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分类垃圾桶底座热流道注射成型工艺及模具设计

作者姓名：吴杰

专业名称：机械工程及自动化

指导老师：王二 讲师

摘要

本毕业设计论文具体统计了分类垃圾桶底座热流道模具设计全过程。
本文关键内容包含：垃圾桶改善方案、制品选材、制品工艺分析、注射机选择及校核、热流道浇注系统设计、脱模机构设计、成型零件和结构零件设计和相关尺寸计算校核、排气系统及温控系统设计、模具材料选择等注射模设计中关键问题。其中热流道浇注系统设计是此次毕业设计关键。
另外，本文中还包含一篇文件综述。
关键词 ： 垃圾桶底座 热流道 注射机 注射模具

Abstract

The thesis of the graduate design notes the whole design processes of the hot runner mould for the rubbish bin pedestal in details.
The thesis mainly includes: the improving method of the rubbish bin, the selecting material of the product, the technical analysis of the product, the option and check of the injector machine, the design of hot runner system, the design of the ejection mechanism, the design of the moulding， parts and makeup parts,as well as some key problem in injection mould design. Such as: the calculations of the related sizes, exhausting system and temperature control system, the choices of the mould materials. And the emphasis of this design is the design of the hot runner system.
Besides, this thesis includes a literature summary.
Key words： rubbish bin pedestal hot runner system injector machine injection mould

目录

摘要 I
Abstract II
目录 III
引 言 1
第一章 塑件工艺分析及模具结构方案 2
1.1 塑件工艺分析 2
1.2 确定模具结构方案 4
1.3 选择注塑成型设备并进行校核 5
第二章 垃圾桶底座Moldflow模流分析 8
2.1 MOLDFLOW软件介绍 8
2.2垃圾桶底座塑件有限元模型建立 8
2.3 塑料制件选材 9
2.4 Moldflow流动填充足析 10
第三章 浇注系统设计和排溢系统计 13
3.1 浇注系统选定 13
3.2 流道设计和定位圈设计 13
3.3 排气系统设计 16
第四章 成型零部件尺寸设计及校核 17
4.1 塑件精度及影响原因 17
4.2 成型零部件尺寸计算 17
第五章 模具结构设计 21
5.1标准模架选择 21
5.2支撑板强度 21
第六章 推出机构设计及校核 23
6.1 模具对脱模机构要求 23
6.2 脱模力计算 23
6.3 脱模力具体计算 24
6.5推板设计 26
第七章 模具材料选择 28
7.1 材料选择选择标准 28
7.2 成型零件材料选择 28
7.3 其它模具零件材料选择 29
结束语 30
参考文件 31

引 言

多年来中国塑料模具业发展相当快，现在，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。且伴随中国国民经济高速发展和人民生活水平提升，对模具工业提出了越来越高要求。以前传统注塑模具及其生产出来产品已不能满足目前人民需要了。于是部分新型注塑模技术以其优良产品质量、低注射成本、高生产效率等优点不停应用于当今模具行业，兴起了新一波制造业高潮。热流道技术正是其中一个，且伴随科技进步越来越广泛地应用到现代模具行业中。
热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口塑料一直保持熔融状态，在每次开模时不需要固化作为废料取出，滞留在浇注系统中熔料可在再一次注射时被注入型腔。该系统通常由喷嘴、热流道板、温控器和加热元件热流道加热元件等几部分组成。

第一章 塑件工艺分析及模具结构方案
1.1 塑件工艺分析
1.1.1 塑件结构特点及工艺性
重量378 g
密度 0.91g/cm3
材料 PP（聚丙烯）
体积 415㎝3
厚度2mm
投影面积约为：500cm2
该塑件为垃圾桶底座。现在市场上用于家庭或办公室垃圾桶均为单桶式，它不足是不能将垃圾分类，最终造成环境污染，及可回收材料浪费。所以，我们立足于这一不足点，将垃圾桶进行改善，使其成为绿色环境保护性双桶式垃圾桶。两桶成对称分布，高度为65mm，壁厚2mm，其加强筋部分均为3㎜，且高度均为1㎜，最大投影面积为50000mm2。制件外表面光洁度要求比较高，内表面精度低些，塑件精度外表面选MT2级，内表面选MT3级。
该垃圾桶底座只有两个部位尺寸要求严格，即和桶身相配合10个小凸台、装脚踏板4个小孔。而且在安装过程中，均是强制压入。其它部位可由设计者，依据材料节省、模具加工难易、模具设计方便性自行进行修改。从制件结构来看， 2㎜厚制品必需在工艺上考虑其充模能力。另外该制件造型有点，这是一大难点，这可能会给后面零件及模具图表示带来困难。
1.1.2 塑件材质及成型工艺性
该塑件所采取材料为：聚丙烯（PP）。它起源广泛，合成工艺较简单、密度小、价格低、加工成型轻易。拉伸强度、压缩强度等全部比低压聚乙烯高，还有很突出刚性和耐折叠性，和优良耐腐蚀性和电绝缘性。但冲击性能不足，低温条件下易脆裂，且成型收缩率较大，热变形温度不高，但能够经过改性改善。
它关键成形特征以下：
1. 结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长久和热金属长久接触易发生分解。
2. 流动性极好，溢边值0.003mm左右。
3. 冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢。
4. 成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形、方向性强。
5. 注意控制成形温度，料温低方向性显著，尤其低温高压时更显著，模具温度低于50℃以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕；90℃以上易发生翘曲、变形。
6. 塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。
表1.1聚丙烯成型条件

塑料名称
聚丙烯

料筒温度（℃）
后段
160～170
中段
200～220
前段
180～200
缩写
PP
注射压力（MPa）
70～120
注射成形机类型
螺杆式
注射时间（s）
0～5
密 度（g/cm3）
0.90～0.91
保压时间（s）
20 ～60
比 容（ml/g ）
1.92
冷却时间（s）
15～50
收缩率（ % ）
1.0～2.5
总周期 （s）
40～120
喷嘴温度（℃）
170～190
螺杆转速（r/min）
48
干燥
温度（℃）
70～85
适用注射机类型
螺杆式
柱塞式均可
时间（h）
2
模具温度（℃）
40～80
后处理
无
1.2 确定模具结构方案
1.2.1 参考方案
方案一：一般冷流道浇注系统，单分型面，直浇口设计。
方案二：采取热流道浇注系统。单分型面，点浇口设计。
1.2.2 方案确实定
方案一：
设计轻易，成本低。但因为壁厚较薄，形状复杂，可能有充不满情况发生。而且因为冷料穴及凝料存在，不仅降低了原材料使用率，而且大大降低生产效率，操作繁杂，实现不了自动化生产，故淘汰此方案。
方案二：
采取热流道浇注系统,成本比传统冷流道浇注系统高。但因为热流道系统消除了多出废料，也就消除了这些废料给模具带来多出热量，缩短制件成型周期，制件成型固化后便可立即顶出， 从而可使生产效率提升10％ 左右。而且消除了后续工序，有利于生产自动化，制件经热流道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序，有利于生产自动化，从而提升劳动生产率。
经过综合考虑，采取方案二很好。
1.2.3 分型面确实定
分开模具能取出塑件面，称作分型面。分型面方向尽可能采取和注塑机开模成垂直方向，并满足分型面取在最大轮廓处，而且不影响制件外表面光洁度。分析制件结构，最终将分型面选择在沿加强筋部署位置。
1.2.4 型腔数目标确定
为了使模具注塑机相匹配以提升生产率和经济性，并确保塑件精度，模具设计时因合理确定型腔数目。模具型腔数量确实定关键是依据制品投影面积、几何形状、制品精度、批量和经济效益来确定。该塑件结构较复杂，且步骤比较长，两边成对称分布。依据分析和经验，选择两边中心位置进浇。所以我们选择一模一件。
1.3 选择注塑成型设备并进行校核
多种型号注塑机安装模具部分形状和尺寸各不相同。设计磨具时应校核关键项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板平面尺寸和模具安装用螺钉孔位置尺寸等。
1.3.1 塑件制品体积计算
塑件体积和注塑机选择亲密相关，通常我们先经过塑件体积来计算来初选注塑机，然后经过锁模力等对所选注塑机进行校核。
塑件体积为415㎝3，
预选1000cm3注射机，其型号为XS-ZY-1000。
1.3.2 选择注射机
依据V注及T计，并综合考虑注射机塑化能力，公称注射量，公称注射压力，工程锁模力，安装模具有效空间，顶出形式及顶出行程，移模行程等等，选择型号为XS-ZY-1000注塑机。
国产注塑机XS-ZY-1000技术规格
标称注射量 cm3 1000
螺杆直径 mm 85
注射压力 MPa 121
注射行程 mm 260
螺杆转速 r/min 21、27、35、40、45、65、83
注射时间 s 3
注射方法 螺杆式
合模力 104N 450
最大成型面积 cm 1800
模板最大行程 mm 700
模具最大厚度 mm 700
模具最小厚度 mm 300
拉杆空间 mm 650×550
合模方法 两次动作液压式
推出形式 中心及两侧推出（350）
电动机功率 KW 22
螺杆驱动功率 KW 13
加热功率 KW 40
喷嘴球半径 mm 18
喷嘴孔半径 mm Φ7.5
定位圈尺寸 mm Φ150
机器外形尺寸 m 7.67×1.74×2.38
设备产地 上海塑机厂
1.3.3 注塑机校核
1.3.3.1 注射压力计算及较核
注射压力较核是检验注射成型机最大注射压力能否满足制品成型要求，所以注射机最大注射压力要大于制件所要求注射压力。由以上PP性能可知PP注射压力为70～100MPa，而我们所选择注射机注射压力为121 MPa。所以我们可得所选注射机满足制件要求。
1.3.3.2 锁模力计算及较核
当高压塑料熔体充满型腔时，在模具型腔内会产生一个沿注射机轴向很大推力，力图使模具沿分型面涨开，其值等于塑件和流道系统在分型面上总面积乘以型腔内塑料压力。这个力应小于注塑机额定锁模力F。不然在注射成型时会因锁模不紧而产生溢边跑料现象。
型腔内塑料熔体推力T推（N）可按下式计算
T推＝A×P平均≤A×kp0
式中 T推——型腔内塑料熔体沿注射机轴向推力 N；
A――塑件和浇注系统在分型面上投影面积mm2；
P平均――型腔（及流道）内塑料熔体平均压力，MPa；（中小型制件通常取20～40 Mpa）
P0 ――注射压力，MPa
k――压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷嘴阻力、流道阻力等原因改变，取值范围为0.2∼0.4。
经计算塑件和流道系统投影面积约为50000 mm2
F0＝50000×30=1500000N=150×104N≤450×104N（合模力）
所以，我们可得所选注射机满足制件成型要求。
1.3.3.3 开模行程校核
开模行程和塑件推出距离校核取出制件所需开模距离，必需小于注塑机最大开模距离。塑件总厚度约为65mm左右，顶出距离最大为20mm左右即可，加上模具总厚度526㎜，而注塑机最大开模行程为700 mm，该模具又为热流道（无凝料）。所以，开模行程和塑件推出距离相匹配。

第二章 垃圾桶底座Moldflow模流分析
2.1 MOLDFLOW软件介绍
Moldflow 企业为一家专业从事塑料计算机辅助工程分析（CAE）跨国性软件和咨询企业。自从1978年美国Moldflow企业发行了世界上第一套流动分析软件，几十年来以不停技术改革和创新一直主导着CAE软件市场。Moldflow以市场拥有率87％及连续五年17％增加率成为全球主流分析软件。企业有遍布全球60个国家超出8000家用户,在世界各地全部有Moldflow研发单位及分企业。
Moldflow拥有自己材料测试检验工厂，为分析软件提供多达8000余种材料选择，极大提升分析正确度。从设计到加工Moldflow提供全套处理方案，让用户轻松拥有高品质产品，是企业面向世界必经之路。Moldflow产品用于优化制件和模具设计整个过程, 提供了一个整体处理方案。 Moldflow软硬件技术为制件设计、模具设计、注塑生产等整个过程提供了很有价值信息和提议。
Moldflow系列产品关键包含：
MPA： Moldflow Plastic Advisers(快速试模分析)
MPI： Moldflow Plastic Insight(高级成型分析)

2.2垃圾桶底座塑件有限元模型建立
Moldflow作为成功注塑产品成型仿真及分析软件，采取基础思想也是工程领域中最为常见有限元方法。
简单说来，有限元方法就是利用假想线或面将连续介质内部和边界分割成有限大小，有限数目标，离散单元来研究。这么，就把原来一个连续整体简化成有限个单元体系，从而得到真实结构近视模型，最终数值计算就是在这个离散化模型上进行。
2.2.1 有限元网格划分
将三维数据导入到Moldflow中，因为本制件尺寸为424×290×65mm，网格单位格不能太大或太小，因为网格太大则模拟不够正确，网格太小则计算机模拟时间很长甚至模拟不成功。这里划分网格Global edge lenth选10mm，划分后很好确保了模拟精度，而且使电脑计算量不大。划分网格后，经过网格状态统计后，通常网格全部会出现多种问题，尤其是大型制件。大型制件网格好坏直接影响模拟精度，不好网格甚至模拟错误或模拟不成功。网格经修复后，网格示意图以下：

图2.1Moldflow有限元网格模型
其中网格三角形（Surface triangles）数量为26538，节点（Nodes）数量为13577，自由边和非重合边全部为零，网格匹配率为92.6%，三角形最大纵横比为5.93，最小纵横比为1.15，满足流动分析、翘曲分析及冷却分析对网格要求。
2.3 塑料制件选材
材料选择Borealis企业PP，产品代号为HJ320P，产品无其它添加剂。其固体密度0.89912 g/cm3,熔体密度0.73379 g/cm3,弹性模量1340Mpa，泊松比0.392，剪切模量481.3Mpa。最大剪切应力：0.26Mpa,最大剪切速率24000S-1。
本材料推荐加工工艺为：
模具表面温度：50℃,温度范围20℃-80℃。
熔体温度: 230℃，温度范围200℃-280℃。
聚丙烯不一样温度下黏度和剪切速率关系图

图2.2不一样温度下黏度和剪切速率关系图
2.4 Moldflow流动填充足析
对于塑料注射成型来说，最关键是控制塑料在模具中流动方法。制品很多缺点，如气穴、熔接痕、短射乃至制品变形、冷却时间等，全部和树脂在模具中流动方法相关。MPI/Flow经过对熔体在模具中流动行为进行模拟，能够估计和显示熔体流动前沿推进方法、填充过程中压力和温度改变、气穴和熔接痕位置等，帮助工艺人员在试模前对可能出现缺点进行估计，找出缺点产生原因并加以改善，提升一次试模成功率。
（1）填充和保压转换分析

图2.3 填充时间
图所表示：填充时间为2.029秒，等高线在各块区域间距全部相等，说明料流前锋前进速度有阶段性一致，填充基础平衡。而且当填充平衡时，产品末端填充时刻一致，全部在2s左右。
具体填充过程以下：
表2.1 填充过程
Filling phase: Status: V = Velocity control
P = Pressure control
V/P= Velocity/pressure switch-over
|-------------------------------------------------------------|
| Time | Volume| Pressure | Clamp force|Flow rate|Status |
| (s) | (%) | (MPa) | (tonne) |(cm^3/s) | |
|-------------------------------------------------------------|
| 0.10 | 2.48 | 16.75 | 0.05 | 216.17 | V |
| 0.19 | 7.56 | 16.77 | 0.14 | 217.82 | V |
| 0.29 | 12.52 | 16.95 | 0.33 | 217.53 | V |
| 0.38 | 17.67 | 17.13 | 0.55 | 217.51 | V |
| 0.48 | 22.72 | 17.41 | 0.98 | 217.23 | V |
| 0.57 | 27.60 | 17.70 | 1.54 | 216.99 | V |
| 0.67 | 32.30 | 18.07 | 2.30 | 217.06 | V |
| 0.76 | 37.20 | 18.51 | 3.25 | 217.13 | V |
| 0.86 | 42.03 | 18.99 | 4.53 | 217.06 | V |
| 0.95 | 46.92 | 19.47 | 6.08 | 217.10 | V |
| 1.05 | 51.75 | 19.87 | 7.36 | 217.44 | V |
| 1.15 | 56.87 | 20.29 | 8.95 | 217.49 | V |
| 1.24 | 61.71 | 20.66 | 10.38 | 217.76 | V |
| 1.33 | 66.28 | 20.97 | 11.66 | 217.85 | V |
| 1.43 | 70.90 | 21.40 | 13.73 | 217.84 | V |
| 1.53 | 75.92 | 21.77 | 15.53 | 217.99 | V |
| 1.62 | 80.46 | 22.11 | 17.21 | 218.05 | V |
| 1.71 | 85.18 | 22.57 | 19.91 | 217.97 | V |
| 1.81 | 89.72 | 23.71 | 27.13 | 218.14 | V |
| 1.90 | 94.21 | 25.07 | 37.24 | 218.25 | V |
| 2.00 | 98.54 | 28.40 | 60.61 | 218.32 | V |
| 2.01 | 98.99 | 28.54 | 61.85 | 217.78 | V/P |
| 2.02 | 99.44 | 22.84 | 56.89 | 111.25 | P |
| 2.03 | 99.82 | 22.84 | 51.98 | 113.38 | P |
| 2.03 |100.00 | 22.84 | 51.91 | 113.28 |Filled |
|-------------------------------------------------------------|

从这个填充过程来看，在t=2.01秒之前，伴随时间增加，垃圾桶底座制件体积逐步增加，注塑压力，锁模力及熔体流动速率也逐步增大，当t=2.01秒时，制件体积达成98.99%，这时注塑压力，锁模力及熔体流动速率达成最大，伴随时间继续增加，制件体积从98.99%逐步增大到100%,但注塑压力，锁模力及熔体流动速率已经在慢慢减小了。所以称V/P状态为填充率保压切换点。

第三章 浇注系统设计和排溢系统计
3.1 浇注系统选定
浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔进料通道，它含有传质﹑传压﹑和传热功效，对制品质量影响很大 。它设计合理是否，直接影响着模具整体结构及其工艺操作难易。传统冷流道模具，熔融塑料原料在被注入型腔前就已在流道中降温，致使其粘度增高，流动性降低，造成注塑压力较大，增大了产品内应力，从而出现产品变形、表面性能和力学性能降低等方面问题。而热流道模具含有改善产品质量 、节省塑料原材料能 、节省能源、 提升生产效率等优点。而且伴随科技不停进步，热流道模具将越来越广泛地应用在塑料模具行业当中。所以我们采取热流道模具。
3.2 流道设计和定位圈设计
3.2.1 主流道设计
主流道通常在模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注射出熔体导入分流道或型腔中。此模具为一模一件，且主流道直接开在塑件几何中心，但因为它两边对称，我们另开分流道。主流道形状为圆锥形，方便于熔体流动和流道清理。
主流道设计关键点以下：
1） 主流道通常设计成圆锥形，其锥角2～4度，对流动性较差塑料可取3～6度，方便于凝料从主流道中拔出。内壁表面粗糙度应在Ra0.8μm以下，抛光时沿轴向进行。在这里我们采取2度。
2） 为预防主流道和喷嘴处溢料，主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=R1+（1～2）mm，其小端直径d1=d2+（0.5～1）mm。凹坑深取h=3～5mm。依据我们所选注射机型号我们取R2=20㎜，d1=9.29㎜，h=3㎜。
3） 为减小料流转向过渡时阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1～3mm。
4） 在确保塑料良好成型前提下，主流道L应尽可能短，不然将增多流道凝料，且增加压力损失，使塑件降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定，通常取L≤60mm。
其结构见下图，具体尺寸见零件图

3.2.2 定位环设计
图3-1
定位圈依据所选注射机确定出大端外径D=150mm，且安装后大端要高出定模端面H=5～10mm，这里H=7mm，起定位作用。
3.2.3 热流道浇注系统设计

3.2.3.1 浇口位置确实定
浇口位置需依据塑件几何形状﹑结构特征﹑技术和质量要求及塑件流动性能等原因综合加以考虑。依据这个塑件本身结构特点，将其定在塑件两边中心位置上。
3.2.3.2热流道尺寸计算
熔体在高温时比熔较固体时高，而且随熔体温度而改变。浇道内静压力因塑料品种而异，此值可用斯宾塞方程计算。
即：（P1+P2）（V-ω）=R’T
所以
式中 P1————熔体在浇道中所首外部压力，取P1=121 Mpa；
P2——熔体内压，查表得P2=25.3 MPa；
V——熔体在浇到中比容cm3/g；
ω——熔体在绝对温度为零度时比容，查表得ω=0.992cm3/g；
R’——修正气体常数，查表得R’=0.229 Mpa× cm3/(g×k)；
T——熔体绝对温度220+273=493K；
将以上各参数代入上式得：

取注射时间为3S,塑料制件质量W为415×0.9=373.5g
其容积流率 为
主流道容积流率
分流道容积流率和浇口容积流率
主流道直径
分流道直径
点浇口直径
3.2.3.3 喷嘴选择
热喷嘴是热流道系统最末端部分，它和型腔直接相连，连接处称为浇口。采取上海文莎电气系统，开放式喷嘴。以下图所表示
图3-2
3.3 排气系统设计
排气是注射模设计不可忽略问题。在注射模成型中。，若模具排气不良，型腔内气体受压将产生很大背压，阻止塑料熔体正常快速充模同时气体压缩产生热量能使塑料烧焦。
排气形式有两种，通常是利用模具零件间配合间隙及分型面之间间隙进行排气，在必需时可特采取排气槽排气。本模具设计中，因为除了分型面还有推杆能够很好排气，而且塑件厚度还比较均匀，所以无须另开排气槽来排气。

第四章 成型零部件尺寸设计及校核
4.1 塑件精度及影响原因
模具成型尺寸是指型腔上直接用来成型塑件部位尺寸，关键有型腔和型芯径向尺寸（包含矩形或异形型芯长和宽），型腔或型芯深度或高度尺寸，中心距尺寸等。在设计模具时必需依据制品尺寸和精度要求来确定零件对应尺寸和精度要求，通常来说工业配件、电子电器产品塑件尺寸精度要求较高。就同一塑件来说，塑件上各个尺寸精度要求也有很大差异，在使用和安装过程中，一配合要求尺寸，其精度要求较高应作具体计算。影响塑件尺寸精度原因较为复杂，关键有以下多个方面。
1、 成型零件制造公差，显然成型零件精度越低，所生产塑件尺寸或形状精度也越低；
2、 设计磨具时所估量塑件收缩率和实际收缩率差异和生产制品时收缩率波动；
3、 型腔在使用过程中不停磨损，使得同一模具在新时候和用旧磨损以后所生产制件尺寸各不相同；
4、 模具可动成型零件配合间隙改变值。
4.2 成型零部件尺寸计算
依据该垃圾桶底座和桶身配合关系，我们分析得出该塑件尺寸精度要求不高，除了内表面上端部分及和脚踏板配合部分。另外，其它加强筋部位尺寸精度要求不高，且这些部位全部是在垃圾桶底端或内侧，是通常见户所看不到。所以在这里采取平均值法计算，简单方便。
其计算公式以下：
型腔尺寸:
型芯径向尺寸：
型腔深度尺寸：
型腔高度尺寸：
模具成型零件中心距：
计算结果列入下表中： 表4.1
塑件尺寸
塑件公差
型腔尺寸
制造公差
2
0.32
1.79
0.107
3
0.32
2.81
0.107
4
0.36
4.21
0.12
6
0.36
5.82
0.12
7
0.40
6.81
0.133
10
0.40
9.82
0.133
15
0.48
14.87
0.16
16
0.48
15.88
0.16
17
0.48
16.87
0.16
20
0.56
19.88
0.187
34
0.72
33.97
0.24
40
0.72
40.06
0.24
50
0.80
50.15
0.267
92
1.2
92.78
0.4
120
1.4
122.85
0.467
142
1.7
148.23
0.567
204
2.2
205.41
0.733
398
3.6
401.27
1.2
421.8
4.0
431.13
1.333

表4.2
塑件尺寸
塑件公差
型腔高度尺寸
制造公差
1
0.32
0.80
0.107
2
0.32
1.82
0.107
5
0.36
4.86
0.12
10
0.4
9.88
0.133
12
0.44
11.89
0.147
24
0.56
23.99
0.187
25
0.64
24.95
0.213
38
0.72
38.57
0.24

表4.3
塑件尺寸
塑件公差
型芯径向尺寸
制造公差
10
0.4
10.45
0.133
20
0.56
20.78
0.187
86
1.2
88.19
0.4
46
0.8
47.29
0.267
120
1.4
122.85
0.467
421.5
4.0
431.13
1.333
396
3.6
403.34
1.2

表4.4
塑件尺寸
塑件公差
型芯高度尺寸
制造公差
5
0.36
5.32
0.12
6
0.36
6.33
0.12
10
0.4
10.42
0.133
25
0.64
25.80
0.213
20
0.56
20.67
0.178

塑件尺寸
塑件公差
中心距尺寸
制造公差
25
0.64
25.39
0.32
42
0.8
42.63
0.4
60.2
0.92
60.64
0.307
68
1.0
69.02
0.5
80
1.2
81.2
0.6
120
1.5
121.8
0.75
200
2.0
203
1.0
280
4.2
284.2
1.4
320
4.8
324.8
1.6

第五章 模具结构设计
5.1标准模架选择
依据黄虹、陈元芳主编《塑料成型工艺及模具设计》辅助教材，结合此次设计模具特点及特殊要求，塑件大小，及注射机型号最终选定500×630模架。
因为注射模具工作状态是长时间承受交变负荷，同时也伴有冷热交替。现代注射模使用寿命最少几十万次，多至几百万次。所以，模具必需含有足够强度和刚度。

5.2支撑板强度
支承板厚度H计算式以下：

式中 H-支承板厚度,㎝；
L-支承板在垫块之间跨度 ,34cm；
P-型腔内压力,15MPa；
l1-凹模型腔长度(cm)24cm；
l2-凹模型腔宽度(cm) 12cm；
B-支撑板在l1方向上长度 ，63㎝；
E-钢材弹性模量，2.1×105MPa；
y-支撑板许可最大弯曲变形量 ，0.005㎝。
将以上各参数代入公式得：

为了配合标准模架选择，综合考虑模具整体设计，在模具两侧分别有2根斜滑杆（用于内侧抽芯），其长为70㎜，宽最薄处为25㎜，再加上选择优质材料，能够替换支撑柱，从而能够减小支撑板厚度。
最终确定，支撑板厚度为63㎜。

第六章 推出机构设计及校核

注塑模必需设有正确可靠脱模机构，方便在每一循环中将塑件从型腔内或型芯上自动地脱出模外，本课题选择简单推杆脱模机构，和斜滑杆内侧抽芯时，起到推出塑件作用。
6.1 模具对脱模机构要求
（1）结构优化、运行可靠，机构尽可能简单，零件制造方便，配换轻易。机构动作要正确可靠、运行灵活、机构本身含有足够刚度合强度，以抵御脱模阻力。
（2）不影响制件外观，不造成塑件变形破坏，推塑件位置尽可能设在塑件内部或隐蔽处，以免损坏塑件外观，要确保塑件在脱模过程中不变形、不擦伤。所以本课题在正确分析脱模力大小和集中部位，从而选择脱模方法和推顶位置图，使脱模力得到均匀合理分布。
（3）脱出机构应便于使塑件留在动模，模具结构应确保塑件在开模过程中留在含有脱模装置半模即动模上。
6.2 脱模力计算
将制件从包紧型芯上脱出时所需克服阻力称为脱模力。计算脱模力时应考虑以下方面；
（1）由收缩包紧力造成制品和型芯摩擦阻力，该值由试验决定；
（2）由大气造成阻力；
（3）由塑件粘附力造成脱模阻力；
（4）推出机构运动摩擦阻力
以上各项中，（1）和（2）两项起决定作用，（3）和（4）两项可用修正系数形式包含在脱模力计算公式中。
另外，脱模力 大小还和制品厚薄及几何形状由关系，所以将制品所需脱模力，按厚壁和薄壁两类加以区分，在本课题中，对脱模力作粗略估算。
6.3 脱模力具体计算
属于薄壁制件，且为矩形断面。
依据