左铰链盖注射成形工艺及模具设计塑胶模具毕业设计.doc

左铰链盖注射成形工艺及模具设计目录目录11选题背景01.1塑料模具的发展状况及地位01.2 选材及性能分析11.2.1 聚碳酸脂（PC）11.2.2 ABS塑料11.3设计内容22塑件成型工艺性分析22.1塑件模塑成型工艺参数32.2.1 ABS塑料成型工艺参数32.2.2 PC成型工艺参数42.2 表面质量42.3 尺寸和精度42.4 结构特点42.5 塑件注射工艺性53塑件成型方案设计53.1 分型面选择53.2型腔数确定63.3 浇注系统类型与位置选择63.3.1 浇口的选择63.3.2 浇口尺寸的确定73.4 成型零件结构设计83.5 脱模结构设计93.5.1 脱模力计算93.5.2 脱模机构的选用及布局93.5.3 凝料脱出机构的设计103.6 导向、定位机构设计103.6.1 导向机构的作用103.6.2 导向机构结构及设计113.7 侧向分型抽芯结构设计123.8 模具冷却系统设计133.8.1制品所需冷却时间的计算133.8.2冷却介质一边所需传热面积的设计计算133.9 模架选用144模具结构设计154.1 模具成型零部件设计154.1.1 成型零件重要工作尺寸计算154.1.2 成型零件结构设计164.1.3 排气方式及排气槽的设计204.2 模具强度与刚度计算204.2.1型腔(上模)的侧壁和底板厚度计算204.3 模具结构总图绘制224.4 成型零件的加工工艺244.4.1 选材244.4.2注射模主要零件加工工艺规程的编制245注射机的选用及相关参数的校核255.1 塑件基本参数255.2 注塑机参数校核255.2.1 最大注塑量255.2.2 锁模力校核265.2.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核265.2.4 开模行程校核27致谢28参考文献291选题背景 1.1塑料模具的发展状况及地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。现代工业的飞速发展为素有“工业之母”美誉的模具工业带来前所未有的发展机遇，而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发展而得到更为广泛的应用。塑料模具，成为时下模具品种之“关键词”。近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量己超过3000万台。家电行业近期家电业所需模具量年增长率为10%。一台电冰箱约需模具350副，价值约400万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具140副，价值约700万元。则仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。塑料成型模具的发展方向包括：模具CAD/CAE/CAM技术应用的普及，以提高模具制造精度，缩短制造周期；模具零件加工和装配朝着“零公差”要求发展；模具结构设计往“免试模”方向发展；精密注射成型设备向超高速、全电动、智能化等方向发展。在此背景下，如何更深入地认识塑料模具的发展状况并把握其市场走向，成为重要课题。而站在塑料制件模具的设计生产去探求此课题的实质与内涵，成为最佳视角。1.2 选材及性能分析1.2.1 聚碳酸脂（PC）（1）使用性能聚碳酸脂力学性能好，其拉伸和弯曲强度与聚酰胺和聚甲醛相当，抗冲击和抗蠕变性能突出，尤其抗蠕变性能优于聚酰胺和聚甲醛，制品尺寸稳定。但是聚碳酸脂的疲劳强度低，使用中容易产生应力开裂，与多数工程塑料相比，聚碳酸脂的摩擦系数较大，耐磨性较差。聚碳酸脂的耐热性能好，长期使用温度可达130°C，并且有良好的耐寒性，脆化温度为-100°C；聚碳酸脂具有一定得化学稳定性，耐水、稀酸、油、脂肪烃等，但不耐碱、酮、酯等，在光的作用下会老化；聚碳酸脂吸水性较小，透光率很高，介电性能良好。（2）成型性能聚碳酸脂的熔融温度高（220-230°C），熔体粘度大，流动性较差；当冷却速度较快时，其制品容易产生内应力；虽然聚碳酸脂塑料吸水性小，但在成型过程中即使含有0.2%的水分也会使制品产生气泡、银丝和斑痕，所以成型前仍需要烘干；聚碳酸脂成型收缩率小，容易得到精度高的零件。模具温度应较高，注射成型时，浇注系统尺寸应粗大，其制品还应进行退火处理。 1.2.2 ABS塑料ABS是丙烯 、丁二烯和苯乙烯三种单体聚合而成的非结晶型的高聚物。（1）ABS的使用性能由于ABS是三种单体聚合而成的，因此它具有三种组成物的综合性能。丙烯 可使ABS具有较高的强度、硬度，耐热性及耐化学稳定性；丁二烯可使ABS具有弹性和较高的冲击强度；苯乙烯可使ABS具有优良的介电性能和成型加工性能。ABS塑料在一定得稳定范围内具有较高的冲击强度和表面硬度及耐磨性；热变形温度：100°C左右，比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺都高；还具有一定得化学稳定性和良好的介电性能；此外，它还能与其它塑料和橡胶混溶等特性；其制品尺寸稳定性好，表面光泽，可以抛光和电镀。但ABS塑料的耐热性并不高，耐低温性和耐紫外线性能也不好。（2）ABS的成型性能 ABS塑料成型性较好。它的流动性较好，成型收缩率小；比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的干燥。1.3设计内容本课题是在给定二维产品图纸的基础上，对塑料件进行注射成型分析，确定模具结构，选择注塑机型号，完成模具设计。基本内容包括：(1) 根据产品的二维图纸利用三维建模平台建立三维模型：主要是根据二维图纸利用PROE软件进行造型，并利用软件测得本产品的体积和重量；(2) 利用二维绘图软件平台设计出完整的模具装配图和零部件图：主要是利用所学的知识对塑料件进行注射成型分析确定合理的模具结构，并利用AutoCAD软件进行绘制出完整的模具装配图和零件图，并打印出来；(3) 编制模具主要零件的制造工艺和模具装配工艺；(4) 完成设计说明书：应包括所有的说明、分析和计算。2塑件成型工艺性分析零件名称：左铰链盖生产批量：大批量材料：PC+ABS未注公差取MT5级精度要求设计左铰链盖模具技术要求：1）成型收缩率：5/10002）未注圆角R0.20.3；3）外形轮廓应与主体塑件外形吻合；4）外表面Ra0.8；内表面Ra1.63.2。图212.1塑件模塑成型工艺参数 2.2.1 ABS塑料成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t：8085°C成型时间/s注射时间t/s2090时间T：23h保压时间t/s05料筒温度t/°C后段150170冷却时间t/s20120中段165180总周期50220前段180200螺杆转速n/（r×min）30喷嘴温度t/°C170180后处理方法红外线灯 烘箱模具温度t/°C5080温度t/°C70注射压力p/MPa60100时间T/h242.2.2 PC成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t：110120°C成型时间/s注射时间2090时间T：812h保压时间05料筒温度t/°C后段210240冷却时间2090中段230280总周期10190前段240285螺杆转速n/（r×min）28喷嘴温度t/°C240250后处理方法红外线灯模具温度t/°C70（90）120温度t/°C100110注射压力p/MPa80130时间T/h8122.2 表面质量该塑件要求，轮廓清晰，过渡圆角均匀、外形美观外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度为Ra0.8，塑件内表面粗糙度为Ra1.6-3.2。2.3 尺寸和精度尺寸： 这里的尺寸是指塑料制件的总体尺寸大小。由于受塑料流动性的影响，对流动性差的塑料或薄壁制件，在注射或压住成型时塑件的尺寸不能太大，以免塑料容体充不满模具型腔或使产生的熔接痕强度过差，从而使塑件不能正常成型或对塑件的外观和强度产生影响。此外，塑件尺寸还受现有的成型设备规格，参数等的影响。该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差。2.4 结构特点（1）从图纸上分析，该塑件壁厚均匀，且符合最小壁厚的要求。（2）塑件的型腔较小，在塑件内壁有三个凸台，分别为高0.45，长3.51，高0.45，长3.42及高0.6，长6。且塑件的一面是斜面，因此塑件不易取出，需要考虑侧抽装置及斜导杆装置。（3）塑件内表面有一个加强肋板。（4）配合曲面要求光滑过渡，具有流线造型。结论：采用普通热塑性塑料注射模成型即可，塑件精度MT5级；模具精度IT11以上。2.5 塑件注射工艺性制件各尺寸如上面图形标注所示，塑件基本参数为：面积（mm2）：1003.6mm2体积（mm3）：611.56mm33塑件成型方案设计3.1 分型面选择如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。根据参考文献1P90-P93选择分型面时，为保证制件能顺利地从型腔中脱出且便于模具加工，一般应考虑以下几种因素： 第一，分型面必须开设在制件断面轮廓最大的地方。第二，分型面处不可避免地会在塑件上留下溢料痕迹，故分型面最好不要选择在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。第三，从制件的推出装置考虑，分型时要尽可能地使制件留在动模。第四，为保证制件相关部位的同心度出发，同心度要求高的塑件，取分型面时最好把要求同心的部分放在分型面的同一侧。第五，有侧凹或侧孔的制件，当采用自动侧向分型抽芯时，一般将抽芯或分型距离较长的一边放在动定模开模的方向上。第六，为了便于模具加工制造，应尽量选择平直且易于加工的分型面，且分型面的位置要有利于制品排气、脱模。该塑件为左铰链盖，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。结合课题中制件实际情况决定选择如图31所示分型面：图313.2型腔数确定（1） 设备注射量一模多件不成问题；（2） 生产批量较大可考虑一模两件或四件；（3） ABS料成型性能和塑件精度要求一模多件也不成问题；（4） 塑件结构、模具复杂程度一模两件较合适；综合考虑：选用一模两件3.3 浇注系统类型与位置选择3.3.1 浇口的选择根据制品的形状可考虑点浇口、侧浇口及潜伏式浇口；便于充模、排气；减小模具高度，简化模具结构 ；便于抽芯且不影响制品成形；综合考虑：选择侧浇口 制件及浇注系统的排布如图32：图3-2 浇注系统3.3.2 浇口尺寸的确定 根据参考文献2，主流道与喷嘴接触处做成半球形的凹坑，凹球半径比喷嘴大12mm，设置为10.5 mm，使喷嘴与凹球严密地配合，避免高压塑料熔体溢出。主流道小端尺寸应比喷嘴孔直径约大0.51 mm以上，一般在48mm范围内。本课题制件为普通大小的尺寸，将小端尺寸设为4mm，锥角取2度。如图3-4所示：图33主流道尺寸分流道指主流道末端到浇口的整个通道。分流道的功能是使融体过渡和转向，分流道截面尺寸应根据塑件的体积、形状、壁厚、分流道的长度等因素来确定。对于壁厚小于3毫米，质量在200克以下的塑件可以用下面的经验公式来确定分流道的直径： (3-1)其中，D-分流道直径（mm）W-塑件的质量（g）L分流道长度（mm）该制件质量约为10g，由此可计算分流道直径D<0.22 mm，但由于流道过小不易加工且流动阻力大，注射压力损失大，因此将分流道直径设为5 mm。如图34所示。图34进浇点的直径由2P151式（4.2-9）得 (3-2) 式中 d-点浇口直径（mm）； A-型腔表面积，即塑件外表面面积（mm2）； c-塑件壁厚的函数值； n-塑料材料系数。c由2P151表4.2-2查得为0.178，n由2P148表4.2-1查得为0.8，而塑件外表面面积为10904.487mm2故0.8X0.178X10904.4871/4=1.455，因为聚碳酸脂的摩擦系数较大，为了避免熔体在未到达型腔之前就开始凝固，而影响了制品的成型，取浇口大小为5mm。3.4 成型零件结构设计(1)型腔、型腔型芯、型腔可采用整体式和组合式。整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较好的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大时，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理，整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。结论：综上所述和考虑塑件的尺寸及塑件的结构，型腔采用整体式，型芯采用组合式。型腔、型芯材质选择： 依据:生产批量：大批量生产注射及成型过程中温度较高耐腐蚀制品外表面精度要求较高结论：可选材料为H13、8704及P20，在此选择P20。3.5 脱模结构设计3.5.1 脱模力计算注射模成型过程中的开模力和脱模力，都是由于型腔残余压力使塑料件与型腔和型芯之间产生了接触压力。需要有足够的开模力和脱模力，才能保证塑件顺利脱模。由查书2P219式（4.6-22）计算塑件的脱模力：Qc=2KfcaE(Tf-Tj)th/(1-0.5µ) (3-3)=2X3.14X0.95X0.45X8X10-5X2.2X103X(100-60)X1.2X16.04/(1-0.5X0.38)=294.67N Qc薄壁圆筒塑件的收缩脱模力； K斜度修正系数；fc塑件与钢型芯表面间的脱模系数； a塑料的线膨胀系数；E塑料材料的拉伸弹性模量； Tf软化温度；Tj脱模顶出时塑件的温度； t塑件的壁厚；h型芯脱模方向高度； µ塑料材料的泊松比；3.5.2 脱模机构的选用及布局(1) 推杆推出机构特点:加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好，但是，因为他与塑件接触面积一般比较小，设计不当易引起应力集中而顶穿塑件或使塑件变形，因此当脱模斜度小或脱模阻力大的制件，应增加推杆的数量，增大接触面积。 (2) 推管推出机构特点及应用：推管端面全周与塑件接触，作用力均匀；塑件上不会留下推出痕迹；与推管配套的小型芯固定较困难。适用于环形、筒形或中间带孔塑件的推出，以及塑件中较高的管形凸台部位推出。(3) 推板推出机构特点及应用：推板与塑件周边接触，作用力大且均匀；塑件上不会留下推出痕迹；推板还可参与塑件端面的成型。适用于各种薄壁罩形件、筒形件等。综合考虑：从前面分型面的选择来看推管、推板推出机构并不适合该成型布置下制品的推出，而且推杆推出在制作和简化模具方面也有一定的优势，并且能顺利完成制件的脱模。在者两个内凸台也是用斜导杆成型的，斜导杆也起到了推杆的作用。结论：选用推杆推出机构完成制件的脱模, 在设计中推杆采用H7/f6配合。为了保证推出时制件受力均匀，防止推出变形，推杆的布置要相对均匀。3.5.3 凝料脱出机构的设计为了保证开模时主流道凝料能与定模分开，留在动模上且不影响制品质量，就必须设置主流道凝料拉料杆，在此选用Z形拉料杆，结构如图35所示。图353.6 导向、定位机构设计3.6.1 导向机构的作用（1）定位作用：合模时保证动定模正确的位置，以便合模后保持模具型腔的正确形状；（2）导向作用：合模时引导动模按序正确闭合，防止损坏凹、凸模。（3）承载作用：导柱在工作中承受一定的侧向压力。3.6.2 导向机构结构及设计模具设计通常购买标准模架，其中包括了导向机构，导向机构包括导套和导柱，由于该课题的制件精度要求不高，且没什么特殊要求，选用典型的直导柱即可。根据模架的尺寸结构选用16的导柱，然后选用相对应的导套。导柱和导套配合的方式，安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合H7/f7，固定段表面粗糙度为Ra1.6m导向段表面用Ra0.8m，导柱需要有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此采用低碳钢（20号钢）渗碳（0.50.8mm深），经淬火处理5660HRC。如图36所示。根据参考文献3第967页表13.25选取标准带头导柱为：导柱 ø16×6020钢 GB/T4169.4-1984图36标准带头导柱导套内孔与导柱之间为动配合H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H7/k6，粗糙度内外表面均用Ra0.8m，材料选用T8A淬火处理，表面硬度为5055HRC，低于导柱5度。如图37所示：根据参考文献3第966页表13.24选取标准带头导套为：导套 ø16×40(1)T8A GB/T4169.3-1984图37标准带头导套3.7 侧向分型抽芯结构设计 抽芯距的计算:侧向成形孔抽芯，抽芯后型芯应完全脱离塑件的成型表面，使塑件顺利脱模。所以确定抽芯计算公式如下： S=h(35)mm； (3-4) =12.8+4.2=17mm式中S抽芯距（mm）；h型芯完全脱离成型处的移动距离（mm）。侧型芯采用斜导柱抽芯，抽芯机构如图38、图39所示。图38图393.8 模具冷却系统设计3.8.1制品所需冷却时间的计算查1P208公式3-9-3; t=S2ln8/2(c-m)/(-m)/ 2a1 (3-5)S制品的壁厚mmc塑料注塑温度°Cm模具型腔壁温度°C塑件脱模时的平均温度°Ca1塑料热扩散系数m2/s查表得t=1.22ln8/2(280-80)/5/ 2X2.67=0.24s3.8.2冷却介质一边所需传热面积的设计计算(1) 冷却介质用量的计算查1P209公式3-9-4; Q1=N×m×q，V=G×q/60×C×(12) (3-6)m每次注塑塑料质量，Kg/次 N每秒钟注塑的次数Q1每秒钟释放的热量(J)q单位质量塑料熔体在成型过程中放出的热量KJ/KgV冷却水的体积流量（m3/min） G单位时间内注入模具内的塑料质量（Kg/h）1冷却水的进口温度（°C） 2冷却水的出口温度（°C）查表得V=1.28×10-3m3/min,所以查表选冷却水道直径8mm即可满足冷却要求。(2) 冷却水路的结构形式由于制品的外形尺寸较小且注射机每次的注射量也较小，所以采用直流式冷却水道，其结构简单，制造方便。3.9 模架选用选择依据：根据型腔布局、浇注系统形式、成型零件结构、侧抽芯机构、推出机构、冷却系统的设置要求，估算出模架尺寸为 BXL=160mmX200mm； 查3表13.3.44，选择A2型模架，其中A=40mm B=25mm C=63mm4模具结构设计 4.1 模具成型零部件设计 精密模型腔、型芯尺寸及公差的确定应充分考虑模具制造公差要求、塑料成型收缩率的波动、使用磨损量等的影响以及修模的需要。普通注射模成型零件尺寸计算采用的是平均值计算法；而精密模成型零件尺寸计算应采用极限值计算法（极限制造公差、极限收缩率、极限磨损量）。 4.1.1 成型零件重要工作尺寸计算成型零部件工作尺寸的计算采用平均收缩率法计算。查得PC+ABS材料的收缩率为a=0.4%0.6%，取平均收缩为: =0.5%。根据参考文献4第113、114页计算公式并查相应的表格得: 表4-1成型零件尺寸计算尺寸分类计算公式塑件尺寸（mm）塑料的平均收缩率（）公差模具尺寸（mm）型腔径向尺寸LM=(1+Scp)Ls-3/4+z760.6%0.5260.1810.80.22型芯径向尺寸LM=(1+Scp)Ls+3/4-z8.20.2010.20.224.70.186.70.2019.20.28型腔深度尺寸HM=(1+Scp)Hs-2/3+z5.40.1811.80.22型芯高度尺寸HM=(1+Scp)Hs+2/3-z760.5210.16其中，塑件的公差 零件的制造公差，取塑件公差的1/3 成型零件相对应的径向尺寸 塑件的径向公称尺寸成型零件相对应的高度尺寸 塑件的高度尺寸cp塑件的平均收缩率4.1.2 成型零件结构设计由前面成型零件结构设计，选用整体式型腔；组合式型芯。该模具的加工精度普通精度要求。整体式特点：强度、刚度好，表面拼接痕少，曲面过渡圆滑；冷却系统易开设，有利于缩小模具总体尺寸；但结构复杂、制造难度大，电火花加工量大，加工时间长，修模难，造价高。组合式型芯具有以下的特点：可以分别对各拼块进行热处理，并分别达到各自需要的硬度要求，提高成型零件硬度、刚度、耐磨性，因而能长时间保持成型件的初始精度性能，延长了模具的使用寿命。便于进行磨削加工，提高成型零件的精度，因而保证了塑件的精度要求。由于各镶拼件的制造公差很小，提高了成型零件的互换性，有利于成型零件的维修和更换。可以很方便的沿脱模方向开设脱模斜度，并可进行镜面研磨，既提高了塑件的光亮度，又可以采用较小的脱模斜度，而能使塑件顺利脱模。可以对各组件进行化学处理，提高它们的耐腐蚀性能。可以方便的在需要的部位开排气槽，以便于塑件的成型。由于组合件基本上采用机械加工，特别是采用磨削的高精度加工，避免了人工加工量，提高了机床的利用率，提高了相对的生产率。但是由于镶拼块越多，越容易产生错位，使正确组装产生困难，且不利于水路的开设，因此镶拼块又不宜过多。（1）模具型腔的结构设计 凹模是用来成型塑件外形轮廓的模具零部件。其结构与塑件的形状、尺寸、使用要求、生产批量以及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。组合式型腔设计要合理，否则容易影响塑件的外表面质量，该塑件对外表面质量要求是表面光泽无熔接痕，因此采用整体式较好。如图41所示：图41（2）模具型芯的结构设计制件的尺寸精度要求虽然不高，但由于成型结构的要求，为便于加工和保证精度，采取的方法是将型芯分解为小镶块，这样是得加工变得简便，节省了工时，降低了模具制造的成本。在此型芯共分成五个部分进行加工。如图42至46所示：图42图43图44图45图464.1.3 排气方式及排气槽的设计由于该制品为小型塑件,且不采用特殊的高速注射,选用分型面排气,为了增加分型面的排气效果,可增加型芯的粗糙度,并使加工的刀痕或磨削根顺着排气方向。4.2 模具强度与刚度计算4.2.1型腔(上模)的侧壁和底板厚度计算注射模在其工作过程中需要承受注射压力、保压力、锁模力和脱模力等各种外力。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当这些外力的数值过大，型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，注射模及其成型零部件会产生塑性变形或断裂破坏,导致整个模具失效。因此,设计成型零部件时,应进行强度校核。另外，在外力作用比较大时，即使模具不产生塑性变形或断裂破坏，也有可能产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此会发产生溢料或飞边现象，导致制件无法满足技术质量要求。因此,设计成型零部件时,应进行刚度校核。分析表明对于大尺寸的型腔刚度不足是主要矛盾，应按刚度条件设计，按强度条件校核；而小尺寸的型腔在发生足够大的弹性变形前往往因强度不足而破化，因此应按强度条件设计，按刚度条件校核。此模具型腔为整体式，且型腔结构类似矩形，可按矩形凹模整体式型腔进行计算,如图4-3所示：图4-3 整体式型腔型腔壁厚壁厚和底板厚度计算： (1)注射模型腔内壁所受到的单位平均压力根据塑件材料或塑件形状不同而不同。一般来说，只有注射机机筒压力的2550，既 p=(2550) =25100MPa。 (4-1)(2)型腔侧壁厚度按刚度计算根据参考文献3第385页公式9.436、9.445b、9.438、9.449得4.86mm (4-2)式中 凹模壁厚(mm)；P模腔压力(MPa),一般为3050 MPa，根据上面的计算所得，这里取p=50 MPa； E模具材料的弹性模量（MPa），在一般工作温度下，P20为预硬化塑料模具钢，取； 成型零件的许用变形量(mm), 根据参考文献5第124页表3-37得，ABS材料的对应的许用变形量=0.040.05mm； h凹模型腔深度尺寸(mm)，h=12.44mm； c由h/l而定的系数，根据h/l=0.17查参考文献5 第124页表3-38得c=0.95；型腔侧壁厚度按强度计算:9.3mm (4-3)a由l/h而定的系数；模具材料的许用应力（MPa），P20为预硬化塑料模具钢，取；型腔底板厚度按刚度计算1.47mm (4-5)由l/b而定的系数，根据l/b=1.29查参考文献5 第124页表3-39得=0.0209；型腔底板厚度按强度计算: (4-6)由l/h而定的系数；B矩形凹模型腔短边长度（mm）。由以上计算可得模具的结构尺寸、应取刚度、强度计算中的大值为计算结果。实际生产中所用的型腔侧壁厚度S，型腔底板厚度T。由计算结果可知设计中的型腔壁厚满足强度、刚度的要求，因为下模型腔的深度与上模型腔一样且壁厚大于上模型腔，因此无须计算。4.3 模具结构总图绘制主视图俯视图左视图BB视图4.4 成型零件的加工工艺4.4.1 选材由于此塑件的材料是PC+ABS。普通成型，对成型零件的各种性能要求都不高。型芯和型腔材料均选用P20。该钢材切削性、焊接性优越钢材；洁净度高，具有良好的镜面精加工性能；出厂硬度：（硬化及回火）HB330370    HRC 3438；硬度和光洁度、耐磨性都较好，且价格比较便宜。4.4.2注射模主要零件加工工艺规程的编制在此仅对型腔板和一个型芯的加工工艺进行分析。型腔板的加工工艺过程 见表41。表41 型腔板加工工艺过程（图号33）序号工序名称工序内容0备料棒料1锻造200mmX160mmX40mm2热处理退火3铣铣六面至尺寸200.5mmX160.5mmX40.5mm、对角尺4平磨磨六面至尺寸200mmX160mmX40mm，保证上下平面与四平面互相垂直，垂直度为0.01mm/10mm、对角尺5钳工以上下平面及一对相互垂直的侧基面为基准划各孔中心线6车(镗)车（镗）型孔，并按图纸要求加工出7钻钻绞4个直径24的孔，绞4个直径28的沉头孔，留出0.5mm的精加工余量。用深孔钻钻2个直径8的孔，冷却水孔到满足要求。钻4个直径6的孔，攻螺纹。钻一个直径为16的孔，留0.5mm的精加工余量。8淬火淬火回火达HRC40-459平磨磨上下面型芯1的加工工艺过程 见表42序号工序名称工序内容0备料棒料1锻造73mmX36mmX21mm2热处理退火3铣铣六面至尺寸72mmX34.5mmX20.5mm、对角尺4平磨磨六面至尺寸71.66mmX34mmX19.75mm，保证上下平面与四平面互相垂直，垂直度为0.01mm/10mm、对角尺5钳工以上下平面及一对相互垂直的侧基面为基准划各孔中心线6车(镗)车（镗）型孔，并按图纸要求加工出7钻钻绞1个直径14的斜孔，留出0.5mm的精加工余量。8数控铣铣型芯凸台9淬火淬火回火达HRC40-4510平磨磨上下面5注射机的选用及相关参数的校核5.1 塑件基本参数体积: 1003.6mm3最大投影面积: 611.56mm2模具基本参数：160×200×200模架，A板厚40mm，B板厚25mm。 初选设备：SZ-60/450(卧式) ,厂家:上海第一塑料机械厂理论注射容量/cm3：75 螺杆直径/mm：30注射压力/MPa：170 注射速率/(g/s)：60塑化能力/(g/s):5.6 螺杆转速/(r/min)：14-200喷嘴球半径/mm：20 最小容模厚度/mm：100mm最大容模厚度/mm：300mm 锁模力/KN: 450 拉杆内间距/mm:280×250 移模行程/mm:220 锁模形式:双曲肘 定位圈直径/mm：55 5.2 注塑机参数校核5.2.1 最大注塑量注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应0.8M机>=M塑件+M浇式中：M机注塑机的最大注塑量，单位g。M机>=(M塑件+M浇)/0.85=（2×11.29+4.23）/0.8531.54gM机=75g>31.54g所以满足要求。5.2.2 锁模力校核 锁模力是注射机锁模装置施加于模具的最大夹紧力。锁模力的作用在于平衡和克服模腔压力产生的使模具沿分型面张开的力，保持模具紧密锁合，防止溢料。注射机锁摸力与模腔压力的关系可用下式表示：F0 kP0A (5-1) F0注射机锁模力； k安全系数，一般取1/32/3；P0注塑机料筒内螺杆或柱塞施于塑料熔体的压力（30Mpa50MPa）；A塑件和浇注系统在分型面上的投影之和；A=2×23.89×15.15+6×50=1023.9mm2FO>kP0A=2/3×50×1023.9=34.13KN因为F0=450KN>34.13KN，满足要求。5.2.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核a.模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合。即模具长×宽<拉杆面积模具长×宽为200×200(mm×mm)<注塑机拉杆间距280×250(mm×mm)故满足要求。b.模具闭和高度校核模具实际厚度H模=212mm注塑机最小容模厚度100mm, 最大容模厚度300mm.即Hmax>H模>Hmin，故满足要求。5.2.4 开模行程校核注射机的开模行程为220mm，其中H1=10.4mm，H2=63.35mm，由校核公式：SH1+H2+（5-10）mm (5-2)H1推出距离，单位mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mm；S机注塑机最大开模行程。S机=220mm10.4+63.35+10=83.75mm