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電器支腳注射模設(shè)計
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計
題目： 電器支腳注射模設(shè)計
摘 要
本文分為兩大部分，第一部分是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)容包括塑料模具的工作原理及應(yīng)用，設(shè)計準則以及產(chǎn)品的簡介。塑料注塑模的設(shè)計計算，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，注射機的選用，澆注系統(tǒng)設(shè)計等方面。第二部分是介紹CAD/CAM在模具上的應(yīng)用，包括CAXA制造工程師，CAXA實體設(shè)計，PRO/E.
關(guān)鍵詞：CAD/CAM，塑料，注射模，注射機。
Abstract
In this paper,it is diveded into two parts.The first part is about the design of the structure of the mold.It is including the working theory and application of a plastic injection mold,the design princible,and the introducing of production.The design calculation lf the plastic mold is including the desing of the mold ,the selecting of plastic injection mold machine,and the pour system design etc.The second part is about the application of the CAD/CAM inplastic injection mold.It include the software of CAXA,PRO/E and so on.
Key words: CAD/CAM,Plastic,Plastic inject mold ,plastic injection mold machine.
目 錄
1 引言 - 1 -
2 本次設(shè)計內(nèi)容 - 2 -
3 本次設(shè)計的目的 - 2 -
4 塑件成型的基本過程 - 3 -
4．1塑化過程 - 3 -
4．2充模過程 - 3 -
4.3冷卻凝固過程 - 3 -
4.4脫模過過程 - 3 -
5 塑件制品分析 - 4 -
6 注射機的選擇與校核 - 7 -
6.1注射機的選擇 - 7 -
6．2注射機的校核 - 7 -
6．2．1注射量的校核 - 7 -
6．2．2鎖模力得校核 - 7 -
6．2．3注射機安裝模具部分的尺寸校核 - 8 -
7 分型面的確定 - 9 -
8 澆注系統(tǒng)設(shè)計 - 10 -
8．1澆注系統(tǒng)的組成 - 10 -
8．2澆口套和定位圈的設(shè)計 - 10 -
8.2.1澆口套的設(shè)計，如圖8-2 - 10 -
8.2.2定位圈的設(shè)計 - 11 -
8．3流道設(shè)計 - 12 -
8.3.1流道的截面形狀 - 12 -
8.3.2流道的布置 - 13 -
9 排溢系統(tǒng) - 14 -
10 型腔、型芯設(shè)計 - 15 -
10.1設(shè)計型芯和型腔的結(jié)構(gòu)形式 - 15 -
10.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 15 -
10.1.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 16 -
10.2 型芯和型腔設(shè)計 - 16 -
10.2.1 型芯設(shè)計 - 16 -
10.2.2 型腔設(shè)計 - 17 -
10.3型腔、型芯工作尺寸的計算 - 17 -
11 型腔壁厚計算 - 19 -
11.1型腔的強度及剛度要求 - 19 -
12 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計 - 20 -
13 脫模與復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 - 21 -
13.1脫模機構(gòu)設(shè)計 - 21 -
13.2復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 - 21 -
14冷卻系統(tǒng)設(shè)計 - 22 -
15 整個設(shè)計 - 24 -
致 謝 - 26 -
參 考 文 獻 - 27 -
1 引言
近年來我國模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，模具設(shè)計與制造水平有了很大的提高，大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具的需求量大幅度發(fā)增加。模具質(zhì)量明顯提高；模具CAD/CAM技術(shù)相當廣泛的得到了應(yīng)用。機械零部件中60%的粗加工，80%的精加工需要由模具來完成?？梢哉f，模具是工業(yè)之母。
依照塑件的成型方法分類，可以將塑料加工模具分為三類：
(１)壓縮模
壓縮模是將塑料裝在受熱的型腔或加料室內(nèi)，然后加壓。也可稱為壓塑?；驂耗！Ｔ趬褐茣r直接對型腔內(nèi)的塑料施加壓力。這類模具的加料室一般與型腔是一體的，主要用于熱固性塑件的成型，有時也用于熱塑性塑件的成型。
(2)壓注模
壓注摸是將塑料在加料室內(nèi)受熱成為黏流狀態(tài)，在柱塞壓力的作用下使熔料經(jīng)過注射系統(tǒng)進入并充滿閉合的型腔。也稱為傳遞模、擠扭模。這種棋具結(jié)構(gòu)比壓縮模復(fù)雜，造價較高。
(3)注射模
注射模又稱為注塑模.塑料在注射機上裝有螺桿攪拌的料筒內(nèi)受熱開始熔化.當達到半熔性狀態(tài)時、在壓力的作用下，熔料通過模具的澆注系統(tǒng)進人到有一定深度的型腔內(nèi)固化成塑件.該工藝成型周期短，生產(chǎn)效率高。這種模具在熱固性塑料注射機上使用，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價較高。 除了上述塑料成型模具外，還有中空吹塑模、熱成型模、發(fā)泡模、澆鑄模、擠出機頭口模等。
2 本次設(shè)計內(nèi)容
電器支腳注射模。對產(chǎn)品（圖1-1）設(shè)計一副注射模。
圖1-1
3 本次設(shè)計的目的
2．1 掌握注射模設(shè)計的一般方法；
2．2 了解注射機的工作原理；
2．3 了解模具加工方法；
2．4 進一步掌握設(shè)計的一般方法，熟練設(shè)計的一般過程。
4 塑件成型的基本過程
注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當中，經(jīng)過加熱熔化使之成為高粘度的流體——熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過噴嘴以較高的壓力（約20～85mpa），溶入模具的型腔中以過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
4．1塑化過程
現(xiàn)代式的注射機基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱為物料）自從送料頭以定容方式送入料筒，通過料筒外的點加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理融化達到一定溫度后即可注射，注射動作是由螺桿的推進來完成的。
4．2充模過程
溶體自注射機的噴嘴噴出來后，進入模具的型腔內(nèi)，將型內(nèi)的空氣排出，并滿型腔，然后升到一定壓力，使熔體的密度增加，充實型腔的每一個角落。
充模過程使注射成型的最主要過程，由于塑料熔體的流動是非牛頓流動，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象，左右塑件的質(zhì)量，因此充模過程的關(guān)鍵問題——澆注系統(tǒng)的設(shè)計就成為注射模具設(shè)計過程中的重點，現(xiàn)代的設(shè)計方法已經(jīng)運用了計算機輔助設(shè)計以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計中疑難問題。
4.3冷卻凝固過程
熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換過程，即：
塑化——注射充?！袒尚?
加熱——理論上絕熱——散熱
熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，包括外表質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。因此，模具設(shè)計時，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代的設(shè)計方法中也采用了計算機輔助設(shè)計來解決問題。
4.4脫模過過程
塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采用機械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個動作由脫模機構(gòu)來完成。不合理的脫模機構(gòu)對塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機構(gòu)的設(shè)計也是注射模具設(shè)計的一個主要環(huán)節(jié)。由于標準化的推廣，許多標準化的脫模機構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。
由1.1至1.4形成了一個循環(huán),就完成了一次成型一個乃至數(shù)十個塑件.
5 塑件制品分析
本塑料制品是電器支腳殼體,形狀尺寸如圖5-1所示:
圖2
塑料制件的設(shè)計主要根據(jù)使用要求進行,由于塑料有特殊的物理性能,在設(shè)計塑件時必須考慮一下幾個方面的因素:
(1)塑料的物理性能,如強度、剛性、韌性、彈性、吸水性以及對力的敏感性;
(2)塑料的成型工藝性,如流動性;
(3)塑料形狀應(yīng)有利于充模流動、排氣、補縮,同時能適應(yīng)高效冷卻硬化(熱塑性塑料制品)或快速受熱固化(熱固性塑料制品);
(4)塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異;
(5)模具的總體結(jié)構(gòu),特別是抽心與脫出塑件的復(fù)雜程度;
(6)模具零件的形狀機器制造工藝。
(7)影響聚合物取向的主要因素（以注射成型為例）:
?溫度的影響：如果熔體溫度很高，則與凝固溫度之間范圍寬，聚合物大分子松弛時間延長，解取向能力加強，取向程度減小。非結(jié)晶聚合物熔體溫度下降到TG溫度的松弛時間大于結(jié)晶聚合物熔體溫度下降到TM的松弛時間，因此結(jié)晶聚合物的冷卻速度快，容易凍結(jié)大分子，獲得較高的取向程度。
?注射壓力和保壓壓力：增大注射壓力和保壓壓力，提高剪切應(yīng)力和剪切速度，有利于取向程度的提高。
?澆口凍結(jié)時間，采用大澆口時，澆口凍結(jié)較晚，流動過延時，在一定程度上抵消了因分子熱運動而引起的解取向因此澆口附近取向顯著。
④模具溫度：模具溫度較低時，聚合物大分子運動容易凍結(jié)，因此解取向能力減小，取向程度提高，高于慢速充模。
(8)常用塑料分析和數(shù)據(jù)的選取:
?常用塑料縮水率
塑 膠 材 料
縮 水 率
ABS、PMMA、HIPS825
5/1000
PP+PE
8/1000
SAN
3/1000
POM
15/1000
結(jié)合本身情況，塑膠材料選用ABS，其縮水率取5/1000。
?常用塑料成型性能
塑料
最小壁厚
小型塑件
推薦壁厚
中型塑件
推薦壁厚
大型塑件
推薦壁厚
HIPS
0．75
1．25
1．6
3．2～5．4
ABS
0．75
1．5
2
3～3.5
PP
0.85
1.45
1.75
2.4～3.2
分類
塑 料 名 稱
收縮率
逃氣孔適宜深度
模具溫度
成型溫度
(°C)
結(jié)
晶
PP
聚丙烯
20
0.01～0.02
40～60
205～288
PE
聚乙烯
20
0.02
20～60
149～371
非
結(jié)晶性
HIPS825
聚苯乙烯
5
0.02
20～60
163～316
ABS
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
5
0.03
50～60
220
AS(SAN)
丙烯腈-苯乙烯
2
0.03
50～70
191～316
PMMA
聚甲基丙烯酸甲脂
5
40～70
204～254
PVC
聚氯乙烯
5
10～60
170～210
為減小解取向能力,獲得較高的取向程度。模具溫度選取50oC，成型溫度為220 oC逃氣孔適宜深為0.03。
常用塑料拔模角度
塑料名稱
型腔
型腔
型芯
ABS
40′～1o20′
35′～1o
PE
25′～45′
20′～45′
PMMA
35′～1o30′
30′～1o
POM
35′～1o30′
30′～1o
PC
35′～1o
35′～50′
根據(jù)經(jīng)驗常用塑料拔模角度取值為：型腔為1 o，型芯為1o。
綜合考慮以上的因素，本塑件采用ABS做材料。其縮水率取5/1000。模具溫度選取50 o，成型溫度為220 o。逃氣孔適宜深為0.03。塑料拔模角度取值為：型腔為1 o，型芯1o。
ABS是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學性能。
特點：它無毒，無味，顯微黃色，沖擊韌性較好，機械強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，電性能良好；易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好。成型的塑料件有較好的光澤。
吸濕性為：0.05%～0.06%
密度為:1.03～1.07g/cm3
其成型特性有:
1. 無定性料,流動性中等,溢邊值為0.04毫米左右.
2. 吸濕性強,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預(yù)熱干燥.
3. 成型時宜取高料溫,高模溫.注射壓力為1000～1400公斤力/厘米2。
6 注射機的選擇與校核
6.1注射機的選擇
根據(jù)《塑料模具設(shè)計手冊》附錄表8選擇注射機G54-S200/40螺桿（柱塞）
螺桿（柱塞）直徑：55mm
注射容量：200/400cm3
注射壓力：10900N/cm2
鎖模力：2540KN
最大注射面積：645cm2
最大模具厚度：406mm
最小模具厚度：165mm
模板最大距離：260mm
模板行程：666mm
噴嘴圓弧半徑：18mm
噴嘴孔徑：4mm
噴嘴移動距離：310mm
推出形式：動模板沒設(shè)推板，開模時，模具推桿固定板上的推桿通過與推板相
碰，機械推出塑件
6．2注射機的校核
6．2．1注射量的校核
根據(jù)《模具設(shè)計與簡明手冊》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機的注射容
量，其公式按下式校核
V件≤0.8V注=0.8×200cm3=160cm3
式中：V件———塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和；
V注———注射機注射量（cm3）；
0.8———最大注射量得利用系數(shù)；
經(jīng)過PRO/E軟件的分析得：V件≈139 cm3
所以V件=139 cm3<160 cm3 合格
6．2．2鎖模力得校核
由式F≥Pm(nAz+Aj)
因：Pm=0.5×109=54.5N
估算Az=4015mm3
Aj=200.96mm3
F=2540KN
所以：F=2540×103>54.5(2×4015+200.96)=
6．2．3注射機安裝模具部分的尺寸校核
噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計的；
定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度20 mm，直徑為?50 mm（與定位孔配合）；
模具厚度：Hmin=165 mm
S=30+115+(5～10)=150 合格
7 分型面的確定
分型面的選擇主要考慮如下問題：
(1)分型面不僅應(yīng)選擇在對制品外觀沒有影響的位置，而且還必須考慮如何比較方便地清除分型而產(chǎn)生地溢料飛邊。同時，還應(yīng)避免分型而產(chǎn)生飛邊；
(2)分型面的選擇應(yīng)有利于制品脫模，否則，模具結(jié)構(gòu)便會變得比較復(fù)雜。通常，分型面的選擇應(yīng)盡可能使制品在開模厚滯留在動模一側(cè)；
(3)分型面不影響制品的開狀和尺寸精度；
(4)分型面應(yīng)盡量與最后填充溶體的型腔表面重合，以利于排氣；
(5)選擇分型面時，應(yīng)盡量減少脫模斜度經(jīng)制品大小端尺寸帶來的差異；
(6)分型面應(yīng)便于模具加工；
(7)選擇分型面時，應(yīng)盡量減少制品在分型面上的投影面積，以防止面積過大，造成鎖模困難，產(chǎn)生嚴重的溢料；
(8)有側(cè)孔或側(cè)凹的制品，選擇分型面時應(yīng)首先考慮將抽心或分型距離長的一邊放在動、定模的方向，而將短的一邊作為側(cè)向分型抽心機構(gòu)時，除液壓抽心能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分弄抽心機構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。如圖7-1
圖7-1
8 澆注系統(tǒng)設(shè)計
8．1澆注系統(tǒng)的組成
由注流道，分流道，澆口和冷料穴四部分組成。
作用：（1）能將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內(nèi)的氣體能及時順利排出。
（2）在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效的傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整，內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。如圖8-1
圖8-1
8．2澆口套和定位圈的設(shè)計
8.2.1澆口套的設(shè)計，如圖8-2
圖8-2
8.2.2定位圈的設(shè)計
定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴孔對準定位所用。定位圈直徑D為與注射機定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機的定位孔直徑確定。直徑D一般比注射機定位孔直徑小0.1～0.3㎜，以便于裝模。定位圈一般采用45鋼或Q275鋼。定位圈用內(nèi)六角螺釘固定在模板上時，一般用兩個以上的M6～M8的內(nèi)六角螺釘。如圖8-3
圖8-3
8．3流道設(shè)計
流道的形狀和尺寸往往受到塑料成型特性、塑件大小和形狀、模具成型數(shù)目
和用戶要求等因素的影響，因此沒有固定的形式。但是流道的設(shè)計應(yīng)該考慮如
下問題：
8.3.1流道的截面形狀
如圖8-4
圖8-4
8.3.2流道的布置
本模具的流道截面圖如圖8-5
圖8-5
在多腔成型時，型腔布置決定流道的設(shè)計。從流動平衡的角度出發(fā)，應(yīng)該使各型腔到澆道的流動距離相等，同時也有利于澆口平衡布置。
澆口的設(shè)計：本塑件的體積不是很大，考慮流道結(jié)構(gòu)和其它因素，
選擇了側(cè)澆口。如圖8-6
圖8-6
側(cè)澆口又稱邊緣澆口，一般設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，截面形狀多為矩形狹縫（也有用半圓形的注入口）調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及封閉時間。
9 排溢系統(tǒng)
排溢是指排出充模冷料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)應(yīng)包括澆注系統(tǒng)部分的排溢和成型部分的排溢。通常指的排溢是指成型部分的排溢。
模具充型過程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時，必須考慮如何將多余的氣體排出模外，否則補壓縮的氣體產(chǎn)生高溫引起塑件局部炭化，或使塑件產(chǎn)生氣泡的工藝缺陷。為了解決問題，必要時可開設(shè)排氣槽等辦法。但是對于ABS這種材料，排氣間隙不得高于0.03mm。為了能快速充滿型腔。得到質(zhì)量合格的產(chǎn)品。采用了以下措施：
6．1型芯采用組合式，型芯的長度高出型腔，把型腔板上的型芯孔打通，型芯與型腔小間隙配合。這樣可以成為主要的排氣途徑；
6．2由于型腔板和推件存在小的間隙，這樣也可以排出一部分氣體。
10 型腔、型芯設(shè)計
10.1設(shè)計型芯和型腔的結(jié)構(gòu)形式
10.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于模具采用一模一腔，若是采用鑲拼組合式，這將增加加工量特別會給裝配帶來極大的難度。因此型腔采用整體式結(jié)構(gòu)。也就是型腔和定模板做成一塊。型腔可通過電火花成型進行加工。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點：加工效率高，減少裝配難度，可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，減少加工量。如圖10-1
圖10-1
10.1.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計
型芯采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，這樣就可方便更換，若是某根型芯由于磨損或其它原因被損壞，就可以直接換。這樣就不須整體換。由于型芯各部分分開，這樣就降低了型芯的加工難度，把復(fù)雜的型芯加工轉(zhuǎn)化為鑲拼塊的表面加工，且易于保證加工精度。各鑲拼件采用H7/m6配合。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點：加工難度不大，加工成本低，易于保證型芯精度，易于更換。如圖11-2.
圖10-2
10.2 型芯和型腔設(shè)計
10.2.1 型芯設(shè)計
型芯的尺寸計算：型芯的尺寸按以下公式計算
D1=［（1+）d1+xΔ］0-δ
式中D1---型芯外徑尺寸
d1—塑件內(nèi)形尺寸
Δ—塑件公差
—塑件平均收縮率
δ—成形零件制造公差，取Δ
10.2.2 型腔設(shè)計
型腔徑向尺寸按以下公式計算
D2=［（1+）d2-xΔ］+δ0
式中D2——行腔的內(nèi)形尺寸
d2——塑件外形基本尺寸
Δ——塑件公差
——塑料平均收縮率
δ——成形零件制造公差，取Δ
型腔深度尺寸按以下公式
HM=（H+H+ xΔ)δ0
式中HM ——型腔深度
H——塑件外形高度尺寸
Δ——塑件公差
——塑料平均收縮率
δ——成形零件制造公差，取Δ
由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需要那么高。 一般取Ra1.6，在機床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過其它的特殊加工?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。而型腔則取小值，型腔的表面粗糙將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.8～0.4。在本次設(shè)計中，型腔取Ra0.8。
x——綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時，x取1/2；塑件精度高、批量比較大，x取2/3設(shè)計要求取x為0.5。
10.3型腔、型芯工作尺寸的計算
要計算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（SJ1372—78）塑件在五級精度下，基本尺寸對應(yīng)的尺寸公差如下：
基本尺寸mm
公差mm
基本尺寸mm
公差mm
～3
0.16
160～180
0.92
3～6
0.18
180～200
1.00
6～10
0.20
200～225
1.10
10～14
0.22
225～250
1.20
14～18
0.24
315～355
1.60
18～24
0.28
355～400
1.80
24～30
0.32
400～450
2.00
型腔：d2=380mm取=0.5%（以下收縮率都取0.5%）
mm
型芯：d1=376mm
mm
11 型腔壁厚計算
11.1型腔的強度及剛度要求
塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要不離既不許因強度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強度和剛度加以考慮。對于型腔主要愛到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對強度和剛度都有要求。
但是，實踐證明，模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強度條件計算即可。（在本設(shè)計中按強度條件來計算）
9.1.1 對凹模底板厚度：
H=r
式中p——型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（Mpa）
r——型腔內(nèi)半徑（mm）
﹝σ﹞——材料彎曲許用應(yīng)力。材料為45#鋼，﹝σ﹞取100Mpa
根據(jù)條件：r=80mm;p=100Mpa
H=80(0.75×100/100)1/2≈69.3mm
現(xiàn)取定模板厚為80mm,可以滿足型腔的強度要求。
12 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計
本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)
（1） 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式：為了便于加工導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟效益，使用有肩導(dǎo)柱。
（2） 導(dǎo)柱的布置：為確保動模與定模只按了一個方向合模采用等直徑導(dǎo)柱的不對稱布置。為保護型芯不受損壞，導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)，即正裝。
結(jié)構(gòu)如圖12-1和圖12-2：
圖12-1
圖12-2
13 脫模與復(fù)位機構(gòu)設(shè)計
13.1脫模機構(gòu)設(shè)計
塑件冷卻后由于有少量的收縮，塑件會緊抱在型芯上所以在脫出產(chǎn)品時不象沖壓件那樣可以自動脫落。這樣，我們必須設(shè)計推出機構(gòu)將塑件頂出，推出機構(gòu)設(shè)計時我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻，在此設(shè)計中，由于采用了一模一腔的結(jié)構(gòu)，考慮到產(chǎn)品比較大，故利用四個推桿把產(chǎn)品推出，這樣產(chǎn)品受力均勻。
13.2復(fù)位機構(gòu)設(shè)計
復(fù)位機構(gòu)設(shè)計上液壓機構(gòu)將推板推出之后，塑件也被完全頂出但是模具要合模，要使推桿、拉料桿恢復(fù)到原來的位置，而不會影響下一周期的正常生產(chǎn)。具體結(jié)構(gòu)見總裝圖。
14冷卻系統(tǒng)設(shè)計
冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模是發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。
冷卻水孔開設(shè)的原則：
（1）冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能多，直徑盡量大。
（2）各冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在15～10毫米范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般保持取8～12毫米。
（3）水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。
（4）冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件強度。
（5）水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)。
在此設(shè)計中，每次所要注射的量只有150g，由此可以得到注射一次所放出的熱量：
Q=GH焓
式中 Q——熔融塑料所放出的熱量（J）：
G——每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，kg）;
H焓——塑料從熔融狀態(tài)進入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差；
Q=35×200=7000（J）
為了防止型腔受熱變形，在定模板加四根水道。、
冷卻時所需的冷卻水量：
M1=nmC (T1-T2)/λ(T3-T4)
式中：M1——通過模具的冷卻水質(zhì)量（ kg）；
T1——熔融塑料進入模腔的溫度（Co）；T1=120Co
T2——制品脫模溫度（Co）；T2=60 Co
T3——出水溫度（Co）；T3=40 Co
T4——進水溫度（Co）；T4=20 Co
C——塑料的比熱容（J/kg·Co） C=1759 J/kg·Co
λ——導(dǎo)熱系數(shù)（J/m·Co）λ=829
所以：M1=40×150×10-3×1759×（120-60）/829×(40-20)=38.19kg
根據(jù)冷卻水處于滿流狀態(tài)下的流速與水管直徑的關(guān)系，確定模具冷卻水管直徑D：
D=﹝4×103M1/(πνρ）﹞1/2
式中：ν——管道內(nèi)冷卻水的流速 ν=0.6m/s
ρ——水的密度（kg/m3） ρ=103 kg/m3
所以： D=﹝4×103×38.19/(3.14×0.6×103) 1/2=9.00mm
設(shè)計中取D=10mm.
如圖13-1
圖13-1
15 整個設(shè)計
模具整體設(shè)計也是模體的設(shè)計。本次設(shè)計師采用的標準模架大水口S5060，注射機要求模具厚度小于406mm。下面是對模板厚度的取值：
定模座板35mm，定模板80mm，動模板50mm，支撐板60mm，墊塊110mm，動模座板35mm.
根據(jù)以上選取，模具的厚度
H=35+80+50+60+110+35=370mm>406mm,符合條件。
推板及頂桿固定板分別為25mm。各板的厚度已經(jīng)確定。
整體模具的示意，如圖14-1，圖
圖14-1
圖14-2
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