塑料传动支架.docx

1 分析制品及材料工艺性

1.1 分析塑件成型工艺性
该塑件是一传动机架，塑件壁薄属薄壁塑件，生产批量20万件。由于该塑件是传动件，要求其综合机械性能好。其塑件图见图1—1

图1－1　传动机架

1.1.1 分析制品的结构、尺寸精度及表面质量
1）结构分析 从塑料制品图可见，该制品几何结构比较复杂，侧向既有凹槽也有凸台，因此，模具设计时要考虑侧向分型与抽芯机构；零件总体轮廓尺寸为27.34mm×28.28mm×15.5mm，属结构较复杂的小型件。
2）尺寸精度分析 该制品尺寸较小，一般精度等级（MT3），对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从制品厚度上看， 除了侧向的凸台，制品其他部位的壁厚均为0.91mm，较均匀，有利于零件的成型。
3）表面质量分析 该零件表面质量要求较高，外表面不得有熔接痕、气痕、飞边等缺陷产生，有较高的光亮要求。
综合分析可以看出，注射时在工艺参数控制的较好的情况下，该制品的成型要求可以得到保证。
1.2 分析制品原材料的工艺性
给定的塑件材料选用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）塑料。
1.2.1 ABS的基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3种单体合成的。每种单体都具有不同性能：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性，使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性，使ABS坚韧；苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度，使ABS有良好的加工和染色性能。
ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，
性能：综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与此相反372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。
用途：适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。
1.2.2 成形特性
1）无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。
2） 吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
3） 流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。
4） 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250℃左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取50℃～60℃，要求光泽及耐热型料宜取60℃～80℃。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为180℃～230℃，注射压力为100～140MPa，螺杆式注射机则取160℃～230℃，70～100MPa为宜。
5） 模具设计时要注意浇注系统，分流道及浇口截面要大，选择好进料口位置、形式，推出力过大机械加工时塑料件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失），在成型时的脱模斜度﹥2°，收缩率取﹥0.5°。
1.2.3 ABS的成型条件，见表1—1

表1—1 ABS的成型条件
注射成型机类型
螺杆式
密度（）
1.03——1.07
计算收缩率
0.3——0.8
预热
温度(℃)
80——85
时间(s)
2——3

料筒温度
后段(℃)
150——170
中段(℃)
165——180
前段(℃)
180——200
喷嘴温度(℃)
170——180
模具温度(℃)
50——80
注射压力(MPa)
60——100

成型时间
注射时间(s)
20——90
高压时间(s)
0——5
冷却时间(s)
20——120
总周期(s)
50——220
螺杆转速（r/min）
30
适用注射机类型
螺杆式、柱塞式均可
后处理
方法
红外线灯、烘箱
温度（℃）
70
时间（h）
2～4
说明：该成形条件为加工通用级ABS料时所用，苯乙烯-丙烯腈共物（即AS）成形条件与上相似。

2 拟定模具结构形式

2.1 分型面位置的确定
模具上用以取出塑件或取出浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，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性及制品的脱模，分型面的位置也影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键内容。
分型面的选择应注意以下几点：
1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处
当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通过该方向塑件的截面
积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。
2） 保证制件的精度和外观要求
与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精
度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。
3） 考虑满足塑件的使用要求
注塑件在成型过程中，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工艺缺陷影响塑件功能。
4） 考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适
5） 考虑锁模力，尽量减小塑件在分型面的投影面积
6） 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模
从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对
型芯的包紧力很少常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。
7） 不妨碍制品脱模和抽芯
在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的侧凹或侧孔。一般机械式分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。
8） 有利于浇注系统的合理处置。
尽可能与料流的末端重合，以利于排气。
9） 分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。
根据塑件结构形式，本设计主分型面选在A—A面，侧向分型面选在B—B面。如图2—1所示。

图2—1 分型面
2.2 型腔数目的确定
型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一空腔——型腔。其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。
其数目的决定与下列条件有关：
1) 塑件尺寸精度
型腔数越多时，精度也相对地降低。
2) 模具制造成本
多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔
模比单腔模具低。
3) 注塑成形的生产效益
多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而
维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。
4) 制造难度
多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。
塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和形状的复杂程度。
该塑件精度要求一般（MT3），又是大批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费
用低一点，设备运转费用小一点，采用一模八腔的模具形式。考虑到塑件的结构特点，有侧向分型为
了便于脱模，型腔的排列方式采用双列直排。这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。
2.3 型腔的布局
多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。
平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。
要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。
本设计成型同一塑件，且壁厚均匀，故采用平衡式，布局如图2—2所示：

图2—2 型腔的布局

3 注射机型号的确定

3.1 注射量的计算
1) 塑件质量、体积的计算
通过Pro/E建模分析，塑件质量为0.878g。

流道凝料的质量

注射量

2) 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2—0.5倍。因此可用来进行估算，所以：

式中 行腔压力P取35MPa
3.2 注射机型号的选定
根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算。可选用SZ—60/40型注射机，见表3—1
3.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核
3.3.1 型腔数量的校核
由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数
合格
示中 k：注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8
M：注射机的额定塑化量（9.72g/s）
t：成型周期。（因为本设计的零件体积比较，所以成型周期可以根据各种情况缩短
一点，在此取30s）
其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。
表 3－1 注射机主要技术参数
理论注射容量（）
60
螺杆直径（mm）
30
注射压力（MPa）
180
注射速率（g/s）
70
塑化能力（g/s）
9.72
螺杆转速（r/min）
0—200
喷嘴球半径（mm）
10
锁模方式
双曲轴
锁模力（kN）
400
拉杆内间距(mm)
200×300
移模行程(mm)
250
最大模厚(mm)
250
最小模厚(mm)
150
模具定位孔直径(mm)
φ80
喷嘴孔直径(mm)
3

3.3.2 注射机工艺与安装参数的校核
1）注射量校核
查《塑料制品成型及模具设计》附录F知，SZ—60/40型注射机最大注射量60×1.05×0.8=50.4g，本模每次注射所需塑料的总质量约为11.239g。能满足要求。
2）锁模力校核
查《塑料制品成型及模具设计》附录F知，SZ—60/40型注射机最大锁模力F锁=400kN，而P模A=35×3946.785=138.138kN，故能满足F锁≥P模A。
3）最大注射压力校核
查《塑料制品成型及模具设计》附录F知，SZ—60/40型注射机额定注射压力为180MPa，而ABS塑料成型时的注射压力P成型=70~90MPa，故能满足P注≥P成型的要求。
4）最大和最小模具厚度校核
查《塑料制品成型及模具设计》附录F知，SZ—60/40型注射机所允许模具的最小闭合厚度为Hmin150mm，最大闭合模厚为Hmax=250mm，而本设计的模具厚度为Hm=207mm，即模具满足Hmin≤Hm≤Hmax的安装要求。
5）模具在注射机上的安装尺寸
从标准模架外形尺寸180mm×250mm×207mm上看，小于SZ—60/40型注射机拉杆内向距220mm×300mm，能满足模具安装和拆卸要求。
6）开模行程的校核
查《塑料制品成型及模具设计》附录F知，SZ—60/40型注射机的最大开模行程为S=250mm，能满足模具推出制品所需开模距S=h件+h浇+（5~10）mm=30.7+25+40+10=105.7mm的要求。

4 浇注系统的设计

浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。普通流道浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。
4.1 主流道设计
主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计要点为：
1）主流道圆锥角=2°～3°对流动性 差的塑料可取3°～6°，内壁粗糙度为Ra0.63um。
主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡的阻力。
2）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。
3）对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。
4.1.1 主流道尺寸
根据所选注射机，则主流道小端尺寸为：
d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）=3+1=4mm
主流道球面半径为：
SR=喷嘴球面半径+（1～2）=12mm
4.1.2 主流道衬套形式

图4—1 主流道衬套
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，主流道长度约等于定模板的厚度（见模架的确定和装配图）。衬套如图4—1所示，材料选用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为50~55HRC。
取 d=4mm =3°
则
主流道凝料体积为：

4.1.3 主流道剪切速率校核
根据实际生产经验可知，主流道、分流道的剪切速度一般为 ～，在模具设计过程中要进行剪切速度的校核，以保证能够顺利注射成型。
由经验公式
式中

4.2 分流道的设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口是也要设置分流道。
4.2.1 分流道布置形式
分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。

图4—2 分流道
4.2.2 分流道长度
第一级分流道：
第二级分流道：
第三级分流道：
4.2.3 分流道的形状及截面尺寸
分流道截面有圆形、矩形、梯形U形和六角形等等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，要尽量把流道的截面积设计得大些，表面积小些。因此可以用流道的截面积与其周长的比值来表示流道的效率，各种截面分流道的效率如图所示

图4—3 分流道的截面形式和效率

从图中可见，圆形和正方形流道的效率最高。一般分型面为平面时，通常采用圆形截面的流道。由于本设计采用一模八腔的点浇口，为了取出分流道凝料，且凝料在两个平板之间，故采用的是圆形截面。
因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如《塑料制品成型及模具设计》表4-3。对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑件，可用以下经验公式确定分流道的直径：

取 D=6mm
式中 m ——流经分流道的塑料量（g）；
L ——分流道的长度（mm）；
D——分流道的直径（mm）。
4.2.4 分流道凝料体积
分流道截面积：
分流道长度：
凝料体积：
4.2.5 分流道剪切速率校核
剪切速度经验公式为：

式中 r—剪切速率；
q—熔体的体积容量；
Rn—表征流道断面尺寸的当量半径；

在～之间所以满足要求。
式中 v—制品体积，通常取V=（0.5~0.8） [为注射机公称注射量]；
—注射机公称注射量；
—注射时间由《中国模具设计大典》表9.2-1查得ABS塑料的注射时间为1s；
4.2.6 分流道的表面粗糙度
分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8um~1.6um即可，在此取1.6um。
4.3 浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量有很大的影响。浇口的主要作用有如下几点：
1）熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。
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。
2）易于切除浇口尾料。
3）对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口除了能用来平衡进
料外，还能用以控制熔接痕在制品中的位置。
浇口的截面积一般很难用理论公式计算，通常要根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程
中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%～9%，截面形状通常为矩形或圆形。浇口长度为0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4um。具体浇口截面尺寸应根据不同的浇口类型来确定。
在进行浇口设计时要遵循以下几个基本原则：
1）应开设在使型腔各个角落同时充满的位置。
2）应开设在制品较厚的部位，以利于补缩。
3）应有利于型腔气体的排出。
4）开设在不影响制品外观的部位。
5）不要开设在制品承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。
6）尽量选在避免产生熔接痕的位置。
浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下11种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。因为本设计的塑件表面质量要求较高，外表面不得有熔接痕、气痕、飞边等缺陷产生，有较高的光亮要求，故采用点浇口。
点浇口是截面形状小如针点的浇口，应用范围十分广泛，它具有如下优点：
1）可显著提高熔体的剪切速率，使熔体黏度大为降低，有利于充模。这对于PE、PP、PS和ABS等对剪切速率敏感的熔体尤为有效。
2）熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高，黏度再次下降，使熔体的流动性更好。
3）有利于浇口与制品的自动分离，便于实现制品生产过程的自动化。
4）浇口痕迹小，容易修整。
5）在多型腔模中，容易实现各型腔的平衡进料。
6）对于投影面积大的制品或者易于变形的制品，采用多个点浇口能提高制品的成型质量。
4.3.1 点浇口尺寸的确定

图4—4 点浇口

示中 d——浇口直径（mm）
n——塑料系数，由塑料性质决定
k——系数，塑件壁厚的函数，
A——型腔表面积（mm）
t——塑件壁厚（mm）
d=0.8mm D1=4mm h=0.75mm
4.3.2 浇口剪切速率的校核
生产实践表明，当注射模浇口的剪切速率时，所成型的塑件质量较好。
点浇口的经验公式
式中 —浇口剪切速率；
q—熔体的体积容量；
—表征流道断面尺寸的当量半径，

在～之间，所以满足剪切速率的要求。
4.4 冷料穴的设计
冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或者处于分流道的末端，防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种，一种专门用于收集、贮存冷料，另一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的功用。
1) 分流道冷料穴
根据需要，冷料穴不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，如图所示。冷料穴的长度通常为分流道直径d的倍。本设计中需要设计在分流道末端。

图4—5 分流道冷料穴
4.5 拉料杆设计
拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模或定模一侧，其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，因为本设计采用点浇口，模具结构必须采用三板式的模具结构，为了便于浇道凝料脱模，须设计分流道拉料杆，分流道拉料杆如图5—6所示：

图5—6 拉料杆
材料：T8A 热处理50～55HRC
d=6mm D=12mm l=59.74mm
4.6 排气槽的设计
当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排除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。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，将会在制品上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷；此外气体受压，体积缩小而产生高温会导致制品局部碳化或烧焦（褐色斑纹）；同时积存的气体还会产生反向而降低充模速度。因此，设计型腔时必须考虑排气的问题。
注射模成型时的排气方式通常有如下几种：
1）利用配合间隙排气
2）利用烧结金属块排气
3）在分型面上开设排气槽排气
由于本设计的推杆比较多，故采用推杆和推杆孔的配合间隙排气。如图5—7所示

图5—7 间隙排气

5 成型零件的设计

5.1 成型零件的结构设计
注射模具的成型零件系指构成型腔的模具零件，包括凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成型零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。
1) 动模上型腔零件结构设计
本例中模具采用一模八腔的结构形式，考虑加工难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用组合式中的整体嵌入式结构。如图5—1所示。

图5—1 动模模仁
2) 定模上型腔零件结构设计
由于定模上型腔零件结构简单，故采用整体式。
3) 侧抽芯零件结构设计
由于本设计的侧向抽芯四个的抽芯方向一致，故四个侧抽芯做成一个侧滑块。如图5—2所示。

图5—2 侧滑块
5.2 成型零件工作尺寸计算
成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。
1）由于塑料热胀冷缩的原因，成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。
2）凹、凸模工作尺寸的制造公差直接影响塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/3~1/6，表面粗糙度取Ra值为0.8~0.4um。
3）凹、凸模生产过程中的磨损以及修复会使得凸模尺寸变小，凹模的尺寸变大。
因此，成型大型塑件时，收缩率对塑件的尺寸影响较大；而成型小型塑件时，制造公差与磨损量对塑件的尺寸影响较大。常用塑件的收缩率通常在百分之几到千分之几之间。凹、凸模的工作尺寸根据塑料的收缩率，凹、凸模零件的制造公差和磨损量三个因素确定。
对于凹模、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设计计算。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。
制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值；与制品外形尺寸相对应的凹模尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。
制品的内形尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值；与制品内形尺寸相对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。
制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。
目前，主要使用两种方法计算成型零件的工作尺寸，一种称为平均值法，另一种称为公差带法。在这里采用第一种方法。
塑件尺寸公差按SJ/T10628—1995公差标准选取。
5.2.1 动模的工作尺寸

图5—3 动模的成型部分
1）型腔径向尺寸

s——塑件的平均收缩率，（以下相同）
——塑件外形公称尺寸（取17.88）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取0.75（以下相同）
——塑件的尺寸公差（取0.31）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取（以下相同）

=6.16 =0.23

=4.14 =0.20

=16.76 =0.31

=5.55 =0.20

=2.62 =0.16

=3.51 =0.20

=9.19 =0.23

=0.96 =0.16

=0.88 = 0.16

=1.04 =0.16

=1.26 =0.16

=8.66 =0.23

=12.55 =0.23

=4.04 =0.20

=2.02 =0.16
2）型腔深度尺寸

——塑件外形公称尺寸（取0.91）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取2/3（以下相同）
——塑件的尺寸公差（取0.16）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取（以下相同）

=3.74 =0.20

=4.48 =0.20

=1.40 =0.16
3）型芯的径向尺寸

图5—4 动模的成型部分

——塑件外形公称尺寸（取7.78）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取0.75（以下相同）
——塑件的尺寸公差（取0.23）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取（以下相同）

=0.91 =0.16

=17.37 =0.31

=16.46 =0.31

=3.33 =0.20

=3.99 =0.20

=13.40 =0.27

=19.39 =0.34

=7.34 =0.23

=1.11 =0.16
4）型芯高度尺寸

示中 ——塑件外形公称尺寸（取2.83）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取2/3
——塑件的尺寸公差（取0.16）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取）
5.2.2动模小型芯工作尺寸

图5—5 动模小型芯

=3.54 = 0.20
5.2.3 定模的工作尺寸

图5—6 定模的成型部分
1）型腔径向尺寸

示中 ——塑件外形公称尺寸（取1.01）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取0.75（以下相同）
——塑件的尺寸公差（取0.16）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取（以下相同）

=1.72 =0.16

=4.14 =0.20

=17.67 =0.31

=2.63 =0.16

=17.68 =0.31

=9.17 =0.23
2）型腔深度尺寸

示中 ——塑件外形公称尺寸（取2.12）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取2/3
——塑件的尺寸公差（取0.16）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取

=2.22 =0.16
3）型芯径向尺寸

示中 ——塑件外形公称尺寸（取2.02）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取0.75
——塑件的尺寸公差（取0.16）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取
4）型芯高度尺寸

示中 s——塑件的平均收缩率
——塑件外形公称尺寸（取0.20）
——修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间，在此取2/3
——塑件的尺寸公差（取0.36）
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6，在此取
5.2.4 型腔侧壁及底板厚度的计算
在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的高压作用。因此，模具型腔必须具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，则强度和刚度会不足，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力[]时，型腔将导致塑性变形，甚至破裂；刚度不足将产生过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。此计算参照《塑料制品成型及模具设计》84页表4—12模具型腔壁厚刚度和强度计算公式
1） 型腔侧壁的厚度计算（按整体矩形型腔凹模计算）
按刚度计算

按强度计算

C——与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比有关的系数，见表4—15，在此取0.930
p——型腔压力，取35
E——模具材料的弹性模量（），碳钢为
[]——刚度条件，即允许变形量（mm），由表4—13选取，在此取[]=0.045mm
——型腔深度（mm）
——与比值有关的系数，见表4—15，在此取0.108mm
——底板短边与长边长度之比
——模具材料的许用应力（），在此取196
2）型腔底板厚度计算
按刚度计算

按强度计算

——由底板短边与长边边长之比决定的系数，见表4—16所示
——由底板短边与长边边长之比决定的系数，见表4—14所示
5.2.5 支撑板厚度的确定
支撑板厚度和所选模架两垫块的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在180×250这个大类范围之内，垫块之间的跨度大约为116mm，根据型腔布置及型芯对支撑板的压力，就可计算得到支撑板的厚度，即：

根据标准模架取T=32mm
示中 ——支撑板刚度计算许用变形量，

L——两垫块之间的距离（116mm）
W——影响模具变形的最大尺寸，若圆筒形是r或h，若矩形是L；
——支撑板长度，取250mm；
——8个型腔投影到支撑板上的面积。
单个型腔的投影面积
8个型腔的投影面积

6 导向与定位机构设计

合模导向机构对于塑料模具是不可少的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，必须导向。导柱安装在动模或者定模一边均可。有细长型芯时，以安在细长型芯一侧为宜。通常导柱设在模板四角。
导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。定位作用是为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后时型腔保持正确的形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失败；导向作用则是在动定模合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型腔，损坏零件。承受一定侧压力（指塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受了一定的侧压力）。当侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需要增设锥面定位装置。对于三板模、脱模板脱模等，导柱还要承受悬浮模板的质量。
当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。
6.1 导向结构的总体设计
导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距
离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。导柱中心至模具外缘应至少有一个导柱直径的厚度；导柱通常设在离中心线1/3处的长边上。
1） 该模具采用4根导柱，其布置为在模板的四个角上。
2） 该模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板和脱板上。
3） 为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角。
4） 各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行。
5） 在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致成型零件损坏。
6） 当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。
7） 导柱导套的配合长度通常取配合直径的1.5～2倍，其余部分可以扩空，以减小摩擦，并降低加工精度。
6.2 导柱的设计
1）本设计的模具采用带头导柱，且加油槽。
2） 导柱的长度必须比凸模端面高度高出6～8mm。
3） 为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。
4） 导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为）。
5） 导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6过渡配合，导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7间隙配合。
6） 导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4um，固定部分表面粗糙度为Ra0.8um。
7） 导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢（如20、20Mn2B）经渗碳淬火处理或碳素工具钢（T8A、T10A、）经淬火处理，硬度为55HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度≥55HRC。
6.3 导套的设计
1）结构形式：采用带头导套（Ⅰ型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔。
2）导套的端面应倒圆角，一般倒角半径为1～2mm。导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。
3） 导套孔的滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合，表面粗糙度为Ra0.4um。导套外径按H7/m6或H7/k6配合镶入模板。
4） 导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。多用20钢渗碳后淬火或T8A、T10A淬火。
本设计采用标准导柱、导套，四个，如图6—1所示
导柱： 选T8A钢,淬火处理, 56～60HRC