模具设计(4)

陕西科技大学毕业设计说明书 16

3.2.成型零件的选材:

选择模具的材料应按其用途而定，对成型材料的零件应考虑以下几点求： (1)要承受在高温高压下长期工作，因此，要有足够的机械强度，耐疲劳性和耐热性； (2)用于大批量生产的模具应具有足够的耐磨性，并具有良好的热处理性能，对形状复杂的零件及易变形的零件要求热处理变形小；

(3)对于成型零件尺寸精度要求较高的，应考虑用尺寸稳定性好的材料； (4)模具钢要便于加工、易抛光。

由前面型腔的布局以相互的位置尺寸，再根据成型零件的尺寸结合标准模架，选用结构形式为DA型、模架尺寸为200mmX250mm的标中模架，可符合要求。

模具上所有的螺钉都采用内六角螺钉；模具外边尽量不要有突出部分，外表面邀光洁。俩模板之间要有分模间隙。

①定模坐板（200mmx250mm、厚30 mm）

定模坐板是模具与注塑机连接固定的板，才料为45钢。

通过四个M16的内六角螺钉与定模固定板连接；定位圈通过四个M6的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H8/f8配合。 ②定模板（凸模固定板）（200mm×250mm、厚25mm）

用于固定型芯（凸模固定板）、导套。固定板有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢或Q235A制成，最好调制230HB～270HB。

其上的导套孔与导套一端采用H7/K6配合，另一端采用H7/e6配合，定模（凸模固定）板与浇口套采用H8/m6配合，定模（凸模固定）板与圆筒型芯为H7/m6配合。 上面还开有4个弹簧顶销孔，以便分模时，斜滑块顺利留在动模，定模（凸模固定）板上的销钉孔与顶销为H8/f8配合。 ③支撑板（200mm×250mm、厚20mm）

支撑板应具有较高的平行度和硬度。该套模具的圆柱型芯Ⅱ固定在支撑板上，同时整体式齿轮型腔也通过4个沉头螺钉M3固定在支撑板上面，因此又起到了动模固定板的作用，所以用材料45钢较好，调质230HB～270HB。

其上的导柱固定孔与导柱为H7/k6配合，其瓣合模推杆孔与推杆为单边间隙0.5mm；其上的塑件推杆孔与塑件推杆采用H8/f8配合。 ④ 垫块（200mmx250mm、厚70 mm） a主要作用

在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适

基于Pro/E的塑料瓶盖的模具设计 17

应注射机的模具安装厚度要求。 b结构形式

可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。 ｃ垫块材料

垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具垫块采用Q235A制造。 ｄ垫块的高度H校核

h?h1?h2?h3?s???0?20?25?18?63mm，符合要求。

式中 h1--顶出板限位钉的厚度，该模具没有采用限位钉，故其值为0； h2--推板厚度，为16mm； h3--固定板厚度，为12.5mm； s—推出行程，为18mm；

?--推出行程富余量，一般为3mm～6mm，取3.5mm。 ⑤动模板（凹模固定板）（200mm×250mm、厚25mm）

用于固定型芯（凸模固定板）、导套。固定板有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢或Q235A制成，最好调制230HB～270HB。

其上的导套孔与导套一端采用H7/K6配合，另一端采用H7/e6配合，定模（凸模固定）板与浇口套采用H8/m6配合，定模（凸模固定）板与圆筒型芯为H7/m6配合。 上面还开有4个弹簧顶销孔，以便分模时，斜滑块顺利留在动模，定模（凸模固定）板上的销钉孔与顶销为H8/f8配合。 ⑥动模座板（200mmx250mm、厚30 mm）

材料为45钢，其上的注射机顶杆孔为?50mm。其上的推板导柱孔与导柱采用H7/m6配合。

⑦推板（200mmx250mm、厚20mm）

材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用四个M6的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。

⑧推杆固定板固定（200mmx250mm、厚15 mm）

材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f6配合。

3.3.零件工作尺寸的计算：

查塑料模具简明手册P110 PP收缩率为1%-3%

材料PP公差等级（一般精度为）IT5.收缩率εsmax=3％ εsmin=1％对应的模具精度等级为IT11

PP的平均收缩率Εscp=（3％+1％）／2=2％ ⑴ 基本尺寸￠24的型芯尺寸： 型芯平均尺寸：

陕西科技大学毕业设计说明书 18

LMcp= LPcp+εscp·LPcp +εscp2·LPcp查手册P113按B查得IT5￠24的尺寸偏差为△=0.64

塑件的平均尺寸：LPcp=LP+△/2 =24+0.64/2=24.32mm 所以 LMcp=24.32+0.02×24.32+0.022×24.32=24.816mm

模具型腔按IT11精度制造，查课本p103模具的制造偏差δm=△/3=0.213 型芯名义尺寸：

LM=（LMcp+δm）-δm =（24.816+0.213）-0.213=25.029-0.213mm

按极限尺寸计算：

LM=[（Lp+△）/（1-ε

smin

）] -δm =[(24+0.64)/(1-0.01%)]-0.213=24.889-0.213mm

校核塑件可能出现的最大尺寸，由课本P103磨损量(0.02－0.05)取δw=0.035 mm

由塑料成型模具（1-13）

(Lm-δm-δw)( 1-ε

amax

) ≥ Lp

左式=（25.143-0.231-0.035）（1-0.03）=24.131mm 右式=24 mm

则左式大于右式，因此校核满足要求， ⑵ 基本尺寸直径为￠29mm的型芯尺寸： 型芯平均尺寸：

LMcp= LPcp+εscp·LPcp +εscp2·LPcp

其中根据PP塑件查表取IT5精度 塑件的尺寸偏差：查表△=0.68 塑件平均尺寸：

LPcp=LP+△/2=29+0.68/2=29.34mm

所以 LMcp=29.34+0.02×29.34+0.022×29.34=30.939mm

模具型腔按IT11精度制造，其制造偏差δm=△/3=1/3×0.68=0.227mm 型芯名义尺寸：

LM=（LMcp+δm）-δm =（29.939+0.227）-0.227=30.166-0.227mm 按极限尺寸计算：

LM=[（Lp+△）/（1-ε

smin

）] -δm =[(29+0.68)/(1-0.01)]-0.227=29.98-0.227mm

) ≥ Lp 查塑料成型模具（1-13）

校核塑件可能出现的最大尺寸，则取磨损量为0.035mm

(Lm-δm-δw)( 1-ε

amax

左式=（29.98-0.227-0.035）（1-0.03）=30.637mm 右式=29 mm 则左式大于右式 则，校核满足要求，

⑶ 基本尺寸直径为33的型腔尺寸：

基于Pro/E的塑料瓶盖的模具设计 19

型腔平均尺寸：

LMcp= LPcp+εscp·LPcp +εscp2·LPcp

其中 根据PP塑件查表取MT5精度 按塑件平均尺寸计算： 查表△=0.76

LPcp=LP-△/2=33-0.76/2=32.62mm 查塑料成型模具 （1-10）

所以 LMcp=32.62+0.02×32.62+0.02×32.62=32.29mm

模具型腔按IT11精度制造，其制造偏差δm=△/3=1/3×0.76=0.253mm 型腔名义尺寸：

LM=（LMcp-δm）+δm =（32.29-0.253）+0.253=32.037+0.253 mm 查塑料成型模具（1-11）

2

按极限尺寸计算： LM=[（Lp-△）/（1-ε

smax

）] +δm =[(33-0.76)/(1-3%)]+0.2536=33.237+0.253mm （1-12）

)≤Lp查塑料成型模具 （1-13）

校核塑件可能出现的最大尺寸，则取最大磨损量为0.035mm

(Lm+δm+δw)( 1-ε

smin

左式=（33.237+0.253+0.035）（1-0.01）=33.1898mm 右式=33 mm ，左式＞右式 则校核满足要求。 ⑷基本尺寸为8（高度）的型芯尺寸： 型芯深度按平均收缩率计算型芯高度 按平均收缩率计算 型芯平均深度：

HMcp= HPcp+εscp·HPcp +εscp·HPcp 查表得偏差△=0.48

HPcp=8+0.48/2=8.24mm

HMcp=8.24×0.02×8.24+0.02×8.24=8.405mm

假设型芯容易修长，型芯按IT11级精度制造，δm=△/3=1/3×0.48=0.16

HM=（HMcp）-δm =8.405-0.16mm 按极限尺寸计算：

HM=[(Hp+δm)/(1-εsmax)] -δm =[(8+0.16)/(1-0.03)] -0.16=8.4124-0.16mm 校核型芯可能出现的最大高度是否在公差范围之内。

HM（1-εmax）-△≤Hp 左式=8.4124×（1-0.01）-0.48=7.848 右式HP =8 右式>左式 则校核满足要求。 （5）侧抽零部件的计算。

型腔基本尺寸： D=5-0.075 H腔=4.5-0.075 型芯基本尺寸： d=2.5+0.06 H芯=9+0.09

2

2

陕西科技大学毕业设计说明书 20

Lmcp=Lpcp+ε

scp

﹒Lpcp+ε

2

scp

﹒Lpcp

Lpcp=5﹣0.075／2=4.963

Lmcp=4.963+0.0255×4.963+0.02552×4.75=5.12 模具型腔按IT11精度制度其制造偏差为δm=0.075

+0.075

LM=[（Lp-△）/（1-εsmax）] =[(5-0.32)/(1-3.6%)]+0.075=4.855+0.075mm

校核塑件可能出现的最大尺寸，则取最大磨损量为0.03mm

(Lm+δm+δw)( 1-εsmin)≤Lp 左式=（4.855+0.075+0.03）（1-0.015）=4.886 右式：Lp=5

左＜右 故校核满足要求

3.4组合式型腔侧壁厚和底板厚的计算、强度、刚度的校核

1. 型腔壁厚的计算：

型腔应有足够的壁厚以承受塑料熔体的高压，如壁厚不够，可表现为刚度不足，即产生过大的弹性变形，也可表现为强度不足，即型腔发生塑变甚至破坏。 此设计的制件的形状简单，即模具的型腔可选用整体式，其特点是牢固，不易变形。

侧壁厚度可按下列公式计算：S许洪斌，樊泽兴等

其中：C=

3L/a2La4444?3CPaE?4查表5-8《塑料注射成型工艺及模具》

?3?33/152?33154444?1.258

?96?96P——型腔内塑料压力取P =45MPa

E——材料弹性模量，取E?2.1?105（kg/ cm2） δ——允许变形量，取δ=0.045

S?31.258?45?152.1?1054?0.045

S=6.7mm

型腔上部的深度：1/3S=1/3×6.7≈2.23mm 型腔高度>15+2.23=17.23mm

∴型腔高度取20mm。查表5-14也符合。 2．底板厚度的计算： 按刚度计算 h=0.56r(

prE[?])1/3=3.957=4mm

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