模具设计说明书B5参考资料

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1、第一章 绪论1.1 我国塑料模具的发展模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产 的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业 没有模具，就没有高质量 的产品。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一 系列优点。 因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。 因此，模 具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械 制造水平的重要标志之一。根据国际生产协会报告， 在目前阶段， 工业品零件粗加工的 75、精加工 的50都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具 工业的产值均已超过机床总产值； 我国台湾地区模

2、具工业也以每年 35以上的 年增长率迅速发展； 我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速的发展， 尤 其是塑料模具，在模具设计和制造水平上都有了长足的进步。近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备， 使塑料模具的制造水平 比十年前进了一大步；然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一 段距离， 而且发展也十分不平衡， 因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技 术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类， 即注射成型模具、 中空成型模具和挤出成型 模具（包括机头 ）：我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型模 具为最低， 如化妆品用瓶子的吹塑模具， 无论从造型以及质量上远不能适应出

3、 口要求。1.2 我国塑料模具的技术现状 目前我国从事塑料注射模具设计的人员虽然不少， 但大多数专业知识不够 丰富，没有受过专门系统的训练， 所以高水平的设计人员不多； 专业书籍缺乏， 没有一套我国自己的设计理论与设计数据： 从设计结构上看， 我们的设计还不 够细致，许多细节考虑的欠周到，以至于模具使用受命不长；从模具材料看， 我国的塑料模具钢起步时问不长， 而国际上塑料模具钢的品种则有很多可供选 择 目前，我国虽然也有个别品种诸如预硬化钢具有较好的质量， 但应用较少， 主要是国产的钻头、端铣刀等切削工具难以切削诸如 HRC4 0等很硬的钢。从加工工艺水平看， 主要是设备水平不高， 专门设备使

4、用的少， 检测手段 落后，模具装配水平不高，导致容易出现溢料或错位现象。 吹塑制品目前存在的主要问题是外观不良、厚薄不均、造型不美、精度不高。 此外还存在恶性竞争、发展不平衡、价格不合理等现象，这些都阻碍了模具 行业的健康发展。1.3 我国塑料模具的发展的趋势 由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在， 因此我国今后塑料 模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化 和现代化发展的同时， “小而专”、“小而精”仍旧是一个必然的发展趋势。从 技术上来说，为了满足用户对模具制造的 “交货期短”、“精度高”、“质量好”、 “价格低”的要求，以下的发展趋势也较为明显 1。

5、 在模具设计制造中将全面推广CAD /CAM /CAE技术。CAD /CAM /CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑，实践证明，CAD/CAM /CAE技术是模具制造的发展方向。 现在，全国普及CAD/CAM / CAE技术的条件已基本成熟。 模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用。 高速扫描机和模具扫描系统已在我国 200多家模具厂得到应用，取得良好效果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能， 大大缩短了模具的研制制造周期。 快速原型制造（RPM）及相关技术将得到更好的发展。快速原型制造（RPM ）技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、 激光成型

6、技术和新材料技术的发展而产生的， 是一种全新的制造技术，是基于 新颖的离散/堆积（即材料累加）成型思想，根据零件 CAD模型，快速自动 完成复杂的三维实体（模型）制造。 超精加工和复合加工将得到发展。 航空航天等部门已应用纳米技术，必须要有超高精度的模具制造超高精度的零件。随着模具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过 1微米的超精加 工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工技术在今后 的模具制造中将有广泛的前景。第二章原料介绍本塑件（如图 1）的原料为 ABS 树脂（丙烯腈 -苯乙烯 -丁二烯共聚物，ABS 是 Acrylonitrile Butadiene Styrene

7、 的首字母缩写）是一种强度高、韧 性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高 温，所以常被用于制造仪器的塑料外壳。ABS 树脂是丙烯腈（Acrylonitrile ）、1,3- 丁二烯（Butadiene ）、苯乙 烯（ Styrene ）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为 （C8H& C4H C3H3N ） x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈 -苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%35%，丁二烯占A:B:S=20:30:50。ABS240 C,此时树脂会有5%30%，苯乙烯占 40%60%，最常见的比例是 塑料的成型温度为 180-250 C,但

8、是最好不要超过 分解 2。图1塑件结构图随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化：1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁 二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.041.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机 溶剂溶解3。ABS树脂可以在-25C 60C的环境下表现正常，而且有很好的成型 性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电 外壳

9、、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。ABS树脂可与多种树脂配混成共混物， 女口 PC/ ABS、ABS/PVC、PA /ABS、PBT/ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将 ABS树脂 和PMMA混合，可制造出透明 ABS树脂。ABS是本世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，是一个综合力学性能十分优秀的塑料品种，不仅具有良好的刚性、硬度和加工流动 性，而且具有高韧性特点，可以注塑、挤出或热成型。ABS树脂容易加工，加工尺寸稳定性好和表面光泽度好，容易涂装、着色，还可以进行 喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能，可广泛应用于电子电器 领域，包括各种办公和消费性电子/电器

10、，办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。近年来在电子电器市场，ABS树脂在要求阻燃和高耐热的电子/电器市场中将保持其地位，阻燃与耐高热的ABS树脂在与 ABS/PC等工程塑料合金的竞争中具有明显的优势。本塑件设计选用Monsanto Kasei公司生产的牌号为TFX-210的ABS树脂其性能参数见表 1:表1牌号为TFX-210的ABS树脂的性能参数性能参数固体密度/ (g cm-3)1.0828熔体密度/ (g cm-3)0.97453热变形温度/C87拉伸强度/MPa45弯曲强度/MPa65冲击强度/ (J m-1)157弹性模量/MPa2760剪切模量/MPa992.8成型收缩率/%0

11、.400.50第三章 浇注系统的设计因为塑件原料为ABS树脂不但形状复杂，且尺寸精度要求较高，所以尽 管塑件的质量较轻，仍采用单分型面，一模两腔对称布置。分型面选择在塑 件投影面积最大的部位。分流道设计在分型面上，以便于浇口的加工。浇注 系统如图2所示图2浇注系统示意图主流道设计为主流道衬套的形式，主流道的形状设计为圆锥形长度为 60mm，小端直径为4mm，大端直径为 的材料选择优质的工具钢T8A进行力5055HRC。主流道凝v 主=n=16mmi3im,形状如图2所示。主流道衬套 并且要进行热处理表面硬度达到19cm3.1主流道的设计3.2分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形

12、状的复杂程度、注射速率 等因素有关。分流道的断面形状有圆形、六边形、半圆形、梯形、矩形、 U 字形等。本设计的分流道采用平衡式的分布，因该塑件的体积较小、壁厚比 较均匀，为了便于加工，分流道截面形状采用圆形，一半在动模一侧，另一 半在定模一侧，直径取5mm，总长度为22mm。形状如图2所示。分流道凝料量为V分V 分=n 2.522= 431.75mm3=0.43cm33.3浇口的设计浇口是连接分流道与行腔的通道， 虽然是浇注系统中截面积最小的部分， 但却是浇注系统的关节部分。其断面尺寸都比分流道的断面尺寸小得多，长 度也短很多，起着调节料流速度、控制补料时间等作用。由于塑件结构接近 平板状，为

13、了保证顺利充模，采用边缘浇口即侧浇口。浇口长度为3mm。具体形状如图2所示。3.4冷料井的设计冷料井是用来除去料流中的前端冷料。在注射循环过程中，由于注射机 喷嘴与低温模具接触，使喷嘴前端存有一小段低温料。如果冷料进入型腔将 造成制件上的冷瘢、冷接缝，甚至在进入型腔前冷料头即将浇口堵塞而不能 进料。本设计的冷料井采用带拉料杆的冷料井，拉料杆选用Z形拉料杆。3.5Moldflow模拟注射过程Moldflow是一款能在电脑上模拟塑料成型的软件，多用于注射成型，其 能准确反应塑胶制品在成型过程中的充填过程，体积收缩，熔接痕，冷却效 果以及变形等情况，使其能够在加工制造前对设计方案进行模拟评估以及优

14、化处理。减少潜在的设计失误，缩短产品的开发周期，降低开发成本，在模 具设计初期以及改模阶段起着不可忽视的作用。按照设计数据在Moldflow中建立浇注系统、选好原料、设置成型工艺参 数。然后进行注射过程的模拟。通过计算机模拟可得到如表2中的数据：表2模拟结果数据表模拟项目结果充填时间（S）2.278充填的体积（cm3）19.5210浇注系统凝料体积（cm3）1.6751最大注射压力（MPa）20.6030熔体温度（C）232.9034保压时间（S）10.00冷却时间（s）20.00最大锁模力7.0002E+03 tonne得到的相关参数变化曲线如下所示：注射位置处压力变化曲线如图3所示：图3注

15、射位置处压力变化曲线锁模力的变化曲线如图4所示：图4锁模力变化曲线-4 -推荐的螺杆转速变化曲线如图 5 所示：图 5 螺杆转速变化曲线 气穴的分分析结果：通过 Moldflow 的分析，该塑件可能会出现气穴的位置（图中红线圈出的 位置）如图 6 所示：图 6 气穴的形成位置 气穴是指由于熔体前沿汇聚而在塑件内部或者模腔表面层形成的气泡， 气穴的出项可能导致短射的发生，造成填充不完全和保压不充分，形成最终 制件的表面瑕疵，甚至可能由于气体压缩产生热量而出现焦痕。气穴的成因 6 ： 跑道效应； 滞流； 流长不平衡，即使制件厚度均匀，各个方向上的流长也不一定相等， 导致气穴的形成； 排气不充分，在

16、制件最后填充的区域缺少排气口或者排气口不足时 引起气穴形成的最常见原因。解决方案： 平衡流长： 避免滞流和跑道效应的出现，对浇注系统作修改，从而使制件最后 填充的位置位于容易排气的区域； 充分排气，将气穴放置在容易排气的位置或者利用顶杆排放气体。 熔接痕和熔接线的分析结果：当两个或多个料流前沿相遇融合时，会9形成熔接痕或者是熔接线。两者的区别在于 融合流动前沿的夹角大小，夹角 9的定义如 图 7 所示：图中两个箭头为流动前沿方向， 若图中标注的 9角大于 135，则形成熔接 线，若小于 135则形成熔接痕。图 7 熔接方向示意图熔接线位置上的分子趋向变化强烈，因此该位置的机械强度明显减弱。 熔

17、接痕要比熔接线的强度大，视觉上的缺陷也不如熔接线明显。熔接痕和熔 接线出现的位置还有可能出现凹陷、色差等质量缺陷。通过 Moldflow 对充填的分析， 可以得到制件的熔接痕可能形成的位置如 图 8 所示：图 8 熔接痕的位置熔接线和熔接痕的成因 6 ： 由于制件的几何形状，填充过程中出现两个或两个以上流动前沿时，很 容易形成熔接痕或者熔接线。解决方案： 适当升高模具温度和熔体温度，使两个相遇的熔体前沿融合得更好； 增加螺杆转速； 改进浇注系统的设计，在保持熔体流动速率的前提下减小流道尺寸， 以产生摩擦热。如果不能消除熔接线和熔接痕，那么应使其位置出现在制件的不敏感区 域，以防止影响制件的机械

18、性能和表观质量，通过改变浇口的位置或者改变 制件厚度可以改变制件上熔接痕和熔接线的位置。第四章 型芯型腔的尺寸计算模具的成型尺寸是指型腔上直接用来成型塑件部位的尺寸，主要有型腔 和型芯的径向尺寸(包括矩形或异性型芯的长和宽)，型腔和型芯的深度或高 度尺寸，中心距尺寸等。在设计模具时必须根据制品的尺寸和精度要求来确 定成型零件的相应的尺寸和精度等级，给出正确的公差值5。4.1计算方法成型尺寸的计算方法有平均收缩率法和极限尺寸法等方法，因为按平均 收缩率法计算成型尺寸比较简单易行，是最常用的计算方法，所以本设计采 用平均收缩率的方法进行成型尺寸的计算。为了统一计算基准，按照一般习惯，规定型腔(孔)

19、的最小尺寸为名义 尺寸Lm，偏差am为正值，塑件(轴)的最大尺寸为名义尺寸Lp，偏差为负值。塑件的平均收缩率为Scpo塑件平均尺寸Lpcp=Lp- -(4-1-1)2型腔的平均尺寸 LMcp=LPcp+ SScpl_Pcp+ ScpLPcp(4-1-2)型腔的名义尺寸 Lm= (LMcp - am)+Sm(4-1-3)规定型芯(轴)的最大尺寸为名义尺寸Lm，其偏差 a为负，而对应塑件的内表面(孔)的最小尺寸为名义尺寸Lp，偏差为正值。塑件上孔的平均尺寸为Lpcp=Lp+ -(4-2-1)型芯的平均尺寸 LMcp=L Pcp+ cpL Pcp+ ScpL Pcp(4-1-2)型芯的名义尺寸 Lm

20、= (L Mcp+ 5m)-8m(4-2-2)型腔深度尺寸以其最小尺寸为名义尺寸，同时有正公差，对型腔深度不 考虑脱模磨损。对应塑件上的高度Hp为最大尺寸，偏差为负偏差。塑件高度平均尺寸 Hpcp=Hp -(4-3-1)2型腔深度平均尺寸 Hmcp=Hpcp+ $cpHpcp+ scpH Pcp(4-3-2)型腔深度名义尺寸 Hm= (Hmcp am)+ 8m(4-3-3(4-3-2)(4-4-2)塑件深度的平均尺寸Hpcp=Hp+-2型芯咼度平均尺寸 HMcp = HPcp+ SScpHPcp+ ScpH Pcp 型芯高度名义尺寸 Hm= （HMcp+（mn）-Sm4.2计算结果已知塑料制件

21、的精度等级为 MT5则对应的模具精度等级为IT11。制件的 平均收缩率为0.0045o塑件下部的成型尺寸如图9所示：图9塑件成型尺寸示意图图9中的Lmi、Lm2、Lm3、Lm4和Rm属于型腔的径向尺寸，应该按照 Lpi=52 -0.740.74LPcpi=52 =51.632Lmcpi =51.63+0.0045 51.63+0.004扌 51.63=51.86+0.19+0.19Lm1 =(51.86 0.19)=51.67L P2=48-0.64Lpcp2=48 =47.682Lmcp2=47.68+0.0045 47.68+0.004扌47.68=47.89+0.16 +0.16Lm2=

22、(47.89 0.16)=47.73Lp3=43.6-0.640.64Lpcp3=43.6 =43.282Lmcp3=43.28+0.0045 43.28+0.004扌 43.28=43.47+0.16 +0.16Lm3=(43.47 0.16)=43.31Lp4=42.6-0.64Lpcp4=42.6 0 =42.282Lmcp4=42.28+0.0045 47.28+0.004孑42.28=42.47+0.16 +0.16Lm4=(42.47 0.16)=42.31Rp=7.0-0.280.28 zRpcp=7.0 =6.862Rmcp=6.86+0.0045 6.86+0.004扌 6.

23、86=6.89Rm=(6.89 0.09)+0.09=6.80+0.09图9中的Lm5、Lm6、Lm7、Lm8属于型芯的径向尺寸，应该按照+0.56Lp5=360.56Lpcp5=36+=36.282LMcp5=36.28+ 0.0045 36.28+ 0.0045236.28=36.44Lm5= (36.44+0.16)- 0.16=36.60- 0.16Lp6=2.O+200.20 c Lpcp6=2.0+=2.12 LMcp6=2.1 + 0.0045 2.1 + 0.004522.1=2.11Lm6= (2.11+0.06)- 0.06=2.17-0.06+0.28Lp7=6.00.2

24、8L pcp7=6.0 +=6.1422LMcp7=6.14+ 0.0045 6.14+ 0.0045 6.14=6.17Lm7= (6.17+0.09) -0.09=6.26-0.09+0.28Lp8=100.28LPcp8=10+=10.142LMcp8=10.14+ 0.0045 10.14+ 0.00452 10.14=10.18Lm8= (10.18+0.09)-0.09=10.27- 0.09图9中的Hm1、Hm2、Hm3、Hm4、Hm5属于型腔深度尺寸，应该按照Hp1=2.5-o.40.4Hpcp1=2.5=2.32Hmcp1=2.3 + 0.0045 2.3+ 0.004522

25、.3=2.31+ 0.06 + 0.06Hm1= (2.31 0.06)=2.25Hp2=4.5-0.440.44HPcp2=4.5=4.282Hmcp2=4.28+ 0.0045 4.28+ 0.00452 4.28=4.30+ 0.075+ 0.075Hm2= (4.30 0.075)=4.225HP3=3.5-0.440.44Hpcp3=3.5=3.282Hmcp3=3.28+ 0.0045 3.28+ 0.00452 3.28=3.29+ 0.075+ 0.075Hm3= (3.29 0.075)=3.215Hp4=3.0-0.40.4HPcp4=3.0=2.82Hmcp4=2.8 +

26、 0.0045 2.8+ 0.00452 2.8=2.81+ 0.06 + 0.06H M4= (2.81 0.06)=2.75HP5=2.0-0.40.4Hpcp5=2.0=1.82Hmcp5=1.8 + 0.0045 1.8+ O.OO452X1.8=1.81+ O.O6+ O.O6Hm5= (1.81 O.O6)=1.75塑件的上部的成型尺寸如图1O所示：图1O塑件成型尺寸示意图图1O中Lm1、Lm2、Lm3、Lm4、Lm5属于型腔径向尺寸，应该按照 Lp1 = 14-0.32, 一 0.32Lpcp1=14=13.842Lmcp1 =13.84+0.0045 1.84+O.OO4孑 1

27、3.84=13.90+O 11+O 11Lm1=(13.90 O.11)=13.79Lp2=10-0.280.28 ,L pcp2=10=9.862Lmcp2=9.86+0.0045 9.86+0.00452 9.86=9.90+O.O9+O.O9Lm2=(9.90 O.O9)=9.81Lp3=2-0.2O.2Lpcp3=2=1.92Lmcp3=1.9+0.0045 19+O.OO45 X1.9=1.91+O.O6+O.O6Lm3=(1.91 O.O6)=1.85Lp4=3.5-0.24O 24Lpcp4=3.5 =3.382Lmcp4=3.38+0.0045 33.38=3.40+O.O75

28、+O.O75Lm4=(3.40 O.O75)=3.325Lp5=3-0.2O.2 ,L Pcp5=3=2.92Lmcp5=2.9+0.0045 19+O.OO45 2.9=2.91Lm5=(2.91 0.075)+0.075=2.835+0.075图1O中Hm1、Hm2、Hm3、Hm4属于型腔的深度尺寸，应该按照HP1=2-0.4O.4Hpcp1=2=1.82Hmcp1=1.8 + O.OO45 1.8+ O.OO452X1.8=1.81+ O.O6，+ O.O6Hm1 = (1.81 O.O6)=1.75Hp2=3.9 -0.440.44Hpcp2=3.9=3.682Hmcp2=3.68+

29、0.0045 g.68+ 0.00452 3.68=3.70Hm2= (3.70 0.075, 0.075=3.625+ 0.075Hp3=11.4-0.520 52Hpcp3=11.4 0 =11.142Hmcp3=11.14+ 0.0045 11.14+ 0.0045 11.14=11.19 Hm3= (11.19 0.11)=11.08 0.11Hp4=1.5-0.40.4 Hpcp4=1.5=1.322Hmcp4=1.3 + 0.0045 1.3+ 0.0045 X1.3=1.31+ 0.06，+ 0.06Hm4= (1.31 0.06)=1.25塑件的上部成型尺寸如图11所示：图11

30、塑件成型尺寸示意图图11中的Lm1、Lm2、Lm3属于型腔径向尺寸，应该按照Lp1=5-0.280.28LPcp1=5=4.862Lmcp1 =4.86+0.0045 4.86+0.00452 4.86=4.88Lm1 =(4.88 0.075)+0.075=4.805+0.075LP2=39.5-0.560.56Lpcp2=39.5 =39.222Lmcp2=39.22+0.0045 39.22+0.004扌39.22=39.40Lm2=(39.40 0.160)+0.160=39.24+0.160Lp3=32.5-0.560.56Lpcp3=32.5 =32.222Lmcp3=32.22+

31、0.0045 .22+0.004孑32.22=32.37 Lm3=(32.37 0.160)+0.160=32.21+0.160图11中的LM4、LM5属于型芯的径向尺寸，应该按照Lp4=28.5+0.50Lpcp4=28.5 + 旦=28.752Lmcp4=28.75+0.0045 28.75+0.004孑 28.75=28.87Lm4=(28.87+O.13Oo.i3o=29.OQo.i3oLp5=6+.240.24 ,Lpcp5=6+=6.122Lmcp5=6.12+0.0045 &12+0.004戏 6.12=6.15Lm5=(6.15+O.O9)-o.o9=6.24-o.o9图11中

32、的Hmi属于型腔的深度尺寸，应该按照Hpi=7-0.48Hpcp1=7- =6.762Hmcp1=6.76+ 0.0045 .76+ 0.004526.76=6.79Hm1= (6.79 0.090.09=6.70+ 0.09塑件上气孔的成型尺寸如图12所示：图12中Lm属于型芯的径向尺寸，应该 按照进行计算（单位:mm):Lp=1.2+0.2Lpcp=1.2+ 咚=1.32Lmcp=1.3+0.0045 1X3+0.00452.3 =1.306Lm=(1.3O6+O.O6)-o.o6=1.366-o.o6图12中Hm属于型芯高度尺寸，应该按照算(单位：mm):Hp=3.5 +0.44图12塑

33、件成型尺寸示意图0.44Hpcp=3.5 +=3.722Hmcp=3.72+ 0.0045 3.72+ 0.00452$.72=3.73Hm=（3.73+0.075） -0.075=3.7375-0.075塑件上部三个柱体的成型尺寸如图13所示：图13中的Hm属于型腔的深度尺寸，应该按 昭八、算，Lm属于型腔径向尺寸，应该按照给的公式4-1-1、4-1-2、4-1-3进行计算底部倒角 为0.5。（单位mm）:Lp=2-0.20迦=1.9图13塑件成型尺寸示意图Lmcp=1.9+ 0.0045 1.9+ 0.00452 X1.9=1.91Lm= (1.91 0.06)+ 0.06=1.85+ 0

34、.06Hp=2.8-0.40.4Hpcp=2.8 =2.62Hmcp=2.6+0.0045 2.6+0.004522.6=2.61+0.06 +0.06Hm=(2.61 0.06)=2.55成型塑件上斜孔的型芯杆尺寸如图14所示: （用于成型的部分）图14中Lm1属于型芯的径向尺寸，应该 按照进行计算，Lm2属于型芯高度尺寸,应该按照算（单位：mm）:Lp1=5+0.240.24 Lpcp1=5+=5.122Lmcp1=5.12+0.0045 5.12+0.004525.12=5.14Lm1 =(5.14+0.09)-0.09=5.23-0.09+0.38Lp2=14.5Lpcp2=14.5+

35、 038 =14.692Lmcp2=14.69+0.0045 14.69+0.00452 14.69=14.75Lm2=(14.75+0.11)-0.11=14.86-0.1第五章模具冷去系统的设计及计算注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很 大，一般注入模具的塑料熔体温度都很高在200300C。而塑件固化后从模具中取出来的温度为6080C以下。为了调节型腔温度，需在模具内开设冷 却水通道或油通道，通过模温调节机调节冷却介质的温度从而调节模具型芯 型腔的温度。冷却系统设计原则：第一，动定模和型腔的四周应均匀的布置冷却水通道，不可只布置在模 具的动模一边或定模一边，否则脱

36、模后制品温度不一会发生翘曲变形。第二，冷却水道离型腔表面的距离不能太近也不能太远，一般不超过管 径的3倍，以1215mm为宜。第三，水孔与相邻型腔表面的距离应相等。第四，采用并流流向，加强浇口处得冷却。在本设计中，由于塑件尺寸较小，模具尺寸也不大，所以应尽量避免复杂的水道设计。本设计采用直通式水道，动定模上分别设4条冷却通道，如图15所示：图15冷却水通道示意图将冷却水道的直径设计为d=8m m,冷却介质选用水，介质流速设为u=1m/s,线面对冷却效果进行评估：塑料制品在固化时每秒钟释放的热量为：Qi=m / q式中m，平均单位时间内注入模具的塑料质量 kg/sq 单位质量塑料熔体在成型过程中

37、放出的热量，_前面通过 Moldflow 分析可知充填的体积为19.5210cm3，充填时间为2.14s, ABS的熔体密度为0.97453g/cm3，所以可以得到：/19.5210 汉 0.97453 c “m，=0.00891000x2.14因为 q=3.5 X02 kJ/kg，所以:2Q1=0.0089 3.5 X02=3.115在一般情况下塑料熔体带入热量的90%95%都是通过模具冷却通道由冷却介质带走的，因此在作冷却水通道设计时可粗略地按照熔体带入热全部 由冷却水带走进行计算，这在工程计算中是合理的5 o塑料熔体在固化过程中每秒钟冷却水带走的热量为：Q2=m C8Tm单位时间水流量，

38、kgC 水的比热容，kJ/(kg G) T却介质进出口温度差，一般取在 3C 5C之间m=x()2XpXu2=3.14 X.004 X000X1=0.05024Q2=0.05024 X.2 XX8=6.752256因为Q2大于Q1所以可以完成塑件成型过程中的冷却任务，所以此设计 可行。kJ/kg式中因为所以第六章模具的开模过程校核61侧抽芯机构的抽拔过程校核(5-1)(5-2)塑件的两个圆形侧孔采用对称的斜导柱侧抽芯机构如图16所示，导柱固定在定模一侧，斜滑块和侧型芯安装在动模一侧，利用开模动作，斜导柱带 动固定在斜滑块上的侧型芯实现侧抽芯动作。综合考虑抽拔距、抽拔力，以 及斜导柱强度等因素，

39、去斜导柱的倾斜角为 10图16侧抽芯机构示意图抽拔距的计算：成型塑件侧孔所需的抽拔距为：S=7.5+(35)12.5mm则抽拔时所需要的最小开模行程 Hi为：Hi=12.5X (cot10 cos27 +sin27 )+(35) 74mm顶出塑件所需要的开模行程 S，为：Sz =塑件高度+主流道凝料高度+型芯高度+安全系数=16+72+5+(510) 98mm因此在推出塑件的同时能够实现侧孔的侧抽芯动作。斜导柱长度L的计算：.主流道凝料高度SL=+ cos27 +(815)cos10si n107212 5=+X 0.891+(815)0.98480.17365=147mm6.2斜推杆推出过程

40、校核塑件内部的两个卡扣采用斜推杆导滑的内侧抽芯机构，如图17所示。斜推杆采用T型槽导滑，固定在推杆固定座上，在顶出塑件的同时带动斜推杆 实现内侧抽芯动作。图17斜推杆机构示意图取斜推杆的倾角为5，内侧抽芯的抽拔距为1.5mm,则要实现内侧抽 芯所需的顶出距离为H :H=1.5/si n5 +(35) 20mm而开模是顺利推出塑件所需要的开模行程为98m m,因此采用本斜推杆结构能在顶出塑件的同时，顺利实现内侧抽芯。第七章注射机的选择及相关参数校核7.1注射机的选择经过Moldflow的分析可知一次成型的注射量为19.5210cm3，依公式：V =V 总/0.8(7-1)3则有：V 总=19.5

41、210/0.8=24.40125cm根据以上计算，选定公称注射量为30cm3，注射机型号为XS-Z-30卧式注塑机，其主要技术参数见表39:表3 XS-Z-30型注射机的主要参数项目参数公称注射量/cm330螺杆直径/mm28注射压力/MPa119注射行程/mm130合模力/N2.5X 105模板取大仃程/mm160拉杆空间/mm235合模方式液压一机械电动机功率/kW5.5喷嘴球半径/mm12喷嘴口半径/mm4设备产地上海塑料机械厂7.2注射机相关参数的校核已知ABS所需的注射压力为80110Mpa,这里取p0=85 Mpa，该注射机 的公称注射压力p公=119 Mpa，注射压力安全系数k1

42、=1.251.4,这里取k1=1.3, 则有：k1p=1.3X 85 =110.5p 公所以注射机注射压力合格。塑件在分型面上的投影面积为 A塑：2 2A 塑=n r =3.14X 262=2122.64mm浇注系统在分型面上的投影面积为 A浇：2A浇=n r主+L分d分2=3.14 X 32+22 X 52（注：浇口尺寸较小投影面积可以忽略 ）则 A 总= A 塑+ A 浇 =2122.64+138.26=2260.9mm2模具型腔内的胀型力为 F 胀：F 胀 =A 总 p 模=2260.9X 30=67827N式中 p 模是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的 20%40%，大致 范围为

43、2540MPa,这里取其值为30.由表3可知该型号的注射机锁模力 F锁=250000N，锁模力的安全系数k2=1.11.2,这里取 k2=1.2,贝k2F 胀=1.2X 67827=81392.4NF 锁所以,注射机锁模力合格。结论根据抽芯盖塑件的结构特点,该模具采用一模两腔结构,在设计中同时 采用斜导柱和斜推杆形式的侧抽芯机构,实现了塑件上较深的两个侧孔和两 个卡扣的脱模和侧抽芯。推出机构采用平衡分布的顶杆,每个塑件选用 4 根 顶杆,同时斜推杆和拉料杆也能起到一定的推出作用,所以塑件受力均匀, 推出后可将塑件的变形降到最低。模架选择标准的两板式模架,结构简单, 装卸方便。综上所述,该模具结

44、构独特,运行可靠,保证了塑件的质量,满 足使用要求。参考文献1 高济塑料模具设计 M 北京:机械工业出版社, 20022 黄锐,曾邦禄塑料成型工艺学 M 北京:中国轻工业出版社, 20103 冯孝中,李亚东高分子材料 M 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 20074 王树逊,朱亚林注塑模具设计 M 广州:华南理工大学出版社, 20055 申开智塑料成型模具 M 北京:中国轻工业出版社, 20106 单岩 Moldflow 模具分析技术基础 M 北京:清华大学出版社, 20047 叶久新塑料模具设计指导 M 北京:北京理工大学出版社, 20098 伍先明,王群,庞佑霞等塑料模具设计指导 M 北京:国防工业出版社, 20079 陈世煌塑料成型机械 M 北京:化学工业出版社, 2005