绕线筒手柄注塑模具设计【包含CAD图纸+PDF图】
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目 录前言 .11 塑件成型工艺分析 .31.1 塑件分析.31.2 塑件材料的成型特性与工艺参数.42 拟定模具结构形式 .72.1 分型面的设计.72.2 型腔的设计.83 注塑机型号选择与确定 .103.1 所需注射量的计算.103.2 注射机型号的选定.113.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核.123.4 注射机安装部分相关尺寸的校核.143.5 开模行程的校核 .143.6 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核.154 浇注系统的设计 .164.1 浇注系统设计的原则.164.2 主流道的设计.164.3 冷料穴的设计.184.4 分流道的设计.194.5 浇口的设计.224.6 浇注系统的平衡.234.7 浇注系统凝料体积计算.234.8 浇注系统各截面流过熔体的体积计算.244.9 普通浇注系统截面尺寸的校核.245 成型零件的设计 .265.1 成型零件的要求及选材.265.2 成型零件的结构设计.265.3 成型零件尺寸的计算.265.4 型腔刚度的校核.306 模架的确定和标准件的选用 .326.1 模架的选用.326.2 模板尺寸的确定.337 合模导向机构的设计 .357.1 导柱的设计.357.2 导套的设计 .368 脱模机构的设计 .388.1 脱模机构的分类及设计原则.388.2 脱模力的计算与校核.398.3 推杆的设计.408.4 脱模机构的复位元件.418.5 侧向分型与抽芯机构的设计.419 排气系统和温度调节系统的设计 .459.1 排气系统的设计.459.2 冷却系统的设计.4510 典型零件制造工艺 .4710.1 定模仁型腔部分的制造工艺 .4710.2 动模座板的数控程序设计 .4811 模具材料的选择 .5112 模具的工作过程 .5213 设计总结 .5314 参考文献 .54 11 塑件成型工艺分析1.1 塑件分析1.1.1 塑件模型 以下是塑件立体与平面图：图 1-1 塑件三维立体图 2图 1-2 塑件平面图1.1.2 塑料 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）1.1.3 塑料件质量 46.92g1.1.4 塑料件体积 44.693cm1.1.5 色调 不透明（黑色）1.1.6 生产纲领 大批量生产1.1.7 工艺结构分析 （1）结构分析塑件结构复杂程度一般，表面质量要求也较高。塑件外观质量要求高,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷, 综合考虑其浇注时的难易程度和成型特征等因素，浇口最好在另一侧的表面用侧浇口来进行浇注，以保证其表面的成型质量。整体来看该塑件成型简单，但在脱模时包紧力较大，应有一定的脱模斜度，用推杆推出即可。 （2）精度等级选用的精度公差等级按照国家标准为一般精度MT3级。 （3）脱模斜度该塑件的壁厚约为2.26mm，从表查得该ABS塑件的脱模斜度, 型腔为35130, 型芯3040。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、摩擦系数的大小及塑料的收缩率。形状愈复杂或成型孔较多时取较大的脱模斜度；制品高度愈高、孔愈深则取较小的脱模斜度；内孔包住型芯，应取较大的斜度。因此, 本次设计的脱模斜度型腔取1, 型芯取40。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，否则应在图样上加以注明。当要求开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。1.2 塑件材料的成型特性与工艺参数1.2.1 塑料 ABS 成型特性 （1）名称ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物） ，热塑性塑料。综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件盒结构零件。 （2）ABS主要性能 ABS，燃烧性慢，屈服强度、拉伸强度3850Mpa，伸长率不大，热变形温度6075C，计算收缩率为0.4-0.7%。具体如下表： 3表1-1 ABS的物理、热性能指标性能单位数值密度3/cmg1.021.08比体积gcm /30.860.98吸水率（24h）%0.20.4收缩率（%）%0.40.7熔点（或粘流温度）130160热变形温度线膨胀系数C/1058310368 表1-2 ABS的力学、电气性能指标性能单位数值抗拉、屈服强度MPa50拉伸弹性模量MPa1.4310抗弯强度MPa80冲击韧度kJ/m211(有缺口)布氏硬度HB9.7R121体积电阻率介电常数（10 HZ）6m6.916102.42.65 （3）成型特性 a 无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。 b 吸湿性强。含水量应小于0.3%（质量） ，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 c 流动性中等。溢边料0.04mm左右。 d 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 1.2.2 塑料ABS的成型工艺参数 4 （1）注射成形机类型：螺杆式，螺杆转数为30r/min。 （2）料筒温度（）：后段150170 中段165180 前段180200（3）喷嘴温度（）：170180。（4）模具温度（）：5080。（5）注射压力（MPa）：60100。（6）成型时间（s）：30（注射时间取1.6，冷却时间20.4，辅助时间8） 。 1.2.3 注射成型过程（1） 成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应 进行充分的干燥（2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、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 6075，处理时间为1620s2 拟定模具结构形式2.1 分型面的设计2.1.1 分型面的设计原则分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造有很大的影响。分型面的设计原则为： （1）便于塑件脱模； a 在开模时尽量使塑件留在动模内 b 应有利于侧面分型和抽芯 c 应合理安排塑件在型腔中的方位 （2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏； （3）尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等） ； （4）有利于排气； （5）尽量使模具加工方便； （6）有利于嵌件的安装； （7）有利于预防飞边和溢料的的产生； 5 （8）有利于模具结构的简化。 该塑件在进行塑件设计时已充分考虑了上述原则，同时从塑件图样可看出该塑件一端顶部有一个圆形孔，且对应着底部有许多个凸起端，因此在分型时需要在型芯上安置多个镶块进行分型。2.1.2 分型面选择方案（1）分型面选择方案：单分型面注射模单分型面注射模又称两板式模具。它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。（2）分型面选择方案：双分型面注射模双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板） ，塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，常见的有以下几种：a 定距板式双分型面注射模b 定距拉式双分型面注射模c 定距导柱式双分型面注射模d 拉钩式双分型面注射模e 摆钩式双分型面注射模f 尼龙拉钩式双分型面注射模双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。综上分析，本设计拟定采用单分型面注射模。2.1.3 分型面的确定对于此塑料件，外观质量要求一般，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量,其分型面形式与位置如图所示：分型面图 2-1 分型面的形式与位置 62.2 型腔的设计2.2.1 型腔数目的拟定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：（1）根据经济性确定型腔数目；（2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；（3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目；（4）根据制品精度确定型腔数目。型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求） ，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。该塑件精度要求不高，生产批量大批量生产，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模两腔。一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不太高的小型塑件，是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。由此可见，该注塑机正好匹配所对应的型腔数目，所以可确定其型腔数量为2个。2.2.2 型腔的布置 型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此，本模具一模两腔的布置方式如下图：图2-2 型腔的布局3 注塑机型号选择与确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合规范的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式。在确定模具结构形式及初步 7估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。同时设计人员还必须对提供的注射机进行校核。3.1 所需注射量的计算3.1.1 塑件质量、体积的计算对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此塑件分析得：塑件体积 V144690 mm3=44.69cm3， 塑件质量=46.92g11Vm3.1.2 浇注系统凝料的初步计算、确定由于该模具采用一模两腔，按塑件体积的 0.2 倍计，所以浇注系统的凝料体积为：17.88cm369.4422 . 022 . 012VV则：该模具一次注射所需塑料 ABS：体积 107.26cm32102VVV质量 112.61g00Vm3.1.3 塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力22162.3518609.1466122 . 009.146612mmAnAAKNPAnAFm65.12313519.35)(21型式中 A-塑件及流道凝料在分型面上的投影面积； -单个塑件在分型面上的投影面积；1A -流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积；2A -模具所需的锁模力/N；mF -塑料熔体对型腔的平均压力/Mpa：由于该塑件材料为 ABS 且壁厚均匀，属于容易成型P型的塑件，故查表可取=35 Mpa。型P3.2 注射机型号的选定一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。1000以下2cm的中、小型注射机，其注射时间常为 4s，大型注射机注射时间在 12s 以内，注射速度一般为 857m/min，常用低速注射。选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填不足。选用高速注射的或用大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及易发生飞边等弊病。根据上面计算得到的 m 和值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量 G）和额mF定锁模力 F 应满足ggmG48.13285. 061.112式中 -注射系数，无定型塑料取 0.85，结晶型塑料取 0.75。FmF根据以上的初步计算投影面积和锁模力，选定型号为 SZ-320/1250 的卧式注射机。其主要技术参数见下表：表3-1 SZ-320/1250注塑机的主要技术参数注塑机各项目单位参数结构型式螺杆直径螺杆转速理论注射容量塑化能力注射速率额定注射压力锁模力拉杆内间距锁模型式最大模具厚度最小模具厚度移模行程定位孔直径mmr/mincm3g/sg/sMPaKNmmmmmmmmmm卧式4810200335191401451250415*415双曲肘300150360160续表续表 3-13-1注射机各项目 单位 参数 9喷嘴球半径 SR mm 15喷嘴孔半径 SR mm 33.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核3.3.1 型腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量25 .123600/12mmKMtn上式中 26.4 远大于 4，所以型腔数量校核符合要求。式中 K-注射机最大注射量的利用系数，无定型塑料一般取 0.85； M-注射机的额定塑化量（g/s）,该注射机为 19g/s； t-成型周期，因塑件小，壁厚不大，取 30s； -单个塑件的质量和体积（g 或） ，取=46.92g；1m3cm1m -浇注系统所需塑料质量和体积（g 或） ，取 0.2；2m3cm12m3.3.2 注射机工艺参数的校核1）最大注塑量的校核为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的35%75%范围内，最大可达 80%，最低不应小于 10%。既保证塑件质量，又充分发挥设备的能力，选在50%80%范围内为好。最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。注射量容积表示：最大注射容积为：3max26833585. 0cmVV式中 -模具型腔和流道的最大容积（） ；maxV3cm V-指定型号与规格的注射机注射量容积（） ，该注射机为 140；3cm3cm -注射系数，取 0.750.85，无定型塑料可取 0.85，结晶型塑料可取 0.75，该处取0.85。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积。故每次注射的实际注射量容积应满足3min75.8333525. 025. 0cmVVV 10，而=93.2，符合要求。minVVmaxVV3cm2）锁模力的校核锁模力是指注射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满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即：KNAPkF84.11773562.351862 . 10型符合要求。式中 -型腔的平均压力，查表到 25MPa；型P -锁模力安全系数，一般取=1.11.2。0k0k3）注塑压力的校核所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机的类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，成型时所需注射压力大致如下：1、塑料熔体流动性好，塑件形状简单，壁厚者所需注射压力一般小于 70MPa。2、塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精度要求一般者，所需注射压力通常选用 70100 MPa。3、塑料熔体具有中等粘度（改性 ABS、PE 等） ，塑件形状一般，有一定精度要求者，所需注射压力选用 100140MPa。4、塑料熔体具有较高粘度（PMMA、PPO、PC 等） ，塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均匀，尺寸精度要求严格的塑件，所需注射压力约在 140180MPa 范围。注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力=145MPa，应该大于注射成型时所需用的注射压maxP力，即0PMPaPkP126904 . 10max符合要求。式中 -安全系数，常取=1.251.4，这里为使用安全取用 1.4。kk实际生产中，该塑件成型时所需的注射压力为 70100 MPa，这里取 90 MPa。3.4 注射机安装部分相关尺寸的校核3.4.1 喷嘴尺寸主流道的小端直径 D 大于注射机喷嘴直径 d，以利于塑料熔体流动。通常为 11D=d+（0.51）mm对于该模具 d=3mm，取 D=3.5mm 符合要求。主流道入口的凹球面半径应大于注射机喷嘴半径，以利于同心和紧密接触，使主流道内0SRSR的凝料易脱出。通常为=+（12）mm0SRSR对于该模具=15mm，取=16mm，符合要求。SR0SR3.4.2 定位圈尺寸注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。注射机定位孔尺寸为，定位圈尺寸取且两者之间呈间隙配合，符合要求。mm125mm1253.4.3 模具厚度校核模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之关系应满足：minmaxmHHH式中 模具闭合后的总厚度/mmmH注射机允许的最小模具厚度/mm；minH注射机允许的最大模具厚度/mm；maxH由上表 3-1 可知：，；mmH150minmmH300max而该模具的总厚度 H=25+63+20+40+40+80+25=293mm，符合要求。3.5 开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开模距离，它必须小于注射机的最大开模行程，由于注射机的锁模机构不同，开模行程的效核有三种情况。3.5.1 注射机最大开模行程与模具厚度无关这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其最大开模行程由曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。对于单分型面注射模具，其开模行程按下式校核：mmHHS113108023)105(21 12式中 S-注射机最大开模行程，表 3-1 查得 S=360mm； -塑件脱模距离/mm；-包括流道凝料在内的塑件高度/mm；1H2H3.5.2 注射机最大开模行程与模具厚度有关对于全液压式锁模机构的注射机，最大开模行程受到模具厚度的影响。此时最在开模行程等于注射机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。KSmH对于单分型面注射模，按下式校核：)105(21HHHSSmK则 mmHHHSmK233108023120)105(21=240mm233mm,符合要求。KS3.6 模架尺寸与注射机拉杆内间距校核该套模具模架的外形尺寸为 250mm315mm，而注射机拉杆内间距为 415mm415mm，由此可以看出其模架尺寸校核符合要求。4.4.1 成型零部件工作尺寸的计算（1)主型芯参数的确定主型芯径向尺寸主型芯径向尺寸按以下公式计算： (4.2) 0zxSlllcpssm式中型芯基本尺寸；ml塑件内形基本尺寸；sl塑料平均收缩率，0.6%；cpS修正系数，取；x43塑件尺寸公差；型芯制造公差，取。z3/ 13则主型芯大端径向尺寸=0334. 0134. 043006. 0114114ml011. 094.114 主型芯小端径向尺寸=033 . 023 . 043006. 06 .916 .91ml010. 037.92 主型芯的轴向尺寸主型芯轴各尺寸按以下公式计算： (4.3)0ZxShhhcpssm式中型芯基本尺寸；mh塑件内形基本尺寸；sh塑料平均收缩率，0.6%；cpS修正系数, ； x32塑件尺寸公差；型芯制造公差，取。z3/则主型芯高度 =0338. 038. 032006. 0130130mh013. 003.131（2)型腔参数的确定型腔径向尺寸 (4.4) ZxSLLLcpssm0式中型腔基本尺寸；mL塑件外形基本尺寸；sL塑料平均收缩率，0.6%；cpS修正系数，取；x43 14塑件尺寸公差；型腔制造公差，取。z3/则型腔大端尺寸为=334. 00134. 043006. 0118118mL13. 0045.118 型腔小端尺寸为=33 . 0023 . 043006. 027.9527.95mL10. 0062.95型腔轴向尺寸型腔轴向尺寸按以下公式计算： (4.5) ZxSHHHcpssm0式中型腔基本尺寸；mH塑件外形基本尺寸；sH塑料平均收缩率，0.6%；cpS修正系数, ； x32塑件尺寸公差；型芯制造公差，取。z3/=338. 0038. 032006. 0130130mH13. 0053.1304.4.2 成型型腔壁厚的计算本设计为小型模具，成型零部件的强度问题比较突出，即应力达到许用数值时，弹性变形量与其许用数值之间相差比较大，这种情况下只对成型零部件进行强度校核即可。型腔选用材料为 T8。 侧壁厚度 （4.6）12Mcprt 15式中侧壁厚度，；ctmm凹模型腔内孔的半径，57.7；rmm材料的许用应力，一般中碳钢取 200；MPa模腔压力，25。MpMPa=8.93，取 9。12522002007 .57ctmm则型腔外轮廓半径为 67，可做为选择模架的依据。mm 底部厚度 （4.7）432rptMh式中底部厚度，；htmm凹模型腔内孔的半径，57.7；rmm材料的许用应力，一般中碳钢取 200；MPa模腔压力，25。MpMPa=17.67，取 18。20047 .572532htmm4.5 脱模机构脱模机构设计原则：保证塑件不因顶出而变形损坏及影响外观；尽量将塑件留在动模；推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死现象，机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。因圆盒型较深，PS 质软，且一模一腔，为不使塑件变形，可利用成型零件推出。4.5.1 脱模力的计算本圆盒为薄壁制件（t/d=2/116=0.0170.05）,所需脱模力按以下公式计算： 16 （4.8）AKfESLF1 . 01tancos221式中圆环形制品的壁厚，2mm；1塑料的弹性模量，3000；EMpa塑料平均成型收缩率,0.6%；S制件对型芯的包容长度，128；Lmm模具型芯的脱模斜度，5；塑料的泊松比，0.32；无量纲系数，随和而异，取 1.0084；2Kf制件与型芯间的磨擦系数，0.12；f盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，7076.63。A2mm63.70761 . 00084. 132. 015tan12. 05cos128006. 03000214. 32F =2074.48N4.5.2 推出零件尺寸的确定本设计使用成型零部件脱模，只需计算推杆即连接杆的尺寸。根据压杆稳定公式，可得推杆直径（）的公式mm （4.9）4/12nEFLKd式中推杆的最小直径，；dmm安全系数，可取；K5 . 1K推杆的长度，244，Lmm 17脱模力，456312.32；FN推杆数目，1；n钢材的弹性模量，3000；EMpa=21.37,取 25；4/12300048.20742445 . 1dmmmm推杆直径确定后，按以下公式进行强度校核 (4.10) 42dnF式中推杆材料的许用应力，200；Mpa推杆所受的应力，；Mpa 其它符号同前。=4.23200，符合受力要求。22514. 348.20744MpaMpa4.6 侧抽芯机构圆盒的两侧开有对称小窗，存在与开模方向垂直的分型，深度较大不能强制脱模，故需要侧向抽芯机构。考虑到型腔较深，对型芯的包紧力较大，虽有较大斜度仍不能保证能顺利脱模，故采用弯销滞后侧抽芯机构，开模后有一段空行程，该机构抗弯强度高，可使用较大的倾斜角，在开模行程相同的条件下，可以得开更大的抽芯距。4.6.1 侧抽芯机构主要参数的确定抽芯距S型芯从成型位置到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距。一般抽芯距为侧孔或侧凹深加 23mm 的余量。0S这里=2，则=2+2=4mm0SmmmmSS)32(0弯销的倾角 18倾角不仅决定开模行程和弯销长度，对弯销的受力状况也会产生重要影响。本设计取倾角。 20有效工作长度L=11.67sinSL 20sin4mm弯销和滑块孔之间的间隙，取 0.5。mm工作原理见图 4.6.1。图 4.6.1 弯销工作原理示意图弯曲力F弯曲力，式中为抽芯阻力，即塑料对侧型芯的包紧力。coscFF cF因pAFc式中塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，一般取 812，收缩力越大，pMpa包紧力越大，的取值越大，本设计取=9。ppMpa 塑料制品包紧型芯的侧面积，这里为A241049. 1m故=134141049. 19cFN =142720cos1341FN弯销的截面尺寸、bh弯销的截面形状为矩形，宽为，高为。抽芯时，弯销受有弯矩的作用，其最bhM大值为=26.620cos01754. 01427cosFLMmN mN 由材料力学可知弯销的弯曲应力为 19 （4.11）WWWM式中弯销的抗弯截面系数；M弯销材料的弯曲许用应力，对碳钢可取 13.7(137)；W3/cmkNMpa弯销的截面为矩形，其截面系数为，本设计中取=， 62bhW bh32=13.13，规整取 143cos9WFLh 3820cos1037. 101316. 014279mmmm则=8.75，此为不安装螺钉而满足强度要求时需要的最小尺寸，由于b13.1332mm还需螺钉固定，螺钉选用 M3 系列的，故应加上螺钉导致的缺孔的宽度，取 12。mm空行程取 5。mm抽芯行程为=12.37。20cos16.13cosLScmm4.6.2 侧抽芯机构设计要点弯销常采用 45 钢、T10A、T8A 及 20 钢渗碳淬火， 热处理硬度在 55以上，表HRC面粗糙度不大于 0.8，弯销与固定板采用。aRm6/7 mH滑块采用组合式，便于加工、维修和更换，并能节省优质钢材，滑块常用 45 钢或T8、T10 制造，淬硬至 40以上，而型芯则要求用、T8、T10 或 45 钢制造，HRCCrWMn硬度在 50以上。HRC导滑块槽应使滑块运动平衡可靠，二者之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有间隙。滑块的导滑部分应有足够的长度，以免运动中发生偏斜，一般导滑部分长度应大于滑块宽度的 2/3，否则滑块在开始复位时容易发生倾斜。导滑槽应有足够的耐磨性，由 T8、T10 或 45 钢制造，硬度在 50以上。HRC滑块应有定位和锁紧装置。锁紧块有于在模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料熔体对滑块的推力，以免弯销弯曲变形；但开模时，又要求锁紧块迅速让开，以免阻碍弯销驱动滑块抽芯。故销紧块的楔角应大于倾斜角，一般取。)32(设 204.7 调温系统4.7.1 调温系统的重要性模具温度对塑料制件的质量及生产效率有极大的影响：（1） 改善成形性（2） 成型收缩率（3） 塑件变形（4） 尺寸稳定性（5） 力学性能（6） 外观质量4.7.2 调温系统设计 单位时间型腔内的总热量 Q（kJ/h） （4.12）1NGQQ 式中每小时注射次数；N每次塑料的注射量，kg；G单位热流量，。1QkgkJ /本设计中成型周期为 20s，=3600/20=180 次；N每次塑料的注射量包括塑件的质量和浇注系统的质量，本设计中塑件的质量为113.3g，设浇注系统质量为 10g，则=123.3g=0.1233kg。G查文献1第 222 页图 10-2，取=160.81QkgkJ /=3568.7952Q8 .1601233. 0180hkJ / 通过自然冷却所散发的热量 dQ、fQ、tQ 由对流所散发的热量 Qd（kJ/h） (4.13) 3422)30036025. 0(187. 4eMMMdAQ 21式中模具平均温度，本设计中为 30；MQ2C室温，一般取 20；eQC模具表面积，；MA2m (4.14) 21MMMAAA式中模具的四个侧表面积，即1MA=526820=0.52682；1003212511435542mm2m模具的两个分型面表面积，为模板面积与塑件侧面积之和的两倍，即2MA=332050=0.33205；4000035535522mm2m开模率； (4.15) tttt21式中注射成型周期，20s；t注射时间，2s；1t制品冷却时间，9.3s。2t故 =0.435，=0.671,203 . 922033205. 0435. 052682. 0MA2m =81.16342030671. 0)3003036025. 0(187. 4dQhkJ / 由幅射所散发的热量（）fQhkJ / (4.16) 44211002731002738 .20eMMfAQ式中模具的四个侧表面积，0.52682；1MA2m辐射率，本设计取 0.80；（资料 1P223） 22模具平均温度，本设计中为 30；M2C室温，一般取 20；eC =92.8244100202731003027380. 052682. 08 .20fQhkJ / 向注射机工作台所传递的热量（）tQhkJ / (4.17) eMMtAhQ232式中模具与工作台接触面积，=284000=0.284；3MA23554002mm2m传热系数，普通钢取=5022h2h)/(2ChmkJ =1425.682030284. 0502tQhkJ / 脱模后塑件带走的热量（）zQhkJ /2NGQQz式中每小时注射次数，180 次；N每次塑料的注射量，0.1233；Gkg单位热流量，30时取 20。2QCkgkJ /=443.88201233. 0180zQkgkJ / 由冷却系统带走的热量 2Q（hkJ /）ztfdQQQQQQ2= 1525.255288.44368.142582.9216.817952.3568hkJ /应分别由凹模和型芯的冷却回路带走，采用资料 1 式（10-41）的分配方案，2Q=610.102552.52514 . 04 . 022QQGhkJ / 23= =915.182552.52516 . 06 . 022QQKhkJ / 计算冷却回路有关参数.1 凹模所需冷却水管参数 (4.18) inoutGVcQq12式中冷却水入口温度，设定 20；inQC冷却水出口温度，本设计要求精度较高，设定出口温度为 21（精度为 3outQC级时进出口温差应小于 2） ；C冷却水平均温度时水的密度，998.2； 3/mkg冷却水平均温度时水的比热容，4.187；1cCkgkJ /所需冷却水的体积流量，Vqhm /3= 2.4320212 .998187. 410.610Vq601310min/3m则冷却水的平均流速=1.612152dqvV23008. 014. 3151043. 22sm/将冷却管道设计成螺旋形半圆水道，直径设为 0.008，则冷却水流速应是计算的dm一倍，即 3.22。sm/凹模冷却水道长度:模具热阻按以下公式计算 (4.19)GplAQt2式中模具的热传导阻力，表现为温差，；tC进入模具的熔体的总热含量，922.1W；plQ 24水孔中心至型腔的距离，取 9；mm型腔表面积，122783；GA2mm模具材料的传热系数，查资料 2P215 表 5-55，一般钢材取；)/(1054KmmW=K4105122783291 .922t71035. 1可见，冷却水管壁与型腔壁温差几乎为零，即整个型腔温度可视为相等。则型腔散热面积 (4.20)vQMMMGG)(015. 01 (133605252式中型腔的散热面积，；G2m冷却水平均温度，20.5；M5C=0.0037，制件与型腔的接触面积为 0.047)5 .2030)(5 .20015. 01 (1336010.610G2m，与计算的散热面积比较接近。2m则型芯冷却水管长度=179.96dLG) 15 . 0(8) 114. 35 . 0(3700mm凹模冷却水道参数校核冷却水流动状态的校核校核公式为 (4.21) 100006000Revd式中水的运动黏度，查资料 1P229 图 10-8，取=sm /100 . 125则10000600025760100 . 1008. 022. 3Re6故水的流动属于稳定湍流，有良好的冷却效果。 25冷却回路压降计算 (4.22) 2)(32dLLpe式中水在时的密度，993.2；M53/mkg冷却回路因孔行变化或改变方向引起的局部阻力的当量长度，型腔中有一次eL90 转弯，得=0.24eLd301008. 0301m=671.6Pa26008. 0)24. 018. 0(22. 32 .993100 . 132p该压力远小于一般自来水的压力，故该方案可靠。图 4.7.1 型腔三维图.2 型芯所需冷却水管参数inoutKVcQq12式中冷却水入口温度，设定 20；inQC冷却水出口温度，本设计要求精度较高，设定出口温度为 21；outQC冷却水平均温度时水的密度，998.2； 3/mkg冷却水平均温度时水的比热容，4.187；1cCkgkJ /所需冷却水的体积流量，Vqhm /3= 3.6520212 .998187. 418.915Vq601310min/3m将冷却管道设计成螺旋形半圆水道，直径设为 0.008，则冷却水的平均流速dm=2.422152dqvV23008. 014. 3151065. 32sm/ 26半圆形水道流速应为 4.82。sm/型芯冷却水道长度:与型腔设计时同理，整个型芯温度可视为相等。则型腔散热面积vQMMMKK)(015. 01 (133605252式中型芯的散热面积，；K2m冷却水平均温度，20.5；M5C=0.0055)5 .2030)(5 .20015. 01 (1336018.915G2m制件与型芯的接触面积为 0.048，与计算的散热面积比较接近。2m则型芯冷却水管长度=267.51dLK) 15 . 0(8) 114. 35 . 0(5500mm型芯冷却水道参数校核冷却水流动状态的校核校核公式为100006000Revd式中水的运动黏度，查资料 1P229 图 10-8，取=sm /100 . 125则10000600038560100 . 1008. 082. 4Re6故水的流动属于稳定湍流，有良好的冷却效果。冷却回路压降计算2)(32dLLpe式中水在时的密度，993.2；M53/mkg 27冷却回路因孔行变化或改变方向引起的局部阻力的当量长度，型腔中有一次eL90 转弯，得=0.24eLd301008. 0301m=1220.74Pa26008. 0)24. 027. 0(82. 42 .993100 . 132p该压力远小于一般自来水的压力，故该方案可靠。图 4.7.2 型芯冷却回路三维图冷却水道的布置如图 4.7.3 所示，其中 A、B 为两股不同的水流：图 4.7.2 型芯冷却回路三维图1.定模板 2.动模板 3.动模垫板4.8 导向机构导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合，起定位和导向作用。主要有导柱导向和锥面导向两种形式，其设计基本要求是导向精确，定位准确，并具有足够的刚度、强度和耐磨性。4.8.1 成型部分的导向本设计中塑件的尺寸较大，成型压力会使型芯和型腔偏移，且型腔较深，精度要求较高，故采用锥面定位。此种设计还可以提高模具的刚性。 28具体结构见图 4.8.1，其中锥角取 22，高度大于 15mm,两锥面均进行淬火处理。图 4.8.1 圆锥面定位结构示意图4.8.2 推出机构的导向为保证连接杆的准确推出与复位，同时也为了使复位杆的运动不至于偏离预定路径，本设计中采用了四根导柱来保证推出机构的运动精确，其安装形式如图 4.8.2 所示。 29图 4.8.2 推出机构导向示意图1.动模垫板 2.推杆固定板 3.推板 4.动模座板 5.导柱 6.导套4.9 排气系统型腔得浇注系统产生的气泡常分布在与浇口对应的位置；熔体中水分蒸发产生的气泡呈不规则分布；熔体分解产生的气泡主要分布在厚壁部分。可据此判断气泡来源。排气方式很多： 利用分型面排气； 利用型芯与模板的配合间隙排气； 利用推杆或侧型芯的间隙排气； 开设排气槽。经模流分析，本塑件中气泡主要产生有分型面上，如图 2.3.7，故可利用分型面排气，若还不足，则加大侧型芯运动间隙来排气。5.1.2 模具的装配1）按图纸要求检验各装配零件。2）加工定模板 1 的外形以定模板 1 的一大面为基准，用插床精加工四周（四边保持垂直度） 。3）镗线切割用穿线孔按精插后的外形，求得型腔的实际中心尺寸 L 和 L1（如图 5.1.3） ，钳工画线，铣制平台尺寸 10mm（镗孔用） ，镗制穿线孔 10mm。 30图 5.1.3 镗穿线孔中心示意图4）以穿线孔 10mm 为基准，线切割型腔安装孔 134mm。加工台肩尺寸 146mm，深 5mm。5）在型腔上装上密封圈 9，并将型腔 8 压入定模板。型腔压入模板一小部分时，用百分表校正其位置，当调整位置正确后，再将型腔全部压入模板。6）在定模板 1 和型腔 8 上加工限位钉孔并压入圆柱销 10。7）将主流道衬套 6 压入型腔 8。8）在动模座板 1 上加工出定位环孔以及主流道衬套孔。9）将定位环 4 与定模座板 2 用平行夹头夹紧，加工螺钉孔。然后分别在定位环 4 上加工沉孔、在定模座板 2 上加工螺纹。10）将定模座板 2 与定模板 1 用平行夹头夹紧，加工 M16 螺纹孔，之后分别在定模板 1 上加工螺纹、在定模座板 2 上加工沉孔。11）将定模板 1、定模座板 2、定位环 4 用螺钉紧固。12）同步骤 2） 、3） ，在动模板 1 上找出实际中心位置，并线切割出型芯安装孔134mm 与台肩 146mm。13）在冷却水套上装入密封圈。14）同步骤 5） ，装入型芯 3、冷却水套 12。15）配钻出型芯 3 与动模板 17、型芯 3 与冷却水套 12 的防转销孔并压入防转销。16）将动模板 17 与 4 个导轨压块用平行夹头夹紧并在相应位置钻出螺纹孔，之后分别加工出沉孔与螺纹。 3117）将推杆固定板 25、动模垫板 19、动模板 17，用平行夹头夹紧，并加工出10mm 复位杆孔，之后加工 11mm 深 87 孔，如图 4.1.4 所示。图 5.1.4 复位杆孔加工示意图1推杆固定板 2.动模垫板 3.动模板18）将动模垫板 19、推杆固定板 25、推板 24、动模座板 22 用平行夹头压紧，加工出导柱孔 20mm。拆下动模垫板，加工导柱孔台肩 27mm。19）将动模垫板 19 与推杆固定板 25 用平行夹头夹紧后，加工出连接杆孔 25mm，拆下推杆固定板并在其上加出连接杆台肩 37mm。20）在推板 24 与推板固定板 25 上配钻出相应的螺纹孔。21）将动模座板 19、垫块 27、动模垫板 19、动模板 17 用平行夹头夹紧，加工出螺纹孔 16mm，拆下后分别在动模座板上加工螺孔台肩、在动模板上加工螺纹。22）将导柱 33 压入动模垫板 19。23）将复位杆 29 装入推杆固定板 25 并套上弹簧 20。24）将衬套 11 压入冷却水套 12，然后将连接杆 26 通过推杆固定板 25 和动模垫板16 插入衬套 21，将连接杆 26 与推件型芯 5 用圆柱销 7 连接。25）在动模板 17 中加入定位装置 18 并与动模垫板 19 合拢，调整复位杆的位置。26）在推板中压入导套，并用螺钉将其与推杆固定板紧固，注意调整各零件的位置。27）在动模座板 22 上装入限位钉 23。28）将动模座板 22、垫块 27、动模垫板 19、动模板 17 用螺钉 28 固定。29）将滑块 16 放在动模板 17 上，用导轨压块 32 压紧并用螺钉固定，注意滑块的运动灵活。 3230）将弯销 13 插入滑块，将动模和定模缓慢靠拢，到动定模完好合拢时，将弯销固定在定模板 1 上。
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