塑料模具课程设计(2)

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模具受冲击和震动较大。

有以上相关知识及综合考虑，我们选用卧式注射机，注射装置选用螺杆式注射、液压缸直接锁模。

2.2.1 注射机参数

由《塑料成型工艺与模具设计》表5-1得采用XS-ZY-125（卧式）型注射机，其部分参数如下：

额定注射量（cm3）：125 螺杆直径（mm）：42 注射压力（MPa）:120 注射行程（mm）：115 合模力（KN）：900 最大成型面积（cm2）：320 最大开合行程（mm）：300 模具最大厚度（mm）：300 模具最小厚度（mm）：200 拉杆空间（mm）：260×290 合模方式：液压—机械 电动机功率（KW）：11 螺杆驱动功率（KW）：4 加热功率（KW）：5 定位圈尺寸（mm）：Ф100

机器外形尺寸（mm）：3340×750×1550 推出形式：两侧推出，中心距为230mm 两侧顶孔（mm）：Ф22 喷嘴前端孔径（mm）：4

喷嘴前端球面半径（mm）：12 注塑所需的体积计算：

由下图计算注塑所需要的体积：

V1=40x15x8-[πx（5/2）2x2x8+πx(8/2)2x8]=4084(mm3) m1=v*ρ/1000=4084x0.90/1000=3.7(g)

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图2塑件结构图

2.2.2 型腔数量校核 a）注射量校核

利用《塑料成型工艺与模具设计》公式5.4：nm1+m2≤km 进行校核，其中:n为型腔数量，m1为单个塑件的质量，m2为浇注系统所需要塑料质量,k注塑机最大注塑量的利用系数，一般取0.8，m注塑机的额定塑化量g/h或cm

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所以：nm1+m2 =2x3.7+1/3x2x3.7=9.8(g)≤0.8x0.90x125=90(g) 因此，该注射机的注射量满足一模两件模具的生产需要。 b）锁模力校核

由《塑料成型工艺与模具设计》公式5.5 （nA1+Aj）p≤Fn的，其中n为型腔数量；A1为单个塑件在模具分型面上的投影面积；A2为浇注系统在模具分型面上的投影面积；p是塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注塑压力的80%MPa，由选用的注射机参数的p=122MPa。

A1=[40x15-(5/2)π-(8/2)π]/100=540（mm）

2

2

2

Aj=1/3x2x540/100=360（mm2）

(2x540+360)x0.8x122=140544(N)=140.544(KN)≤900(KN) 因此，该注射机的锁模力满足此一模两件模具的生产要求，不会发生涨模溢料的情况。

综合以上注射量及锁模力校核，确定模具的型腔数量为2。

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第3章模具结构设计 3.1 塑料制件在模具中的位置

型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需要的足够压力，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尺寸的差异、脱模困难等问题。

3.1.1型腔排列

该制件采用一模两件生产，属于多腔生产，整体嵌入模具中，因此要注意型腔和分流道的布置。多腔模设计时型腔布置和分流道的布置应同时加以考虑，设计的原则有：

①尽量保证各型腔同时充满，并均衡地补料，保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致；

②各型腔之间距离恰当，应有足够的空间开设冷却水道、螺钉等，并有足够截面承受注塑压力；

③在满足以上要求的情况下尽量缩短流道长度、降低浇注系统凝料重量； ④型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心，一般在模板的中心上。

经分析此模具使用平衡式的布置方式，如下图：

图3模具型腔排列方式

3.1.2分型面设计

由《塑料成型工艺与模具设计》p92相关知识知由于分型面受塑件在模具中的成型位置、浇筑系统设计、塑件结构工艺及尺寸精度、钳件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应该综和分析比较，已选出较为合理的方案。选分型面时，应遵循以下基本原则：（1）分型面应选在塑件外形

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最大轮廓处;（2））分型面应选在有利于塑件顺利脱模;（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；（4）分型面额的选择应有利于模具的加工；（5）分型面的选择应有利于排气。

经过分析这零件选择单分型面如下图分型面：

图4分型面示意 3.2 浇注系统与排溢系统设计

由《塑料成型工艺与模具设计》p94相关知识知道浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道，对浇注系统设计时一般遵循以下基本原则：（1）了解塑料的成型性能；（2）见量避免或减少产生熔接痕；（3）有利于型腔中气体的排出；（4）防止型芯的变形和嵌件的位移；（5）尽量采用较短的流程充满型腔；（6）流动距离比的校核。

本设计中采用普通流道浇注系统。 3.2.1主流道设计

主流道是指浇注系统中从射机喷嘴与模具处到分流道为止，塑料熔体流动通道。

由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以在注射模中主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套。在卧式或立式注射机上使用的注射模中，主流道垂直于模具分型面。

为了使塑料熔体按顺序向前流动，开模时塑料凝料能从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有2°～6°的锥角，流道的表面粗糙度Ra0.8μm以下的，浇口套一般采用碳素工具钢（如T8A、T10A等）材料制造，热处理淬火硬度53-57HRC，本次采用T10A。浇口套与模板间配合采用H7/m6的过度配合。

由《塑料成型工艺与模具设计》p84、图6.12相关知识的其结构与尺寸设计依据如下表：

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表4-1主流道部分尺寸 符号 d SR α L D 名称 主流道小端直径 主流道球面半径 主流道锥角 主流道长度 主流道大端直径 尺寸 注射机喷嘴直径+（0.5～1） 喷嘴球面半径+（1～2） 2°～6° 尽量≤60 d+2Ltanα/2 根据前面选用的XS-ZY-60型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d0=4mm； 喷嘴前端球面半径：SR0=12mm；

模具主流道与注射机喷嘴之间，有如下对应关系：

d??dSR0.5~1)mm0?(SR0?(1~2)mm

因此：取主流道球面半径：SR=13mm； 主流道小端直径: d=5mm； 长度由模架再具体确定。

为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为2～6°取其值为α=4°。根据模板厚度L=55，所以D=7.6mm.

3.2.2分流道设计

分流道是主流道与浇口之间的通道,其作用是通过流道截面及方向变化使熔料平稳地转换流向，并均匀分配给各个型腔。设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免温度的降低。

1）分流道的截面形状

常用的截面形状有圆形，梯形，U形和六角形等。在流道设计中要减少在流道内压力损失，则希望流道的通导截面积最大；要减少传热损失，又希望流道的内表面面积最小。因此，可以用流道截面积与周长的比值来表示流道的效率。其中圆形的流道效率最高，但由于其加工生产要求高，因此在此例中我们选择梯形

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