实例：POM D形扣注塑模说明书.doc

洛阳理工学院课程设计POM D形扣注塑模设计摘 要本次课程设计我的设计课题是POM D形扣注塑模设计，这个POM D形扣注塑模设计课题来源于生活，应用广泛。这对模具设计者来说是一个很好的考验和锻炼机会，它能加强对塑料成型模具原理的理解，同时提高对塑料成型模具的设计能力。本次设计以注塑模具设计为主线，综合了塑件成型工艺分析，模具结构设计，模具参数的校核等一系列模具设计的过程，不仅能够把学习的专业基础知识综合应用到本次设计，将它们学以致用，还能学到新的设计理念和设计方法，一举两得。在本次设计中除了使用传统的方法外，同时引用了CAD、Pro/E、SolidWorks等技术，使用Office软件，力求减少劳动强度，提高工作效率。关键词：塑料模具，注射成型，模具设计 3目录前言1第1章 概述21.1 设计目的21.2 模具设计的主要内容和任务21.2.1 塑料模具设计任务21.2.2 收集、分析、消化原始资料21.2.3 确定成型方法3第2章 塑件成型工艺性分析42.1塑件的分析42.1.1外形尺寸42.1.2 精度等级52.2 POM性能分析52.3 POM的注射成型过程及工艺参数6第3章 拟定模具的结构形式93.1分型面位置的确定93.2 型腔数量和排列方式的确定93.3注射机型号的确定10第4章 浇注系统和成型零件的设计134.1 浇注系统的设计134.1.1 主流道的设计134.1.2 分流道的设计144.1.3 浇口的设计164.1.4 冷料井的设计174.2 成型零件的结构设计及计算184.2.1成型零件的结构设计184.2.2成型零件钢材的选用184.2.3成型零件工作尺寸的计算194.2.4 成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算204.2.5 排气槽的设计21第5章 模架和推出机构的设计225.1 模架的确定225.1.1 各模板尺寸的确定225.1.2模架各尺寸的校核235.2 脱模推出机构的设计235.2.1脱模机构235.2.2推出方式的确定245.3 导向和定位结构的设计25第6章 冷却系统的设计266.1 冷却介质266.2 冷却系统的简单计算26第7章 总装图和零件图的绘制29第8章 课程设计小结29参考文献30前言本说明书为POM D形扣注塑模设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。D形扣在日常生活中比较常用，尤其在各种包上用处很大，给人们带来了很大的方便。本说明书的内容包括：对塑件POM D形扣性能的分析、注塑机的选用、浇注系统和成型零件的设计、模板的选用和推出机构的设计、冷却系统的设计、导柱和定位系统的设计等整个注塑模具各个部分的设计。另外，还附有装配图和零件图等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到彭琦老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。由于时间仓促，设计者设计水平和经验有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。 第1章 概述1.1 设计目的通过该课程设计拟定一个塑料制品的成型工艺和整体模具结构设计，以达到以下目的：(1) 综合运用、巩固和扩大塑料成型模具等基础知识和专业知识；(2) 熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计的原则、步骤和方法；(3) 学会查阅有关技术文献、手册和资料；(4) 通过设计实践，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。1.2 模具设计的主要内容和任务1.2.1 塑料模具设计任务设计题目为设计一个较简单的注塑模具，塑件结构不要求复杂，但模具基本结构完整。塑料模具设计内容包括：1）绘制塑料制件零件图 一份2）绘制模具总装配图 一份3）绘制成型零件图 两份4）编写塑料模具设计说明书 一份1.2.2 收集、分析、消化原始资料分析塑料件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑料件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。1、塑料件的形状和尺寸：塑料件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。2、塑料件的尺寸精度和外观要求：塑料件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。3、生产批量生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。4、其它方面在对塑料件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑料件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。1.2.3 确定成型方法根据对塑料零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求以及塑料的性能的分析结果，确定所需的模塑成型方案，采用注塑成型、挤塑成型、压塑成型或是吹塑成型。第2章 塑件成型工艺性分析2.1塑件的分析2.1.1外形尺寸该塑件的具体尺寸如图2-1所示，塑件的壁厚6mm，塑件的整体尺寸不是很大，很适合采用注塑成型。图2-1 D形扣 图2-2 D形扣实体2.1.2 精度等级每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。2.2 POM性能分析（1）使用性能聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在-40-100C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐太阳光紫外线的辐射。 聚甲醛的拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶的树脂，在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。（2）成型性能 POM具有明显的熔点，熔体黏度高，流动性差。POM是热敏性塑料，热稳定性差，成型温度范围窄。在注射成型时，在保证熔体流动性的前提下，应尽量选用较低的成型温度和较短的加热时间，否则熔体极易变色、分解。 POM对剪切速率敏感，成型时为提高熔体的流动性，除提高料简的加热温度.还必须提高注射压力及注射速率。相对而言，薄壁制品宜采用快速注射.而厚壁制品宜采用慢速注射。POM的体积收缩率约为2.5%，成型时应有足够保压时间进行补缩(制品越厚，保压时间越长)。 POM的吸水率小，成型前物料可不进行干燥处理，为保证制品表面质量，也可进行十燥处理。为消除制品中残余内应力，提高制品的尺寸稳定性、减少收缩，制品应进行退火处理。（3）、POM的主要性能指标表2-1 POM的性能指标相对密度g/cm31.41摩擦因数0.15吸水率%0.12疲劳极限MPa31成型收缩率%1.53.5热变形温度(1.82MPa) 124拉伸强度MPa62长期使用温度100断裂伸长率%60线膨胀系数10K8.5拉伸模量MPa98热导率W/(m.K)0.23弯曲强度MPa2830熔点180200弯曲模量MPa2600介电常数 10Hz2.7压缩强度MPa110介电损耗角正切值10Hz0.007剪切强度MPa54介电强度 KV/mm20缺口冲击强度J/m65耐电弧s240洛氏硬度M802.3 POM的注射成型过程及工艺参数（1）、注射成型过程 成型前的准备。POM吸水性小，一般为0.2%-0.5%。在通常情况下，成型前POM不需干燥就能加工，但对潮湿原料必须进行干燥，干燥温度在80度以上。 注射过程，塑件在注塑机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔内成型。其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。 塑件的后处理。对于非常温使用的制件且质量要求较高，须进行热处理。 退火处理效果，可将制品放入浓度为30%的盐酸溶液中浸30分钟检查，然后用肉眼观察判断是否有残余应力的裂纹产生。（2）、注射工艺参数表2-2 POM的注射工艺参数料筒温度喂料区4050（50）区1160180（180）区2180205（190）区3185205200区4195215（205）区5195215（205）备注：括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35和65，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1熔料温度205215料筒恒温170模具温度40120注射压力100150MPa（10001500bar）；对截面厚度为34mm的厚壁制品件，注射压力约为100MPa（1000bar），对薄壁制品件可升至150MPa（1500bar）保压压力取决于制品壁厚和模具温度；保压越长，零件收缩越小；保压应为80100MPa（8001000bar），模内压力可获得6070MPa（600700bar）；需要精密成型的地方，保持注射压力和保压为相同水平是很有利的（没有压力降）。相同的循环时间条件下，延长保压时间，成型重量不在增加，这意味着保压时间使之为最优；通常保压时间为总循环时间的30；成型重量仅为标准重量的95，因为收缩率为2.3：成型重量达到100时，收缩率为1.85；均衡的和低的收缩率使制品尺寸保持稳定背压510MPa（50100bar）注射速度中等注射速度；如果注射速度太慢，模具或熔料温度太低，制品表面往往会出现细孔螺杆转速螺杆转速折合线速度为0.7m/s：将螺杆转速设置为只要能在冷却时间结束前完成塑化过程即可；螺杆扭矩要求为中等计量行程（0.53.5）D残料量26mm，取决于计量行程和螺杆直径预烘干不需要；如果材料受潮，在100温度下烘干约4h回收率一般成型可用100的回料，精密成型最多可加20的回料收缩率约为2（1.83.0）；24h后收缩停止机器停工时段生产结束前510min关闭加热系统，设背压为零，像挤出机清空料筒；当更换其它树脂时，如PA或PC，用PE清洗料筒料筒设备标准螺杆，止逆环，直通喷嘴第3章 拟定模具的结构形式3.1分型面位置的确定为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具中取出，将模具适当的分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在截面积最大且有利于开模取件的中心平面，塑件从模具中取出时，一般只采用一个与注塑机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下采用较多的分型面，因此这次我们采用的是单分型面。该塑件为D形扣，外形表面质量要求较高，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，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，为了提高生产效率和塑件外形美观，采用侧浇口。分模过程为：两凹模分模后 塑件被推件板顶出。分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处， 如图3-1所示：图3-1 分型面的选择3.2 型腔数量和排列方式的确定1.型腔数量的确定该塑件的精度要求一般在2 -3 级之间，切为了大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本的费用，初步定为一模两腔结构形式。2.型腔排列形式的确定多模腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列。如图3-2 所示：图3-2 型腔数量的排列布置3.模具结构形式的确定本模具设计为一模两腔，呈直线对称排列，根据塑件结构形式，推出结构采用推杆推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。3.3注射机型号的确定 1.注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积： V塑 = 6.2073 塑件质量： m塑=V塑=1.426.207=7.827g2.浇注系统凝料体积初步计算 浇注系统的凝料在设计之前不能准确计算的数值，但可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。由于本次采用的流道较简单并且较短，因此浇注系统凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔溶料的总体积为： V总 = V塑（1+0.2）2=14.88cm33.选择注塑机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V总=14.88cm3，依公式（V公= V总/0.8）则有：V总/0.8=14.88/0.8cm3。根据以上计算，初步选定公称注射量为160 cm3，注射机型号为SZ-160/100卧式注射机，其主要技术参数见3- 1表：表3-1 注射机主要技术参数理论注射量/ cm3160移模行程/mm325螺杆柱塞直径/mm40最大模具厚度/mm300注射压力/MPa150最小模具厚度/mm200注射速率/(g.s-1)105锁模形式双曲肘俗话能力/(g.s-1)45模具定位孔直径/mm125螺杆转速/(r.min-1)0200喷嘴球半径/mm12锁模力/kN1000喷嘴口半径/mm3拉杆内间距/mm3453454.注射机相关参数的校核(1)注射压力低校核。 查表2-2可知，POM所需注射压力为85100Mpa，这里取P0=100Mpa,该注射机的公称注射压力P公=150Mpa,注射压力安全系数k1=1.251.4,这里取k1=1.3，则 K1P0=1.3100=130150聚苯乙烯80100100120120150ABS80110100130130150聚甲醛85100100120120150聚酰胺90101101140140聚碳酸酯100120120150450有机玻璃100120140150150 (2) 锁模力的校核a. 塑件在分型面上的投影面积A塑，则 A塑=1095.77mm2b. 浇注系统在分型面上的投影面积A浇，及流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，可以按照多型腔模的统计分来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.20.5倍。由于本流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适取小一些。这里取A浇=0.2A塑。c. 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则 A总=n(A塑+A浇)=21.21095.77mm2=2629.85mm2d. 模型腔内的胀型力F胀，则 F胀=A总p模=2629.8535=92044.75N=92.04475KN式中，p模是型腔的平均计算压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为2540Mpa。对于黏度较大且精度较高的塑料制品应取较大值。POM属中等黏度塑料及有精度要求的塑件，故p模取35Mpa。 查表3-1可得该注射机的公称锁模力F锁=1000KN，锁模力安全系数为k2=1.11.2，这里取k2=1.2，则 K2F胀=1.292.04475kN=110.4537kNF锁所以，注射机锁模力合格。第4章 浇注系统和成型零件的设计4.1 浇注系统的设计浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接的影响。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。本次设计中采用一模两腔模具，多型腔模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。浇注系统的设计原则： 1 考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱。 2 避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件。 3 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。 4 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。 5 流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。 4.1.1 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，其一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段。其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔中。在卧式或立式注塑机用模具中，主流道垂直于分型面，主流道的形状为圆锥形，便于塑料熔体的流动及主流道凝料的拔出。其锥角为4（建议为2-6）。主流道尺寸：主流道的长度：L=50mm主流道的小端直径：d注射机喷嘴尺寸+(0.51)mm=（3+0.5）mm=3.5mm主流道大端直径：D=7mm。小端前面的球面深度：h=3mm，（一般为35mm）主流道的球面半径：SR=注射机喷嘴球头半径+（12）mm = （12+2）mm =14mm流道的粗糙度:Ra0.4um。由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，易磨损，所以设计成独立的主流道衬套，选用优质钢材制作并经热处理提高硬度。浇口套长大于定模板的厚度加型腔板的厚度，本模具设计为67mm.同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=3mm的圆弧过渡。热塑性塑料注塑成型用的主流道由于要与高温颜料及喷嘴反复的接触，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套。 图4-1 主流道4.1.2 分流道的设计分流道是指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。1 多型腔模具设计型腔布置和分流道的布置同时加以考虑，设计原则有：（1）尽量保证各型腔同时充满，并均衡地补料，以保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致。（2）各型腔之间的距离恰当，应有足够空间排布冷却水道、螺钉等，并有足截面积承受注射压力。（3）在满足以上要求的情况下尽量缩短流道长度、降低浇注系统冷料重量。（4）型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心，一般在模板的中心上。在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失并尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。2 分流道截面形状设计分流道常用的截面形式有圆形、梯形、正六边形、U形、半圆形及矩形等几种形式。本次设计的是小型注射模具，故分流道设计为圆形截面形式。本分流道设计为左右对称分布。3 分流道的长度分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置。由于流道设计，仅有两个型腔，分流道较短，故设计时可适当小一些。单边分流道长度取35mm。4 分流道的截面尺寸分流道截面尺寸应根据熔体流量、塑件壁厚、流速、材料特性、粘度、塑件形状、分流道长度、塑件的成型体积等因素决定。对于圆形分流道断面的直径D一般在212mm的范围内变动。对流动性很好的聚丙烯、尼龙等，当分流道很短是，其直径可小到2mm；对流动性很差的聚碳酸酯，直径可达12mm。根据POM的特性和以上的多种因素，本次设计采用分流道的直径为6mm。5 分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道表面的粗糙度决定于所成型的品种，有的塑料不宜抛光，其好处是使流道壁处冻结的冷皮贴在壁上，不易随流体进入型腔。而对于POM为避免表面疵痕，必须对流道表面仔细抛光，因此分流道粗糙度不能太高，一般取1.6um左右。其脱模斜度为40-130之间。4.1.3 浇口的设计1 浇口的概念浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道(直接浇口以外),它是浇注系统的关键部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使分流道输送来的熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态，顺序、迅速地充满型腔，同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。小浇口的优点： a、改变塑料非牛顿流体的表观粘度，增剪切速率。 b、小浇口改变流体流速，产生热量，温度升高。 c、易冻结，防止型腔内熔体的倒流。 d、便于塑件与浇注系统的分高。 2 浇口类型的选择本此设计选用侧浇口的形式，浇口开设在模具的分型面处，从塑件的外侧进料，截面为矩形的浇口。从外侧进料缩短了流程，改善了成型条件。这类浇口实用于一模多件，提高了生产效率，去浇口方便，塑料制品不留明显痕迹。3 浇口断面的设计本次设计浇口断面为矩形。对于多型腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口截面积通常为分流道截面积的0.030.09倍。对于外侧进料的普通侧浇口，一般取宽1.55mm，厚0.52.0mm，长度约为0.52mm。本次采用长1.5mm，宽3mm，厚1mm。浇口具体尺寸是根据经验确定,在试模时逐步修正。4 浇口位置的设计（1）、浇口应开设在塑料制品断面较厚的部位，能使熔融的塑料从塑料制品厚断面流向薄断面，保证塑料充模完全。（2）、浇口位置的选择，应使塑料充模流程最短，减小压力损失，有利于排除模具型腔中的气体。本次将浇口设在D形扣的直边中间。（3）、浇口位置的选择，应防止在塑料制品表面上产生拼缝线。（4）、浇口位置应尽量开设在不影响塑料制品外观的部位，如开设在塑料制品的边缘和底部等。（5）、浇口不能使熔融塑料直接进入型腔，否则会产生旋流，在塑料制品上留下螺旋形痕迹，特别是点浇口，侧浇口等，更容易出项这种现象。（6）、浇口尺寸的大小，应取决于塑料制品的尺寸、几何形状、结构和塑料的性能。4.1.4 冷料井的设计冷料井是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利地充满型腔。本次设计采用的是卧式注射机，冷料井一般都设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模上，直径应稍大于主流道大端直径，以利冷料流入，选用直径为8mm。冷料井有“Z”形、球头形、菌头形和倒锥头形等，其中“Z”字形拉料杆的冷料穴，应用较普遍，其拉料杆或推杆固定在推杆固定板上，但当塑件被推出后做侧向移动时不能采用。本次设计是采用推杆脱模的，可使拉料杆和模具中的顶杆同时使用，故选用“Z”形冷料井。 图4-2 冷料井4.2 成型零件的结构设计及计算4.2.1成型零件的结构设计构成模具型腔的零件统称为成型零件，它一般包括凹模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆、各种成型环。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度（一般Ra0.4um以下），以保证塑料制品表面的光亮美观、容易脱模。根据对塑件外形尺寸的分析，且塑件是实芯的，本次采用两个凹模的成型零件。凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和组合式等。由于该塑件的结构比较简单，故本设计中采用整体式凹模。4.2.2成型零件钢材的选用根据对塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时要考虑它的机械加工性能和抛光性能。POM极易分解，分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的整体式凹模钢材选用NAK101模具钢。4.2.3成型零件工作尺寸的计算表4-1 成型零件尺寸的计算方法表尺寸部位简图计算公式说明凹模宽度尺寸(1)、平均尺寸法Lm=（1+Scp）Ls-x0+z(2)、极限尺寸法，按修模时凹模尺寸增大容易Lm=（1+ Smax）Ls-x0+z校核Lm+z+c- Smin LsLsx-随塑件精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间Lm-凹模宽度尺寸（mm）Ls-塑件宽度基本尺寸（mm）Scp-塑件的平均收缩率（%）-塑件公差值（mm）z-凹模制造公差（mm）c-凹模的磨损量（mm）Smax-塑料的最大收缩率（%）Smin-塑料的最小收缩率（%）凹模深度尺寸(1)、平均尺寸法Hm=（1+Scp）Hs-x0+z(2)、极限尺寸法，按修模时凹模尺寸增大容易Hm=（1+ Smax）Hs-z0+z校核Hm+z+c- Smin HsHsx-随塑件精度和尺寸变化，一般在0.50.7之间Hm-凹模深度尺寸（mm）Hs-塑件高度基本尺寸（mm）z-凹模深度制造公差（mm）（1）凹模宽度尺寸的计算塑件内外宽度的转换：LS1=6-0.16+0.16mm=6.160-0.32mm，相应的塑件制造公差1=0.32mm；LS2=7-0.19+0.19mm=7.190-0.38mm，相应的塑件制造公差2=0.38mm。 LM1=（1+Scp）Ls1-X10+z1 =(1+0.025) 6.16-0.50.32 0+0.064mm =6.1540+0.064mmLM1=（1+Scp）Ls2-X20+z2 =(1+0.025) 7.19-0.50.38 0+0.076mm =7.180+0.076mm式中 Scp塑件的平均收缩率，POM的收缩率为1.5%3.5%，得其平均收缩率Scp=（0.015+0.035）/2=0.025；x系数，由表可得一般在0.50.8之间，次取x=0.5 1、2 塑件上相应尺寸的公差（下同）； z1、z2塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取z=15（下同）。（2）凹模深度尺寸的计算塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度的最大尺寸Hs=30.23mm=3.230-0.46mm，相应的s=0.46mm； HM=（1+Scp）Hs-x0+z =(1+0.025) 3.23-0.50.460+0.092mm =3.080+0.092mm式中x系数，由表可得一般在0.50.8之间，次取x=0.54.2.4 成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算 在注塑成型的过程中，对型腔刚度和强度的要求较精确，其需要对塑件模具型腔的侧壁和底壁厚度的计算。根据经验和所选用模具模架尺寸决定，本次设计采用塑件模具型腔的侧壁和底壁的厚度分别为17mm、37mm。经过其计算公式计算校核知，此尺寸符合型腔刚度和强度的要求。动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在200mm200mm这个范围之间，经计算所得动模垫板厚度应设为32mm。4.2.5 排气槽的设计该塑件由于采用侧浇口进料，熔体经侧面的中心充满型腔，且由于该塑件的厚度较小，分型面处有细小的间隙可以作为气体的排出方式，不会出现憋气的现象。第5章 模架和推出机构的设计5.1 模架的确定模架是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都要寄生于其中，通过它将模具的各个部分有机地联系在一起。根据塑件外形尺寸和模具型腔布局等因素可知，此次选用模架为WL=200mm200mm，模架结构为A1型。其特点为：定模为两块模板，动模为一块模板，采用推杆推出机构。适用于单分型面注射模。5.1.1 各模板尺寸的确定A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为6mm，又考虑在模板上还要开设冷却水道，还需留出足够的距离，故A板厚度40mm。 B板尺寸。B板是另一凹模板，按模架标准，板厚取40mm。C板（支架）尺寸。支架=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）mm=35+20+15+（510）mm=7580mm，因此初步选定C为80mm。经上述尺寸的计算，模架尺寸已确定为板面为200mm200mm，模架结构形式为A1型的标准模架。其外形尺寸：宽长高=200mm355mm242mm，如图5-1所示。图5-1 模架5.1.2模架各尺寸的校核 根据所选注塑机来校核模具设计的尺寸。模具平面尺寸200mm200mm345mm345mm（拉杆间距），校核合格。模具高度尺寸242mm，因为200mm（模具的最小厚度）264mm300mm（模具的最大厚度），校核合格。模具的开模行程S=H1H2（510）mm=(40+40)+(510)mm=8590mm325mm(开模行程)，校核合格。5.2 脱模推出机构的设计5.2.1脱模机构 1何为脱模机构在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。2 脱模机构的分类及选用脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完成塑件脱模的机构。它通常包括推杆脱模机构、推管脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。3 脱模机构的设计原则设计脱模机构时，应遵循以下原则：（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。5.2.2推出方式的确定 1 推杆的结构形式及形状因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，我们这里选用普通推杆。其结构形式如图5-2所示。图5-2 推杆结构形式 2 推杆的固定方式（如图5-3所示） 图5-3 推杆固定方式3 推杆推出方式的确定 本塑件为D形扣，塑件在成型加工的过程中采用双凹模成型，无型芯成型机构，故本塑件采用推杆推出的推出机构，然后在重力作用下自然脱模。采用推杆推出具有加工简单、安全方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好等优点。5.3 导向和定位结构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而膜内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带定位结构。 第6章 冷却系统的设计6.1 冷却介质冷却系统的计算很麻烦，因此只进行简单计算。设计时忽略因空气对流、辐射以及与注射剂接触所散发的热量，按单位时间内塑料溶料凝固所放出的热量等于冷却水多带走的热量。POM属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度分别是 200 和5080，所以，模具初步选定为50，用常温水对磨具进行冷却。6.2 冷却系统的简单计算1 单位时间内注入模具内的塑料熔体的总质量W（1）塑料制品体积： V塑 = 6.2073（2）塑料制品的质量： m塑=V塑=1.426.207g=7.827g （3）塑件壁厚为6mm，可以查表得t冷=53.0，取注射时间t注=1.6s，脱模t脱=8s，则注射周期：t=t冷+t注+t脱 =62.6s。由此得每小时注射次数，N=(3600/62.6)次=57次。（4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：W=Nm=577.827=0.4461kg/h 2 确定单位质量的塑件在凝固时多放出的热量Qs查表61直接可知POM的单位热量Qs的值是420kJ/kg。表6-1 常用塑料熔体的单位热流量QS塑料名称Qs/(kJ/kg-1)塑料名称Qs/(kJ/kg-1)ABS聚甲醛（POM）丙烯酸树脂（PAA）醋酸纤维素（CA）聚酰胺（PA）有机玻璃（PMMA）310 40042029039065 76286低密度聚乙烯（LDPE）高密度聚乙烯(HDPE）聚丙烯（PP）聚碳酸酯（PC）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）590 690690 810590270160 3602803 计算冷却水的体积流量qv设冷却水道入水口的水温为2=22，出水口的水温为1=25，取水的密度=1000kg/m3,水的比热容是c=4.187kJ/(kg)，根据公式可得 qv =WQs/60c（1-2） =0.4461420/6010004.817（25-22）m3/min =2.48610-4m3/min4 确定冷却水路的直径d 当qv=2.48610-4m3/min时，查表62可知，为了冷却水处于湍急状态，取模具冷却水孔直径d=0.04m。 表6-2 冷却水的稳定湍流速度与流量冷却水直径d/mm最低流速v/(ms-1)流量qv/(m3min-1)冷却水直径d/mm最低流速v/(ms-1)流量qv/(m3min-1)101.326.210-3250.5315.510-3121.107.410-3300.4418.710-3150.879.210-3350.3521.610-3200.6612.410-3400.2324.310-35 求冷却水在管内的速度v v=4qv/60d2 m/s=32.988m/s 6 求冷却管壁雨水交界面大的膜传热系统h因为平均水温为23.5，查表可得f=6.7，则有 h=4.187f（v）0.8/d0.2=1.6104kJ/(m2h)7 计算冷却水通道的导热总面积A A=WQs/h=0.4661420/1.61