模具课程设计3515689462.docx

课程设计说明书塑料罩壳模具设计学生姓名 冯德贤 指导教师 麻向军 学 院 机械与汽车工程学院 专 业 材料成型及控制工程 班 级 2008级 学 号 200830070048 提交日期 目录一 塑件成型工艺性分析31塑件的分析32聚丙烯（PP）材料的性能分析33聚丙烯（PP）的注射过程及工艺参数4二 拟定模具的结构形式和初选注射机41分型面位置的确定42型腔数量和排位方式的确定53注射机型号的确定6三 浇注系统的设计91主流倒的设计92分流道设计93冷料穴的设计114浇口设计115浇注系统的平衡126浇注系统凝料体积计算127浇注系统各截面流过的熔体体积计算138普通浇注系统截面尺寸的计算与校核13四 模具成型零部件结构设计和计算141成型零件结构设计142成型零件材料选用153成型零件的工作尺寸计算154成型零件尺寸及动模板的厚度的计算18五 脱模推出机构的设计191脱模机构192脱模力的计算20六 模架的确定221各模板尺寸的确定232模架各尺寸的校核23七 排气槽的设计24八 冷却系统的设计241冷却介质242冷却系统的简略计算24九 导向与定位机构的设计26十 模具工作过程27十一 设计总结27I橡塑制品设计及成型模具课程设计本课程设计为一塑料罩壳，如图1所示。塑件结构比较简单，塑件质量要求是不允许有裂纹，变形缺陷，脱模斜度为301°；材料要求为：聚丙烯（PP），生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。图1 塑料罩壳一 塑件成型工艺性分析1塑件的分析（1）外形尺寸 该塑件的壁厚为2.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程长度一般，塑件材料为热塑性的塑料聚丙烯（PP），流动性较好，适合进行注射成型。（2）精度等级 塑件每个尺寸公差不一样，任务书中已给定部分尺寸公差，未标注公差的尺寸取公差为MT51。（3）脱模斜度 聚丙烯（PP）的成型性能良好，成型收缩率较小，参考文献2表2-10，脱模高度为45mm，选择塑件上型芯和凹模的统一开模斜度为1°。2聚丙烯（PP）材料的性能分析聚丙烯（PP）是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。聚丙烯（PP）是常见塑料中较轻的一种，其电性能优异，可作为耐湿热高频绝缘材料应用。PP属结晶性聚合物，熔体冷凝时因比容积变化大、分子取向程度高而呈现较大收缩率(1.0%-1.5%)。PP在熔融状态下，用升温来降低其粘度的作用不大。因此在成型加工过程中，应以提高注塑压力和剪切速率为主，以提高制品的成型质量。聚丙烯（PP）性能参数见下表1。表1 聚丙烯（PP）性能参数密度 /kg·dm30.900.91拉伸屈服强度b/MPa37比体积 v/dm3·kg-11.101.11拉伸弹性模量E1/MPa1.61.7 ×103吸水率 24h/%0.010.83抗弯强度W/MPa67.5收缩率 s/%1.03.0冲击韧度k/kJ·m23.54.8热变形温度 t/102115硬度（HB）8.65熔点 t/170176体积电阻系数v/·cm>10163聚丙烯（PP）的注射过程及工艺参数（1）注射成型过程1）干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。2）注射过程：塑料在注射机料筒捏进过加热塑化，达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为塑化，锁模，充模，保压，补缩，冷却等几个阶段。（2）注射工艺参数：1）注射机选择：螺杆式注射机，螺杆转速为1.3m/s2）料筒温度 喂料区：50 区1：200 区2：220 区3：240 区4：240 区5：240喷嘴：240 模具温度： 50。3）注射压力：80140MPa4）注射时间：50s（包括合模时间，注射时间，冷却时间，辅助时间）二 拟定模具的结构形式和初选注射机1分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且有利于开模取出塑件的地平面上，其位置如图2所示。图2 分型面的选择图3 型腔数量的排列布置2型腔数量和排位方式的确定（1）型腔数量的确定 由于该塑件的精度要求不高，塑件尺寸较小，且为大批量生产，可用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定为一模四腔结构形式。（2）型腔排列形式的确定 由于该模具选择的是一腔四模，如图3所示。（3）模具结构形式的确定 由以上分析可知，本模具设计为一模四腔，对称的H型直线排列，根据塑件及认购形状，推出机构初选推件板推出方式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式流道，浇口采用平缝浇口，设置在分型面上。因此，定模板部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模不跟需要添加型芯固定板、支承或推件板。由上述综合分析可确定采用带推件板的单分型面注射模具。（4）模架选型3 根据上述设计型腔平面尺寸为250×240mm，决定使用点浇口（经过Moldflow分析，浇口位置设置在罩壳中心位置为最佳，如图4所示），塑件使用推件板推出。图4 对塑件进行Moldflow模流分析结果塑件的投影面积A=240×250=60000 mm2选择D型结构，查得A=75，D=40。则模具宽度为：W=75+40×2+240=470模具长度为：L=75+40×2+250=480选择标准模架：W×L=500×5003注射机型号的确定（1）注射量的计算通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图5所示。图5 塑件的体积质量属性塑件体积：V塑=78.059 cm3塑件质量：m塑=V塑=78.059×1.05=70.025 g式中， 可参考文献3表9-6取0.90 g/cm3（2）浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以在根据经验按照塑件体积的0.2倍1倍来估算。由于本粗设计采用的流道简单并且比较短。因此浇注系统的凝料按塑料体积的0.3来估算，所以一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统和4个塑件体积之和）为：V总=1.3nV塑=1.3×4×78.059=405.91cm3（3）选择注塑机根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具的塑料的总体积为： V总=405.91cm3，参考文献2式（4-18）V公=V总0.8=405.910.8=507.4 cm3。根据上述计算，初步选择公称注射量为1000cm3，注塑机型号为XS-ZY-1000卧式注塑机，可以完全满足注塑要求。其主要参数见表2所示。表2 注塑机主要技术参数理论注射量/cm31000拉杆内向距/mm650×550螺杆直径/mm85移模行程/mm700注射压力/MPa121最大模具厚度/mm700注射行程/mm260最小模具厚度/mm300塑化能力/g·s-165锁模形式两次动作液压螺杆转速/r·min-10200模具定位孔直径/mm150锁模力/kN4500喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm7.5（4）注塑机的相关参数的校核1）注射压力校核。查参考文献3表13-2可知，聚丙烯（PP）所需注射压力为70100MPa，注塑制件选择80MPa而该注塑机的公称注射压力P公=121MPa。注射压力安全系数k1=1.251.4，这里取k1=1.3，则有：k1P0=1.3×80=104MPa<P公，因此，注塑机注射压力合格。2）锁模力校核a塑件在分型面上的投影面积A塑=100×90-×52×4=8686 mm2b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A浇的数值，可以按照多分型面模具的统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.20.5倍。由于本设计的流道比较简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以取A浇=0.2A塑=1737 mm2。c塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积为：A总=nA塑+A浇=nA塑+0.2A塑=41692 mm2d模具型腔内的胀模力F胀为：F胀=A总P模=41692×25=1042.3 kN式中，P模是型腔的平均计算压力值，P模是模具型腔内的压力，通常去注射压力的20%40%，在这里大概范围为16MPa32MPa。对于粘度大，精度要求较高的塑料制件应该选择较大的值。考虑塑料制件有一定精度要求，而聚丙烯（PP）材料的收缩率较大，故在这选择P模为25MPa。由表1可知改注塑机的公称锁模力为F锁=4500 kN，锁模力安全系数为k2=1.11.2.取k2=1.2，则取k2F胀=1.2F胀=1.2×1042.3=1250.8 kN<F锁，所以注塑机锁模力满足要求。对于其他安装尺寸及开合模的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。三 浇注系统的设计1主流倒的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注塑机喷嘴注射出来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，由于主流道与高温塑料熔体及注塑机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。（1）主流道尺寸1）主流道长度 一般由模具结构确定，一般情况下取L60 mm，这里初选L=40 mm。进行计算。如图6所示。2）主流道最小直径 d=注塑机喷嘴尺寸+0.51mm=8 mm。3）主流道大端直径 D=d+2L主tan2=10mm 式中2°。4）主流道球面半径 SR=注塑机喷嘴球头半径+12mm=18+2=20mm。5）球面的配合高度 h=35mm 取h=3mm。（2）主流道的凝料体积V'主=L主R主2+r主2+R主r主3=40×52+42+5×4×3=2555.2 mm2（3）主流道当量半径Rn=5+42=4.5 mm（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塑机喷嘴反复接触，容易磨损。对材料的要求严格，因而模具主流道部分常用设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常用45钢或者合金钢等。热处理硬度为5256HRC。如图6所示。定位圈结构由总装配图来确定。2分流道设计（1）分流道的布置形式为例尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道，如图7所示。图6 主流道浇口套的结构形式图7 分流道布置形式。（2）分流道长度根据4个型腔的结构设计，分流道长度适中，如图7所示。其中单向分流道长度为：L1=75mm，L2=150mm。圆锥形分流道长度，根据所选的模板厚度（70mm）和塑件大小确定。L3=32.5mm因而单侧分流道长度为：L单=L1+L2+2L3=270 mm（3）分流道的当量直径流过一级分流道塑料的质量m塑=V塑=78.059×0.90×2=140.5 g<200 g但该塑料件的壁厚为2.5mm，按参考文献3公式2-20：D=0.2654m4L9.0 mm根据参考文献3表2-4可知，对于聚丙烯（PP）计算结果应在510范围内才合理，这里计算结果合理。（4）分流道的截面形状本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体热量散失、流动阻力较小。（5）分流道截面尺寸设梯形的上底宽为B=10 mm，地面圆角的半径R=1 mm，梯形高度取H=(2334)=7 mm，设下底宽度为b，梯形面积应满足以下关系式。B+b2H=4D2图8 分流道截面形状带入上述值计算得 b=8.18 mm，取b=8 mm。通过计算梯形斜度=8°，符合设计要求，如图8所示。分流道截面当量半径R'n=32A2L=0.4 mm。式中 A-梯形截面的面积由图8计算得A=0.6 cm2 L-梯形截面周长 L=3.1 cm（6）锥形分流道设计为了方便凝料脱出，推凝料板及A板上的分流道设计成圆锥形的，其锥角'位于2°4°之间，此处取3°。由于上述计算分流道直径为9mm。梯形流道的宽边为10mm，所以圆锥形分流道的大端直径选8mm。通过计算，小端直径取d1=4 mm。（7）分流道表面粗糙度由于分流大众有模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态比较理想，因此分流道内的表面粗糙度Ra并不要太低，一般0.63m1.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层有较高的剪切速率。Ra=0.8m。3冷料穴的设计（1）主流道冷料穴的设计，为避免前端冷料进入分流道和型腔而造成的成型缺陷，主流道的对面设冷料井，对于卧式注塑机冷料穴设在与主流道相对的动模上。由于本模具属于两分型面模具，故主流道冷料穴设在脱凝料板上。其形式采用半球形。（2）分流道冷料穴的设计。当分流道较长时，可将分流道端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，用以储存前锋冷料。本模具在定模板上分流道端部加长10mm。4浇口设计浇口是链接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置、尺寸对塑件的质量影响很大.本设计采用采用点浇口，浇口截面积通常为分流道截面的0.07倍0.09倍。浇口的长度约为0.5mm0.75mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取下限值，然后在试模时逐步修正。（1）点浇口的尺寸的确定根据参考文献3表2-6经验公式可得，d=nk4A=0.7×0.326×426855.84=2.92 mm式中 d-点浇口直径（mm） n-塑料系数，不同塑料取值不一样，这里取0.7 k-根据塑件厚度来定义的系数，根据参考文献3表2-6得，k=0.2062.5=0.326 A-型腔一侧表面积，为26855.84 mm2浇口截面尺寸根据经验公式计算所得结果及参考文献3表2-6点浇口推荐尺寸，浇口先取=1.8 mm，在试模时根据填充情况在进行调整。（2）浇口位置确定根据Moldflow的分析结果可知通过在塑料罩壳的顶部的中心进行注射的效果是最好的。选取浇注口位置为塑件顶端中心位置。5浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到四个型腔的分流道长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇注口也相同，浇注系统显然是平衡的。6浇注系统凝料体积计算（1）主流道与主流道冷料井凝料体积V主=V锥+V冷=L12D02+D0d0+d02+12×43×18D03=2817 mm3（2）分流道凝料体积梯形分流道凝料体积V梯=210+82×7×（160+85）=30870 mm3圆锥形分流道凝料体积V锥=4×L12D12+D1d1+d12=2700 mm3（3）浇口凝料体积V浇很小，可以忽略，取V浇=0（4）浇注系统凝料体积V总=V主+V梯+V锥+V浇=2817+30870+2700=36387 mm3该值小于前面对浇注系统凝料的估算值（约为93.674 cm3），所以前面有关浇注系统的各项计算与校核符合要求，不需重新设计计算。7浇注系统各截面流过的熔体体积计算（1）流过浇口的体积VG=V塑=78.059 cm3（2）流过分流道的体积VR=2V塑+12（V锥+V梯）=172.9 cm3（3）流过主流道的体积VS=2VR+V主=345.8 cm38普通浇注系统截面尺寸的计算与校核（1）确定适当的剪切速率。根据经验，浇注系统各阶段的取以下值，所成型的塑件质量比较好。主流道、分流道 s=5×1025×103 s-12）点浇口最大剪切速率3 G=1×105 s-1（2）确定体积流率q1）主流道体积流率qs。取s=1.5×103 s-1代入得，qs=4Rs3s=4×0.453×2×103=107.4 cm3/s式中 Rs -主流道平均半径 Rs=Rn=0.45 cm2）浇口体积流率qG。取G=4×104 s-1qG=4RG3s=4×0.093×4×104=22.9 cm3/s式中 RG -点浇口半径（3）注射时间的计算1）模具充模时间ts=Vsqs=345.8107.4=3.2 s式中 qs-主流道体积流率 Vs-模具成型所需塑料熔体的体积 ts-注射时间2）单个型腔充模时间tG=VGqG=78.05922.9=3.4 s3）注射时间根据经验公式4 t=ts3+2tG3=3.3 s根据参考文献3表2-3可知，t注塑机公称注射量以内的最短注射时间，所选时间合理。（4）校核各处剪切速率1）浇口剪切速率G=4qGR3=4×22.9×0.093=3.9996×104<1×105 合理2）分流道剪切速率R=3.3qRRn3=3.3×52.4×0.43=860>5×102 合理式中 qR=VRt=172.93.3=52.4 cm3/s；3）主流道剪切速率s=3.3qsRs3=3.3×104.8×0.453=1208>5×102 合理式中 qs=Vst=345.83.3=104.8 cm3/s；四 模具成型零部件结构设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件成为成型零件，包括凹模、型芯、镶成型杆等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压料流的冲刷，脱模时与塑件发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能和良好的抛光性能。1成型零件结构设计（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、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模，如图9所示。（2）凸模的结构设计凸模是成型零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。该塑件采用整体式型芯，如图10所示。因塑件的包紧力较大，因而设在动模部分。图9 凹模嵌件结构图10 凸模结构2成型零件材料选用根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20。对于成型塑件内表面的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此选用刚才为P20钢，进行渗氮处理。3成型零件的工作尺寸计算此塑料罩壳有一定精度要求，对于塑件有外形尺寸和内孔尺寸的要求，这就要求考虑模具磨损量和制造公差等，按照等级精度要求GB/T14486-1993，聚丙烯（PP）高精度要求取MT2级，计算中按相应公差查取，采用平均法来计算。采用参考文献3式（2-26）式（2-30）相应公式中的平均尺寸法来计算成型零件尺寸，促建尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。在型腔和型芯工作尺寸计算之前，对塑件各重要尺寸应按机械设计中最大实体原则进行转换，即塑件外形尺寸Ls和高度尺寸Hs（名义尺寸）为最大尺寸，其公差为负值，制造公差z为正值；塑件的内腔尺寸ls和深度尺寸hs（名义尺寸）为最大尺寸，其公差为正值，制造公差z为负值；模具中心距CM和塑件中心距Cs均为公称尺寸，其公差为正负z/2。Smax、Smin和Scp分别为塑料的最大收缩率、最小收缩率和平均收缩率。（1）凹模径向尺寸的计算塑件径向尺寸的换算：ls1=100-0.02+0.02 mm=100.02-0.040 mm 相应的塑件制造公差1=0.04mm。ls2=90-0.02+0.02 mm=90.02-0.040 mm 相应的塑件制造公差1=0.04mm。ls3=95-0.040 mm=95-0.040 mm 相应的塑件制造公差1=0.04mm。ls4=85-0.02+0.05 mm=85.05-0.070 mm 相应的塑件制造公差1=0.07mm。LM1=1+Scpls1-x110+z1=1+0.02×100.02-0.8×0.040+0.007=101.9880+0.007=101.9+0.088+0.095LM2=1+Scpls2-x220+z2=1+0.02×90.02-0.8×0.040+0.007=91.7880+0.007=91.7+0.088+0.095LM3=1+Scpls3-x330+z3=1+0.02×95-0.8×0.040+0.007=96.8680+0.007=96.8+0.068+0.075LM4=1+Scpls4-x440+z4=1+0.02×85.05-0.8×0.070+0.012=86.6950+0.012=86.7-0.005+0.007式中 Scp是塑件平均收缩率，PP的收缩率为1.0%3.0%，所以取其平均收缩率为Scp=2%，x1， x2，x3， x4为系数，查参考文献3表2-10可知x1= x2=x3= x4=0.8。1，2，3，4分别是塑件上相应尺寸的公差（下同），z1，z1，z3，z4是塑件上像样尺寸制造公差，对于小型塑件z=/6（下同）。（2）凹模深度尺寸的计算 塑件高度方向尺寸的换算：Hs1=50-0.050 mm=50-0.050 mm 相应的塑件制造公差1=0.05mm。塑件底部凸缘的基本尺寸为2.5mm，未注公差，属B类尺寸按MT5级进行计算，则其最大尺寸Hs2=2.5±0.20 mm=2.70-0.40 mm 相应的塑件制造公差1=0.4mm。HM1=1+ScpHs1-x110+z1=1+0.02×50-0.65×0.050+0.008=50.9680+0.008=50.9+0.068+0.074HM2=1+ScpHs2-x220+z2=1+0.02×2.7-0.58×0.40+0.07=2.520+0.07=2.5+0.02+0.09式中 x1， x2为系数，查参考文献3表2-10可知x1=0.65， x2=0.58。（3）型芯径向尺寸的计算塑件内部径向尺寸的转换：Ls1=90-0.02+0.02 mm=89.980+0.04 mm 相应的塑件制造公差1=0.04mm。Ls2=80-0.02+0.02 mm=79.980+0.04 mm 相应的塑件制造公差1=0.04mm。Ls3=75-0.02+0.02 mm=74.980+0.04 mm 相应的塑件制造公差1=0.04mm。lM1=1+ScpLs1-x110+z1=1+0.02×89.98+0.8×0.04-0.0070=91.811-0.0070=91.8+0.004+0.011lM2=1+ScpLs2-x220+z2=1+0.02×79.98+0.8×0.04-0.0070=81.611-0.0070=81.6+0.004+0.011lM3=1+ScpLs3-x330+z3=1+0.02×74.98+0.8×0.04-0.0070=76.512-0.0070=76.5+0.005+0.012式中 x1， x2为系数，查参考文献3表2-10可知x1=x2= x3=0.8。（4）型芯高度尺寸计算塑件内腔高度尺寸转换hs1=45-0.01+0.05 mm=44.990+0.06 mm 相应的塑件制造公差1=0.06mm。塑件顶部凹陷部位的基本尺寸为2.5mm，未注公差，属A类尺寸按MT5级进行计算，则其最大尺寸hs2=2.5±0.10 mm=2.400+0.02 mm 相应的塑件制造公差1=0.2mm。hM1=1+Scphs1-x110+z1=1+0.02×44.99+0.65×0.06-0.010=45.929-0.010=45.9+0.019+0.029hM2=1+Scphs2-x220+z2=1+0.02×2.4+0.63×0.2-0.030=2.57-0.030=2.5+0.04+0.07式中 x1， x2为系数，查参考文献3表2-10可知x1=0.65， x2=0.63。（5）10型芯径向尺寸计算10自由公差按1000.32，不需要转换，因此得lM4=1+ScpLs4-x440+z4=1+0.02×10+0.65×0.32-0.050=10.41-0.050=10.4+0.005+0.010式中 x1，为系数，查参考文献3表2-10可知x1=0.65。（6）成型孔高度10的成型芯与凹碰穿，所以高度应取正公差，以利于修模。（7）成型孔间距的计算CM1=1+sCs1±12z1=1.02×50±0.003=51±0.003CM2=1+sCs2±12z2=1.02×40±0.005=40.8±0.005塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的标注如图11、12所示：图11 凹模尺寸标注（高度方向未标注）图12 型芯尺寸标注（高度方向未标注）4成型零件尺寸及动模板的厚度的计算（1）凹模侧壁厚度的计算。凹模侧壁与型腔内压强及凹模的深度有关，其厚度根据参考文献5式（2.4-36）中的刚度公式计算。S=hCph1Ep13=501.5×35×500.6×2.1×105×0.01513mm=55.8 mm式中 p是型腔压力（MPa）；E是材料弹性模量（MPa）；h=50mm；p是模具刚度计算许用变形量。根据注塑料品种查阅参考文献5表2.4-12得p=15i1=15×0.979=14.69 m=0.015 mm式中 i1=0.35W15+0.001W=0.979 m（W=l=100 mm是影响变形的最大尺寸）C=3l4+h42l4+h4+96=1.501=0.6（根据参考文献5图2.4-29用=b/l查得）由于型腔采用H型的直线对称结构布置。在前面的计算中使用模板平明尺寸为500mm×500mm，它比型腔尺寸要大得多，所以完全满足强度和刚度要求。（2）动模垫板厚度的计算。动模垫板厚度和所选的模架的两个垫块制件的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架悬选用500mm×500mm。查参考文献3表7-4垫块之间的跨度大约为324mm。根据型腔布置和型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度，即T=0.54LpAEL1p13=0.54×324×35×288002.1×105×500×0.02613=125.5 mm式中 p是模具刚度计算许用变形量。根据注塑料品种查阅参考文献5表2.4-12得p=15i1=15×1.75=26.3 m=0.026 mm L是两个垫块制件的距离，约为324mm；L1为动模垫板的长度，取500mm；A为4个型芯投影到动模垫板上的面积A=4×80×90=28800 mm2动模垫板可按照标准厚度取60mm，但显然不符合要求，可采用支撑柱的形式来增加支承板的刚度。采用两根直径为100mm的支撑住，切布置在支承板正中间，根据力学模型认为n=1，所以垫板的厚度计算为T'=1n+143T=51.0<60 mm 符合要求五 脱模推出机构的设计注射成型每一循环中，浇注系统凝料、塑件必须准确无误的从模具的流道、凹模中或型芯上脱出，脱出凝料和塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。本塑件结构简单，塑件采用推件板推出的方式，浇注系统则采用斜孔拉断浇口脱出。1脱模机构（1）浇注系统的脱出机构开模时，由于弹簧的作用A分型面首先分开，由球形拉料杆和定模板上的斜孔相互作用使浇注系统脱模推出，分型时由于斜孔内凝料的限制，使分流道凝料拉向定模底板一侧，流道凝料在正点浇口处与塑件断开，分到一定距离后凝料从斜孔内拔出，在主流道对面由于球形拉料杆的作用，将浇注系统凝料拔出，整个浇注系统附着在型腔板上。当塑件分型面分型时，球形拉料杆的头部缩回，浇注系统脱落。如图13所示。（2）塑件脱出机构该模具使用推件板推出塑件，型腔板受定距拉杆限位后，主分型面B分开，由于塑件在型芯上的附着力较大，分型后塑件留在型芯上。当分离到合适的距离以后，注塑机的后顶柱作用在推板上，对推件板施加力，把塑件顶出。图13 模具脱模分型机构2脱模力的计算脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出制件所需施加的力，它包括塑件对型芯的包紧力、真空犀利、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。脱模力是注射模脱模机构设计的重要依据。但脱模力的计算与测量十分复杂。其计算方法有简单的估算法和分析计算法。这里用简单估算发进行计算。脱模力Fe由两部分组成，Fe=Fc+Fb式中 Fc-塑件对型芯包紧的脱模阻力 Fb-是封闭壳体脱模需克服的真空吸力（N），Fb=0.1Ab，这里0.1的单位为0.1MPa，Ab为型芯的横截面积（mm2）。（1）第一次分型是脱模力主要由浇注系统凝料产生当塑料熔体冷却时，会产生收缩，分流道是依靠斜孔强制把点浇口拉断并从分流道拉出，而主流道凝料则是依靠开模时动模一侧的运动，是主流道和浇口套分离。开模力大，因此脱模力也大，所以浇注系统凝料脱模可以不经性脱模力的核算。（2）第二次分型是的脱模力当一次分型结束后，定模底板与定模板分开一定距离，由于定距拉杆的作用使定模板停止运动，B分型面分开，塑件送凹模上脱出，留在型芯上，然后通过推件板作用推出制件。（3）主型芯脱模力因为=rt=42.52.5=17>10，所以此处视为薄壁矩形制件，根据参考文献5式（2.6-4）脱模力为：Fc1=8tEhKf1-=8×2.5×1.6×103×0.02×45×0.481-0.43=2425.3 N式中 E-塑料的拉伸弹性模量（MPa）PP的弹性模量为1.61.7×103MPa； -塑料的平均成型收缩率，PP取2%； h-型芯的脱模方向高度（mm） Kf-脱模斜度修正系数，其计算式为Kf=fcos-sin1+fsincos=0.48（f为制品与钢材表面的摩擦系数f=0.5）-塑料的柏松比，PP取0.43t-制品厚度（mm）（4）小型芯脱模力因为=rt=102.5=4<10，所以此处视为厚壁矩形制件，根据参考文献5式（2.6-3）脱模力为：Fc2=2rcpEhKf1+Kcos=2××5×1.6×103×0.02×2.5×0.481+0.43+1.6cos1=398.2 N式中 E-塑料的拉伸弹性模量（MPa）PP的弹性模量为1.61.7×103MPa； -塑料的平均成型收缩率，PP取2%； h-型芯的脱模方向高度（mm） Kf-脱模斜度修正系数，其计算式为Kf=fcos-sin1+fsincos=0.48（f为制品与钢材表面的摩擦系数f=0.5）-塑料的柏松比，PP取0.43K-厚制品的计算系数，其计算式为K=22cos+2cos=1.6-比例系数，=rcp/t；rcp-型芯平均半径（mm）总脱模力为Fe=Fc+Fb=Fc1+4Fc2+0.01×90×80=4090.1 N当进行塑件的推出是，由于注塑机的顶出力大于动模部分的脱模力，因此塑件可以顺利脱出。（5）推板推出的校核a推件板推出时推出面积A板100×90-90×801800 mm2b推件板推出应力=FA=4090.11800=2.27<12MPa 合理推件板推出是为了减少推件板与型芯的摩擦，设计时在推件板与型芯制件留出0.2mm的间隙，并采用锥面配合，如图14所示。为了防止推件板因偏心或加工误差而使锥面配合不良而产生逸料，推件板与凸模应进行适当的预载，这样也就保证了推件板与凸模锥面准确定位，如图15所示。图14 推件板与型芯锥面的配合形式1型腔；2塑件；3推件板；4型芯图15 推件板与型芯锥面预载形式六 模架的确定根据前面的叙述，模具应选用500mm×500mm的模架。1各模板尺寸的确定（1）A板尺寸 A板是型腔板，塑件高度为50mm，考虑到模板上还要设置冷却水道，还需留出足够的距离，故A板厚度去80mm。（2）B板尺寸 B板是型芯固定板，按模架标准板厚取50mm。（3）C板尺寸 垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）mm=30+30+25+（510）=9095mm，按照模架标准这里取100mm经上述尺寸计算，模架尺寸已经确定，标记为：DBT5050-70×50×100GB/T12555-2006其尺寸按标准标注，如图16所示。图16 DBT型模架结构尺寸2模架各尺寸的校核根据所选注塑机来校