側(cè)刃定位連續(xù)沖裁模
側(cè)刃定位連續(xù)沖裁模,定位,連續(xù),沖裁模
塑 料 模 具 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書
設(shè)計(jì)題目 塑料殼體模具
機(jī)械工程 系 模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)
班級(jí) 0505班 學(xué)號(hào) 201050517
設(shè)計(jì)人 葉長(zhǎng)征
指導(dǎo)老師 容知云 職稱 工程師
完成日期 2008 年 1 月 8 日
目 錄
一.塑件成型工藝性分析………………………………………………2
二.分型面位置的確定…………………………………………………2
三.確定型腔數(shù)量和排列方式…………………………………………2
四.模具結(jié)構(gòu)形式的確定………………………………………………3
五.注射機(jī)型號(hào)的選定…………………………………………………3
五.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………5
七.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算………………………………………12
八.合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………16
九.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………19
十.濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………21
塑料殼體模具設(shè)計(jì)
一.塑件成型工藝性分析
該塑料件是一殼體,塑件壁屬厚壁塑件,生產(chǎn)批量大,材料選PS,考慮到主流道應(yīng)盡可能短,一般小于60mm,過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型,因此采用下例數(shù)據(jù):
材料 A B C D E F G H I J
PS 60 80 25 4 3 45 20 74 12 35
二.分型面位置的確定
根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式分型面應(yīng)選在I上如下圖:
三.確定型腔數(shù)量和排列方式
1.該塑件精度要求不高,批量大,可以采用一模多腔,考慮到模具的制造費(fèi)用和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用,定為一模四腔。
2.型腔排列形式的確定如下圖:
四.模具結(jié)構(gòu)形式的確定
從上面的分析中可知本模具采用一模四腔,雙列直排,推件板推出,流道采用平衡式,澆口采用側(cè)澆口,動(dòng)模部分需要一塊型芯,固定板,支撐板.
五.注射機(jī)型號(hào)的選定
1.通過(guò)Pro/E建模分析,塑件為m1=26.5g,v1=m1/?, ?=1.05
V1=25.2cm3,流道凝料的質(zhì)量m2=0.6m1
m=1.6nm1=
2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需的鎖模力.
流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A2,A2可用0.35nA1來(lái)進(jìn)行估算,所以
A=nA1+A2=1.35A1 n=1.35×4×A1=25920mm2
式中A1=80×60=4800mm2
查表2-2<塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)>
取P型=25Mpa
Fm=AP型=25920×25=648000N
3.選擇注射機(jī)
根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值可選用
SZ-250/1250
理論注射量/cm3_270__ 鎖模力/ KN 1250__
螺桿直徑/mm _45___ 拉桿內(nèi)間距/mm_415×415
注射壓力/ MPa 160____ 移模行程/mm_360__
注射速率/g/s_110____ 最大模厚/mm________
塑化能力/_18.9 最小模厚/mm150
螺桿轉(zhuǎn)速/10~200_ 定位孔直徑/mm160
噴嘴半徑/mm15 鎖模方式/雙曲肘
4.注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
n≤(KMt/3600-m2)/m1=[(0.8×10.5×30/3600)-m2]/m2
=(0.8*18.9*3600*30/3600-0.6*4*26.5)/26.5
=14.7≥4
型腔數(shù)校核合格.
式中,K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)一般取0.8
m--注射機(jī)的額定塑化量(10.5g/s)
t—成型周期取30s
1)注射壓力的校核
Pe≥k′P0=1.3×150=195Mpa
K′--注射壓力的安全系數(shù),一般取K′=1.25-1.4
P0---取130Mpa,中等壁厚件
2)鎖模力校核
F≥KAP型=1.2×648=777.6KN.而F=1250 KN
K0—鎖模力安全系數(shù),一般取K0=1.1--1.2
其他安裝尺寸的校核要待模架的選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定后才可進(jìn)行.
六. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1. 主流道設(shè)計(jì)
1)主流道尺寸設(shè)計(jì)
根據(jù)所選注射機(jī),則主流道小端尺寸為
d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.5—1)
=3.5+0.5=4
2) 主流道球面半徑為
SR=噴嘴球面半徑+(1—2)=15+(1—2)=16mm
3) 球面配合高度 h=3mm—5mm,取h=3mm
4) 主流道長(zhǎng)度,盡量小于60,由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu),取L=25+20=45mm
5) 主流道大端直徑 D=d+2Ltanа=6.54mm(半錐角а為1°--
2°,取а= 2°)取D=6.5mm.
6) 澆口套總長(zhǎng) L0=25+20+h+2=50
2. 主流道襯套的形式
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸屬易損件,對(duì)材料要求嚴(yán)格,因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,以便常用碳素工具鋼如T8A,T10A等,熱處理硬度為50HRC-55HRC.如圖示
由于該模具主流道較長(zhǎng),定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜,其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如下圖
3.主流道襯套的固定
主流道襯套的固定形式如圖
4.冷料穴的設(shè)計(jì)
1)主流道冷料穴的設(shè)計(jì)
開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出,所以冷料穴直徑稍大于主流道大端直徑.采用Z形頭冷料穴,很容易將主流道凝料拉離定模,如圖所示
1；定模座板 2；冷料穴 3；動(dòng)模板 4；推桿
主流道凝料體積
Q主= πh/12(D2+Dd+d2)=40π/12(6.52+6.5×3.5+3.52)
=809mm2=0.8cm3
主流道剪切速率校核
由經(jīng)驗(yàn)公式 v=3.3qv/πR
qv=q主+q分+q塑件=0.8+4×25.28+0.58=102.5cm2
Rn=[（3.5+6.5）/2]/2=0.25cm
主流道剪切速率偏小主要是注射量小，噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。
5． 分流道設(shè)計(jì)
①．分流道布置形式
分流道布置有多種形式，但是需要循兩方面原則：一方面排列緊湊，縮小模具版面尺寸；另一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡。應(yīng)采用平衡式分流道。
如圖：
②．分流道長(zhǎng)度
第一級(jí)分流道 L1=50mm
第二級(jí)分流道 L2=15mm
③．分流道的形式.截面尺寸以及凝料體積
為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。工程設(shè)計(jì)中常用梯形截面，加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失.流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸，即
B=0.2654
式中，B---梯形大底邊的寬度
m---塑件的質(zhì)量（g），為26.5g
根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-9，取B=4
H=2/3B=2.67mm 取H=3mm
從理論上L2,L3分流道可以L1截面小1/10,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便,在分型面上的分流道采用一樣的截面.
④．分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63μm--1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力，避免熔體表面滑移，使中心層具有較高的
剪切速率。此處Ra=0.8μm。
⑤．凝料體積
分流道長(zhǎng)度 L=（50+8×2+1×2）×2=136mm
分流道截面積 A=[（3+4）/2]×3=10.5mm2
凝料體積 q分=136×10.5=1428mm3=1.428cm3
⑥．分流道剪切速率校核
采用經(jīng)驗(yàn)公式 r =3.3q/πR 3=3.3×101.12/(3.14×0.253)=6801
式中 q=ν1/t=4×25.28=101.12
6．澆口的設(shè)計(jì)
澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍—0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度為0.5mm—2mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐漸修正。
1． 澆口類型及位置確定
該模具是中小型塑件的多型腔模具，設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開(kāi)設(shè)在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而又被稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。
2． 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式
側(cè)澆口深度和寬度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算：
經(jīng)驗(yàn)公式為 h=nt=1mm w=2.3
式中，h—-側(cè)澆口深度（mm）；
W---澆口寬度（mm）；
A---塑件外表面積；
t---塑件厚度（約為3mm ）
n---塑料系數(shù)，查表得 n=0.6
7． 澆注系統(tǒng)的平衡
對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注是平衡的。
8． 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算
⑴． 主流道與主流道冷料井凝料體積
V主=v錐×v冷=πh/12（D2+Dd+d2）+π/4（D2h′）=15919.8mm3
9． 普通澆注系統(tǒng)截面尺的計(jì)算與校核
⑴．確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾蕆
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)澆注系統(tǒng)各段的r取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。
①． 主流道
rs=5×102s-1—5×103s-1
②． 分流道
?R=5×102s-1
③． 點(diǎn)澆口
rG=105s-1
④． 其他澆口
rG=5×103s-1—5×104s-1
⑵． 確定體積流率q
1）. 主流道體積流率qs
因塑件小，即使是一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，所需注射塑料熔體的體積也還是比較小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道體積流率并不大，取rs=1×103s-1代入得
qs=π/4R3?=π/4×103×0.33=21.9cm3/s
2）. 澆口體積流率qG
側(cè)（矩形）澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俾蕆G=1×104s-1代入得
qG=Wh2?/6=2.3×0.12×104/6=38cm3/s
⑶. 注射時(shí)間（充模時(shí)間）的計(jì)算
1）.模具充模時(shí)間
ts=vs/qs=25.28/21.9=1.15s
式中 qs-----主流道體積流率；
ts----注射時(shí)間，s；
Vs----模具成型時(shí)所需塑料熔體的體積，cm3
2）. 單個(gè)型腔充模時(shí)間
tG=VG/qG=25.25/38=0.66s
3）. 注射時(shí)間
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式[5]求得注射時(shí)間
t=ts/3+2tG/3=0.82s
4． 校核各處剪切速率
1）.澆口剪切速率
rG=6V3/Wh2=6×25.25/2.3×0.12=6.59×103s-1
2）.分流道剪切速率
由經(jīng)驗(yàn)公式 ?=3.3q/πR3=3.3×101.12/3.14×0.253
=6.8×103s-1
七.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算
塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。
1.模部分的型芯
為了便于加工設(shè)置一個(gè)定模型芯，它的配合可以采用過(guò)盈配合。
2.成型零件鋼材的選用
零件是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)該良好，因此構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用SMI
3.成型零件工作尺寸的計(jì)算
塑件尺寸公差按SJ1372—78標(biāo)準(zhǔn)中的6級(jí)精度選取
1）.型腔徑向尺寸
Lm1=[(1+s)Ls1-x△]+δ20=[(1+s)80-0.58×0.70]+0.120
=80.28+0.120
Lm2=[(1+s)Ls2- x△]+δ20=[1.0035×60-0.58×0.7]+0.120
=59.79+0.120
式中， S——塑件平均收縮率S=（0.006+0.008）=0.0035
X——修正系數(shù)（取0.58）
Δ—— 塑件公差值（查塑件公差表取0.70）
δ2——制造公差，（取Δ/5） 參考《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P49
型腔深度尺寸
Hm=[（1+s）h-xΔ]0+δ=24.7+0.120
式中，h——塑件厚度最大尺寸（取25）
x——修正系數(shù)（取0.56）
Δ ——塑件公差值（取0.40）參考《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P47
型芯高度尺寸
hm=[（1+s）H+xΔ]0-δ2=3.130-0.04
式中，h——塑件厚度最小尺寸（取3）
X——修正系數(shù)（取0.58）
Δ—— 塑件公差值（查塑件公差表取0.20）
模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
模架尺寸確定后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度的計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對(duì)大型模具。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用模架尺寸為250mm×315mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。
模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)用分模間隙，即在裝配，調(diào)試，維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。
1． 定模座板（315mm×315mm，厚25mm）材料為45鋼.
通過(guò)4個(gè)M10的內(nèi)角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過(guò)4個(gè)M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為H8/f8配合。
2.定模板（凸模固定板）（250mm×315mm，厚20mm）固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好用調(diào)質(zhì)230HB—270HB。
其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7，定模板與澆口套采用H8/m6配合，定模板與圓筒型芯為H7/m6配合。
3.支撐板（180 mm×250mm）
支撐板應(yīng)具備較高的平行度和硬度。
4.墊塊（40mm×315mm，厚50mm）
1．）主要作用
在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。
2.）結(jié)構(gòu)形式
可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。
3.）墊塊材料
墊塊材料為Q235A，也可用HT200，球墨鑄鐵等，該模具墊塊采用Q235A制造。
4.）墊塊的高度h校核.
H=h1+h2+h3+s+δ=0+16+12.5+18+3.5=50mm
式中，h1————推板厚度，為16mm
h2————推桿固定板厚度，為12.5mm
h3————推出行程， 為18mm
δ———推出行程富余量，一般為2mm—6mm，取3.5mm
5.）動(dòng)模座板（315mm×315mm，厚25mm）
材料為45鋼，注射機(jī)頂桿孔為￠ mm，其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。
6.）推板（118mm×315mm，厚16mm）
材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔和推導(dǎo)套采用H7/k6配合，用4個(gè)， M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。
7.）推桿固定板（118mm×315mm。厚12.5mm）
材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f6配合。
八.合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)
1. ）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分。
2. ）該模具采用4根導(dǎo)柱，其分布為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱裝置
3. ）該模具導(dǎo)柱安裝在支撐板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。
4. ）為了保證分型面很好的接觸，采用在導(dǎo)套的孔口倒角。
5. ）在合模時(shí)，應(yīng)保證到向零件首先接觸。
6. ）動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。
2.到導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
該模具采用帶頭導(dǎo)柱,不加油槽,如下圖示
導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出,6mm—8mm.
1.) 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔,導(dǎo)柱的端部常做成錐形或球形的先導(dǎo)部分.
2.) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定,應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度,該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為φmm.
3.) 導(dǎo)柱的安裝形式,導(dǎo)柱固定部分與模架按H7/f6配合,導(dǎo)柱的滑動(dòng)部分按H7/f7或H8f7的間隙配合.
4.) 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4mm
5.) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面,堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯.多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A.T10A,經(jīng)淬火處理,硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)表面淬火,低溫回火,硬度為50HRC以上.
3.導(dǎo)套設(shè)計(jì)
導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合,用一確定運(yùn)動(dòng)定模的相對(duì)位置,保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)柱相配合,用以確定運(yùn)動(dòng)定模的相對(duì)位置,保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件.導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種:直導(dǎo)套(GB/T41692.2---1984(帶頭導(dǎo)套(GB/T4169.3—1984).
1.) 結(jié)構(gòu)形式,采用帶頭導(dǎo)套(Ⅰ型)如圖所示
2.) 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒角,導(dǎo)柱孔最好做成面孔,利于排出孔內(nèi)剩余空氣.
3.) 導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合,表面粗糙度為0.4mm.導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合;另一端采用 H7/e7配合 入模板.
4.) 導(dǎo)套材料可用,淬火鋼或青銅合金等耐磨材料制造該模具中采用T8A.
4.推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計(jì)
推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用外,還支撐著支撐板,從而改善了支撐板的受力情況,大大提高了支撐板的剛性,該模具設(shè)置了4套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套,它們之間采用H8/f7配合其形狀與尺寸配合如圖所示
九.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射成型每一循環(huán)中,塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中型芯上脫出,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)也常推出機(jī)構(gòu)
1. 塑件推出的基本方式
1.) 推桿推出
推桿推出是一種基本的,也是一種常用的塑件推出方式常用的推桿形式有圓形,矩形,階梯形.
2.) 推件板推出
對(duì)于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的塑件,采用推件推出結(jié)構(gòu).推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件形狀而定.
3.) 氣壓推出
對(duì)于大型深型塑件,經(jīng)常采用或 ＆助氣壓推出方式本模具,考慮到塑件輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)故采用推板推出.
脫模力的計(jì)算
脫模力是指將塑件從型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)上午重要依據(jù)之一.
F阻=f(F正-F脫.sinα)=f.F正-f.F脫sinα
式中, F阻————摩擦阻力（N）
f————摩擦系數(shù),一般取f=0.15—1.0 (取f=0.3)
F正———塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的正壓力即包緊力（N）
F脫————脫模
α——脫模斜率，一般為1°——2°（取α=1°）
根據(jù)受力圖可列平衡方程式
F脫+ F正sinα= F阻. cosα
由于α，一般很小，式中（f.F脫sinα項(xiàng)之值可以忽悠。
F脫= f.F正cosα- F正sinα=F正(f. cosα-sinα)PA
F正= PA
式中,P——塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力（包緊力），一般為P=8——12MPa薄件取小值，厚件取大值，（P=10MPa）
A——塑件包緊型芯側(cè)面積（mm）
A F脫=22X74=1628mm2
F正= AP=1628 X10=16280N
F脫= F正(f. cosα-sinα)=16280 X0.2=3256N
由于塑件有孔不需要計(jì)算,真空吸引阻力
F總脫=n(F脫+F阻)=4 X3256=13024N
推桿的尺寸計(jì)算,圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡(jiǎn)化得,d=k(*****
式中, d——推桿直徑（mm）
L——推桿長(zhǎng)度（mm）
F脫——塑件的脫模力（N）
E——推桿材料的彈性模量（MPa）
n——推桿數(shù)量
k——安全系數(shù)，取k=1.5
推桿直徑確定后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核
d
=5.49
十.濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1. 加熱系統(tǒng)
由于該套模具的模溫要求在80°以下，又是中小型模具，所以無(wú)需設(shè)置加熱裝置。
2. 冷卻系統(tǒng)
一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，塑件固化后，從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并迅速脫模。
因?yàn)镻S黏度低流動(dòng)性好，因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以常用溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。
PS的成型溫度和模具溫度分別260℃—280℃，32℃—65℃用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。
1.）冷卻介質(zhì)
冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看螅瑐鳠嵯禂?shù)大，成本低，用水冷卻即在模具型腔周圍或內(nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道
2.）冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算
如果忽略模具因空氣對(duì)流，熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步和簡(jiǎn)略計(jì)算。
1.）求塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q查《塑料制品成型與模具設(shè)計(jì)》表4——25
PS單位質(zhì)量放出的熱量Q=2.8 X102KJ/kg——3.5 X102 KJ/kg
取， Q1=3.5 X102KJ/kg 故
Q= Q1 X W0.215 X 3.5 X102 X60=4275KJ/h
式中，W—單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（KJ/h）該模具每分鐘注射2次
所以，W=2 X102.5 X1.05=0.215kg/min
2.）求冷卻水的體積流量]
qv=WQ1/PC1(Q1-Q2)=215.25×3.5×102/[4.187×103×(25-20)]
=3.59×10-3m3/min
式中 ，e——冷卻水的密度，為1 X103kg/m3
c1——冷卻水的比熱容，為4.187kj/kg.℃
Q1——冷卻水出口溫度，取25℃
Q2——冷卻水入口溫度，取20℃
3.）求冷卻管道直徑
查《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》表4-27，取f=6.84（水溫為25℃）
取d=8mm
求冷卻管道總傳熱面積A
由公式得，A=60WQ1/h△Q1=60×0.215×3.5×102 /h×[65-(25+20)/2]=22.4×10-3 m2
式中，△Q——模具溫度與冷卻水溫之間的平均溫度差（℃）
模具溫度取65℃
4.）計(jì)算凹模上座設(shè)冷卻管總長(zhǎng)度（mm）由于傳熱面積A=πdL
所以。L=A/πd=22.4×10-3 (3.14×8×10-6)=0.887m
5.）求凹模所需冷卻水管根數(shù)
n=L/B （ B為模具的寬度）
=0.887/0.315=2.8≈3孔
25
湖南工學(xué)院
塑料模課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)課題 后油箱
機(jī)械工程系 系 模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)
班級(jí) 模具0502班 學(xué)號(hào) 201050203
設(shè)計(jì)人 賈平安先生
指導(dǎo)老師 曾立平教授
完成日期2007年12月12日
目錄
一：設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………
二：設(shè)計(jì)說(shuō)明書………………………………………………
① 塑料成型工藝分析………………………………………
② 塑料分型面位置的分析和確定…………………………
③ 塑件型腔數(shù)量及排練方式的確定………………………
④ 注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)的校核………………………
⑤ 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………
⑥ 成型件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算………………………
⑦ 模架選擇或設(shè)計(jì)…………………………………………
⑧ 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………
⑨ 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………
⑩ 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………
? 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………
? 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………
? 設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………
設(shè)計(jì)任務(wù)書
一．設(shè)計(jì)題目
后油箱注射成型模具的設(shè)計(jì)
材 質(zhì)：PA1010塑料，箱體零件
技術(shù)要求：所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)使成型塑料零件達(dá)到給定要求的精度，大批量生產(chǎn)。
塑料件平面圖如下：
二、原始數(shù)據(jù)
?。薄ⅰUTOCAD圖
２、 尺寸公差按SJ1372-78,3級(jí)（參見(jiàn)塑料模設(shè)計(jì)資料一，表6-6），孔類尺寸為正公差，軸類尺寸為負(fù)公差
３、 各個(gè)加工面的光潔度相當(dāng)與R。1.6
４、 生產(chǎn)批量為小批量。
三.設(shè)計(jì)目的
課程設(shè)計(jì)是塑料模具設(shè)計(jì)課程重要的綜合性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的基本目的是：
⑴ 綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、木匠木制造工藝等等必修課程的知識(shí)，分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固，加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。
⑵ 通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
⑶ 通過(guò)計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。
設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書
塑料成型工藝分析
1．塑件（后油箱）分析
Ⅰ塑件
如下圖所示，為后油箱零件圖。
塑件零件工作圖
Ⅱ塑料名稱
PA1010（尼龍1010）。
Ⅲ色調(diào)
半透明
Ⅳ生產(chǎn)綱領(lǐng)
大批量
Ⅴ塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝性分析
⑴精度等級(jí)。一般采用精度5級(jí)。
⑵脫模斜度。該塑件壁厚均為2㎜，為殼體類零件，型腔深度為10㎜，所用材料PA1010流動(dòng)性好，注射充型流暢，故對(duì)型芯的包緊力不是很大，所以此零件成型無(wú)須脫模斜度。
Ⅵ PA1010的主要性能指標(biāo)見(jiàn)下表
密度／g/cm3
1.04
抗彎強(qiáng)度／MPa
88
比體積／cm3/g
0.96
沖擊韌度/kj.m- 2
25.3
吸水率２４h／（％）
0.3
硬度
9.75
收縮率／s
1.3～2.3
熱變形溫度t（0C）
148
熔點(diǎn)／t0C
205
擊穿強(qiáng)度/kV. mm -1
20
抗拉屈服強(qiáng)度／MPa
62
抗拉彈性模量／MPa
1.8×10 3
PA1010的主要性能指標(biāo)
2．熱塑性塑料（PA1010）的性能分析
Ⅰ使用性能
抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性、自潤(rùn)滑性突出，吸水性強(qiáng)；化學(xué)穩(wěn)定性較好，能溶于甲醛、苯酚、濃硫酸等。
Ⅱ成型性能
熔點(diǎn)高，成型前須預(yù)熱；黏度低，吸水性較小，耐寒性較好，流動(dòng)性好，易產(chǎn)生逸流、飛邊；熔融溫度下較硬，易損模具，主流道及型腔壁易粘模。
ⅢPA1010成型塑件的主要缺陷及消除設(shè)施。
⑴缺陷
缺料（注射量不足）、氣孔、溢料飛邊、熔接痕強(qiáng)度低、表面硬度和強(qiáng)度不足。
⑵消除設(shè)施
加大主流道、分流道、澆口，加大噴嘴，增加注射壓力，提高模具溫度。
塑料分型面位置的分析和確定
Ⅰ分型面位置選擇分析
以后油箱的底面為分型面，如下圖，
分型面形式與位置
1-動(dòng)模部分 2-分型面 3-定模部分 4-成型零件
分型面與開(kāi)模方向垂直，能充分利用注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)開(kāi)合模具。這樣開(kāi)設(shè)分型面使定模型芯長(zhǎng)度約為44㎜，側(cè)抽芯長(zhǎng)度為一個(gè)壁厚（1.5㎜），避免了側(cè)抽芯較長(zhǎng)；將零件整體放入動(dòng)模中，能保證塑件美觀，尺寸精度；不足的是排氣不良，只能通過(guò)多開(kāi)設(shè)排氣孔來(lái)彌補(bǔ)，還有模具型腔叫難制造，但相對(duì)而言此方法最佳。
Ⅱ分型面位置確定
根據(jù)對(duì)比與分析此分型面符合分型面的選擇方法，屬于最佳方案。
Ⅲ塑件型腔數(shù)量及排練方式的確定
當(dāng)塑件分型面確定之后，就需要考慮是采用但單型腔模還是多型腔模。
一般來(lái)說(shuō)，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)些采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)率大為提高。故由此初步議定采用一模兩腔。排列方式于下圖：
型腔布置
注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)的校核
Ⅰ 所需注射量的計(jì)算
⑴ 塑件質(zhì)量、體積計(jì)算
對(duì)于該設(shè)計(jì)，用戶提供了塑件圖樣，據(jù)此建立塑件模型并對(duì)此模型分析得；
塑件體積 v１ ≈13096 .36mm3
塑件質(zhì)量 m≈ρv１=13096 .36×1.04=13.62g
⑵ 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算
可按塑料體積0.6倍計(jì)算，由于該模具一模采用兩腔，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為
V２=２V×0.6=2×13.62×0.6=16.344cm3
⑶該模具一次注射所需塑料PA1010
體積 V0=2v１＋V２=2×13.096 36＋16.344＝42.54cm3
質(zhì)量 m0=ρv 0≈44.24g
Ⅱ 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算
流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，A2是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A1的0.2倍至0.5倍，因此可用0.35nA1來(lái)進(jìn)行估算，所以
A=nA1＋A2=nA1＋0.35nA1=1.35nA1=1.35×2A1 =15187.5mm2
式中A1=125×1.5×30 =5625mm2。
Fm =Ap型=15187.5×30 =455625N =455.625KN
式中p型為型腔的成型壓力（MPa），一般是注射壓力的30%～65%，尼龍流動(dòng)性好，該處取型腔平均壓力為30MPa。
Ⅲ 選擇注射機(jī)
根據(jù)上面計(jì)算出的鎖模力和注射量，根據(jù)《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第242頁(yè)可選用SZ-100/630臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表。
項(xiàng)目
數(shù)值
理論注射機(jī)容量（cm3）
75，105
螺杠（柱塞）直徑（mm）
30,35
注射壓力（MPa）
224,164.5
鎖模力（KN）
630
拉杠內(nèi)間距（mm）
370×320
移模行程（mm）
270
最大模具厚度（mm）
300
最小模具厚度（mm）
150
噴嘴球半徑（mm）
15
模具定位孔直徑（mm）
125
SZ-100/630臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
Ⅳ 注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)的校核
⑴ 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。
n≦（kMt/3600-m2）/m2=（0.8×9.5×30-0.6×2×13.62）/13.62
=15.54＞＞2
型腔數(shù)目校核合理。
式中 k——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；
M——注射機(jī)的額定塑化量（9 .5g/s）
t——成型周期，取30s。
⑵ 注射壓力的校核。
pe≧k1p0=1.3×130=169MPa,而pe=190MPa，注射壓力校核合格。
式中k1———取1.3 (參考五先明主編的《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》公式（2-10）)；
p0 ——取130 MPa（屬薄壁窄澆口類）。
⑶ 鎖模力校核。
F≧KAp型=1.2×455.625=546.75KN,而F=630，鎖模力校核合格。
其他安裝尺寸的校核要待模架選定結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可以進(jìn)行。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1 .主流道的設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。
⑴ 主流道尺寸
①主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1）
=3+（0.5～1）,取d=3.5 mm。
②主流道球面半徑 SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）
=15+（1～2），取SR0 =16 mm。
③球面配合高度 h =3 mm～5 mm，取h = 3mm。
④主流道長(zhǎng)度 盡量小于60 mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)該模具的結(jié)構(gòu)，取L =25+20 =45 mm
⑤主流道大端直徑 D =d+2Ltana≈7.54(半錐角a為1°～2°)，取D=7.5mm。
⑥澆口套總長(zhǎng) L0=45+h+2=50mm
⑵主流道襯套的形式
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆御更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A,T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC，如下圖。
主流道襯套
⑶主流道襯套的固定
主流道襯套的固定形式如下圖所示。
1-定位圈； 2主流道襯套； 3定模座板； 4內(nèi)六角螺釘。
主流道襯套的固定形式
⑷主流道凝料體積
⑸主流道剪切速率校核
由經(jīng)驗(yàn)公式
式中qv——模具的體積流量，此時(shí)按單位時(shí)間計(jì)算的，數(shù)值在前面已經(jīng)計(jì)算出來(lái)。
Rn＝（3.5+7.5）/2/2＝0.275cm
主流道剪切速率～。
主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大的所致。
2. 冷料穴的設(shè)計(jì)
⑴主流道冷料穴的設(shè)計(jì)
開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。大端直徑為7.5mm,所以這里可以取9mm；冷料穴升度h約為3/4d≈6mm。此模具采用Z字形冷料穴，如下圖所示；
1；定模座板 2；冷料穴 3；動(dòng)模板 4；推桿
冷料穴形式
⑵分流道冷料穴的設(shè)計(jì)
當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道端部沿料流前進(jìn)方向作為分流道冷流穴，以儲(chǔ)貯存前鋒冷料。一般在分流道端部加長(zhǎng)5mm作為分流道冷料穴。
3.分流道的設(shè)計(jì)
⑴分流道的布置形式
分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、所模力力求平衡。分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，是塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個(gè)型腔，因此，該模具的流道布置形式采用平橫式。
⑵分流道長(zhǎng)度
第一級(jí)分流道 l1＝50mm
第二級(jí)分流道 l2＝6mm（冷料井升度）
所以總長(zhǎng)L為56mm。
⑶分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積
①形狀及截面尺寸。為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分型面上定模一側(cè)，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面對(duì)塑料及流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定截面尺寸，即
式中B——梯形大底邊的寬度（mm）
m——塑件的質(zhì)量（g）
L——單向分流道的長(zhǎng)度（mm）
H——梯形的高度（mm）
根據(jù)王樹(shù)勛主編的《模具適用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》取B＝4mm
H＝（２／３）B＝（２／３）×４＝２.67，取H＝３mm
分流道L１截面形狀如圖所示
分流道截面形狀
從理論上說(shuō)，L2分流道可比L1截面小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便，在分型面上的分流道采用一樣的截面。
②凝料體積
分流道長(zhǎng)度L＝50×2+6＝106㎜
分流道截面面積 A＝（4+3）×3÷2＝10.5
⑷ 分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只是中心部位的塑料熔體得到流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低一般取0.63um～1.6um,這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有叫高的剪切速率。此處Ra＝0.8um。
4.澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，他是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。
⑴澆口類型及位置的確定
該模具是中小型多腔模具，從塑件的結(jié)構(gòu)來(lái)看，開(kāi)設(shè)側(cè)澆口較合理。開(kāi)設(shè)在塑件的后板與底平面交界處正中間，從型腔外側(cè)進(jìn)料，能方便地調(diào)節(jié)充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而又稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。
⑵澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算
①側(cè)澆口深度和寬度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算
經(jīng)驗(yàn)公式為
h＝nt＝0.8×1.5＝1.2mm, W＝＝4.5mm
式中 h——側(cè)澆口深度（mm）
w——澆口寬度（mm）
A——塑件外表面積（約為28360mm2）
t——塑件厚度（平均厚度約為1.5mm）
n——塑件系數(shù)，由下表查得n＝0.8。
塑料材料
PEPS
POM、 PC、PP
PA、PMMA、PVAC
PVC
n
0.6
0.7
0.8
0.9
注；源自實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)中的表6.6-3
②側(cè)澆口的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算
由于側(cè)澆口的種類較多，現(xiàn)講常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列入下表。
側(cè)澆口的推薦尺寸
塑料壁厚/mm
側(cè)澆口尺寸/mm
澆口長(zhǎng)度l/mm
深度h
寬度w
1.0
＜0 .8
0～0.5
0～1.0
0.8～2.4
0.5～1.5
0.8～2.4
2.4～3.2
1.5～2.2
2.4～3.3
3.2～6.4
2.2～2.4
3.3～6.4
注；原自使用模具技術(shù)手冊(cè)中的表6.6-5
綜上的側(cè)澆口尺：深度 h ＝ 1.5mm
寬度 w ＝ 2mm
長(zhǎng)度 l ＝ 1.0mm
澆口截面形狀與下圖，其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢測(cè)與改進(jìn)。
1——主澆口 2——分流道 3——澆口 4——塑件
側(cè)澆口形式
⑵澆注系統(tǒng)的平衡
對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。
成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算
1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
塑料沒(méi)有局型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用，用具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生饒曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔壁厚和底板厚度。根據(jù)此塑件的結(jié)構(gòu)，型腔的組成由組合式較好，能方便的制造型腔，減少勞動(dòng)量，但帶來(lái)的是各組成部分的配合精度，相對(duì)而言利大于弊。故采用組合式。
2.成型零件的結(jié)構(gòu)計(jì)算
⑴ 凹模（型腔）的計(jì)算
零件PA1010 平均收縮率 S=2% ，此塑件未標(biāo)注公差，對(duì)于軍用品按IT13級(jí)，而對(duì)于民用品按IT14級(jí)標(biāo)注，所以δ按IT14級(jí)公差選取。
式中 S—塑件平均收縮率S＝2%；
A—塑件外形尺寸（如上圖所示）；
X—修正系數(shù)（取0.6）；
△—塑件公差值；
—制造公差，（取△/3）。
⑵凸模（型芯）的計(jì)算
式中 S—塑件平均收縮率S＝2%；
A—塑件外形尺寸（如上圖所示）；
X—修正系數(shù)（取0.6）；
△—塑件公差值；
—制造公差，（取△/3）。
⑵凸模（型芯）的計(jì)算
⑶型芯高度計(jì)算
模架選擇或設(shè)計(jì)
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用接個(gè)形狀式為A2型、模架尺寸為180mm～250mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。
模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突起部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂銹油。兩模之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配才、調(diào)試、維修過(guò)程中,可以方便地分開(kāi)兩塊模板。
１．定模座板（２５０mm×１８０mm，厚２０mm）
定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為４５鋼。
通過(guò)４個(gè)Ｍ１０的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過(guò)４個(gè)Ｍ６的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為Ｈ８／ｆ８配合。
2.定模板(凸模固定板)(180mm×250mm,厚20mm)
用于固定型芯(凸模固定板)、導(dǎo)套.固定板應(yīng)有一定的厚度,并有足夠的強(qiáng)度,一般用45鋼或Q235A制成,最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB.
其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用H7/k6配合,另一端采用H7/e7配合;定模(凸模固定）板與澆口套采用H8/m6配合;定模（凸模固定）板與圓筒型芯為H7/m6配合.
上面還開(kāi)有4個(gè)彈簧頂銷孔,以便于分模時(shí),斜滑快順利地留在動(dòng)模部分,定模(凸模固定）板上的頂銷孔與頂銷為H8/f8配合.
3.支承板(180mm×250mm,厚32mm)
此模具完全沒(méi)有必要設(shè)計(jì)支承板,因型腔壓力不大.
4.墊快(32mm×250mm,厚50mm)
⑴主要作用
在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間,或是調(diào)節(jié)模具的總厚度,以適用注射機(jī)的模具安裝厚度要求.
⑵結(jié)構(gòu)形式
可以是平行墊快或拐角墊快.該模具采用平行墊快。
⑶墊快材料
墊快材料為Q235A,也可以用HT200、球墨鑄鐵等.該模具墊快采用Q235A制造.
⑷墊快的高度h校核
h＝h1+h2+h3+s+＝0+16+12.5+34+4.5＝67mm,符合要求.
式中 h1 ——頂出板限位釘?shù)暮穸?，該模具沒(méi)有采用限位釘,故其值為0;
h2----推板厚度,為16mm;
h3----推桿固定板厚度,為12.5mm;
s----推出行程,為34mm;
------推出行程富余量,一般為3mm～6mm,取4.5mm.
⒌動(dòng)模座板(250mm×250mm,厚25mm)
材料為45鋼,其上的注射機(jī)頂桿孔為45mm.其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合.
⒍模套(180mm×250mm,厚36mm)
辮合模通過(guò)矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑動(dòng),以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位.材料為45鋼.
其上的導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱為H7/k6配合.為有利于合模時(shí)壓鑄,模套厚套應(yīng)稍小于辮合模厚度(),取36.3mm.
7.推板(114mm×250mm,厚16mm)
材料為45鋼.其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f9配合.
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
因?yàn)樵撃＞卟捎脴?biāo)準(zhǔn)模架,因?yàn)槟＜鼙旧韼в袑?dǎo)向裝置,設(shè)計(jì)時(shí)只要按模架規(guī)格選用既可.
側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
⑴抽芯距
通常抽芯距等于側(cè)成型孔的深度或成型凸臺(tái)的長(zhǎng)度S加上2~3mm的安全系數(shù).
L＝S+2~3mm＝1.5+2~3mm＝4mm
⑵側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的選用
根據(jù)設(shè)計(jì)塑件的外型選取斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)
斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，安全可靠等特點(diǎn)，且該抽芯不需較大的抽芯力，
采用用它經(jīng)濟(jì)。
斜導(dǎo)柱的抽拔角可在10~200之間選取，取α=150
a .斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式
中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式其臺(tái)間端部相平與模面其角度與抽拔角一致。
左圖是斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式
斜導(dǎo)柱固定部分與模板的配合精度為的過(guò)度配合。斜導(dǎo)柱后側(cè)滑快的斜孔中滑動(dòng)時(shí)，有較大的側(cè)向分力，所以相互的運(yùn)動(dòng)摩擦里較大，因此，斜導(dǎo)柱與側(cè)滑快斜孔之間配合不能過(guò)于緊密，在實(shí)際中應(yīng)有0.2~0.3mm的間隙，還有，如果精度高的動(dòng)配合在開(kāi)模的瞬間主分型面和側(cè)分型面幾乎是同時(shí)分型的，這時(shí)由于禊塊還在起鎖緊作用，會(huì)引起側(cè)抽芯的運(yùn)動(dòng)干擾。
b．圓柱形斜導(dǎo)柱直徑的確定
I．圓柱形斜導(dǎo)柱直徑的確定
為方便計(jì)算取 F=930N ，脫模斜度
由公式得 d===10.8mm
d—斜導(dǎo)柱直徑mm F—抽拔力N
—拔模角 —斜導(dǎo)柱的取用彎曲力 取=137.2MP
=+M=+=16.96mm
本設(shè)計(jì)取 d=12mm
II．抽拔角的選擇
抽拔角是決定側(cè)抽芯工作效果的重要技術(shù)參數(shù)之一，它直接關(guān)系到斜導(dǎo)柱的所承受的彎曲力，側(cè)抽拔力以及斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度，抽芯距和開(kāi)模行程。一般說(shuō)來(lái)斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊的斜孔之間有一定的間隙，選擇抽拔角時(shí)一定要同時(shí)兼顧抽芯距及斜導(dǎo)柱受力狀況以及其他相關(guān)的因素，斜導(dǎo)柱的抽拔角可在10~20之間選取，一般不得大于25，遇特殊情況時(shí)特殊處理。
F= =（開(kāi)模力）
L=（有效工作長(zhǎng)度） H=（最小開(kāi)模行程）
III．圓柱形斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算
L—斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度mm D—斜導(dǎo)柱抬肩直徑mm
—斜導(dǎo)柱抽拔角 h—斜導(dǎo)柱固定板厚度mm
—斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊斜孔的配合間隙mm
—斜杠工作的直徑mm
—抽芯距實(shí)際距離加2~4mm
L=+++++
估算：L=+++++d
=+++6++12
=1.9+33.5+11.5+6+11.5+4
=66.66mm
本設(shè)計(jì)根據(jù)需要取L=98mm
（4）側(cè)型芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
側(cè)型芯機(jī)構(gòu)包括側(cè)滑塊，導(dǎo)滑槽，定位裝置，鎖緊裝置等幾部分。斜滑塊的設(shè)計(jì)原則：
（1）斜滑塊的導(dǎo)向斜角α可比斜導(dǎo)柱的大些，但也不大于30°,一般取10°~25°，斜滑塊的推出長(zhǎng)度必須小于導(dǎo)滑總長(zhǎng)L的2/3。
（2）斜滑塊與導(dǎo)滑槽采用雙面配合間隙配合。詳見(jiàn)《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》表4-21。
（3）為保證斜滑塊的分型面密合，成型時(shí)不致發(fā)生溢料，斜滑塊底部與模套之間應(yīng)留有0.2~0.5mm的間隙，同時(shí)斜滑塊頂面應(yīng)高出模套0.2~0.5mm。
（4）當(dāng)內(nèi)側(cè)抽芯時(shí)，斜滑塊的頂端面應(yīng)低于型芯頂端面0.05~0.10mm，以免推出時(shí)阻礙斜滑塊的徑向移動(dòng)。另外，在斜管塊頂端面的徑向移動(dòng)范圍內(nèi)（L>L1），塑件內(nèi)表面上不應(yīng)有任何臺(tái)階，以免阻礙斜滑塊活動(dòng)。
在實(shí)際用中，為了便于加工和維修，多采用分體結(jié)構(gòu)形式，故本設(shè)計(jì)采用分體式結(jié)構(gòu)。具體如下圖所示
I．側(cè)型芯的與側(cè)滑座的連接形式
滑塊形式
鑲嵌圓柱體側(cè)型芯其直徑較大時(shí)，采用貫通的圓柱銷從型芯的中間穿過(guò)，而直徑較小的，則從型芯的側(cè)壁打一個(gè)騎墻削，它的中心應(yīng)落在側(cè)型芯的外部，這樣雖然只深入到圓柱削的1/3，就有較好的緊固效果。
II．側(cè)滑座的導(dǎo)滑形式
在側(cè)滑座和導(dǎo)滑槽的配合中，有兩個(gè)尺寸較為重要，一是側(cè)滑座的寬度s，二是導(dǎo)滑槽的厚度B。他們的配合均為基孔制的間隙配合，即H7/f6。側(cè)滑座斜孔d（H7）抽拔角與斜導(dǎo)柱配作完成。其尾部的斜面上作為鎖緊用的其尾部角度即鎖緊禊角為=+
III．側(cè)滑座的定位裝置
本設(shè)計(jì)采用擋板式定位 。利用側(cè)滑座的自重，使用擋板式側(cè)滑座定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但只適用于側(cè)型芯安放在模具下方的情況。模具裝配圖上應(yīng)特別注明模具安裝的方向要求
ＩV．側(cè)滑座的鎖緊裝置
１保證側(cè)型芯準(zhǔn)確復(fù)位，斜導(dǎo)柱的復(fù)位只能使其粗定位；
２.承受注射壓力對(duì)側(cè)型芯的沖擊，在注射成型的型腔內(nèi)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)的塑料對(duì)側(cè)型芯有一個(gè)很大的壓力，鎖緊塊就是承受壓力的沖擊，防止側(cè)型芯外移，同時(shí)消除了斜導(dǎo)柱的彎曲力。
本設(shè)計(jì)采用嵌入式的鎖緊塊固定方式，它是貫通嵌入模板，它鎖緊強(qiáng)度較好，加工簡(jiǎn)單，特別有利于組裝的研合研和前鎖緊塊長(zhǎng)度留有研合余量，研合完成后再將背面的高于模板部分去掉即可，然后安裝定模座板壓緊止動(dòng)。
注意：鎖緊塊與模邊的距離s不能太薄，而固定孔的四角應(yīng)有適當(dāng)?shù)钠綇?，沒(méi)有定模板時(shí)方可以采用。
定模圖
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1，加熱系統(tǒng)
由于該模具的模溫要求在80℃以下，又是小型模具，所以無(wú)需設(shè)置加熱裝置。
2，冷卻系統(tǒng)
PA1010的成型溫度和模具溫度分別為190℃～250℃、50℃～80℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。
3，冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算
⑴求塑件每小時(shí)釋放的熱量Q
查表4.6-4（實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)）得PA1010單位質(zhì)量放出的熱量Q1＝6.5×100kJ/kg～7.5×100KJ/kg,取Q1＝7.5×100KJ/kg，故
Q＝WQ1＝88.48×7.5×100×60＝398160KJ/h
式中W——單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kJ/min），該模具每分鐘注射兩次，所以W＝2×44.24＝88.48KJ/min。
⑵求冷卻水的體積流量
查表8.6-15（實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)）得
式中 p---冷卻水的密度，為1×Kg/ ；
C1----冷卻水的比熱容，為4.187KJ/（kg.℃）;
-----冷卻水出口溫度，取25℃；
-----冷卻水入口溫度，取20℃。
⑶求冷卻水管道直徑d
查《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》中的表37-6，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d＝8mm.
⑷ 求泠卻水在管道內(nèi)的流速v
在《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》中，運(yùn)用公式37-4得
⑸求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h
查《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》中的表37-3，取f＝6.84（水溫為25℃），再由《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》中的式37-4有
℃
⑹求冷卻水管道總傳熱面積A
由《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》中的式37-5有
式中 ——模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（℃），模具溫度取65℃。
⑺求模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水管道的孔數(shù)n
在《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》中，運(yùn)用公式37-6得
⒋冷卻裝置的布置
由于該塑件為階梯形零件，在分流道部位，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)冷卻，可以布置在分流道偏上的部位。
對(duì)于型芯的冷卻水道，可采用隔片導(dǎo)流式。但經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算可以知道塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開(kāi)設(shè)冷卻水道即可。
排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
該模具是小型模具，完全可以通過(guò)分型面和型芯以及凹模鑲拼出的間隙排氣.故不需另設(shè)排氣系統(tǒng).
設(shè)計(jì)小結(jié)
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