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1、陕西理工学院毕业设计毕业论文题目基于CAD的注塑模具结构设计学生姓名 学号 0914054107所在院(系)材料科学与工程学院专业班级材控092班指导教师 2013年06月 基于CAD的注塑模具结构设计 【摘要】本设计是关于球头圆盘的注塑模具设计，通过CAD软件对模具的成型零部件、浇注系统、脱模结构、冷却系统、导向定位系统等进行了设计，对成型零部件的加工尺寸及其公差进行了计算，并完成了模具中非标准零件的加工零件图。在设计方案中采用了弹性斜顶机构实现了球头圆盘上凸起的球头部分的脱出，得到了一套设计合理、符合生产实际需要的注塑模模具方案。【关键词】： CAD 注射模 结构设计 球头圆盘 IIThe
2、 injection mold structure design based on CAD Abstract: This design is the injection mold design of ball head disk, by forming parts, CAD software on the casting mold system, demoulding mechanism, cooling system, guiding and positioning system for the design, machining dimension and tolerance of for
3、ming parts were calculated, and the non-standard mold parts processing parts diagram. The elastic inclined top mechanism in the design scheme of the convex ball head disk ball head part process, a reasonable design, production in line with the actual needs of the injection mould scheme. Key words: C
4、AD injection mold architectural design 目录1前言11.1 CAD在注塑模设计中的应用现状和发展趋势11.1.1 应用现状11.1.2发展趋势11.2 本课题设计的目的与意义12设计任务22.1塑件结构与尺寸22.2塑件材料分析22.2.1聚丙烯的加工性能32.3结构分析32.4塑件尺寸精度分析42.5塑件的壁厚分析42.6计算塑件的体积和质量43确定塑件注射工艺参数44注射模结构设计44.1模具型腔排列方式的确定44.2模具分型面的选择54.3注射模浇注系统的设计64.4推出机构的设计74.5合模导向机构94.6排气机构114.7温控系统的计算115成型
5、零件结构设计及尺寸计算135.1 注射模成型零件结构设计及固定形式135.1.1成型零件的计算145.2 型腔型芯有关尺寸计算156型腔壁厚和底板厚度计算157标准模架的选择158注塑机的确定与校核168.1注塑机的选用原则：168.2注射机选用后基本参数的校核178.2.1注射量的校核178.2.2锁模力的校核178.2.3注射压力的校核178.2.4模具高度与注射机闭合高度关系的校核178.2.5开模行程校核178.2.6推出装置校核188.2.7模具外形尺寸校核188.2.8喷嘴的校核188.3 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核188.3.1模架各个尺寸的校核188.3.2模具开模行程
6、的校核189模具总装配图18参考文献19致谢20V1前言1.1 CAD在注塑模设计中的应用现状和发展趋势1.1.1 应用现状模具是现代工业的重要工艺装备。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断涌现，对模具的设计与制造精度，加工质量，提出了更高的要求。此次设计将会严密的按照标准的步骤和计算来设计模具。将会对浇注系统、分型面、脱模机构做出简单的分析与计算。在塑料制品性质越来越来优越的发展过程中注塑模具CAD系统的完善有着决定性的作用，越来越多的企业很快的发现如果要想自己的产品不管在数量上还是性能上永遥主导市场的命脉，那么制品的制造工艺和设备先必须胜过别的企业注塑模具的CAD现状和未来发展. 基于网络
7、的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在西方先进工业国，注射模CAD技术的应用已非常普遍。当前代表国际先进水平的注射模CAD的工程应用具体体现在如下四个方面： 1)基于网络的模具CAD，CAECAM集成化系统已开始使用。系统的每一个功能既可以独立运行，又可通过数据接口作集成分析。 2)微机软件在模具行业中发挥着越来越重要的作用。3)模具CAD系统的高智能化程度正在逐步提高。软件的智能功能 现已成为
8、衡量模具软件先进性和实用性的重要标志。 4)三维设计与三维分析的应用和结合是当前注射模技术发展的必然趋势1。1.1.2发展趋势21世纪市场要求高质量、低成本的产品，并且要求对各种不同的市场需求 作出快速的反应。新一代注塑模具软件以立体的思想、直观的感觉来设计模具结构，所生成的三维结构信息能方便地用于模具可制造性评价和数控加工，这就要求模具软件在三维参数化特征造型、成型过程模拟、数控加工过程仿真及信息交流和组织与管理方面达到相当完善的程度并有较高集成化水平。衡量软件集成化程度的高低，不仅要看功能模块是否齐全，而且要看这些功能模块是否共用同一数据模型，是否以统一的方式形成全局动态数据库，实现信息的
9、综合管理与共享，以支持模具设计、制造、装配、检验、测试及投产的全过程。注塑模具设计技术的发展趋于专业化、标准化、集成化、智能化、虚拟化、网络化，这将使注塑模具行业发生巨大变革。 1) 注塑模具CAD/CAE/CAM技术的专业化程度显著提高 任何一种模具软件不可能包罗万象，完全能适应不同的模具产品、不同生产企业的需求,这就要求有针对性的开发专用模具CAD/CAE/CAM系统软件.随着模具工业的快速发展，各大主要软件开发商和有独立科研实力的企业已经开始有针对性地开发专用模具CAD/CAM实用软件系统，并取得了巨大的经济效益。这些专用注塑模具软件的产生，大大的提高了模具设计人员的工作效率。 标准化模
10、具 CAD/CAM系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在模具CAD设计中可以随时调用，并采用GT(Group Technology，成组技术)生产。非标准零件库中存放的零件，虽然与设计所需结构不尽相同，但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改，从而加快设计过程，使典型模具结构库在参数化设计的基础上实现数据的传递、转化成为企业之间、企业与客户之间、软件之间、软件与设备之间进行信息传递的最大障碍。在模具CAD/CAE/CAM软件系统中也存在这样的问题，为保障数据在传递、转化的过程中不丢失，建立数据转换的标准显得非常重要，这样可以模具CAD/CAE/ CA
11、M软件系统内部的信息交流成为整体，从而真正意义上实现了模具制造信息传递的畅通2.1.2 本课题设计的目的与意义本设计的塑件为小型塑件球头圆盘。针对本次设计，对注塑模具的设计过程将有个系统地复习与巩固。也对AUTOCAD等计算机绘图软件有进一步的提高。注塑模CAD，是模具计算机辅助设计的简称，是指用计算机作为主要的技术手段来生成和运用各种数字和图像信息，以进行注塑模的设计。注塑模的设计是分析与综合相结合的复杂过程，既包含有大量的数值计算、参数查找和绘图等繁琐工作，也包含创造性思维、经验运用和判断评价等智能行为。CAD的应用、使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计箅机的强大算术逻辑运算功能、大容量
12、信息存储与快速信息査找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务。而设计人员则可以集中精力进行有效的创造性思维，从而更好地完成从设计方案的提出、评价、分析模拟、修改，直到具体设计实现的设计全过程。这种设计人员与计算机的有机结合、发挥各自特长的新型设计注塑模的方法，就是注塑模CAD。现在，CAD已成为计算机应用的十分重要的领域。CAD技术的发展推动了几乎一切领域的设计革命，CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。CAD 技术从根本上改革了传统的手工设计、绘图、描图、以及根据图样组织生产的落后状况。对于结构十分复杂的注，塑模设计来
13、说，CAD更显示了巨大的优越性。注塑模CAD应用的实际效果是：提高设计质量，缩短设计周期，产生显著的经济效益，使企业的竞争能力和应变能力得到大幅度提高。据调査表明，由于CAD技术的应用、资料收集、调研和设计工作量减少到原来的1/2以下，绘图工作量降低到原来的1/20，而工作效率却提高了35倍。我们可以充分认为，注塑模CAD的应用和推广，对于传统的注塑模设计是一次重大变革，它是至今以来最具有生产潜力的工具之一，也是未来模具行业继续生存和发展的重要支柱3.2设计任务2.1塑件结构与尺寸本设计的塑件名称为球头圆盘，塑件三维图如图2.1所示。上部为圆盘，下面为手柄。材料为聚丙烯。公差等级为MT4，塑件
14、尺寸如图2.2所示。 图2.1 塑件三维效果图 图2.2 塑件的结构与尺寸2.2塑件材料分析该塑件材料为聚丙烯，英文简称PP,为线型结构结晶型。通常它的使用温度为10120，化学稳定性较好，但耐寒性差，光氧作用下易降解老化。成型时收缩率大，成型性能较好，已产生变形等缺陷。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度为0.91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0. O1%，分子量约8万到15万。成型性好，但因收缩率大.厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，还难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色4。2.2.1聚丙烯的加工性能（1）物理性能：P
15、P为无毒、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最最轻的品种之一，对水特别稳定，在水中14h的吸水率仅为0.01%。分子量约815万之间，成型性好。但因收缩率大，原壁制品易凹陷，制品表面光泽好，易于着色5。（2）力学性能：PP的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比高密度PE(HDPE)高。突出特点是抗弯曲疲劳性（7107）次开闭的折选弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下不如尼龙。（3）热性能：PP 具有良好的 耐热性，熔点在164170，制品能在100以上温度进行消毒灭菌。在不受外力的作用下，150也不变形。脆化为-35，在低于-35会发生脆
16、化，耐热性不如PE。（4）化学稳定性：PP具有良好的化学稳定性，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其他各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃等能使PP软化和溶胀，化学稳定性随结晶度的增加还有所提高。所以，PP适合制作俄中化工管道和配件，防腐蚀效果良好。（5）电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响，有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，击穿电压也很高，适用作电器配件等。抗 电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化，（6）耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌硫代丙酸二月桂脂，炭黑式类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能
17、6。2.3结构分析图2.3 塑件的剖面结构塑件的剖面结构，塑件上部为圆盘，比较容易设计。但下部球柄处形状较复杂。其设计可采取两种方案：第一种，由于球柄处与球头尺寸相差较小，故可采用强制脱模。第二种，由于塑件下部与弹性协顶的形状相似，故可采用弹性协顶进行塑性成形，进而用推杆推出。考虑到聚丙烯在成型时收缩率大，若采用第一种方案，则容易使塑件发生弹性变形，使塑件的尺寸不符合实际生产要求。故采用第二种方案。弹性斜顶的形状如图2.4所示：图2.4 弹性斜顶的剖面结构2.4塑件尺寸精度分析一般将塑件分为7个精度等级，MT1级精度要求较高，一般不采用。该塑件公差等级为MT4,为一般精度，所以该塑件的模具设计
18、成本不会太高，加工程度也比较容易。所以，对于该塑件，仅仅需要保证方便的脱模，不需要花太多的时间进行抛光7。2.5塑件的壁厚分析该塑件壁厚不均匀，因此必须要注意塑件的注塑流动过程。因为塑件壁厚的不均匀性对注塑流动过程影响很大。由于塑件壁厚不均，往往因冷却或固化速度不同而产生附加内应力，在较厚部位产生缩孔或翘首变形8。2.6计算塑件的体积和质量根据proe软件，可计算得该塑件的体积为：V=4.045cm3，该塑件的密度为=0.91g/cm3，则m=V=0.91g/cm34.045cm3=3.68g。3确定塑件注射工艺参数塑件注射工艺参数如表4.1所示。表4.1塑件注射工艺参数干燥处理温度/时间h8
19、0100/34螺杆转速r/min-13060喷嘴温度180190模具温度4080注射压力/MPa/时间/s7010015保压压力时间50602050成型周期/s40120注射机类型螺杆式螺杆结构形式突变型料筒温度后部中部前部160180180200200230降温固化时间/s2050喷嘴结构直通式4注射模结构设计4.1模具型腔排列方式的确定（1）型腔数目的确定按技术参数，根据注射机的额定锁模力确定型腔数目，由公式（nA1+A2）PmF （4-1） 式（4-1）中：F-注射的额定锁模力（N）； Pm-型腔内熔体的平均压力（MPa）; A1-单个制品在投影面上的面积（mm2）; A2-浇注系统在分
20、型面上的投影面积（mm2）;可得：nF-pmA2pmA1=250-0.054000.052525=18772.752.5故取n=2.(2)模具型腔排列方式型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。故排列方式如图4.2所示。 图2.5 型腔的排列方式4.2模具分型面的选择分型面的选择原则主要考虑以下几个方面：A 符合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具内取出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘位置。B 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。C 应确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面。D 确保塑件质量。E 应尽量避免形成侧孔
21、、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块。F 满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定、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，分型面是曲面时，应加斜面锁紧。G 合理安排浇注系统，特别是浇口位置。H 有利于模具加工9。根据以上原则，采取双分型面，如下图所示： 图2.6分型面一的位置第一次分型如图所示：与单分型面注射模相比，在动模与定模之间加了一个可移动的板，塑件和浇注系统凝料分别从两个不同的分型面取出。如上图所示，以便取出两板之间的浇注系统凝料。继续开模时，这样随着动模移动继续使下一个分型面打开，如下图所示： 图2.7分型面二的位置随着第二次模具沿
22、分型面分开，可以取出塑件。4.3注射模浇注系统的设计注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动同道。其作用是使塑料熔体平稳而有序的充填到型腔中，以致获得组织紧密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。浇注系统的设计原则主要考虑：A浇口要设在不影响塑件外观质量的地方及部位；B浇注系统应适应塑料的成型特性，以保证成型周期及塑件质量；C浇注系统应根据型腔数的多少和布局而定；D浇注系统应根据塑件的形状及尺寸确定；E浇注系统应尽量采用短的流程，以减少热量和压力的损耗和节约原材料；F浇注系统应有利于良好的排气，以防止型芯的变形及嵌件的位移；
23、G浇注系统的确定要考虑注射机的安装尺寸，防止单边安装；H浇注系统的设计，要考虑便于修正浇口，以保证塑件质量10。（1）主流道的形状设计及尺寸计算：a主流道一般设计为圆锥形，其锥角可设计为=25,取=4b主流道小端直径d: d=d1+(0.51)=2+（0.51）=2.53,取d=3mm式中d1为注射机喷嘴直径。c主流道球面半径R：R=R1+（13）=12+（13）=1315，取R=15mm 式中R1为注射机喷嘴球面半径。d主流道长度L：应尽量缩短，一般不超过60mm,故取L=40mme主流道与分流道过渡圆角：一般为=13mm,故取=3mmf主流道大端直径D:D=d+2Ltan=3+240tan
24、4=3.56mm主流道形状如图5所示：图2.8 主流道的形状选用M520L的螺钉将主流道固定在定模座板上，其尺寸如图六所示：图2.9主流道的固定形式（2）浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，起作用时使分流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，交口部分的熔体能迅速地凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流11。该模具采用的是点浇口，当熔体通过点浇口时，有很高的剪切速率和摩擦，产生热量，提高熔体的温度和降低溶体粘度，有利于熔体的流动，从而能获得外形清晰、表面光泽的塑料制品。塑料制品的浇口在开模的同时即被拉断，浇口痕迹成圆点状，不明显，所以点浇口可开在塑件的表面及任
25、何位置，并不影响制品的外观。点浇口一般开在塑件顶部，因其注射流程短，拐角小，排气条件又好，因此很容易成型。适用于外观要求较高的壳类，或盒塑件的单腔模、多腔模等各种模具，使用比较广泛12。4.4推出机构的设计推出机构的作用是将塑件成型后，顺利的把塑件及浇道凝料推出模外。推出机构一般由推杆、推管、拉料杆、推板、推杆固定板、垫板等构成。（1）推出机构的设计原则a模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件推出后不致于变形。b推力要均匀。c推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量。d 推出系统动作要灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。模具的动作过程，开模时，动模板带动弹性斜顶后移，移动到一定的位
26、置停止，推板固定板推动弹性斜顶向前运动，弹簧释放压力，取出塑件。弹簧斜顶的形状如图3.1所示：图3.1弹性斜顶的形状（2）推板的选用根据注射机的型号选择模架的规格为125160，则经查表可选厚度为16mm,宽度为73mm.(3)推杆固定板的选用经查表，选择厚度为12.5mm,宽度为73mm的推杆固定板。(4)复位杆的选用如图所示：图4.0复位杆的形状（5）脱模力的计算本产品属薄壁塑件，且塑件横断面为圆形，故脱模力计算公式如下： （5-1）K-查表得K=1.0；t制件的平均壁厚3mm；S塑料平均成型收缩率1.5；L被包型芯的长度14mm；&模具型芯的脱模斜度1；f制件与型芯的摩擦因数0.490.
27、51u塑料的泊松比0.32；本模具设计中的推出机构包括推板、推杆固定板、复位杆13。4.5合模导向机构注射模均设有导向装置。导向装置的作用是：当动模与定模合模时，导向装置先进行导向，型腔与型芯再合模，这样可避免与型腔发生碰撞而损坏。同时，保证了型心及型腔的相对位置，兼起定位作用及承受一定的侧压力作用。导向装置的结构如下图所示：图4.1导向装置导向装置包括两个部件，即导柱和导套，导柱一般安装在动模上，导套安装在定模上。有时，也可将导柱安装在定模上，导套安装在动模上，或在动模上设计导套孔，用导柱直接导向14。（1）导柱的结构形式 图4.2导柱的形状（2）导柱的位置布置 图4.3导柱的位置布置在一副
28、模具中导柱导套数量一般为24个，为了防止动、定模装反，在使用四个导柱时可以设计成不对称式，或将导柱直径设计成不等的结构。其次，导柱或导套距模板边缘应有足够的距离，以保证模板强度15。（3）导柱、导套的配置形式图4.3导柱、导套的形状导柱与导套之间因为要经常相对滑动，所以一般取H7/f7或H8/f8的间隙配合。4.6排气机构（1）排气的几种方式通常，采用的排气方式有：利用模具分型面或配合面间隙自然排气、采用开设排气槽排气以及镶嵌烧结金属块排气等方式。本设计利用模具分型面来进行排气。（2）排气机构的设计原则 a.排气槽尽量开设在分型面上 b.排气槽应设在型腔最后充满的地方 c.排气槽一般应开设在分
29、型面动模一方 d.排气槽的槽深，一般可取0.0250.1mm.槽宽取1.56.0mm,以不产生明显分边为原则 e.排气槽的位置与形式要预防溢料溅出伤人，最好不要面对操作者，采用折弯式结构图4.4排气槽的分布在分型面之间，推出机构与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙，可进行排气。在分型面之间留有一定间隙进行排气，其间隙值不要太大，一般为 0.030.05mm.164.7温控系统的计算（1）温度调节的几种方式a设置冷却系统的模具b设置加热系统的模具（2）温度调节对塑件质量的影响a变形 模具温度稳定，冷却速度均衡，则可以减少塑件的变形。尤其对于壁厚不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而
30、产生翘首变形的情况。因此，必须采用合适的冷却系统，使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本上保持均匀，以便型腔里的塑料熔体能同时凝固。b尺寸精度 利用温度调节系统保持模具温度的恒定，能减少制品成型收缩率的波动，提高塑件精度的稳定性。在可能的情况下采用较低的模温能有助于减少塑件的成性收缩率。c力学性能 对于结晶型塑料，结晶度越高，塑件的应力开裂倾向越大，故从减小应力开裂的角度出发，降低模温是有利的。d 表面质量 提高模具温度能改善制品表面质量，过低的模温会使制品轮廓不清晰并产生明显的溶接痕，导致制品表面粗糙度值提高。 聚丙烯的成型温度为160260，模具温度为4060，脱模温度为60100.（3）确
31、定冷却水孔确定冷却水孔的直径应注意的问题是，无论多大的模具,水孔的直径不能大于15mm, 否则冷却难以形成乱流状况。冷却管道孔数计算公式根据公式n=AdLL冷却管道开设方向上模具的长度(m)，取0.2;d冷却管道的直径(m)，取0.008；A冷却管道的总传热面积；根据经验值，一般取两个孔即可17。（4）计算冷却水的体积流量qv根据公式qv=WQ60c(1-2) （0-0）其中:qv-冷却水的体积流量（m3/min-1）;-冷却水密度（kg/m3）;c-冷却水比热容（kJ/kg）;1-水管出口设定温度（）；2-水管进口设定温度（）；Q-塑件的单位热流量，查表得聚丙烯熔体的单位热流量590 kJk
32、g-1。W=Nm, (1-0)N=3600/t, (2-0)N-每小时注射的次数；m-每次需要的注射量（kg）;t-生产周期（s）;t=t注+t冷+t脱 （3-0）m=nm件+m浇 （4-0）上式中：n-型腔数目； m件-单个塑件质量；m浇-浇注系统质量；将n=2,m件=3.68g，m浇=40.045g,带入式（4-0）中：得m=47.4g 将t注=16s,经查表得t冷=25.5s,t脱=8s,带入式（3-0）中，可得t=49.5s 将t=49.5s，带入式（2-0）中，可得N=72 将N=72，m=47.4g，带入式（1-0）中，可得W=3.4128kg/h 将W=3.4128kg/h，Q=
33、590Qs/kJkg-1，=1.0103kg/m3，c=4.2103kJ/kg, 1=40, 2=60,带入式（0-0），可得qv=5.010-3m3/min-1.（5）冷却装置的布置如图6.3所示。图6.3 冷却系统的布置形式5成型零件结构设计及尺寸计算5.1 注射模成型零件结构设计及固定形式成型零件的工作尺寸凹模是指凹模和凸模直接构成型腔的尺寸，它通常包括凹模和凸模的径向尺寸（包括矩形零件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18。 (1)凹模的结构设计 图5.1 凹模的结构形式（4）凸模的结构设计图5.2凸模的形状(5)凸凹模的固定形式凹模采用螺钉，导柱来固定
34、，凸模用导柱和定距拉板，限位钉来固定。螺钉的形状如下图1所示，限位钉如图2所示。图1 螺钉图2 限位钉5.1.1成型零件的计算（1）凸凹模的工作尺寸计算凸模的径向尺寸：L=(1+Scp) Ls+x-凸模的高度尺寸: H=(1+Scp) Hs+x-凹模的径向尺寸：l =(1+Scp)ls-x+凹模的深度尺寸：h=(1+Scp)hs-x+ 经计算可得：l =(1+Scp)ls-x+ =(1+2) 5-340.18+0.06=14.870+0.06h=(1+Scp)hs-x+ =(1+2)14-230.28+0.09=41.830+0.09 经查表可得：L=(1+Scp) ls+x-=(1+2)40
35、+340.42-0.14=120.32-0.140H=(1+Scp) hs+x-=(1+2)17+230.28-0.09=51.17-0.0905.2 型腔型芯有关尺寸计算（1）型腔径向尺寸的计算公式：LM =(1+Scp)L-x+ 型腔深度尺寸的计算公式：HM =(1+Scp)H-x+ 经计算，：LM =(1+Scp)L-x+=13.250+0.04HM =(1+Scp)H-x+=40.670+0.09（2）型芯径向尺寸计算公式：l=(1+Scp) l1+x-型芯高度尺寸计算公式：h=(1+Scp) h1+x-上式中：l-型芯径向尺寸（mm）;Scp-塑料的平均收缩率%；h-型芯高度基本尺寸
36、（mm）;l1-塑件径向基本尺寸（mm）;h1-塑件高度基本尺寸（mm）-塑件公差值mm;-模具公差值（mm）;经计算，l=(1+Scp) l1+x-=14.040+0.04h=(1+Scp) h1+x-=39.750+0.066型腔壁厚和底板厚度计算(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。其厚度根据以下公式计算： S=(3ph42Ep)13 (5-0)式中：p- 型腔压力（MPa）;E-材料的弹性模量（MPa）;h=W,W是影响变形的最大尺寸；将型腔压力p=75MPa,h=41mm,E=1100Mpa,p=0.32代入上式可算得S=17.36mm(2)动模垫板厚度的
37、计算动模垫板厚度与所选的模架有关，根据公式：T=0.54L（pAElp)13 (6-0)式中：L是两个垫块之间的距离，约为110mm左右，l是动模垫板的长度，取220mm,A是型芯投影到动模板上的面积。A=4D2=4236.75mm2将以上数据带入式（6-0）可得动模垫板的厚度为25mm.故动模垫板可按标准取32mm.7标准模架的选择为了降低设计成本，根据塑件的尺寸、形状、型腔的布置及所选模具结构等方案。最终选择A4型模架，其尺寸如图7.1所示： 图7.1 模架示意图（1）各模板尺寸的确定1)A板尺寸的确定。A板是定模座板，塑件高度为17mm,凹模深度为41.83mm,又因为模板上还要开设冷却
38、水道，还需要留出足够的距离，故定模座板厚度取50mm.2)B板尺寸的确定 B板是动模垫板，按模架标准取32mm.3)C板尺寸的确定 C板是垫块，垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）mm=(35+20+15+10)=80mm经上面尺寸的计算，模架尺寸已经确定为模架序号为5号，板面为200mm355mm,模架结构形式为A4型的标准模架。其外形尺寸：宽长高=200mm355mm264mm19.8注塑机的确定与校核8.1注塑机的选用原则：（1）计算塑件及浇道凝料的总容量（体积或重量）应小于注射机额定容量（体积或重量）的0.8倍。（2）模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射
39、压力。（3）模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力。（4）模具的闭模高度应在注射机最大，最小闭合高度之间。（5）模具脱模取出塑件所需的距离应小于所选注射机的开模行程。（6）模具的外形尺寸及安装尺寸必须与所选注射机模板相适应，即模具最大外形尺寸安装时应不受拉杆间距的影响，模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合；模具的模板各安装孔应与注射机固定模板的安装孔相对应、机床喷嘴孔径和球面半径应于模具进料孔相对应，注射机的开模行程应满足脱件要求。根据以上原则，最终选用型号为XS-ZY-125的注射机。其基本参数如表2所示20。表5.1 所选用的注塑机的基本参数型号XS-ZY-125螺杆
40、直径/mm30最大注射容量/cm3125g注射压力/MPa110104锁模力/kN900最大注射面积/cm2320最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm200模板最大距离/mm600模板行程/mm1300喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴孔径/mm2喷嘴移动距离/mm210顶出形式两侧顶杆机械顶出其他-8.2注射机选用后基本参数的校核8.2.1注射量的校核 根据nVs+Vj0.8Vg,（1）式中：Vs-单个塑件的容积或质量； n-模具的型腔数目；该模具采用一模二腔，故n=2.Vj-浇注系统和分边所需塑料的容积或质量； Vg-注射机额定注射量。由塑件体积为4.045cm3,带入（1）式满足要求。8.
41、2.2锁模力的校核根据公式FPm(nAs+Aj) (2) 式中：F-注射机额定锁模力（N）; As 、 Aj-分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm）; Pm-塑料熔体在模腔内的平均压力（MPa），通常模腔压力为2040MPa; n-型腔个数。 由5000.05（2202+122）=162.68满足要求。8.2.3注射压力的校核根据公式PzPch (3) 式中：Pz-注射机最大注射压力（MPa）;Pch-塑件成型时所需的注射压力（MPa）;因为聚丙烯注射压力为70100，而注射机最大注射压力为104，故满足要求21。8.2.4模具高度与注射机闭合高度关系的校核根据公式HminHmH
42、max (4) 式中：Hm-模具的闭合高度（mm）;Hmin-注射机最小闭合高度（mm）;Hmax-注射机最大闭合高度（mm）;由160175340满足要求。8.2.5开模行程校核1.单分型面模具 SH1+H2+（510）mm2.双分型面模具 SH1+H2+a+(510)mm 式中：S-注射机最大开模行程mm； H1-塑件脱模所需顶出的距离mm； H2-塑件高度mm； a-取出浇注系统凝料所需固定板与浇口板间距离。该塑件所设计的模具采用的是双分型面，经过分析，该注射机符合。8.2.6推出装置校核该模具采用的是弹性斜顶自动推出，其顶出距离，弹性斜顶的半径均与注射机相适应。8.2.7模具外形尺寸校
43、核模具外形尺寸在第六章和第七章均给出。模具的长度与宽度可以穿过复位杆空间在注射机动模固定板和定模固定板上安装。另外，模具的安装尺寸，也与注射机动定模板上螺孔直径和位置相适22。8.2.8喷嘴的校核 根据模具设计图，主流道小端孔径比注射机喷嘴前端孔径略小，也满足要求。综上所述，该类型注射机符合要求。8.3 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核8.3.1模架各个尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。1）200mm355mm320mm320mm(复位杆间距)，校核符合要求。2）模具高度尺寸264mm,200mma264mm300mm,(模具的最小厚度和模具的最大厚度)，校核合格23。8.3.2模具开模行程的校核1）模具的开模行程S=H1+H2+（510）mm注塑机的开模行程，故校核合格。综上所述，所选模架符合要求。9模具总装配图