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摘 要 本文主要講述了安全帽注塑模的設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括制品材料的選擇及材料性能的分析、注射 機(jī)的選用、澆注系統(tǒng)、成型零件、冷卻系統(tǒng)和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等部分。除此之外，還包括模具 型腔的 CAD/CAM 部分，并利用先進(jìn)軟件將其加工部分直接生成 NC 文件。本文強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)代 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造技術(shù)，運(yùn)用了 Pro/E、CAXA 等國(guó)內(nèi)外著名軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。既保證了產(chǎn) 品的質(zhì)量，還大大地提高了制造生產(chǎn)率，縮短了產(chǎn)品更新的周期。 關(guān)鍵詞：安全帽；注塑模；CAD/CAM。 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM Abstract This text mainly narrates the design of injection mould for a safety helmet, including the selection of product material and its property analysis, the selection of injection machine, the design of feed system, shaping part, cooling system and core pulling, etc. Besides this, it also covers the CAD/CAM for the mold cavity, and generating G-Code instructions for CNC machine by the advanced software. In this text, the author emphasizes the use of modern computer assisted design and manufacturing technology, and apply some famous software, such as Pro/E, CAXA, to design. Through this, it not only guarantees the performance, but also raises working efficiency greatly and shortens the production cycle. Key Words: safety helmet; injection mould; CAD/CAM. 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 目 錄 目 錄............ ................................................................................................................................... 中文摘要.................. ...................................................................................................................................2 Abstract.....................................................................................................................................................3 第 1 章 緒論 .............................................................................................................................................4 第 2 章 零件材料的選擇及材料性能分析 .............................................................................................4 2.1 塑料制品的設(shè)計(jì)依據(jù)及選材依據(jù) ......................................................................................................4 2.2 塑件體積估算 ......................................................................................................................................5 2.3 塑件質(zhì)量計(jì)算 ......................................................................................................................................5 第 3 章 注射機(jī)的選用及校核 .................................................................................................................5 3.1 注射機(jī)的選用 ......................................................................................................................................5 3.1.1 按生產(chǎn)率 ....................................................................................................................................5 3.1.2 按成型條件 ................................................................................................................................5 3.1.3 按制品體積 ................................................................................................................................5 3.2 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 ..............................................................................................................6 3.2.1 注射壓力的校核 ........................................................................................................................6 3.2.2 鎖模力的校核 ............................................................................................................................6 3.2.3 模具閉合厚度的校核 ................................................................................................................6 3.2.4 開(kāi)模行程校核 ............................................................................................................................7 第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................................................................................................7 4.1 按制品特點(diǎn)選擇澆注形式 ..................................................................................................................7 4.2 澆口套的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................8 4.3 定位圈的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................8 第 5 章 成型零件的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................8 5.1 型腔數(shù)的確定 ......................................................................................................................................8 5.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................8 5.2.1 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................9 5.2.2 凸模（型芯）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................9 5.3 分型面的確定 ......................................................................................................................................9 5.3.1 確保塑件表面要求 ....................................................................................................................9 5.3.2 考慮鎖模力 ................................................................................................................................9 5.3.3 考慮模板間 ................................................................................................................................9 5.3.4 便于排溢. ...................................................................................................................................9 5.4 成型零件工作尺寸的計(jì)算 ..................................................................................................................9 5.4.1 型腔內(nèi)徑尺寸的計(jì)算. ...............................................................................................................9 5.4.2 型腔深度尺寸的計(jì)算（凹模深度計(jì)算）. .............................................................................10 5.4.3 型芯徑向尺寸的計(jì)算（凸模徑向尺寸）. .............................................................................10 5.4.4 型芯高度尺寸的計(jì)算. .............................................................................................................10 5.5 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 ....................................................................................................11 5.5.1 側(cè)壁的理論寬度計(jì)算. .............................................................................................................11 5.5.1.1 按剛度計(jì)算. ...........................................................................................................................11 5.5.1.2 按強(qiáng)度計(jì)算. ...........................................................................................................................12 5.5.2 型腔的理論底部厚度計(jì)算. .....................................................................................................12 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 5.5.2.1 按剛度計(jì)算. ...........................................................................................................................12 5.5.2.2 按強(qiáng)度計(jì)算. ...........................................................................................................................12 5.6 模板設(shè)計(jì) ............................................................................................................................................12 第 6 章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...............................................................................................................13 6.1 導(dǎo)柱直徑的計(jì)算及選用 .....................................................................................................................13 6.2 導(dǎo)套的選用 .........................................................................................................................................14 第 7 章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................15 7.1 結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................15 7.2 頂桿布置形式 ....................................................................................................................................15 7.3 脫模力的計(jì)算 ....................................................................................................................................15 7.4 推桿長(zhǎng)度計(jì)算 ....................................................................................................................................16 7.5 推桿強(qiáng)度計(jì)算與應(yīng)力校核 ................................................................................................................16 7.5.1 圓形推桿直徑 ...........................................................................................................................16 7.5.2 推桿應(yīng)力校核 ...........................................................................................................................16 7.6 推板厚度計(jì)算 ....................................................................................................................................17 第 8 章 排溢、引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................17 8.1 排溢設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................17 8.2 引氣設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................17 第 9 章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................17 9.1 冷卻通道的理論計(jì)算 ........................................................................................................................18 9.1.1 熱量計(jì)算 ..................................................................................................................................18 9.1.2 冷卻水量和管徑的計(jì)算.................. ........................................................................................18 第 10 章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................................19 10.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選用 ...........................................................................................................19 10.2 抽心距的計(jì)算 ...................................................................................................................................19 10.3 抽芯機(jī)構(gòu)各尺寸的確定 ...................................................................................................................19 10.4 抽芯力及抽芯所需開(kāi)模力的計(jì)算 ...................................................................................................20 10.4.1 抽芯力的計(jì)算 ........................................................................................................................ 20 10.4.2 抽芯所需開(kāi)模力的計(jì)算 .........................................................................................................20 10.5 型芯結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)及其它部件選材 ...............................................................................................20 第 11 章 模架選擇 .................................................................................................................................21 第 12 章 模腔三維造型 CAD/CAM .....................................................................................................21 12.1 構(gòu)建零件實(shí)體造型 ..........................................................................................................................21 12.2 模腔分模 ..........................................................................................................................................21 12.3 模腔模擬加工 ..................................................................................................................................22 12.3.1 零件的粗加工 ....................................................................................................................... 22 12.3.2 零件的精加工 ....................................................................................................................... 22 12.4 生成 NC 文件 ..................................................................................................................................22 鳴 謝 .....................................................................................................................................................23 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................24 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)號(hào)：071014130 姓名：吳曦陽(yáng) 指導(dǎo)老師：秦立慶 第 1 章 緒論 這是一篇關(guān)于安全帽注塑模具設(shè)計(jì)及模腔三維造型 CAD/CAM 的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為 最有前景的模具之一。實(shí)際上，塑料制品是目標(biāo)，塑料注射模是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的一種手段，所以不 能“孤立地為模具而只考慮模具” ，應(yīng)從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加 工系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，這樣在設(shè)計(jì)與制造塑料注射模時(shí)，就應(yīng)把這個(gè)系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)作為塑 料注射模設(shè)計(jì)與制造的考慮因素。本文從零件出發(fā)，詳細(xì)講述了模具設(shè)計(jì)各部分，直到模腔三 維造型的仿真加工完成這整一個(gè)過(guò)程。 第 2 章 零件材料的選擇及材料性能分析 2.1 塑料制品的設(shè)計(jì)依據(jù)及選材依據(jù) 1 安全帽、安全帶、防護(hù)網(wǎng)，被稱為施工安全防護(hù)的“三寶” 。建筑工地的環(huán)境比較復(fù)雜，漏 洞比較多，佩戴安全帽，可以防止落物，又可以防止碰撞。很多事故案例表明，關(guān)鍵時(shí)候安全 帽會(huì)發(fā)揮很大的作用。因此對(duì)安全帽的性能要求就很明確：硬度高,不破損,不擦傷。其使用要求 也較高：不僅漂亮瀟灑、造型美觀，而且完全符合國(guó)標(biāo) GB2811-89 要求。經(jīng)過(guò)+50-10， 高低溫及淋水處理后，沖擊吸收性能，耐穿透性能，剛性強(qiáng)度，電絕緣性能，均能達(dá)到或超過(guò) 安全使用要求。 本設(shè)計(jì)帽殼采用昂貴的日本進(jìn)口超高抗沖 ABS 工程塑料，彈性好，強(qiáng)度高，安全性能特好。 加寬帽沿加強(qiáng)肋，使帽殼整體更堅(jiān)固。帽殼前后還有透氣孔，佩戴起來(lái)通風(fēng)，使人感覺(jué)舒適。 ABS（Acrylonitrile/butadiene/styrene compolymer）即為在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁 二烯等異種單體后成為改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯優(yōu)越的使用性能 和工藝特性。其流動(dòng)性中等，隨溫度變化較大：料溫高則流動(dòng)性增大。所以成型時(shí)宜調(diào)節(jié)溫度 來(lái)控制流動(dòng)性。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)所用塑料的流動(dòng)性，選用合理的結(jié)構(gòu)。成形時(shí)也可控制料溫、 模溫及注射壓力、注射速度等因素來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)成型需要。其具體的成型條件如下表 1 所示： 表 1：ABS 塑料成型條件 適用 注射機(jī) 類型 密度 (g/cm )3 注射 壓力 (MPa) 螺桿 轉(zhuǎn)速 (r/min) 計(jì)算收 縮率 (%) 模具溫 度 (0C) 預(yù)熱 吸水率 24h (%) 拉伸屈 服強(qiáng)度 (MPa) 抗拉屈 服強(qiáng)度 (MPa) 噴嘴 溫度 (0C) 溫度 0C 時(shí)間 /h 螺桿 柱塞式 均可 1.031. 07 60 100 30 0.30. 8 5080 808 5 23 0.3 1800 50 170 180 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 2.2 塑件體積估算 按制品尺寸要求在 “CAXA 制造工程師”軟件畫(huà)出零件實(shí)體，然后點(diǎn)擊 “工具”“查 詢”“零件屬性”即可得出制品所需的塑件體積為 297285.996 。3m 2.3 塑件質(zhì)量計(jì)算 ABS 的密度為 1.031.07 g/cm 取 =1.05 g/cm33 塑件質(zhì)量 M= V=1.05 g/cm 297285.996 cm =311.85 g10 第 3 章 注塑機(jī)的選用 3.1 注射機(jī)類型的選擇 1 3.1.1 從生產(chǎn)率考慮 依本產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（大批量生產(chǎn)） ，為提高生產(chǎn)率，擬選用臥式注射機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)如下： 開(kāi)模后塑件按自重落下，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作； 螺桿式注射裝置塑化能力大、均勻，注射壓力可達(dá) 70008000 ，壓力損失小，塑2cmN 件內(nèi)壓力、定向性小，減少變形和開(kāi)裂傾向。 3.1.2 從制品材料的成型條件 從制品材料的成型條件知其適用注射機(jī)類型為螺桿式或柱塞式均可。柱塞式注射機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，使用方便，通過(guò)料筒和活塞達(dá)到塑化與注射兩個(gè)基本作用。但控制溫度和壓力比較困難。 螺桿式注射成型機(jī)由一個(gè)螺桿和一個(gè)料筒組成。塑料依靠螺桿在料筒內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)而加熱塑化，提 高了注射成型質(zhì)量，并可增大注射量，擴(kuò)大了注射成型塑料的范圍。因此得到了廣泛的應(yīng)用。 3.1.3 由制品體積計(jì)算注射機(jī)的最大注射量 設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)使成型制品每次所需注射量總量 小于注射機(jī)的最大注射量 。即件V注V件 %80注 式中： 塑件與澆注系統(tǒng)的體積（ ） ；件V3cm 注射機(jī)的注射量（ ） ；注 最大注射容量的利用系數(shù)。%80 而由上知 為 297285.996 （合 297.3 ，所以可得：件 3)3c /注V件 %80 通過(guò)計(jì)算可得： 371.6 。注 3cm 綜上所述，只能選擇螺桿式注射機(jī)（ 60 ） 。結(jié)合本國(guó)國(guó)情，初選國(guó)產(chǎn) XS-ZY-注 1000 型臥式注射機(jī)。該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表 2 所示： 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 表 2：XS-ZY-1000 型臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 最大理論 注射量（ ）3cm注射方式 最大 開(kāi)模 行程 注射速 率 （g/s） 最大模 具厚度 （ m ） 螺桿直 徑 （ ） 最小模具 厚度 （ m ） 注射壓 力 （Mpa ） 鎖模力 （KN ） 模具定 位孔直 徑 （mm ） 噴嘴球 半徑 （ m ） 1000 螺桿 式 700 70 700 70 300 10800 4500 150 18 3.2 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3.2.1 注射壓力的校核 塑件成形所需的注射壓力應(yīng)小開(kāi)或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按下式校核 成p注 式中 塑件成型所需的注射壓力（Mpa）成 所選注射機(jī)的額定注射壓力（Mpa）注 已知 =60100(Mpa); =10800（Mpa）成p注 所以滿足 成p注 3.2.2 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核： （ ）10AkpCFkN 式中 安全系數(shù)，常取 =1.11.2，這里取值 1.1; 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力（ 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，型腔內(nèi)Cp )MPa 平均壓力 常取 2040 。這里取 30 ；CpMPaPa A塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（ cm ） ；2 注射機(jī)額定鎖模力。 F 已知 A b 式中 a橢圓長(zhǎng)半軸，取 140mm; b橢圓短半軸，取 130mm， 所以 A = 即：),(12.573014. m F )(84.6. kN 所選注射機(jī)的鎖模力 F=4500 1886.84 ,所以所選注射機(jī)滿足鎖模力要求。kNk 3.2.3 模具閉合厚度的校核 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)，動(dòng)、定模板的最在閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 下式校核： minHmax 式中 注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm）in 模具閉合厚度（mm） 注射機(jī)允許的最大模具厚度(mm)ax 已知 = 300 mm， =700 mm，minHm 初步可設(shè) =H其 他動(dòng)推 桿 行 程定 hh 式中 定模的高度，比制品高度高，初取為 200mm；定h 推桿行程，比制品高度略高，初取為 170mm；推 桿 行 程 動(dòng)模不包括制品型腔部位的高度，初取為 40；動(dòng) 其他厚度包括動(dòng)定模板厚度、支承板厚度等，取為其 他 200mm。 代入上述數(shù)據(jù)可得： =200+170+40+200=610(mm)mH 所以模具閉合時(shí)的厚度能滿足要求，即： =300 =610< =700（mm ）inax 3.2.4 開(kāi)模行程校核 ： 3 5L21（）） （ m0 式中 脫模距離（ ） ，這里為 157.5 ；1 1H 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（ ） ，這里為 190 ；2H2Hm 注射機(jī)開(kāi)模行程（即移動(dòng)模板行程） （ ） 。 已知所選注射機(jī)最大開(kāi)模行程 =700 ,故而可知 157.5+190+5.5353（ ）,能滿足要求。L 液壓機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)的最大開(kāi)模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定。而與模具厚度無(wú) 關(guān)。 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴到型腔的必經(jīng)通道，它直接關(guān)系到成型的難易和制品的 質(zhì)量，是注射模設(shè)計(jì)中的重要組成部分。其作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到型腔中去且 把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、美觀的制品。 4.1 按制品特點(diǎn)選擇澆注形式 安全帽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是大而深的殼體零件。為此擬定直接澆口類型。直接澆口是直接和主流 道連接，由主流道直接進(jìn)料。由于澆口尺寸大，熔體壓力損失小，流動(dòng)阻力小，進(jìn)料快，容易 成型，適用于任何塑料。因流程短，壓力傳遞好，熔體從上端流向分型面（底端） ，有利于排氣 和消除熔接痕。 由直澆口的特點(diǎn)（加工薄壁塑件時(shí)，澆品根部的直徑最多等于塑件壁厚的兩倍）確定澆品 根部直徑為 m5。 主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤(pán)，其高度為 510mm ，這里定為 8mm，并與注射機(jī)固 定模板的定位孔間隙配合。襯套的球形凹坑嘗試常取 35mm ，這里取 4mm。半錐角 1 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM ，這里取 。主流道大端處應(yīng)呈圓角，其半徑常取 ，這里取 2mm。32 1rm3 已知注射機(jī)相關(guān)參數(shù)如下：注射機(jī)固定模板的定位孔半徑 R=75mm,機(jī)床噴嘴孔徑 ，噴嘴圓弧半徑 ，那么澆口套主要尺寸可計(jì)算得：,1mDmR18 , (2R9) 5.0(2D 。如附圖 1 所示。5.3) 在保證塑件成型良好的前提下，主流道的長(zhǎng)度 L 盡量短，否則將會(huì)使主流道凝料增多，塑料耗量 大，且增加壓力損失，使塑料降溫過(guò)多而影響注射 成型通常主流道長(zhǎng)度 L 可小于或等于 60mm。 4.2 澆口套的設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞， 所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流 附圖 1 道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如 T8A 等）單獨(dú)加工和熱處理（硬度為 5357HRC） ，或用 45，50，55 等鋼表面淬火（ 55HRC） 。其主要作用是： 第一,使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注塑機(jī)很好地定位，與注塑機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng) 受塑料的反壓力，不致被推出模具； 第二,作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過(guò)渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地到達(dá)型 腔，在注射過(guò)程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。 4.3 定位圈的設(shè)計(jì) 其直徑 D 為與注射機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔走私確定。直徑 D 一 般比注射機(jī)定位孔直徑小 0.1 以便于安裝。定位圈一般采用 45 或 Q235 鋼。用兩個(gè)以m3.0 上的 M6-M8 的內(nèi)六角螺釘固定在模板上。 第 5 章 成型零件的設(shè)計(jì) 5.1 型腔數(shù)的確定 根據(jù)制件的幾何形狀、材料、注射類型及生產(chǎn)批量通過(guò)經(jīng)驗(yàn)圖確定型腔數(shù)為單腔；為避免 出現(xiàn)飛邊，要求注射壓力以及鎖模力作用在主流道中心。 5.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2.1 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成形塑件外形的主要部件，結(jié)構(gòu)隨塑件的形狀和模具的加工方法而變化。本設(shè)計(jì)中 的制品形狀比較簡(jiǎn)單，宜設(shè)計(jì)成完全整體凹模，其特點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠， 不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。 5.2.2 凸模（型芯）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件內(nèi)形的成型零件，型芯是成型塑件上孔的成型零件，兩者并無(wú)嚴(yán)格的區(qū)別。 分析制品的形狀特點(diǎn)：四周均布有 4 個(gè)方孔，兩側(cè)有 48 個(gè)小孔。故而應(yīng)設(shè)計(jì)成完全整體式凸模 +局部鑲拼嵌入，即在大凸模上又局部鑲拼嵌入了小凸模。48 個(gè)小孔的型芯與模板的連接方式見(jiàn) 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 下圖示。 5.3 分型面的確定 從制品的形狀出發(fā)，確定分型面主要從以下四個(gè)方 面進(jìn)行考慮： 5.3.1 確保塑件表面要求：分型面應(yīng)盡可能選擇在不 影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求，而且分型面 處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工。 5.3.2 考慮鎖模力：盡可能減少塑件在分型面上的投 影面積。模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料邊 距的情況下，應(yīng)盡可能減小分型面接觸面積，從而可以 增加分型面的接觸應(yīng)力，防止溢料，并簡(jiǎn)化分型面的加 工。 5.3.3 考慮模板間距：該塑件的高度為 160mm，而底 附圖 2 面橢圓尺寸為 280mm 260mm。故選擇高度方向可將模板間距減小到最小。 5.3.4 便于排溢：為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合。 綜上四點(diǎn)，根據(jù)制品的形狀，應(yīng)選用單分型面，以制品的最大端面作為分型面。如附圖 2 所示。 5.4 成型零件工作尺寸的計(jì)算 制品尺寸能否達(dá)到圖紙尺寸要求與型腔、型芯的工作尺寸的計(jì)算有很大的關(guān)系。成型零件 工作尺寸的計(jì)算有很多，這里以塑件平均收縮率為基準(zhǔn)的計(jì)算方法計(jì)算成型零件的工作尺寸。 計(jì)算模具成型零件最基本的公式為： AQm 式中 模具成型零件在室溫（20 ） 時(shí)的尺寸（ ） ；mACm 塑料制品在室溫時(shí)的尺寸（ ） ； 塑料的平均收縮率，對(duì)于 ABS 為 0.5%0.8%，這里取 0.6%Q 5.4.1 型腔內(nèi)徑尺寸的計(jì)算 模具的開(kāi)腔內(nèi)徑尺寸是由制品的外徑尺寸所決定。設(shè)制品的外徑名義尺寸為 D 是最大尺寸， 其公差為負(fù)偏差（如非應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換） 。制品的平均徑向尺寸?。― ?？紤]到收縮率，其收）2 縮量為（D 。）2Q 設(shè)型腔內(nèi)徑名義尺寸 為最小尺寸，其公差 為正偏差，則其平均值為 + ?？紤]MZMZ 到型腔工作過(guò)程中最大磨損量 ，取平均值為 ，則有：C2C 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM + （D +（D M2Z））2QC 對(duì)于中小型制品，可取 ， ，代入上式，得：Z3C6 + （D +（D M2）2） 62C 對(duì)上式化簡(jiǎn)可得： D+D Q43 因?yàn)?與其它各項(xiàng)相比很小，可略去，加上制造偏差，則得模具型腔內(nèi)徑計(jì)算公式為：2Q （D+D ） （ ）MDZm 式中 型腔的內(nèi)徑尺寸（ ） ； D制品的最大尺寸（ ） ； 制品公差，這里取 0.48 ； 塑料的平均收縮率（%） ，這里取 0.6%；QQ 3/4系數(shù)，可隨制品精度變化。一般取 0.50.8 之間。若制品偏 差大則取小值，若制品偏差小則取大值。這里取 0.6； 模具制造公差，一般?。?/61/4） 。這里取 0.2 。Z m 由上式易得： 制品總長(zhǎng)： （280+280 0.6 0.48） 281.4 （ ） ；MLD6.02.02.0 橢圓短軸長(zhǎng)： （205+205 0.6 0.48） 205.9 （ ） ； 橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)： （226+226 0.6 0.48） 227.1 （ ） 。C%... 同理可得如下計(jì)算公式，推導(dǎo)過(guò)程從略。 5.4.2 型腔深度尺寸的計(jì)算（凹模深度計(jì)算） ZQh)32H1M （ 式中 型腔深度尺寸（ ） ；m 制品高度最大尺寸（ ） 。1h 其余參數(shù)同上。 代入各數(shù)據(jù)可得： （160+160 ）160.6 （ ） 。M2.0483%6.0） 2.0m 5.4.3 型芯徑向尺寸的計(jì)算（凸模徑向尺寸） （ ）ZQDd)(1 式中 型芯外徑尺寸（ ） ；Mm 制品內(nèi)徑最小尺寸（ ） 。1 代入各數(shù)據(jù)可得： 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 橢圓短軸長(zhǎng)： （200+200 201.5 （ ） ；MDd2.0486.%.0） 2.0m 橢圓短軸長(zhǎng)： （221+221 222.6 （ ） 。C ） 5.4.4 型芯高度尺寸的計(jì)算 ZQHhM)3(1 式中 型芯高度尺寸（ ） ；m 制品深度最小尺寸（ ） 。1H 代入各數(shù)據(jù)可行： （157.5+157.5 158.8 （ ） 。Mh2.0483%6.0） 2.0m 5.5 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 塑料模在注射成型過(guò)程中，由于注射成型壓力很高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨大壓 力，這就要求型腔要有一定的強(qiáng)度和剛度，如果模具型腔的強(qiáng)度和剛度不足，則會(huì)造成模具的 變形和斷裂。 實(shí)踐證明，在型腔壁厚計(jì)算中，對(duì)于大尺寸型腔來(lái)說(shuō)，剛度是主要矛盾，應(yīng)按剛度計(jì)算； 對(duì)于小尺寸型腔而言，因?yàn)樵诎l(fā)生大的彈性變形以前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)許用應(yīng)力，所以強(qiáng)度 是主要矛盾，應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算。但由于分界尺寸不明確，故只好剛度、強(qiáng)度均作計(jì)算值并取其大 值。 5.5.1 側(cè)壁的理論寬度計(jì)算 5.5.1.1 按剛度計(jì)算 7 A 求系數(shù) c: C= 1lhf 式中 c系數(shù)； h凹模型腔的深度（cm） ； 凹模型腔的寬度（cm） ；1l 注：計(jì)算 c 時(shí)，先確定 h， 的值，然后單擊 h/ 文本框，再單擊 c 文本框自動(dòng)通過(guò)曲線1l 圖計(jì)算出系數(shù) c。 因?yàn)?h=15.75 cm, =22.6 cm。代入可求得 c=0.13151l B 求系數(shù) = 12lf 式中 系數(shù)； 凹模型腔短邊長(zhǎng)度（cm） ；2l 凹模型腔長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（cm） ；1 注：計(jì)算 時(shí)，先確定 ， 的值，然后單擊 / 文本框，再單擊 文本框自動(dòng)調(diào)用曲1l 2l1 安全帽注塑模具及注塑模腔三維造型 CAD/CAM 線圖計(jì)算出系數(shù) 。 因?yàn)?=21.6cm; =22.6cm.。代入可求得 = 0.6053.2l1l C 求凹模側(cè)壁的理論寬度 b=h3yEcph 式中 b凹模側(cè)壁的理論寬度（cm） ； h凹模型腔的深度（cm） ； p凹模型腔內(nèi)的熔體壓力（ MPa） ； y凹模長(zhǎng)邊側(cè)壁的允許彈性變形量（cm） ； 一般塑件 y=0.005； 精密塑件 y塑件壁厚的成形收縮量； 尼龍塑件 y=0.00250.003； c系數(shù) 系數(shù) E鋼材的抗拉彈性模量，一般中碳鋼 E=2.1 MPa；510 預(yù)硬化塑料模具鋼 E=2.2 510 因?yàn)?h=15.75cm,p=30MPa,y=0.005cm。代入可求得： b=7.14cm=71.4mm 5.5.1.2 按強(qiáng)度計(jì)算 2 )12(prbP 式中 凹模型腔內(nèi)孔半徑，為 110mm；r 材料許用應(yīng)力，為 320 ；PMa 其余參數(shù)同上。代入計(jì)算可得：b=12