对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。
三、浇注系统的设计
1、主流道的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。
主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。
另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。
（1）主流道尺寸
1）主流道的长度：
小型模具L主应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行设计。
2）主流道小端直径：
d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=（4+0.5）mm=4.5mm。
3）主流道大端直径：
d＇=d+2L主tanα≈8mm，式中α=2°。
4）主流道球面半径：
SR0=注射机喷嘴球头直径+（1~2）mm=（12+2）mm=14mm。
5）球面的配合高度：
h=3mm。
（2）主流道的凝料体积
V主=
L主（R²主+r²主+R主r主）=
×50×（4.5²+2.25²+4×2.25）mm³
=1377.7mm³=1.38cm³
（3）主流道当量半径Rn=
mm=3.125mm
（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。
对材料要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。
同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。
设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为50~55HRC，如图1-4所示。
如图3-1
2.分流道的设计
（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。
（2）分流道的长度由于分流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。
单边分流道长度L分取35mm，如图1-3所示。
（3）分流道的当量直径因为该塑件的质量m塑=ρV塑=55.73×1.02g=56.8g<200g，根据式（4-16），分流道的当量直径为
D分=0.2654
=0.2654×56.81/2×351/4mm=4.9mm
（4）分流道截面形状常用的分流道截面形状有圆形，梯形，U形，六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上，本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失，流动阻力均不大。
（5）分流道截面尺寸设梯形的下底宽度为x，底面圆角的半径R=1mm，并根据表4-6设置梯形的高h=3.5mm，则该梯形的截面积为
A分=
=（x+3.5tan80）×3.5
再根据该面积与当量直径为4.9mm的圆面积相等，可得
（x+3.5tan8°）×3.5=
=
，即可得：
x≈5mm，则梯形的上底约为6mm，如图1-5所示。
图3-2
（6）凝料体积
1）分流道的长度L分=35×2=70mm。
2）分流道截面积A分=
×3.5mm2=19.25mm2。
3）凝料体积V分=L分A分=70×19.25=1347.5mm3≈1.35cm3。
（7）校核剪切速率
1）确定注射时间：
查表4-8，可取t=2s。
2）计算分流道体积流量：
q分=（V分+V塑）/t=（1.35+55.7）/2cm3/s=28.53cm3/s.
3）由式（4-20）可得剪切速率
r分=
=s-1=
=2.04×103s-1
该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5×102~5×103s-1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。
（8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25~2.5um即可，此处取Ra1.6um。
另外，其脱模斜度一般在5°~10°之间，这里取脱模斜度为8°。
3.浇口的设计
该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。
其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分裂面上，从型腔的边缘进料，塑件轮毂和外周有4条肋板相连，而浇口正对其中一对肋板，有利于向轮毂和顶部填充。
（1）侧浇口尺寸的确定
1）计算侧浇口的深度。
根据表4-10，可得侧浇口的深度h计算公式为h=nt=0.7×3mm=2.1mm
式中，t是塑件壁厚，这里t=3mm；n是塑件成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。
在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修模处理，并根据表4-9中推荐的ABS侧浇口的厚度为1.2~1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm。
2）计算侧浇口的宽度。
根据表4-10，可得浇口处的宽度B的计算公式为
B=
=
cm=2.85cm≈3cm
式中，n是塑料成型系数，对于ABS其n=0.7；A是凹模的内表面积（约等于塑件的外表面面积）。
3）计算侧浇口的长度。
根据表4-10，可得侧浇口的长度一般选用0.7～2.5mm，这里取L浇=0.7mm。
（2）侧浇口剪切速率的校核
1）计算浇口的当量半径。
由面积相等可得∏R2浇=Bh，由此矩形浇口当量半径
R浇=（
）0.5
2）校核浇口的剪切速率
①确定注射时间：
查表得4-8，可取t=2s：
②计算浇口的体积流量：
q浇=V塑/t=55.7/2=27.85cm3/s=2.785×104mm3/s。
③计算浇口的剪切速率：
由式（4-20）可得：
r浇=3.3qv/（∏Rn3）,则（
）1.5
r浇=
=s-1=3.3×2.785×104/［3.14×（3×1.3/3.14）1.5］=2.08×104s-1。
该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×103~5×104s-1之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。
4.校核主流道的剪切速率
上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。
（1）计算主流道的体积流量
q主=
=
cm3/s=71.33cm3/s-1
（2）计算主流道的剪切速率
R主=
=
s-1=2.46×103s-1
主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×102～5×103s-1之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。
5.冷料穴的设计及计算
冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。
本设计仅有主流道冷料穴。
由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。
开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。
四、成型零件的结构设计及计算
1.成型零件的结构设计
（1）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。
按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。
根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体式凹模，如图1-6所示。
（2）凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。
通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有两个：
一个是成型零件的内表面的大型芯，如图1-7所示，因塑件包紧力较大，所以设在动模部分；另一个是成型零件的中心轴孔内表面的小型芯，如图1-8所示，设计时将其放在定模部分，同时有利于分散脱模力和简化模具结构。
将这几部分装配起来，如图1-9所示。
图4-2大型芯模嵌件
图4-1凹模嵌件
图4-4动定模成型两件装配结构
图4-3小型芯
2.成型零件钢材的选用
根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳强度性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。
又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20（美国牌号）。
对于成型塑件外圆筒的大型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV。
而对于成型内部圆筒的型芯而言，型芯较小，但塑件中心轮毂包住型芯，型芯需散发的热量较多，磨损也比较严重，因此也采用Cr12MoV，型芯新中心通冷却水，如图1-10所示。
3.成型零件工作尺寸的计算
采用表4-15中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。
（1）凹模径向尺寸的计算塑件外部径向尺寸的转换：
ls1=94+0.3-0.2mm=
94.30-0.5mm
，相应的塑件制造公差△1=0.5mm，ls2=90+0.3-0.2mm=90.30-0.5mm,相应的塑件制造公差△2=0.5mm。
LM1=[（1+Scp）ls1-X1△1]
=[（1+0.0055）×94.3-0.6×0.5]+0.0830mm
=94.51+0.0830mm
LM2=[（1+Scp）ls2-X2△2]
=[（1+0.0055）×90.3-0.6×0.5]+0.0830mm
=90.49+0.0830mm
式中，Scp塑件的平均收缩率，查表1-2可得ABS的收缩率为0.3％～0.8％，所其平均收缩率
Scp=
=0.0055；
X1、X2是系数，查表4-15可知X一般在0.5～0.8之间，此处取X1=X2=0.6；△1、△2分别是塑料上相应尺寸的公差（下同）；是塑料上相应尺寸制造公差，对于中小型塑料件取δZ=
△（下同）。
（2）凹模深度尺寸的计算塑件高度方向尺寸的转换：
塑件高度的最大尺寸Hs1=31±0.1mm=31.10-0.2mm,相应的△s1=0.2mm；塑件轮外凸台高度的最大尺寸Hs2=5+0.10mm=5.10-0.1mm,相应的△s2=0.1mm。
HM1=[（1+Scp）Hs1-X1△1]
=[（1+0.0055）×31.1-0.63×0.2]+0.0330mm
=31.14+0.0330mm
HM2=[（1+Scp）Hs2-X2△2]
=[（1+0.0055）×5.1-0.65×0.1]+0.0170mm
=5.06+0.0170mm
式中，X1、X2是系数，查表4-15可知一般在0.5～0.7之间，此处取X1=
0.63，X2=0.65。
（3）型芯径向尺寸的计算
1）动模型芯径向的计算。
塑件内部径向尺寸的转换：
Ls1=84+0.2-0.1mm=83.9+0.30mm,△s1=0.3mm
lM1=[（1+Scp）ls1+X1△1]
=[（1+0.0055）×83.9+0.7×0.3]0+0.05mm
=84.570-0.05mm
式中，X1是系数，查表4-15可知一般在0.5～0.8之间，此处取X1=0.7。
2）动模型芯内孔尺寸。
lM2=[（1+Scp）ls2-X2△2]
=[（1+0.0055）×23-0.8×0.1]
mm
=23.04+0.0160mm
式中，ls2=230-0.10mm是成型塑件轮毂外圆柱孔的径向尺寸；x2的值查表4-15一般在0.5～0.8之间。
此处取X2=0.8。
3）定模型芯尺寸的计算。
塑件内孔径向尺寸的装换：
Ls3=170-0.1mm=16.9+0.10mm
lM3=[（1+Scp）ls3-X3△1]
=[（1+0.0055）×16.9+0.65×0.1]0-0.017mm
=17.050-0.017mm
式中，X3是模具尺寸计算系数，查表4-15可取0.65。
（4）型芯高度尺寸的计算
1）成型塑件内大型芯高度。
塑件尺寸转换：
hs1=28±0.1mm=27.9+0.20mm
HM1=[（1+Scp）hs1+X1△1]
=[（1+0.0055）
27.9+0.63
0.2]0-0.033mm
=28.180-0.033mm.
式中，X1是模具尺寸计算系数，查表4-15可知一般在0.5-0.8之间，此处取X1=0.63。
2）成型塑件中心圆筒的型芯高度。
塑件中心圆筒高度尺寸转换：
hs2=41+0.2-0.1mm=40.9+0.30mm
hM2=[（1+Scp）hs2+X2△2]
==[（1+0.0055）
40.9+0.6
0.3]0-0.05mm
=41.300-0.05mm
试中，X2模具尺寸计算系数，查表4-15可知一般在0.5-0.7之间。
此处取X2=0.6。
（5）成型孔间间距的计算
CM=[（1+s）Cs]±
δzmm=52.29±0.016mm
塑件型芯及凹模的成型尺寸的标注如下图1-11、图1-12、图1-13所示
图4-5
图4-6
图4-7
4、成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算
（1）凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔的布置，模架初选200mm×355mm的标准模架，其厚度根据表4-19中的刚度公式计算。
δp
S=（
）
=（
）
mm=21.57mm
式中，p是型腔压力（MPa）；E是材料弹性模量（MPa）；h=W,W是影响变形的最大尺寸，而h=31mm；δp是模具钢度计算许用变形量。
根据注射塑料品种。
δp=25i2=25×0.925um=23.13um=0.023mm
式中：
i2=0.45×311/5+0.001×31um=0.925um。
凹模侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，这是凹模嵌件单
升级会员 