注射模塑料仪表盖课程设计说明书.doc

目录1 塑件的工艺性分析11.1 塑件的分析11。1.1 外形尺寸11。1.2 精度等级11。1.3 脱模斜度11.2 PP的性能分析11.2.1 物理性能11.2.2 力学性能11.2。3 热性能21.2.4 化学稳定性21.2。5 PP的主要性能指标21.3 PP的注射成型过程及工艺参数31。3。1 成型特性31.3.2 注塑模工艺条件31。3。3 PP的注塑工艺参数32 拟定模具的结构形式52。1 分型面位置的确定52。2 确定型腔数52.3 排列方式52.4 模具结构形式的确定62。5 注射机型号的确定62.5。1 注射量的计算62。5.2 浇注系统凝料体积的估算62。5.3 选择注射机72.5.4 注射机的相关参数校核73 浇注系统的设计93.1 主流道的设计93。1。1 主流道尺寸93。1.2 主流道衬套形式93.1。3 主流凝料体积103。1。4 主流道剪切速率校核103。2 浇口的设计103.2.1 浇口的主要作用：103.2.2 浇口的形式103.2.3 浇口位置的选择113。2.4 浇口的尺寸的确定113。3 冷料穴的设计123。3。1 主流道冷料穴的设计123.3.2 分流道冷料穴的设计123.4 分流道的布置形式123。4.1 分流道的长度设计123。4。2 分流道的当量直径计算123.4.3 分流道的截面形状设计133.4。4 分流道的截面尺寸计算133.4.5 分流道的凝料体积计算133.4。6 分流道熔体的剪切速率的校核133。4。7 分流道的表面粗糙度和脱模斜度144 成型零件的结构设计和计算154。1 成型零件的结构设计154.1.1 凹模的结构设计154。1。2 凸模的结构设计（型芯）154。2 成型零件钢材的选用154。3 成型零件工作尺寸的计算164。3。1 凹模径向尺寸的计算164。3。2 凹模深度尺寸的计算164.3。3 型芯径向尺寸的计算174。3.4 型芯高度尺寸的计算174。4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算174。4。1 凹模侧壁厚度的计算174。4。2 承板（动模垫板)厚度的计算185 模架的确定195.1 模架的确定和标准件的选用195。1.1 定模座板(350mm300mm、厚25mm）195。1。2 定模板（型腔固定板）(350mm250mm、厚60mm）195.1。3 动模型芯固定板(350mm250mm、厚25mm）195.1.4 型芯固定板(350mm250mm、厚25mm)195.1。5 动模垫板（350mm250mm、厚25mm）205.1。6 垫块（350mm48mm、厚度80mm)205。1。7 推杆固定板（150mm350mm、厚15mm)205.1.8 推板(150mm350mm、厚20mm)205.1.9 动模板底板（350mm300mm、厚25mm）205。2 模架各尺寸的校核216 排气槽的设计226.1 排气槽的设计227 脱模推出机构的设计237。1 脱模力的计算237.1。1 型芯脱模力的计算237.2 推出方式的确定247.2.1 推杆推出247.2.2 推杆位置的布置258 冷却系统的设计268.1 选用冷却介质268。2 冷却系统的简略计算269 导向与定位机构的设计2810 总装图和零件图的绘制295注射模课程设计第4组塑料仪表盖,大批量生产,精度：MT5。本设计为一塑料仪表盖。如图:对产品的要求有：1、塑件不允许有变形、裂纹；2、脱模斜度30/1。；3、未注圆角为R2R3;4、壁厚处处相等；5、塑件材料为PC（聚碳酸酯），生产批量为大批量。6、未注尺寸公差按所用塑料的高精度级差取。1 塑件的工艺性分析1.1 塑件的分析1.1.1 外形尺寸该塑件壁厚为2.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长,适合于注射成型。1.1.2 精度等级每个尺寸的公差大致一样,除了小孔之间的距离。按实际公差进行计算。1.1.3 脱模斜度最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。塑件脱模斜度为:，这里统一选择脱模斜度为1.2 PP的性能分析1.2.1 物理性能聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90.091g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一.它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0。01,分子量约815万之间。成型性好，但因收缩率大，一般为1。31。7%，厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好，易于着色。1.2.2 力学性能聚丙烯的结晶度高,结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候,冲击强度也增大,但成型加工性能变差。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动铰链，能承受7107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼龙。1.2.3 热性能PP具有良好的耐热性，熔点在164170，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的，150也不变形。脆化温度为-35，在低于35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯.1.2.4 化学稳定性聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。1.2.5 PP的主要性能指标其性能指标见表Error! Bookmark not defined.表Error! Bookmark not defined.PP的性能指标密度/(g/cm3)吸水率/%成型收缩率/%拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa0.890。920。0112.5292007005058.8热变形温度（1.82MPa）/脆化温度/线膨胀系数/10-5K1热导率/W/(mK)体积电阻率/（cm)介电常数/106Hz102-886100。2410192.15压缩强度/MPa缺口冲击强度/（kJ/m2)洛氏硬度/HR摩擦因数磨痕宽度/mm450.510801100.5110。4介电损耗角正切值/106Hz介电强度/(kV/mm）耐电弧/S氧指数0.000824.6185181.3 PP的注射成型过程及工艺参数1.3.1 成型特性(1)结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。（2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔,凹痕，变形。（3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕，90度以上易发生翘曲变形。（4）塑料壁厚须均匀,避免缺胶，尖角，以防应力集中1.3.2 注塑模工艺条件（1） 干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理.（2） 熔化温度：220275C,注意不要超过275C。（3)模具温度:4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定.注射压力：可大到1800bar。（4）注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。(5）流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍.PP材料完全可以使用热流道系统。1.3.3 PP的注塑工艺参数表1PP的注塑工艺参数项目参数注塑机螺杆式预烘干不需要；如果贮藏条件不好，在80的温度下烘干1h就可以螺杆转速（m/s）高螺杆转速(线速度为1.3m/s)是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以料筒温度（）喂料区3050（50）区1160250（200）区2200300（220）区3220300(240）喷嘴温度（）220300(240）模具温度（）2070注射压力(MPa）具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（8001400bar）322 拟定模具的结构形式2.1 分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应该选在盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如下图1：图12.2 确定型腔数该塑件虽然为大批量生产，但精度要求，又考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初选为一模两腔结构形式。2.3 排列方式多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置,且要力求紧凑，并与交口开设的部位对称.由于该设计选择的是一模两腔，故采用对称排列，如下图Error! Bookmark not defined.所示：图Error! Bookmark not defined.2.4 模具结构形式的确定从上面的分析可知,本模具设计为一模两腔,对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧交口,且开设在分型面上.因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模版。由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。2.5 注射机型号的确定2.5.1 注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积：V塑=23。303cm3塑件质量：m塑=V塑=23。303cm30.92g/cm3=21.44g式中，取0。92g/cm3。2.5.2 浇注系统凝料体积的估算根据经验公式按照塑件体积的0。21倍来估算.则，选取0。25倍.故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为：V总=V塑（1+0。25）2=23.3031.25258。258cm32.5.3 选择注射机根据计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V总=58.258cm3，并结合：V公=V总/0。8，则有V公75cm3.根据以上的计算，初步选定公称注射量为100cm3，注射机型号为SZ100/80卧式注射机，其主要技术参数如下:理论注射容量/cm100拉杆内向距/mm320320螺杆直径/mm35移模行程/mm305注射压力/MPa170最大模具厚度/mm300注射速率/（g/s）95最小模具厚度/mm170塑化能力/（g/s）40模具定位孔直径/mm100螺杆转速/（r/min）0200喷嘴球半径/mm10喷嘴孔直径/mm4锁模方式双曲肘锁模力/kN8002.5.4 注射机的相关参数校核(1) 注射压力校核PP的注射压力为80140MPa,这里取P0=110MPa，该注射机的公称注射压力P公=170MPa，注射压力安全系数K1=1。251.4,这里取1。3,则:P0K1=1101。3=143P公，所以，注射机压力合格。(2) 锁模力校核塑件在分型面上的投影面积A塑,则A塑=（352522。524)mm23700mm2。浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料在分型面上的投影面积A浇的数值,按照多型腔模的统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A浇的0。20.5倍。选取A浇0.2A塑。因此，塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则A总n（A浇A塑）n（A塑0。2A塑）21.2A塑8880mm2。模具行腔内的胀型力F胀，则F胀A总P模888030N266400N266。4KN式中，P模是型腔的平均计算压力值。通常取注射压力的2040，大致范围为2040MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应该取较大值.结合PP的特性，取P模为30MPa。选用的注射机的公称锁模力F锁800KN,锁模力安全系数为K21.11.2,这里取K21。2，则K2F胀1。2F胀1。2266.4=319。68F锁,所以,注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。3 浇注系统的设计3.1 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出.主流道设计要点如下：1。为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成锥形，其锥角=26，取=3。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.4.2.为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道进口处应制成球面凹坑，其球面半径为R2=R1+(12）mm，凹入深度35mm.3。为了物料的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡,其圆角半径r=13mm。4.主流道长度L应尽量短否则将增加主流道凝料，增大压力损失，一般主流道长度由模具结构和模板厚度所确定，取60mm。5。因主流道与塑料熔体反复接触,进口处与喷嘴反复碰撞，因此，常将主流道设计成可拆卸的主流道衬套，用较好的钢材制造并进行热处理,一般选用T8、T10制造,热处理硬度为HRC5055.3.1.1 主流道尺寸主流道小端直径：D=注射机喷嘴直径（0。51）=4（0.51)，取D=5mm。主流道大端直径取10mm主流道球面半径:SR0=注射机喷嘴球头半径(12)=18（12）,取SR=20mm。3.1.2 主流道衬套形式本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取60mm,材料采用T10A钢,热处理淬火后表面硬度为53HRC-57HRC.3.1.3 主流凝料体积3.1.4 主流道剪切速率校核由经验公式式中3.2 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道（除了直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。3.2.1 浇口的主要作用：型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；易于切除浇口尾料;对于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升高，黏度降低，提高流动性能，有利于充型，但是浇口尺寸过小会使压力增大,凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。3.2.2 浇口的形式浇口的形式有很多，但是要根据具体情况来选择。注射模常用浇口形式有以下几种:侧浇口、点浇口、直浇口、潜伏式浇口、圆盘浇口、轮辐式浇口、扇型浇口、薄片浇口、护耳浇口。测浇口，它一般在分型面上，从塑件的外侧进料。侧浇口是典型的矩形截面浇口,能方便地调整充模时的剪切速率和封闭时间，故也称标准浇口，又称边缘浇口.它截面形状简单加工方便；浇口位置选择灵活，去除浇口方便、痕迹小。广泛用于两板式多型腔模具以及断面尺寸较小的塑件。本设计采用侧浇口的结构形式。3.2.3 浇口位置的选择浇口的位置选择，应遵循如下原则：避免制件上产生喷射等缺陷（避免喷射有两种方法：a加大浇口截面尺寸，降低熔体流速；b采用冲击型浇口，改善塑料熔体流动状况。）该模具采用方法a；浇口应开设在塑件截面最厚处;有利于塑件熔体流动；有利于型腔排气;考虑塑件使用时的载荷状况；减少或避免塑件的熔接痕；考虑分子取向对塑件性能的影响；考虑浇口位置和数目对塑件成型尺寸的影响;防止将型芯或嵌件挤歪变形.3.2.4 浇口的尺寸的确定浇口截面积通常为分流道截面积的0.030.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种,浇口长度约为0.52。5mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。本模具采用矩形浇口,尺寸按下面公式计算。1.计算侧浇口的深度2.1mm2.计算侧浇口的宽度b-浇口的宽度(mm)A凹模边型腔表面积，即塑件外表面积（mm2）浇口的宽度取3mm3.3 冷料穴的设计3.3.1 主流道冷料穴的设计主流道冷料穴设计位于主流道正对面的凹模板上，且无需设置拉料杆,其作用主要是储存熔体前锋的冷料，防止冷料进入分流道和型腔而影响制品的表面质量。主流道冷料井的形式采用半球形,球半径为4mm。3.3.2 分流道冷料穴的设计当分流道较长时，将分流道端部沿料流前进方向延长作为分流道的冷料穴，以贮存前锋冷料。3.4 分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，分流道应该简短些，不能过长或者有太多的曲折.据前面设计说明中提到，采用2个点浇口同时浇注的方式，故分流道应是对称分布的。分流道的布置形式,从主流道流进来的熔体经过2条对称的水平布置的分流道，再经过2条对称的垂直的圆锥形流道到达点浇口,从而进入型腔内成型。3.4.1 分流道的长度设计根据型腔的尺寸大小与塑件的结构，而且分流道的长度要适中，故2个点浇口之间的距离初设定为80mm，也就是说2条垂直的圆锥形分流道之间的距离为80mm。考虑到要设计分流道冷料井，所以2条水平的分流道的长度总和应大于80mm，初取100mm。3.4.2 分流道的当量直径计算据参考文献2可知,对于壁厚在3mm以下,质量小于200g的塑件，一般采用下面的经验公式确定分流道的当量直径。式中，D分流道直径（mm）；m-塑件的质量（g)；L-分流道的长度（mm）。流过一级分流道塑料的质量m=0.95=24.6g200g本塑件的壁厚为2.5mm3mm；一级分流道的长度为50mm.所以,D=3。6mm。查参考文献2表24，可知D=3。6mm符合要求。3.4.3 分流道的截面形状设计分流道常见断面形状有圆形、正六边形、梯形、U形、半圆形、矩形等数种，希望选取易于加工，且在流道长度和流道体积相同的情况下流动阻力和热量损失都最小的断面形状。经过比较，初选用梯形断面作为一级分流道的截面形状,由于这种流道只切削加工在一个模板上，节省机械加工费用,且热量损失和阻力损伤均不太大，为最常用形式.3.4.4 分流道的截面尺寸计算分流道的截面尺寸根据计算可得出主流道大端尺寸D略大于分流道底边B（长边）尺寸，梯形分流道的侧面斜角常取510，梯形高度H与梯形底边取值范围大致是：H=(）B（mm）设梯形分流道的上底宽度B=4mm，梯形的高度取H=B=3mm，设下底宽度为b,那么梯形的面积应满足下面的关系式：代值计算得b=3。1mm，考虑到梯形底部圆弧过渡，取b=3mm。通过计算可得到梯形斜度=9。4,基本符合要求。3.4.5 分流道的凝料体积计算分流道的凝料体积分流道的长度为=502=100mm。分流道的面积为=10.5mm所以其凝料体积为=10010.5=1050mm3.4.6 分流道熔体的剪切速率的校核（1）确定注射时间：查参考文献2表2-3，按照公称注射量100cm，可取注射时间t=1.5s.(2）计算单边分流道体积流量：（3)由参考文献2中（式2-2）可知道剪切速率的计算公式，代入值可计算得，=3。1710/s.分流道的最佳剪切速率范围：510/s510/s，该分流道的剪切速率处于其中，满足要求，所以分流道内熔体的剪切速率合格。3.4.7 分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取Ra1.25m2.5m即可,本设计取Ra1。6m。分流道的脱模斜度一般为510之间，通过上述计算可知脱模斜度为9.4，脱模斜度足够，满足要求。4 成型零件的结构设计和计算型腔通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模是反复与塑件摩擦，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。4.1 成型零件的结构设计4.1.1 凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的重要零件，按其结构可分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计采用整体嵌入式凹模,如图4-1所示。4.1.2 凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型.该塑件采用整体式型芯,如图4-2所示，因塑件的包紧力较大，所以设在动模部分。图41凹模嵌件结构图4-2凸模结构4.2 成型零件钢材的选用根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20。对于成型塑件内表面的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用P20钢，进行渗氮处理.4.3 成型零件工作尺寸的计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接用以构成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽）、凹模和凸模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。成型零件的加工精度和质量决定了塑件的精度和质量，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甚多，主要有模具制造公差、模具的磨损量和塑件收缩率等因素，因此，计算工作零件尺寸时应根据上述三个因素进行计算。一般情况下，生产大型塑件时，应稳定成型工艺条件和选择收缩率波动较小的塑料来提高塑件精度。生产小型塑件时，模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素.因此,应提高模具精度等级和减少磨损.在计算成型零件型腔和型芯的尺寸时，塑料制品和成型零件尺寸均按单向极限制,即凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，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；而孔心距尺寸则按公差带对称分布的原则进行计算。4.3.1 凹模径向尺寸的计算50mm相应的塑件制造公差1=0.04；70mm相应的塑件制造公差1=0；式中，是塑件的平均收缩率，PP的收缩率为0.50.7，所以=（0。5+0.7）/2=0.6;是系数，其取值范围一般为0.50.8之间，此处取0.6；是塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取。4.3.2 凹模深度尺寸的计算25mm相应的塑件制造公差=0；35mm相应的塑件制造公差=0;式中，是系数，一般取值在0.50.7之间，此处取0.6.4.3.3 型芯径向尺寸的计算25相应的塑件制造公差=0;65相应的塑件制造公差=0；式中，是系数，查表知其一般在0。50.8之间，此处取0。6。4.3.4 型芯高度尺寸的计算4.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算4.4.1 凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，其厚度根据手册，可得整体式圆筒壁的刚度计算公式：式中，p是型腔压力(MPa），取P=30MPa；E是材料弹性模量，取2.1MPa；h是影响变形的最大尺寸,取h=50mm；是模具刚度计算许用变形量，查手册，根据注射塑料品种和塑件精度等级，可得=25。而,W应是影响变形的最大尺寸，取W=50mm。=0。35m=m=20。38m=0.020mm所以，mm=40。61mm分析由塑件尺寸计算得来的凹模尺寸可知，凹模的壁厚采用40.61mm的情况下,凹模尺寸会显得太大,于是凹模嵌件初定单边厚选30mm.由于壁厚小于计算值40.61mm的要求,所以凹模嵌件可以采用预应力的形式压入模板中，由模板和型腔共同来承受型腔压力，这样既满足了要求也可以节省模具材料.根据凹模、凸模的相关尺寸，初步估算模板平面尺寸选用350mm300mm，它比型腔的尺寸大得多，所以应该可以满足强度和刚度要求。4.4.2 承板(动模垫板）厚度的计算支承板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，而模架选用的尺寸是350mm300mm，查手册，垫块之间的跨度大约为：L=W2W2=(250250）mm=150mm那么，根据型芯对支承板的压力,来计算得到支承板的厚度。有公式如下,厚度：式中，是模具刚度计算许用变形量。计算如下：L是两个垫块之间的距离，约150mm，是支承板的长度，取250mm。A是型芯投影到支承板上的面积A=E是材料弹性模量，取2。1MPa。经计算可得，T=40。28mm.而支承板按照模架标准350mm250mm取厚度的话,应该是35mm，小于40.28mm，不符合要求。若采用350mm300mm的模架，则支承板的长度变为300mm，再经过计算可得到T=37.91mm,仍然大于支承板的标准厚度。那么，可采用支承柱的形式来增加支承板的刚度。为了节省资源并能起到同样的支承效果，可以采用两根直径为40mm的推板导柱，且布置在支承板中间位置，来增加支承板的刚度。那么支承板的厚度就变为:0.39637。91=15.04mm，这样就符合刚度要求了。5 模架的确定5.1 模架的确定和标准件的选用由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，初步选用模架尺寸为315mm250mm的标准模架，实际选择尺寸350mm300mm.5.1.1 定模座板（350mm300mm、厚25mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢,通过4个M14的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过4个M8的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H7/m6配合。5.1.2 定模板（型腔固定板）(350mm250mm、厚60mm)用于固定型腔、导套。固定板应有一定的厚度，并足够的强度，一般选择45钢,调质230HB270HB。其上的导套孔与导套采用H7/k6配合；定模板与浇口套采用H7/m6配合.上面还开有2个水管孔，定模板上的水管空与水管为H7/f7配合.5.1.3 动模型芯固定板（350mm250mm、厚25mm）用于推出塑件,一般选择45钢，调质230HB270HB。独立式型芯穿过其中心，其上面有4个导套孔，推件板在导柱上可以活动，导套孔与导套为H7/k6配合；型芯孔与型芯是斜面配合。5.1.4 型芯固定板（350mm250mm、厚25mm)用于独立固定型芯，应有一定的厚度，并足够的强度，一般选择45钢，调质230HB270HB，通过4个M14的内六角圆柱螺钉与动模板底板连接。其上有4个推杆孔，推杆孔与推杆为H7/f8配合，还有4个导柱孔，导柱孔与导柱为H7/k6配合。5.1.5 动模垫板（350mm250mm、厚25mm）用于支承独立型芯，应有一定的厚度，并足够的强度，一般选择45钢，调质230HB270HB。其上有4个推杆孔,4个M14的内六角圆柱螺钉孔，一个拉料杆孔。推杆孔与推杆为H7/f8配合，螺钉孔与螺钉是间隙配合，拉料杆孔与拉料杆为H7/f8配合。5.1.6 垫块（350mm48mm、厚度80mm）（1)主要作用在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。（2）结构形式可以是平行垫块或拐角垫块,该模具采用平行垫块.（3)垫块材料垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具垫块采用Q235A制造。(4）垫块的厚度h校核h=h1+h2+h3+s+=0+20+15+35+3。5=73.5mm80mm，符合要求。式中：h1顶出板限位钉的厚度，该模具没采用限位钉,故其值为0；h2推板的厚度，为20mm；h3推杆固定板厚度，为15mm;s推出行程，为35mm；推出行程富余量，一般为3mm6mm，取3。5mm。5.1.7 推杆固定板(150mm350mm、厚15mm）材料为45钢。5.1.8 推板(150mm350mm、厚20mm）5.1.9 动模板底板(350mm300mm、厚25mm）动模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢，通过4个M10的内六角圆柱螺钉与垫块连接；动模固定板通过4个M14的内六角圆柱螺钉与其连接。5.2 模架各尺寸的校核根据所选用的注射机来校核模具设计的尺寸，参考表2的内容。（1）模具平面尺寸350mm300mm320mm320mm（拉杆间距),校核合格。（2）模具高度尺寸280mm，170mm280mm300mm（模具的最小厚度和最大厚度），校核合格.(3）模具的开模行程S=50+70+50+（510）mm=175180mm305mm（移模行程），校核合格。6 排气槽的设计6.1 排气槽的设计由于该设计采用一模两腔的结构，塑件的尺寸不是特别大，排气量不是很多。在注射冲模时，由下而上充满型腔，凸模上有4根推杆,可以通过其配合间隙来排出气体.同时，底面的气体会沿着分型面、型芯、和动模之间的间隙向外排出,因此该模具不单独开设排气槽.7 脱模推出机构的设计注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构,也可称为顶出机构或推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。7.1 脱模力的计算本塑件的结构简单，为圆筒形塑件，可采用推件板推出、或者推杆推出、或者推件板与推杆的共同作用推出等方式，根据脱模力计算来决定。7.1.1 型芯脱模力的计算（1)65主型芯脱模力因为=17。810，所以此处视为薄壁圆筒塑件.据模具手册可知,要按照有脱模斜度薄壁圆筒塑件的脱模力计算：-脱模系数，即在脱模温度下塑件与型芯表面之间的静摩擦因数，它受高分子熔体经高压在钢表面固化中黏附的影响；塑料的线膨胀系数；E-在脱模温度下塑料的抗拉弹性模量；塑料的软化温度；-脱模时塑件温度;t-塑件的壁厚；h-型芯脱模方向的高度。查模具设计手册，塑件材料为PP，可得：E=0。9MPa；=12；t=2。5mm；h=48mm。K=，为脱模斜度1.于是,K=0。95。所以,=738.72N对于不通孔的壳形塑件脱模时，还需要克服大气压力造成的阻力，其值为:式中,型芯端面面积。故主型芯的总脱模力+=738.72+0。146=1403.14N（2）45小型芯脱模力因为=210,所以是厚壁圆筒的受力状态，厚壁圆筒塑件脱模力的通用计算式为:式中，-塑件脱模温度下塑料的泊松比，查参考文献2表2-12可知，;，.所以，81。08N（3)10小型芯的脱模力因为=310，所以此处也是厚壁圆筒的受力状态，通过计算可得脱模力为:N（4)总脱模力F=1507。17N7.2 推出方式的确定7.2.1 推杆推出推杆推出是一种常用的塑件推出方式，常用的推杆形式有圆形、矩形和阶梯型,本设计采用圆形推杆.由总脱模力F=1507。17N可知，此塑件的推出力较小。故设10mm的圆推杆设置有4根，那么推出面积为：=314mm推杆推出时作用在制件表面的应力为：查模具设计手册,取PP的许用应力=10MPa。可见，.通过上述计算，采用均布的4根10mm的推杆即可推出制品，不需要设置推件板.7.2.2 推杆位置的布置（1)推出机构的设计原则如下:推出机构应尽量设置在动模一侧;保证塑件不因推出而变形损害；机构简单，动作可靠;保证良好的塑件外观；合模时精确定位。由于塑件顶面有5个孔，其中4个小孔是均匀分布在一个直径为50mm的圆周上，根据塑件的整体尺寸，为了使脱模力比较均匀，初步设定4个推杆均匀分布在一个直径为60mm的圆周上.推杆直径与凸模上的推杆孔采用H8/f8间隙配合，推杆安入模具后，其端面应与型腔的底面平齐,或高于型腔底面0.05mm0.10mm，推杆和推杆固定板采用单边1mm的间隙。8 冷却系统的设计冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量,按单位时间内塑料熔体凝固时所放出来的热量应等于冷却水所带走的热量。8.1 选用冷却介质PP属于流动性较好的材料，其成型温度为200，模具温度为4080，热变形温度为102。所以模具温度初步选定为50，冷却介质为常温水,因为水的热容量大、传热系数大、成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或者内部开设冷却水道,把塑料熔体凝固时所放出的热量带走。冷却水道的开设采用尽量均匀冷却的原则。8.2 冷却系统的简略计算(1）计算塑件在固化时每小时释放的热量Q一次注射过程中注入模具中的塑料熔体的质量为m，m=代值后计算得，m=0.0509kg.根据表2，因为PP的冷却时间较长，故取塑件的冷却时间为40s,注射时间为1.5s，脱模时间为8。5s,则注射周期t=. 由此得每小时的注射次数为N=72次 。所以,每小时注入模具中的塑料熔体的总质量W=mN=3。68kg/h 。查模具手册，可以直接知道PP的单位热流量的值的范围在690810kJ/kg之间，故取=750 kJ/kg 。那么,塑件单位时间释放的热量Q=W= 2760kJ/h (2）计算冷却水的体积流量设冷却水道入水口的水温为，出水口的水温为，则根据公式可得：式中，c水的比热容,为4.187kJ/（kg。）代值计算得，=3.66（3）确定冷却水路的直径d为了使冷却水处于稳定的湍流状态，其雷诺系数，经计算可得d要小于7mm，所以取d=6mm。（4）计算冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h有公式:h=因为平均水温为23.5，查模具手册，可得f=3。09。经计算，可知水的流速v=2.16m/s.代值可得