双孔垫片冲压模具设计与制造毕业设计（论文）word格式 - 图文

酒 泉 职 业 技 术 学 院

毕业设计（论 文）

级 专业

题 目： 双孔垫片冲压模具设计与制造 毕业时间：

学生姓名： 指导教师： 班 级：

2010年 3月22日

机电工程系2010届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压模具设计与制造

目 录

摘要： ................................................................ 3 第一章 综 述 ........................................................ 5 第二章 冲压模具设计 ................................................. 9

一．冲压件工艺分析....................................................................................................................... 9

（一）材料： ......................................................................................................................... 10 （二）零件结构： ................................................................................................................. 10 （三）尺寸精度： ................................................................................................................. 10 二．工艺方案及模具结构类型 ..................................................................................................... 11 三．排样设计................................................................................................................................. 11

（一）少废料排样 ................................................................................................................. 11 （二）无废料排样 ................................................................................................................. 11 四．冲压力与压力中心计算 ......................................................................................................... 12

（一）计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。 ............................. 12 （二）压力中心 ..................................................................................................................... 14 五．压力机的选择......................................................................................................................... 14

（一）压力机的选择原则 ..................................................................................................... 14 （二）冲压设备规格的选择 ................................................................................................. 14 （三）压力机的其它参数 ..................................................................................................... 15 六．工作零件刃口尺寸计算 ......................................................................................................... 16 七．工作零件结构尺寸 ................................................................................................................. 17

（一）落料凹模板尺寸： ..................................................................................................... 18 （二）落料凹模板的固定方式： ......................................................................................... 18 （三）凸凹模尺寸计算： ..................................................................................................... 19 （四）凸凹模内外刃口间壁厚校核： ................................................................................. 19 （五）冲孔凹模洞口的类型 ............................................................................................. 19 （六）凸凹模的固定方法和主要技术要求 ..................................................................... 20 （七）冲孔凸模尺寸计算： ................................................................................................. 20 （八）凸模的固定方式 ..................................................................................................... 21 （九）标准模架和导向零件 ................................................................................................. 21 八．有关模具设计计算: ............................................................................................................... 23

（一）卸料弹簧选择： ......................................................................................................... 23 （二）设计和选用卸料与出件零件 ..................................................................................... 23 （三）选择上、下模板及模柄 ............................................................................................. 24 （四）垫板的结构设计： ..................................................................................................... 24 （五）闭合高度： ................................................................................................................. 25

第三章 塑料模具设计 .................................................. 26

一.塑件工艺性分析：................................................................................................................... 27 （一）塑料 ............................................................................................................................. 28 （二）塑件的尺寸精度分析 ................................................................................................. 29 （三）塑件表面质量分析 ..................................................................................................... 29 （四）塑件收缩率 ................................................................................................................. 29 （五）塑件结构工艺性分析 ................................................................................................. 30

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二．成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 ............................................................................. 30

（一） 注射量的计算 ........................................................................................................... 30 （二）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算 ..................................... 30 （三） 塑料件注塑成型工艺参数 ....................................................................................... 32 （四）仪表外壳注射成型工艺卡 ......................................................................................... 33 三．模具结构方案的确定 ............................................................................................................. 34

（一）分型面的选择 ............................................................................................................. 34 （二）型腔数量的确定及型腔的排列 ................................................................................. 35 （三）浇注系统的设计 ......................................................................................................... 35 （四）型芯和型腔结构的确定 ............................................................................................. 37 （五）推件方式的选择 ......................................................................................................... 38 四．成型零件工作尺寸的计算及其强度计算 ............................................................................. 39

（一）型芯径向尺寸计算： ................................................................................................. 39 （二）型腔径向尺寸计算： ................................................................................................. 39 （三）成型零件强度计算 ..................................................................................................... 41 五．导向机构的设计..................................................................................................................... 42

（一）导柱的设计要求 ......................................................................................................... 42 （二）导套的设计要求 ......................................................................................................... 42 六．模板厚度的确定..................................................................................................................... 42 七.确定排气方式........................................................................................................................... 43

（一）利用配合间隙排气 ..................................................................................................... 44 （二）在分型面上开设排气槽 ............................................................................................. 44 （三）利用排气塞排气 ......................................................................................................... 44 八．固定板、垫板及垫块的确定 ................................................................................................. 44 九．注射机有关参数的校核 ......................................................................................................... 45 十．排气系统的设计..................................................................................................................... 45

参考文献： ........................................................... 47 致 谢 ............................................................... 48

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双孔垫片冲压模具设计与制造

摘要：

双孔垫片冲压模具设计与制造 ，通过对冲压件的分析以及消化，本套模具结构比较简单。通过对双孔垫片冲压模具设计，对该零件进行冲压工艺分析和有关工艺计算，确定合理的冲压工艺方案，设计冲压工序的三套模具，正确的选用标准模架，使用pro/e三维绘图软件绘制模具三维图，对冲压结构进行了工艺分析。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。根据三维图绘制模具二维装配图和零件图。

通过对双孔垫片冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。

该套模具为成型塑料表箱盖外壳的模具，考虑到塑料件的体积大小以及精度等方面的要求，该模具采用一模一腔，分型面按照其设计原则，应在塑件的最大轮廓处，该模具工作原理比较简单，成型过程也很简单。

分析表箱盖外壳结构与成型特点，选择注射的成型方法，模具采用推杆推出机构来推出机构成型塑件，并对塑件成型的浇注系统、布置方式、浇口位置等进行选择，为了提高生产效率和保证模具的平衡选择一模一腔的布置，根据有关资料和经验得到相对合理的解决方案。最终，综合以上所有因素完成本次塑料制件的成型工艺及模具设计。

关键词：分型面；一模一腔 ；冲压模具；模具设计.

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Abstract

Double gasket design and manufacture of stamping dies, stamping parts of the analysis,

and digestion, the set of relatively simple mold structure. Gasket with two holes through the stamping die design, stamping process of the parts analysis and calculation of the process, the stamping process to determine a reasonable program to design three sets of die stamping process, the correct choice of standard mold base, the use of pro / e three-dimensional graphics three-dimensional graph drawing software tool, the structure of the stamping process analysis. A clear idea of the design to determine the shape of the stamping process and the specific part of a detailed calculation and checking. The structure of such a design work to ensure that the use of a reliable tool to ensure the co-ordination with other parts. ; Based on mapping three-dimensional mold assembly drawings and parts of two-dimensional map.

Gasket with two holes through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. The mold for molding plastic table cover mold shell, taking into account the volu- me of plastic parts, such as size and accuracy requirements, the use of a mold of a mold cavity surface in accordance with its design principles, should be the largest in the plastic parts profile, the working principle of the relatively simple tooling, molding process is very simple.

Cover plastic parts of the structure and molding characteristics, the choice of molding, mold core pulling a lateral agencies and institutions to launch putter Launch molding plastic parts, and plastic molding of the gating system, layout, pouring I choose locations, in order to increase production efficiency and ensure the balance of mold choose a mode of a cavity layout, in accordance with the relevant information and experiences are relatively reasonable solution. Ultimately, integrated all of the above factors in the

completion of this process of molding plastic parts and mold design. Keywords: surface; a mode of a cavity; stamping die; die design.

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第一章 综 述

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 （4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工

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业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 冲压技术的现状及发展方向：

科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。

(1)冲压成形理论及冲压工艺方面

形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。

推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，

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解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。

(2)冲压设备和冲压生产自动化方面

良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的4~10倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。

近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 (3)冲压标准化及专业化生产方面

冲压的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，

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从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%-80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。

随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围不断地扩大，如家用电器、仪表仪器、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。由于在工业产品中,一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件,加上利用工程塑料特有的性质,可以一次成型非常复杂的形状,因此,近年来工业产品塑料化的趋势不断上升.

注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，该方法全部热塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。由于注塑成型加工不仅产量多，而且运用于多种原料，能够成批，连续的生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化，高速化，因此，具有得极高的经济效益。

作为注塑成型的加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。

与其他行业相比模具制造业存在成本高，要求制造周期短、技术性强的特点，目前，随着科学技术的不断发展和计算机的应用，这些问题得到很大的改善。由于有了计算机辅助设计和计算机辅助加工，从根本上改变了模具生产的面貌，可靠地保证了模具所生产的精度与质量。预硬、易切削以及高光亮等，新型模具材料的应用，大大地方便了加工几热处理。另外，模具标准件和标准件为基础的特殊定制零件的普及，明显地缩短了模具制造周期。

近年来，塑料成型加工机械和成型模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势主要有以下几方面：

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（1）加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计 以由经验设计段逐渐向理论计算设计方面发展。

（2）高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产效率，降低成本起了很大的作用。

（3）大型、超小型及高精密 由于塑料应用的扩大，塑料制件以应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现各种大型、精密和高手命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工的、热处理变形小、导热性优异的制模材料。

（4）革新模具制造工艺 为了更新产品花色和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺的研究，这大大缩短了模具制造周期，降低了成本。

在模具制造工艺上，为缩短模具生产周期，减少钳工等手工操作的工作量，在模具加工工艺上作了许多改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种仿型机床、光控机床、数控机床、坐标机床等。这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工的精度。

（5）标准化 开展模具标准化工作，使模板导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批地生产塑料成型模具。

本次设计中,我的设计课题为仪表外壳注塑模设计。我首先搜集了大量和资料，并进行了分析，吸取了国内外的有关资料，结合自己现有的专业知识进行这次模具设计。

由于我们对注塑模也是刚刚接触，缺乏经验，所设计的模具可能存在问题与不足，在此希望老师能予以指正。

第二章 冲压模具设计

一．冲压件工艺分析

材 料：A3 生产批量：大批量

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材料厚度：2mm

图1.双孔垫片零件图

图2.双孔垫片三维零件图

（一）材料：

该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

（二）零件结构：

该零件结构简单，在转角处有四个半径为2mm的圆角，并在对称中心线上有两个直径为10mm的圆孔。孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为7mm（直径为10mm的孔与最边缘的之间的尺寸）。由此可以看出该零件具有良好的冲压性能。

（三）尺寸精度：

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零件上所有未标公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

00零件外形尺寸： 650?0.74mm 24?0.52mm R2?0.25mm

?0.36mm零件内形尺寸： 100孔心距尺寸： 37?0.31mm 结论：适合冲裁

二．工艺方案及模具结构类型

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 1.先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 2.落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 3.冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一： 模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，

生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。

方案二：只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 方案三：需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，作不方便。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二方案为佳。

工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。

三．排样设计

可采用以下两种排样方式： （一）少废料排样 （二）无废料排样

由于该工件结构比较简单，无论采用一方案还是二方案都能满足要求。相比而言少废料排样比无废料排样材料利用率低，但无废料排样会加快模具的磨损，使模具寿命减少，并直接影响到工件的断面质量，所以采用少废料排样即一方案。 查冲压模具设计与制造表2.5.2，确定搭边值： 两工件间的搭边： a=2.2mm; 工件边缘搭边： b=2.5mm; 步距为： S=26.2mm;

条料宽度： B=（D+2b）=65+2×2.5=70mm

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确定后排样图如下图3-1所示：

3-1．冲压件排样图

一个进距内的材料利用率为

nA η=×100%

Bh 式中A——冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）（mm2） n——一个进距内冲件的数目 B——条料宽度（mm） h——进距(mm)

A=65×24－2×π×25＝1403mm2

nAη=×100%

Bh =1403/70×26.2=76.5%

四．冲压力与压力中心计算

（一）计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。

计算冲压力：

冲压力的大小主要与材料的力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。 用平刃口冲裁时，冲裁力F（N）可按下式进行计算

F=KLτt

式中： L——冲裁件周边长度（mm）

t——材料厚度（mm） τ——材料抗剪强度（MPa）

K——系数。考虑到模具刃口的磨损。模具间隙的波动，材料力学

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性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。

一般情况下，材料的σb=1.3τ,为方便计算，也可用下式计算冲裁力F（N）。 F=1.3Ltτ

式中τ——材料的抗剪强度。（MPa）

查手册得τ=450MPa

（1）、落料力

F落=1.3Ltτ450=208.26KN

（2）、冲孔力

其中τ按非退火A3钢板计算。

F冲=1.3 Ltτ=2π×1.3×2×10×450=73.45KN

其中：d为冲孔直径，2πd为两个孔圆

周长之和。

（3）、卸料力

K卸=0.05（查表2.52得）

F卸=K卸F落=0.05×208.26=10.41KN （4）、推件力

K推=0.055（查表2.52得）

F推=n K推F2

推

该模具凹模刃口形式，查《冲压手册》取h=6mm，则n=h/t=6/2=3个，但因为有两个孔所以n=6

F

=6×0.055×36.725=12.12kN

该套模具采用弹性卸料，下出件的卸料装置。

F=

n

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=1.3×178×2.0×

K

落推

：F= F落+ F冲+ F卸+ F推

=208.26+73.45+10.41+12.12 =304.24KN

总冲压力

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（二）压力中心

图4-1零件图

如上图4-1所示，该工件属于中心对称图形，所以压力中心在它的几何中心上，

无需计算。

五．压力机的选择

（一）压力机的选择原则

冲压设备的选择直接关系到设备的安全及生产效率，产品质量，模具寿命和生产成本等一系列重要问题。重压设备的选择主要包括设备的类型规格参数两方面的问题。冲压⑴设备类型的选择

主要根据所要完成冲压工序的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备类型。

1、对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件的常采用开式曲柄压力机。 2、对于大中型对于大和精度要求高的冲压件，多采用闭式曲柄压力机。 3、对于大型或较复杂的拉深件，常采用上传动的闭式双动拉深压力机。 4、对于大批量生产或形状复杂，批量很大的中小形冲压件应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。

5、对于批量小，材料厚的冲压件，常采用液压机。 6、对于精冲零件最好选择专用的精冲压力机。

（二）冲压设备规格的选择

在选择冲压设备的类型后，应进一步根据冲压加工中所需的冲压力（包括卸料力，压料力等）变形功以及模具的结构形式或闭合高度，外形轮廓尺寸等选择冲压设备的规格。

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1、公称压力

压力机的公称压力是指压力机滑块离下止点前木一特定距离，既压力机的曲轴旋转侄离下止点前某一角度时滑快上所容需的最大工作压力。

一般情况下，压力机的工称压力应大于或等于冲压工艺的1.3倍在开式压力机上进行精密冲裁件时压力机的工称压力应大于冲压工艺的2倍。 2、滑快行程

压力机的滑快行程是指滑快从上止点到下止点所经过的距离压力机的行程的小应能保证毛胚或半成品的放入及成型零件的取出。 3、闭合高度

压力机的闭合高度是指滑快在下止点时，滑快底平面到工作台面之间的高度模具的闭合高度必须适合于压力机闭合高度范围的要求。他门之间的关系为。

（三）压力机的其它参数

1、压力机工作台的尺寸压力机工作台上垫板的平面尺寸应大于模具下模座的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地，一般每边留50-70。

2、压力机工作台孔的尺寸，模具底设置的漏料孔或弹顶装置尺寸必须小于压力机工作台孔的尺寸。

3、压力机模柄孔尺寸模柄直径必须和压力机滑快内模柄安装用孔的直径相一致，模柄的高度应小于模柄安装用孔的深度。 总上所述选择压力机为JG23-40。

JG23-40参数如图4-2

公称压力 行程次数 最大装模高度 立柱间距离 400KN 80次/min 220mm 300mm 滑快行程 最大闭合高度 闭合高度调解量 工作台尺寸 前后 左右 垫板尺寸 厚度 孔径 电动机功率 80mm 20mm 4KW 模柄孔尺寸 直径 深度 100mm 300mm 80mm 150mm 300mm 50mm 70mm 15

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六．工作零件刃口尺寸计算

落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。 刃口尺寸计算如下：

由于工件图未注公差尺寸，均属于未注公差尺寸。在计算凸模与凹模尺寸时，冲压件未注公差尺寸的极限偏差数值通常按GB1800—79IT14级。 根据工件图可将基本尺寸分为如下几类： 落料凹模尺寸计算：

00Dmax1?65???0.74mm 00Dmax2???24?0.52mm

冲裁间隙：(查冲压工艺与模具设计表2-5得)

Zmin?0.246mm Zmax?0.36mm

Zmin?Zmax?0.36?0.246?0.114mm

磨损系数:

制件精度为IT14,故x=0.5 计算公式：

Dd??Dmax?x??0??/4mm

凸模制造工差?d??/4 计算结果：

Dd1??65?0.5?0.74?0?0.186?0.186?64.630mm

相应凸模尺寸按凹模尺寸配做，保证双面间隙在0.246～0.36之间。 同上:

Dd2??24?0.5?0.52?0?0.015?0.015?23.740mm

相应凸模尺寸按凹模尺寸配做，保证双面间隙在0.246～0.36之间。 圆角半径R20?0.26mm

冲裁间隙：(查冲压工艺与模具设计表2-5得)

Zmin?0.246mm Zmax?0.36mm Zmin?Zmax?0.36?0.246?0.114mm

磨损系数:

制件精度为IT14,故x=0.5

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计算公式：

Dd??Dmax?x??0??/4mm

凸模制造工差?d??/4 计算结果：

Dd3??2?0.5?0.25?0?0.063?0.063?1.880mm

相应凸模尺寸按凹模尺寸配做，保证双面间隙在0.123～0.18之间。 冲孔凸模尺寸计算：

???0.056Dmin10?100mm

冲裁间隙：(查冲压工艺与模具设计表2-5得)

Zmin?0.246mm Zmax?0.36mm Zmin?Zmax?0.36?0.246?0.114mm

磨损系数:

制件精度为IT14,故x=0.5 计算公式：

dp??dmin?x????/4mm

0凹模制造工差?p??/4 计算结果：

dp??10?0.5?0.36??0.09?10.180?0.09mm

0相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配做，保证双面间隙在0.246～0.36之间。 孔心距的计算：

L1?L??/2?37?0.31mm

冲裁间隙：(查冲压工艺与模具设计表2-5得)

Zmin?0.246mm Zmax?0.36mm Zmin?Zmax?0.36?0.246?0.114mm

磨损系数:制件精度为IT14,故x=0.5 计算公式：

Ld??Lmin?0.5??

制造公差为：

1/8△=1/8×0.62=0.078mm

Ld?37?0.078mm

七．工作零件结构尺寸

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（一）落料凹模板尺寸：

凹模厚度：H=kb（其计算结果大于或等于15mm） 其中b——冲压件最大外形尺寸；

K——系数，考虑板材厚度的应响,其值可查表8-1；

H=0.28×65=18.2mm

凹模壁厚：c=（1.5～2）H （其计算结果大于或等于30～40mm）

c??1.5~2??18.2??27.3~36.4?mm

实际取c=30mm

凹模板边长：L?b?2c?65?60?125mm 查标准GB/T－6743．1-94：凹模板宽B＝125mm 故确定凹模板外形为：125×125×18（mm）。

将凹模板做成薄型形式并加空心垫板后实取为：125×125×14（mm） 落料凹模板零件图如图7-1

图7-1落料凹模零件图

（二）落料凹模板的固定方式：

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凹模一般采用螺钉和销钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置应可根据凹模的大小，可在标准的典型组合中查得。位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，应满足有关要求

（三）凸凹模尺寸计算：

凸凹模长度计算：L?h1?h2?h

＝16＋10＋24

＝50mm

其中：h1－凸凹模固定板厚度 h2－弹性卸料板厚度

h－增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等） （四）凸凹模内外刃口间壁厚校核：

根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm，根据强度要求查《冲压模具设计与制造》表2.9.6可知，该壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。 凸凹模的零件图如下所示：

（五）冲孔凹模洞口的类型

冲孔凹模的孔口形式通常有如图7-3所示的几种。图中a、e为 直壁形，刃口强度高，刃磨后空口尺寸不变，制造方便。但是在孔口 内 易于积存工件或废料，增大了凹模的胀力、推件力和孔壁的磨损； 磨损后每次的修磨量大，模具的总寿命较低。此外，凹模磨损后孔口可能成倒锥，使冲成的工件或废料反跳到凹模表面上，造成操作困难。直壁形孔口 凹模适用于冲裁精度较高、厚度较大的工件。对于上顶出工件（或废料）的模具也采用此种孔口形式。a适用于圆形或矩形工件；e适用于形状复杂的工件。b、c、d的孔口为锥形，孔口 内不 易于积存工件或废料，孔壁所受的胀力、摩擦力小，所以冲孔凹模的磨损及每次的饿刃磨量小。但刃口强度较低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形状简单，精度要求不高和较薄的冲裁件。c适用于较复杂的冲裁加件；d用于冲裁薄料和凹模厚度较薄的情况。f为凸台式凹模，适用于冲裁软而薄的金属与非金属材料，这种材料一般不淬火或淬火强度不高[（35～38）HRC]，可以用手锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到试冲出满意的冲压件为止。

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图7-3洞口 而根据上述分析本模具采用 a 为合理。

（六）凸凹模的固定方法和主要技术要求

凸凹模一般采用螺钉和销钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置应可根据凹模的大小，可在标准的典型组合中查得。位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，应满足有关要求

凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。型孔的表面有粗糙度的要求 Ra＝0.8～0.4μm。凹模材料选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模。因此，根据这些条件可知固定方式为整体式或着组合式直接连接。

（七）冲孔凸模尺寸计算：

凸模长度计算：Lt?h1?h2?h3

?14?12?14 ?40mm

其中：h1——凸模固定板厚 h2—空心垫板厚

h3——凹模板厚

凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。 凸模的零件图如下所示：

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图7-4冲孔凸模零件图

（八）凸模的固定方式

平面尺寸比较大的凸模，可以直接用销钉和螺栓固定。中、小型凸模多采用台肩、吊装或铆接固定。对于有的小凸模还可以采用粘接固定。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理与更换。而本设计在固定中采用了如图所示：凸模与凸模固定板压配，并借助与螺紧固定位在上模座上，适应与中小尺寸圆形凸模上。（刃口尺寸形状不对称时，凸模和凸模固定板之间应有防转制动）

（九）标准模架和导向零件

GB／T28511～7(90)——GB／T28521～４(90)列出了各种不同结构和不同导向形式的标准模架，是由国家技术监督局批准并发布实施的标准，常用的导柱导套式模架，是由上、下模座和导向零件组成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱、导套的导向来实现。

按导柱在模架上的固定位置不同，导柱模架的基本型式有如图 所示的四种。

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(a) (b)

(d) (c)

图7-5模架

图a)为后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能使用浮动模柄结构 。

图b)为中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。

图c)为对角导柱模架。由于导柱安装在模具中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模 (X轴为横向，Y轴为纵向)

图 d)为四导柱模架，具有滑动平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。根据以上特点选用a较为适合.

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模架选用的规格，根据凹模周界尺寸从标准手册中选取。经估算：L=125mm, B=125mm 闭合高度H=160—300mm取H=140mm从 《冲模设计资料》查表得:模架规格是：125mm×125mm×160mm 导柱：υ22mm. 导套υ35mm

八．有关模具设计计算:

（一）卸料弹簧选择：

根据卸料力10.41KN采用4个弹簧，此时每个弹簧负担的卸料力为2.6025KN的压力。

冲裁时卸料板的工作行程h2??t?1??3mm;考虑凸模的修模量h3?5mm;弹簧的预压缩量为h1；故弹簧总压缩量为：

H?h1?h2?h3?h1??3?5??h1?8mm

考虑卸料的可靠性，取弹簧在预压缩量为h1时就有2.6025KN的压力。初选弹簧钢丝直径d=2mm，弹簧中径D2?16mm;工作极限负荷F1?144.3N;自由高度

h0?36mm;工作极限负荷下变形量h1?17.7mm

该弹簧在预压量h1时，卸压力达2.6KN,即

h1?F1hj/Fj?8.3mm

故Hz=（8.3+8.5=16.8<17.7mm）能满足要求。

弹簧装配高度：Hz?h0?h1?36?8.3?27.7mm

根据凸凹模及弹簧、卸料螺钉等的布置，去卸料板的平面尺寸为125mm×125mm,厚度为10mm。

（二）设计和选用卸料与出件零件

卸料以固定板卸料,出件是以凸模往下冲即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.8~1倍,所以卸料板的L?B?H?125mm?125mm?10mm,卸料板在此仅起卸料作用,凸模与卸料板间的双边间隙一般取0.2~0.5mm,这里取0.5mm,根据表8-3,材料为45.由以上根据凸模和凹模可设计出卸料板如图8-1.

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图8-1卸料板零件图

（三）选择上、下模板及模柄

采用GB2855.6-81后侧带导柱形式模板。根据最大轮廓尺寸95mm×95mm选相近规格标准模板L×B为125mm×125mm，上模座板厚为30mm.下模座板厚为35mm。 模柄:由压力机的型号JG23-40.可查得模柄孔的直径为52mm,深度为65mm,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小5~10mm,由于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此选用压入式模柄较合理，所以根据GB2862.1-81得图5-15

其余图5-15 模柄

模柄零件图

（四）垫板的结构设计：

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考虑推件装置在上模内挖窝，采用垫板加固，上垫板厚度取8mm,下垫板厚取6mm。 结构图如下：

8-2 垫板零件图

（五）闭合高度：

模具闭合高度应为上模座板、下模座板、上下垫板、凸凹模固定板、凹模板、凸模固定板、卸料板等厚度的总和。即 H=(35+30+10+8+6+14+12+14+14)-0.5=159.5mm

-0.5mm是考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可稍有增减，以制件完全分离为准。

所选压力机闭合高度

Hmax=300mm,Hmin=300-160=140mm满足Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm

该模具的装配图如下：

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8-3装配图

第三章 塑料模具设计

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一.塑件工艺性分析：

材 料：ABS 生产批量：大批量

图1.仪表外壳零件图

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图2.仪表外壳三维零件图

（一）塑料

结构特定：线性结构非结晶性；使用温度：小于700C；化学稳定性：较好，比较稳定；性能特点：机械强度较好，有一定的耐磨性。但耐热性较差，吸水性较强；成型特点：成型性能好，成型前原料药干燥，易产生熔接痕，浇口处外观不好。塑

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件原材料分析

塑料品种：ABS热塑性

（二）塑件的尺寸精度分析

此塑料件上有三个尺寸有精度要求，分别是：660格保证这三个尺寸精度的要求。

其余尺寸均无特殊要求，为自由尺寸，可按MT5级塑料件精度查取公差值。

?0.34mm、460mm、18?0.18mm0.260均为MT2级塑料件精度，属于中等偏高的精度等级，在模具设计和制造过程中要严

（三）塑件表面质量分析

该塑件是某仪表外壳，要求外表美观、无斑点、无熔接痕，表面粗糙度可取Ra1.6，而塑件内部没有较高的粗糙度要求。

（四）塑件收缩率

塑料经过成型后所获得的制品从热模具中拿出来后，因为冷却及其他原因而引起尺寸减少或者体积收缩的现象即塑料的收缩性。收缩性是每一种塑料的固有特性之一，它因塑料种类以及模具条件的不同而不同。

为了得到符合图纸要求的塑件产品，在设计模具时，对于收缩性总是可以补偿的，但现在的资料还不足以使模具设计者准确精确的估计塑料各个部位的收缩程度。对于收缩率本身的复杂程度及造成收缩的诸多原因间的相互关系，还需进行研究。但从前人总结的经验可知，影响收缩率的因素大致可分为塑料的性质、塑件结构、模具结构、成型工艺等几方面。

就手机后盖塑件而言，它有一个均匀的壁厚。相对厚的塑件而言，它的收缩率要小的多。

收缩率表示塑件收缩性大小的一个数字指标，它有一个一般的计算公式： A=B/(1-Q) 式中： Q—塑料的收缩率；

A—室温下模具的实际尺寸； B—室温下塑料制品的实际尺

而对于大多数的塑料制品，设计者无须根据此公式来计算某中塑料在某中配方下的收缩率，计算了也是浪费时间和人力，对于目前再精确的计算也只是理论上的计算，他和实际还是有很大的差别的，相去甚远。前人已经为我们总结了常用的塑料常用收缩率，对于生产性的塑件，实际已经证明，这些数据已经能够应付实际的生产要求了。即使对于精密塑件也给予了其它方面的补偿。

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（五）塑件结构工艺性分析

此塑件外形为方形壳类零件，腔体为8mm深，壁厚均匀2mm，总体尺寸不大不小，塑件成型性能良好；

塑件上有一个六边形凸台，要求成型后轮廓清晰，成型它的模具工作零件要用线切割成型，保证六边的尖角；

塑件的两边各有一个对称的类三角形凸起标记，高0.2mm，同样要求轮廓清晰，成型它的模具工作零件可用电火花成型加工，相应的要设计出它的电极。

二．成型设备的选择与模塑工艺参数的编制

（一） 注射量的计算

1．计算塑件的体积

首先对塑件体积进行分割，该塑件体积可分割为三部分：两个类三角形凸起体积，一个正六边形凸台的体积，再加一个塑件主体的体积

V两个类三角形的体积为1

VV则：(其中a—两个小三角形的体积；b—两个大三角形的体积)

Va?4?1/2?3?9?0.2?10.8mm3

Vb?4?1/2?4.5?10?0.2?18mm3 V1?Va?Vb?10.8?18?18.8mm3

V六边形体积为2

V2?Vc?Vd?6?1/2?2?3?1/2??182?15.72??402.7mm3则：

塑件主体体积V3

V3?70?50?10?66?46?8?1/2?6?2?3?1/2?15.72?9142.05mm3

V0?V1?V2?V3?18.8?9142.05?402.7?11115.18mm3

3浇注系统的体积：V?1551.52mm

一次注射所需的塑料总体积为2．计算塑件质量：

Vz?V0?V?11115.18mm3

由手册查的取塑件密度: ??1.05?10?6kg/mm3 塑件的质量： m?V???0.01?kg??11.7?g? 塑件与浇注系统的总质量：mz?Vz??0.0117?kg??11.7?g? 本模具采用一模一件的模具结构，所以注射量m?11.7?g?

（二）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算

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1．锁模力计算

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 ，在此时还是个未知数，根据经验公式：

A2?(0.2~0.5)A1（

A1

A1为每个塑件在分型面上的投影面积），用0.35

A1?70?50?3500mm2进行估算：

其中

A2?0.35?A1?0.35?3500?1225mm2

A?A1?A2?3500?1225?4725mm2

A2——流道凝料在分型面上的投影面积 A——总的塑料在投影面上的投影面积 查塑件型腔压力为30MP 锁模力：

Fm?APx?4725?30=141750N=142KN

2．选择注射机

根据计算的注射量和锁模力，可选用国产XS-Z-60柱塞式注射成型机，其有关参数如下表2-1

国产XS-Z-60柱塞式注射成型机参数如下表2-1

60 螺杆柱塞直径/mm 38 理论注射容量/cm3 注射压力/MPa 锁模力/KN 拉杆内间距/㎜ 最小模具厚度/㎜ 顶出行程/㎜ 移模行程/㎜ 最大成型面积cm3/ 3．注塑机参数的校核

注塑模需安装在注塑机上才能进行工作，两者应该相互匹配，所以注塑模设计

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112 500 注射速率/（g/s） 喷嘴口孔径/㎜ 70 ?3.5 190×300 模板行程/㎜ 160 70 180 130 最大模具厚度/㎜ 注射时间/s 喷嘴球半径/㎜ 170 280 3 15 动定模固定板尺寸 330?440 机电工程系2010届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压模具设计与制造

之前要进行注塑机基本参数的校核。只有这样，才能处理好注塑模与注塑机之间的关系，使设计出来的注塑模能在注塑机上安装和使用。 注射机有关参数的校核 型腔数量校核

由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量

kmn?m20.8?60?9.6?0.6n???4?1，

m19.6所以型腔数目初选合格。

式中 k——注射机的最大注射量利用率，一般取0.8 mn——注射机的额定塑化量

m2——浇注系统所需塑料的质量或者体积 m1——单个塑件的质量质量或者体积

nm1?m2?km最大注射量的校核： p1?10?10?0.6?16g<48g

式中n——型腔数目 m1 m2 k——型腔数目

mp——注射机允许最大注射量

结论：最大注射量校核合格。 锁模力的校核：

FZ?P(A1?A2)?Fp；

FZ?P(A)?FP

即0.5?112?4725N?264600N<500KN

所以锁模力校核合格。

式中 FP——注射机额定的锁模力 P——熔体对型腔的压力

A1——单个塑件在模具分型面上的投影面积 A2——浇注系统在分型面上的投影面积

（三） 塑料件注塑成型工艺参数

ABS塑料的注射成型工艺参数（见下表2-2） 工艺参数 规格 工艺参数 规格 32

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预热和干燥 温度：80～850C 时间：2～3h 注射时间：20～90 保压时间：0～5 成型时间S 冷却时间：20～120 总周期：50～220 料筒温度0C 后段：150～170 中段：165～180 前段：180～200 螺杆转速 30 r/min 后处理 方法：红外线、烘箱 温度0C:70 时间h:2～4 喷嘴温度0C 模具温度0C 170～180 50～80 注射压力MP 100

（四）仪表外壳注射成型工艺卡

塑件注射成型工艺卡见下表2-3

(厂名) 塑件名称 装配图号 零件图号 仪表外壳 材料牌号 材料定额 单件质量/g 10g 33

塑件注射成型工艺卡 ABS 资料编号 共 页 设备型号 每模件数 工装号 第 页 XS-Z-60 1件

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材料 干燥 料筒温度C ? 设备 温度 60-80? C 时间 后段 230-240 中断 240-260 前段 230-250 喷嘴 220-230 模具温度 80-100 注射 0-5 保压 40-50 时间/s 冷却 20-50 压 力注射 80-120 /m P a 背压 三．模具结构方案的确定

注射模具结构设计主要包括：分型面的选择；模具型腔数目的确定及型腔的排列；浇注系统的设计，型芯、型腔结构的确定，推件方式的选择，模具结构零件设计等内容。

（一）分型面的选择

分型面应选择在塑件截面最大处，尽量取在料留末端，利于排气，保证素件表面质量，该零件的分型面如图3.1所示，取在塑件的底部。图3.2为型芯和型腔的分割简图。

图3.1 塑件分型面

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图3.2型芯和型腔的分割简图

（二）型腔数量的确定及型腔的排列

该塑件采用一模一件成型，型腔布置在模具的中间，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。

（三）浇注系统的设计

1．浇注系统设计原则

（1）、了解塑件的成形性能；

（2）、尽量避免或减少产生熔接痕，在选择浇口位置时，应注意避免熔接痕的

产生， 即减少分流的次数； （3）、有利于型腔中气体的排出； （4）、防止型芯的变形；

（5）、尽量采用较短的流程充满型腔；

（6）、流动距离比流动面积比的校核，在模具设计过程中，除考虑采用较短的流程外，还应对其注射成型时的流动距离比或流动面积比进行校核，这样就可避免充填不足现象的发生。

流动距离比简称流动比，即：

Li? Φ=i?1ti

n式中 Φ ——流动距离比；

Li——模具中各段流动通道及各段模腔的长度；

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ti——模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度 2.主流道设计

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道。

主流道直径的决定，主要取决于主流道内熔体的剪切速率。但在具体设计时，一般根据经验选取一合适的值做为主流道小端直径d，一般应大于机床喷嘴直径0.5～1mm左右，通常取d=3～6mm。

根据有关手册查的XS-Z-60型注射机喷嘴有关尺寸。 喷嘴球半径：R0=12mm； 喷嘴出口直径：d0=4mm； 根据主流道与喷嘴的关系有

模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为：

R=R0+(1～2)=12+2=14mm;

模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d0的关系为：

d=d0+0.5=4+0.5=4.5mm;

为了便于凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，其锥度取20～60。 3．分流道的设计

分流道的形状及尺寸与塑料制件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关系。该塑件体积比较大，形状比较复杂且壁厚不均匀，考虑采用侧浇口，有利于塑料制件的成型和外观质量的保证。

分流道取半圆形，其半径R=3mm;

浇口采用侧浇口，从塑件的上端六边形孔处进料，如图3.3所示：

图进料处图示 3.3

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4．浇口套的结构如下所示：

浇口套的形式如下图所示，由《模具设计与制造简明手册》查得结构尺寸。

图3.4浇口套的三维图

（四）型芯和型腔结构的确定

型芯、型腔可以采用整体式或组合式结构。

整体式型腔是直接在模具的型腔板上加工而成的，有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时，加工和热处理都比较困难。整体式型芯的结构牢固，成型塑料制件质量好，但尺寸较大，耗费贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑料制件。

组合式型腔由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑料制件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机械加工和热处理，修理方便。同时也有利于型芯冷却和排气。

由于该塑料制件尺寸较大，最大可达70mm且形状复杂，若采用整体式型腔，加工和热处理都较困难，所以采用拼块组合式，在型腔的中间部分即六边形的部分采用镶拼结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。

考虑到加工的工艺性，型芯采用整体、直通式外形结构，如图3.5所示； 型腔采用组合式，如图3.6所示

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图3.5整体式型芯

图3.6组合式型腔

（五）推件方式的选择

此模具的型芯在动模上，开模后，塑件包紧在型腔留在动模一侧，根据塑件是壳类零件的特点，采用推件板推出形式，这样推出平稳，有效保证了推出后塑件的质量，模具结构也比较简单。

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四．成型零件工作尺寸的计算及其强度计算

将其中的尺寸分为两类：

一类是标注有公差的尺寸，也就是塑件上精度相对较高、有配合要求的尺寸，在进行这一类尺寸计算的时候，既要考虑它的收缩量，又要考虑到模具的磨损，按照平均值计算出这一类成型零件的工作尺寸，这样可以有效保证在整个模具寿命周期内产品的精度。这一类尺寸计算如下：

塑件上有要求的成型零件工作尺寸计算：

（一）型芯径向尺寸计算：

塑件上的基本尺寸

?0.34ls1?660mm

?0.26ls2?460mm

lm???1?Scp%?ls?0.75??????z 则由公式：

其中 △-----为塑件的公差，塑件上的标注公差的可按MT5级精度取得；

lm-----为型芯径向尺寸；

Scp﹪-----为塑件的平均收缩率； l s -----塑件的基本径向尺寸； ? z-----模具制造公差；

（注：模具制造公差δz一般取（1/3～1/4）△,考虑到模具经济加工精度，在此δz取IT6或IT7精度公差值；当δz取经济加工精度，其公差值反而大于（1/3～1/4）△时，δz取（1/3～1/4）△。）

0由此可计算出：

0lm1??1?0.6%?66?0.75?0.34?66.65????0.019mm???0.0190lm2????1?0.6%??46?0.75?0.26???0.016?46.47?0.016mm

00由手册查的塑件的平均收缩率Scp﹪取0.6﹪； 则分别取0.34和0.26；δz取IT6级精度；

（二）型腔径向尺寸计算：

塑件上的基本尺寸为

ls3?180?0.18mm

??zlm???1?Scp%?ls?0.75????0 则由公式：

其中△-----为塑件的公差，塑件上的标注公差的可按MT5级精度取得；

lm-----为型芯径向尺寸； Scp﹪-----为塑件的平均收缩率；

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