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1、 密封端盖注塑模设计摘要： 注射成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。除了个别热塑性塑料外，几乎所有的塑件塑料都是采用此方法成型的。在注射成型的过程中模具起到了关键性作用。它对塑料制品的尺寸、精度和表面粗糙度起着重要的作用。本设计就是以塑料制品的尺寸、公差、结构形状以及塑料的物理性能、力学性能和工艺性能为依据来设计模具的过程。在本设计中进行了塑件工艺性分析、总体方案的设计、注塑机的选择、浇注系统的设计、成型零件的设计、脱模机构的设计、侧抽芯机构的设计及计算、导向和定位机构的设计、模架的选择、冷却系统的设计和计算等设计工作。在本次设计中，需要加工的工件有一个侧孔，采用了一个由侧型芯、固定件、挡
2、块组成的侧抽芯机构，避免了采用斜导柱结构。关键词： 注射成型 热塑性 热固性 模具Abstract ： Thermoplastic injection molding of plastic products is a major production methods. In addition to individual thermoplastic plastic, nearly all of the plastic parts are used plastic molding of this method. In the process of injection molding die pla
3、yed a key role. In plastic products size, accuracy and surface roughness it plays an important role. The design of plastic products is by the size, tolerance, and the structure and shape of the physical properties of plastics, mechanical and technological properties as a basis for mold design proces
4、s. In the design of plastic parts process analysis, the overall program design, injection molding machine of choice, the gating system design, forming part of the design, stripping the design side pulling mechanism and calculation, direction and positioning of design, die-choice, the cooling system
5、design and calculation of design work. In this design, the processing workpieces with a side of the hole, using a side-by-core, fixed pieces block consisting of lateral pulling mechanism to avoid the use of derivative-ramp structure. Keywords： injection molding thermoplastic resin unthermoplastic re
6、sin mould前言在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。现代工业的发展，对模具技术的要求越来越高。综观现代模具技术，正向如下的方向发展： （1）高精度 现代模具的精度要求比传统的模具精度至少要高一个数量级。 （2）长寿命 现代模具的寿命比传统模具的寿命要高出510倍。如现代模具一般均可达到500万次以上，最高可达6亿次之多。 （3)高生
7、产率 由于采用多工位的级进模、多能模、多腔注塑模和层叠注塑模等先进模具，可以极大地提高生产率，从而带来显著的经济效益。如用四工位的注塑模生产塑料汽水瓶，每小时可生产8000件以上。 （4）结构复杂 随着社会需求的多样化和个性化以及许多新材料、新工艺的广泛应用，对现代模具的结构形式和型腔要求也日益复杂。若采用传统的模具制造方法，不仅成本高、生产率低，而且很难保证模具的质量要求。 传统模具设计制造技术，根本不能满足市场对模具的要求。因此，研制和开发新的模具设计、制造技术势在必行。模具CAD/CAM和RT(RapidTooling)技术正是在这种形势下被开发出来的，并在现代模具的生产中发挥了重要作用
8、。1模具CAD/CAM模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。采用单独的CAD和CAM技术设计生产模具，就其整个生产过程来看，与传统模具设计生产过程没有什么本质变化，仍然分成两个环节设计与制造，且二者之间有着明显的分界，图纸是它们之间传递信息的最重要的手段。模具CAD/CAM则是把CAD和CAM紧密地联系起来，实现设计制造一体化，其实质是设计与制造的综合计算机化。在CAD/CAM系统中，产品的几何模型是关于产品的最基本核心数据，并作为整个设计、计算、分析过程中最原始的数据。其结果可运用数据库和网络技术将其存储和直
9、接传送到生产制造环节的各有关方面，从而实现设计制造的一体化。这时，图纸不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造过程的唯一依据，在系统中传递的是整个设计、计算、分析后所获得的大量信息。模具CAD/CAM技术所以能很快地得到发展和广泛的应用，主要是它具有如下的一些特点：（1）知识、技术密集,综合性强。模具CAD/CAM技术是由多种先进制造技术和计算机技术的综合，其知识、技术高度密集，涉及学科领域多，知识面广，技术性更强，这就要求从业人员不仅要有较高的专业技术和技能，而且要有多学科的综合知识和技术。（2）生产率高，经济效益显著。模具CAD/CAM技术可以极大地提高生产率和经济效益，据有关资料统计分
10、析，用传统的方法制造模具，从设计到制成产品交货，大约需要几个月的时间。而采用模具CAD/CAM技术则可缩短为十几天甚至几天的时间，这就为企业在激烈的市场竞争中赢得了时间，以创造良好的经济效益。（3）有利于提高模具的标准化程度，极大地发挥人的创造性。标准化工作可有效地促进模具CAD/CAM技术的发展，而模具CAD/CAM则要求模具设计过程的标准化、模具结构的标准化、模具制造过程的标准化和工艺条件的标准化。（4）更新速度快，初始投资大。模具CAD/CAM技术的更新速度快，能适应市场形势的变化，为企业带来很高的效益，但它的初始投资却是巨大的，这也是制约模具CAD/CAM推广应用的一个重要因素。（5）
11、适应性广，这是模具CAD/CAM技术的又一特点。它不仅能适应于大型企业，而且也适用于中、小型企业。 模具CAD/CAM技术仍然是在不断发展中的技术，其发展的最高阶段是计算机集成制造系统（CIMS），其目标是模具制造的全盘自动化，这就要求有较长时间的研究开发和巨额的资金投入。人们相信，随着CAD/CAM技术的不断发展和完善，必将在机械制造业中发挥巨大的作用，为社会带来不可估量的经济效益。2快速模具制造RT快速模具制造是快速原型RP在模具制造行业中的成功应用。模具CAD/CAM技术与模具RT技术的流程对比如图所示。模具CAD/CAM与RT流程对比图通过对比可以清楚地看出，模具RT比CAD/CAM的
12、工艺流程减少了多个中间环节，因而可以大大地缩短模具的设计制造周期，提高劳动生产率。把精密铸造、中间软模过渡法以及电火花加工、金属喷涂、研磨等先进模具制造技术与RP结合起来，就可以快速地制造出各种简易模具和钢（铁）模具来。与CNC加工方法相比，RT可使模具的制造成本和制造周期减少到1/31/10,整个费用降低为1/31/5,经济效益相当显著。尤其对形状特别复杂的中小型模具来说，其优越性更为突出。目前，快速模具RT主要应用于注塑模、冲压模、铸模等方面，其制造工艺方法主要有RP间接制模和在RP系统上直接制模两种，有三种典型的工艺路线。其一是单件小批量的产品制造，它利用RP快速原型技术和真空注塑技术，
13、直接制造树脂模具；其二是中等批量的零件的制造，其工艺方案是利用RP快速原型，采用快速喷涂技术制造金属冷喷模（即在模具表面喷涂一层金属薄壳，基体仍为塑料），这种模具可用于3000件以下的注塑件的生产；其三是大批量生产类型，工艺路线是先利用RP制造石墨电极，再通过电火花加工钢模，它适用于万件以上的大批量生产。综合快速模具制造RT技术，它与传统的模具制造技术及模具CAD/CAM相比,还具有如下特点：（1)制造方法简单，工艺范围广由于快速模具制造是基于材料逐层堆积的成形方法，工艺过程相对简单、方便和快捷，它不仅能适应各种生产类型特别是单件小批的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造；它既能制造塑料
14、模具，也能制造金属模具。模具的结构愈复杂，快速模具制造的优越性就更突出。（2）模具材料可强韧化和复合化快速模具制造工艺能方便地利用在合金中添加元素或结晶核心，改变金属凝固过程或热处理等手段，可改善和提高模具材料的性能；或者在合金中添加其它材料，可制造复合材料模具。(3)设计周期短，质量高由于RT的模具设计极少依赖人的因素，因而可有效地降低人为的设计缺陷。设计师可利用RP制造的高精度模型，在设计阶段就可对产品的整体或局部进行装配和综合评价，并不断改进，大大地提高了产品的设计质量。（4）便于远程的制造服务由于RT对信息技术的应用，缩短了用户和制造商之间的距离，利用互联网可进行远程设计和远程服务，能
15、使有限的资源得到充分的发挥，用户的需求能得到最快的响应。RP是80年代才发展起来的高新制造技术，快速模具制造（RT）技术是应用这一技术改造传统模具技术的成功范例。由于RT显著的经济效益，近年来工业界对RT的研究投入了大量的人力和资金，迄今为止全球已有300多家RT服务机构，因而促进了这一技术的快速发展和应用。第一章 塑件的成型工艺性分析1.1 零件的工艺性分析 1零件（密封端盖）结构分析 本次设计模具用来生产密封端盖，（见下图）： 图1-1 密封端盖零件图该零件所采用的材料为ABS（ABS：笨乙烯+丁二烯+丙烯腈共聚脂）。ABS属于非结晶形塑料，吸湿性强，要充分干燥，流动性中等，溢边值约为0.
16、04mm。宜用高料温，高模温，注射压力也较高。模具浇注系统对料流阻力要小，应注意选择浇口的位置和形式。脱模斜度取2以上。由零件图可以看出该零件部分形状复杂度中等。本零件含有一个侧孔，在模具设计中应采取侧抽芯机构。采用典型模具设计加工。2工艺参数表表1-1 ABS的工艺参数表1P326塑料名称苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物缩写ABS注射成型机类型螺杆式密度（）1.031.07计算收缩率0.30.8预热温度/8085时间/t23料筒温度/后段150170中段165180前段180200喷嘴温度/170180模具温度/5080注射压力/mpa60100成型时间/s注射时间2090高压时间05冷却时间2
17、0120总时间50120螺杆转速/（r/min）30后处理方法红外线灯，烤箱温度/70时间/h4说明该成型条件为加工通用级ABS材料时所用根据表中数据及查阅有关资料初定数据为：表1-2材料名称ABS注射压力（Mpa）60100注射时间t(s)33塑件的原材料性能指标表1-3 ABS的性能指标 2P12表2-4塑料性能ABS力学性能屈服强度/Mpa50拉伸强度/Mpa28断裂伸长率/%35弯曲强度/Mpa80弯曲弹性模量Gpa1.4布氏硬度HBS11物理性能密度（）1.02-1.16比体积1.02-1.16吸水性/%（24h）0.2-0.4透明度或透光率不透明热性能及电性能玻璃化温度/%熔点（粘
18、流温度）/%130-160热变形温度4590-10818083-103线膨胀系数7.0比热容1470热导率0.263燃烧性cm/min体积电阻慢击穿电压kv/mm1.2 注塑机的初步选择根据理论注塑量初步选择C47160型塑料注塑成型机。表1-4 C47610型注塑成型机1P391 机型技术参数C47160螺杆直径/mm4042理论注射容积/mm160200注射压力/mpa143130锁模力/KN800模具厚度/mmmax300min170模板行程/mm300模板最大开距/mm600顶出力/kN39顶出行程/mm80喷嘴孔径/mm31.3 模具总体方案设计1选定分型面 模具上用以取出制品或浇注
19、系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面设计是否合理对制品的质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。在选择分型面时应遵循以下原则：（1）分型面的选择在制品的最大截面处；（2）尽可能使制品留在动模的一侧；（3）有利于保证制品的尺寸精度；（4）有利于保证制品的外观质量；（5）尽可能满足制品的使用要求；（6）尽量减小制品在合模方向上的投影面积；（7）长型芯应置于开模方向；（8）有利于排气；（9）有利于简化模具结构；（10）在选择非平面分型面时应有利于型腔的加工的和制品的脱模方便；根据以上原则结合密封端盖零件的具体形状选择零件上端面为分型面。2型腔的配置 以塑件的分型面和结构情况
20、确定注射模的基本结构为单分型面注射模。考虑到该零件结构的复杂性使该模具的成型零件便于加工，因此动定模成型零件部分采用整体嵌入式结构。模架部分准备选用标准模架。由于零件上拥有侧孔故应有侧抽芯机构。3确定浇注系统浇注系统设计的正确与否，对注射机成型过程和制品质量均有着直接的影响，在浇注系统设计时应遵循如下原则：（1）结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流布置；（2）尽量缩短熔体流程，以便降低压力损失，缩短冲模时间；（3）浇口尺寸、位置和数量应有利于熔体的流动、避免产生涡流、湍流、喷射和蛇行，并有利于批排气和补缩。（4）高压熔体对模具型心和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。（5）浇注系统凝料脱出应
21、方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和休整。（6）熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对塑料制品的影响。（7）尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量。（8）浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应该有IT8级以上的精度要求。（9）设计浇注系统时应该考虑存储冷料的措施。（10）应尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合也应该使两者的距离尽量缩小。 根据以上原则并结合密封端盖零件的结构特征初步选择浇注系统置于该零件的中间。浇口采用直浇口。在开模后塑件和凝料是连接在一起的，需经过后续工作使凝料和塑件分
22、离。4确定脱模方式在开模后由于拉料穴的作用及塑料本身的包紧力使得塑件和整个凝料都都留在了动模一侧。当模具开模到一定的距离时，抽芯机构已经全部抽出塑件，此时采用推杆就能把留在动模上的塑件推脱。并利用塑件本身重力的作用完全脱离模具。5冷却系统和脱模机构的结构设计 在注射的过程中，由于模具受高温熔体的注入，此间模具一方面受到熔体温度的作用使模温升高；另一方面，在熔体高速进入模具型腔的同时受到塑料对模腔壁的摩擦而产生高温。对于塑件来说，为了提高塑件的生产周期使塑件的冷却时间缩短，必须采用冷却装置。 该零件整体形状属于扁平试的，冷却系统的位置应在零件的周围，而推杆装置主要安装在该零件的中部。因此，冷却系
23、统和推出机构两者是不存在干涉问题的。6确定凸凹模结构和固定方式该模具的成型部分采用的是整体镶块式结构。为了提高模具的可加工性和可更换性。整体镶块式结构中又采用了局部镶嵌式型芯结构。局部镶嵌式型芯的固定是靠垫板压紧的方式。而整体镶块部分和垫板的固定是采用螺钉来连接的。7确定排气方式 由于该模具结构采用的是整体镶块和局部镶嵌的方式。零件又属于小型，零件型腔本身较小含有空气也少。在注射成形的过程中气体可以通过分型面和推杆处的间隙排出。第二章 模具与注射机有关参数的校核2.1 最大注射量的校核 塑料制品的重量（或体积）必须与所选的注射成型机的最大注射量相适应。为了保证正常的注射成型，最大注射量应稍大于
24、塑料制品的重量或体积（包括了流道及浇口凝料和飞边）。校核： 4P67（1） （2-1） =55+0.2=55.2式中 故注塑机满足该零件的注塑要求。因塑料的体积与压缩率有关，故所需塑料体积为： 255.2=110.4cm 4P67(3-2) (2-2) 式中 表2-1 热塑性塑料的密度及压缩率4P67表3-2材 料 名 称密 度压 缩 率 （）ABS1.01.11.8 2.02.2 注射压力的校核注射成型机的最大注射压力应稍大于塑料制品成型所需的注射压力，即： 4P68式（3-9） (2-3) 1431000 故注射压机合格式中 2.3 锁模力的校核锁模力又称合模力，是只注射成型机的合模装置对
25、模具所施加的最大夹紧力。为避免塑料注射成型时由于受到注射压力的作用而使模具沿分型面胀开，注射成型机的锁模力核算为： 2P9公式（2-1） （2-4）即 式中2.4 型腔数目的确定（1）根据注射机的锁模力确定型腔数目设锁模力为F（N），型腔压力为p(Mpa),每一塑件的投影面积为，浇注系统的投影面积为，则有 （2-5）（2）根据注射机的最大注射量确定型腔数目设注射机的最大注射量为m(g),单个塑件的质量为，浇注系统质量为，则有 （2-6）根据塑件的精度确定型腔数目（3） 根据经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度要降低4%，设塑件的基本尺寸为L（mm），塑件尺寸公差为，单型腔时塑件可达到的尺寸公差为
26、（POM为，PA66为，PC、PVC、ABS等非结晶型塑料为0.05%）则有 （4）根据经济性确定型腔数目为n，塑件总数为N，模具费用为元，为每一型腔所用费用，为模具费用中与型腔数目无关的部分，单位小时加工费用为Y（元/小时），成型周期为t(min),若忽略准备时间和试模的原料费用，则总的成型加工费用为若总成型加工费用为最少，即令dx/dn=0,则有 （2-8）由以上的计算结果，选其最小值。故型腔的数目选择为一个。2.5 具闭合高度和平面尺寸的校核1具闭合高度应满足以下关系试： （2-9） 即 满足要求。式中 （2-10）式中 2具的平面尺寸 模具的平面尺寸应小于注射成型机模板尺寸。该模具的模
27、板尺寸为250 所选注塑机的模板值为550 故满足要求。 第3章 流道及浇口设计3.1主流道设计图3-1 主流道的设计2P97图4-21-浇口套 2-机床喷嘴主流道是连接注射机的喷嘴与分流到的一段通道，通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，见上图。主流道的设计要点如下：1.为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，其锥角为，对流动性差的塑料，也可取，也可以视零件的具体情况而定，过大会造成流速减慢，易成涡流。内壁粗糙度为Ra0.63.2.主流道大端呈圆角，其半径常取13mm，以减少料流转向过度时的阻力。3在保证塑件成型良好情况下，主流道的
28、长度尽量短，否则将会使主流到的凝料增多，而且增加压力损失，使塑料溶体降温过多而影响注射成型。4为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径,凹坑深度常取34mm.在本设计中取12mm，凹坑深度取4mm.5.由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流衬套，以使选用优质钢材单独加工和热处理。如其大端兼作定位环则圆盘凸出定模端面的长度H=510mm(参见注射机模板尺寸)，也常有将模具定位环与主流衬套分开设计的。主流衬套的形式见下图。图3-2 主流衬套形式2P97图4-31-定模底座 2-主流
29、道衬套 3-定位圈在模具设计中采用了型芯结构，型芯与浇道的结构如下图图3-3 型心和浇道结构型芯伸长出浇道，以保证加工出来一个通孔，在型芯的顶端和浇道形成一个环形截面，通过计算此外环直径为7.93,型芯顶端的直径为4，差值为3.93。查手册ABS材料要求的分流道直径为3.210，可以得出流道的设计符合要求。32 冷料穴与拉料杆的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或者处于分流道的模端。其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的质量。冷料穴分为两种，一种专门用于收集，储存冷料，另一种除存储冷料外还兼有拉出冷料的作用。冷料穴的长度通常取流道直径此处冷料穴的长度取6mm。33 浇
30、口尺寸设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道（除直接浇口）。它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的主要作用有如下几点： 1.熔体充模后，首先在浇注口处凝固，当注射螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。2.熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。3.易于切除浇口余料。浇口的理想尺寸很难精确计算，具体尺寸在实际中浇口往往先取较小的尺寸值，以便在试模时逐步加以修正。一般浇口分为两大类，一类是非限制性浇口另一类是限制性浇口。非限制性浇口也称之为直接交口或主流道浇口，如下图所示。这种浇口适用于单型腔模具。采用这种浇口时，熔融树脂直接进入型腔，压力损失
31、小，保压补缩作用强。缺点是去除浇口的二次加工困难，浇痕迹明显，浇口周围内应力大。 图3-4 直接浇口限制性浇口是在型腔与分流道之间设置长度为0.52mm截面突然缩小的阻尼孔形式的浇口。限制性浇口具有如下特点：1熔融树脂通过浇口时剪切速率大，致使熔体的表观粘度降低，并因摩擦作用一部分动能转化成热能，使熔融树脂再次加热，温度上升提高了熔融树脂的流动性，便于向型腔填充。2由于浇口处截面尺寸较小，熔体容易凝固，容易控制保压补缩时间，所以制品的内应力小，不易变形。3可控制熔融树脂向型腔流动的方向及流量。4对一模多腔或一腔多浇口的场合，通过调整浇口尺寸和数量可实现平衡填充。通过综合比较选择非限制性交口第四
32、章 成型件的设计41 分型面的设计为了塑料制品及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要，将模具型腔适当地分成两个或更多部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。 在图纸上表示分型面的方法是：在分型面的延长面上画出一小段粗实直线表示分型面的位置，并用箭头表示开模方向。如果是多分型面，则用罗马数字（也可用大写字母表示开模的顺序）。分型面的表示方法如下图所示。图（a）表示分型面打开时，两边模板都做移动；图（b）表示只有动模板移动；图（c）表示有多个分型面时，用罗马数字、等表示出分型面的先后顺序。图4-1 分型面的表示方法2图4-29 分型面选择的一般原则实际的模具结构基本上有三种情况：（1）型腔完
33、全在动模一侧（2）型腔完全在动模一侧（3）型腔各有一部分在动、定模中。分型面的选取不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及到模具结构与制造成本。一般来说，分型面的总体选择原则是：保证塑件量、便于制品脱模和简化模具结构。具体包括以下几点：（1）分型面位置应设在塑件截面尺寸的最大部位，便于脱模和加工型腔，这是分型面选择的首要原则。（2）有利于保证塑件尺寸精度。若塑料有孔的同轴度要求、台阶间尺寸精度的要求，应使塑件相关的部分全部在动模部分成型，以满足精度要求。（3）有利于保证塑件的外观质量。塑料熔体容易在分型面上产生飞边，从而影响塑件的外观质量，因此在光滑平整表面或圆弧曲面上应尽量避免选择分型面。（
34、4）考虑满足塑件的使用要求。塑件在成型过程中有一些难免的工艺缺陷，如脱模斜度、推杆及浇口痕迹等，选择分型面时，应从使用角度避免这些缺陷影响塑件功能。（5）考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适。（6）考虑锁模力，尽量减小塑件在分型面的投影面积。（7）尽可能将塑件留在动模一侧，易于设置和制造简便易行的脱模机构。（8）考虑侧向抽拔距，一般机械式分型面抽芯机构的侧向轴拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。（10）有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在熔体流道的末端。（11）模具零件易于加工实践中，分型面的选择与上面的各个原则有时相背，因此选择分型面应综合考虑各种因素，权
35、衡利弊，以取得最优的效果。综合考虑，在本次设计中选择定模的大平面为分型面。42成型零件的工作尺寸与公差计算 所谓成型零件的工作尺寸，是指成型零件用以成型塑件部位的尺寸。成型零件分为两大类：即光滑成型零件和螺纹成型零件。本设计用的是光滑成型零件。成型零件的工作尺寸要保证所成型塑件制品的尺寸，工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约。影响塑件尺寸精度的因素很多，而且十分复杂，如模具的制造误差及模具的磨损；塑料成型收缩率的偏差及波动；溢料飞边厚度及其波动；模具在成型设备上的安装调整误差；成型方法及成型工艺的影响等。因此塑件尺寸难以达到高精度。在本设计中零件的尺寸精度为IT12。 为计算简便起见，规定凡是孔
36、类尺寸均以其最小尺寸做为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，公差为负。 该成型零件工作尺寸计算采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均质磨损量来进行计算。 查表得ABS的收缩率为S=0.3%0.8%，S=(0.3%+0.8%)/2=0.55%.平均收缩率为考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取=/3。塑料制品的几何尺寸分别为凹模尺寸、型芯尺寸、中心距尺寸。其中凹模尺寸可分为径向尺寸和深度尺寸。型芯尺寸可分为径向尺寸和深度尺寸。显然凹模尺寸属于包容尺寸，当凹模与与塑料熔体或制品之间产生摩擦磨损后，该类尺寸有增大的趋势。型芯尺寸属于被包容尺寸，当型芯与塑料熔体或
37、制品之间产生摩擦后，该类尺寸具有缩小的趋势。中心距尺寸一般指成型零件上某些对称结构之间的距离，如孔间距、型芯间距、凹槽间距和凸块间距等，这类尺寸通常不受摩擦磨损的影响，因此可视为不变的尺寸 对于上述凹模、型芯和中心距三大类尺寸，可分别采用三种不同的方法进行计算。在计算之前，有必要对它们的标注形式及其偏差分布做一些规定。（1）制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值；与制品外形相对应的型芯尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。（2）制品的内形尺寸采用单向负正偏差，名义尺寸为最小值；与制品外形相对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。（3）制品和模具上的中心距均采用双向等值正、负偏差
38、。它们的基本尺寸为平均尺寸1型腔径向尺寸的计算型腔径向尺寸计算公式为L=(L+ L S%) 2P113表4-7 （4-1） 式中 所以 L=(L+ L S%) = = mm = =mm =mm =2 型芯的径向尺寸的计算型芯的径向尺寸计算公式为 2P113表4-7 （4-2） 所以 = = = = = = = =3型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸计算公式为 2P113表4-7 （4-3） 所以定模型腔深度 = =凹模型腔深度 = = = = = =4型芯高度尺寸计算型芯高度尺寸计算公式为 2P114表4-7 （4-4） 所以 = = = = = =4.3 侧壁厚度及底板厚度计算塑料模型腔在成型过程
39、中承受着塑料熔体的高压，可能由于侧壁或底板的强度不足而产生塑性变形甚至破裂；也可能由于侧壁和底板的刚性不足而产生过大的弹性变形，造成溢料飞边过大及塑料制品的精度降低和脱模困难。型腔的强度和刚度是型腔应具备的两项机械性能，但根据实际应用的情况应有所侧重。对于大规格的型腔，刚度是主要的；对于小规格的型腔，强度则是主要的。型腔的强度计算，是以型腔在各种受力条件下的应力值不超过其材料的许用应力为前提；而刚度的计算的前提是：型腔受压时所产生的弹性变形，不会造成不应有的溢料飞边和制品尺寸精度超差，也不会造成由于最大弹性变形值大于塑料制品的收缩值而使制品不能脱模或强制推出时使之划伤或破损。允许的型腔弹性变形
40、值，从防止过量溢料飞边考虑，对于低粘度的塑料（聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等）应不大于0.0250.04mm；对于中等粘度的塑料应不大于0.05mm；对于高等粘度塑料应不大于0.060.08mm.从保证塑料制品精度方面考虑，允许的型腔弹性变形值应不大于制品公差的，一般在0.0250.05mm范围内，视制品尺寸和公差等级而定。在本设计中模具型腔结构形式为圆形整体型腔。整体式圆形型腔因受底板约束，在熔体压力下，沿侧壁高度不同点的变形情况不同，距底部越远变形越大。表4-1 型腔侧壁及底板厚度计算2表4-8模具结构形式计算内容按刚度条件计算按强度条件计算圆形整体型腔侧壁厚度s地板厚度表4-2 常用塑
41、料值选取范围2表4-9粘度特性塑料品种值允许范围/mm高粘度PC 、PPO、PPD 、HPVC0.060.08低粘度PA、PE、PP0.0250.04中粘度PS、ABS、PMMA0.040.05在本次设计中模具的材料为碳刚，材料的许用应力为1000-1200，材料的弹性模量为.1. 型腔侧壁厚度的计算（1）侧壁厚度按刚度条件来算7.07 2P114表4-8 （4-5） （2）侧壁厚度按强度条件来算 2P114表4-8 （4-6） 2.型腔底板厚度的计算（1）底板厚度按刚度条件来算 =12.7 2P114表4-8 （4-7） （2）底板厚度按强度条件来计算 =6.4 2P114表4-8 第5章 脱模机构的设计5.1脱模力的计算注射成型的每一循环中，塑件必须从模具的型腔或型芯上脱出。完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构或脱模装置。 将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。 计算脱模力时应考虑以下方面：1 由收缩包紧力造成制品与型芯的摩擦阻力，该值应由实验确定。2 由大气压力造成的阻力。3 由塑料黏附力造成的脱模阻力。4 推出机构运动摩擦阻力。此外，理论
