为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要， 在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸与塑件尺寸 的关系如图 2-7 所示： （1）凹模径向尺寸的计算 [15]
3 L m 1 =[(1+S cp )L s 1 － ? ] +δ z 4
图 2-7 型腔尺寸 式中 L m 1 —以最大端加工时凹模的径向尺寸；
—塑件的公差值；塑件尺寸公差根据 GB/T14486——1993 模塑件尺寸公差表 取 MT3——B 级，由尺寸段决定值的大小； 13
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δ z —制造公差， δ z = ； 3
S cp —塑件的平均收缩率，S cp =0.008。
3 L m 2 =[(1+S cp )L s 2 － ? ] +δ z 4 3 D m 3 =[(1+S cp )L s 2 － ? ] +δ z 4 3 L m 4 =[(1+ S cp ) L S 2 + ? ] ?δ Z 4 D s =[(1+s)R-0.753△] +δ z (2)型芯尺寸
图 2-8 型芯 d m =[d(1+s)+0.75△] ?δ Z 型芯长度 L m 5 =[L(1+S)+ 2 3 △] 0δz ? (3)螺纹型环尺寸
+ D m中 =[d s中 (1+S)-△ 中 ] 0δz 14
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+ D m大 =[d s大 (1+S)-△ 中 ] 0δz + D m小 =[d s小 (1+S)-△ 中 ] 0δz 2.3.3 型腔壁厚和底板厚度确定
强度不够：将导致塑性变形，甚至开裂。 刚度不足：将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。 型腔壁厚底板均取20mm,材料选3Cr2Mo。 2.4 选择脱模方式
制品横截面呈中空圆管型。 如图2-经过优化后的模具利用动定模的分型面来脱螺纹。 开 模时\弹簧7\使模具首先沿Ι—Ι面分型\脱出浇口\随后由拉杆8 及垫圈9 定距限位，\模 具沿Π-Π面分型。 此时螺纹结构脱开，完成脱螺纹。 为了脱螺纹和保证塑件成型质量及 加工制造方便\分型面沿三通管端面的直径方向，动、定模均采用镶拼结构! 这样既简化了 脱螺纹结构，又合理地确定了分型面。脱模机构选择的是一次脱模机构中的推杆脱模机构。 推出机构的导向：脱模机构中，常在推出机构中设导向零件，一般包括导柱和导套。导 柱一般不少于两个，大型模具要四个。而塑件温控器垫块属于大型模具，所以在这里我们也 要设计4个导柱和导套。 推出机构的复位：脱模机构完成塑件顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置。 目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。 在这里我们选择的是复位杆复位。复 位杆又称回程杆或反向杆。复位杆装在固定推杆的同一固定板上，且各个复位杆的长度必须 一致，都为 80mm。为避免长期对定模板的撞击，可采取措施，使复位杆端面低于定模板平面 0.02-0.05mm。 15
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图2-9 推杆 推杆的尺寸确定：圆形推杆的直径可由欧拉公式简化得 [15] ： d=k(L 2 F 脱 /nE) 1 / 4 = 8mm d——推杆直径（mm); L——推杆长度（mm)； F脱——塑件的脱模力（N）； E——推杆材料的弹性模量（MPa)； n——推杆数量； k——安全系数，取:k=1.5 推杆直径确定后，还应进行强度校核，其计算式为： d≥ (4F脱/nπ[σ压])1/4
2.5 导向机构的设计
在设计导柱和导套时还应注意以下几点： （1）导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离， 以保证模具的强度。 （2）导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出6～8mm。 16
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（3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。 （4）导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 （5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤， 。 （6）一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8,导柱和导套固定部分配合按H7/k6， 。 （7）除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和 导套。 （8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。 2.6 侧抽芯机构的设计
图2-10斜导柱 斜导柱长度主要根据抽芯距离、 斜导柱直径及倾斜角的大小而确定。 斜导柱如上图所示， 导柱倾斜角度取25°其长度（mm） 计算公式为 L = L1 + L 2 + L3 + L 4 + L5 = 式中：L斜导柱总长度 D斜导柱固定部分大端直径 h斜导柱固定板厚度 d斜导柱直径
D 2 h s tan α + cosα + d tan α + sin α + (8 ~ 15) 2 17
毕业设计（论文） α 斜导柱的倾角
斜导柱常用截面形状有圆形和矩形两种。 圆形制造方便，装配容易，应用广泛； 矩形截面制造不便，但强度高，承受的作用力大。
图2-11 斜导柱工作示意图 该模具选用圆形截面形状 对圆形截面的斜导柱，其直径d(mm)为： d = 3 NL4 = 0.1[σ ]
［σ］——许用弯曲应力（MPa)，对于碳钢［σ］=137.2MPa， L4——斜导柱有效长度（mm)； N —斜导柱最大弯曲力（N） 。 [15]
为了保证型芯不给滑出过多，在滑块上开设了导槽用限位销进行限位，如图2-11. 2.7 模具调温系统的设置
模具温度过高:成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模。 18
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模具温度过低:则熔体流动性差， 塑件轮廓不清晰， 表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。 模具温度不均匀时:型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形。 模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。 该制件使用的是聚氯乙烯，流动性较好，但因壁厚较厚，需设置冷却系统，采用水冷。 由于聚氯乙烯的流动性好，而且连续动作，可以不采用加热系统，只在初次注射时加热 下模具就可以了。 2.7.1 冷却系统的结构形式
本文中对模具采用简单流道示冷却。简单流道式：通过在模具上直接打孔，并通以冷 却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式，适用于成型较浅且面积较大的塑件 2.7.2 冷却时间的确定
在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出 塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为
准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。其确定方法有计算法和经验查表法。 在这里我们采用经验数据，见塑料制品成型及模具设计中表4-24 [15] 查表得 t 1 =21.7s,t 2 =80s 2.8 模架选用
该模具是中小型模具，根据《注塑模中小型模架及技术条件》（GB/T12556~1990），选 择使用派生型中的P 2 型，正装型，模板尺寸为1603200。装配图如图2-8所示 开模时，弹簧9使模具首先沿Ι-Ι分型，脱出浇口，浇口留在6定模镶块上，随后由拉 杆10及垫圈11定距限位，模具沿Π-Π面分型，流道被拉断，有手动方式取出流道，此时斜 导柱3，开始带动侧型芯7，8，23向外运动，由24限位销限位，使得他们顺利地从三通管中 脱离出来，然后推杆15将制品顶出。合模时，为避免推杆19与侧型芯发生干扰，采用了弹簧 20使顶出机构先复位。 19
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1-动模座板 2-定模 3-斜导柱 4-锁紧块 5-浇口套 6-定模镶块 7，8，23-侧型芯 12-动模 13-动模固定板 14-动模镶块 15-推杆 16-推杆固定板 17-动模座板 24-限 位 9-弹簧 10-拉杆 11-垫圈 18-紧固螺钉 19-销 20-弹簧 21-复位杆 22-导柱 图 2-12 装配图 20
毕业设计（论文） 第三章 选择成型设备 3.1 公称注射容量
指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所射出的塑料体积，以 cm3 表示。 V公=π/4D22S
式中:D——螺杆直径cm； S——螺杆最大注射行程（cm)。 在注射过程中，随着温度和压力的变化，塑料的密度也发生变化，加上成型物料的漏 损等因素，故注射机的公称容量一般为:
V公= απ/4D22S α:注射系数，一般为0.7～0.9，α包括塑料密度变化系数（C无定型塑料C=0.93结晶 型塑C=0.85）。 [15]
3.2 公称注射质量 注射机对空注射时， 螺杆作一次最大注射行程所能射出的聚苯乙烯塑料质量， （g） 以克 表示。其他塑料换算关系： Gmax=G公（ρ1f2/ρ2f1) （3-8）
Gmax——实际用塑料时的最大注射量（g)； G公——以聚苯乙烯为标准的注射机的公称注射量(g)； ρ1——实际用塑料在常温下的密度（g/ cm3 )； ρ2——聚苯乙烯在常温下的密度（g/ cm3 )； f1——实际用塑料的体积压缩比，由实验测定； f2——聚苯乙烯的压缩比，通常可取2.0； [15] 21
毕业设计（论文） 3.3 初选注射机
按注射量初选 公称注射压力、 公称锁模力、 模板行程以及模具安装部分的尺寸校核。 V实 [15] V实——实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（ cm3 ）。 型号 标称注射量 注射压力 移模行程 注射速率 锁模力 模板最大行程 模具最大厚度 模具最小厚度 单位 cm3 根据每次的实际注射量36.7cm 3 ，公称注射量为46cm 3 ，初选注射机为SZ-60/40 SZ-60/40 60 180 250 70 400KN 250 250 150 MPa mm g/s N mm mm mm 3.4 注射机的校核 3.4.1 注射压力校核 p ≥p 公 p 0 ： 塑件成型时所需要的注射压力 部分塑料所需的注射压力p 0 [15] 0 p 公 ：公称压力 塑料 注射条件 厚壁件（易流动） 聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 ABS 聚甲醛 聚酰胺 70—100 100—120 80—100 80—110 85—100 90—101中等壁厚 100—120 120—150 100—120 100—130 100—120 101—140 难流动的薄壁窄浇口件 120—150 ＞150 120—150 130—150 120—150 ＞140 22 毕业设计（论文） 本课题中所选材料为聚氯乙烯，壁厚为3mm,属中等壁厚，注射压力在120-150Mpa之间，所选 注射机注射压力为180Mpa,符合要求。 3.4.2 锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。 F 锁 ≥F 胀 =A 分 2p 型 F 锁 ——注射机的额定锁模力（N）； p 型 ——模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa），一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常为20～ 40MPa，也可查表； 常用塑料注射时型腔的平均压力 塑件特点 容易成型塑件 一般塑件 中等黏度塑料及有精度要求的塑件 高黏度塑料及高精度、难充模塑料 P型 25 30 35 40 [15] 举例 PE、 PS等薄厚均匀的日用品、 PP、 容器类在模温较高下，成型壁薄 容器类 ABS、POM等高精度要求 的机械零件，如齿轮、凸轮等 A分—塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm 2 ） F 锁 =400KN F 胀 = A 分 2p 型 = 经校核锁模力大于胀型力。 3.4.3 开模行程与推出机构的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离。 1）开模行程与模具厚度无关： 这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的 最大冲程决定的，而与模具厚度无关。 开模行程与模具厚度无关的单分型面注射模所需开模行程： S≥H=H1+H2+（5～10）mm H1——塑件推出距离（也可作为凸模高度）（mm)； H2——包括浇注系统在内的塑件高度（mm)； S——注射机移动板最大行程（mm)； H—所需开模行程（mm)。 23
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