塑料成型工艺与模具设计概要模板.doc

塑料成型工艺和模具设计
课程设计

李平 编

目 录
模具设计 5
1 确定模具结构形式 5
2 确定型腔数量及排列形式 5
3 分型面确实定： 6
4 注射机型号确实定 6
4.1 注射机选择 6
4.2注射成型工艺参数 6
4.3注塑机校核 7
5浇注系统设计 8
5.1 浇注系统设计标准 8
5.2 浇注系统组成 9
5.3 浇注系统作用 9
5.4 浇注系统各部件设计 9
5.5浇口设计 11
5.6浇注系统平衡 12
5.7 浇注系统凝料体积计算 12
5.8 注塑时间计算 13
5.8 排气系统设计 13
6成型零件结构设计和计算 14
6.1成型零件钢材选择 14
6.2成型零件工作尺寸计算 15
6.3 成型零件强度、刚度校核 17
7模架确实定和标准件选择 18
8 合模导向机构设计 19
8.1 合模导向零件机构作用 19
8.2 导向机构设计 19
9脱模推出机构设计 20
9.1 推出机构组成 20
9.2 推出机构分类 20
9.3 推出机构设计标准 20
9.4 脱模力计算 21
9.5合模导向机构设计 22
10 侧向分型和抽芯机构设计 23
10.1 侧向抽芯机构分类及特点 23
10.2 本模具侧抽芯设计 23
10.3 斜滑块侧抽芯机构 24
11注射模温度调整系统设计 25
11.1 冷却系统设计标准 25
11.2 冷却系统简单计算 26

参考文件

注射机选择
完整注射成型工艺过程，按其前后次序应包含：成型前准备、注射过程、塑件后处理等。
1、成型前准备 为使注射成型过程能顺利进行，并确保塑料制件质量，在成型前应做部分必需准备工作，包含：a.原料检验和预处理，在成型前应对原料进行外观（如色泽、颗粒大小、均匀度）及工艺性能（如流动性、热稳定性、收缩性、水分含量等）检验;b.料筒清洗；c.嵌件预热；d.脱模剂选择。
2、注射过程 完整注射过程包含加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模多个步骤。其流动情况又可分为充型、保压、倒流和浇口冻结后冷却四个阶段。
3、塑件后处理 塑件在成型过程中，因为塑化不均匀或因为塑料在型腔中结晶、定向和冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其它原因使塑件内部不可避免地存在部分内应力而造成在使用过程中变形或开裂。所以常需要进行合适后处理以消除存在内应力，改善塑件性能和提升尺寸稳定性。其关键方法是退火和调湿处理。
注射成型工艺参数
注射成型工艺关键问题，就是采取一切方法以得到塑化良好塑料熔体，并把她注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达成所要求质量。在塑料成型过程中，工艺条件选在和控制是确保成型顺利进行和塑件质量关键原因。关键工艺条件是影响塑化流动和冷却温度、压力、和对应各个作用时间。
温度：注射成型过程中需要控制温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。前两种温度关键影响塑料塑化和流动；以后一个温度关键是影响塑料流动和冷却。
压力：注射模注射过程中需要控制压力包含塑化压力、注射压力和型腔压力三种，它们直接影响塑料塑化和塑件质量。
1、塑化压力 塑化压力又称为背压，是指采取螺杆式注射成型时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到阻力。
2、注射压力 注射机注射压力是指在注射成型时，柱塞或螺杆头部单位面积对塑料熔体所施加压力。在注射机上常见表压指示注射压力大小，其大小取决于塑料品种、注射机类型、模具浇注系统情况、模具温度、塑料复杂程度和壁厚和步骤大小等诸原因，极难具体确定，通常要经试模后才能确定。其常见注射压力范围通常在70～150MPa之间。其作用是克服塑料熔体一定充型速率和对熔体进行压实等。
时间：完成一次注射成型过程所需时间称为成型(或生产)周期，它包含以下各部分：注射时间、保压时间、冷却时间 、其它时间(含开模、脱模、喷涂脱模剂、放嵌件等)
即：T=t注+t保压+t冷却+t其它，本设计成型周期取20s,
成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率，所以生产中，在确保质量前提下，应尽可能缩短成型周期中各阶段相关时间。在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最关键，对塑件质量全部有决定性影响。注射时间中保压时间就是对型腔内塑料压实时间，在整个注射时间内所占百分比较大，通常为20-25s。冷却时间关键决定于塑件厚度、塑料热性能和结晶性能和模具温度等。冷却时间长短应以脱模时塑件不引发变形为标准。冷却时间通常在30-120s之间。冷却时间过长，不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑件还将造成脱模困难。成型周期中其它时间则和生产过程是否连续化和自动化和两化程度等相关。最终确定注射机型号为XS-ZY-60,参数如表
住注射机关键参数
理论注射容积
注射压力
注射时间
注射速率
螺杆转速
60㎝3
180 MPa
2s
70g/s
0～200r/min
锁模力
拉杆内间距
开模行程
最大模具厚度
最小模具厚度
400KN
200×300mm
500mm
250mm
150mm
喷嘴孔直径
定位孔直径
喷嘴球半径
4mm
125mm
SR18mm
注塑机校核
注射量校核
注射机表称注射量：V机=60cm3
塑件体积：Vs =2×3.33=6.66 cm3 ,而浇注系统流道凝料体积：V凝=2.33cm3
则实际需要注射量：V实= Vs + V凝=6.66+2.33=8.99 cm3
所以，注射量符合
注射压力校核
因为HDPE注射压力是70－150MPa，而XS-ZY-60注塑机压力为180Mpa，显然注塑机注射压力满足要求。
锁模力校核
塑料对模板压力为：
P=0.3×P1=0.3×100=30MPa
F胀=(nA塑件+A浇)×P=（2×2989+2092）×30=242 KN
F额=400KN> 242KN=F胀
锁模力足够
开模行程和推出机构校核（含有侧向抽芯）：
S侧=87.75+5.25=93 mm＞91.86 mm =82.5+4.06+5.25=H1+H2+（5～10）mm
所以只要校核侧向抽芯需要开模距离S侧和注射机最大开模行程Smax相对比即可，本设计注塑机最大开模行程Smax=500mmm>93mm=S侧
安装部分相关尺寸校核：
喷嘴尺寸：
主流道始端球面半径SR主流道=13mm＞注射机喷嘴球面半径SR0=10mm,
主流道小端直径d=4＞注射机喷嘴直径d0=3
定位圈和注射机固定板关系：
注射机所要求定位圈尺寸为80mm
模具总厚度和注射机模板闭合厚度关系：
模具总厚度Hm=230mm,注射机许可最大模具厚度Hmax=250mm,最小厚度Hmin=150mm
即 Hmin＜Hm＜Hmax满足要求。
模架确实定和标准件选择
成型零件确定以后，便依据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选择标准模架，确定出标准模架形式，规格及标准代号。
标准件包含通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，次序分型机构及精密定位用标准组件等。
在设计模具时，应尽可能地选择标准模架和标准件，因为标准件有很大一部分已经商品化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造成本时极其有利，提升企业在市场中竞争力。
设计模具时，开始就要选定模架。当然选择模架时要考虑到塑件成型、流道分布形式和顶出机构形式，有抽芯还要考虑滑块大小等等原因。而且，模具上全部螺钉尽可能采取内六角螺钉；模具外表面尽可能不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，能够方便地分开两块模板。
本设计要求采取一出二型腔设置，依据成型零件尺寸，和侧抽芯尺寸最终确定本设计选择模架为futbaba_2PSB—Type模架，其尺寸为400×400，模架安装高度320mm。模具具体形式图

排气系统设计
排气槽作用是将型腔和型芯中周围空间内气体及熔料所产生气体排到模具之外。该模属于小型模具，在推杆间隙和分型面上全部有排气效果，无需另外开排气槽。
浇注系统设计
浇注系统设计标准
浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还和塑件所用塑料利用率、成型生产效率等相关，所以浇注系统设计是模具设计关键步骤。对浇注系统进行总体设计时通常遵照以下标准：
1）关键考虑型腔布局，包含以下三点：
尽可能采取平衡部署，方便设置平衡式分流道
　型腔部署和浇口开设部位努力争取对称，预防模具承受偏载而产生溢料现象
尽可能使型腔排列得紧凑，方便减小模具外形尺寸
2）热量及压力损失要小，为此浇注系统步骤应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽可能少，表面粗糙度要低；
3）均衡进料，尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔深处及角落，即分流道尽可能采取平衡式部署；
4）塑料耗量要少，在满足各型腔充满前提下，浇注系统容积尽可能小，以降低塑料耗量；
5）消除冷料，浇注系统应能搜集温度较低“冷料”，预防其进入型腔，影响塑件质量；
6）排气良好，浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔气体能顺利排出；
7）预防塑件出现缺点，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大和塑料流将嵌件冲压位移或变形等多种成型不良现象；
8）塑件外观质量，依据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口痕迹无损塑件美观和使用；
9）生产效率，尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成型周期短，效率高；
本设计塑件属于日常见具，生产批量中等采取一般浇注系统更符合经济要求。
浇注系统组成
一般流道浇注系统通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
浇注系统作用
未来自注射机喷嘴塑料熔体均匀而平稳输送到型腔，同时使型腔内气体能立即顺利排出。
在塑料熔体填充及凝固过程中，将注射压力有效地传输到型腔各个部位，以取得形状完整、内外质量优良塑料制件。
浇注系统各部件设计
（1）主流道设计
主流道通常在模具入口处，其作用是将注塑机喷嘴注出塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，便于塑料熔体流动及流道凝料拔出。热塑性塑料注塑成型用主流道，因为要和高温塑料及喷嘴反复接触，所以主流道常设计成可拆卸主流道衬套，方便有效选择优质钢材单独进行加工和热处理。
主流道设计关键点：
1）主流道圆锥角α=2°～6°，对流动性差塑料可取3°～6°，内壁粗糙度为Ra =0.63；
2）主流道大端成圆角，半径r=1～3mm,以减小料流转向过分时阻力；
3）在模具结构许可，主流道应尽可能短，通常小于60mm,过长则会影响熔体顺利充型；
4）主流道衬套和定模座板采取H7/m6过渡配合，和定位圈配合采取H9/f9间隙配合；
5）主流道衬套通常选择T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。
主流道具体尺寸见表

表2-2 主流道具体尺寸
符号
名称
尺寸
取值
d
主流道小端
注射机喷嘴直径（0.5～1）
5
SR
主流道球面半径
喷嘴球面半径（1～2）
13
h
球面配合高度

3
α
主流道锥角
2º～6º
2º
L
主流道长度
尽可能小于或等于60
60
D
主流道大端直径
D +2Ltg(α/2)
6.1
r
主流道大端倒圆角
D/8
1

本设计主流道衬套结构形式图2-3

图2-3
（2）冷料穴设计
主流道通常为于主流道对面动模板上。其作用就是存放料流前锋“冷料”，预防“冷料”进入型腔而形成冷接缝；另外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴尺寸宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。
冷料穴形式有：
1）和推杆匹配冷料穴
2）和拉料杆匹配冷料穴
3）无拉料杆冷料穴
本设计塑件为ABS，该塑料含有良好韧性，采取“和推杆匹配冷料穴”中倒锥形将主流道凝料拉出，当其被推出时，塑件和流道凝料能自动坠落，具体见图
（3）分流道设计
分流道是主流道和浇口之间通道，通常开设在分型面上， 起分流和转向作用。多型腔模具通常需设置分流道，单型腔大型 图2-4
塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。
分流道设计关键点
1）分流道要求熔体流动阻力尽可能小。在确保足够注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔前提下，分流道截面积和长度尽可能取小值，尤其对于小型 更为关键；
2）分流道转折处应以圆弧过渡，和浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，利于塑料熔体流动及填充；
3）各型腔要保持均衡进料；
4）表面粗糙度要求以Ra0.8为佳；
5）分流道较长时，在分流道末端应开设冷料井；
　分流道截面形状设计
分流道截面形状选择，从降低流道内压力损失考虑，要求流道截面积大；从热传导角度考虑，为降低热损失，要求流道比表面积（截面积和外周长之比）最小；在生产实践中还应考虑分流道加工难度。
分流道形状及效率见表2-3

表2-3常见分流道截面形状及其效率

效率
0.25D
0.25D
0.217D
0.153D
0.195D
d=
D/4
0.166D
D/4
0.100D
D/6
0.071D
多种分流道当中，圆形、正方形效率最高（即比表面积最小），所以本设计采取圆形截面分流道。
分流道分布：
因为分流道长度和分布跟型腔数量及其排布有亲密关系，而且分流道直径要稍大于主流道大端直径，其分布图：2-5

图2-5
分流道表面粗糙度
因为分流道中和模具接触外层塑料快速冷却，只有中心部位塑料熔体流动状态较为理想，因面分流道内表面粗糙度Ra并不要求很低，通常取1.60μm左右就能够，这么表面稍不光滑，有利于增大塑料熔体外层冷却皮层固定，从而和中心部位熔体之间产生一定速度差，以确保熔体流动时含有适宜剪切速度和剪切热。
浇口设计
浇口亦称进料口，是连接分流道和型腔通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小部分，但却是浇注系统关键部分，浇口位置、形状及尺寸对塑件性能和质量影响很大。
浇口截面积通常为分流道截面积7%～9%，浇口截面积形状为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5mm～2.0mm。浇口具体尺寸通常依据经验确定，取下限值，然后在试模时逐步修正。
浇口设计，通常要求考虑下面标准：
1.尽可能缩短流动距离。
2.浇口应开设在塑件壁厚最大处。
3.必需尽可能降低熔接痕。
4.应有利于型腔中气体排出。
5.考虑分子定向影响。
6.避免产生喷射和蠕动。
7.浇口处避免弯曲和受冲击载荷。
8.注意对外观质量影响。
综合八点标准，同时结合所测绘塑件实物所留下浇口印，本设计采取侧浇口。
侧浇口又称边缘浇口，通常开在分型面上，从塑件外侧进料。侧浇口是经典矩形截面浇口，能方便地调整充模时剪切速率和封闭时间，故也称标准浇口。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。但塑件轻易形成熔接纹、缩孔、凹陷等缺点，注射压力损失较大，对壳体件排气不良。
浇口结构尺寸见表2-4。
表2-4 浇口结构尺寸
塑件壁厚/mm
侧浇口尺寸/mm
浇口长度/mm
深度h
宽度w
＜0.8
0～0.5
0～1.0
1.0
0.8～2.4
0.5～1.5
0.8～2.4
2.4～3.2
1.5～2.2
2.4～3.3
3.2～6.4
2.2～2.4
3.3～6.4
综上得本设计侧浇口尺寸为：深度h=1mm，宽度w=2.5mm，长度l=1mm。
浇注系统平衡
　对于中小型塑件注射模具己广泛使用一模多腔形式，设计应尽可能确保全部型腔同时得到均一充填和成型。通常在塑件形状及模具结构许可情况下，应将从主流道到各个型腔分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）形式，不然就需要经过调整浇口尺寸使各浇口流量及成型工艺条件达成一致，这就是浇注系统平衡。
　本设计采取平衡式流道部署，从主流道到各个型腔分流道长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，显然浇注系统是平衡。

浇注系统凝料体积计算
1） 主流道凝料体积

2）分流道凝料体积

3） 浇口凝料体积
因为浇口部分体积很小，可取为0
4） 冷料穴体积

5） 浇注系统凝料体积

浇注系统各截面流过熔体体积计算（按分流道取其中一个方向计算）
1） 流过浇口体积

2） 流过分流道体积

3） 流过主流道体积

2.5.8 注塑时间计算
1）确定合适剪切速率
主流道 ～
分流道
侧浇口 ～
2）确定体积流率q(浇注系统各段q值是不相同)
主流道体积流率
浇口体积流率
3）注射时间计算
模具充模时间
式中 ------主流道体积流率
------注射时间
------模具成型时所需塑料熔体体积
单个型腔充模时间
注射时间
依据经验公式求得注射时间

依据注塑机相关参数，可知≥注射机最短注射时间2s，所选时间合理。

成型零件结构设计和计算
注射模具成型零件是指组成模具型腔零件，通常包含了凹模、型芯、成型杆等。
凹模用以形成制品外表面，型芯用以形成制品内表面，成型杆用以形成制品局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理和加工工艺性，是影响模具质量和寿命关键原因。假如型腔和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，造成溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。
设计时应首先依据塑料性能、制件使用要求确定型腔总体结构、浇口、分型面、排气部位、脱模方法等，然后依据制件尺寸，计算成型零件工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件结构和其它细节尺寸，和机加工工艺要求等。另外因为塑件熔体有很高压力，所以，应经过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于关键精度要求高型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。
2.6.1成型零件钢材选择
对于模具钢选择，必需要符合以下几点要求：
1）机械加工性能良好。要选择易于切削，且在加工以后能得到高精度零件钢种。
2）抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达成镜面，Ra≤0.05μm。要求钢材硬度在HRC35～40为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。
3）耐磨性和抗疲惫性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。通常高碳合金钢可经热处理取得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采取。所选钢种应使注塑模能降低抛光修模次数，能长久保持型腔尺寸精度，达成所计划批量生产使用寿命期限。
4）含有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性塑料，必需考虑选择有耐腐蚀性能钢种。
中国钢铁冶金行业标准YB/T094—1997推荐塑料模具钢用途见表2-5

表2-5 塑料钢关键性能
钢号
特征和用途
SM45
价格低廉、机械加工性能好，用于日用杂品、玩具等塑料制品模具
SM50
硬度比SM45高，用于性能要求通常塑料模具
SM55
淬透性好、强度比SM50好，用于较大型、性能要求通常塑料模具
SM1CrNi3
塑性好，用于需冷挤压反印法压出型腔塑料模具制作
SM45钢属碳素塑料模具钢，其化学成份和高强中碳优质结构钢——45钢相近，但钢洁净度更高，碳含量波动范围更窄，力学性能更稳定。SM45钢经正火或调质处理后，含有一定硬度、强度和耐磨性，而且价格廉价，切削加工性能好，适宜制造形状简单小型塑料模具或精度要求不高、使用寿命不需很长模具等。总而言之，再依据本塑件——手机外壳，为日常见具，其生产批量中等，本设计成型零件材料取SM45钢。
成型零件工作尺寸计算
制品尺寸能否达成图纸尺寸要求，和型腔、型芯工作尺寸计算有很大关系。成型零件工件尺寸计算内容包含：型腔和型芯径向尺寸（含矩形长和宽）、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸计算方法很多，现以塑料平均收缩率为基准计算。
（1） 型腔内径尺寸计算
（mm）
式中，—型腔内径尺寸（mm）
D—制品最大尺寸（mm）
Q—塑料平均收缩率（%），ABS平均收缩率为0.5%
—制品公差
—系数，可随制品精度改变，通常取0.5~0.8之间
—模具制造公差，通常取=~
按矩形计算，手机后盖长度、宽度上最大尺寸分别为
=102mm =45mm
依据塑件要求取：=0.44mm =0.28mm，则
=（82＋82×0.005-×0.44）=82.74mm
=(42+42×0.005-×0.28) =42.42mm
（2） 型芯径向尺寸计算
模具型芯径向尺寸是由制品内径尺寸所决定，和型腔径向尺寸计算原理一样，分长、宽两部分计算：
(mm)
式中，—型芯外径尺寸(mm)
—制品内径最小尺寸(mm)
其它符号含义同型腔计算公式。
按矩形计算，手机后盖长度、宽度最小尺寸分别为
=81mm =40mm
由上可知， =0.44mm =0.28mm，则
=（81＋81×0.005-×0.44）=81.73mm
=（40+40×0.005-×0.28）=40.39mm
（3）型腔深度尺寸计算
模具型腔深度尺寸是由制品高度尺寸所决定，设制品名义高度尺寸为最大尺寸，公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+。因为型腔底部或型芯端面磨损很小，能够略去磨损量，在计算中取，加上制造偏差有：

z
)
(
d
+
D
-
+
=
3
2
Q
h
h
H
1
1
M
（mm）
式中—型腔深度尺寸（mm）
—制品高度最大尺寸（mm）
由零件图上可知， =5mm，可得， =0.14mm，所以
=（5+5×0.005-2/3×0.14）=4.93mm
（4）型芯高度尺寸计算
模具型芯高度尺寸是由制品深度尺寸所决定，设制品高度名义尺寸为最大尺寸公差为正偏差+，型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-。依据相关经验公式：
=（+Q+）（mm）
式中—型芯高度尺寸（mm）
—制品深度最小尺寸（mm）
由零件图中可得，=4mm，查表1-15得，=0.12mm
=（4＋4×0.005+）=6.14mm
（5）型腔壁厚和底板厚度计算
注射成型模型腔壁厚确实定应满足模具刚度好、强度大和结构轻巧、操作简便等要求。在塑料注射充型过程中，塑料模具型腔受到熔体高压作用，故应有足够强度、刚度。不然可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能会弯曲变形而造成溢料和飞边，降低塑料制件尺寸精度，并影响塑料制口脱模。从刚度计算上通常要考虑下面多个原因：
（1）使型腔不发生溢料，ABS不溢料最大间隙为0.05mm。
（2）确保制品顺利脱模，为此同时要求型腔许可弹性变形量小于制品冷却固化收缩量。
（3）确保制品达成精度要求，制品有尺寸要求，一些部位尺寸常要求较高精度，这就要求模具型腔有很好刚度。
按整体式凹模计算侧壁厚度：
（mm）
式中，b—凹模侧壁理论厚度（mm）
h—凹模型腔深度（mm）
p—凹模型腔内熔体压力（Mpa）
—凹模长边侧壁许可弹性变形量（mm），通常塑件=0.005mm
c=1.08
=0.8
E=2.1×10Mpa
b==2.89mm

取壁厚大于10mm就能能满足要求。
底板厚度计算，依据公式
（mm）
由=2.3， =2.8×10，=0.005，则
=5.89mm
取实际底板厚度大于10mm就能满足要求。
2.6.3 成型零件强度、刚度校核
本设计属中小型、镶拼式塑料模具，所以型腔壁厚按强度条件计算，按刚度条件校核。依据《模具材料应用手册》得本设计所使用模具材料为SM50，其相关参数如表2-6
表2-6 SM50关键参数
材料名称
/MPa
/MPa
（%）
/J·cm-2
SM50
630
315
14
35
对侧壁厚度校核
首先按强度条件对塑件壁厚进行计算

按刚度条件对塑见壁厚进行校核

各参数介绍以下：
——塑件长度，此次计算按塑件为长方体进行计算，取=50.62㎜
——模腔压力，通常取30～50MPa，此次取大值=30MPa
——塑件高度，取=24.65㎜
——模具材料许用应力

——材料弹性模量，取=200×109Pa
——成型零件许用变形量

合模导向机构及脱模推出机构设计
合模导向零件机构作用
1）定位作用 模具闭合后，确保动定模位置正确，确保型腔形状和尺寸正确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。
2）导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模正确闭合，避免型芯优异入型腔造成成型零件损坏。
3）承受一定侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或因为成型设备精度低影响，使导柱承受了一定侧压力，以确保模具正常工作。若侧压力很大，不能单靠导柱来负担，需增设锥面定位机构。
4）保持机构运动平稳 对于大、中型模具脱模机构，导向机构有使机构运动灵活平稳作用。
5）承载作用 当采取脱模板脱模或双分型面模具时，导柱有承受脱模板和型腔板作用。
2.8.2 导向机构设计
设计导柱、导套时还应注意：
1）导柱应合理地均布在模具分型面四面，导柱中心至模具外缘应有足够距离，以确保模具强度；
2）导柱长度应比型芯端面高度高出6～8mm,以免型芯进入凹模时和凹模相碰而损坏；
3） 导柱和导套应有足够强度和耐磨度，常采取20#低碳钢经渗碳0.5～0.8㎜，淬火48～55HRC，也可采取T8A碳素工具钢，经淬火处理；
4）为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套前端也应倒角；
5）导柱设在动模一侧能够保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，所以，
依据需要而决定装配方法；
6）通常导柱滑动部分配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6,导套外径配合按H7/k6；
导柱设计
表2-7 导柱设计
导柱
类型
总长度/㎜
直径/㎜
SPN
180
35
导套设计见表2-8
表2-8 导套设计
导套
类型
总长度/㎜
直径/㎜
GBA
42
36

脱模推出机构设计
塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具成型零件上脱出过程，使塑件从成型零件上脱出机构称为推出机构。推出机构动作是经过装在注射机合模机构上顶杆或液压缸来完成。
推出机构组成
推出机构关键由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构导向和复位部件等组成。推出机构中，凡直接和塑件相接触、并将塑件推出型腔零件称为推出零件。常见推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。
推出机构分类
　　推出机构可按其推出动作动力起源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵推出机构塑件，通常多用于塑件滞留在定模一侧情况；机动推出机构利用注射机开模动作驱动模具上推出机构，实现塑件自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上专用液压和气动装置，将塑件推出或从模具中吹出。推出机构还能够依据推出零件类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、成型推杆（块）推出机构、多无综合推出机构等。另外，也可依据模具结构来分类。
推出机构设计标准
1） 推出机构应昼调协在动模一侧
　 因为推出机构动作是经过装在注射机合模机构上顶杆来驱动，所以通常情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽可能注意，开模后使塑件能留在动模一侧。
2） 确保塑件不因推出而变形损坏
　 为了确保塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具包紧力和粘附力大小，合理选择推出方法及推出位置，从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。
3） 机构简单动作可靠
　 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够强度、刚度和硬度，以承受推出过程中多种力作用，确保塑件顺利地脱模。
4） 良好塑件外观
　 推出塑件位置应尽可能设置在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件外观质量。
5） 合模时正确复位
　 设计推出机构时，还必需考虑合模时机构正确复位，并确保不和其它模具零件相干涉。
总而言之，本套模具推出机构形式采取推杆推出，推杆位置参考原塑件留下推杆位置，依据以上标准，本设计推杆位置图2-7所表示：
推杆数量为每个型腔4根，总共8根。推杆直径为，其和推杆孔之间采取H8/f8间隙配合，推杆和推杆固定板采取单边0.5㎜间隙，这么能够降低加工要求，又能在多推杆情况下，不因各板上推杆孔加工误差引发轴线不一致而发生卡死现象。推杆材料采取T8碳素工具钢，热处理要求硬度54HRC～58HRC，工作端配合部分知道表面粗糙度为Ra=0.8。 图2-7
推杆形式

图2-8
脱模力计算
脱模力是从动模一侧主型芯上脱出塑件所需施加外力，需克服塑件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身运动阻力。本设计关键计算由型芯包紧力形成脱模阻力。
当开始脱模时，模具所受阻力最大，推杆刚度及强度应按此时计算，亦即无视脱模斜度（a=0）
因为制品是薄壁矩形件
Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) （kN）
式中，Q—脱模最大阻力（kN）
t—塑件平均壁厚（cm）
E—塑料弹性模量（N/）
S—塑料毛坯成型收缩率（mm/mm）
l—包容凸模长度（cm）
f—塑料和钢之间摩擦系数
m—泊松比，通常取0.38~0.49
查表得，S=0.005，E=1.8×10N/cm
已知，t0.12cm，l=4.5cm，f=0.28
Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.0×0.28/(1-0.43)(1+0.28)
=1.32kN

---摩擦阻力（N）
---摩擦系数，通常取0.15～1.0，本设计取0.5
---因塑件收缩对型芯产生正压力（N）
---塑件对型芯产生单位正压力，通常取8～12MPa,本设计取10MPa
---塑件包紧型芯侧面积（㎜2）
合模导向机构设计
为了确保注射模正确合模和开模，在注射模中必需设置导向机构，其作用有：
1、定位作用
模具闭合后，确保动定模位置正确，确保型腔形状和尺寸正确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。
2、导向作用
合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模正确闭合，避免型芯优异入型腔造成成型零件损坏。
3、承受一定侧向压力
塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或因为成型设备精度低影响，使导柱承受了一定侧压力，以确保模具正常工作。假如侧压力很大，不能单靠导柱来负担，则需增设锥面定位机构。
4、保持机构运动平稳
对于大、中型模具脱模机构，导向机构有使机构运动灵活平稳作用。
5、承载作用
当采取脱模板脱模或双分型面模具时，导柱有承受脱模板和型腔板作用。
导向机构形式关键有导柱导向和锥面定位两种。
在设计设计导柱、导套时应注意：
1、导柱应合理地均布在模具分型面四面，导柱中心至模具外缘应有足够距离，以确保模具强度；
2、导柱长度应比型芯端面高度高出6～8mm,以免型芯进入凹模时和凹模相碰而损坏；
3、导柱和导套应有足够强度和耐磨度，常采取20#低碳钢经渗碳0.5～0.8㎜，淬火48～55HRC，也可采取T8A碳素工具钢，经淬火处理。
4、为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套前端也应倒角；
5、导柱设在动模一侧能够保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，所以可依据需要而决定装配方法；
6、通常导柱滑动部分配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6,导套外径配合按H7/k6；
7、除了动、定模之间设导柱、导套外，通常还在动模座板和推板之间设置导柱和导套，以确保推出机构正常运动
8、导柱直径应依据模具大小而决定。当采取标准模架时，因模架本身带有导向装置，通常情况下，设计人员只要按模架规格选择即可。

侧向分型和抽芯机构设计
完成侧向型芯抽出和复位机构叫做侧向抽芯机构，当塑件上含有和开模方向不一致孔或侧壁有凸凹形状时，除极少数情况能够强制脱模外，通常全部必需将成型侧孔或侧凹零件做成可活动结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后才能将整个塑件从模具中脱出。这种模具脱出塑件运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向分型和抽芯，然后推出塑件；二是侧向抽芯分型和塑件推出同时进行。
侧向抽芯机构分类及特点
侧向抽芯机构按其动力起源可分为手动、机动、气动或液压三大类。
手动侧抽芯：该种模具结构简单、生产效率低、劳动强度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊场所下应用，如试制新产品或小批量生产等。
机动侧抽芯：开模时，依靠注射机开模动力，经过侧向抽芯机构改变运动方向，将活动零件抽出。机动侧抽芯操作方便、生产效率高、便于实现生产自动化，但模具结构复杂。
机动侧抽芯结构形式关键有：斜导柱侧抽芯、斜弯销侧抽芯、斜滑块侧抽芯、齿轮齿条侧抽芯和弹簧侧抽芯等。
液压或气动侧抽芯：在模具上配置专门油缸或汽缸，经过活塞往复运动来进行侧向抽芯。这类机构特点是抽拔力大、抽芯距离长、动作灵活且不受开模过程限制，常在大型注射模中使用。
本模具侧抽芯设计
依据塑件特点、分型面选择，本塑料模具属中小型模具，采取机动侧抽芯比较适合，而且本塑件