半球牌M610电热水壶底座模具设计（含CAD图纸）
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半球牌M610电热水壶底座模具设计（含CAD图纸）,半球,M610,电热,水壶,底座,模具设计,CAD,图纸
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摘摘 要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。本次设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单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。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等 关键词关键词：生产工艺 注射模 成型零件 装配 塑料模具 分型面 AbstractPlastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so onThe design should be certificationPrimarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes，the name distance，injection machine of the die draw force and so onAfter Qualified in check，the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy Final assembly is part of the mold，which including the design of assembly steps，clear proceeding required attentionThrough this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. KeyKey word:word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides the profile 目目 录录摘 要.1ABSTRACT.2目 录.41.1 塑料注射模具介绍.61.2 我国塑料注射模具的发展情况.61.3 注塑模具计算机辅助设计、工程与制造.7第 2 章 塑件成形工艺性分析.92.1 塑件的分析.92.2 ABS 的性能分析.102.3 ABS 的注射成型过程及工艺参数.11第 3 章 拟定模具的结构形式.123.1 分型面的确定.123.2 型腔数量和排列方式的确定.123.3 注塑机型号的确定.13第 4 章 浇注系统的设计.174.1 主流道的设计.174.2 分流道的设计.184.3 浇口的设计.204.4 校核主流道剪切速率.214.5 冷料穴的设计及计算.21第 5 章 成型零件的结构设计及计算.225.1 成型零件的结构设计.225.2 成型零件钢材的选用.245.3 成型零件工作尺寸计算.24 5.4 成型零件尺寸及动模板垫块厚度的计算.25第 6 章 模架的确定.276.1 各模板尺寸的确定.276.2 模架的尺寸的校核.28第 7 章 排气槽的设计.29第 8 章 脱模推出机构的设计.308.1 推出方式的确定.308.2 脱模力的计算.308.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压力.30第 9 章 冷却系统的设计.329.1 冷却介质.329.2 冷却系统的简单计算.329.3 凹模嵌入和型芯冷却水道的设置.33第 10 章 导向与定位结构的设计.35第 11 章 绘制模具装配图.36参考文献.40致 谢.41 第 1 章 绪论1.1 塑料注射模具介绍塑料注射模具介绍 一种用于压塑、 挤塑、注塑、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括：由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模，由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同 尺寸的系列塑件。塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予 塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。 随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在 强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大 ,塑料制品所占的比例正迅猛增加 .一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件 .塑料产品的用量也正在上升. 塑料模具是一种生产塑料制品的工具 .它由几组零件部分构成 ,这个组合内有成型模腔 .注塑时,模具装夹在 注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内 ,并在腔内冷却定型 ,然后上下模分开 ,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具 ,最后模具再闭合进行下一次注塑 ,整个注塑过程是循环进行的 .1.2 我国塑料注射模具的发展情况我国塑料注射模具的发展情况我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K 模具有限公司制造多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具质量、寿命明显 提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 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达不到 10%，与国外的50%80%相比，差距较大。我国塑料加工企业星罗其布，遍布全国各地，设备的技术水平参差不齐，大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来，我国塑机行业的技术进步十分显著，尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小，在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。选择国产设备，以较小的投入，同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。为加强塑料机械的使用、维护和管理工作，我国有关部门已制订了有关标准和实施细则，要求各设备管理部门和生产企业对设备的管理和使用做到“科学管理、正确使用、合理润滑、精心维护、定期保养、计划检修，提高设备完好率，使设备经常处于良好态。1.31.3 注塑模具计算机辅助设计、工程与制造注塑模具计算机辅助设计、工程与制造 随着塑料工业的飞速发展，注射模传统的手工设计与制造已经无法适应当前的形式。近 20 年的实践表明，缩短模具设计和制造时间，提高塑料制件精度与性能的正确途径之一是采用计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE)和辅助制造(CAM)现代科学技术的发展，特别是塑料流变学、计算机技术、几何造型和数控加工的突飞猛进为注射模设计与制造采用高技术创造了条件。20 世纪 80年代以来，注射模 CAD/CAE/CAM 技术已经从实验室研究阶段进入了实用化阶段， 并在生产中取得了明显的经济效益。注射模 CAD/CAE/CAM 技术的发展和推广被公认为 CAD 技术在机械工业中应用的一个典范 第第 2 章章 塑件成形工艺性分析塑件成形工艺性分析2.1 塑件的分析塑件的分析可以利用 Pro/E 软件厚度分析功能对零件进行厚度均匀性分析，分析后的结果如图所示(1) 外形尺寸 该塑件壁厚为 5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型，如图所示。 （2）精度等级 每个尺寸公差都不一样，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。（3）脱模斜度 塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷，参考书塑料成型工艺及模具设计 王群 主编 机械工业出版社 表 2-10 选择该塑件上型 芯和脱模斜度为 1。（4）塑件材料 选用 ABS，ABS 为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在 160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于 285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS 熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降5。ABS 吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在 8090下干燥 23h，可以满足各种成型要求。ABS 具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为 0.3%0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是 ABS 塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型。2.2 ABS 的性能分析的性能分析（1）使用性能 综合性能好，冲击强度力学性能较高，尺寸稳定耐化学性电气性能良好；易于成型和机械加工，适合制造电热水壶底座。（2）成型性能1）无定型塑料 其品种很多，应按品种来确定成型方法及成型条件。2）吸湿性强、含水量应小雨 3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件硬要求长时间预热干燥。3）流动性中等。溢边料 0.04mm 左右。4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。（3）ABS 的主要性能指标 其性能指标见下表密度/g.cm-31.021.08屈服强度/MPa50比体积/cm3.g-10.860.98拉伸强度/MPa38吸水率（%）0.20.4拉伸弹性模1400 量/MPa熔点/C130160抗弯强度/MPa 80计算收缩率（%）0.40.7抗压强度/MPa 53比热容/J.(kg.C)-11470弯曲弹性模量/MPa 14002.3 ABS 的注射成型过程及工艺参数的注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程注射成型过程1）成型前准备。对 ABS 的色泽、粒度和均匀度进行检验，由于 ABS 吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。2）注射过程。塑件在注塑机料筒内经过加热、塑化后达到流动状态后，有模具浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为 6075C，处理时间为 1620S. (2) 注射工艺参数1）注塑机；螺杆式，螺杆转数为 30r/min。2）料筒温度（C）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200.3）喷嘴温度（C）：1701804）模具温度（C）：5080.5）注射压力（MPa）：60100.6）成型时间（s）：60 （注射时间取 2.5s，冷却时间为 49s，辅助时间8s） 第第 3 章章 拟定模具的结构形式拟定模具的结构形式3.1 分型面的确定分型面的确定 通过对塑件结构的分析，分型面应该选在截面积最大且有利于取出塑件的底平面上，其位置如下图所示。3.2 型腔数量和排列方式的确定型腔数量和排列方式的确定 （1）型腔数量的确定 该塑件采用精度一般在 23 级之间，且为大批量生产，可采用一腔多模的结构形式。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等因素，初步定为一模两腔结构形式。 （2）型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要求紧凑，并且与浇口开设的部位对称。由于设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如下图所示。 （3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且分型面向上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可确定选用带脱模板的丹分型面注射模。3.3 注塑机型号的确定注塑机型号的确定(1) 注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算（如下图）得 塑件体积： V塑= 100.97 cm3 塑件质量： m塑=V塑=1.02 100.97g=102.99g 式中，P 可取1.02g/cm3. （2）浇注系统凝料体积的初步计算 根据经验按照塑件体积的 0.21 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 0.2倍来估算，故一次注入模具型腔的塑料的总体积为:V总=V塑(1+0.2) 2=100.97 1.2 2cm3=242.33cm3(3)选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑件总质量 V总= 242.33 cm3，则有：V总/0.8= 242.33/0.8= 302.91 cm3。根据以上的计算，初步选定公称注射量为 cm3，注射机型号为 SZY-300 卧式注射机，其主要技术参数见下表。理论注射量/cm3350移模行程/mm350螺杆柱塞直径/mm60最大模具厚度/mm355V 注射压77.5最小模具250 力/Mpa厚度/mm注射速率/g.s-1200锁模形式双曲肘塑化能力/g.s-190模具定位孔直径/mm130螺杆转速/r.min-10300喷嘴球半径/mm12锁模力/KN1500喷嘴口孔径/mm3拉杆内距离/mm400 300 （4）注射机的相关系数的校核注射机的相关系数的校核1)注射压力校核 查表 4-1 可知，ABS 所需的注射压力为 80110MPa，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=1.251.5 。取 k1=1.3 则有： K1p0=1.3100=130p公 所以校核注射机注射压力合格。2）锁模力校核 1）塑件在分型面上的投影面积 A塑，则 2222294.1529424101404mmmmA）（塑2)浇注系统在分型面上的投影面积 A浇，即流道凝料在分型面上的投影面积 A 浇数值，可按照多型腔模的统计分析来确定。A 浇是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑的 0.20.5 倍。由于本设计流道简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些，这里取 A浇=0.2A塑。3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积 A总，则 22856.36707mm94.152942 . 12(mmAAnA 4)模具型腔内的胀型力 F胀，则 KNNpAF77.118435856.36707模总胀式中，p 模是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的 20%40%，大致范围为 2540MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取最大值。ABS 属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故 p 模取 35MPa。该注射机的公称锁模力 F锁=1500KN，锁模力的安全系数 k2=1.11.2 取 k2=1.2，则锁胀FFk724.14212 . 177.11842所以，注射机锁模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 第第 4 章章 浇注系统的设计浇注系统的设计4.1 主流道的设计主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，将注射机注射出的熔体导入分流道或型腔中。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。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于与其高温塑料熔体及注射机喷嘴的反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。（1） 主流道尺寸主流道尺寸 1）主流道的长度：小型模具 L主应尽量小于 60mm，本次设计中初选50mm 进行设计。 2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（3+0.5)mm=3.5mm 3）主流道大端直径：d、=d+2Ltan=7mm，式中=4 4）主流道球面半径：SR0=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=（12+2）mm=14mm 5）球面配合高度：h=3mm（2）主流道凝料体积主流道凝料体积 3332222cm12. 1mm9 .1121mm75. 15 . 375. 15 . 350314. 3rr3）（）（主主主主主主RRLV(3) 主流道当量半径主流道当量半径 mm625. 2mm25 . 375. 1nR(4) 主流浇口套形式主流浇口套形式 主流道衬套为标准件可选购，主流道小端入口与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料要求交严格，因而尽管小型注塑模可以将主流道浇口套与定位 圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，可以便于拆卸更换。同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A 或 T10A） ，热处理淬火表面硬度 5055HRC，如下图所示。4.2 分流道的设计分流道的设计（1）分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可 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）分流道的长度 用于流道设计简单，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 L分取 35mm。如图所示（3）分流道的当量直径 因为该塑件的质量g99.102g02. 197.100m塑塑V根据式（4-16） ，分流道的当量直径为：mm8 . 4mm3599.1022654. 0m2654. 044分塑分LD（4）分流道截面形状 通常分流道截面形状有圆形、梯形、U 形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本次设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。（5）分流道截面尺寸 设梯形下底宽度为 x,底面的圆角半径 R=1mm，并根据表 4-6 设置梯形的高 h=3.5mm，则该梯形的截面积为5 . 3tan85 . 3x2h8tan5 . 32xx）（）（分A再根据该面积与当量直径为 4.5mm 的圆面积相等，可得 48 . 414. 345 . 3)8tan5 . 3x22分（D即得 x4mm 则梯形的上底面积约为 5mm 。如图所示。 （6）凝料体积凝料体积 1）分流道的长度L分=352=70mm 2)分流道截面积A分=22mm75.15mm5 . 3245 3）凝料体积V分=L分A分=33cm1 . 1mm5 .110275.1570(7)校核剪切速率校核剪切速率 1）确定注射时间: 查表 4-8，可去 t=2.2s 2）计算分流道体积流量： scmsVV/39.46/cm2 . 297.1001 . 1tq33塑分分 3）由式（4-20）可得剪切速率:11233s45.9823s25. 214. 31032.473 . 3q3 . 3r分分分R 该分流道的剪切速率处于浇口主流道和分流道的最佳剪切速率5005000s-1 之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。（8）分流道表面粗糙度和脱模斜度 分流道表面粗糙度要求不是很低，一般取 Ra1.252.5um 即可，此处取 Ra 1.6um。另外，其脱模斜度一般在 510之间，这里取脱模斜度 8。 4.3 浇口的设计浇口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔边缘进料。(1)侧浇口尺寸的确定 1）计算侧浇口深度。根据表 4-10，可得侧浇口的深度 h 计算公式为 h=nt= mm5 . 3mm57 . 0式中，t 是塑件的厚度，这里 t=5mm；n 是塑料成型系数，对于 ABS，其成型系数 n=0.7。在设计时浇口深度常常先取最小值，以便于在试模时发现问题进行修模处理，并根据表 4-9 中推荐的 ABS 侧浇口的厚度为 1.21.4mm，故此处浇口深度h 取 1.3mm。 2）计算侧浇口的宽度。根据表 4-10，可得侧浇口的宽度 B 的计算公式为 2cmcm3088.75107 . 030nAB式中，n 是塑料成型系数，对于 ABS 其 n=0.7；A 是凹模内表面积。 3）计算侧浇口的长度。 根据表 4-10，可得侧浇口的长度 L浇 一般选用0.72.5mm，这里取 L 浇 =0.7mm。（2）侧浇口剪切速率的校核 1）计算浇口的当量半径。 由面积相等可得 R2浇 =Bh， 由此矩形浇口的当量半径R浇 = 2）校核浇口的剪切速率确定注射时间：查表 4-8 ，可取 t=2.2s；计算浇口的体积流量：q浇 =sV/mm105 . 4s /cm89.452 . 297.100t343塑计算浇口剪切速率：由式（4-20）可得: 14s1084. 432)14. 33 . 13(14. 389.453 . 332)3 . 3Bhqr（浇浇该矩形侧浇口剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 500050000s-1 之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。4.4 校核主流道剪切速率校核主流道剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。 （1）计算主流道的体积流量 scmscmtnVVVq338 .92/2 . 297.10021 . 112. 1塑分主主 （2）计算主流道的剪切速率1313331039. 5s625. 214. 3108 .923 . 33 . 3sRqr主主主 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 5005000s-1 之间，所以，主流道剪切速率校核合格。4.5 冷料穴的设计及计算冷料穴的设计及计算冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴，由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。 第第 5 章章 成型零件的结构设计及计算成型零件的结构设计及计算5.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计 （1）凹模结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模的结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模，如下图所示。 (2)凸模的结构设计（型芯） 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析，本设计采用整体式凸模，如下图所示。 装配图 5.2 成型零件钢材的选用成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，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，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔嵌入式凹模钢材选用 P20。对于凸模来说，用于脱模时与塑件磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢 Cr12MoV。5.3 成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸计算 采用表 4-15 的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照设计要求拟定。（1） 凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向尺寸的转换：ls1=140+0.3-0.2mm=1400-0.5mm，相应的塑件制造公差 =0.5mm。ls2=60+0.3-0.2 mm=60.30-0.5 1mm，相应的制造公差=0.5mm。2 101111)1(zxlSLscpMmmmm083. 00083. 0047.1405 . 06 . 03 .140)0055. 01(202222)1(zxlSLscpMmmmm83. 00083. 0047.605 . 06 . 03 .60)0055. 01(式中，Scp 是塑件的平均收缩率，查表可得 ABS 的收缩率为 0.3%0.8%，所其平均收缩率 Scp=0.0055；x1、x2是系数，查表 4-15 可知 x 一般在 0.50.8之间，此处取 x1=x2=0.6， 分别是塑件上相应尺寸公差（下同） ；21z1、z2 是塑件上相应尺寸的制造公差，对于中小型塑件取 z=1/6（下同） 。（2） 凹模深度尺寸的计算 塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度最大尺寸Hs1=350.1mm=35.10-0.2mm，相应的塑件制造公差=0.2mm。s1mmmmmmxHSHzscpm033. 00033. 000111114.352 . 063. 01 .35)0055. 01()1( (3) 型芯径向尺寸计算 型芯径向尺寸的转换： mmmmmmLsS3 . 0,9 .12913013 . 002 . 01 . 01 mmmmmmLss3 . 0,9 .495023 . 002 . 01 . 02mmmmmmLss3 . 0,9 . 91033 . 002 . 01 . 03mmmmxlSlzscpM005. 0005. 0011115 .1303 . 07 . 0129)0055. 01()1(1mmmmxlSlzscpM005. 0005. 0022215 .503 . 07 . 09 .49)0055. 01()1(2mmmmxlSlzscpM005. 0005. 0033335 .103 . 07 . 09 . 9)0055. 01()1(3式中，x1x2x3是系数，由表 4-15 可知一般在 0.50.7 之间此处取x1=x2=x3=0.7。（3） 型芯高度尺寸的计算 成型塑件型芯高度塑件尺寸转换：mmmmxhShmmmmzscpMs033. 0033. 0011112 . 00117.352 . 06 . 09 .34)005. 01()1(9 .341 . 035h1式中，x1是模具尺寸计算系数，查表 4-15 可知一般在 0.50.8 之间，此处取 x1=0.6。（4） 成型孔间距计算mmmmCsCzsM016. 033.505 . 0)1(5.4 成型零件尺寸及动模板垫块厚度的计算成型零件尺寸及动模板垫块厚度的计算（1）凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔的布置，模架初选 250mm 400mm 的标准模架，其厚度根据表 4-19的刚度公式计算。mm36.28mm023. 0101 . 2235353)234134413）（pEphS 式中，p 是型腔压力（MPa） ；E 是材料的弹性模量（MPa） ；h=W，W 是影 响变形的最大尺寸，而 h=35mm；p 是模具刚度计算许用变形量。根据注射塑料品种。p=25i=25 0.918=0.23mmm式中，i2=m918. 030001. 03545. 051m 凹模侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，这里凹模嵌件单边厚度选取 15mm。由于型腔采用直线、对称结构布置，故两个型腔之间的壁厚满足结构设计就可以。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用 250mm 450mm 它比型腔布置尺寸大得多，所以完全满足强度和刚度要求。（2）动模垫板厚度的计算 动模垫板厚度和所选的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 250mm 450mm 这个范围内，垫块之间的跨度大约为 250mm-40mm-40mm=160mm。那么，根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度，即 p154. 0ELpALTmm09.33mm032. 0400101 . 25 .132663516054. 0315）（ 式中，p 是动模垫板刚度计算许用变形量。p =25i2=mmmmmm032. 000129. 025160001. 016045. 02551）（L 是两个垫块之间的距离，约 160mm；L1是动模垫板的长度，取 400mm；A是两个型芯投影到动模垫板上的面积。单件型芯所受压力的面积为： A1=22225 .13266130785. 04mmmmD两个型芯的面积 A=2A1= 13266.5 2=26533mm2 对于此动模垫板计算尺寸相对小型模具来说可以再小些，可以增加 2 根承柱来进行支撑，故动模垫板可按照标准厚度取 32mm。 第第 6 章章 模架的确定模架的确定 根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以计算出凹模嵌件所占的平面尺寸为 170mm380mm，又考虑凹模最小壁厚，导柱、导套的布置等，再同时参考小型模架的选型经验公式和表 4-38，可确定选用模架序号为 7 号（WL),模架结构为 A4 型。6.1 各模板尺寸的确定各模板尺寸的确定 1）A 板尺寸。A 板是定模型腔板；凹模嵌件深度为 25mm，又考虑在模板上还要开设冷却水道，还需要留出足够的距离，故 A 板厚度取 40mm。 2）B 板尺寸。B 板是型芯固定板，按模架标准厚度取 32mm。 3）C 板（垫块）尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定厚度+（510）mm=7580mm,初选定位 C 为 80mm。 经上述尺寸的计算，模架尺寸硬件确定为模架序号为 6 号，板面为250mm 450mm ，模架结构形式为 A4 型的标准模架。其外形尺寸：宽 长 高 =250mm 450mm 254mm 如下图所示。 6.2 模架的尺寸的校核模架的尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸根据所选注射机来校核模具设计的尺寸 1)模具平面尺寸 250mmmm300mmx400mm（拉杆间距） ，校核合格。 2）模具高度尺寸 254mm，250mm254mm355mm（模具的最大厚度和最小厚度） ，校核合格。 3）模具开模行程 S=H1+H2+（510）mm=8595mm 350mm（开模行程） ，校核合格。 第第 7 章章 排气槽的设计排气槽的设计该塑件采用侧浇口进料，熔体经塑件下方充满型腔，其配合间隙可作为气体排出的方式，不会再顶部产生憋气的现象。同时，底面的气体会沿着推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模板之间的间隙向外排出。 第第 8 章章 脱模推出机构的设计脱模推出机构的设计8.1 推出方式的确定推出方式的确定 本塑件采用脱模板推出方式。脱模板推出时为了减小脱模板与型芯的摩擦，本设计中在用脱模板与型芯之间留出 0.2mm 的间隙，并采用锥面配合，如下图所示，可以防脱模板因偏心而产生溢料，同时避免了脱模板与型芯产生摩擦。 8.2 脱模力的计算脱模力的计算 型芯脱模力 因为,所以视为薄件，根据式（4-24）1012560tr脱模力为：8.00 0.1 3.14 652N=10613.2NAKftESLF1 . 0)1 ()tan(cos22式中，F 脱模力，E 是塑料的弹性模量，S 是塑料成型的平均收缩率，t 是塑件壁厚，L 是型芯的长度；是塑料的泊松比；a 是脱模斜度；f 是塑料与刚才之间的摩擦因数；r 是型芯的平均半径，A 是塑件在与开模方向垂直的平面的投影面积；K1是由 f 和 决定的无因次数，K1= ；K2是由 f 和 决定的无因次数，cos2cos222K2=1+fsincos 。 8.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压力校核推出机构作用在塑件上的单位压力 （1）推出面积 A=2222225 .2119mm1301404d4mmD）（）（2）推出应力 (抗压强度）合格。AF2 . 1MPaMPMP53a00. 6a5 .21192 .106132 . 1 第第 9 章章 冷却系统的设计冷却系统的设计设计时忽略模架因空气对流、辐射以及与注射机接触散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所释放的热量应等于冷却水所带走的热量。9.1 冷却介质冷却介质 ABS 属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度分别为 200C和5080C。所以，模具温度初步选定为 50C，用常温水对模具进行冷却。9.2 冷却系统的简单计算冷却系统的简单计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W 1）塑料制品的质量 V=V主+V分+nV塑=204.16cm3塑料制品的质量 m=204.16 1.02=208.24g=0.20824kgV2）塑件的壁厚为 5mm，查表 4-34 得 t冷 =49.0s，取注射时间 t注=2.2s，脱模时间 t脱=8，则注射周期：t=t注+t冷+t脱=（2.2+49+8 ）s=59.2s 。由此得每小时注射次数：N=(3600/60)次=60 次3）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：W=Nm=60 0.20824=12.944kg（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量 Q，查表 4-35 直接可知ABS 单位热流量 Qs 的值的范围在（310400)Kj/kg 直接，故取 Qs=370Kj/kg.（3）计算冷却水的体积流量 qv 设冷却水道入口的水温为 2=22C，出口的水温为 1=25C，取水的密度=1000kg/m3 ，水比热容c=4.187kj/（kg.C） 。则根据公式可得： ）21(60cWQqSsmsm/006133. 0/2225187. 4100060370944.1233）（ （4）确定冷却水路的直径 d 当 qv= 0.006133 m3 /min 时，查表 4-30 可知，为了使冷却水处于湍流状态，去模具冷却水库的直径 d=0.01m。（5）冷却水在管内的流速 v smsmdq/30. 1/01. 014. 360006133. 0460422（6）求冷却管壁与水交界的膜传热系数 h 因为平均水温为 23.5C，查表4-31 可得 f=0.67，则有： ）ChmJChmkJdfh./(k101 . 2./(01. 0)30. 11000(7 . 6187. 4)(187. 424228 . 028 . 0计算冷却岁通道的导热总面积 A A= 2240086. 05 .26101 . 2370944.12mmhWQ（7）计算模具所需冷却水管的总长度 LmmmmAL274274. 001. 014. 30086. 0d（8） 冷却水路的根数 x 设每根水路的长度 l=200mm，则冷却水路的根数为： 取 x=2 根根根37. 1200274lLx 根据具体情况加以修改为了提高生产效率凹模和凸模都应得到充分的冷却。9.3 凹模嵌入和型芯冷却水道的设置凹模嵌入和型芯冷却水道的设置 型芯的冷却系统的计算与凹模冷却系统计算方法基本上一样的，因此不再重复。设计时在型芯的下部采用简单冷却流道式来设计，凹模嵌件拟采用两条冷却水道水道。冷却水道布置如下图所示。 第第 10 章章 导向与定位结构的设计导向与定位结构的设计 注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向的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
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