塑料三通模具设计及三维造型 - 图文

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塑料三通模具设计及三维造型设计

摘要:塑料工业是世界上增长最快的工业之一。目前，塑料已深入到国民经济的各个部门中，由于ABS塑料具有较高的机械强度和良好的综合性能，所以它广泛运用于电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等行业中。本设计为：ABS三通管的注射模设计，其中包含三通设计和注射模的设计。三通接头设计时应考虑塑件成型、抽芯距等问题，注射模设计时应考虑：抽芯机构的选择、注射机的选择、分型面的确定、浇注系统的设计、冷却系统的设计等。一套完整的注射模模具包含许多的零部件，但是为缩短模具设计与制造的时间、成本等因素，我们选择零、部件时尽可能的选用国家标准所制定。

关键词： ABS塑料； 三通管； 注射模

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Plastic tee mold design and three dimensional moldlling design

Abstract：Plastic industry is one of the fastest growing industries in the world. At present, the plastic of the national economy already deep into each department, ABS plastic be used in the electronics industry, machinery industry, transportation , building materials and toy manufacturing industry etc due to it’s mechanical strength and good comprehensive performance, his design for: ABS tee joint of injection mould design, including tee design and injection mould design. Tee joint design should be considered when plastics molding, core-pulling pitch problems, injection mould design should consider: core-pulling mechanism selection, injection machine selection, points to determine the type and the design of gating system, cooling system design, etc. A complete set of injection mould contains many parts, but for shortening the mold design and manufacturing time, cost factors, we choose to zero, components as possible for the selection of national standards. Key words: ABS plastic， three-way pipe， injection mould

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目 录

第1章 前言 ....................................................................................................................... 1

1.1 概述 ......................................................................................................................... 1 1.2 ABS塑料的发展前景 .............................................................................................. 2 1.3 ABS塑料注塑工艺分析 .......................................................................................... 3 第2章 塑件成型工艺性分析 ........................................................................................... 5

2.1 塑件的分析 ............................................................................................................. 5

2.1.1 塑件图 ........................................................................................................... 5 2.1.2 外形尺寸 ....................................................................................................... 5 2.1.3 精度等级 ....................................................................................................... 5 2.1.4 脱模斜度 ....................................................................................................... 6 2.1.5 ABS的性能分析 ............................................................................................ 6 2.1.6 ABS的注射成型过程及工艺参数 ................................................................ 7

第3章 拟定模具结构形式 ............................................................................................... 8

3.1 分型面位置的确定 ................................................................................................. 8

3.1.1 分型面的选择原则 ....................................................................................... 8 2.1.2 分型面的确定 ............................................................................................... 8 3.2 型腔数量和排列方式的确定 ................................................................................. 8

3.2.1 型腔数量的确定 ........................................................................................... 8 3.2.2 型腔布置方式 ............................................................................................... 9 3.3 注射机型号的确定 ................................................................................................. 9

3.3.1 注射量的计算 ............................................................................................... 9 3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算 ................................................................. 10 3.3.3 注射机的选择 ............................................................................................. 10 3.3.4 注射机的相关参数的校核 ..........................................................................11

第4章 浇注系统的设计 ................................................................................................. 13

4.1 浇注系统的功能 ................................................................................................... 13

4.1.1 浇注系统的组成 ......................................................................................... 13 4.1.2 浇注系统设计原则 ..................................................................................... 13 4.2 主流道的设计 ....................................................................................................... 14

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4.2.1 主流道尺寸 ................................................................................................. 14 4.2.2 主流道凝料体积 ......................................................................................... 15 4.2.3 主流道当量半径 ......................................................................................... 15 4.2.4 主流道浇口套的形式 ................................................................................. 15 4.3 分流道设计 ........................................................................................................... 16

4.3.1 分流道的布置形式 ..................................................................................... 16 4.3.2 分流道的长度 ............................................................................................. 17 4.3.3 分流道的形状及尺寸 ................................................................................. 17 4.3.4 凝料体积 ..................................................................................................... 18 4.3.5 分流道剪切速率的校核 ............................................................................. 18 4.3.6 分流道表面粗糙度 ..................................................................................... 19 4.4 浇口的设计 ........................................................................................................... 19

4.4.1 浇口形式的确定 ......................................................................................... 19 4.4.2 浇口位置的选择 ......................................................................................... 19 4.4.3 浇口尺寸的确定 ......................................................................................... 20 4.4.4 浇口剪切速率的校核 ................................................................................. 20 4.5 主流道剪切速率的校核 ....................................................................................... 21

4.5.1 计算主流道的体积流量 ............................................................................. 21 4.5.2 计算主流道的剪切速率 ............................................................................. 21 4.6 冷料穴的设计及计算 ........................................................................................... 21

4.6.1 冷料穴的主要形式 ..................................................................................... 21 4.6.2 冷料穴的设计 ............................................................................................. 21

第5章 成型零件的结构设计和计算 ............................................................................. 23

5.1 成型零件的结构设计 ........................................................................................... 23

5.1.1 凹模的结构形式 ......................................................................................... 23 5.1.2 凹模的结构设计 ......................................................................................... 23 5.2 成型零件工作尺寸的计算 ................................................................................... 24

5.2.1 型腔尺寸的计算 ......................................................................................... 24 5.2.2 侧型芯尺寸的计算 ..................................................................................... 26 5.3 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 ............................................................... 27

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5.3.1 侧壁厚度的计算 ......................................................................................... 27 5.3.2 动模垫板厚度的计算 ................................................................................. 28

第6章 模架的确定 ......................................................................................................... 30

6.1 模架概述 ............................................................................................................... 30 6.2 模架分类 ............................................................................................................... 30 6.3 模架的选择 ........................................................................................................... 31

6.3.1 各模板尺寸的确定 ..................................................................................... 31 6.3.2 垫块尺寸 ..................................................................................................... 33 6.4 模架各尺寸的校核 ............................................................................................... 34

6.4.1 平面尺寸的校核 ......................................................................................... 34 6.4.2 高度尺寸的校核 ......................................................................................... 34 6.4.3 开模行程的校核 ......................................................................................... 34

第7章 排气槽的设计 ..................................................................................................... 35 第8章 脱模推出机构的设计 ......................................................................................... 36

8.1 脱模机构设计原则 ............................................................................................... 36 8.2 推出方式的确定 ................................................................................................... 36 8.3 脱模力的计算 ....................................................................................................... 37 8.4 顺序脱模机构的设计 ........................................................................................... 37 第9章 侧向抽芯机构设计 ............................................................................................. 39

9.1 侧向分型与侧向抽芯机构分类 ........................................................................... 39 9.2 侧型芯的设计 ....................................................................................................... 39

9.2.1 结构设计 ..................................................................................................... 39 9.2.2抽芯方式 ...................................................................................................... 40 9.2.3 侧型芯导套的设计 ..................................................................................... 40 9.2.4 齿轮的设计 ................................................................................................. 40 9.2.5 固定架的设计 ............................................................................................. 41 9.2.6 传动轴的设计 ............................................................................................. 41 9.2.7 手柄的设计 ................................................................................................. 42 9.3 抽芯力的计算 ....................................................................................................... 42 9.4 校核侧抽芯时作用在塑件上的单位压应力 ....................................................... 43

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9.4.1 推出面积 ..................................................................................................... 43 9.4.2 推出应力 ..................................................................................................... 43

第10章 温度调节系统的设计 ....................................................................................... 44

10.1 加热系统的设计 ................................................................................................. 44

10.1.1 模具温度对塑件的影响 ........................................................................... 44 10.1.2 加热系统设计 ........................................................................................... 44 10.2 冷却系统的设计 ................................................................................................. 44

10.2.1 冷却系统的作用 ....................................................................................... 44 10.2.2 冷却通道设计原则 ................................................................................... 45 10.2.3 冷却系统设计 ........................................................................................... 46

第11章 导向与定位机构的设计 ................................................................................... 49

11.1 导向机构的作用.................................................................................................. 49 11.2 导柱导向机构的设计.......................................................................................... 49 11.3 复位机构设计...................................................................................................... 51 11.4 限位拉杆的设计.................................................................................................. 51 第12章 模具三维造型设计 ........................................................................................... 52

12.1 Pro/E软件的概述 .............................................................................................. 52 12.2 零件的实体造型 ................................................................................................. 52 12.3 零件的装配 ......................................................................................................... 72 12.4 爆炸图的绘制 ..................................................................................................... 77 结论 ..................................................................................................................................... 78 致谢 ..................................................................................................................................... 79 参考文献 ............................................................................................................................. 80

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第1章 前言

1.1概述

塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自从1909年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有90余年的历史，1927年聚乙烯问世以来，随着高分子技术的发展，各种性能的塑料，特别是聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、与氟塑料等工程塑料发展迅速，其速度超过了聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚录乙烯等四种通用塑料，使塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛的应用。而塑件的成型方式中又以注塑成型较好的方法，注塑成型又称注射模塑或注射成型，它除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。

目前，随着塑料工业的发展,注塑技术,注塑设备,注塑制品的质和量都日益革新和增长。注射成型机日益向着精密，自动，大型和微型方向发展，日前大型注射机的锁模力已达到120000KN，最大注射量达到96kg，注射速率达到3700cm/s，注射技术则向塑化，节约原料和复合制品的注射等方面发展。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度来说，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求。我们应该结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。

所谓注射成型是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。所以构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个型腔；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。

注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势，表现在以下几个方面：其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很

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小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品；其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、开模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制出无缺陷热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产。

注塑成型的过程是，将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，经加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样，开模取得所注塑成型塑件，在操作上完成了一个周期。

注塑成型具有的特点：

1、生产效率高，易于实现自动化生产； 2、对成型各种塑料的适应性强； 3、注塑成型所需设备昂贵；

4、成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸准确、带有金属或非金属嵌件的塑件。

1.2 ABS塑料的发展前景

在一些传统的应用领域，ABS树脂正面临着越来越多的竞争，市场份额已经开始降低。我国必须针对市场需求，围绕现有生产装置，大力发展抗冲击、耐热、耐侯、高流动、电镀、阻燃、高光泽、抗静电、激光标识、抗电磁屏蔽、抗振动阻尼、气体阻隔等专用ABS树脂品种以及电冰箱、头盔、板材以及汽车仪表板表皮等各种专用料的开发。

随着汽车工业的发展，节能与环保成为了汽车工业的两大课题。塑料以其重量轻、设计空间大、制造成本低、性能优异、功能广泛，最终能使汽车在轻量化、安全性和制造成本几方面获得更多的突破，从而成为了二十一世纪汽车工业最好的选择。ABS一直在汽车部件生产中起着重要作用。PP虽然在汽车配件生产中后来居上，但是ABS在高档轿车部件中的贵族地位是PP无法撼动和完全取代的。ABS的贵族地位是与ABS良好的特性相关的：热塑性ABS树脂被广泛认可为是一种可以自由设计的工程材料，具有突出的美学、流动、韧性、尺寸稳定性和高耐热性。改性ABS可以提供宽范围的牌号选择，包括低气味ABS、耐热ABS、消光ABS、电镀级ABS和耐候

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ABS，ABS在汽车的内外饰部件上有广泛的应用。在内饰上，ABS可以用于生产门板、仪表板饰框、手套箱、中控仪表板、空调出风口等。在外饰上，ABS用于制造散热格栅、镜框、牌照板、饰标等。

在国外ABS树脂产品向高性能化、功能化、多品种化方向发展，各种专用料已系列化，可满足不同层次、不同用户的需求，而我国大多数ABS生产企业还只能生产通用型产品。而我国改性ABS质量水平还较低的现状。要加快引进技术的吸收利用和国产化技术的开发，加大研发力度，积极开辟新的市场领域。我国大型ABS树脂的生产装置都是引进国外技术和生产工艺，但在消化吸收引进技术方面的步伐却比较缓慢，难以按照市场的需求及时调整产品结构，造成高性能ABS树脂产品主要依赖进口的局面。因此急需加快对引进技术的消化吸收和国产技术的开发工作，以保证我国ABS行业健康稳定发展。

1.3 ABS塑料注塑工艺分析

ABS塑料由于具有较大的机械强度和良好的综合性能，在电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等工业中占有重要地位，特别是稍微大点的箱体结构以及受力元件，需要电镀的装饰件更是离不开这种塑料。对ABS塑料注塑工艺分析如下：

1、ABS塑料的干燥 ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面的色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0.3%以下，注塑前的干燥条件是：干冬季节在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃以下，干燥4～8小时如制件要达到特别良好的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达8～16h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮，但这种料斗要加强湿度监控，在生产偶然中断时，防止料的过热。

2、注射温度 ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在融化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度.（适宜加工的温度范围）如果继续盲目升温必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反应而使熔融粘度增大，注塑更困难，塑件的机械性能也下降了。所以ABS的注塑温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS制件到一定数量时往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的

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焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等方法将其清除排出。究其原因，是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，将造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS可能带来问题，故有必要对料通各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS的适用炉温也不同。如柱塞式绩，炉温维持在180～230℃；螺杆机，炉温维持在160～220℃。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微笑变化都将在制件上反映出来。温度变化越大将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。

3、注射压力 ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以注射时采用较高的注射压力。当然并非所有的ABS制件都要施加高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力锅小，塑料收缩率大，与型腔表面脱离接触的机会较大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。

4、注射速度 ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易燃焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。

5、模具温度 ABS的成型温度相对较高，模具温度也较高。一般调节模温为75～85℃，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求70～80℃，动定模温度要求50～60℃。在注射较大的、构型复杂的、薄壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的稳定，在制件取出后可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。

6、料量控制 一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%，为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽，色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜。

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第2章 塑件成型工艺性分析

2.1 塑件的分析

2.1.1 塑件图

塑件如图2-1所示。

图2-1 塑件图

2.1.2 外形尺寸

如图2-1所示，?32mm直型管长150mm，且两端有M50mm的外螺纹，在直型管的中部有一?32mm的垂直接管，接口处也有M50mm的外螺纹，塑件壁厚为3mm，适合注射成型。由于塑件三个接头处有凸台，并且还有外螺纹，故需采用侧向抽芯。 2.1.3 精度等级

影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，

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塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。本塑件所用材料为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）,塑件每个尺寸的公差不一样，但精度要求都不高，故本塑件选用一般精度5 级。 2.1.4 脱模斜度

由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时，才可以不设计斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。

塑件脱模斜度为： 35＇~ 1o30＇

考虑到本塑件的结构以及模具的侧抽芯结构，可以使开模后塑件自动留在型腔中，侧抽芯脱模斜度1.5°。 2.1.5 ABS的性能分析

1、使用性能

综合性能好，冲击强度高，化学稳定好、电性能良好，尺寸稳定性好、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。与372 有机玻璃的熔接性良好，可制成双色塑料，且可表面镀铬。适用于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和结构零件。

2、成形特性

（1）无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。

（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（流动性比聚苯乙烯、AS 差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。

（4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250℃左右，比聚苯乙烯易分解）。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。

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3、ABS的主要性能指标 其性能指标见表2-1

表2-1 ABS的性能指标

密度/g?cm?3 比体积/cm3?g?1 吸水率（%） 熔点/℃ 计算收缩率(%) 比热容/J?(kg??C)?1 1.02~1.08 0.68~0.98 0.2~0.4 130~160 0.4~0.7 1470 屈服强度/MPa 拉伸强度/MPa 拉伸弹性模量/MPa 抗弯强度/MPa 抗压强度/MPa 弯曲弹性模量/MPa 50 38 1.4?103 80 53 1.4?103 2.1.6 ABS的注射成型过程及工艺参数

1、注射成型过程

（1）成型前的准备 对ABS 的色泽、细度和均匀度等进行检验。

（2）注射过程 塑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，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

（3）塑件的后处理 采用调湿处理，红外线灯烘箱，热处理温度60~70℃，处理时间2h。

2、注射工艺参数 （1）注射机： 螺杆式 （2）螺杆转速(r/min)： 30

（3）料筒温度(℃) ： 150～170(后段)

165～180(中段) 180～200(前段)

（4）喷嘴温度(℃)： 170～180 （5）模具温度(℃)： 40～60 （6）注射压力(MPa)： 100～130

（7）成型时间(s)：注射时间 0～5 保压时间 20～90 冷却时间 20～120 成型总周期 50～220。

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第3章 拟定模具结构形式

3.1分型面位置的确定

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都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 3.1.1 分型面的选择原则

（1）有利于保证塑件的外观质量； （2）分型面应选择在塑件的最大截面处； （3）尽可能使塑件留在动模一侧； （4）有利于保证塑件的尺寸精度； （5）尽可能满足塑件的使用要求；

（6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积； （7）长型芯应置于开模方向； （8）有利于排气；

（9）有利于简化模具结构。 3.1.2 分型面的确定

根据本三通管的具体结构和和以上确定分型面的基本原则，在该结构中，还有外侧抽芯，所以在确定分型面时，还要考虑侧抽芯结构。由于有外螺纹，且对螺纹精度要求不高，故主分型面位置如图3-1所示。根据后面浇注系统设计，还需要一个分型面取出浇注系统凝料，故还需设置一个辅助分型面，如图3-2所示。

图3-1 主分型面

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图3-2 辅助分型面

3.2 型腔数量和排列方式的确定

3.2.1 型腔数量的确定

为了制模具与注塑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。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。该塑件采用的精度是5级，为中批量生产，由于需要三向侧抽芯，抽芯机构比较复杂，考虑到模具的制造成本，初步拟定为一模一腔结构形式。 3.2.2 型腔布置方式

为保证能快速的充满整个型腔，有利于保压补缩，保证塑件质量，型腔布置如图3-3所示。

图3-3 型腔布置

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3.3 注射机型号的确定

3.3.1 注射量的计算

我们从图2-1可以看出塑件是由一个实体，再减去中间空心部分的体积，则近似塑件

体积：

V1?(?4?50?15)?3??32?150?22?4?40?120?22?4?40?120?2?4?40?1202

??4?4?32?59

?123000mm3?123cm3

ABS材料的密度取1.04g/cm3,所以塑件质量：

m1????123?1.04?127.92?128g

3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算

浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来计算。本次设计浇注系统的凝料按塑件体积的0.5倍来计算。

流道凝料的体积：V2?0.5V1?61.5cm3 流道凝料的质量：m2??V2?64g 所需注射量为：V0?V1?V2?189.5cm3 公称注射量为：V3?3.3.3注射机的选择

注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手去产品后，也可实现全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设，其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或

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V00.8?236.88cm3

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型环旋转，以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化，塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。

根据以上的计算，初步选定公称注射量为270cm3，注射机型号为SZ-250/1250，其主要技术参数见表3-1。

表3-1 注塑机参数

螺杆直径 注射压力 开模行程 最大模具厚度 喷嘴圆弧直径SR 定位孔直径 45㎜ 160MPa 360mm 550㎜ 15㎜ Φ160㎜ 最大理论注射量 锁模力 最小模具厚度 喷嘴孔径 拉杆空间距离 250㎝3 1250kN 150㎜ 4㎜ 415?415㎜ 3.3.4 注射机的相关参数的校核

1、注射压力校核

查表2-1可知，ABS所需注射压力为80~110MPa，这里取p0?90MPa，该注射机的公称注射压力p1?160MPa，注射压力安全系数k1?1.25~1.4，这里取k1?1.3，则：

k1p0?1.3?90?117?p1，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

由图2-1可知，塑件在分型面上的投影面积:

A?50?15?3?120?40?40?40?8650mm?8650?10m?622

（2）浇注系统在分型面上的投影面积

由图3-2可知，浇注系统在分型面上的投影与塑件在分型面上的投影重合，且全部在塑件投影范围内，故可以不考虑。

（3）模具在型腔内的胀型力F1

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F1?Ap2?8650?35?302750N?302.75kN

式中，p2是型腔的平均计算压力值，即模具型腔内的压力，通常取注射压力的

20%~40%，大致范围为25MPa~40MPa。对于粘度较大的塑料制品应取较大值，

故p2取35MPa。

查表3-1可得该注射机的公称锁模力F2?1250kN，锁模力安全系数k2?1.1~1.2，这里取k2?1.2，则：

k2F1?1.2F1?1.2?302.75?363.3kN?F2，所以，注射机锁模力合格。

对于其他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。

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第4章 浇注系统的设计

浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。校注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道。它具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量具有决定性的影响。它的设计合理与否，影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易程度。

4.1 浇注系统的功能

浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序，压力损失小热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与制品分离或切除。 4.1.1 浇注系统的组成

无论用于何种类型的注塑机模具，其浇注系统一般由四部分组成。

1、主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。它是塑料熔体首要经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一条轴线。

2、分流道 指主流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔模具中分流道是为了分配物料，通常有一级分流道核二级分流道，甚至多级分流道组成。

3、浇口 指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序的填满型腔，且对补缩具有控制作用。

4、冷料穴 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和储存熔料前锋的冷料。 4.1.2 浇注系统设计原则

1、适应塑料的成型工艺特性 注射成型时，熔融塑料在浇注系统和型腔中的温度、压力和剪切速率是随时随处变化的，相应的表观粘度也不断发生变化。因此设计浇注系统时，应综合考虑这些因素，以便在充模这一阶段能使熔融塑料以尽可能低的表观粘度和较快的速度充满整个型腔，而在保压这一阶段又能通过浇注系统，使压力充分地传递到型腔的各个部位，同时还能通过浇口的适时凝固来控制补料时间，以获得外形清晰、尺寸稳定、质量较好的塑件。

2、利于型腔内气体的排出 浇注系统应顺利而平稳地引导熔融塑料充满型腔的各个角落，在充填过程中不产生紊流或涡流，使型腔内的气体顺利排出。

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3、尽量减少塑料熔体热量及压力损失 浇注系统应能使熔融塑料通过时其热量及压力损失最小，以防止因过快的降温压而影响塑件的成型质量。为此，浇注系统的流程应尽量短，尽量减少折弯，表面粗糙度Ra值应小。

4、避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件 经浇口进入型腔的熔料的速度和压力一般都较高，应避免直冲型芯或嵌件，以防止细小型芯和嵌件产生变形或位移。

5、便于修整和不影响塑件的外观质量 设计浇注系统时要结合塑件的大小、形状及技术要求综合考虑，做到去除、修整浇口凝料方便，并且不影响塑件的美观和使用。

6、防止塑件翘曲变形 当流程较长或需采用多浇口进料时，应考虑由于浇口收缩等原因引起塑件翘曲变形问题，采取必要的措施予以防止或消除。

7、便于减少塑料耗量和减少模具尺寸 在满足以上各项原则的前提下，浇注系统在容积尽量小，以减少其占用的塑料量，从而减少回收料，同时浇注系统与型腔的布置应合理对称，以减小模具尺寸，节约模具材料。

4.2 主流道的设计

主流道是熔融塑料进入模具型腔时的最先经过的部位，其截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间，如果主流道截面尺寸太小，则塑料在流动时的冷却面积相对增加，热量损失大，使熔体粘度增大，流动性降低，注射压力损失也相应增大，造成成型困难。反之，如果主流道截面尺寸太大，则使流道容积增大，塑料耗量增多。且塑件冷却定型的时间延长，降低了生产效率。同时主流道过粗还容易使塑料在流动中产生紊流和涡流，在塑件中出现气泡，从而影响其质量。因此，主流道的设计主要应恰当地选择主流道截面尺寸。

主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道和型腔，其形状为圆锥形，便于充模时既能顺利通过又能在脱模时拔出。其尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，甚至塑料的内在质量。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。 4.2.1 主流道尺寸

1、主流道的长度：小型模具Lz应尽量小于60mm，本次设计中初去40mm进行设计。

2、主流道小端直径：d1?喷嘴半径+(0.5~1)(mm)=5mm。

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3、主流道大端直径：d2?d1?2Lztg?2?9.19mm。

4、主流道球面半径：SR＝注射机喷嘴球头半径＋ (1～2)㎜=15+1=16mm 5、球面配合高度：h?4mm。 4.2.2 主流道凝料体积

Vz???3Lz(Rz?rz?Rzrz)

223.143?40?(5?2.1?5?2.1)mm3223

?1670.90mm?1.67cm3

4.2.3 主流道当量半径

Rn?rz?Rz2?2.1?52?3.55mm

4.2.4 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。对材料要求较严格，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。这里采用T8A，淬火热处理硬度为HRC53，如图4-1所示。定位圈（如图4-2所示）的外径按注塑机的定位孔直径确定，由M6～M8的螺钉固定在定模座板上，如图4-3所示。

图4-1 浇口套

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图4-2 定位圈

1—螺钉；2—定位圈；3—定模座板；4—浇口套。

图 4-3 浇口套的固定形式

4.3 分流道设计

4.3.1 分流道的布置形式

分流道是连接主流道到和浇口的进料通道。在单腔膜中，常不开设分流道，而在多腔膜中，一般都设置有分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道应短而粗。但为了减少浇注系统的回料量，分流道也不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还会增长模塑周期。考虑本塑件，采用分流道如图4-4所示。

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图4-4 分流道布置形式

4.3.2 分流道的长度

长度应尽量取短，且少弯折。该模具的分流道的长度短，如图4-4所示。

第一级分流道：45mm。 第二级分流道：43mm。

4.3.3 分流道的形状及尺寸

1、分流道形状

分流道的截面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形、U形等多种。常用的分流道的横截面形状及横截面尺寸如表4-1所示。在流过同等横截面积的条件下，横截面为正方形的流动阻力最大，传热最快，热量损失最大，因此对热塑性塑料注射模而言，不宜采用正方形的分流道。而圆形横截面流动阻力小，热量损失最小，熔体降温也最慢，但从加工来说，它需要同时在动模和定模上开设半截面，要使两者完全吻合，制造较困难。半圆形和矩形截面的分流道比表面积（即表面积/体积比）较大，较少采用。而U形截面的分流道，热量散失和流动阻力小，机械加工简单。

故本设计选择U形横截面分流道。 2、分流道当量直径

一般可以采用下面的经验公式来计算分流道当量直径：

DF?0.2654m14LF 4?0.2654?128??9.2mm88

式中，DF—梯形大底边的宽度（mm）；

m1—塑件的质量（g），为128g；

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LF—单向分流道的长度（mm），取88mm。

3、分流道截面尺寸

查《塑料成型工艺及模具设计》书，第93页，可知：

r?0.459DF?4.2mm。

H?0.918DF?8.4mm。

表4-1 常用的分流道的横截面形状及横截面尺寸

圆形横截面分流道 D 5 6 (7) 8 (9) 10 11 12 U形横截面分流道 H r B 6 2.5 5 1~5 3.5 7 3 6 1~5 4 (8.5) (3.5) (7) (1~5) (4.5) 10 4 8 1~5 5 (11) (4.5) (9) (1~5) 6 12.5 5 10 1~5 (6.5) 13.5 5.5 11 1~5 7 15 6 12 1~5 8 梯形横截面分流道 4.3.4 凝料体积

r H 通过pro/e分析，得分流道凝料体积为VF?12.63cm3。 4.3.5 分流道剪切速率的校核

1、确定注射时间：查《塑料成型工艺及模具设计》可知，取t?2s 2、计算分流道体积流量：qF?3、剪切速率：?F??VF?V1t?12.63?12323cm/s?67.82cm/s33

3.3qF?R3F?3.3?67.82?103.14?(9.22)3?7.32?10s2?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5?102~ 5?103

s

?1

之间，所以分流道内的熔体的剪切速率合格。

4.3.6分流道表面粗糙度

分流道表面粗糙度要求要求不是很低，一般取Ra ?1.25~2.5?m即可，此处取

Ra?1.6?m。

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4.4浇口的设计

浇口是连接流道与型腔之问的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的设计或选择恰当与否，直接关系到制品能否被完好的注射成型，浇口的种类包括有直浇口、侧浇口、扇形浇口，环形浇口以及点浇口。 4.4.1浇口形式的确定

1、直接浇口 直接浇口又称主流道型浇口，塑料熔体直接从主流道进入型腔，因而具有流动阻力小、料流速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，塑件痕迹也较明显。这类浇口大多数用于注射成型大型厚壁，长流程，深型腔的塑件。

2、侧浇口 侧浇口又称边缘浇口，浇口一般开设在分型面上，塑料熔体与型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝， 调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选取进料位置，因此它使被广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，单深型腔塑件排气不便。

3、点浇口 其尺寸很小，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的粘度下降，流动性增加，利于填充。有利于成型薄壁塑件，但不利于成型平薄及形状复杂的塑件。采用点浇口的模具，以取得浇注系统的平衡，有利于自动化的操作，但压力损失大，浇口凝料脱模需要在定模部分另加一个分型面；塑件浇口残留痕迹小，但收缩率大易变形。

4、环形浇口 环形浇口用来成型圆筒形塑件，它开设在塑件的外侧，采用这类浇口，塑料熔体在充模时进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出，避免了侧浇口容易在塑件上产生的熔接痕，但浇口去除较难，浇口痕迹明显。

5、盘形浇口 盘形浇口类似于环形浇口，它与环形浇口的区别在于开设在塑件的内侧，其特点与环形浇口基本相同。

根据制品的要求，本设计采用点浇口，如图4-5所示。 4.4.2 浇口位置的选择

浇口位置与数目对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 1、避免塑件上产生缺陷；

2、浇口应开设在塑件截面最后处；

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3、有利于塑料熔体流动； 4、有利于型腔排气； 5、考虑塑件受力状况； 6、增加熔接痕牢度。

在浇口位置的选择方面，本设计有两个方案：一、浇口设置在主流道衬套内；二、浇口设置在成型凹模内。

综合考虑，由于第一种方案脱模凝料去除后，有可能在端面留下痕迹影响塑件质量。而第二种方案在模去除凝料后，经过简单的处理，不会影响使用。这里采用第二种方案。

4.4.3 浇口尺寸的确定

浇口截面积通常为分流道截面积的0.07～0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度约为0.5～2mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。

查《塑料成型工艺及模具设计》可得点浇口当量直径的经验计算公式：

dJ?nk4A （4-1）

式中，dJ—浇口当量直径（mm），

n—塑料成型系数，ABS n=0.7，

k—塑件壁厚函数，k?0.206t，其中塑件壁厚t?4， A—型腔表面积（mm2）。

解得：dJ?2.9mm

图4-5 点浇口

4.4.4 浇口剪切速率的校核

1、确定注射时间：t?2s

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2、计算浇口的体积流量：qJ?3、计算浇口的剪切速率：?J??V1t?20.5cm/s?2.05?10mm/s343

3?13.3qJ?R3J?3.3?2.05?103.14?(2.92)34s?1?7.07?10s

该浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5?103~5?104s?1之间，所以，浇口的剪切速率合格。

4.5主流道剪切速率的校核

上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口体积太小，可以忽略）以及主流道当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。 4.5.1 计算主流道的体积流量

qZ?VZ?VF?V1t?1.67?12.63?1232cm/s?68.65cm/s33

4.5.2 计算主流道的剪切速率

??Z?3.3qZ?R3n?3.3?68.65?103.14?3.5533s?1?1.61?10s3?1

主流道内的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。

4.6 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，其作用是冷料、拉料和顶料。冷料穴直径应大于主流道大端直径，底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽。 4.6.1 冷料穴的主要形式

1、底部带有推杆的冷料穴 这类冷料穴的地步由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上。因此它常与推杆或推杆脱模机构连用但仅适用于韧性塑料。

2、底部带有拉料杆的冷料穴 这类冷料穴的底部有一根拉料杆组成，装于型芯固定板上，常见结构有球头型，菌头型，倒锥头型，圆锥头型。

3、底部无杆的冷料穴 对具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料一起去处，冷料穴底部不用设置杆件。 4.6.2 冷料穴设计

本设计采用底部无杆的冷料穴，如图4-6所示。一般情况下，主流道冷料穴圆柱

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体的直径为6～12㎜，一般比主流道大端直径大2~5mm，本次设计采用10mm。其深度为6～10㎜，本设计采用8㎜。

图4-6 冷料穴

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第5章 成型零件的结构设计和计算

型腔通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模是反复与塑件摩擦，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。

5.1 成型零件的结构设计

5.1.1 凹模的结构形式

1、整体式 它是由一整块金属材料（定模板或凹模板）直接加工而成，其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于成型后热处理变形大，浪费贵重材料，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。

2、整体嵌入式 对于小件一模多腔式模具，一般是将每个凹模单独加工后压入定模板中。这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。

3、组合式 这种结构形式广泛用于大型模具上。对于形状较复杂的凹模或尺寸较大时，可把凹模做成通孔的，然后再装上底板，底板面积大于凹模的底面。组合式凹模的强度和刚度较差，在高压熔体作用下，容易在塑件上造成飞边，造成脱模困难并损伤棱边。 5.1.2 凹模的结构设计

本次设计，采用半合模结构，动、定模采用整体嵌入式凹模，定模部分的凹模与定模板之间采用间隙配合，用螺钉与定模板固定，如图5-1所示。动模部分的凹模结构如图5-2所示。

图5-1 定模部分凹模结构

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图5-2 动模部分凹模结构

5.2 成型零件工作尺寸的计算

成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接用以构成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽）、凹模和凸模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。成型零件的加工精度和质量决定了塑件的精度和质量，工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约，影响塑件尺寸精度的因素甚多，主要有模具制造公差、模具的磨损量和塑件收缩率等因素，因此，计算工作零件尺寸时应根据上述三个因素进行计算。 本设计采用平均收缩率法计算模腔各工作尺寸。

在计算成型零件型腔和型芯的尺寸时，塑料制品和成型零件尺寸均按单向极限制，即凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，公差为负；而孔心距尺寸则按公差带对称分布的原则进行计算。

5.2.1 型腔尺寸的计算

1、型腔轴向尺寸“1500?0.7”的计算：

HM1?[(1?SCP)LS1?23?)]0??Z

?0.23 =[(1?0.0055)?150??0.23 =150.360mm

23?0.7]

2、型腔轴向尺寸“120”的计算：

HM2?[(1?SCP)LS1?23?)]0??Z

=[(1?0.0055)?120?=120.66mm

23?0]24

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3、螺纹型环工作尺寸“M500”的计算： ?0.56查机械设计手册：取螺距=4mm M=50mm 螺纹大径50mm 中径为

45.402mm 小径为43.67mm 螺纹的中径公差为0.56mm

DM大0??z?[(1?SCP)DS大??中]0

???0.06 = [(1?0.5%)?50?0.56]0

?0.06 =49.690mm

?? DM中0?[(1?0.5?%)z45?.40204?3.67?0.050?.56]??00.mm 45.07?? DM小0?[(1?0.5?%)z?0.0500?.56]0.0mm 43.334、型腔径向尺寸“40.320”的计算： ?0.32LM?[(1?Scp)lS?34?]0??Z

34?0.32]0?0.11?[(1?0.0055)?40.32??40.30?0.11

mm

型腔各尺寸如图5-5、图5-6所示。

图5-5 型腔尺寸

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图5-6 型腔尺寸实体展示

5.2.2 侧型芯尺寸的计算

?0.321、型芯径向尺寸320的计算：

lM?[(1?Scp)lS?34?]??Z0

34?0.32]?0.110=[(1?0.0055)?32?=32.420mm ?0.112、型芯高度尺寸的计算：

hM?[(1?Scp)HS?23

?]??Z230

0=[(1?0.0055)?75?=75.650mm ?0.12?0.35]?0.12

型芯尺寸图5-7、图5-8、图5-9所示。

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图5-7 左侧型芯

图5-8 右侧型芯

图5-9 中间侧型芯

5.3 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算

5.3.1 侧壁厚度的计算

侧壁厚度与型腔内压强及凹模深度有关，根据型腔的布置，模架初选

315mm?315mm的标准模架，其厚度的刚度计算：

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3ph41S?(2E?p)3 （5-1）

41?(3?35?7552?2.1?10?0.029)3

?64.85mm

式中，p—型腔压力（MPa），一般取25～45MPa；

E—模具材料的弹性模量（Mpa），碳钢为2.1?105MPa；

h=W,W—影响变形的最大尺寸(mm)；

?p—模具刚度计算许用变形量（mm）；根据塑料的品种

1i2?0.45?755?0.001?75?1.1415?m

?p?25i2?28.54?m?0.029mm

型腔采用了对称结构布置，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315mm?315mm，S?87.5mm它比型腔布置的侧壁厚度大，完全满足强度和刚度要求，如图5-10所示。

模板的选择

图5-10 侧壁厚度

5.3.2 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，根据前面型腔的布置，模架应选在315mm?315mm这个范围内，垫块之间的跨度大约为：

L=315mm-56mm-56mm=203mm。

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，

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即：

T?0.54L(pAEL1?p1)3 （5-2）

式中，?p—动模垫板刚度计算许用变形量，

1?p?25i2?25(0.45?2035?0.001?203)?37.63?m?0.038mm；

L—两个垫块之间的距离，约203mm；

L1—动模垫板的长度，取315mm； A—型芯投影到动模垫板上的面积，A?150.3?170?2555.1mm2

故可以近似得到动模垫板厚度：

T?0.54?203?(35?2555.12.1?10?315?0.03851)3?28.05mm

故动模垫板可以按照标准厚度取50mm。

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第6章 模架的确定

模架在整个模具结构中起到定位、支撑等作用，标准化的模架，能够减少模具制造时间和费用。

6.1 模架概述

模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。模具设计主要是形成产品外形的凹、凸模零件以及开模和脱模方式的设计，一副模具从设计到制造完毕周期较长，一般需要二到三个月的时间，复杂模具需要的周期更长。为了减少设计和和制造的工作量，缩短生产准备时间，降低成本，必须实现模具的标准化。尤其是模架的直接选购，大大节约了模具制造时间和费用。

6.2 模架分类

在不同的国家模架的分类是不同的，在国外塑料注射模架均属企业标准，主要有DME（美）、哈斯克（德）、双叶子电子公司（日）三家公司标准，我国于1988年完成了《塑料注射模中下型模架》和《大型模架》两项国家标准的制定，并由国家技术监督局审批、发布实施。

标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围为：≤560mm×900mm,并规定模架结构型式为四种型号，即基本型，A1、A2、A3、A4四个品种，如图6-1所示。派生型分为P1-P9九个品种，标准种还规定，以定模动模座板有肩无肩划分，又增加13个品种，共26个模架品种。

图6-1 中小型模架基本类型

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6.3 模架的选择

模具的设计采用。而模架的大小是由模芯的大小来确定的，根据经验数据和模架库的选择，再加上抽芯机构的摆放位置。在这里我们选择P2型模架，如图6-2所示。

图6-2 P2型模架

6.3.1 各模板尺寸的确定

本模具采用整体嵌入式凸凹模，模板的长度、宽度选择最少应该保证型腔壁厚S。同时配合导柱、螺钉、限位钉等的安装。在满足注塑机拉杆内间距的范围内，尽量使模具的布排紧凑合理。表6-1为所选各模板的尺寸：

表6-1模板尺寸表（㎜） 模板 定模座板 动模座板 定模板 动模板 动模垫板 宽度?长度 315?400 315?400 315?315 315?315 315?315 高度 32 32 63 63 50 材料 45钢，调质 45钢，调质 45钢，调质 45钢，调质 45钢，调质 推杆固定板与推板厚度分别为20mm、32mm。根据布局确定推板尺寸为315mm?190mm。各模板实体如图6-3~6- 9所示。

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图6-3 定模座板 图6-4 动模座板

图6-5 定模板 图6-6 动模板

图6-7 动模垫板

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图6-8 推板

图6-9 推杆固定板

6.3.2 垫块尺寸

由于垫块的高度决定顶出距离，这里进行垫块的高度的设计。推出距离为30mm。垫块高度应等于推出距离加推板和推杆固定板厚度。所以至少垫块高度应大于推出高度30＋45＝75㎜。根据《塑料注射模架的尺寸组合》，所以选择垫块的高度应为100㎜，垫块宽度 b?56mm，如图6-10所示。

模具的外形尺寸为：长×宽×高=400mm×315mm×340mm。

图6-10 垫块

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6.4 模架各尺寸的校核

6.4.1 平面尺寸校核

模具平面尺寸315mm×400mm<415mm×415mm（拉杆间距），校核合格。 6.4.2 高度尺寸校核

模具高度尺寸340mm，150㎜≤340㎜≤550㎜（模具最小厚度和最大厚度），校核合格。

6.4.3 开模行程校核

因为本模具为双分型面模具，则校核合格条件为

H≥H1＋H2＋a+（5～10）㎜ 式中：H—注射机动模板开模行程；

H1—塑件推出距离； H2—塑件高度；

a—流道凝料高度，计算得 360㎜≥25+50+80+5㎜=160㎜ 所以，开模行程校核合格。

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（6-1）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l3t6.html