塑料壳体-注塑模课程设计说明书

壳体塑料模设计说明书

Hefei University

课程设计

COURSE PROJECT

题目： 注塑模课程设计 系别： 机械工程系

专业： 08材料成型及控制工程（2）班

学制： 四年 姓名： 学号： 导师：

2011年 9 月 15 日

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目录

第一章 塑件成型工艺分析 ........................................................................................................... 3 1.1 塑件分析 .................................................................................................................................... 3

1.1.1、外形尺寸分析 ....................................................................................................... 3 1.1.2、精度等级分析 ....................................................................................................... 4 1.1.3、脱模斜度 ............................................................................................................... 4 1.2 ABS的性能分析 ................................................................................................................ 5

1.2.1、使用性能 ............................................................................................................... 5 1.2.2、成型性能 ............................................................................................................... 5 1.3 ABS的注射成型过程及工艺参数 ................................................................................. 6

1.3.1、注射成型过程 ....................................................................................................... 6 1.3.2、注射工艺参数 ....................................................................................................... 6

第二章 模具结构形式的拟定 ......................................................................................................... 6

2.1 分型面的确定 .................................................................................................................... 6

2.1.1、分型面的形式 ....................................................................................................... 6 2.1.2、分型面的选择原则 ............................................................................................... 6 2.1.3本设计分型面的选择 .............................................................................................. 7 2.2 型腔数量和排列方式的确定 ............................................................................................ 7

2.2.1、型腔数量的确定 ................................................................................................... 7 2.2.2、型腔排列形式的确定 ........................................................................................... 8 2.2.3、模具结构形式的确定 ........................................................................................... 8 2.3 注射机型号的确定 ............................................................................................................ 8

2.3.1、注射量的计算 ....................................................................................................... 8 2.3.2、浇注系统凝料体积的初步估计 ........................................................................... 9 2.3.3、注塑机的选择 ....................................................................................................... 9 2.3.4、注塑机的相关参数校核 ....................................................................................... 9

第三章 浇注系统的设计 ............................................................................................................... 10

3.1 主流道设计 ...................................................................................................................... 10

3.1.1、主流道尺寸 ......................................................................................................... 11 3.1.2、主流道的凝料体积 ............................................................................................. 11 3.1.3、主流道当量半径 ................................................................................................. 11 3.1.4、主流道浇口套的形式 ......................................................................................... 11 3.2 分流道设计 ...................................................................................................................... 11

3.2.1、分流道设计原则 ................................................................................................. 11 3.2.2、分流道的布置形式 ............................................................................................. 12 3.2.3、分流道相应参数的确定 ..................................................................................... 12 3.2.4校核剪切速率 ........................................................................................................ 13 3.3 浇口的设计 ...................................................................................................................... 13

3.3.1、侧浇口尺寸的确定 ............................................................................................. 13 3.3.2、侧浇口剪切速率的校核 ..................................................................................... 14 3.4 校核主流道的剪切速率 .................................................................................................. 14 3.5 冷料穴的设计与计算 ...................................................................................................... 15 第四章 成型零件的结构设计及计算 ........................................................................................... 15

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4.1 成型零件的结构设计 ...................................................................................................... 15

4.1.1、凹模的结构设计 ................................................................................................. 15 4.1.2、凸模的结构设计 ................................................................................................. 16 4.2 成型零件钢材的选用 ...................................................................................................... 17 4.3 成型零件工作尺寸的计算 .............................................................................................. 17

4.3.1、凹模径向尺寸的计算 ......................................................................................... 17 4.3.2、凹模深度尺寸的计算 ......................................................................................... 18 4.3.3、型芯径向尺寸的计算 ......................................................................................... 18 4.3.4、型芯高度尺寸的计算 ......................................................................................... 19 4.3.5、成型孔间距的计算 ............................................................................................. 19 4.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 .......................................................................... 19

4.1.1、凹模侧壁厚度的计算 ......................................................................................... 19

第五章 模架的确定 ....................................................................................................................... 20

5.1 各模板尺寸的确定 .......................................................................................................... 20 5.2 模架各尺寸的校核 .......................................................................................................... 20 第六章 冷却系统的设计 ............................................................................................................... 21

6.1 冷却介质 .......................................................................................................................... 21 6.2 冷却系统的简单计算 ...................................................................................................... 21

6.2.1、单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W ............................................ 21 6.2.2、其他相关参数计算 ............................................................................................. 21 6.3 凹模的冷却系统设计 ...................................................................................................... 22 第七章 脱模推出机构的设计 ....................................................................................................... 22

7.1 退出方式的确定 .............................................................................................................. 22 7.2 脱模力的计算 .................................................................................................................. 23

7.2.1、圆柱大型芯脱模力 ............................................................................................. 23 7.2.2、校核推出机构作用在塑件上的单位应力 ......................................................... 23

参考文献......................................................................................................................................... 24

第一章 塑件成型工艺分析

1.1 塑件分析

1.1.1、外形尺寸分析

该塑件壁厚为4mm，其外形尺寸不大，同时塑料熔体流程不太长；有台阶，但不影响模具制造，适合于注塑模成型，如图1-1所示。

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图1-1

1.1.2、精度等级分析

塑件精度等级为MT5，未标注尺寸都是按照这一精度查取的，属于较低精度的塑件。

1.1.3、脱模斜度

ABS属于无定形塑料，成型收缩率较小为（0.4~0.7）%，按照表1-1选择型芯和凹模的统一脱模斜度为 。

表1-1 常用塑料的脱模斜度 塑料名称 脱模斜度 凹模 凸模 聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、氯酰胺、氯25'~45' 20'~45' 化聚醚 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 35'~40' 30'~50' 聚苯乙烯、有机玻璃、ABS、聚甲醛 30' 30'~40' 热固性塑料 25'~40' 20'~50'

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1.2 ABS的性能分析

1.2.1、使用性能

ABS塑料综合性能良好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电器性能良好；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、减磨零件、传动零件和结构零件。

1.2.2、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成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。

2、吸湿性强 该塑料含水量小于0.3%（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件硬要求长时间预热。

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。避免退出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。

1.2.3、ABS的主要性能指标见表1-2。 表1-2 ABS的性能指标 1.02~1.08 屈服密度/Mp 50 密度/g.cm?3 比体积/cm3.g?1 吸水率（%） 0.86~0.98 0.2~0.4 拉伸强度/Mp 拉伸弹性模量/Mp 38 1.4?103 熔点/℃ 130~160 计算收缩率（%） 0.4~0.7 1470 比热容/J.(kg.℃)?1

抗弯强度/Mp 80 抗压强度/Mp 53 弯曲弹性模量/Mp 1.4?103 5

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1.3 ABS的注射成型过程及工艺参数

1.3.1、注射成型过程

1、成型前准备 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 塑料原料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5个阶段。

3、塑件的后处理 处理的介质为空气和水，处理温度60~75℃，处理时间为1620s。

1.3.2、注射工艺参数

1、注射机：螺旋式，螺杆转数为30r/min。 2、料筒温度（℃）：后段 150~170； 中段 165~180； 前段 180~200。 3、喷嘴温度（℃）：170~180。 4、模具温度（℃）：50~80。 5、注射压力（Mpa）：60~100。 6、成型时间（s）：30s（注射时间取1.61s，冷却时间20.4s，辅助时间8s）。

第二章 模具结构形式的拟定

2.1 分型面的确定

2.1.1、分型面的形式

分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件等有关，常见的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面和平面、曲面分型面。

2.1.2、分型面的选择原则

1、复合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具中取出，分型面应设在脱

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模方向最大的投影边缘部位；

2、分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面； 3、确定塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面； 4、确保塑件质量；

5、要立秋尽量避免成型孔、侧凹，若须要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块；

6、满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积最大的方向放在定动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面的，应加斜面锁紧；

7、合理安排浇注系统，特别是浇口位置，有利于开模。

2.1.3本设计分型面的选择

通过对塑件的结构形式的分析，同时根据以上分型面的选择原则的综合考虑，决定将分型面选在塑件面积最大且有利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2-1所示。

图2-1

2.2 型腔数量和排列方式的确定

2.2.1、型腔数量的确定

该塑件采用的精度是MT5，属于较低精度，且生产量为大批量生产，故可采用一模多腔的结构形式。同时考虑到模具尺寸与塑件尺寸之间的关系，加之制造成本和经济利益的因素，决定选用一模两腔的模具结构形式。

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2.2.2、型腔排列形式的确定

1、型腔排列的一般原则

（1）流动长度要适当，流道废料尽量少，浇口位置要合适统一，进料要平衡，还要使型腔压力平衡；

（2）排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定的距离，以满足封胶要求；

（3）排位应满足模具结构等空间要求；

（4）为了使模具达到较好的冷却效果，排位应注意螺钉、推杆对冷却水孔的影响，预留冷却水空的位置；

（5）排位要尽可能紧凑，以减小模具的外形尺寸，且长宽比例要适中，同时也要考虑注射机的要求。 2、型腔排列形式的确定

综合考虑上述排列原则及加工难度、经济性、效率、成本等因素，又由于本设计选择的是一模两腔，故采用直线式对称排列。

2.2.3、模具结构形式的确定

由以上分析可知，本模具设计为一模两腔结构，对称直线式排列型腔，根据塑件结构形状，推出机构采用推件杆的推出形式。

浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且设在分型面上。因此，定模部分不需要单独分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。

由上述综合分析可确定选用带推件杆的单分型面的注射模。

2.3 注射机型号的确定

2.3.1、注射量的计算

1、注射的体积 V塑?V1?V2?3.14(402?80?362?80?752?41?152?4?2?362?4)

?401920?325555.2?48720.24?125.085cm3 2、塑件质量m的计算

m??V?1.02?125.085g?127.6g

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2.3.2、浇注系统凝料体积的初步估计

虽然设计之前难以确定浇注系统凝料的准确数值，但可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统凝料按塑件体积的0.3倍来估算。故，一次注入模具型腔的塑料熔体的总体积为：

V总?V塑（1?0.3）?2?325.221cm3

2.3.3、注塑机的选择

根据计算得出一次注塑模具型腔的塑料总体积V总?325.221cm3,并结合参【1】式4-18有：根据以上计算，初步选定公称注射量为500cm3，V总/0.8?406.526cm3。根据参【2】表5-1，选注射机型号为SX-ZY-500卧式注射机。其主要技术参数见表2-1。

表2-1 注塑机的主要技术参数 理论注射量/cm3 500 移模行程/mm 500 螺杆直径/mm 65 最大模具厚度/mm 300 注射压力/Mpa 104 最小模具厚度/mm 200 105 锁模形式 液压-机械 注射速率/g.s?1 塑化能力/g.s?1 螺杆转速/r.min?1 锁模力/KN 拉杆内间距/mm 45 20~80 3500000 500?440 模具定位孔直径?125 /mm 喷嘴球半径/mm 18 喷嘴口径/mm 7.5 2.3.4、注塑机的相关参数校核

1、注射压力校核

查参【1】表4-1知，ABS所需注射压力为80~110Mpa，在这里取p0?100Mpa，该注射机的公称压力p公?104Mpa，注射压力安全系数k1?1.25~1.4，这里取

k1?1.3，则：

＜p公，所以，注射机压力合格。 k1p0?1.3?100?130

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2、锁模力校核

（1）塑件在分型面上的投影面积A塑： A塑?1720mm42

（2）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。按照多型腔模的统计分析来确定，即A浇是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2~0.5倍。由于本次设计流道简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一点，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：

A总?n(A塑?A浇)?n(A塑?0.2A浇)?（21720?4344）1mm2?4129mm02 （4）模具型腔内的胀形力F胀：

F胀?A总p模?41290?0.35?1040N?1502956KN

式中p模是型腔的平均压力值，通常取注射压力的20%~40%。对于粘度较大的塑料制品应取大值，ABS塑料属于中等粘度的塑料，故取35Mpa。

查表2-1，可得该注射机的公称锁模力F锁?1250Mpa，锁模力的安全系数为

k2?1.1~1.2，这里取1.2，则

k2F胀?1.2F胀?1.2?1502096?18.035?105＜F锁?35?105，所以，注射机锁模力合

格。

第三章 浇注系统的设计

3.1 主流道设计

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，由于其与高温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。

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3.1.1、主流道尺寸

1、主流道长度

小型模具L主应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行设计。 2、主流道小端直径

d?注射机喷嘴尺寸?（0.5~1）mm?(7.5?0.5)mm?8mm 3、主流道大端直径

d??d?2L主tan??13.6mm，式中??4? 4、主流道球面半径

（1~2）mm?（18?2）mm?20mm SR0?注射机喷嘴球头半径?

5、球面的配合高度 取h?5mm

3.1.2、主流道的凝料体积

V主?π22L主（R主?r主?R主r主）?3.744mm63 33.1.3、主流道当量半径

Rn?6.8?4mm?13.6mm 23.1.4、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，对材料要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口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，以便于拆卸更换。同时，也便于选用优质钢材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为50~55HRC。

3.2 分流道设计

3.2.1、分流道设计原则

1、塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小；

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2、分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压； 3、保证塑料迅速而均匀地进入各型腔；

4、分流道的长度应尽可能短，其容积要小； 5、要便于加工和刀具选择。

3.2.2、分流道的布置形式

根据上面的设计原则，考虑尽量减小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，因此采用平衡式中的单排式分流道。

3.2.3、分流道相应参数的确定

1、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，故设计时分流道设计可适当选小一些。单边分流道长度取L分?40mm 2、分流道的当量直径

因为塑件的质量m塑?127.6g＜200g，根据参【1】式4-16得，分流道当量直径为：

D分?0.2654m塑4L分?0.2654?52.275?435?5.8mm

3、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的脱模，分流道大多设计在分型面上。综合考虑各方面的因素，本设计决定采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失和流动主力均不大。 4、分流道截面尺寸

设梯形下底宽度为?，底面圆角的半径R?2mm，并根据参【1】表4-6设梯形高度h?4mm，则该梯形的截面积为：

A?(????2?4tan8?)?h?(??4tan8?)?4

分2 再根据该面积与当量直径为4.5mm的园面积相等，可得：

3.14?7.542(??4tan8?)?4??，即可得：??21.6mm，则梯形的上底约为

442?D分22.7mm。

5、凝料体积计算

（1）分流道长度L分?40?2mm?80mm； （2）分流道截面积A分?67mm2；

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（3）凝料体积V分?L分A分?80?67mm3?5360mm3?5.36cm3。 6、分流道的表面粗糙度和脱模斜度

分流道表面粗糙度要求不是很低，一般在Ra?1.25~2.5?m即可，此处取

Ra?1.6?m。另外，脱模斜度一般在5?~10?之间，这里取脱模斜度为8?。

3.2.4校核剪切速率

1、确定注射时间：查参【1】表4-8，可取t?2.5s； 2、计算分流道体积流量：q分?V分?V塑?52.187cm3/s； t 3、由参【1】式4-20可得剪切速率 ?分3.3q分3.3?32.72?103???3.02?103s?1 34.5?R分3.14?()32 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5?102~5?103之间，所以分流道内熔体的剪切速率合格。

3.3 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，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，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。

3.3.1、侧浇口尺寸的确定

1、计算侧浇口深度

根据参【1】表4-10可得，侧浇口的深度h计算公式为： h?nt?0.7?4mm?2.8mm

式中，t是塑件厚度，这里t=4mm；n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。

在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便今后在试模时发现问题进行修模处理，并根据参【1】表4-9中推荐的ABS浇口厚度为1.2~1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm。 2、计算浇口的宽度

根据参【1】表4-10，可得侧浇口的宽度B计算公式为：

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B?nA0.7?472570??3.6mm 3030 式中，n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=.07；A是凹模的内表面积

（约等于塑料外表面积）。

3.3.2、侧浇口剪切速率的校核

1、计算浇口的当量直径

2 由面积相等可得?R浇?Bh，由此可得矩形浇口的当量半径R浇?(Bh?)。

12 2、校核浇口的剪切速率

（1）确定注射时间：查参【1】表4-8，可取t?1.6s； （2）计算浇口的体积流量： q浇?V塑51.25??25.625cm3/s?2.5625?104mm3/s t2 (3)计算浇口的剪切速率 由参【1】式4-20可得： ?浇?浇?3.3qv3?Rn，则

3.3q浇3.3?2.5625?104?14?1??s?4.35?10s 33?R浇2?1.323.14?()3.14 该矩形浇口的剪切速率处于浇口分流道的最佳剪切速率5?103~5?104s?1之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。

3.4 校核主流道的剪切速率

上面分别求出了塑件的体积、主流道体积、分流道体积（浇口的体积太小可以忽略不计）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。 1、计算主流道的体积流量

q?V主?V分?nV塑?2.5?1.8?2?80.671cm3/s?90.9cm3/s

主t2 2、计算主流道的剪切速率

3.3q主3.3?90.9?103?13?1 ?主??s?1.64?10s 33?R主3.14?3.875

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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。

3.5 冷料穴的设计与计算

冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入熔体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。

第四章 成型零件的结构设计及计算

4.1 成型零件的结构设计

4.1.1、凹模的结构设计

凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶嵌式四种形式。根据对塑件的结构分析，本设计采用整体式凹模，如图4-1所示。

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图4-1

4.1.2、凸模的结构设计

凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，因塑件包紧力较大，故设在动模部分，如图4-2所示。

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图4-2

4.2 成型零件钢材的选用

根据对成型零件的综合分析，该塑件的成型零件需具有足够的耐磨性和良好的抗疲劳性能，又因为该塑件为大批量生产，所以凹模材料选用40Cr。对于大型芯而言，由于开模时与塑件磨损严重，因此选用合金工具钢Cr12MoV。

4.3 成型零件工作尺寸的计算

采用参【1】表4-15中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照精度MT5查表得出的公差计算。

4.3.1、凹模径向尺寸的计算

塑件外部径向部分尺寸的转换：ls1?150mm，相应的塑件制造公差

?1?0.86mm。

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??z1?0.24?0.24LM1?[(1?Scp)ls1?x1?1]0?[(1?0.0055)?150?0.6?1.44]0mm?149.960mm式中，查参【1】表1-2可得ABS得收缩率为0.3%~0.8%，Scp是塑件的平均收缩率，其平均收缩率Scp?0.003?0.008?0.0055；x1，x2是系数，查参【1】表4-15可

2知x一般在0.5~0.8之间，此处取x1?x2?0.6；?1是塑件上相应尺寸的按相应精度查的公差（下同）；?z1是塑件上相应的尺寸制造公差，对于小中型塑件取。 ?z??（下同）

164.3.2、凹模深度尺寸的计算

塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度的最大尺寸Hs1?80mm，相应的

?s1?0.86mm。

??z1?0.143?0.143HM1?[(1?Scp)Hs1?x1?1]0?[(1?0.0055)?80?0.63?0.86]0mm?80.330mm式中x1，x2是系数，查参【1】表4-15可知x一般在0.5~0.8之间，此处取x1?0.63。

4.3.3、型芯径向尺寸的计算

定模型芯径向尺寸的计算 塑件外部径

向部分尺寸的转换：

Ls1?72mm，相应的塑件制造公差?1?0.86mm；

00LM1?[(1?Scp)Ls1?x1?1]0?[(1?0.0055)?72?0.7?0.86]mm?72.998??z1?0.143?0.143mm动模型芯径向尺寸的计算

Ls2?30mm，相应的塑件制造公差?2?0.5mm。

0LM2?[(1?Scp)Ls2?x2?2]01?0.0055)?30?0.65?0.5]0??z1?[(?0.083mm?30.49?0.083mm式中x1，x2是系数，查参【1】表4-15可知x一般在

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0.5~0.8之间，此处取x1?0.67，x2?0.65。4.3.4、型芯高度尺寸的计算

1、成型塑件内腔大截面型芯高度

塑件尺寸转换：hs1?80mm，相应的?1?0.86mm

0hM1?[(1?Scp)hs1?x1?1]01?0.0055)?80?0.63?0.86]0??z1?[(?0.19mm?80.98?0.19mm

式中x1是系数，查参【1】表4-15可知x一般在0.5~0.8之间，此处取x1?0.63。 2、成型塑件小截面型芯高度

塑件尺寸转换：hs2?40mm，相应的?2?0.36mm

0 hM2?[(1?Scp)hs2?x2?2]01?0.0055)?40?0.65?0.36]0??z2?[(?0.06mm?40.45?0.06mm

式中x2是系数，查参【1】表4-15可知x一般在0.5~0.8之间，此处取x2?0.65。

4.3.5、成型孔间距的计算

1 CM?[(1?s)Cs]??z?[(1?0.0055)?50]?0.053mm?50.275?0.265mm

2 塑件型芯及凹模的成型尺寸的标注如图4-3

图4-3

4.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算

4.1.1、凹模侧壁厚度的计算

凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模深度有关，根据型腔的布置来确定。

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第五章 模架的确定

5.1 各模板尺寸的确定

1、定模型腔板尺寸

塑件的高度为35mm，凹模深度为30mm，又考虑到模板上还要开设水道，还需留出足够的距离，故该板厚取40mm。 2、型芯固定板尺寸

按模架标准，板厚取32mm。 3、垫块尺寸

根据垫块=推出行程+推件杆推送长度+推件杆固定板厚度+（5~10）mm =35+12.5+16+（5~10）mm=68.5~73.5mm，初步选定为80mm。

经过上述尺寸的计算，模架面板尺寸为200mm×315mm，模架结构形式为A4型的标准模架。其外形尺寸：宽×长×高=200mm×315mm×240mm。如图5-1所示。

图5-1

5.2 模架各尺寸的校核

根据所选注射机的参数来校核模具设计的尺寸：

1、模具平面尺寸355mm×500mm＜515mm×515mm，校核合格； 2、模具高度尺寸408mm，315mm＜408mm＜450mm，校核合格。

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第六章 冷却系统的设计

6.1 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是200℃和50~80℃，所以模具温度初步选定为50℃，用常温水对模具进行冷却。

6.2 冷却系统的简单计算

6.2.1、单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W

1、塑料制品的体积

.3cm3 V?V主?V分?nV塑?259 2、塑料制品的质量

m??V?1.02?259.3g?264.46g?0.2645kg

3、塑件壁厚为4mm，查参【1】表4-34得t冷?30s。注射时间为2.5s，脱模时间为7.5s，则注射周期t?t注?t冷?t脱?40s。由此得每小时注射次数

N?(3600/40)次?90次。

4、单位时间内注射入模具中的速率熔体总质量： W?Nm?90?0.2645kg/h?23.805kg/h

6.2.2、其他相关参数计算

1、单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Qs：查参【1】表4-35直接可知ABS的单位热量Qs的值范围在(310~400)KJ/kg之间，故可取Qs?370KJ/kg。 2、计算冷却水的体积流量qv

设冷却水道入水口的水温为?2?24℃，出水口的水温为?1?25℃，取水的密度为

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??1000kg/m3，水的比热容c?4.187KJ/(kg?℃)。则根据公式可得： qv?WQs?0.01168m73/min

60?c(?1??2) 3、确定冷却水路的直径d

当qv?0.011687m3/min时，查参【1】表4-30可知模具冷却水孔的直径d=20mm。

4、冷却水在管内的流速v

4qv v??0.620m3/s 260??d 5、求冷却壁与水交界面得膜传热系数h

因为平均水温为23.5℃，查参【1】表4-31可得f?0.67，则有：

4.187f(?v)0.8?10.5?104KJ/(m2?h?℃) h?0.2d 6、计算冷却水道的导热面积A

WQs12.84?370 A??m2?0.006m92

h??2.6?104?[50?22?25]2 7、计算模具所需冷却水管的总长度L

A?0.03165mm 为了提高生产效率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。 L??d6.3 凹模的冷却系统设计

凹模的冷却系统的计算与方法与以上类似，凹模小型芯使用的是空冷。

第七章 脱模推出机构的设计

7.1 退出方式的确定

本设计采用推杆退出塑件，为了减小塑件的变形，推杆设在凸模内部，且在两孔中心线上，靠近塑件直壁处。为了减小摩擦，采用圆形推杆，取推杆R=5mm。

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7.2 脱模力的计算

7.2.1、圆柱大型芯脱模力

r34所以，此处视为薄壁圆筒塑件，根据参【1】式4-24，??11.3?10，

t3脱模力为：

因为??F?2?tEScosL?(f?tan?)?0.1A(1??)K22?3.14?3?1.8?103?0.0055?27?cos1??(0.45?tan1?) ??0.1?3.14?342

(1?0.3)(1?0.45?sin1??cos1?)?345.6N7.2.2、校核推出机构作用在塑件上的单位应力

1、推出面积

A?6??R2?2?3.14?52?471mm2

2、推出应力

1.2F1.2?3456.6 ??，合格。 ?Mpa?8.8Mpa?53MpaA471

总结

通过本次课程设计的练习，我对以前的知识有了更深的了解。在完成设计任务的同时，对设计方法、实验验证、文献资料的查阅、各种设计规范和设计标准的运用以及文档的撰写等方面的能力要求，需要得到全面的训练与提高。 在课程设计的过程中，有很多不够了解的问题，感谢同学们和老师的帮忙解答,这次课程设计，为我以后的学习和工作提供了很多有益的经验。

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参考文献

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[5]孙玲.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：清华大学出版社，2008. [6]申开智.塑料模具设计与制造[M].北京：化学工业出版社，2006.

[7]何光远，杨铿，路甬祥.中国模具设计大典[M].江西：江西科学技术出版社，2002.

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