塑料模具毕业设计（本科）

第六章 成型零件的设计

6.2 上模镶件（型腔）的设计

上模镶件主要成型产品的外表面，由于该产品内表面的环形侧凹结构，下模镶件必须采用组合结构。所以上模镶件还必须成型产品顶部的孔结构。 6.2.1 上模镶件的壁厚计算

上模镶件的壁厚不仅要满足刚度强度的要求，还要考虑模具的冷却系统、浇注系统和螺钉紧固等因素的影响。

在壁厚的参数计算中全部采用经验公式计算，然后进行强度和刚度校核。 （1）根据产品间距的要求：产品到镶件边缘的距离由经验公式：a=0.2L+17（L为产品的长度）；产品与产品的距离应大于或等于a/2,一般取12~20mm，如果产品之间有流道时应大于25mm。

（2）根据浇注系统的要求：分流道长度=（1~2.5）D（D为主流道大端直径）。主流道长度根据模具结构情况尽量取小值。浇口在分型面的投影长度应不小于2mm。 （3）根据冷却系统的要求：

运水之间的距离不得小于1.7d(d为水孔直径)，运水与镶件边缘之间的距离不得小于10mm，运水与产品的距离为2d左右，以及运水与各种可能干涉的结构（螺孔、顶针孔、斜顶孔及滑块槽等）的距离不得小于4mm。

（4）根据螺钉中心与镶件边缘的距离s=螺钉直径+3~6mm。

（5）镶件的底厚h可以根据产品投影面积查表取值，也可以通过计算得出。在此通过查表取得h= 20mm，该值将在下一节进行刚度强度校核中检查是否合理。 6.2.2 上模镶件的强度或刚度校核

小型模具一般只需进行强度校核，因此本次设计中只进行强度校核。由于该镶件即非圆形又非矩形，但由于矩形的工作环境相对较恶劣，所以在此近似采用矩形组合形式的强度公式进行校核。

PH1l2型腔的侧壁厚度a≥2H[?] 代入数据解得a≥23.6345mm

3PbL22型腔的底厚度h≥

4B[?]

代入数据解得h≥17.1537mm 式中：a为型腔侧壁厚度。

P为成型压力（MPa），根据塑料查表P≈80~100MPa，?模具钢的许用强度，模具钢一般取?=200MPa。H1为承受熔体压力的侧壁高度，l型腔侧壁长边长45mm，H

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第六章 成型零件的设计

型腔侧壁总高度，h型腔底厚，B镶件总宽度，b型腔宽度。

通过6.2.1的理论阐述和强度校核经圆整综合整理得出上模 镶件的具体结构尺寸见上模镶件零件图。

6.3 下模镶件（型芯）的设计

由于产品的侧凹结构特殊，为环形全倒扣。所以我采用 了2个斜顶和2 个行位块共同组合成型芯如图6-3所示。详 细设计方案在下2节的行位与斜顶的设计分析。另外一下模 镶件的主要功用在于固定其他的组合型心。

6.3.1 下模镶件的壁厚计算

图6-3

下模镶件的壁厚不仅要满足刚度强度的要求，还要考虑模具的冷却系统、浇注系统和螺钉紧固等因素。在壁厚的参数计算中全部采用经验公式计算，然后进行强度和刚度校核。

（1）根据产品间距的要求：产品到镶件边缘的距离在此取和上模镶件一致。

（2）根据浇注系统的要求：分流道长度=（1~2.5）D（D为主流道大端直径）。主流道长度根据模具结构尽量取小值。浇口在分型面的投影长度应不小于2mm。 （3）根据冷却系统的要求：

运水之间的距离不得小于1.7d(d为水孔直径)，运水与镶件边缘之间的距离不得小于10mm，运水与产品的距离为2d左右，以及运水与各种可能干涉的结构（螺孔、顶针孔、斜顶孔及滑块槽等）的距离不得小于4mm。

（4）根据螺钉中心与镶件边缘的距离s=螺钉直径+3~6mm。

（5）镶件的厚度可以根据产品投影面积查表取值，也可以通过计算得出。在此通过查表取得h=20~30mm，但由于滑块结构的影响，应加大取值。在此取值为h=35mm。

通过上述理论阐述经取整数，综合得出上模镶件的具体结构尺寸见下模镶件零件图。

6.4 行位的设计

由产品结构决定在本次设计中 行位必须为内行位。根据其布置原 则尽量采用在宽度方向布置，但由 于四腔模，考虑到空间合理利用所 以本次行位在长度方向X方向布置。 所以在模具用于成型时必须将长度 方向水平安装在注射机上以防止行 位因自重而运动不平稳的现象，如 右图6-4-1。

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图6-4-1

第六章 成型零件的设计

6.4.1 行位的动作原理

如图6-4-2，模具开模时，通过固定 在 A板上的滑块驱动块1依靠其斜面带 动滑块 2 向右运动，当滑块驱动块离开 滑块后依靠弹簧 3 压住滑块防止滑块弹 回卡住产品。 模具闭合时由固定在下模 镶件上的耐磨片 5 的斜面推动滑块向左 运动并压紧滑块。滑块右端有下模镶件4 限位防止合模时耐磨片5因错位啃伤滑块。

6.4.2 行位及其组件的性能要求 图6-4-2

行位有相对于其他零件的运动而且行位还是产品成型结构部分，因此行位及与其想配合的零件不仅满足一定的耐磨性要求还必须具有一定成型零件的性能。 行位及其组件的性能必须满足如下几点：

（1）高耐磨性：滑块表面硬度必须大于HRC50，以保证其耐磨性能。

（2）硬度差：行位与其配合的零件如下模镶件、行位驱动块、行位压紧块、耐磨片之间必须有HRC5~10的差值，因此不可以用同种材料以防止粘着磨损。此次设计中行位采用40Cr，下模镶件采用预硬模具钢P20，其他与行位有接触的零件均采用H13耐磨钢。他们通过不同的热处理方式可以达到此项要求。

（3）加工性：除行位以外的零件都是单一简单结构零件，热处理变形小，可加工性优异。而行位的成型部分可以通过电火花加工，其余结构对于传统加工也容易保证其加工精度。

（4）配合要求：行位与压板有相对运动，其配合采用H7/f7的间隙配合。与下模镶件的的配合以保证不溢料尽量保证动作稳定灵活。详细见模具总装的配合要求。 6.4.3滑块的尺寸计算 （1）抽芯距S的计算 如图5-4-4， S=R?r+K（mm）

式中：K----为安全系数；一般为2~3mm，在此取 K=2mm 解得：S=3mm

（2）弯销截面尺寸校核 图6-4-4 如图图6-4-5

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第六章 成型零件的设计

6PH3由b=h有h=10

[?]cos?(m

弯由S=2Htana=3mm

解得：h=11.6435mm；h〈12mm满 足设计的要求。

式中：P----弯销所受最大弯曲力（KN）；

H----抽芯孔总高的一半；

[?]弯----滑块材料的许用弯曲强度（MPa）；

?----弯销的倾斜角度；?=15°。

滑块的具体结构和性能要求以及详细尺寸见滑块零件图。

6.5 斜顶的设计

6.5.1 斜顶及其组件的性能要求

图6-4-5

斜顶有相对于其他零件的运动而且行位还是产品成型结构部分，因此行位及与其想配合的零件不仅满足一定的耐磨性要求还必须具有一定成型零件的性能。 斜顶及其组件的具体性能必须满足以下几点：

（1）高表面硬度：表面淬火或者渗碳或渗氮处理到HRC50。 （2）各相配合的零件不可为相同材料以防粘着磨损。

（3）配合要求：与固定在B板上的耐磨片采用H7/f7间隙配合；与B板避空即可；与下模镶件采用H7/f7配合。详细的配合情况见模具总装的配合要求。 6.5.2 斜顶的尺寸计算 （1）斜顶的抽芯距离

斜顶的抽芯距离和滑块的抽芯距离一样，所以S≥3mm （2）斜顶的顶出行程 由H≥S/tan? 解得：H≥23mm；

式中：?----为斜顶的倾斜角度；为5°。

斜顶的具体结构和性能要求以及详细尺寸见斜顶零件图。

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