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哈夫块弯销塑料模具设计【摘要】：塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是双分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；知识涵盖了塑件结构与工艺性分析，模具结构设计及计算，模具材料，模具加工工艺，模具装配等专业理路知识。同时参考了实际加工工艺制造经验，机加工方面的技术参数、抛光、线切割、注塑试模等实践方面的经验知识。在采用传统查阅知识的同时，阅读了许多文章与资料，对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；熟练操作制图软件Auto CAD；通过对PRO/ENGNEER和UG建模的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。【关键词】：塑料模具；滑块；分型面。目 录 引言3第一章 塑件的工艺性分析41.1 设计塑件的基本原则41.2 塑件工艺分析41.3 结构分析51.4 塑件结构工艺设计5第二章 塑料特性及材料性能分析72.1 材料的性能参数及注塑模工艺条件72.2 材料塑料特性7第三章 确定塑件成型设备83.1 塑件质量的确定83.2 计算锁模力和成型压力83.3 选择注塑机9第四章 模具结构的设计104.1 确定型腔数目及其排列方式104.2 分型面及型芯、型腔的设计114.3 浇注系统的设计134.4 温度控制系统的设计164.5 推出机构的选择164.6 排气系统的设计164.7 其他零部件的结构形式配合及材料选择164.8 确定模架与规格17第五章 校核205.1 型腔侧壁和底板厚度计算及校核205.2 注射机有关参数的校核21第六章 模具工作尺寸计算236.1 型腔工作尺寸的计算236.2 型芯工作尺寸的计算23第七章 制定塑料制品的成型工艺247.1 温度247.2 压力24第八章 模具的安装试模258.1 模具的总体装配图和装配精度要求258.2 模具的安装试模25第九章 结论27致谢语28参考文献29 引言塑料注塑技术曾经是汽车工业、电器电子零部件的基础技术，并推动这些行业的飞速发展，21世纪，塑料注塑技术将成为推动新世纪的火车头的信息通讯工业的重要支持。另外，注塑技术也将为医疗医药、食品、建筑、农业等行业发挥作用。在需求行业的推动下，注射技术及注射成型机也将获得进一步的发展。我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高，但和国外相比仍有较大差距。在成型工艺方面，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；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达不到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、ParametricTechnology公司的Pro/Engineer、CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程。 总之热流道模塑是当今世界注塑模具工业发展的一项重要技术。目前，热流道模塑的研制主要由少数欧美著名热流道模具公司独家开发和商业化应用。在国内，若依赖引进该技术，不但耗资巨大，而且受技术封锁等多方面因素阻碍，故这一技术在国内的应用尚处于初级阶段。并且，对叠层热流道模具的理论探讨有待不断深入。开展对热流道模塑技术原理、相关理论及其设计要点的探索，无疑有助于推动热流道技术在国内的普及应用和更快的发展，以缩短同国外先进的热流道模塑技术水平的差距。本设计主要研究设计热流道模具时涉及的对注射机的校核、热流道浇注系统尺寸及加热系统的设计计算。通过对塑件材料，质量和体积的分析与计算，合理选用注塑机、设计冷却水路，并对各个参数进行了校核，设计出一副合理，经济，适用的热流道塑料注塑模具。第一章 塑件的工艺性分析塑件的工艺性是指塑件的形状结构、尺寸大小精度和表面质量要求，与注射成型工艺和模具结构的适应性，塑件工艺性的好坏直接影响塑件成型的难易程度和工艺性条件。所以，我们在设计模具时必须认真考虑，对于工艺性较差塑件，除必须严格控制注射条件外，设计模具时也要格外小心，若有疏忽就会使塑件产生各种缺陷。以下是塑件设计问题和准则，以便判别塑件工艺的好坏。1.1 设计塑件的基本原则（1）、设计塑件形状和结构时，应尽量考虑如何使它们容易成型，这样能使模具结构简单。（2）、设计塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。（3）、设计塑件时应注意成型时的取向问题，除非特殊要求，应尽量避免塑件出现各向异性。否则除影响制品使用性能外，各个方向的收缩差异很容易导致塑件翘曲变形。（4）、技术要求尽量放低，同时在成型以后最好不再进行机械加工。（5）、在保证塑件使用要求的前提下，应力求选用价格低廉和成型性能较好的塑料，同时应力求塑件形状、结构简单和厚度均匀。1.2 塑件工艺分析图1-1哈夫块弯销的立体图图1-2哈夫块弯销的剖面图根据哈夫块弯销塑件图，并对该制件进工艺分析，可以总结归纳出如下几方面的特征：（1）、哈夫块弯销的结构简单、紧凑，体积小，重量轻，轮廓尺寸大小为：最大长度尺寸为35.5mm,高7.6mm,属于小型制件。（2）、该哈夫块弯销表面要求光洁，无留痕和毛刺等等缺陷。所以精度要求较高，表面不得有熔接痕、气痕、收缩不均引起的凸凹、飞边、顶白等缺陷。（3）、哈夫块弯销制件的壁厚设计为0.8mm2.6mm,但因采用热流道设计、且制品结构简单可以避免壁厚不均的问题。（4）、该哈夫块弯销模具须哈夫分型脱模，合模方向必须准确无误，合模线不能留在外表面。（5）、哈夫块弯销的中心处有一凹漕，两侧对称分布直径为5.11mm的型孔，其对称度小于0.05mm，此处如何成型时该模具设计的重点。根据以上特征，处理好外形尺寸精度、表面质量及热流道、分型脱模的设计等问题是设计制件成型模具的关键。1.3 结构分析从图1-1、1-2中可以看出，该制件为圆型结构，制品面与面的拐角处有圆弧过度（外表面圆弧半径为2 mm，内表面圆弧半径为0.5-0.8 mm）。这就要求塑件的材料要有较好的强度，制件也要有一定厚度，以利于零件的成型，防止变形。1.4 塑件结构工艺设计1.4.1 精度4塑件的精度较高，影响塑件精度的因素主要有：模具成型零件的制造误差、模具成型零件的磨损、塑料成型收缩率的波动、模具安装配合的误差和水平飞边厚度的波动等。同时制品的尺寸精度也直接影响模具的制造精度，一般来讲，为降低模具加工难度和模具制造成本，在满足使用要求的前提下，尽量把制品的尺寸精度设计行低一些。该哈夫块弯销对精度要求高，所以查PS塑料的公差等级的选用一般精度MT3即可，当末注公差尺寸时取MT5。1.4.2 收缩率塑件的收缩率按塑料的平均收缩率计算3： （1）式中 Q1塑料的最大收缩率 Q2塑料的最小收缩率本设计中取PS的平均收缩率为0.0051.4.3 表面质量 塑件的表面粗糙度主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度比塑件低12个等级。PS塑料表面粗糙度的取值范围为0.025m1.6m。在本设计中表面粗糙度采用1.6m。在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，应随时给以抛光复原。同时在模具抛光过程中尽量使抛光方向平行于制品开模方向。1.4.4 壁厚 塑件的壁厚应以满足塑件在使用时要求的强度、刚度、绝缘性、重量、尺寸稳定性和其它零件的装配关系，并能使塑料熔体顺利充满整个型腔为原则。壁厚的设计应遵循以下两点：尽量减小壁厚尽可能保持壁厚均匀PET塑料壁厚的推荐值为：最小壁厚为0.75mm，常用壁厚为1.6mm，最大壁厚为3.25.4mm。因为棉签包装盒其对塑件强度没有太大的要求，但有盖与盒的配合要求，所以设计时取比常用壁厚大一点的总壁厚2mm即可满足使用要求。41.4.5圆角 在塑料制品的拐角处设置圆角，可增加制品的机械强度，改善成型时本材料的流动性，也利于制品的脱模。圆角的大小为塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。4本设计取外圆弧的半径1mm，内圆弧的半径0.8mm。第二章 塑料特性及材料性能分析2.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料特性 对苯二甲酸与乙二醇的聚合物。英文缩写为PET，主要用于制造聚对苯二甲酸乙二酯纤维(中国商品名为涤纶)。 性质:分子结构的高度对称性和对亚苯基链的刚性，使此聚合物具有高结晶度、高熔融温度和不溶于一般有机溶剂的特点，熔融温度为257265；它的密度随着结晶度的增加而增加，非晶态的密度为1.33克/厘米3，拉伸后由于提高了结晶度，纤维的密度为1.381.41克/厘米3，PET不溶于普通溶剂，只溶于某些腐蚀性较强的有机溶剂如苯酚、邻氯苯酚的混合溶剂，PET纤维对弱酸、弱碱稳定。 应用:主要做合成纤维的原料。短纤维可与棉花、羊毛、麻混纺，制成服装用纺织品或室内装饰用布；长丝可做服装用丝或工业用丝，如用于滤布、轮胎帘子线、安全带等。薄膜可作片基，用于感光胶片、录音磁带。注射模塑件可做包装容器。 2.2 PET的性能参数及注塑模工艺条件塑料PET属于热塑性塑料，流动性能好，成型收缩率较小，一般为（0.4%0.7%）。注塑模工艺条件如下：（1）、干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80、23小时。（2）、熔化温度：180280。对于阻燃型材料其上限为250。（3）、模具温度：4050；成型温度：200250。（4）、成型时间：40120s。（5）、注射压力：60100MPa。（6）、型腔压力：25MPa。（7）、注射速度：慢速，中等注。（8）、流道和浇口：可以使用所有常规类型的浇口和流道，同时适用于热流道注塑成型。4 第三章 确定塑件成型设备3.1 塑件质量的确定根据对塑件的分析，采用一模两腔的注射成型。确定制件成型设备之前必须先估算制件的体积和质量。利用Proe建模分析可知道该制件的体积和质量。设其体积和质量分别为V和W,则 体积 = 1728.932048039 面积 = 1983.892383080 mm2 密度=1.381.41g/ 质量 =13.538642 g 一般情况下，对普通二板式注射模具，其浇注系统体积可根据主流道和分流道大小及布置情况进行估算。这里根据动定模板的厚度取浇注系统体积为V=6500 mm3 ； 则浇注系统的质量为W =6500 mm31.0500000 kg / mm3=6.8kg； W=16.80+6.8= 23.60g。3.2 计算锁模力和成型压力注射时塑料熔体进入型腔内仍然存在较大的压力，会使模具从分型面涨开。为了平衡塑料熔体的压力，锁紧模具保证塑料件的质量，注射机必须提供足够的锁模力。涨模力等于塑料和浇注系统在分型面上不重合的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的额定锁模力Fn，才能使注射时不发生溢料和涨模现象，即满足下式3：=Fn （2）式中 -最小锁模力； A-塑料制品与浇注系统在分型面上的投影面积（）；-熔融塑料在型腔内的平均压力（）；Fn-注射机的额定锁模力； -安全系数，常取 。根据PET材料的特性3，常用塑料推荐选用型腔内熔体平均压力，初步估计= 25Mpa ； 最小锁模力F= =1.2250.00307=92.1KN，3.3 选择注塑机需满足条件:1、每次注射量要大于23.60g；2、压力要远大于25Mpa，因为融料在进入型腔后有较大的压力损失；3、锁模力约为F=92.1KN 根据以上条件，初步确定注塑机为XS-Z-60-A型省电注塑机,注塑机参数10如下：额定注射量/cm3：60 螺杆（注塞）直径/mm ：38注射压力/MPa :122 注射行程/mm :170注射方式 ：螺杆式 锁模力/KN ：500最大成型面积/cm3 :130 最大开模行程/mm ：200模具最大厚度/mm ：200 模具最小厚度/mm ：70喷嘴圆弧半径/mm ：12 喷嘴孔直径/mm ：4第四章 模具结构的设计注射模具分为动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定板上。在注射成型时定模和动模闭合，构成浇注系统和型腔；开模时，动模和定模分离，以便取出塑料制品。根据模具中各个部件的作用不同，一般将模具分为以下几个部分:成型部分;导向、推出、抽芯机构;浇注系统;温度调节系统;排气系统:标准模架等。根据制件的成型工艺，可以确定其为热流道注射系统，且含有抽芯机构，下面分步骤来确定模具结构方案。 4.1 确定型腔数目及其排列方式 型腔数目的确定：根据前定的模具结构方案，型腔数为一模两腔，且其开模时受力比较均匀。这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。型腔布局方式的确定:如果不是单型腔模具，那么多型腔在模板上通常采用圆形排列、H形排列、直线排列以及复合排列等，在设计时注意以下几点：(1)尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇筑系统，确保制品质量的均一和稳定。(2)型腔布置和浇口开设部位力求对称，以便防止模具承偏载而产生溢流现象。(3)尽量使型腔模具排列的紧凑，以便减小模具的外形尺寸。根据制件的形状采用型腔的排列方式如图4-1。图4-1 型腔排列图4.2 分型面及型芯、型腔的设计4.2.1 分型面的确定该塑件为哈夫块弯销，外形要求无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，分型面的选择如图4-2 -图4-2 分型面的选择4.2.2 型芯、型腔结构的设计型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度；整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。为了集以上两种形式之所长，本设计采用嵌套组合式的型芯、型腔。考虑模具温度调节及加工，冷却系统的分布，其结构如图4-3、4-4所示：图4-3滑块芯子1图4-4滑块芯子24.3 浇注系统的设计浇注系统设计是整个模具设计中最重要的部分，设计的好坏直接影响到塑料产品的成型质量，因此必须予以足够的重视。4.3.1 浇注系统设计需考虑的因素:成型腔的数量和布局是决定流道系统方案的主要因素，设计流道系统时，要注意以下几个原则：(1)流道系统总容积要尽可能小，以便节约材料；(2)流道系统中的压力损失要在允许的范围内；(3)溶体在流道中所产生的粘性热不能达到使聚合物降解的程度；(4)满足充模时间、流动取向及制品外观的前提下，浇口应尽可能小；(5)充填时，浇口的冷却不应使正在流动的聚合物凝固，但在型腔充满后，浇口处的冷却效果应相当好；(6)多型腔模设计时，应使每个型腔在同一瞬时、以相同的压力充满。4.3.2 确定浇注系统的结构：浇注系统指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。本设计采用热流道浇注系统，热流道可以看作是被延长的板块状的注射喷嘴，它通过隔热层与冷却的模具隔离。热流道包括由主流道（浇口套内的主流动通路）、热流道（包括流道板内各级的流动通路）和浇口（或喷嘴）组成的流道系统。热流道的温度在可以使热塑性塑料熔融的温度范围内，通常在 160180之间。热流道系统有如下一些特点：a整个流道内的塑料始终处于熔融状态，并不随注塑制件一同冷却；b需要加热元件及有效的隔热措施来维持流道区的温度；c注塑机喷嘴和浇口套之间没有温差；d热流道在功能上并无明显的分级，不存在冷料井。根据以上原则，在这套模具中选用圆形截面热流道，其尺寸比主流道的大端略小些，取直径为6mm。由于是一模四腔的模具结构，所以选用平衡式标准外加热式热流道板。其外型尺寸为190mm140mm30mm,加热功率为1200W。4.3.2.3浇口和喷嘴（1）、浇口1)浇口的形式 浇口是指流道末端到型腔入口之间一段细短的通道(除直浇口外)，是浇注系统的关键部分。浇口通常分为直浇口、侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳式浇口。因为点浇口具有尺寸小、熔体剪切速率高、广泛适用于各种壳类零件，截面积小、冷却快、适于薄壁件等特点，所以本设计采用点浇口。2)浇口尺寸的确定 制品平均厚度的计算式3为：= （3）式中 V制品体积（mm）； A制品表面积（mm）。代入已知数据得 =1.512mm；浇口直径的计算由参考书目3表8-16的关系式=0.8可得出浇口直径为d=1.2mm,在本设计中取浇口直径尺寸为1.0mm，然后在试模时再逐步纠正。（2）、喷嘴喷嘴处于热流道板和型腔之间，对其有如下一些特别要求：a可以等温、均匀地向模具传输熔体；b在热流道板和冷模具之间要隔热，模具的浇口区域不能出现承受不了的高温，也不应该冷到熔体凝固的程度；根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件的最大表面的中心处，以利于熔料充满型腔。4.4 温度控制系统的设计4.4.1 加热系统的设计计算由以上热流道的设计可知，本设计采用平衡式标准外加热式热流道板，其采用在流道板上嵌埋金属加热弯管的加热形式，下面对其加热功率进行校核计算：流道板加热器功率的计算式为9:P =mCT/60t0 (4)式中m 流道板的质量,kg；C 流道板材料的比热容,kW/ (kg ) ,对钢材取C = 0. 48；t 流道板的加热升温时间,min ,通常取2030 ,其大小取决于流道尺寸和注射工艺温度；T 流道板注射工作温度与室温之差, ；o 效率系数,包含加热器的电热效率和流道板热损耗的补充功率，取o = 0. 440. 50，本设计取o = 0. 44。(1) 流道板的质量。由钢的密度7850kg/ m3 得m = 0.19 0.14 0.03 7850 = 6.26kg；(2) 流道板注射工作温度与室温之差T = T1 - T2 = 200 -25 = 175 ；(3) 设流道板的升温时间为20min ；则将以上数据代入公式（4），可得P=995.90W,而所选热流道板加热器功率为1200W，所以热流道板的加热功率满足要求。4.4.2 冷却系统的设计计算注射成型时，模具温度直接影响塑料的填充和塑料制品的质量，也影响注射周期，因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，使模温保持在一定范围内，根据经验要保证模具有效冷却，冷却水孔中心线离塑件表面约为冷却水口直径的1.52倍。根据模具生产成本考虑，本模具采用水冷却法。4.4.2.1冷却通道的设计通常冷却通道开设在离型腔壁1020mm处，最小不小于7mm；塑料制品较厚的部位要着重冷却；冷却通道不应通过镶块和镶块接缝处，以防止漏水；如有通过需加密封圈。冷却水道不应存水，以及产生回流的部位，应畅通无阻；水道接头的部位，要设置在不影响操作处，通常朝向注射机的背面；水道和水嘴的连接处必须密封，防止漏水；进出口冷却水温不宜过大，避免造成模具表面冷却不均匀。同时为方便对热喷嘴的温度控制及提高冷却效果，本设计对两个热喷嘴开设独立的冷却通道。根据以上所述，模具冷却通道布置如下：图4-5 型腔水路布置图 图4-6 型芯固定板水路布置图4.4.2.2 冷却装置的计算（1）塑料注射模具工作时，必须使模具温度控制在一定范围内，为达到这个目的，塑料注射模冷却时所需要的冷却水质量可按下式计算7： m = (5)式中，m所需的冷却水质量（kg/h）; n单位时间注射次数（次/h）；本设计取PS的成型时间为40s,则n=90；包括浇注系统在内每次注入模具的塑料质量（kg/次）；本设计取m1=23.60g=0.0236kg；Cp冷却水的定压比热容 KJ/(kg)，当水温20时，Cp=4.183 KJ/(kg)；当水温30时，C=4.174 KJ/(kg)；冷却水出口温度（）；冷却水入口温度（）；h从熔融状态的塑料进入型腔时的温度到塑料制品冷却到脱模温度为止，塑料所放出的热焓量（kJ/kg），h值参考书7表4-14。查得h=326.76349.85；代入数据得m = = =17.30kg/h ； （2）冷却水孔壁与冷却水之间交界膜的传热系数可按以下简化公式计算： = 7348（1+0.015t水） (6)式中 冷却水孔壁与冷却水交界膜的传热系数kJ/(m2h)； V冷却水平均流速（m/s），可查7表4-15;查得=0.7； D冷却水孔直径（m），可查7表4-15;查得=0.534；t水冷却水平均温度（）。 = 7348（1+0.015t水）=7348（1+0.01535）=15689.1 kJ/(m2h)；（3）冷却水孔总的传热面积按下式计算： A = = (7)式中 A冷却水孔传热总面积（m2）；g塑料单位时间放出的热量，即冷却水带走的热量（kJ/h）；冷却水孔壁平均温度()；冷却水平均温度()。A = = = =0.0046m2；（4）冷却水孔的有效长度L按下式计算：L = (8)式中 d冷却水孔直径（m）。L = = =0.1831m。最后根据注射模结构及加工工艺性，合理布置冷却水回路。应该注意的是冷却水道的实际长度应大于有效长度。4.5 推出机构的选择4.5.1 推出方式的确定根据制件结构形状和分型面的布置方式，本设计采用滑块推出机构。制件的内表面虽然没有螺纹，若强行推出，容易发生变形，影响制件的螺纹精度，导致配合精度降低，所以选用滑块推出机构。在分模时，同时型芯旋转推出。4.6 排气系统的设计模具型腔在塑料的填充过程中，除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，考虑排气是很必要的。为了使这些气体能从型腔中及时排出，可以采用排气槽等方法。排气槽的开设位置，通常是通过试模以后才能正确地确定。排气槽应开设在型腔最后被充满的地方，而塑料在型腔内填充的情况与浇口开设有关，因此在确定浇口位置时，同时要考虑到排气槽的开设是否方便。在大多数情况下可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙排气，这时可不设排气槽。根据此模具的特点，不设排气槽，只利用成形零件与分型面的间隙排气，其间隙值通常在0.020.05mm范围内，以不产生溢料为限。4.7 其他零部件的结构形式配合及材料选择4.7.1 导柱导向机构（1）、导柱的设计 导柱的结构一般可按标准件选用，也可以自行设计。本设计中采用标准件当中的无肩导柱，取d为20mm。（2）、导柱的安装与配合导柱安装时模板上与之配合的孔径公差按H7确定，安装沉孔直径视导柱直径可取D+（12mm）。（3）、导柱结构的技术要求1）长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出610mm。2）形状 导柱前端面应做成锥面或半球面，以使导柱能顺利地进入导向孔。3）材料 导柱材料采用T8A（GB/T1298-1986），20钢（GB/T699-1999）。4）表面粗糙度 导柱固定部分的表面粗糙度为Ra=0.8m。导滑部分表面常用Ra=0.4m。5）技术条件：热处理5055HRC，20钢渗碳0.50.8淬硬5660HRC导柱直径d的尺寸公差根据使用要求可在相同公差等级内变动。4.7.2 导套（1）、导套的设计本设计采用有肩导套。（2）、导套的安装与配合导套安装时模板上与之配合的孔径公差按H7确定，有肩导套安装沉孔直径视导柱直径可取D+（12mm）。导套长度由模板厚度决定。4.7.3 支承板支承板是垫在型芯固定板下面的平板，它的作用是防止固定板固定的型芯件在注射过程中脱出固定板，并承受固定部件传递的压力，因此它要具有较高的平行度、刚度和强度。本设计的支承板采用45钢经热处理调质至2832HRC（230270HBS），厚度选用标准值40mm。4.7.4 热流道板固定螺钉热流道板固定螺钉是用于固定热流道板的，其要留有足够的高度空间用以固定热流道板并留有空间作为空气隔热层，同时便于热喷嘴的安装。根据有关技术规定和所选的热流道板尺寸规格，本设计的热流道板固定螺钉的外型尺寸为M56，其采用45钢经热处理调质至2832HRC（230270HBS）。4.7.5 型芯与定模板的配合及其材料选择 型芯与定模板的配合采用H7/h6的间隙、过渡配合，材料采用CrWMn合金钢，采用热处理方式淬火至5458HRC6。4.8 确定模架与规格模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机地联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支承板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套及复位杆等组成。该设计选用一般模架。4.8.1 确定模架的规格模架的规格是根根据制件尺寸、模具型腔数及排列来决定的。确定步骤如下：（1）、一般情况下，动、定模镶块的尺寸比制件外形尺寸大30mm80mm。这里根据制件外形尺寸和型腔排列情况选取定模镶块外形总尺寸为150mm300mm。（2）、型腔模板周界尺寸的计算41）确定型腔的壁厚由参考书4表3-36得tc=0.2l+17 （11）tctc/2 （12）式中 tc型腔侧壁厚； tc型腔间壁厚。代入已知数据得 tc=0.290+17=35mm； tctc/217.5mm；2）计算型腔模板周界由参考书目4168页得型腔模板的长： L=tc+A+tc+A+S （13）型腔模板的宽： N=tc+B+tc+B+S （14）式中 L型腔模板的长度； N型腔模板宽度； tc型腔侧壁厚； tc型腔间壁厚；A 型腔长度；B 型腔宽度；S系数，一般取510mm。代入已知数据得L=35+60+30+60+10=195mmN=35+90+0+0+10=135mm图4-7 模架（3）、标准模架的确定 因制件尺寸为9060mm较小,所以可取中小型模架。根据以上模具结构设计并考虑到在壁厚位置上应有足够的位置来安装其它零部件，且此为热硫道系统要多一块热流道板，所以选取非标准模架系列为BL=250300mm。同时根据镶块的厚度及镶块的结构形式这里取动模板的厚度为35mm，定模板的厚度为20mm。模架如图4-7第五章 校 核5.1 型腔侧壁和底板厚度计算及校核 塑料模型腔在注射成型过程中受到熔体强大压力的作用，可能因强度不足而产生塑性变形甚至破坏；还可能因刚度不足而产生过大变形，导致溢料形成飞边，降低塑料制品精度和影响塑料制品脱模。5.1.1 嵌套式组合凹模侧壁厚度计算及强度校核嵌套式组合凹模侧壁强度应按刚度计算。其公式1如下： （15）式中 b2外套侧壁宽度（cm）； l1凹模长边长度（cm）；l凹模外套内孔长边长度（cm）；h凹模型腔深度（cm）；H凹模套全高（cm）；P凹模型腔内的熔体压力（MPa）；E钢材的弹性模量（MPa）；钢材取2.1105 Mpa；凹模侧壁的允许最大变形量（cm）；系数；系数；b型腔镶块的侧壁宽度（cm）。代入已知数据可得:b2=200 51.82mm；在本设计中凹模外套侧壁的宽为75mm51.82mm，所以强度足够。5.1.2 计算型腔底板厚度 按刚度计算公式计算底板厚度,其公式1如下：S = 3 (m) (16) 式中 C常数，由型腔内壁边长之比L1/b而定，查表得C = 0.0138； b = 0.06 m；允许变形量（m）， PS允许变形量为0.05mm。根据公式(16)得S = 3 = 13.32 mm；底板厚度为24mm13.32mm ，则满足要求。5.2 注射机有关参数的校核35.2.1 最大注射量的校核 最大注射量应满足以下关系： W80%W （18）式中 W-制品质量和浇注系统的质量；W-注射机最大注射量。W= W+ W=23.60g；W=45g W/0.829.5g；所以最大注射量满足要求。5.2.2 锁模力的校核由前面计算的数据可得=92.1KNFn =500KN；所以锁模力满足要求。5.2.3 脱模力的计算校核注射成型后，制品在模具内的冷却会对型芯产生包紧力，顶出脱模时必须克服制品和凸模之间因包紧力而产生的摩擦。开始脱模时，瞬间所要克服的阻力最大，称为初始脱模力 ，其计算式如下：= （19）式中 f摩擦系数；（塑料在热塑性状态下对钢的摩擦系数约为0.2）正压力；脱模斜度；本设计取=0.5； = Lc hP包 （20）式中 Lc型芯成型部分的截面周长（mm）；h型芯被制品包紧部分的高度；P包制品对型芯的包紧力，其数值与制品的几何特点及塑料性质有关，一般可取812 Mpa;本设计取P=10 Mpa ；在本设计中Lc = 196 mm ；则代入数据可得： = 2841010=28400 Mpa ； = =5.422kN；5.2.4 注射压力的校核由参考书3表8-2取型腔内熔体平均压力p=25Mpa；PS的建议注射压力为60100Mpa；注射机的注射压力为122Mpa，即注射机注射压力材料建议注射压力型腔成型压力，所以注射压力满足要求。5.2.5 模具安装部分的校核（1）、模具外型尺寸校核：该模具外形尺寸为250mm300mm，XS-Z-60-A型注射机模板最大安装尺寸为330440mm，所以能满足模具安装要求。（2）、模具厚度校核：模具闭合高度：H= h1+A+B+h5+C+h1+=180mm ；XS-Z-60-A型注射机所允许模具的最小厚度为=70mm，最大厚度为=200mm，模具闭合高度满足安装条件。5.2.6 开模行程的校核注射机开模行程应满足下式SH1+H2 +（510）mm （21）式中 S注塑机开模行程（mm），XS-Z-60-A注射机的S=180mmH1推出距离（mm），H1=15mm H2制件高度+浇注系统高度（mm），本设计为热流道系统则开模时不计浇注系统高度，所以有H2=（10+0）mm=10mm；则H1+H2 +10=（15+10+10）mm=35mm180mm；所以满足要求。第六章 模具工作尺寸计算6.1型腔工作尺寸的计算本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均法计算。查表得PS的收缩率为Sq0.4 0.7，故平均收缩率为Scp=0.55，模具的制造公差取Z/3。则型腔工作尺寸的计算如下：类别零件名称塑件尺寸计算公式型腔工作尺寸型腔的计算型腔镶块90 90.1160 60.036.2 型芯工作尺寸的计算类别零件名称塑件尺寸计算公式型芯工作尺寸型芯的计算型芯3030.86 10 10.61第七章 制定塑料制品的成型工艺 7.1 温度在注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度、热流道温度和模具温度等。其中料筒温度、喷嘴温度和热流道温度主要影响塑料的塑化和流动，模具温度主要影响塑料的流动和冷却。在此设计中，因所用的是PS塑料，所以它的温度控制如下：（1）料筒温度：后段 140160，中段 170190；（2）喷嘴温度：160170；（3）热流道温度：200250；（4）模具温度：4050。7.2 压力注射成型过程中的压力包括塑化压力（也称背压）、注射压力和保压压力，并直接影响塑料的塑化和塑件的质量。（1）注射压力：60100Mpa；（2）保压压力：5060 Mpa。第8章 模具的安装试模8.1 模具的总体装配图和装配精度要求8.1.1 模具的总体装配图如图8-1 图8-1模具的总体装配图8.1.2 模具的装配必须满足装配精度要求，包括：（1）位置精度 各零件、部件的相互位置精度，如尺寸精度、同轴度、平行度、垂直度等。（2）配合精度 各零件、部件配合表面间的配合精度，如一定的配合间隙、配合的接触面积等。（3）运动精度 各运动部件的相对运动精度，如直线运动精度、回转运动精度、传动精度等。8.2 模具的安装试模8.2.1 试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度、各个配合尺寸、推出形式、开模距、工作要求等要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡死及干涉现象；活动要灵活、可靠，起始位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面的检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正确的运转状态。8.2.2 模具的安装模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装在注射机上要注意以下方面：（1）模具的安装方位要满足设计图样的要求；（2）模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方；。（3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。8.2.3 模具的调试模具安装于注射机上之