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摩托车灯罩零件的成工艺及塑料模具设计

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43

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毕业设计论文

设计/论文题目:摩托车灯罩零件的成型工艺
及塑料模具设计
班 级：
姓 名：
指导老师:
完成时间：

毕业设计(论文）任务书

系 部：
专 业：
学生姓名: 学 号：
设计(论文）题目: 摩托车灯罩注塑模设计

起 迄 日 期:
指 导 教 师：

毕 业 设 计（论 文）任 务 书
1．本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的：
该课题来源于某摩托车厂的灯罩零件.
在完成该课题之前，应对注塑工艺生产较为熟悉，能熟练掌握相关设计手册的使用，能独立完成一套模具的设计及模具主要工作零件加工工艺的编制，能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。
2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等)：

（1）塑件的结构工艺分析；
（2）摩托车灯罩注塑模设计，绘制模具总装图一张；
（3)画出非标准件零件的零件图；
（4）编写设计说明书一份；
（5)编制主要零件加工工艺过程卡.
原始资料：
塑件图及其尺寸如右图所示，
材料：PP
生产批量:大批量生产

表格清单

表3—1 模板初选尺寸
表3—2 校核后模板尺寸
表1 型腔机械加工工序卡
表2 型芯机械加工工序卡

毕业设计/论文说明书目录
绪 论 1
第1章 任务来源及设计意义 5
1。1 设计任务来源 5
1。2 设计目的及意义 5
第2章 模塑工艺规程的编制 6
2。1 塑件的工艺性分析 6
2.2 计算塑件体积和质量—-————————--—-— 8
2.3 塑件注塑工艺参数的确定----—-—--—-————-- 8
第3章 工艺方案的确定 9
3.1 确定模具型腔数目—---———————————----—-—--9
3。2 分型面的选择 9
3.3 确定型腔的布置方式 10
3。4 确定浇注系统—-—-—-———--————-——--——----- 10
3.5 确定脱模方式—-—--——---——---——-—--——--——-—---—-----——— 13
3。6 确定调温系统结构-———-—-—--——-—-———————--13
3.7 确定排气系统的形式————-----—-——------—--14
3。8 选用标准模架—----——---———----—--——-—--——14
3。9 成型零件的结构设计--——--——---—-—--——-—-—14
3。10结构与辅助零部件设计——————-—--—-——————-—-14
第4章 模具结构及成型设备的选择 16
4。1 型腔及型芯工作尺寸的计算—--—--—-—--———--16
4.2 侧壁厚度和底板厚度计算 19
第5章 模具闭合高度的确定 20
第6章 注塑机有关参数校核 21
第7章 绘制模具总装图和非标准零件工作图—-—-----— 22
第8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制—-———-—— 23
第9章 模具的安装与调试 25
9。1 模具的安装-—----———---————-——-——--——--- 25
9。2 模具的调试————---—-——-——-—-———--—--——-- 26
设计总结 27
致谢 ----—--——-———-——-———-—-—----——-———-——--—--- 28
参考文献 29

前 言
在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具也提出了越来越高的要求,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。
我国塑料模具工业和今后的主要发展方向：
1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。
2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术.CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件； CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广 4、开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。
5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。
6、应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。
7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或扫描仪实现逆向工程是塑料模具CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提.
第一章 塑件分析与模具材料和注射机的选取
第一节 塑件结构和技术要求的分析
一、塑件结构分析
由塑件零件图可见,在塑件的左右两边各有一个小孔，正前方有一个大孔,顶部亦有一通孔,而内侧则有一个挂勾.在大孔的一面有一个脱模斜度，塑件的内表面粗糙度要求比较底,而外表面则要求有比较高的光泽度，因此要对型腔表面进行抛光。
二、塑件零件图技术要求分析
由塑件零件图中的技术要求可见，此零件材料为聚丙烯,批量生产，塑件精度为5级,各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度就已经满足要求。因为塑件是批量生产，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高.
第二节 塑料材料的成型特性与工艺参数
由摩托车前灯罩零件图中的技术要求可知，塑件材料为聚丙烯，其特点如下:
一、基本特性
聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为0.90～0。96/cm3。它不吸水,光泽好，易着色。屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。聚丙烯熔点为164～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌.其低温使用温度达-15℃，低于—35℃是时会脆裂.聚丙烯的高频绝缘性能好。因不吸水，绝缘性能不受湿度的影响.但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂.
二、成型特点
成型收缩范围大,易发生缩孔、凹痕、及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80℃左右，不可低于40℃,否则会造成成型塑件表面光泽度差或产生熔接痕等缺陷.温度过高则会产生翘曲现象。
三、塑件注塑工艺参数的确定
查找相关文献和参考工厂实际应用的情况，PP的成型工艺参数可做如下选择：(试模时，可根据实际情况作适当调整）
注塑温度：包括料桶温度和喷嘴温度。
料桶温度：后段温度选用160℃
中段温度选用170℃
前段温度选用200℃
喷嘴温度：选用170℃
注塑压力：选用80mp
模具温度：选用70℃
收缩率 ：（0.3~0。8）‰
注塑时间：30s
保 压:选用60mp
保压时间：5s
冷却时间:30s
预 热：（2～3）小时
第四节 注射机的选取
塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量.由零件图知塑件的体积为80 cm3，塑件的质量为76克。(塑件的密度为0.95g/ cm3）。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按的结构方案
第一节 确定塑件在模具中的位置和分型面位置
一、型腔数目的确定
在设计实践中,所确定的型腔数目，既要保证最佳的生产经济性,技术上又要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料制件最佳的技术经济性.因此根据本塑件的形状及尺寸,确定型腔的数目为一模一腔。
二、塑件在模具中的位置和分型面的方案确定
分型面是决定模具结构形式的重要因素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此,分型面的选择是注射模设计中的一个关键.
对于灯罩塑件，预定的几个分型面方案如下：
方案（一)：
其分型面的设计如图2．2．1所示，这种设计方式共有两个分型面，首先在A处分型面进行定距分型，然后在B处分型。

首先在A处分型是因为考
虑到塑件有两个φ10的小孔不能
随型芯直接脱出，所以要对两个
小孔设计侧向抽芯结构.这种方
案的优点如下：
1、 两个分型面分型不会在塑
件表面产生飞边、痕迹。
2、模具便于制造; 图 2．1．1
方案（二):
其分型面的设计如图2．2．2 所示,这种设计方式共有三个分型 面;除了在A、B处有分型面外,另外它还利用了塑件的对称性，在中间多设了一个分型面.在A分型面分型的同时，中间的分型面亦进行分型，型腔板向左右两边移动，在移动了一段距离停止分型后B分型面才开始分型。
这种方案的优点是：通过多设了中间这个分型面后,省去了对=的选择
浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。
因为本塑件不是大型或薄壁塑料制件，所以无需进行流动距离比和流动面积比的校核。
(1）、主流道设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动距离。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属于移损件,对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式(也称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火53~57HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中芯位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线.
主流道衬套形式如图2．2．1所示，图2．2．1 a为主流道与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；图2．2．1 b和图2．2．1 c所示为将主流道衬套和定位圈设计成

a) b） c）
图 2．2．1
两个零件，然后配合固定在模板上.在本设计中，为了安装与拆卸方便,所以采用图2．2．1 b的形式.
（2）、 浇注口位置的选择
模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模之后有时还需修改浇口尺寸。无论采用什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。
预先拟订浇注口位置的设计方案有两种,如图 2．2．2 所示,分别为在I处和II处。根据上面的几项原则来分析：如果开在I处，那就产生浇注口不平衡，而且会影响塑件外观质量，而在II处开浇注口是非常平衡的，也尽量缩短了塑料的流动距离，不影响塑件的外观质量，浇口凝料也易于去除，还能够同时填充满型腔，所以我选择在II处开浇注口。

图 2．2．2
(3）、浇口的选择
浇口亦称进料口，连接分流道与型腔的通道.除直接浇口外，它是浇注系统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。
根据所采取浇口的位置，拟订采用浇口的形式如下：
1、环形浇口 2、轮辐浇口 3、潜伏浇口
形三种浇口的优缺点经比较易见，环浇口凝料去除比较难，增加了工人的劳动强度，所以不采用环形浇口。潜伏浇口的优点比较多，但因为本塑件是摩托车灯罩的内部零件，对塑件的外表面质量及美观效果要求不是很高，只须能保证其一般的尺寸精度就可以了，而轮辐浇口已经满足其设计要求。为了加工的方便性，所以决定采用轮辐浇口。
(4)、分流道设计
要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小。
为便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。
圆形截面分流道因其要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，但这种加工的工艺性不佳，且模具闭合后难以精确保证两半圆对准，故生产实际中不常使用。而梯形截面分流道容易加工，且塑料的热量散失及流动阻力均不大,经过多方面的考虑，在本设计里采用梯形截面的分流道。
（5）、冷料穴的设计
冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为1～1。5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。。冷料穴的各种形式如图所示。图2．2．3 a~c是底部带推杆的冷料穴形式，图2．2．3 a是端部部为Z字形拉料杆形式冷料穴，是最常用的一种形式，开模时主流道凝料被拉料杆拉出，

a） b） c）

d) e）
图 2．2．3

推出后常常需用人工取出而不能自动脱落；图2．2．3 b是靠带倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式；图2．2．3 c是环形槽代替了倒锥形用来拉主流道凝料的形式,b图和c图适用于弹性较好的软质塑料，能实现自动化脱模。图2．2．3 d和图2．2．3e是适用于推件板脱模的拉料杆形式冷料穴。
在比较了这几种冷料穴的特点后，和经过对塑件的结构分析,可能将采用推杆将塑件推出,所以在这里预先选用图2．2．3 b形式的冷料穴。
二、 排气系统的设计
当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体.
注射模具成型时的排气通常以如下四种方式进行：
1、利用配合间隙排气；2、在分型面上开设排气槽排气；3、利用排气塞排气；
4、强制性排气。
在本设计中，利用配合间隙就足以满足排气的需要，所以就无须再设计其它方式排气。
第三节 成型零件的结构设计
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶件、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲杀刷,脱模时与塑件间还发生摩擦。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。
一、 凹模
凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类。
1、整体式凹模 整体式凹模由整快材料加工而成。
2、组合式凹模 组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。
根据以上这些原则和特点，对型腔的设计提出了二种设计方案，其设计结构如下：
方案（一）：
如图2．3．1所示：型腔根据塑件的结构特点，把型腔设计成左右两半拼合式。这样的话，就方便了型腔的加工，降低了加工成本，但由于是两对半式拼合，所以在拼合处塑件会产生痕迹，影响塑件的外观质量，同时使得模具安装困难。

图 2．3．1
方案（二）：
如图2．3．3所示：采用的是整体式型腔结构。它的特点是结构牢固，使用中不容易发生变形,不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于加工困难热处理不方便,整体式凹模常用在形状简单的、中小模具上。
因为塑件表面轮廓简单，而且塑件又不是很大，加工后的模具也不大，为了使得加工简单和节省模具制造成本，所以决定采用整体式凹模.

图2．3．2
二、凸模和型芯
凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件.凸模一般是指成型塑件中比较大的、主要内形的零件，又称主型芯；型芯一般是指成型塑件上比较小的孔槽的零件.
主型芯的结构 主型芯按结构可分为整体式和组合式两种。整体式结构牢固,但不便加工,消耗的模具钢多，主要用于工艺实验或小型模具上的形状简单的型芯。组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同。
在此对型芯的机构提出了两种方案.
方案(一)：
采用整体式型芯，因为采用了整体式型芯，所以对于型芯内的结构布置就容易了许多,如水道、推出机构等的设计，因为塑件两边有凸出的台肩，所以其加工的工艺性就不好。
方案（二）:
经过对塑件的分析，如图2。3.3所示，因为塑件两边有凸出的台肩，所以对其采取镶块处理，这样的话,型芯的加工制造就容易多了，节省了制造成本。
在经过多方面的考虑之后，决定采取方案（二）的型芯结构方式。

图2。3.3

第四节 合模导向机构设计
导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的两件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式,通常采用导柱导向定位。
一、导向机构的作用
1、定位作用 2、导向作用 3、承受一定的侧向压力 4、保持运动的平稳作用。
二、导柱导向机构
导柱导向机构的主要零件是导柱和导套.
(1)、导柱
导柱的结构形式 导柱的典型结构如图2．4．1所示.图2．4．1 a为带头导柱，结构简单，加工方便，用于简单模具。图2．4．1 b和图2．4．1 c是有肩导柱的两种形式,其结构较为复杂，用于精度要求高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱固定孔直径相等，两孔同时加工，确保同轴度的要求。其中图2．4．1c所示导柱用于固定板太薄的场合，在固定板下面再加垫板固定，这种结构不太常用。导柱的导滑部分根据需要可加工出油槽，以便润滑和集尘,提高使用寿命。

a) b) c)
图 2．4．1
在分析了以上三种导柱的特点后，因为本塑件的生产批量比较大,所以决定采用带头导柱与导套配合的导向机构，故导柱采用图2．4．1 b的形式。
（2)、导套
导套的典型结构如图所示。图2．4．2 a为直导套（Ⅰ型导套）,用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；图2．4．2 b和图2．4．2 c为带头导套（Ⅱ型导套），用于精度较高的场合，其中图2．4．2 c用于两块板固定的场合。
在本模具设计中，塑件对模具的精度要求比较高，所以我采用图2．4．2 b（Ⅱ型导套）.
（a） （b) c）
图 2．4．2
第五节 推出机构设计
塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱落的过程，使塑料件从成型零件上脱落的机构为推出机构.经过对塑件的分析采用推杆推出机构。
一、推杆推出机构
推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定,可设计成圆形、矩形等等。其中圆形最为常用,因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆合模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。
合理地布置推杆的位置时推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分布得合理,塑件就不致于变形或被顶坏。推杆应设在脱模阻力大的地方；推杆应均匀布置。采用推杆推出，如图2.5.1所示，利用塑件的两个凸台安置推杆,还有顶部可安置一根。

图2．5．1
二、推出机构的导向与复位机构设计
为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后，推出元件能回到原来的位置,通常还需要设计推出机构的导向与复位装置。
（1）、导向零件
推出机构的导向零件,通常由推板导柱与推板导套组成，简单的小模具也可由推板导柱直接与推板上的导向孔组成.导向零件使各推出元件得以保持一定的配合间隙，从而保证推出和复位动作顺利进行。常用的导向形式如图2．5．2 a～c所示。图 2．5．2 a中推板导柱固定在支承板上，图2．5．2 b为推板导柱两端固定形式，图2．5．2 a、b均为推板导柱与推板导套相配合的形式，而且推板导柱除了起导向作用外，还支承着动模支承板,从而改善了支承板的受力状况，大大提高了支承板的刚性，图2．5．2 c为推板导柱固定在支承板上的结构，且推板导柱直接与模板上的导线孔相配合,推板导柱也不起支承作用，这种相似用于生产较小批量塑件的小型模具。当模具较大时最好采用图2．5．2 a、b的结构.推板导柱的数量根据模具的大小而定，至少要设置两根，大型模具需要四根。

(a） （b) （c)
图2．5．2
在分析了几种形式的推板导向机构后，决定采用图 2-5—4形式的推板导向机不过其具体结构有一点改变，其设计如图2．5．3所示：
（2)、复位杆复位
为了使推出元件合模后能回到原来的位置，推杆固定板上同时装由复位杆,常用的复位杆均采用原形截面一般每副模具设置四复位杆,其位置近来能够设在固定板的四周,以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面平齐。
在本模具设计中，没有活动镶件，所以使用复位杆复位已经满足设计要求,而且复位杆复位将会使得模具加工方便，所以在设计中我采用复位杆复位.
第六节 侧向分型与抽芯机构设计
在第一节第二部分的分型面设计的方案（一）里，需要对两小孔设计侧向抽芯机构，抽芯机构与侧向分型按其动力来源可分为手动、机动、气动或液压三大类.
一、两小孔的抽芯机构设计
在此拟定了几个抽芯方案：
1：开模后手工抽芯；2：用弹簧实现抽芯和斜面压回复位;3:液压抽芯;
4：斜导柱机构抽芯。
因为需要抽芯的孔直径是φ10㎜，抽芯距离只有7㎜。而且塑件是大批量生产的，所以最好能够实现自动化生产.因此，在这个设计中，如果采用手动的抽芯方式就会使生产率大大降低,并且会加大工人的劳动强度,浪费了人力资源；而如果采用气动或液压的抽芯方式则显得太不现实，因为这个塑件的抽芯距不大；所以也不太赞成采用这种抽芯方式，很明显用机动抽芯机构是最合理的选择.
因此采用弹簧侧抽芯或者斜导柱抽芯。
用弹簧进行侧抽芯也是可以的，但因为型腔受的压力比较大，若采用弹簧侧抽芯的话，可能会因为弹簧产生的压力不够而产生溢料。因此不推荐使用这种抽芯形式.而用斜导柱进行侧抽芯的话，就没有这种问题
存在，因为斜导柱产生的侧压力很大，所
以在此采用斜导柱侧抽芯的抽芯形式。
其结构设计如图2．6．1所示：
对于内侧的挂钩,就需要对其进行内
抽芯结构设计处理。对于内抽芯,其设计
结构形式有弹簧内抽芯、斜滑块内抽芯,开
模后手工抽芯. 图 2．6．1
由图2．6．2可见挂钩的尺寸比较小，
长只有25㎜。需要抽芯部分也只有3㎜深.因为是大批量生产的，所以不采用开模后手工抽芯。而采用弹簧内抽芯,因为型芯比较小，不好设计，况且如果弹簧的强度不够的话会产生溢料、变形，不能保证尺寸精度，所以在此不采用弹簧内抽芯。采用斜滑块内抽芯,其既可以满足了设计要求，也可以作为推杆把塑件顶出.在此拟定了两个方案，其分别如图2．6．3、图2．6．4所示。
经过考虑和比较，两个方案各有各的优点，在此，采取图2．6．3 的方案.

图2．6．2

图2．6．3 图2．6．4
二、塑件中侧面φ45的大孔的结构设计
方案（一）：
采用侧抽芯的方式，对这个φ45的孔进行侧抽芯，因为是一模一腔结构的模具，所以可以采用侧抽芯的方式。但是如果采用侧抽芯的话,就会增加模具的复杂程度和难度，使得模具的加工成本提高.
方案（二）
利用塑件的脱模斜度取消侧抽芯的机构，这样的话就会降低模具结构的复杂程度和难度。
在考虑了各方面因素后,决定采用第二种方案。
第七节 温度调节系统
注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模具设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率.经分析该模具不需要加热系统，只需设置冷却系统。
一、冷却系统的设计原则与冷却系统的结构
1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大;
2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；
3、浇口处加强冷却;
4、冷却水道出、入口温差尽量小；
5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置; 图2．7．1
根据这些原则，和针对本塑件的特点和要求,设计了如图图2．7．1的型芯冷却水道.该塑件材料为PP，模具温度要求为40℃～80℃,塑件注塑成型时不要求很高的模温，所以为了简化模具结构，本设计不设置加热系统。是否需要设置冷却系统根据计算判定.
A===7。6
PP的取3。5／kg
C—4178j／kg——冷却水的体积流量(m/min）;
——单位时间内注入模具内的塑料熔体的质量(kg/h)；
-—塑料成型时在模具内释放的热焓量（J/kg）；
—-冷却水的比热容［J/（kgK)］;
-—冷却水的密度（kg/m）；
—-冷却水的出口温度（℃);
——冷却水的进口温度(℃）
由计算结果知需要冷却系统，则取水孔直径8mm，水孔距离型芯的距离为8—15mm,由本塑件的情况取为12mm.型芯的进水由孔A进孔B出。冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为10㎜左右(不小于8㎜）；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等等.

第 三 章 工作尺寸的计算和注射机的校核
第一节 模架各零件的计算和选取
一、 腔板尺寸的计算
在确定型腔壁厚和底板厚度时,应分别从强度和刚度两方面来计算,相互校核后取其大值。在型腔的机构方式里已经采取整体式型腔，所以型腔板的壁厚和底板厚按整体式圆形型腔来计算。
根据，型腔的侧壁厚和底板厚计算如下：
1、 侧壁厚度的计算
整体式圆形型腔的侧壁可以
看作是封闭的厚壁圆筒，侧壁在
塑料熔体压力作用下变形，由于
侧壁变形受到底板的约束，在一
定高度h2范围内，其内半径增大
量较小，愈接近底板约束愈大，
侧壁增大量愈小，可以近似地认图 图3.1。1
为底板处侧壁内半径为零。当侧壁高到一定界限（h2）以上时, 侧壁就不再受底板约束的影响，其半径增大量与组合式型腔相同，故高于h2的整体式圆形型腔可按组合式圆形型腔作刚度和强度计算。
整体式圆形型腔内半径增大受底板约束的高度h2，由式有：
h2=
R—-型腔外半径（㎜)；
r——型腔内半径（㎜）；
h2——受约束高度（㎜）。
根据中表5-19列举的圆形型腔壁厚的经验数据，和塑件的直径为150,故取型腔壁厚为R—r=65mm，则有：
h2===80.11㎜
h2=80.11mm，因为塑件高为95mm，故型腔高H＞h2，因此不能用整体式圆形型腔来计算塑件的壁厚,需要按组合式型腔来计算壁厚。
按组合式型腔刚度条件计算，型腔侧壁厚度计算，由式有:
s刚=R-r=r（）
式中 s——型腔侧壁厚度（mm）;
R——型腔外半径(mm）;
r——型腔内半径(mm)，取r=75㎜;
U-—泊松比，碳钢取0.25；
E——钢的弹性模量，取2。06×105MPa；
P——型腔内塑料熔体压力（MPa）;取P=30MPa。
［δ］—-型腔允许变形量(mm），ABS取[］=0.05；
则有
s刚=R-r=r(）=58.14㎜
按强度条件，型腔侧壁厚度计算由式有：
s强=R-r=r（）
40Cr只经过调质处理后,可取[σ］=100MPa，则有：
S强=R—r=75×（） =43。6mm
故有S强〈S刚，所以按S刚计算取数已经符合要求。故取型腔的最小壁厚不应小于58。14mm。
2、型腔的底板厚度
型腔的底板厚度按照整体式来计算，按刚度条件,根据式底板厚度为:
h刚===17.93mm
按强度条件，根据式底板厚度为:
h强=r=75×=20.08mm
因为h强>h刚，所以按强度条件计算的结果来确定底板的厚度，取底板厚度为h底=25mm。因为型心还要与型腔咬合,故选取型腔底板厚为30mm。
3、型腔板的最小尺寸计算
型腔板高度:
h凹=h塑+h底=30+95=125mm
型腔板长:
L=150+60×2=270mm
型腔板宽：
L=150+60×2=270mm
因此
因此，初步确定型腔板的尺寸为：270×270×125㎜。
二、型芯固定板尺寸的计算
根据中型芯板厚度的选取，则有：
h=h塑
式中 h——型芯板的厚度（㎜)；
h塑-—塑件的高度（㎜）；h塑=95㎜.
则有
h=h塑=×95=31。67mm
圆整后初步选取型芯固定板厚度为：h=32mm。
三、模架各板尺寸的选取与校核
根据型腔板的外形尺寸和型心固定板的厚度，参照表13.3—11注射模中小型模架组合尺寸，选取355×L中派生型A2型号标准模架尺寸.其图和尺寸数据如图3。1.2所示.

图3.1.2
1、模架各板尺寸的选取
参照中表3。3-11注射模中、型模架组合尺寸，和型腔型芯板厚的尺寸；设计模架各板的尺寸如下:
定模板
450×415×32
推杆固定板
450×225×20
型腔板
450×355×125
推件板
450×225×25
型芯固定板
450×355×32
模脚
450×100×120
型芯支承板
450×355×50

表3-1
2、对模架各板的校核
（1）定模板厚度的校核
由图3。1。2可见导柱的基本直径为φ32，根据第二章第四节合模导向机构设计中选取的导柱形式为图2．4．1 b的形式，根据中表13。2-6选导柱的肩长为40㎜，所以定模板初取的厚度不符合,故模板的厚度改为50㎜。
（2）型芯支承板的校核
根据中式5-45有:
h=
式中 h——型芯支承板厚度（㎜）；
p--型芯受到的压力（MPa）；取p=30MPa；
b——型芯的直径(㎜）;b=150㎜;
L——两模脚间的距离（㎜）；取L=229；
E——钢的弹性模量；
B——支承板的长度;取B=450；
［δ］——型腔允许变形量(mm）.
则有
h===74。71㎜
因为77.71mm﹥50 mm,所以应该在其中间加一个支承柱，则有
h===30.84mm
因为30.84 mm﹤50.0mm，所以取50。0 mm已经符合要求，但要在中间加一个支承柱。
型芯固定板的厚度校核
（3）型芯固定板厚度的校核
型芯固定板厚度的校核与定模板厚度的校核一样，所以型芯固定板取32㎜不合适要改为50㎜.
（4）模脚高度的校核
因为塑件需要推出30㎜,所以模脚至少为30+20+25=75㎜,所以选取120㎜已经符合要求。
4、校核后模架各板的尺寸如下:
定模板
450×415×50
推杆固定板
450×225×20
型腔板
450×355×125
推件板
450×225×25
型芯固定板
450×355×32
模脚
450×100×120
型芯支承板
450×355×50

表3—2
第二节 注射机的校核
选取的注射机型号为XS－ZY－500，其主要参数在第一章第四节里有。
一、校核锁模力：
模具所需的最大锁模力应该小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按中式2-56校核
P腔F≤P锁
式中 P腔—-模具型腔压力，取30MPa;
P锁-—注射机额定锁模力（N)；
F——塑件与浇注系统在分型面上的投影面积(cm2）；
则有：
P腔F =30×3。14×752=529.875kN≤P锁=3500kN
所以锁模力符合要求。
二、校核注射压力
塑件成形所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力,其关系按中式2-57校核
P成≤P注
式中 P成--塑件成形所需的注射压力(MPa）,根据中表2—36,和塑件材料为ABS可查得P成大于60小于100。
P注-—所选注射机的额定注射压力（MPa)。P注=104；
则有：
P成≤P注=104
所以注射机的注射压力符合塑件的注射压力。
三、校核模具的闭合厚度
模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度