895191576安全帽注塑模具及注塑模腔三维造型CADCAM毕业设计论文.doc

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1、目 录目 录.中文摘要.2ABSTRACT.3第 1 章 绪论4第 2 章 零件材料的选择及材料性能分析42.1塑料制品的设计依据及选材依据42.2塑件体积估算52.3塑件质量计算5第 3 章 注射机的选用及校核53.1注射机的选用53.1.1按生产率53.1.2按成型条件53.1.3按制品体积53.2注射机有关工艺参数的校核63.2.1注射压力的校核63.2.2锁模力的校核63.2.3模具闭合厚度的校核63.2.4开模行程校核7第 4 章 浇注系统设计74.1按制品特点选择浇注形式74.2浇口套的设计84.3定位圈的设计8第 5 章 成型零件的设计85.1型腔数的确定85.2成型零件的结构设

2、计85.2.1凹模（型腔）结构设计95.2.2 凸模（型芯）结构设计95.3分型面的确定95.3.1确保塑件表面要求95.3.2考虑锁模力95.3.3考虑模板间95.3.4便于排溢.95.4成型零件工作尺寸的计算95.4.1型腔内径尺寸的计算.95.4.2型腔深度尺寸的计算（凹模深度计算）.105.4.3型芯径向尺寸的计算（凸模径向尺寸）.105.4.4型芯高度尺寸的计算.105.5模具型腔侧壁和底板厚度的计算115.5.1侧壁的理论宽度计算.115.5.1.1按刚度计算.115.5.1.2按强度计算.125.5.2型腔的理论底部厚度计算.125.5.2.1按刚度计算.125.5.2.2按强度

3、计算.125.6模板设计12第 6 章 合模导向机构的设计136.1导柱直径的计算及选用136.2导套的选用14第 7 章 脱模机构的设计157.1结构形式设计157.2顶杆布置形式157.3 脱模力的计算157.4 推杆长度计算167.5 推杆强度计算与应力校核167.5.1 圆形推杆直径167.5.2 推杆应力校核167.6 推板厚度计算17第 8 章 排溢、引气系统的设计178.1 排溢设计178.2 引气设计17第 9 章 冷却系统的设计179.1冷却通道的理论计算189.1.1热量计算189.1.2 冷却水量和管径的计算.18第 10 章 侧向分型与抽芯机构设计1910.1侧向分型与

4、抽芯机构的选用1910.2抽心距的计算1910.3抽芯机构各尺寸的确定1910.4抽芯力及抽芯所需开模力的计算2010.4.1抽芯力的计算 2010.4.2抽芯所需开模力的计算2010.5型芯结构布置设计及其它部件选材20第 11 章 模架选择21第 12 章 模腔三维造型CAD/CAM2112.1 构建零件实体造型2112.2 模腔分模2112.3 模腔模拟加工2212.3.1 零件的粗加工 2212.3.2 零件的精加工 2212.4 生成NC文件22鸣 谢23参考文献24中英文摘要本文主要讲述了安全帽注塑模的设计。内容包括制品材料的选择及材料性能的分析、注射机的选用、浇注系统、成型零件、

5、冷却系统和抽芯机构的设计等部分。除此之外，还包括模具型腔的CAD/CAM部分，并利用先进软件将其加工部分直接生成NC文件。本文强调利用现代计算机辅助设计制造技术，运用了Pro/E、CAXA等国内外著名软件进行辅助设计。既保证了产品的质量，还大大地提高了制造生产率，缩短了产品更新的周期。关键词：安全帽；注塑模；CAD/CAM。AbstractThis text mainly narrates the design of injection mould for a safety helmet, including the selection of product material and its

6、property analysis, the selection of injection machine, the design of feed system, shaping part, cooling system and core pulling, etc. Besides this, it also covers the CAD/CAM for the mold cavity, and generating G-Code instructions for CNC machine by the advanced software. In this text, the author em

7、phasizes the use of modern computer assisted design and manufacturing technology, and apply some famous software, such as Pro/E, CAXA, to design. Through this, it not only guarantees the performance, but also raises working efficiency greatly and shortens the production cycle.Key Words: safety helme

8、t; injection mould; CAD/CAM.安全帽注塑模具及注塑模腔三维造型CAD/CAM专业：模具设计与制造 第1章 绪论这是一篇关于安全帽注塑模具设计及模腔三维造型CAD/CAM的毕业设计说明书。随着塑料工业的发展，塑料注射模已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一。实际上，塑料制品是目标，塑料注射模是实现目标的一种手段，所以不能“孤立地为模具而只考虑模具”，应从系统工程角度出发，把塑料注射模作为塑料注射成型加工系统中的一个环节，这样在设计与制造塑料注射模时，就应把这个系统中的其他环节作为塑料注射模设计与制造的考虑因素。本文从零件出发，详细讲述了模具设

9、计各部分，直到模腔三维造型的仿真加工完成这整一个过程。第2章 零件材料的选择及材料性能分析2.1 塑料制品的设计依据及选材依据安全帽、安全带、防护网，被称为施工安全防护的“三宝”。建筑工地的环境比较复杂，漏洞比较多，佩戴安全帽，可以防止落物，又可以防止碰撞。很多事故案例表明，关键时候安全帽会发挥很大的作用。因此对安全帽的性能要求就很明确：硬度高,不破損,不擦傷。其使用要求也较高：不仅漂亮潇洒、造型美观，而且完全符合国标GB2811-89要求。经过+50-10，高低温及淋水处理后，冲击吸收性能，耐穿透性能，刚性强度，电绝缘性能，均能达到或超过安全使用要求。本设计帽壳采用昂贵的日本进口超高抗冲AB

10、S工程塑料，弹性好，强度高，安全性能特好。加宽帽沿加强肋，使帽壳整体更坚固。帽壳前后还有透气孔，佩戴起来通风，使人感觉舒适。ABS（Acrylonitrile/butadiene/styrene compolymer）即为在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为改性共聚物，也可称为改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯优越的使用性能和工艺特性。其流动性中等，随温度变化较大：料温高则流动性增大。所以成型时宜调节温度来控制流动性。模具设计时应根据所用塑料的流动性，选用合理的结构。成形时也可控制料温、模温及注射压力、注射速度等因素来适当地调节成型需要。其具体的成型条件如下表1所示：表1：ABS塑料

11、成型条件适用注射机类型密度(g/cm)注射压力(MPa)螺杆转速(r/min)计算收缩率(%)模具温度(0C)预热吸水率24h(%)拉伸屈服强度(MPa)抗拉屈服强度(MPa)喷嘴温度(0C)螺杆柱塞式均可1.031.0760100300.30.85080温度0C时间/h0.31800501701808085232.2 塑件体积估算按制品尺寸要求在 “CAXA制造工程师”软件画出零件实体，然后点击 “工具”“查询”“零件属性”即可得出制品所需的塑件体积为297285.996。2.3 塑件质量计算ABS的密度为1.031.07 g/cm 取=1.05 g/cm塑件质量M=V=1.05 g/cm2

12、97285.996 cm=311.85 g第3章 注塑机的选用3.1 注射机类型的选择3.1.1 从生产率考虑依本产品的生产纲领（大批量生产），为提高生产率，拟选用卧式注射机。其优点如下：开模后塑件按自重落下，便于实现自动化操作；螺杆式注射装置塑化能力大、均匀，注射压力可达70008000，压力损失小，塑件内压力、定向性小，减少变形和开裂倾向。3.1.2 从制品材料的成型条件从制品材料的成型条件知其适用注射机类型为螺杆式或柱塞式均可。柱塞式注射机结构简单，使用方便，通过料筒和活塞达到塑化与注射两个基本作用。但控制温度和压力比较困难。螺杆式注射成型机由一个螺杆和一个料筒组成。塑料依靠螺杆在料筒内

13、的转动而加热塑化，提高了注射成型质量，并可增大注射量，扩大了注射成型塑料的范围。因此得到了广泛的应用。3.1.3 由制品体积计算注射机的最大注射量 设计模具时，应使成型制品每次所需注射量总量小于注射机的最大注射量。即式中： 塑件与浇注系统的体积（）； 注射机的注射量（）； 最大注射容量的利用系数。 而由上知为297285.996（合297.3，所以可得：/通过计算可得：371.6。综上所述，只能选择螺杆式注射机（60）。结合本国国情，初选国产XS-ZY-1000型卧式注射机。该注射机的主要技术参数如下表2所示：表2：XS-ZY-1000型卧式注射机主要技术参数最大理论注射量（）注射方式最大开模

14、行程注射速率（g/s）最大模具厚度（）螺杆直径（）最小模具厚度（）注射压力（Mpa）锁模力（KN）模具定位孔直径（mm）喷嘴球半径（）1000螺杆式7007070070300108004500150183.2注射机有关工艺参数的校核3.2.1注射压力的校核塑件成形所需的注射压力应小开或等于注射机的额定注射压力，其关系按下式校核式中 塑件成型所需的注射压力（Mpa） 所选注射机的额定注射压力（Mpa）已知 =60100(Mpa); =10800（Mpa）所以满足3.2.2 锁模力的校核模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下式校核：（）式中 安全系数，常取=1.11.2，这

15、里取值1.1;熔融塑料在型腔内的平均压力（。根据经验，型腔内平均压力常取2040。这里取30；A塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm）；注射机额定锁模力。 已知A 式中 a椭圆长半轴，取140mm; b椭圆短半轴，取130mm， 所以 A=即： F所选注射机的锁模力F=4500 1886.84 ,所以所选注射机满足锁模力要求。3.2.3 模具闭合厚度的校核模具闭合时的厚度在注射机，动、定模板的最在闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按下式校核：式中 注射机允许的最小模具厚度（mm）模具闭合厚度（mm）注射机允许的最大模具厚度(mm)已知= 300 mm，=700 mm，初步可设=式中 定模

16、的高度，比制品高度高，初取为200mm； 推杆行程，比制品高度略高，初取为170mm； 动模不包括制品型腔部位的高度，初取为40； 其他厚度包括动定模板厚度、支承板厚度等，取为200mm。代入上述数据可得：=200+170+40+200=610(mm)所以模具闭合时的厚度能满足要求，即：=300=610=700（mm）3.2.4 开模行程校核：式中脱模距离（），这里为157.5；包括浇注系统在内的制品高度（），这里为190；注射机开模行程（即移动模板行程）（）。已知所选注射机最大开模行程=700,故而可知157.5+190+5.5353（）,能满足要求。液压机械式锁模机构的最大开模行程由连杆机

17、构的最大行程决定。而与模具厚度无关。第4章 浇注系统的设计浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴到型腔的必经通道，它直接关系到成型的难易和制品的质量，是注射模设计中的重要组成部分。其作用是使熔融塑料平稳、有序地填充到型腔中去且把压力充分地传递到各个部位，以获得组织致密、外形清晰、美观的制品。4.1 按制品特点选择浇注形式安全帽的结构特点是大而深的壳体零件。为此拟定直接浇口类型。直接浇口是直接和主流道连接，由主流道直接进料。由于浇口尺寸大，熔体压力损失小，流动阻力小，进料快，容易成型，适用于任何塑料。因流程短，压力传递好，熔体从上端流向分型面（底端），有利于排气和消除熔接痕。由直浇口的特点（加工薄壁塑件

18、时，浇品根部的直径最多等于塑件壁厚的两倍）确定浇品根部直径为。主流道的一端常设计成带凸台的圆盘，其高度为510mm，这里定为8mm，并与注射机固定模板的定位孔间隙配合。衬套的球形凹坑尝试常取35mm，这里取4mm。半锥角，这里取。主流道大端处应呈圆角，其半径常取，这里取2mm。已知注射机相关参数如下：注射机固定模板的定位孔半径R=75mm,机床喷嘴孔径，喷嘴圆弧半径，那么浇口套主要尺寸可计算得：,。如附图1所示。在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度L尽量短，否则将会使主流道凝料增多，塑料耗量大，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型通常主流道长度L可小于或等于60mm。4.2 浇口套

19、的设计由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流 附图1 道衬套，以便选用优质钢材（如T8A等）单独加工和热处理（硬度为5357HRC），或用45，50，55等钢表面淬火（55HRC）。其主要作用是：第一,使模具安装时进入定位孔方便而在注塑机很好地定位，与注塑机喷嘴孔吻合，并能经受塑料的反压力，不致被推出模具；第二,作为浇注系统的主流道，将料筒内的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通地到达型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方便。4.3 定位圈的设计 其直径D为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔走私确定。直径D一般比注射

20、机定位孔直径小0.1以便于安装。定位圈一般采用45或Q235钢。用两个以上的M6-M8的内六角螺钉固定在模板上。第5章 成型零件的设计5.1 型腔数的确定根据制件的几何形状、材料、注射类型及生产批量通过经验图确定型腔数为单腔；为避免出现飞边，要求注射压力以及锁模力作用在主流道中心。5.2 成型零件的结构设计5.2.1 凹模（型腔）结构设计凹模是成形塑件外形的主要部件，结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。本设计中的制品形状比较简单，宜设计成完全整体凹模，其特点是强度、刚度好，结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好。5.2.2 凸模（型芯）结构设计凸模是成型塑件内形的成型零件，型芯是

21、成型塑件上孔的成型零件，两者并无严格的区别。分析制品的形状特点：四周均布有4个方孔，两侧有48个小孔。故而应设计成完全整体式凸模+局部镶拼嵌入，即在大凸模上又局部镶拼嵌入了小凸模。48个小孔的型芯与模板的连接方式见下图示。5.3分型面的确定从制品的形状出发，确定分型面主要从以下四个方面进行考虑：5.3.1 确保塑件表面要求：分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求，而且分型面处所产生的飞边应容易修整加工。5.3.2 考虑锁模力：尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。模具的分型面尺寸在保证一定的型腔不溢料边距的情况下，应尽可能减小分荆需接触面积，从而可以增加分型面的接触应力，防止

22、溢料，并简化分型面的加工。5.3.3 考虑模板间距：该塑件的高度为160mm，而底 附图2 面椭圆尺寸为280mm260mm。故选择高度方向可将模板间距减小到最小。5.3.4 便于排溢：为了有利于气体的排出，分型面尽可能与料流的末端重合。综上四点，根据制品的形状，应选用单分型面，以制品的最大端面作为分型面。如附图2所示。5.4 成型零件工作尺寸的计算制品尺寸能否达到图纸尺寸要求与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大的关系。成型零件工作尺寸的计算有很多，这里以塑件平均收缩率为基准的计算方法计算成型零件的工作尺寸。计算模具成型零件最基本的公式为：式中模具成型零件在室温（20） 时的尺寸（）；塑料制品在

23、室温时的尺寸（）；塑料的平均收缩率，对于ABS为0.5%0.8%，这里取0.6%5.4.1 型腔内径尺寸的计算模具的开腔内径尺寸是由制品的外径尺寸所决定。设制品的外径名义尺寸为D是最大尺寸，其公差为负偏差（如非应进行转换）。制品的平均径向尺寸取（D。考虑到收缩率，其收缩量为（D。设型腔内径名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差，则其平均值为+。考虑到型腔工作过程中最大磨损量，取平均值为，则有：+（D+（D对于中小型制品，可取，代入上式，得：+（D+（D对上式化简可得：D+D因为与其它各项相比很小，可略去，加上制造偏差，则得模具型腔内径计算公式为：（D+D）（）式中 型腔的内径尺寸（）；D制品的最大

24、尺寸（）；制品公差，这里取0.48；塑料的平均收缩率（%），这里取0.6%；3/4系数，可随制品精度变化。一般取0.50.8之间。若制品偏差大则取小值，若制品偏差小则取大值。这里取0.6；模具制造公差，一般取（1/61/4）。这里取0.2。由上式易得：制品总长： （280+2800.60.48）281.4（）；椭圆短轴长：（205+2050.60.48）205.9（）；椭圆长轴长：（226+2260.60.48）227.1（）。同理可得如下计算公式，推导过程从略。5.4.2 型腔深度尺寸的计算（凹模深度计算）式中型腔深度尺寸（）；制品高度最大尺寸（）。其余参数同上。代入各数据可得：（160+1

25、60）160.6（）。5.4.3 型芯径向尺寸的计算（凸模径向尺寸）（）式中型芯外径尺寸（）；制品内径最小尺寸（）。代入各数据可得：椭圆短轴长：（200+200201.5（）；椭圆短轴长：（221+221222.6（）。5.4.4 型芯高度尺寸的计算式中型芯高度尺寸（）；制品深度最小尺寸（）。代入各数据可行：（157.5+157.5158.8（）。5.5 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 塑料模在注射成型过程中，由于注射成型压力很高，型腔内部承受熔融塑料的巨大压力，这就要求型腔要有一定的强度和刚度，如果模具型腔的强度和刚度不足，则会造成模具的变形和断裂。实践证明，在型腔壁厚计算中，对于大尺寸型腔来

26、说，刚度是主要矛盾，应按刚度计算；对于小尺寸型腔而言，因为在发生大的弹性变形以前，其内应力往往超过许用应力，所以强度是主要矛盾，应按强度计算。但由于分界尺寸不明确，故只好刚度、强度均作计算值并取其大值。5.5.1 侧壁的理论宽度计算5.5.1.1 按刚度计算A 求系数c:C= 式中 c系数；h凹模型腔的深度（cm）；凹模型腔的宽度（cm）；注：计算c时，先确定h，的值，然后单击h/文本框，再单击c文本框自动通过曲线图计算出系数c。 因为h=15.75 cm, =22.6 cm。代入可求得c=0.1315B 求系数= 式中 系数； 凹模型腔短边长度（cm）； 凹模型腔长边长度（cm）；注：计算时

27、，先确定，的值，然后单击/文本框，再单击文本框自动调用曲线图计算出系数。 因为=21.6cm;=22.6cm.。代入可求得= 0.6053.C 求凹模侧壁的理论宽度b=h式中 b凹模侧壁的理论宽度（cm）； h凹模型腔的深度（cm）； p凹模型腔内的熔体压力（MPa）； y凹模长边侧壁的允许弹性变形量（cm）； 一般塑件 y=0.005； 精密塑件 y塑件壁厚的成形收缩量； 尼龙塑件 y=0.00250.003；c系数系数E钢材的抗拉弹性模量，一般中碳钢E=2.1 MPa； 预硬化塑料模具钢 E=2.2因为h=15.75cm,p=30MPa,y=0.005cm。代入可求得： b=7.14cm=

28、71.4mm5.5.1.2 按强度计算式中 凹模型腔内孔半径，为110mm； 材料许用应力，为320； 其余参数同上。代入计算可得：b=12.03mm。所以应取71.4mm。5.5.2 型腔的理论底部厚度计算5.5.2.1 按刚度计算各参数同上。代入可得：h=41.25mm。5.5.2.2 按强度计算各参数同上。代入可得：h=29.17mm。所以应取h=41.25mm，但是由于型腔还有定模固定板支承，故其不会悬空，因而可不必取这么厚尺寸，与定模固定板联结总尺寸大于41.25mm即可。5.6 模具钢的选择5.6.1 选择模具钢的原则5.6.1.1 塑件的生产批量模具是高效率的生产工具。每一付模具

29、的使用寿命，直接关系到制件的成本。而每一种产品的预计产量，又因市场需求而定。在考虑设计模具时，除了每模的型腔娄之外，就要考虑其使用寿命。最理想的情况是当模具寿命终了时，该产品正好退出市场。但这实际很难推断，因为市场需求是变化莫测的。批量小，则对钢材的要求可以低些；而批量大时，必须选择优质钢材，以延长使用寿命而避免重复制做模具。5.6.1.2 塑件的尺寸精度塑件的尺寸精度，有50%取决于模具。而模具的制造精度及耐磨损性能又决定制件的合格率。对于要求高精度（SJ137278的3、4级精度）以及超高精度（SJ137278的1、2级精度）的塑件，既使产量极低，也应选用优质模具钢。5.6.1.3 制件的

30、复杂程度制件越复杂，型腔的加工就越难，因而必须选用切削性能好的钢材。制件复杂程度高，表现在制件图样上的尺寸数目多，加工部位多。因而加工的应力变形必须考虑。5.6.1.4 制件的体积大小制件越大，型腔的切削量也越大。用大吃刀量切削时，切削应力也大。因而对于大制件的模具最好选用易切钢。制件小时，型腔体积小，所用的刀具（主要是铣刀）强度低，切削量很小。选择钢材时应选用质地均匀，合金碳化物分布细而均称的钢材。小模具多先作预硬化处理后加工，要考虑加工的可能性。5.6.1.5 制件的光观要求塑件如为外观装饰件，则表面的质量好坏能很大程度上影响产品的销售，凡对塑件外观有严格要求的塑件，最好选用真空熔炼或电渣

31、熔炼钢，以达到最好的型腔抛光效果。5.6.2 本设计模具钢的选择基于上述各个原则并逐次考虑之，结合制件为大批量生产、塑件尺寸精度要求较高、制件形状相对简单、体积较大以及制件要求外观比较光滑等特点，从经济性、加工性等方面进行综合考虑，本设计决定选用3Cr2Mo(P20)模具钢。3Cr2Mo(P20)属预硬化钢，为我国引进美国通用的塑料模具钢，预硬化后硬度HRC3638。用于中、小型热塑性塑料注射模。真空熔炼的品种可以抛光成镜面光泽。抗拉强度约为1330。第6章 合模导向机构的设计注射模的导向机构平方根有导柱导套导向和锥面定位两种类型。导柱导套导向机构用于动模和定模的开合模导向以及脱模机构的运动导

32、向。因生产批量大，采用导柱与导套配合的导向类型。导柱固定孔直径与导套固定孔直径相等，便于两孔同时加工，确保同轴度，导柱采用带储油槽阶梯形，其带油槽便于润滑，使用寿命长。6.1 导柱直径的计算及选用因导柱需承受动模的重量，则其直径应先用下式进行估算：式中 每根导柱承受的模板重力（）； 模板重心距导柱根部的距离（）； 材料的弹性模量，。而：=式中 模具钢的的密度，对于合金钢=； 动模的近似体积（）； 重力加速度，。而=其中为上半球半径，为100mm, 、分别为下半部分近似圆柱体底圆半径和高，其值分别为106mm和60mm, 分别为动模不参与成型部分长方体支承的长、宽和高，其值分别为560mm,43

33、0mm和40mm，分别为动模中空腔圆柱体的底圆半径和高，其值分别为20mm和132mm。代入以上各数据可得：=11605004=11605.004cm ,则=224.6（）所以 =44.6()由1表5-3选有肩导柱（GB4169.5-84），其其主要参数如下：(单位：)材料为20钢，渗碳0.50.8mm厚淬硬到HRC56-60。6.2 导套的选用 附图 3 附图 4由导柱的尺寸查标准GB4169.3-84，得导套的尺寸，选用带头导套I型， 其具体参数如下：(单位：)导套1：导套2：第7章 脱模机构的设计7.1 结构形式设计为提高生产率，本设计采用机动脱模，即应用注射机的液压顶出装置或机械顶出机

34、构，在模具开模后，通过模具中的顶出机构将塑件从模具中脱出。本脱模机构采用异型顶杆、顶出固定板和顶出板组成的顶出机构。开模时，塑件滞留于动模，模具开启后使塑件及浇品凝料滞留于带有脱模装置的动模上，以便模具脱模装置在注射机顶杆的驱动下完成脱模动作。7.2 顶杆布置形式顶杆的顶出位置应该设在脱模阻力大的部位。在型芯内部设置顶杆时，应尽量靠近侧壁而且要均匀分布。顶杆距离侧壁一般为3mm以上。因塑件顶部有加强筋，故而应在筋的底部增设顶杆，以防止塑件局部产生裂纹。顶杆与型芯顶杆孔的配合一般为H8/h7,配合长度一般为顶杆直径的（1.52）倍，但至少不小于15mm。7.3 脱模力的计算经过注射机的高压注射塑

35、料在模具内冷却定型，此时塑料收缩将型芯包紧，这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的，此外还有不通孔带来的大气压力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及机构本身运行时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大，脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。由t/D=2.5/226=1/90.41/20(塑件壁厚与其内孔直径之比)，所以应按薄壁塑件来计算脱模力：式中 脱模力（）； 塑料的拉伸模量，为2000； 塑料成型的平均收缩率,为0.6%； 塑件的壁厚,为2.5； 被包型芯的长度，为157.5； 脱模斜度（）,一般为12,这里取1； 塑料与钢材之间的摩擦系数，为0.3； 塑料的泊松比，对于ABS为0.35；

36、由和决定的无因次系数，约等于1。 塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（），当塑件底部有通孔时，10视为零。这里=所以可得： =11981.37.4 推杆长度计算推杆总长度：式中 凸模的总高度，为188；动模垫板的厚度，为80；顶出行程，为175；顶杆固定板的厚度，为20富裕量，一般为（0.050.1），这里取0.08;顶出行程富裕量，一般为36，这里取4，以免顶出板直接顶到动模垫板。代入上述各数据，可得推杆总长度：=467.08 ,取468。7.5 推杆强度计算与应力校核7.5.1 圆形推杆直径式中 圆形推杆直径（cm）； 推杆长度系数0.7; 推杆长度，为46.8cm; 推杆数量,定为4

37、根； 推杆材料的弹性模量（），钢 =； 总脱模力，为11981.3N。代入各数据可得圆形推杆直径：=0.64cm=6.4mm。因推杆比较长，应适当增大其直径以提高其刚度。由1表5-10选择推杆尺寸（GB4169.184）如下（单位：）：因推杆需参与成型，故应做成异型推杆，经上述标准修补而成。7.5.2 推杆应力校核式中 推杆应力（）； 推杆钢材的屈服强度，对于45钢，=32000。所以 =（）,能保证推杆的正常工作。7.6 推板厚度计算式中 H推板厚度（cm）；L推杆间距，为9.6cm；Q总脱模力，为11981.3N；E钢材的弹性模量，对于45钢为E=2.110N/cmB推板宽度，为36cm；

38、y推板允许最大变形量，为0.005cm。代入以上各数据，可算得：H=7.615cm=76.15mm，取80mm。第8章 排溢、引气系统的设计8.1 排溢设计模具型腔在塑料充填过程中，除了型腔内原有的空气外，还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体尤其是在高速注射成型时，考虑排气是很必要的。一般是在塑料充填的同时，必须将气体排出模外。否则，被压缩的气体所产生的高温，引起塑件局部碳化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低，甚至阻碍塑料填充等。为了使这些气体从型腔中及时排出，可以采用开设排气槽等办法。排气槽应开设在型腔最后被充满的地方。这里利用分型面的配合间隙排气。8.2 引气设

39、计本设计制品为深腔壳形塑件,注射成型后,整个型腔由塑料填满,型腔内气体被挤出,此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空。当塑件脱模时，由于受到大气压力的作用造成脱模困难，如采用强行脱模，势必使塑件发生变形或损坏，影响塑件质量。本设计中，除了四根顶杆的间隙可以引气之外，在动模也有四个镶块（用螺钉联结）,其间隙可作引气之用。第9章 冷却系统的设计一般注射到模具内的塑料温度为200C左右,而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在600C以下。热塑性颜料在注射成型后,必须对模具进行有效的冷却,使熔融塑料的热量尽快传给模具,以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模,提高塑件定型质量和生产效率。冷却介质采用

40、冷却水,这是因为水的热容量大,传热系数大,成本低,且低于室温的水也容易取得.用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道,利用循环水将热量带走,维持恒温。9.1 冷却通道的理论计算9.1.1 热量计算模具的热量是由辐射传热、对流散热、向模板的传热和与注射喷嘴的传热等很多因素综合作用的结果。要精确计算是十分困难的。现仅考虑冷却介质在管内强制对流的散热，而忽略其它传热因素。假设由熔融塑料放出的热量全部付给模具，其热量为 (J/h)式中 每小时注射次数（次/小时）； 每次注射的塑料质量（千克/次）； 塑料的比热容（J/kg0C）,查表8-26可得ABS的比热容是1047（J/kg0C）； 熔融塑料

41、进入模腔的温度（0C）； 制品脱模温度（0C）。每小时注射次数与注射周期有关，而注射周期（每两次闭模的时间间隔）包括：式中 充模时间，查表5-49得=6.8s; 升压及保压时间，=,当壁厚s=2.5mm时，代入可得=4.5s; 冷却时间，对于ABS塑料，查表5-51得壁厚为2.5mm时=13.7s； 其余时间，包括脱模取件及开闭模时间。这一段时间基本上与模内塑件的冷却无甚关系。因而时间不能固定，与人为因素有关系，所以计算冷却系统时，可不考虑。代入上述数据可计算得： 所以可得每小时注射次数为：，查可得其余各项值如下：=316.3千克/每次，=1900C ，=550C。所以可得：6437868.98（J/h）9.1.2 冷却水量和管径的计算冷却时所需要的冷却水量:式中 通过模具的冷却水质量（）； 出水温度（0C），这时定为400C； 进水温度（0C），这里定为室温200C； 导热系数（J/0C），查表8-26可得ABS的导热系数为1055 J/0C。 代入各数据可得：=（）根据冷却水处于湍流状态下的流速与水管道直径的关系，确定模具模具冷却水管道直径。因为 故有 式中 通过模具的冷却水质量（）； 管道内冷却水的流速，一般取0.82.5m/s,这里取1.5m/s； 水的密度，10。所以可得：=，