毕业设计（论文）-保温杯杯盖注塑模具设计

PAGEXXXX大学毕业设计（论文）说明书题目名称：保温杯杯盖注塑模具设计年级：层次：□本科□专科学生学号：指导教师：学生姓名：技术职称：学生专业：机电一体化技术学习中心名称：摘要模具是完成特定外形结构尺寸产品的设备，是工业生产的重要基础，各个行业生产当中都离不开模具设计，资料统计工业制造中的模具产品比例高达60%以上，可以实现不同材料的加工要求。模具的技术水平也常被看做国家技术的标致，尤其是很多发达国家，对模具技术都比较重视。近些年来，国内的产业快速发展，对于工业产品的需求量不断剧增，因此模具的需求也在增长，模具市场发展空间很大，尤其是对高端高精度模具来说，是未来的主要发展趋势。本次设计的为带孔塑料前后盖注塑模具，此种盖子为普通的壳体塑料件。设计从分析零件的工艺要求着手，采取三维PROE软件对模具三维造型，以及通过CAD软件绘制模具总装图和零件图，主要完成模具的浇注系统，推出机构，成型机构以及导向机构，冷却系统的设计。计算产品的注射量及模具锁模力参数，合理选取注射机设备，以及对设备做出校核，最终完成本次设计。关键词：模具设计；塑料盖；浇注系统；注射机全套图纸加V信153893706或扣3346389411ABSTRACTMoldistheequipmenttocompletetheproductswithspecificshape,structureandsize,anditisanimportantbasisforindustrialproduction.Molddesignisindispensableintheproductionofvariousindustries.Accordingtostatistics,theproportionofmoldproductsinindustrialmanufacturingisashighas60%,whichcanmeettheprocessingrequirementsofdifferentmaterials.Moldtechnologylevelisoftenregardedasthenationaltechnology,especiallyinmanydevelopedcountries,themoldtechnologyismoreattention.Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofdomesticindustry,thedemandforindustrialproductsisincreasingrapidly,sothedemandformoldisalsogrowing.Themoldmarkethasalotofdevelopmentspace,especiallyforhigh-endhigh-precisionmold,whichisthemaindevelopmenttrendinthefuture.Thisdesignforthesideholeplasticcoverinjectionmold,thiskindofcoverisordinaryshellplasticparts.Thedesignstartsfromtheanalysisoftheprocessrequirementsoftheparts,adoptsthe3DPRORsoftwareforthe3Dmodelingofthemold,anddrawsthegeneralassemblydrawingandpartdrawingofthemoldthroPROEhtheCADsoftware.Itmainlycompletesthedesignofthegatingsystem,thepushingmechanism,theformingmechanism,theguidingmechanismandthecoolingsystemofthemold.Calculatetheinjectionvolumeandmoldlockingforceparametersoftheproduct,reasonablyselecttheinjectionmachineequipment,andchecktheequipment,andfinallycompletethedesign。Keyword:Molddesign;plasticcover;gatingsystem;injectionmachine目录摘要 2第一章、绪论 6第二章、塑件工艺分析 82.1.明确塑件设计要求及选用的材料 82.1.1.选用材料 92.1.2.塑件的形状 92.1.3.塑件的壁厚 92.1.4.塑件的圆角 92.1.5.脱模斜度 102.1.6.制品的表面质量 102.2.明确塑件的生产批量 102.2.1.型腔数量的确定 102.2.2.注射量的计算 102.2.3.锁模力的计算 12第三章、注射机的选用 133.1.注射机的两种类型的优缺点 133.2.注射机的选用 13第四章、模具结构的设计 144.1.分型面的位置选取 144.2.模具型腔数的确定 144.3.浇注系统设计 144.3.1.主流道设计 154.3.2.分流道设计 164.3.3.浇口的设计 164.3.4.浇口类型的选择 174.3.5.浇口的尺寸的确定 174.4.冷料穴的设计 174.4.1.主流道的冷料穴 174.5.排气系统的设计 184.6.脱模机构的设计 194.6.1.设计原则 194.6.2.脱模机构的选用 194.7.抽芯机构设计 20第五章、成型零件的设计 235.1.成型零件的结构设计 235.1.1.凹模的结构 235.1.2.凸模结构 235.2.注射模导向机构的设计 24第六章、模具设计的相关计算 256.1.成型零件工作尺寸的的计算 256.1.1.影响工作尺寸的因素 256.1.2.凹、凸模工作尺寸的计算 256.2.侧壁厚度及底板厚度的计算 286.2.1.侧壁厚度计算 286.2.2.型腔底板厚度计算 28第七章、模具总体结构设计 30第八章、注射机参数的校核 328.1.最大注塑量的校核 328.2.注塑压力的校核 328.3.模具安装尺寸的校核 338.3.1.模具外形尺寸与注射机拉杆间距校核 338.3.2.模具闭合高度校合 338.4.开模行程的校核 34设计小结 35参考文献 36第一章、绪论模具是一种工业基础设备，很多产业都需要用到模具，因此模具也常被叫做是“工业之母”，之所以叫做工业之母是有道理的，因此模具的产品覆盖到各个方面，为各个产业提供了大量的产品，数据统计说明，模具产品为全球工业超提供了60%以上，即随处可见，都几乎可以看到模具生产出来的东西。在汽车生产，电子电器，仪表仪器，以及家用电器生产当中，都大量使用到模具，企业也都基本有模具研发部门。模具对于经济的发展也是有很大的关系，可以说能够直接促进国家经济快速发展，且对于现代文明进步来说，模具的贡献也是非常大的。因此很多国家现在也是越来越重视模具产业，我国更是在十五计划当中，将模具产业纳入到终点扶持企业，鼓励企业进行模具自主研发创新。模具能够实现复杂零件的快速成型，其主要的功能就是满足不同结构产品的生产，可以达到高精度，快效率的生产要求，且还具备低能耗的特征，这种特性是模具所特有的，对于大批量的产品加工来说，使用模具制造更是一种最优的方式，相较于传统制造加工来说，模具的能耗低，成本低，符合企业的长远发展和利益要求，更是一种可持续发展的方式，无论是在资源的利用和环境保护方面来说，模具制造都代表着可持续发展方式，因此也是近些年来模具取得快速发展的一个重要的原因。模具也长期被看做是一个国家技术先进与否的标致，特别是发达国家更是重视模具产业，模具产业同时也是一种效益放大器，其作为一种生产手段和基础设备，能够带来的社会效益和产值往往远大于自身的产值。随着现在材料的快速研究和发明，模具的种类也越来越多，可以快速适应不同材料的加工制造要求。从金属材料来看的话，能够有加工钣金材料的冲裁模具，以及合金材料加工的压铸模具，这些金属零件加工中，还可以根据工序工艺不同，又分为各种不同类型的模具，种类较多。如果是塑料材料的话，也可采用塑料模具，塑料模具还有注塑模具，吹塑模具等不同的类型，满足不同产品的制造要求。可能很多人对模具不是特别的熟悉，然而模具的产品却长期以来为我们服务，从人民的衣食住行各个方面来说，都能够随处见到各种模具产品，比如家里的电器，随处都在用的手机等，这些设备里面都有各种模具产品。尤其是汽车来说，一辆汽车就必须用到上千副的模具，汽车的外部结构覆盖件，以及汽车的一些电器连接件，内部的装饰零件，也基本都是模具产品。故而可知，模具不仅仅服务于工业生产，更是服务于人们的生活，为我们的生活提供便利，为工业生产提供更好的产品。未来随着各个产业快速发展，模具也终将会取得更好的发展，技术也会越来越先进，其在自动化和精度等方面也会有更大的发展和提升。第二章、塑件工艺分析2.1.明确塑件设计要求及选用的材料绘制工件图，如下图所示：图2-1工件图2D图2-1工件图3D2.1.1.本次的设计的是个保温杯的杯盖，这种塑料件是一种比较普通的壳体的塑料产品，尺寸一把，产品的要求为普通的要求，因此材料可以选取普通的ABS材料，这种材料是通过多种材料聚合而成。是为丙烯晴，丁二烯以及聚丙烯共同通过聚合所得，因此材料的综合性能比较好，有较高的强度，同时材料的耐磨性比较好。ABS材料材料有绝缘性和耐腐蚀性，且成型的产品刚度和强度都比较好，可用在一些电子产品外壳，医疗器械，以及包装容器当中，是目前使用极为广泛的一种材料。材料的工艺参数如下表2.1：注射机形式螺杆注射机保压力50～70MPa喷嘴种类直通注射时间3～5s螺杆转速r/min30～60保压时长15～30s喷嘴温度180～190C模温50～70注射压力70～90MPa冷却时间15～30s成型周期40～60s2.1.2.塑件的形状如上图所示，产品外形不规则，工件单侧有个缺口，缺口处无法直接成型，需要抽芯脱模，顶出工件，从工件图形看，还是比较容易理解的，设计模具时需要考虑各个方面的因素。2.1.3.产品的壁厚要均匀合理，如果壁厚尺寸比较大的话，成型的时候就会有可能有翘曲和气泡存在，因此冷却的时间会比较长，壁厚太小的话，又可能造成填充比较困难，很难填充满，所以壁厚尺寸要合适合理，本次的零件产品的平均壁厚为3mm，因此属于普通壁厚尺寸。2.1.4.塑料件的在转角的位置进行圆角过度，才能避免在转角的位置出现应力集中的问题，避免产品出现破裂，通常需要对塑件进行圆角过度处理，本次的零件外半径为2.0mm。2.1.5.脱模斜度因为产品在成型冷却的时候，会有存在一个收缩的过程，此时就可能对型芯有抱紧力，因此造成脱模比较困难，所以需要考虑设计脱模斜度，方便产品从型芯当中脱出，有利于脱模。故而一般产品都设计相应的脱模斜度，本次设计的工件，工件成型深度比较小，所以无需考虑其脱模角度。2.1.6.产品的表面粗糙度要求一般不可过高，如果太高的话，模具的难度会变大，因此成本也比较高，通常来说模具的型腔表面粗糙度低于产品一到2级别，则本次产品的精度要求选取普通的MT5级别。2.2.明确塑件的生产批量2.2.1.型腔数量的确定型腔为模具一次成型所能注射成型的产品数目，型腔要跟模具的产能相符合，不仅仅要满足产品的质量要求，还要符合生产的产量需求，通常来说模具的型腔数目越大，效率越高，但是也会造成模具的尺寸更大，模具结构更为复杂，制造成本高，且随着型腔数量越多，产品的精度会降低。故而一般对于尺寸小，结构简单的产品可以采取多型腔的方式，如果尺寸大结构复杂的产品则可以设计单个型腔的方式，因此需要合理的选取和综合的分析，最终做出选定。本次的产品为一般尺寸的产品，本着考虑到产品的结构简单，且要满足高效率生产，同时还要兼顾模具不会过于复杂的要求，可以选取一模两腔的生产方式进行加工。2.2.2.注射量的计算产品的注射量计算，主要是根据产品的体积以及材料的密度做出计算，本次材料选取的是ABS材料，因此可知材料的密度是0.98～1.10，平均收缩率为0.5%。可以通过使用PROE软件对产品进行体积测量，获得产品的体积参数，这种方法比较简单。本设计中计算产品的体积，可以通过粗略计算该工件的体积，体积计算公式为,其中——工件底面积，——工件高度由于工件形状复杂，无法按以上公式详细计算，所以可以采用软件检测其体积，如下图所示：图2-2工件体积工件体积=11118.0=11.118，流道凝料的体积计算：=3.14×2.6²×82+3.14×2.5²×44=1740.5648+863.5=2604.0648=2.604工件的质量计算工件体积=1.1×11.118=12.23g凝料的质量计算：=1.1×2.604=2.8644g本次的设计采取的是一模两腔的方式，因此可知实际的注射量数值：=2×11.118+2.604=24.84,总质量为=2×12.23+2.8644=27.3244g2.2.3.锁模力的计算锁模力是满足对于模具的锁紧的要求，因此模具在高压注射的时候，会对模具的腔体有一个迫使他张开的力，叫做胀型力。故而要确保模具能够正常生产，不会出现漏料的情况，需要锁模力大于这个胀型力，胀型力的数值是为产品和凝料与分型面的投影面积乘上型腔压力数值。本次设计的浇口位置，设计在工件的中间孔的位置，采用四周流料，因此凝料在分型面上的面积几乎忽略不计，所以：=2×2105.165+44×5=4430.33锁模力的计算公式,其中P为型腔的单位压力，取值30，所以计算：=4430.33×30=132909.9N=132.91KN第三章、注射机的选用3.1.注射机的两种类型的优缺点注射机是用与模具注射的关键设备，目前的注射机类型主要有卧式和立式两种基本结构，不同类型的注射机的性能也存在一定的差距，其中立式注射机占地比较小，但是操作比较困难，存在操作不便的情况，因此通常都是小型的立式注射机，卧式珠海市及的话，注射机构跟锁模机构水平的方向上，则工作位置比较低，很好进行操作，也是目前使用最为广泛的，能够满足各种需求的模具生产。3.2.注射机的选用本次设计综合操作要求和工作性能，选取卧式注射机结构。注射机的是重要设备，需要根据实际注射量和锁模力做出选取，有前面计算的注射量和锁模力数值，初步选取的注射机型号为注射机，其参数如下表3.1表3.1注射机数参理论注射容量/104锁模力/KN900螺杆直径/㎜30拉杆内间距/㎜260×360注射压力MPa150移模行程/㎜300注射速率g/s20最大模厚/㎜300塑化能力㎏/h32最小模厚/㎜200螺杆转速r/min10定位孔直径/㎜100喷嘴球半径/㎜12喷嘴孔直径/㎜4第四章、模具结构的设计4.1.分型面的位置选取分型面是模具当中的动模及定模的接触位置，产品也从分型面位置分开，分型面的位置选取会影响到模具的结构和难度，因此需要充分考虑产品的要求，做出合理的选取，对于分型面选取主要有如下的基本原则：（1）塑件脱模之后，产品处于模具的动模位置，方便顶出产品。（2）分型面通常尽可能选取产品截面位置最大的地方。（3）要确保产品的精度符合需求。（4）分型面的位置要方便产品推出，同时有利于模具进行排气。（5）分型面的位置需要保证模具结构要简单，且加工方便。本次分析零件的结构要求，考虑到模具结构尽量简单，以及产品在分模之后位于模具的动模位置，因此选取其分型面的位置在截面位置最大的地方，如下图所示：图4-1分型面选择4.2.模具型腔数的确定本次的产品为一般尺寸的产品，本着考虑到产品的结构简单，且要满足高效率生产，同时还要兼顾模具不会过于复杂的要求，可以选取一模两腔的生产方式进行加工，对称分布生产。4.3.浇注系统设计浇注系统化是模具进行注射物料的通道，将加热好以后的溶体从注射机的喷嘴注射到型腔的过程，需要浇注系统作为一个通道来传递。因此浇注系统是非常重要的一部分，也是确保模具成型质量的关键机构。浇注系统的结构组成有主流道，分流道，浇口及冷料穴，本次设计的结构是一模两腔，两腔之间设计设计分流道，注射的溶料从分流道流入型腔。4.3.1主流道是连接注射机喷嘴到分流道的部分通道，此部分也是浇注系统的前面一段，其跟注射机喷嘴位于相同的轴线上，通常其截面是为圆形，且带有相应的锥度，主流道通常还需要设计衬套，考虑到主流道跟注射机喷嘴是不断碰撞接触，因此容易损坏。故而通常是将主流道衬套做成分体的形式，方便更换。主流道的尺寸图4-2主流道示意图①主流道的半锥角通常是为1°～3°。在此选取的是为1°。②主流道径向尺寸小端要大于注射机喷嘴孔直径0.5～1.0㎜。式中：d—注射机喷嘴口直径D—浇口套进料口直径，因此可知直径为：=4+0.5=4.5mm③凹球面半径得大于注射机喷嘴球径大1～2mm，能够确保更好的保证注射机跟流道接触。=12+（1～2）=13～14mm④主流道的长度尺寸不可以过长，通常要保证长度小于100mm，本次设计的主流道长度为82mm。4.3.2.分流道设计分流道设计对注塑模来说其实很重要，是溶料进入型腔的必经之路，而且分流道是在设计多腔时才会用到，分流道的大小与材料和溶料的体积大小有关，本次设计的课题，所选的材料为ABS，此类材料流动性能好，工件的体积也小，因此设计的分流道不需要那么大，直径4-5mm即可，本次设计φ5mm的分流道，如下图所示：图4-3分流道示意图4.3.3.浇口的设计浇口是流道的末端，尺寸比较细的一段，其主要的功能为快速凝结，避免物料回流，且还能方便取出产品以后对尾料进行去除。浇口的设计要结合产品的要求做出选取。浇口的形式有很多，但是要根据具体情况来选择。注射模常用浇口形式有以下几种：侧浇口重叠式浇口点浇口潜伏式浇口扇形浇口平衡式浇口4.3.4不同的浇口类型使用的模具种类不同，也要综合产品需求做出分析，通常来说侧浇口和潜伏浇口用在多型腔模具当中。本次的产品为一模两腔的方式，因此可以根据要求选取的是点浇口的类型，浇口位置设置在工件的单侧，不能影响外观。4.3.5浇口的横截面积通常是分流道截面积0.07～0.09倍，主要有圆形或者是矩形的浇口种类，其长度通常是在0.5～2mm。具体的尺寸需要结合实际生产经验做出选取，本次设计浇口见CAD图纸，浇口宽度设计1.0mm。4.4.冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的一部分，通常可以设计在主流道的末端位置，功能是能够对前端的物料进行收集，避免冷料跑到模具的腔体中，影响到产品的质量。4.4.1.常见的主流道冷料穴结构如下图所示：图4-4常用冷料穴与拉料杆形式主流道；2—冷料穴；3—拉料杆；4—推杆；5—脱模板；6—推块以上视图的结构分析：（a）Z形推料杆的冷料穴；（b）倒锥孔冷料穴；（c）圆环槽冷料穴；（d）圆头形冷料穴；（e）菌头形冷料穴；（f）圆锥头形冷料穴；（g）无拉料杆冷料穴，图（a）～（c）是底部带推杆的冷料穴；（d）～（f）是底部带拉料杆的冷料穴，由于本次课题采用的是一模两件，而且浇口位置设计在工件的中间，因此本次设计选择（a）结构，两个工件之间，设计冷料穴，这样的结构更合理。4.5.排气系统的设计排气系统的功能是对模具内部的气体进行排出的，因为模具在注射进入很多的物料时候，这些加热的物料会产生很多的气体，且模具腔体本身还存在气体，因此这些大量的气体会留在模具腔体中，在注射保压过程造成产品的内部气孔或者是表面烧焦的情况，影响产品的质量。排气系统的种类多是为设计排气槽或者采取间隙排气。排气槽的话结构复杂，多是用在大型模具当中，间隙排气则是依靠模具的合模间隙自动排气，故而用于中小模具使用。本次的产品模具结构小，因此采取间隙排气就可以符合要求了。4.6.脱模机构的设计模具注射完以后，产品经过冷却需要脱模取出，把塑件从型芯的位置取出来的结构叫做脱模机构，也叫做推出机构，推出机构需要保证其能够运动顺利，满足产品和凝料顺利的取出。脱模机构的组成包括了固定板，推杆以及复位机构等。4.6.1对于脱模机构的设计，需要综合分析，要满足几个基本的设计原则：（1）产品在脱模之后位于模具的动模部分，这样能够方便顶出。（2）要确保产品不会出现变形损坏的情况，也是对脱模机构设计的基本需求。（3）要确保产品的外观要求，需要确保顶出力平衡，不会因为顶出力不均匀造成产品的外观有较为明显的痕迹。（4）要保证脱模机构能运动平稳顺利，且不会增加模具的难度。4.6.2本次的模具结构简单，且产品的壁厚均匀，因此产品在成型的过程不容易变形，故而可采取简单的推杆脱模机构的方式，通过推杆来推出产品。推杆的种类有普通推杆或者是盘型的推杆，本次采取简单的普通推杆，采取在产品的不同位置设计多根推杆，保证顶出平衡的要求。图4-5顶出机构示意图固定板是设计的为台阶的形式，将推杆安装在固定板的位置，通过模具的开模过程中顶棍的作用力，顶出推杆固定板，进而带动推杆进行运动，完成产品的顶出要求。4.7.抽芯机构设计因为本次的塑料件，侧边有缺口，如果直接强行顶出，对工件影响很大，会直接导致工件变形，缺料，所以抽芯机构在这个模具结构里，很重要，常见的抽芯，有液压机构和机械机构，对于选择哪种抽芯方式，要结合工件形状，抽芯尺寸等参数决定。本次课题，产品比较小，属于小型零件，侧面的缺口深度不大，所以抽芯距离小，采用普通的机械机械抽芯就可以实现，结合设计斜导柱抽出方式。倾斜角的大小关系到斜导住所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导住的工作长度、抽心距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导住的强度，取小于，一般在之间取10°~20°，本设计的斜导住在动模板部分顶出型腔，所以倾角要适当减小，倾角选了20°。以下是关于本次的抽芯距的计算：式中S——抽拔距离S1——塑件上的缺口深度，测量工件尺寸为5mm代入数据得：S=5+(2～3)=7mm～8mm,S取7mm。式中——型芯的抽拔力（N）；模外冷却的塑件：P=24～39MPa；模内冷却的塑件P=8～12Mpa；——塑料对钢的摩擦系数，约为0.1～0.3；取值0.2——型芯脱模斜度,前面分析本次设计脱模角度为0A=2×3.14×44×16.5=4559.28mm2,代入数据,详细计算：=4559.28×39×0.2=35562.384N=35.562KN。斜导柱的材料选用T10A，为了增加耐磨性，对斜导柱零件需要进行热处理，硬度达到HRC45～48，导柱表面的粗糙度值Ra达到0.8，设计斜导柱的倾斜角为12度。斜导柱的工作长度，代入数据得，L=7/sin12°=33.668mm，取34mm。开模行程H=，代入数据得，H=7/tan12°=32.93mm，取值33mm。==35.562/cos12°=36.356KN=35.562×tan12°=7.56KN式中—抽芯作用时滑块对斜导柱的侧向力KN；—滑块抽出需要的作用力KN；—侧抽芯时模具的开模力。本次设计选择的斜导柱的工作部分直径d=10mm，台阶直径为D=10+5=15mm，固定部分厚度A=55mm,则斜导柱的总长度为：代入数据得L=75.06-80.06mm，抽出的活动距离为7mm，结合工件形状，斜导柱的长度可以设计到100左右，抽芯过程中，斜滑块不能脱离斜导柱，因此本次斜导柱长度选择105mm，包括头部的球头R值。设计这样的模具时，侧抽芯滑块脱离斜导柱时的定位方式有两种，一种方法是将侧滑块设置在模具位置的上方，利用侧滑块的重力定位，另一种方法是当侧型芯安装在下方时，在侧滑块的非成型段设置压缩弹簧，在斜导柱内侧抽芯结束后，靠压缩弹簧的弹力使滑块紧靠动模大型芯定位。本次设计选用的是第一种方法，如下图所示：图4-6斜导柱抽芯设计结构第五章、成型零件的设计成型的零件是用于对产品成型的，也是直接组成模具的腔体的部件，故而对于模具来说是非常重要的，直接关系产品的结构尺寸和精度，以及生产的质量。且成型零件接触的物理是高温的，所以容易造成磨损，因此成型零件需要耐磨性和强度都比较好，其主要包括了型芯，型腔机滑块等机构。5.1.成型零件的结构设计5.1.1.凹模的结构本次的产品模具型腔复杂，属于不规则的零件，因此设计采取的镶拼结构凹模形式即可，结构如下图所示，图5-1凹模型腔零件结构示意图5.1.2.凸模结构凸模的结构是用于对产品的内部结构成型的，因此要结合产品的内部结构或者孔做出设计，凸模的种类也有整体和组合镶拼的凸模，整体的凸模比较简单，直接一个版块加工，通过线切割就可以实现，组合的凸模需要设计不同的零部件，进行组装合成。凸模的结构类型如下图所示；图5-2凸模型芯零件结构示意图5.2.注射模导向机构的设计每套模具都要有相应的导向机构，其功能是保证模具的动模和定模都在正确的位置，以及合模的正确要求，模具的腔体能够有正确的外形，且导向机构还可以保证动模根据预定的顺序进行动作，避免型芯在合模中受到损坏，以及承受相应的侧向力。导向机构通常是采取的导柱和导套的形式，此种也为标准件，有很好的导向要求，能够保证模具的位置精度，对于一些大型的深腔模具来说，还要考虑考虑设计锥面导向机构。本次的模具为中小型模具，采取的是导柱导套的形式即可符合需求。导柱导套为间隙配合，其配合为H7/h6的配合制，导套跟模板的固定为过度配合H6/k6。第六章、模具设计的相关计算6.1.成型零件工作尺寸的的计算成型零件是重要的部分，需要对成型零件的尺寸做出相应的计算，因为成型零件是最终成型产品的位置，故而需要根据产品的尺寸，以及对尺寸的影响因素做出分析和选取计算，主要包括了对成型零件凹模，凸模的径向尺寸，深度和高度做出相应的计算。6.1.1.影响工作尺寸的因素对成型零件的尺寸影响的主要包括有材料的收缩率，凹模凸模的制造公差，以及模具的磨损量，分型面间隙等，这些都是在实际生产当中，会直接影响到工作尺寸的几个重要部分。所以在工作尺寸计算中，需要合理的分析。（1）塑件收缩率的影响因为不同的材料收缩率不同，因此需要根据不同材料的收缩率做出分析。考虑到产品具有热障冷缩的功能，故而产品成型之后的尺寸是比模具型腔的尺寸要小。（2）凸、凹模工作尺寸的制造公差凸模和凹模的制造公差会影响到尺寸公差，一般来说，凹模跟凸模尺寸公差是选的产品公差的，表面粗糙度取的是。（3）凸、凹模使用过程中的磨损量凸模跟凹模在成型的过程中，因为工作的长期使用，会造成有一定的磨损，其中凹模会因为磨损变得越来越大，凸模的话会因为磨损变得越来越小。（4）模具在分型面的合模间隙因为注射时候是高压注射，以及分型面的平面度的存在，因此动定模有间隙存在，通常来说，若是模具的分型面平面度高，且粗糙度低的时候，塑件飞边就比较小。通常飞边的厚度是。本次产品是选用的材料ABS,可查到ABS材料平均收缩率是0.5%,计算根据平均收缩率的均值法计算。6.1.2.凹模跟凸模的工作尺寸综合分析产品的收缩率，及制造公差以及工作磨损的几个因素，按照平均值的方法做出相应的计算。型芯的径向尺寸计算公式如下：式中：—型芯的径向尺寸，；—塑件的平均收缩率；—塑件的外径尺寸，；—修正系数，（），取；—塑件的公差值，因尺寸的大小而变。—制造公差，取。=[44×（1+0.005）]=44.22mm=[11.2×（1+0.005）]=11.256mm=[11×（1+0.005）]=11.055mm=[0.99×（1+0.005）]=0.995=[40×（1+0.005）]=40.2=[2×（1+0.005）]=2.01型芯的高度尺寸计算公式如下=[12.78×（1+0.05）]=12.844=[2.0×（1+0.05）]=2.01定模型腔工作尺寸，塑件内型腔尺寸公差为正值“+”，制造公差为负值“”。根据推导：型腔的径向尺寸计算公式如下：==[50×（1+0.005）-0.75×0]=50.25=[42×（1+0.005）-0.75×0]=42.21=[22×（1+0.005）-0.75×0]=22.11=[16×（1+0.005）-0.75×0]=18.08定模型腔的高度尺寸计算公式如下==[9×（1+0.005）+0.75×0]=9.045=[10.53×（1+0.005）+0.75×0]=10.58=[3.45×（1+0.005）+0.75×0]=3.467=[15.78×（1+0.005）+0.75×0]=15.866.2.侧壁厚度及底板厚度的计算6.2.1.侧壁厚度计算本次课题的形状外形为矩形，因此设计模具时，模具外形尺寸比较小，因此凹模可以设计成整体结构，式中；—模具材料弹性模量（），碳钢为；—与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比有关的系数，查表得0.76—单位型腔压力，一般取25～30，取30—型腔深度，取值20mm—刚度条件，即允许变形量（mm），可查表得0.025。计算过程：==6.9044mm因此计算出的凹模壁厚最小尺寸为8.857mm，本次设计取值要适当大点，所以取值30mm，因此凹模型腔长度尺寸为100+50.25+30+30=210.25mm,适当取大值，凑整取220mm，宽度尺寸为50.25+30+30=110.25mm,适当取大值，凑整取120mm。6.2.2.型腔底板厚度计算式中；—模具材料的弹性模量（），碳钢为；—由板短边与长边边长之比决定的系数，可查表得0.24—单位型腔压力，一般取25～30，取30—底板短边的长度，50mm—刚度条件，即允许变形量（mm），可查表得0.025计算过程：==20.465mm本次设计取值很接近20.465mm，因此本次设计取值30mm，结合工件型腔厚度18.57mm，因此凹模型腔的总厚度取值H=30+18.57=48.57mm。第七章、模具总体结构设计本次的模具结构为中小型的模具，浇口方式点浇口的形式，能够在模具开模之后让凝料自动脱落，模具的结构为一模两腔的生产方式。本次设计的结构，把当中的导柱导套的位置空间，可设计凹模板的尺寸为350mm×250mm×90mm，此种模具为中小尺寸模具，可以选取标准模架，目前的中小模具的模架都可以根据要求做出选取，因而可降低模具的生产周期，故本次的模具图如下所示：图7-1模具结构示意图模具的尺寸个产品的尺寸以及型腔的种类相关，选取多大的模具尺寸，都要保证模具的强度和刚度符合要求，且尽可能在满足生产需求下，模具的尺寸越小越紧凑更为好，不仅仅可以节约材料，也符合经济性要求。第八章、注射机参数的校核初步选取了注塑机以后，需要对注塑机的参数做出相应的校验，确保注塑机能够符合参数需求，以及安装尺寸的要求。8.1.最大注塑量的校核最大注射量的校核是需要保证选取的注塑机的额定注射量80%要超过需要的注射量，才能保证注射符合要求。通常来说可以有来那种校核的方式：产品材料为ABS（密度约为）的最大克数（g）为标准。而另一种为规定以注塑塑料的最大容积（）为标准。式中：—模具型腔和流道的最大容积（）。—指定型号与规格的注射机注射量容积（），该注射机为125。—注射系数，取0.75。M=125×0.75=93.75模具中的产品跟凝料要用到的塑料的量，不可以大于注射机的最大注射量，才能保证生产的要求，校核如下公式：式中：—产品和凝料的注塑量由定义可知即上节所讲的，因此==27.3244g27.3244≤125×0.75=93.75结合以上计算，注射量校核能符合要求。8.2.注塑压力的校核注射机的压力是一个固定的数值，要保证其压力能够大于产品需要的压力，通常来说不同的产品类型，其压力的数值也不同。因此校核的公式如下：式中：—熔融塑料在型腔内的单位压力，，取；—塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和，；—塑件在分型面上的投影面积，；—塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积，；通过计算可得=2105.165=2×30×2105.165=126309.9N=126.31KN本次初步选取的压力机，其锁模力是126.31KN,由于126.31KN<900KN，则注塑机符合要求。8.3.模具安装尺寸的校核8.3.1.模具外形尺寸与注射机拉杆间距校核模具是安装在注射机的内部的，因此需要确保模具能够顺利装到注射机的内部中，要满足模具的外形尺寸小于注射机的拉杆尺寸，校核如下：模具的长宽<拉杆尺寸本次模具外形尺寸是250mm×350mm，动模垫板的尺寸为200mm×350mm，选取的注射机拉杆间距是260mm×360mm，尺寸基本接近，故而可以采用此注射机实现，选择该注射机能满足要求。8.3.2.模具闭合高度校合模具的闭合高度尺寸，需要保证闭合高度尺寸大于最小模具厚度，小于最大模具厚度。校核关系如下所示：而式中，—模具闭合后的总厚度，；—注射机允许的最小模具厚度，；—注射机允许的最大模具厚度，；—注射机移动板的最小开合距离，；当<时，通常可设计垫块来加大高度。。模具的实际厚度为260mm，=300mm=200mm由于<260<，因此