毕业设计（论文）-风扇叶片注塑模具设计

泸州职业技术学院毕业设计摘要本设计是风扇叶片注塑模具设计。从模具设计的一般步骤开始，首先分析风扇叶片的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，（此产品的材料为ABS塑料，有利于提高制品的强度，采用一模一腔的布局方法）。并选择成型设备。制定出多种加工方案并比较各个方案之间的区别与各自的特点，然后分析风扇叶片注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，之后再进行浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构、定距分型机构以及冷却系统的设计。然后选择标准模架和模具材料，并对注射机的工艺参数进行相关校核。通过计算和设计，此设计是可行的，并可以用于实际生产当中。关键词：塑料模具，注射成型，模具设计

ABSTRACTThisdesignisfanbladeinjectionmolddesign.Fromthebeginningofthegeneralstepsofmolddesign,firstlyanalyzestheprocesscharacteristicsofthefanblades,includingmaterialproperties,formingcharacteristicsandconditions,theprocessofthestructure,(thematerialoftheproductisABSplastic,canimprovethestrengthoftheproduct,thelayoutmethodofacavityofthefirstmockexam).Andselectmoldingequipment.Developavarietyofprocessingsolutionsandcomparethedifferencebetweenthecharacteristicsofeachschemeandrespectively,andthenanalyzedtodeterminethelayoutandselection,typeoffanblademoldcavitynumber,andthenpouringsystem,moldingparts,moldorientedmechanismpartinginstitutionsdistancepartingmechanismandacoolingsystem.Thenthestandardmouldbaseanddiematerialareselected,andtheprocessparametersoftheinjectionmachinearechecked.Throughcalculationanddesign,thisdesignisfeasible,andcanbeusedinactualproduction.Keywords：Plasticmold，injectionmolding，molddesign

目录TOC\o"1-3"\u第一章前言 第一章前言1.1毕业设计设计方法、目的（1）设计方法：这次设计的风扇叶片注塑模是一商品，在日常生活中它他的作用很重要。由于它的生产批量大，精度要求高，且材料为塑料ABS，特别适合用注塑模具来生产该商品，它的原理是将粒状的塑料颗粒投入到成型机的料筒中加热融化，然后由注射杆推进，由喷嘴和模具的浇注系统导入模具中，然后保压冷却，使之固化成型。为了合理而快速的设计出模具，采用参数化设计，保证模具的各种数据上有紧密的量的联系。整个设计过程包括工艺条件的分析、最佳方案的确定、模具结构设计、模具二维和三维图的绘制。通过CAD绘制各种零件图，打印出各种型号图纸。最后整理设计说明书，完成本次设计。（2）本次设计的意义：通过本次毕业设计，预期达到以下目的：1）进一步加深对塑料的特性及其组成的认识。2）正确理解成型工艺对模具的要求，更深刻了解塑料成型的基本原理。3）掌握塑料成型模具的结构特点及设计方法。4）具有初步分析、解决模具现场技术问题的能力。1.2国内外研究现状及发展趋势近些年来，我们国家的制造业发展都有很大的进步；我们国家的模具行业和IT制造业发展势头都很不错。通过大量数据来看，在我国塑料模具占到了30%的比重，预计在未来的四五年之内，模具行业的发展还会不断增长，并且是其他模具所追不上的。近几年，一些精密，大型，长寿命的模具我们国家还得靠进口，所以国家对模具的投资还是很大的，都是为了提高国产化，减少依赖进口。我们国家现在很是缺少这种高档模具，发展前景也是很大的。现在建筑业的快速发展，需要各种各样的塑料材料，有很大一部分都是由模具制造出来的。现在生活水平也听高了，各种家用电器，特别是电冰箱，空调洗衣机等的配件塑料模具的需求量也是很大，据了解，近年来我国塑料模具的发展迅速，占到了我国所有模具行业的30%，在模具进出口中的比重高达50～70%。随着国内机械，家电，电子产品建筑材料等国民经济支柱产业的发展，塑料模具的占比还会不断的提高。当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种：（1）热流道技术它是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。这一技术在大批量生产塑件、原材料较贵和产品质量要求较高的情况下尤为适用。热流道注塑成型技术应用范围很广，基本上，适用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用热流道模具加工，许多产品如手机壳、按键、面板、尺寸要求精密的机芯部件等都是采用热流道技术成型。（2）气体辅助注射成形技术它是向模腔中注入精准确计量的塑料熔体，在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向前进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压，当气体的压力、注射时间合适的时候，则塑料会被压力气体压在型腔壁上，形成一个中空、完整的塑件，待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体，开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。应用气体辅助注塑成型技术，可以提高产品强度、刚度、精度，消除缩影，提高制品表面质量；降低注射成型压力以减小产品成型应力和翘曲，解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题；简化浇注系统和模具设计，减少模具的重量．减少塑件产品的重量，减少成型时间以降低成本和提高成型效率等。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段：塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。（3）共注射成形技术它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机，将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时，最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度。（4）反应注射成形技术它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料（单体）同时以一定压力输入到混合器内进行混合，在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中，使其在型腔内发生聚合反应而固化，成为具有一定形状和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为RIM。据报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用，欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已经达到了70%～89%。PR0/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计前进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大減少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布预测破裂、起皱和画弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间減少了50%以上。为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在15000～30000r/min。采用高速西削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4~5年。増加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。由于市场竞争日益撒烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。

第二章风扇叶片的工艺性分析2.1塑件的分析（1）外形分析该塑件壁厚为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2-1所示。图2-1塑件图（2）精度等级每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高级精度，就按实际尺寸进行计算。（3）脱模斜度由注塑模具课本表2-10可知，凹模35’～1°30’取1°凸模30’～40’取30’2.2ABS的性能分析（1）使用性能综合性能好，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、减磨零件、传动零件和结构零件。（2）成型性能1）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。2）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。3）流动性中等。溢边料0.04mm左右4）ABS的主要性能指标其性能指标见表2-1表2-1ABS的性能指标密度/g·cm-31.02～1.08屈服强度/MPa50比体积/cm3·g-10.86～0.98拉升强度/MPa38吸水率（%）0.2～0.4拉伸弹性模量/MPa1.4×103熔点/℃130～160抗弯强度/MPa80计算收缩率（%）0.4～0.7抗压强度/MPa53比热容/J·（kg·℃）-11470弯曲弹性模量/MPa1.4×1032.3ABS的注射成型过程及工艺参数2.3.1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60～75℃，处理时间为16～20s。2.3.2注射工艺参数1）注射机螺杆式XS-ZY-60。标准注射量60cm3，螺杆转数为40r/min。2）料筒温度（℃）：喂料区50～70后段180～200中段210～230前段200～2103）喷嘴温度（℃）：180～1904）模具温度（℃）：40～605）注射压力（MPa）：80～110

第三章风扇叶片注塑模具设计方案论证3.1分型面的选择通过对塑件结构形式的分析分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图3-1所示。图3-1分型面的选择3.2型腔数量与排列方式的确定3.2.1型腔数量的确定该塑件采用的精度一般在2～3级之间，且为大批量生产，可采取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因素，初步定为一模一腔结构形式。3.2.2型腔排列形式的确定模具尽可能的采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与交口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模一腔，塑件左右不对称，所以流道采用三段式。3.2.3模具结构形式的确定从上面的分析可知，本模具设计为一模一腔，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，切开设在塑件体积稍大的一侧。因此，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱膜板和拉料杆。3.3注射机的型号确定3.3.1注射量的计算通过三维建模软件建模设计分析计算得：塑件体积：V塑=100.1cm3塑件质量：m塑=ρV塑=100.3g式中ρ可取10.2g/cm3。3.3.2浇注系统凝料体积的初算步骤浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确数值，但可以根据经验按照塑体体积的0.2～1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安塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入磨具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑体体积之和）为：V总=V塑（1+0.2）×2=242.4cm33.3.3选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V总=242.4cm3，并结合式：V总/0.8=303cm3根据以上的计算，初步选定公称注射量为600cm3，注射机型号为XS-ZY-60注射机。其主要技术参数见表3-1如下。表3-1注射机主要技术参数理论注射容量/cm3600移模行程/mm螺杆柱塞直径/mmV注射压力/MPa38最大模具厚度/mm200122最小模具厚度/mm70注射速率/g×s-1锁模形式液压-机械塑化能力/g×s-1模具定位孔直径/mm螺杆转速/r×min-1喷嘴球半径/mm12锁模力/KN500喷嘴口孔径/mm4拉杆内间距/mm190×3003.3.4注射机的相关参数校核1）注射压力校核。查参考文献[6]表4-1可知，ABS所需注射压力为80～110Pa，这里取P0=90MPa，该注射机的公称注射压力P公=122MPa，注射压力安全系数k1=1.25～1.4，这里取k1=1.3，则：K1p0=1.3×80=104MPa<P公，所以，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，由UG三维图得出：A塑=1646mm2②浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以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投影面积A浇的0.2～0.5倍。由于本次流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当的取小一些，这里取A浇=0.2A塑。③塑件和浇注系统子分型面上总的投影面积A总，则：A总=n（A塑+A浇）=2×1.2A塑=3952mm2④模具型腔内的膨胀力F胀，则：F胀=A总×ρ模=1×25=58.2式中ρ模是型腔的平均计算压力值。ρ模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%～40%，大致范围16～32MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。POM属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故ρ模取取25MPa。查附表G可得该注射机的公称锁模力F锁=500KN，锁模力安全系数为k2=1.1～1.2这里取k2=1.2，则：K2×F胀=98.8KN<F锁=500KN所以，注射机锁模力合格。其它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。

第四章风扇叶片注塑模具的结构设计4.1浇注系统的设计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，它将注射机喷嘴注射出的溶体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于溶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溶体的流动速度和充模时间。另外由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。1）主流道尺寸主流道的长度：小型模具L主应尽量小于60mm，本次设计中取60mm进行设计。主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm=（4+1）=5mm主流道大端直径：d`=d+2L主tan（α/2）≈9mm，式中α=2°。主流道球面半径：SR0=注射机喷嘴球头半径+（1～2）mm=12+（1～2）=14mm球面的配合高度：h=3mm2）主流道的凝料体积V主=L主（R主2+r主2+R主r主）=2.37cm32）主流道当量半径Rn=（2.5+4.5）/2=3.5mm3）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损对材料的要求较为严格，因而尽管小型注射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将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为50～55HRC。4.1.2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溶体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用两级平衡式分流道。2）分流道的长度由于流道设计简单，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点。一级分流道选取51mm，二级分流道选取53mm。3）分流道的当量直径确定分流道直径后，分流道尺寸可按φD′=（0.8～0.9）φD计算。因为该塑件的质量m塑=ρV塑=10.1g，所以分流道的当量直径为D分=Rn×0.8=2.8mm4）分流道截面形状常用的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脱膜，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面，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）分流道截面尺寸分流道采用圆柱形，半径根据φD′=（0.8～0.9）φD来计算，一级分流道的直径为D1=6.33×0.8=7mm二级分流道为D2=7×0.8=5.5mm一级分流道长度L1分=51mm二级分流道长度L2分=53mm凝料体积V分=L分A分V1=1.96cm2V2=1.26cm26）校核剪切速率确定注射时间：查参考文献[6]表4-8，可取t=1s计算分流道体积流量：q分=(V分+V塑）/tq1分=22.16cm3q2分=11.36cm3由参考文献[6]式（4-20）可得剪切速率γ分=3.3q分/πR分3γ1分=5.43×102s-1γ2分=5.74×102s-1该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率都在5×102～5×103s-1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25～2.5μm即可。此处可取Ra1.6μm。另外，其脱模斜度一般在5°～10°之间，这里取脱膜斜度为8°。4.1.3浇口的设计该塑件要求不允许有变形和裂纹的缺陷，表面质量要求较高，采用一模一腔注射，为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，切开设在分型面上，从型腔边缘进料。塑件轮毂和外周有4条肋板相连，而浇口正对其中一块肋板，有利于向轮毂和顶部填充。1）计算机浇口的深度。根据参考文献[6]表4-10，可得侧浇口的深度h计算公式为：h=nt式中，t是塑件壁厚，这里t=5mm；n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。在工厂进行试时，浇口深度通常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修模处理，并根据参考文献[6]表4-9中推荐的ABS侧浇口的厚度为1.2～1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm。2）计算侧浇口的宽度。根据参考文献[6]表4-10，可得侧浇口的宽度为B的计算公式为：B=n/30=1.92取B=2mm式中，n是塑料成型系数，对于ABS其n=0.7；A是凹模的内表面积（约等于塑件的外边面积）。3）计算侧浇口的长度。根据参考文献[6]表4-10，可得侧浇口的长度L浇一般选用0.7～2.5mm，这里取L浇=0.7mm。4）侧浇口剪切速率的校核计算浇口当量半径。有面积相等可得πR浇2=Bh，由此矩形浇口的当量半径：R浇=（）0.5.校核交口的剪切速率①确定注射时间：查参考文献[6]表4-8，可取t=1s；②计算交口体积流量：q浇=v塑/t=1.01×104mm3/s③计算浇口的剪切速率：有γ浇=3.3q浇/πR浇3=1.41×104s-1该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的的最佳剪切速速率5×103～5×104s-1之间，所以，交口的剪切速率校核合格。4.1.4校核主流道的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（浇口体积大小可忽略不计）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。计算主流道的体积流量q主=（V主+V分+nV塑）/t=24.27cm3/s计算主流道的剪切速率γ主=3.3q主/πR主3=595s-1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5×102～5×103s-1之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。4.1.5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，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑料件表面要求没有印痕，采用脱模版推出塑件，故采用与球头型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。4.2成型零部件的结构设计及计算4.2.1成型零件的结构设计1）凹模的结构设计根据对塑件的结构分析，采用镶拼式凹模，放在动模板一侧。塑件注射成型后，由推出机构将凹模向上推出，再使用推杆将塑件推出。这样设计主要是从节省优质模具钢材料、方便热处理、方便日后的更换维修、简化推出机构等方面考虑。凹模如图4-2所示：图4-2凹模2）凸模的结构设计根据对塑件的分析，模具应采用三个镶件。3）成型零件钢材选用根据对聚甲醛塑件的综合分析，其成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性、耐腐蚀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。所以成型凹模镶件钢材采用P20。对于塑件收缩时包紧力较大的型芯，由于与塑件摩擦严重，且受热较大。所以采用高合金钢Cr12MoV。4.2.2成型零件工作尺寸的计算塑件公差等级取MT6，尺寸公差按参考文献[6]表2-4中未标注公差取值，由参考文献[6]表4-15中平均尺寸法计算工作尺寸。1）凹模径向尺寸计算：塑件外部径向尺寸转换：Ls1=92mm，制造公差由参考文献[6]表2-4取±0.5mm。则Ls1=92±0.5=92.50-0.5，Δ1=0.5mmLs2=50mm，制造公差由表参考文献[6]表2-4取±0.37mm。则Ls2=50±0.37=31.40-0.37，Δ2=0.37mm凹模径向尺寸：由参考文献[6]表4-15平均尺寸法计算Lm1=[（1+Scp1）*Ls1-xΔ1]0+δz1=92.710+0.083mmLm2=[（1+Scp2）*Ls2-xΔ2]0+δz2=50.430+0.062mm式中：Scp为塑件平均收缩率，由参考文献[6]表1-3塑件各部分壁厚分别计算，取中间值Scp1=1.25%；Scp2=Scp3=1.75%；Scp4=2.3%X是系数，由表4-15x=0.5~0.8，取x=0.6，下同δz是塑件上相应的制造公差，取δ=1/6Δ，下同2）凹模深度计算：塑件外部高度尺寸转换：Hs1=30mm，制造公差由参考文献[6]表2-4取±0.28mm。则Hs1=30±0.28=30.280-0.28，Δ1=0.28mmHs2=15mm，制造公差由参考文献[6]表2-4取±0.19mm。则Hs2=15±0.19=15.190-0.19，Δ2=0.19mmHs3=4mm，制造公差由参考文献[6]表2-4取±0.12mm。则Hs3=4±0.12=4.120-0.12，Δ3=0.12mm凹模深度尺寸Hm1=[（1+Scp1）*Hs1-xΔ1]0+δz1=30.280+0.047mmHm2=[（1+Scp2）*Hs2-xΔ2]0+δz2=15.160+0.032mmHm3=[（1+Scp3）*Hs3-xΔ3]0+δz3=4.070+0.02mm式中：Scp为塑件平均收缩率，由参考文献[6]表1-3塑件各部分壁厚不同，分别计算高度方向收缩率，取中间值Scp2=1.375%；Scp1=Scp3=Scp4=1.925%；Scp5=2.53%3）型芯径向尺寸计算动模型芯径向尺寸的计算Ls1=17±0.19=17.190-0.19Lm1=[（1+Scp1）*Ls1-xΔ1]0-δz1=19.40-0.032式中，x1是系数查参考文献[6]表4-15可知一般在0.5-0.8之间，此处取x1=0.7动模型芯内孔尺寸Lm1=[（1+Scp1）*Ls1-xΔ1]0+δz2=7.890+0.037mm式中：x2取0.8。4）成型圆柱间距的计算CM=(（1+s）Cs)±1/2mm=12.1±0.16mm4.2.3成型零件尺寸及动模垫板厚度计算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，根据性强的布置，模架初选200mm×200mm的标准模架，其厚度根据参考文献[6]表4-19中的刚度计算。=（3*25*154/2*2.1*105*0.023）1/3=19.83式中：p是型腔压力（MPa）；E是材料弹性模量(MPa)h=W，W是影响变形的最大尺寸，而h=30mm；δp是模具刚度计算许用变形量。根据注射塑料品种。Δp=25i2=25*0.918μm=0.023mm式中，i2=0.45*301/5+0.001*30μm=0.918μm凹模的侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，这里凹模嵌件单边厚度选15mm由于型腔采用对称结构布置，顾两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。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200mm*200mm，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全满足强度和刚度的要求。2)动模垫板厚度的计算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200mm*200mm这个范围之内。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T=0.54L(pA/EL1δp)=0.54*120*(25*3292/2.1*105*355*0.032)1/3=21.09mm式中，δp是动模垫板刚度计算许用变形量，δp=25i2=25*（0.45*1201/5+0.01*120）=25*0.0129mm=0.32mm；L是两垫块之间的距离，约120mm；L1是动模板的长度取200mm；A是两个型芯投影到动模板上的面积。4.2.4模架的确定1）根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模镶嵌件所占的平面的尺寸为138mm×122mm，又考虑凹模的最小壁厚，导柱，导套的布置等，再同时参考书中小型标准模架的选型经验公式：塑件在分型面上的投影宽度W’须满足：W’≤W2-10mm且W2=56，则W’≥66则根据参考文献[6]表4-38可得，可确定选用模具序号为A2型模架。2）各模板尺寸的确定由参考文献[6]表4-38得A板尺寸:A板为定模板考虑到主流道长度及冷却水道故A板取40mm。B板尺寸:B板是型芯固定板，按照模架标准板厚取32mm。C板尺寸:C板是支撑垫块，取50mm为了满足模具的最小厚度且不浪费材料则动模底板取25mmH1=25mmH2=25mmH3=30mmH4=20mmH5=14mm经上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定，其外形尺寸：宽×长×高=200mm×200mm×202mm。3）根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。模具平面尺寸200mm×200mm＜260mm×360mm（拉杆间距），校核合格。模具高度尺寸202mm，200mm＜202mm＜300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。模具的开模行程由参考文献[6]式4-7得S=H1+H2+5～10=30+40+5～10=55～65mm＜300mm，校核合格。3）导向机构导向机构由选定的模架查参考文献[6]表4-38，取导柱直径为16mm。参考《模具实用设计综合手册》表5-5查得带头导柱尺寸标准。4.3排气槽的设计该塑件由于采用侧浇口进料，熔体经塑件上方的台阶充满型腔，由于有三个型芯还有分型面，所以不会产生憋气，会自己排出去的。4.4脱模推出机构的设计4.4.1脱膜推出机构的设计由于塑件结构原因，模具采用成型零件脱模机构，推杆将成型滑块（凹模）与塑件推出动模套，再将塑件取出来。4.4.2脱模力的计算1)薄壁端脱模力因为圆形塑件的内孔与壁厚之比所以此处视为厚壁塑件，则根据注塑模具式4-26得：=477.38（N）式中，F2是脱模力(N)；E是塑料的弹性模量(MPa)，查表4-24得为2800；S是塑料成型的平均收缩率(%)，查参考文献[6]表4-24得为2.0；t是型芯2所在位置塑件的壁厚(mm)为5mm；L是被包型芯的长度(mm)为5mm；μ是塑件的泊松比，查表4-24为0.35；ψ是脱模斜度为0.5°；f是塑料与钢材之间的摩擦因数，查表4-24为0.3；r是型芯的平均半径(mm)为12mm；A是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积(mm2)，由UG测得面积为132.04mm2；K1是由λ和ψ决定的无因次数，=1.088，其中λ的值与塑件的横截面形状和相关尺寸有关；K2是由f由ψ决定的无因次数，K2=1+fsinψcosψ=1.003。2)厚壁端脱模力因为圆形塑件的内孔与壁厚之比所以此处视为厚壁塑件，则根据参考文献[6]式4-26得：=742.4(N)4.4.3校核推出机构作用在塑件上的单位压应力型芯1推出时：由UG计算得推出接触面积为：A1=1/4πR2=26.4(mm2)A2=ab=17*14=238mm2则＜110MPa合格。4.5冷却系统设计与计算（1）冷却介质ABS注塑温度有参考文献[6]表4-29查得，成型温度200°C，模具温度40°C-60°C，脱模温度60°C用常温水对模具进行冷却。（2）单位时间内注入模具中的塑料熔体总质量塑件制品体积V=V主+V分+nV塑=24.27cm2塑件制品质量（p=1.42g/cm3）M=Vρ=24.76g单位时间注射次数塑件壁厚为5mm，查注塑模具表4-34得t冷=49S，t注=1S，t脱=8St=t冷+t注+t脱=58SN=3600/t=62次单位时间注射质量W=N*m=1.54kg/h（3）冷却水流量qv由参考文献[6]表4-35查得ABS单位热流量Qs=310KJ