就能使塑件顺利与型芯分离。）而 C板的厚度可按照单边与推板间距为2mm确定，所以可得58mm。各板尺寸如下图所示。图12 模板各尺寸5.3.3 导柱长度确定根据导柱工作部分长度至少应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。该设计中，型芯高度为28mm，为满足导向要求，导柱总长应满足。所以，根据标准值，现确定导柱长度为72mm。5.4 脱模机构的设计与计算注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原则：塑件滞留于动模侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度部位。 结构合理可靠，便于制造和维护和能获得良好的塑件外观。5.4.1 推出方式的确定推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。本设计采用推杆推出机构实现塑件脱模。因为该塑件的分型面简单，有一定壁厚，结构也不复杂，采用推杆推出的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。5.4.2 脱模力的计算塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，其尺寸逐渐缩小，而将型芯或凸模包紧，在塑件脱模时必须克服这一包紧力，若制件不带通孔，脱模时还要克服大气压力。（1）动模大型芯脱模力计算由于塑件是四方形，所以大型芯的截面形状也是四方形，但现有的脱模力计算公式是针对圆形或长方形的，所以必须实行必要的转换。设等效矩形的一边长为，通过Pro/E绘图软件测得四方形型芯最大截面处的面积为，于是根据面积相等关系有。所以等效矩形的另一边长为已知量求出后，现在就可以用公式进一步估算脱模力了。根据，于是塑件可视为薄壁塑件，根据公式可计算该部分的脱模力，有：其中，E是材料弹性模量（MPa），查表确定值为；S是塑料平均收缩率，;L是被包型芯的长度（mm），为；是脱模斜度，此处；是ABS材料与钢材的摩擦系数，；是塑料泊松比，；一个无因次数，。（2）中部小型芯脱模力计算中部小型芯大端脱模处的直径为14mm，因为，此处视为圆形厚壁塑件。应用公式有：式中：，此处中L=16.3mm。注意：因为此处型芯对应的塑件部位也有通孔，所以A=0。5.4.3 推杆尺寸确定及校核本推出机构选用的是圆形推杆，为了使塑件推出稳定、可靠、受力均匀，每个模腔布置推杆的数目为9条，同时推杆的增多也更有利于排气。圆形推杆直径的估算 由公式得：其中，安全系数； 推杆长度（初步估算值）； F为单模腔总脱模力，为2795N； 推杆数量n=9； 推杆材料的弹性模量。在实际模具设计中，为了确保推杆的稳定性，推杆直径要比计算结果大，根据推杆的标准尺寸，现取为。显然这是满足要求的。但为了安全起见，还应该对推杆进行强度校核。若推杆材料选T8A，于是根据强度条件有：所以能满足要求。推杆固定及与模体的配合推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。本设计采用推杆固定板固定，同时，因为顶杆与塑件接触处均为平面，并无特定的方向，所以推杆无须设置止转结构。推杆和模体的配合一般为H8/f8或H9/f9，配合间隙值以熔料不溢料为标准。配合长度一般为直径的35倍，推杆端面应和塑件成型面在同一平面或比塑件成型表面高出0.050.10mm，推杆与推杆固定板的孔之间留有足够的间隙，其相对于固定板是浮动的，各尺寸关系的确定如图13所示。5.5 模具冷却系统的计算5.5.1 冷却介质ABS属于中等黏度材料，其成型工艺要求的模温不太高，为200，模具温度为5080。现模具温度初步选定为50，同时由于水的比热容大、传热系数高、成本低，所以决定选用常温水对模具进行冷却。5.5.2 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